Система охлаждения забортной водой

Тепло, воспринятое забортной водой от пресной воды, масла и воздуха в воздухоохладителе турбокомпрессоров:

Q_зв=Q_пв+Q_м+Q_в

где Q_в – тепло, переданное от наддувочного воздуха охлаждающей забортной воде.

Q_в=1,005*13,9*(401-293) = 1508,7 кДж/ч,

где =1,005 кДж/(кг град) – удельная теплоёмкость воздуха

=be*Ne* **L_o/3600 = 0.301*4043*1.8*1.6*14.3/3600 = 13.9 кг/с - потребное количество воздуха

= 293 К – начальная температура воздуха

=*=293= 401 К – температура воздуха после компрессора

k = 1,4 - показатель адиабаты сжатия

кДж/ч

Подача насоса заборной воды:

м³/ч

Где кДж/кг∙град - удельная теплоемкость забортной воды;

кг/м³ - плотность забортной воды;

- нагрев воды в охладителях,⁰С принимаю ⁰С

Мощность потребляемая насосами забортной воды системы охлаждения:

Где - коэффициент запаса мощности электродвигателя, принимаю

МПа - напор создаваемый насосом;

- к.п.д. центробежного насоса.

Выбираем центробежный насос НЦВ-250/30

Выбор утилизационного парового котла

Паропроизводительность комбинированного котла оценим используя относительную паропроизводительность комбинированного котла судна-прототипа;

кг/ч

По паропроизводительности выбираем комбинированный котел котел типа КВК-2,5 водотрубный, с параметрами пара:

Выбор опреснительной установки

Расход пресной воды:

Q_СУТ = Q_Х.Б + Q_СЭУ

Q_СЭУ – расход пресной воды на СЭУ

Q_СЭУ = 0,0002*∑N_гд = 0,0002*8086 = 1,6 т/сут

Q_Х.Б – расход пресной воды на хозяйственно-бытовые нужды.

Q_Х.Б. = n*(d_П + d_М + d_Ф)*10^-3 = 38*(50+100+50)*10^-3 = 7,6 т/сут

n – количество членов экипажа

d_П – расход питьевой воды на человека: d_П = 50 л/(ч*сут)

d_М – расход мытьевой воды на человека: d_М = 100 л/(ч*сут)

d_Ф – фановые воды: d_Ф = 50 л/(ч*сут)

Q_СУТ = Q_Х.Б + Q_СЭУ = 7,6+1,6 = 9,2 т/сут = 9,2 м³/сут

Выбираем ВОУ утилизирующую тепло дизелей, батарейную, одноступенчатую типа Д-4.

Выбор дизель-генератора

Мощность электроэнергетической установки:

кВт

Устанавливаем 3 ДГ с единичной мощностью:

кВт

В качестве ДГ устанавливаю 6Д150М, с параметрами

мощностью: 600 кВт

удельным расходом топлива: 224г/кВт∙ч

масса: 24600кг

6.Определение энергетической эффективности сэу.

Энергетическая эффективность определяет основную долю затрат на эксплуатацию СЭУ.

Расчёт энергетической эффективности ведем для СЭУ судна лесовоз типа при скорости =15,2 узлов (прототип) и=18 узлов (согласно задания). На судне-прототипе установлен ГТУ 4 СПГГGS-34 мощностью 3680 кВт, с частотой вращения 5500 об/мин и удельным расходом топлива =265 г/(кВт ч). На проектируемой установке установлено 2 газотурбины 5500л.с. Бритиш Томпсон Хаустон суммарной мощностью 8086 кВт (мощность одной ГТУ 4043 кВт). Суммарный удельный расход топлива 602 г/(кВт∙ ч),частота вращения гребного винта 115 об/мин.

Расчёт ведём в табличной форме.

Сравнительный анализ энергетической эффективности сэу.

№ п/п	Характеристики, размерность	Обозначение	Расчётная формула, источник	Численные значения
				ГТУ 4 СПГГ GS-34	ГПК с ГТУ 5500л.с. Бритиш Томпсон Хаустон
1	2	3	4	5	6
1.	Агрегатная мощность, кВт		Из спецификации судна-прототипа и из задания на КП	3680	2×4043
2.	Удельный расход топлива, г/ч		Из спецификации судна-прототипа и МОД	265	2×301
3.	Дальность плавания , м	S	Из спецификации судна-прототипа и из задания на КП. Примечание: 1 миля = 1852 м	11.1	11,1
4.	Скорость хода, м/с			7,81	9.252
5.	Эксплуатационный период, с		Из задания на КП	25.05	25,05
6.	Коэффициент ходового времени		Из задания на КП	0,70	0,70
7.	Коэффициент использования технической скорости		Выбираю из таблицы	0.94	0.96
8.	Нормируемое время маневровых и швартовых операций в портах погрузки и разгрузки, с		=(28…44) с Принимаю: =40	40	40
9.	Ходовое время, с			1,55	1,29
10.	Стояночное время, с			0,66	0,293
11.	Время рейса, с			2,21	1,583
12.	Количество рейсов за эксплуатационный период	Z		11	16
13.	Коэффициент полезной мощности СЭУ, приведенный к номинальной мощности ГПК			0,829	0,827
14.	Коэффициент использования номинальной мощности		- для дизельных установок -для газотурбинных установок	0,9	0,9
15.	Пропульсивной к.п.д.		Из предыдущих расчетов (раздел1, раздел 3)
16.	Относительный расход электрической энергии общесудовой и технологический комплекс		Из задания на КП	0,12	0,12
17.	Относительный расход тепловой энергии общесудовой и технологический комплекс		Из задания на КП	0,10	0,10
18.	Потенциальная энергопроизводительность СЭУ, МДж		=	76,42	167,51
19.	Фактическая потенциальная энергопроизводительность СЭУ, МДж		=Z	74,16	169,37
20.	Расход топлива на главные двигатели, кг/с			0,276	1,37
21.	Расход топлива на дизельгенераторы, кг/с		Примечание: На судне-прототипе установлено три ДГ марки ДГТ 200/1, мощность дизеля =200 кВт, удельный расход топлива=212 г/(кВтч). На проектируемом судне установлено четыре ДГ марки 6Д150М, мощность дизеля=600 кВт, уд. Расход топлива =224 г/(кВтч)	0,036	0,114
22.	Расход топлива на ходовом режиме, кг/с		=+0,6	0,2976	1,43
23.	Расход топлива на стояночном режиме, кг/с		На стоянке работает 2 ДГ . - на судне-прототипе - на проектируемом судне	0,072	0,114
24.	Расход теплоты на ходовом режиме, МВт		=	12,707	61,06
25.	Расход теплоты на стояночном режиме, МВт		=	3,07	4,867
26.	К.П.Д. СЭУ на ходовом режиме			0,176	0,08
27.	К.П.Д. СЭУ на стояночном режиме			0,264	0,365
28.	Удельный расход топлива на ходовом режиме, кг/МДж			0,00013	0,00029
29.	Удельный расход топлива на стояночном режиме, кг/МДж			0,00008	0,000064

Анализ полученных данных в таблице условно показывает;

1. Коэффициент изменения к.п.д. СЭУ

2. Коэффициент изменения расхода топлива

Т.о. выбранный вариант СЭУ уступает в энергетической эффективности СЭУ судна-прототипа.