Методика расчета вспомогательного котла

Стр 1 из 4Следующая ⇒

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«КЕРЧЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МОРСКОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра судовых энергетических установок

Ениватов В.В.

ЭКСПЛУАТАЦИЯ СУДОВЫХ КОТЕЛЬНЫХ И ПАРОПРОИЗВОДЯЩИХ УСТАНОВОК

Методические указания

по самостоятельной работе, выполнению контрольной и
расчетно-графической работ для курсантов специальности

26.05.06 «Эксплуатация судовых энергетических установок»

очной и заочной форм обучения

Керчь, 2016 г.

УДК 621.181/.182:629.5.064

Составитель: Ениватов В.В., канд. техн. наук, доцент кафедры СЭУ ФГБОУ ВО «КГМТУ» _______________

Рецензент: Чуб О.П., ст. преподаватель каф. СЭУ ФГБОУ ВО «КГМТУ» ________________

Методические указания рассмотрены и одобрены на заседании кафедры судовых энергетических установок ФГБОУ ВО «КГМТУ»,

протокол № ___ от ________ 201__ г.

Зав. кафедрой _____________________ Н.П. Клименко.

Методические указания утверждены и рекомендованы к публикации на заседании методической комиссии МФ ФГБОУ ВО «КГМТУ»

протокол № ___ от ________ 201__ г

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.. 3

ВВЕДЕНИЕ. 4

1 РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА.. 6

1.1 Общие сведения. 6

1.2 Методика расчета вспомогательного котла. 6

1.3 Расчет характеристик эксплуатационных режимов. 9

1.4 Вопросы для самоконтроля. 9

2 КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА.. 10

2.1 Общие сведения. 10

2.3 Водный режим. Система питания котла. 11

2.4 Техническое использование и обслуживание СКУ.. 12

2.5 Эксплуатационные и конструктивные мероприятия, направленные на повышение экономичности и надежности СКУ.. 13

2.6 Основные отказы и неисправности СПК.. 14

2.7 Вопросы для самоконтроля. 14

3 САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА.. 15

3.1 РАЗДЕЛ №1. 15

3.1.1 Рассматриваемые вопросы.. 15

3.1.2 Методические указания. 16

3.1.3 Вопросы для самопроверки. 16

3.2 РАЗДЕЛ №2. 17

3.2.1 Рассматриваемые вопросы.. 17

3.2.2 Методические указания. 18

3.2.3 Вопросы для самопроверки. 18

3.3 РАЗДЕЛ №3. 19

3.3.1 Рассматриваемые вопросы.. 19

3.3.2 Методические указания. 19

3.2.3 Вопросы для самопроверки. 20

3.4 РАЗДЕЛ №4. 20

3.4.1 Рассматриваемые вопросы.. 20

3.4.2 Методические указания. 21

3.4.3 Вопросы для самопроверки. 21

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.. 23

ПРИЛОЖЕНИЕ А.. 24

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. 25

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

КПД – коэффициент полезного действия;

МКО – машинно-котельное отделение;

СПК – судовой паровой котел;

СКУ – судовая котельная установка;

СЭУ – судовая энергетическая установка;

ТИ – техническое использование;

ТО – техническое обслуживание;

ТС – техническое состояние;

ТЭ – техническая эксплуатация;

УК – утилизационный котёл.

ВВЕДЕНИЕ

Целью настоящих методических указании для самостоятельной работы, выполнения контрольной и расчетно-графической работ курсантов по дисциплине «Эксплуатация судовых котельных и паропроизводящих установок» является закрепление теоретического материала, прослушанного курсантами на лекционных занятиях, а также самостоятельное получение новых знаний, связанных с техническим использованием, техническим обслуживанием и ремонтом судовых котельных и паропроизводящих установок и их элементов.

