1.2Типы главных сэу
1.2.1Дизельные установки
В речном, морском и рыбопромысловом флотах главные дизельные установки составляют более 95%. К достоинствам этих двигателей следует отнести:
высокую экономичность (удельный эффективный расход топлива около 180-220 г/(кВт ч);
мобильность - быстрый запуск, прогрев, реверсирование;
высокую степень автоматизации;
большой срок службы (20000 и более часов работы).
На судах речного флота применяются в основном четырёхтактные дизели с газотурбинным наддувом и частотой вращения от 275 до 1850 оборотов в минуту. Максимальная агрегатная мощность дизелей, установленных на речных судах – 2200 кВт.
В морском флоте основу парка главных двигателей составляют двухтактные крейцкопфные дизели простого действия с частотой вращения коленчатого вала 100-175 оборотов в минуту. В 80-е годы прошлого века на их долю приходилось до 75%. Агрегатная мощность таких дизелей иногда превышает 50000 кВт. В последние десятилетия эти двигатели постепенно вытесняются четырехтактными форсированными дизелями.
На небольших промысловых судах предпочтение отдаётся двигателям, которые применяются на речном флоте, а на крупных перерабатывающих и транспортных судах рыбопромыслового профиля используются также двухтактные дизели.
По мере совершенствования ДВС в будущем следует ожидать широкого применения на судах высокофорсированных дизелей с высокой степенью автоматизации и приемлемыми экологическими показателями. Предполагается, что среднее эффективное давление у этих дизелей составит 20-25 бар, а удельный расход топлива – менее 180 г/(кВт ч).
Недостатки дизелей следующие:
относительно большая их удельная масса и значительные габариты, особенно у двухтактных двигателей;
неуравновешенность механической системы кривошипно-шатунного механизма, приводящая к вибрации дизеля и корпуса судна;
сложность устройства и обслуживания систем, обеспечивающих работу дизелей.
1.2.2Газотурбинные двигатели
Газотурбинные двигатели применяются преимущественно на неводоизмещающих судах - с подводными крыльями (СПК) или на воздушной подушке (СВП). В морском флоте успешно эксплуатируются пассажирские и сухогрузные теплоходы с главными газотурбинными установками. Основной недостаток этих тепловых двигателей – низкий эффективный кпд и большой расход топлива компенсируется высокой степенью утилизации теплоты отходящих газов для подогрева воды во внутренних плавательных бассейнах, для кондиционирования воздуха в жилых помещениях и других бытовых и технологических нужд.
К достоинствам ГТД относится:
малый удельный вес и габариты;
уравновешенность механической системы двигателя;
оперативность запуска, маневрирования и остановки;
высокая надёжность.
Кроме низкой экономичности, обусловленной термодинамическими особенностями осуществляемого в ГТД теплового цикла, эти двигатели обладают ещё одним пороком – при работе они создают повышенный звук в области наиболее вредных высокочастотных колебаний.
Рис. 1.1 Схема простейшей ГТУ
На судах чаще всего используются либо ГТД с простейшей тепловой схемой, либо установки с пропульсивными турбинами и регенеративными теплообменниками. Первая схема показана на Рис. 1 .1, а вторая – на Рис. 1 .2. Авиационные конвертированные двигатели, работающие по простой схеме, состоят из компрессора КМ, камер сгорания КС, газовой турбины ГТ, находящейся на одном валу с компрессором, и редукторной передачи мощности на гребной винт РП.
Рис. 1.2 Схема ГТУ с регенерацией теплоты уходящих газов
Во второй схеме после сжатия воздуха в компрессоре КМ и сгорания топлива в камере КС газ последовательно расширяется в двух, не связанных между собой механической передачей, турбинах: компрессорной КТ, предназначенной для привода компрессора, и пропульсивной ПТ, служащей для вращения гребного винта. Отработавшие в турбинах газы перед выпуском в атмосферу направляются в регенератор РГ, где передают теплоту сжатому в компрессоре воздуху, тем самым сокращая расход топлива и повышая эффективный кпд установки.