Задачей изучения материала при выполнении контрольной работы, расчетно-графической работы, а также в ходе самостоятельной подготовки является получение инженерами-механиками знаний о правилах технической эксплуатации судовых котлов, правил техники безопасности, в соответствии с требованиями классификационных обществ и международных морских конвенций, а частности в обеспечение

- раздела А-II/1 и А-III/1: эксплуатация главных установок и вспомогательных механизмов и связанных с ними систем управления; эксплуатация систем топливных, смазочных, балластных и других насосных систем и связанных с ними систем управления; техническое обслуживание и ремонт судовых механизмов и оборудования; обеспечение выполнения требований по предотвращению загрязнения морской среды; планирование и график работы; эксплуатация, наблюдение, оценка работы и поддержание безопасности двигательной установки и вспомогательных механизмов; управление топливными, смазочными и балластными операциями; управление безопасным и эффективным проведением технического обслуживания и ремонта; обнаружение и выявление причин неисправной работы механизмов и устранение неисправностей Конвенции ПДНВ-78 [1];

- главы II-1 – Конструкция и устройство, деление на отсеки и остойчивость, механические и электрические установки, части С – Механические установки (Правила 32, 33); главы II-2 Конструкция – противопожарная защита, обнаружение и тушение пожара, части А – Общие положения (Правила 7, 13-1, 15) – Международной Конвенции по охране человеческой жизни на море 1974 г (СОЛАС) [2].

Контрольная работа выполняется курсантом заочной формы обучения самостоятельно согласно варианту задания.

Расчётно-графическая работа выполняется курсантом очной формы обучения самостоятельно согласно варианту задания.

Самостоятельная работа курсантов проводятся дома или в аудиториях и учебных лабораториях, оснащенных необходимыми техническими средствами обучения в период самоподготовки.

Методические указания составлены на основании программы курса «Эксплуатация судовых котельных и паропроизводящих установок». Структура учебной дисциплины приведена в таблице 1.

Таблица 1 – Структура учебной дисциплины

Наименование разделов	Общее количество часов	Количество зачетных единиц	Очная форма					Заочная форма
			Распределение часов по видам занятий					Распределение часов по видам занятий
			Ауд.	ЛК	ЛР	ПЗ	СР	Ауд.	ЛК	ЛР	ПЗ	СР
Раздел 1 Техническое использование СКПУ	27	0,75	17	5		12	10	4	2		2	23
Раздел 2 Организационно-техническое обеспечение	27	0,75	10	4		6	17	3	2		1	24
Раздел 3 Судовое техническое обслуживание	27	0,75	17	5		12	10	4	2		2	23
Раздел 4 Организация эксплуатации СКПУ	27	0,75	10	4		6	17	3	2		1	24
Форма контроля			Зачет с оценкой					Зачет с оценкой
Всего часов	108	3	54	18		36	54	14	8		6	94

Для успешного овладения курсом можно рекомендовать следующую общую схему работы курсанта.

1. Изучить график учебного процесса на предстоящий учебный год, ясно представить объем самостоятельной работы и спланировать свое время.

2. Ознакомиться с тематическим планом дисциплины, количеством практических занятий, а также сроками итоговой отчетности по курсу.

3. Подобрать необходимую техническую литературу по прилагаемому списку и ознакомиться с данными методическими указаниями.

4. Приступить к изучению тем согласно программе курса, используя методические указания и подобранную техническую литературу.

5. Ответы на возникшие вопросы можно получить при более глубокой проработке материала по другим источникам или на консультации у преподавателя в период чтения обзорных или установочных лекций.

6. Если изучаемые темы входят в контрольное задание, то целесообразно после составления конспекта по теме закрепить полученные знания на конкретном примере при выполнении контрольного задания.

7. Завершить изучение темы следует, ответив на вопросы для самопроверки. Можно записывать ответы на вопросы в конспекте, что способствует сокращению времени подготовки к зачету.

К сдаче зачета курсанты очной формы обучения допускаются после успешного выполнения расчетно-графической работы и защиты предусмотренных программой практических работ.

К сдаче зачета курсанты заочной формы обучения допускаются после успешного выполнения контрольной работы и защиты предусмотренных программой практических работ .

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА

Задачей расчетно-графической работы курсантов очной формы обучения является получение будущими инженерами-механиками знаний о правилах технической эксплуатации различных типов судовых котлов, правила техники безопасности при техническом обслуживании и техническом использовании, в соответствии с требованиями классификационных обществ и международных морских конвенций.

Расчетно-графическая работа выполняется курсантом очной формы обучения самостоятельно согласно варианту задания (Приложение А).

Оформление контрольной работы выполняется в соответствии с Положением о порядке оформления студенческих работ ФГБОУ ВО «КГМТУ» (п. 5).

При выполнении контрольной работы курсант должен придерживаться следующей структуры:

- титульный лист;

- задание;

- содержание;

- сокращения, обозначения, термины и определения;

- введение;

- основную часть;

- заключение;

- список использованных источников;

- приложения (при необходимости).

Общие сведения

Вспомогательные котельные установки являются наиболее распространенными источниками теплоты на речных судах. Для удовлетворения потребности в теплоте в ходовом режиме на судах мощностью более 200 кВт, как правило, устанавливаются водогрейные или паровые утилизационные котлы, использующие теплоту выпускных газов главных двигателей. Потребность судна в теплоте на стоянках удовлетворяется автономными котлами, работающими на жидком топливе.

Методика расчета вспомогательного котла

Общее количество теплоты на судовые нужды складывается из расходов теплоты на отопление помещений, санитарно-бытовые нужды, подогрев топлива и масла в системах энергетической установки, а также на подогрев перевозимого груза и воды для мытья танков на танкерах. Расход теплоты на отопление помещений Q_oт, санитарно-бытовые нужды Q_сб в кДж/ч различных типов судов производится по зависимостям, приведенным ниже

Расход теплоты на отопление помещений Q_oт в кДж/ч различных типов судов производится по следующим зависимостям:

для сухогрузных судов и танкеров

Q_oт=83800+42G,

где G – грузоподъёмность ,т

для пассажирских судов

Q_oт=1250(6,5n_эк+5n_пас),

где n_эк и n_пас – число членов экипажа и пассажиров, чел.

Расход теплоты на санитарно-бытовые нужды Q_сб в кДж/ч находится по выражению:

Q_сб=(n_эк+n_пас)(q_вм+q_вп),

где q_вм – удельный расход теплоты на приготовление горячей мытъевой воды, принимаемый равным для грузовых судов и буксиров-толкачей 1880÷2720 кДж/чел·ч, для пассажирских судов 1250÷1670 кДж/чел ·ч;

q_вп – удельный расход теплоты на приготовление кипяченой питьевой воды, принимаемый равным для грузовых судов и буксиров-толкачей 400÷420 кДж/чел. ·ч, для пассажирских судов 380÷395 кДж/чел.·ч.

Численность экипажа (Приложение Б) учитывается в формулах для расчета расхода теплоты на отопление помещений для пассажирских судов и для расчета расхода теплоты на санитарно-бытовые нужды.

Расход теплоты на подогрев топлива, масла и другие технические нужды Q_пт в кДж/ч составляет:

Q_пт=(0,14÷0,15)(Q_от+Q_сб)

Расход теплоты на подогрев груза перед выгрузкой Qпт в кДж/ч определяется:

Q_пт=(1000·С·Δt+k·q_тт)G,

где k =1,2÷1,25 – коэффициент, учитывающий увеличение теплопотерь при подогреве груза;

С = 2,1 кДж/(кг·К) – теплоемкость груза;

Δt – интенсивность подогрева груза, принимаемая равной 0,2÷10°С/ч;

q_тт – удельные тепловые потери при остывании тонны груза, равные для танкеров:

- с двойными бортами и двойным дном 420÷630 кДж/(ч·т);

- без двойных бортов и двойного дна 840÷1050 кДж/(ч·т).

Расход общего количества потребления теплоты для различных режимов движения судна производится в табличной форме (табл. 2).

Коэффициенты загрузки потребителей в ходовом k_аx и стояночном k_ас режимах следует принимать 0,9÷0,6, а коэффициент одновременности k_опринимают равным для ходового режима 0,8÷0,9, для стояночного режима 0,7÷0,8.

Количество теплоты Q_г в кДж/ч, которое отводится от двигателя выпускными газами и может быть использовано в утилизационном котле, определяется по формуле:

Q_г=0,85Р_е·q_г·С_р(t₁-t₂) ζ,

где q_г – удельная масса выпускных газов, принимаемая равной для четырехтактных дизелей 6÷7 кг/(кВт·ч), а для двухтактных – 11÷12 кг/(кВт·ч);

С_р – массовая теплоемкость газов, равная 1,05÷1,13 кДж/(кг·К);

t₁ – температура газов на входе в котел, принимаемая равной 300÷500°С;

t₂ – температура газов на выходе из котла, принимаемая равной для водогрейных котлов 185÷215°С, а для паровых – 220÷250°С;

ζ = 0,95 – коэффициент потери теплоты в окружающую среду.

Таблица 2 – Расчет количества потребления теплоты на судне

Потребители тепла	Расчетный расход теплоты, кДж/ч	Режим работы судна
		Ходовой		Стояночный
		Коэффициент загрузки	Потребное количество теплоты, кДж/ч	Коэффициент загрузки	Потребное количесво теплоты, кДж/ч
	Q	k_аx	Q_ox=k_аx·Q	k_а_c	Q_o_с=k_а_c·Q
Отопление Санитарно-бытовые нужды Технические нужды Груз	Q_от Q_сб Q_пг Q_пг
Итого:		ΣQ_ox=		ΣQ_o_с=
Количество фактически потребляемой теплоты		Q_x=1,1k_o· ΣQ_ox		Q_c=1,1k_о·ΣQ_o_с

Производительность утилизационного котла выбирается по Q_x, если Q_г>Q_x, и по Q_г, если Q_г<Q_x. При чем в последнем случае (Q_г<Q_x) недостаток в потребности тепла на судовые нужды восполняется автономным котлом, включаемым в работу параллельно с утилизационным.

Производительность автономных котлов Q_x должна быть достаточной для обеспечения потребности судна в любом режиме без работы утилизационных котлов. Поэтому вспомогательные автономные котлы выбираются по максимальному количеству потребной теплоты Q_x или Q_c.

Выбор котлов производится соответственно по их тепло- или паропроизводительности из приложения А, имея в виду, что паровые котлы, как правило, устанавливают на судах с большой потребностью в теплоте (пассажирские суда и танкеры). Если новым расчетным данным потребления теплоты на судне удовлетворяет автономный или утилизационный котёл из проекта-прототипа, то замена котла не производится, а представляется соответствующее обоснование. Для судов всех типов, кроме танкеров расчёт по таблице 2 производится для всех нужд за исключением расхода теплоты на груз, перевозимый судном, и котёл (автономный или утилизационный) выбирается один для удовлетворения всех нужд судна, кроме исключительных случаев. Для танкеров выбирается отдельно автономный котёл для подогрева груза и отдельно автономный котёл для потребления всех остальных нужд на судне. Поэтому суммировать расход тепла на подогрев груза и другие нужды не обязательно. Утилизационные котлы для подогрева груза не используются.

К вышеупомянутым исключительным случаям можно отнести ту ситуацию, когда количеству потребления теплоты на судне не в состоянии удовлетворить автономный или утилизационный котёл. Тогда надо выбрать два котла, полностью способных обеспечить суммарное потребление теплоты на судне либо одной и той же марки (что более желательно), либо котлами разных марок.

Поскольку утилизационный котёл устанавливается на выпускной трубе главного двигателя, то их количество может быть не больше числа главных двигателей. Диапазон количества теплоты, которое можно отвести от выпускных газов, передав их воде или пару, не превышает количества теплоты выпускных газов Q_г, то есть теплопроизводительность утилизационного котла не должна превышать количества теплоты, полученного от выпускных газов двигателя. Если количеству потребления теплоты на судне удовлетворяет один утилизационный котёл, то он устанавливается на одну из выпускных труб одного из главных двигателей. Если одного утилизационного котла мало, то устанавливается второй однотипный с ним на выпускной трубе второго главного двигателя (если на судне их два).

Требуемая паропроизводительность паровых котлов D_n в кг/ч определяется как:

D_n=Q_а/Δi,

где Q_а – потребное (или возможное для утилизационных котлов, если Q_г<Q_x) количество теплоты, кДж/ч;

Δi – разность энтальпий насыщенного пара и питательной воды, принимаемая равной 2200÷2500 кДж/кг.

Дата добавления: 2019-11-25; просмотров: 512; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 3 4 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!