ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ГЛАВНОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ

Стр 1 из 6Следующая ⇒

Nbsp; Курсовая работа по теме: Модернизация энергетической установки танкера проекта 621 с целью повышения скорости его движения на 3%

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Анализ показателей судна и его энергетической установки

Обоснование выбора главной энергетической установки

Определение параметров согласованного гребного винта

Расчет вспомогательной котельной установки

Расчет систем энергетической установки

Расчет нагрузки на судовую электростанцию и выбор дизель-генератора

Проектирование судового валопровода

Определение центра тяжести машинного отделения

Выбор схемы обеспечения судна электроэнергией и теплом

Сопоставление показателей энергетических установок судна и проекта

Заключение

Список использованной литературы

ВВЕДЕНИЕ

Речной транспорт – неотъемлемая составная часть транспортной системы России и его развитию присущи те же тенденции, что и развитию транспортной системы в целом.

Такими тенденциями являются: ресурсосбережение; повышение надежности, безопасности и экологической чистоты; повышение производительности за счет роста грузоподъемности, увеличение скорости перевозок, компьютеризации, механизации и автоматизации, а также снижение собственной массы транспортных средств; повышение гибкости и мобильности за счет максимальной унификации и стандартизации грузовых единиц (модулей), обеспечения их технологической совместимости; повышение качества транспортных услуг, в том числе, комфортности и безопасности пассажирских перевозок.

Основной целью курсового проекта является повышение скорости судна на 3%. Так же ознакомимся с составом различных судовых энергетических установок, их возможностями, технико-экономическими показателями, освоим методики обоснования и выбора судового оборудования.

В ходе выполнения работы необходимо:

Выбрать новый двигатель и обосновать его выбор.

Рассчитать системы энергетической установки и выбрать их составляющие, если есть необходимость.

Выбрать котельные установки.

Описать комплектацию судовой электростанции и по необходимости выбрать новую.

Спроектировать судовой валопровод.

Сопоставить показатели энергетических установок судна и проекта и сделать вывод по работе.

АНАЛИЗ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СУДНА И ЕГО ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ

Для выполнения последующих обоснований и расчетов приведем краткую характеристику судна проекта 621 и его энергетической установки.

Рисунок 1 - Общий вид судна

Таблица 1 - Характеристики судна проекта 621

№ п.п.	Параметры, единицы измерения	Численные значения
1	Класс	* М-СП (лед.)
2	Размещения корпуса, м: длина ширина	117,7 14,8
3	Водоизмещение, т	3680
4	Грузоподъемность, т	2100
5	Мощность, кВт	1280
6	Осадка, м	2,5
7	Скорость в полном грузу, км/ч	19
8	Число мест для экипажа	18
9	Автономность, сут	15
10	Тип движителя	Гребной винт
11	Количество движителей	2
12	Диаметр винта, м	1,7
13	Шаг винта, м	1,24
14	Габариты машинного отделения, м длина ширина	19,61 14
15	Сухая масса СЭУ, т	53,56

Таблица 2 - Характеристики основных элементов энергетической установки судна проекта 621

№ п.п

Элементы ЭУ и их параметры, единицы измерения

Численные значения

ГЛАВНЫЕ ДВИГАТЕЛИ

Количество

Марка

6НВД48А2У

Номинальная эффективная мощность, кВт

640

Номинальная эффективная частота вращения коленчатого вала, мин-1

375

Род топлива

Мот., Диз.

Удельный эффективный расход, кг/(кВт*ч) -Топлива -Масла

0,224 0,0014

ГЛАВНАЯ ПЕРЕДАЧА МОЩНОСТИ

Тип

Прямая

Передаточное отношение

СУДОВАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ

Количество дизель-генераторов

Марка дизель-генераторов

ДГР100/750

Номинальная эффективная мощность, кВт

110

Номинальная эффективная частота вращения коленчатого вала, мин-1

750

Удельный эффективный расход, кг/(кВт*ч) -топлива -масла

0,224 0,0006

Марка валогенератора

Количество и их номинальная мощность, кВт

КОТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА

Марка автономного котла

КСВВ1000/5

Количество

Теплопроизводительность, кДж/ч

839000

Расход топлива, кг/ч

Марка утилизационного котла

Паровой

Количество

Теплопроизводительность, кДж/ч

625000

На основе таблицы 1 и таблицы 2 выполняется расчет показателей установки судна (таблица 3):

Эффективной мощности главной энергетической установки, кВт:

, где х и - количество и номинальная эффективная мощность главного двигателя

Энергооснащенности судна проекта 621:

, где Q – водоизмещение судна в полном грузу, т;

Энергооснащенности по отношению к:

- длине машинного отделения (МО):

= ( + )/Lмо = (1280+ )/19,6 = 82,1 кВт/м

- площади машинного отделения:

= ( + )/Sмо = (1280+ )/274,4 = 5,86 кВт/м, где и

количество и мощность вспомогательных двигателей, кВт

Энергоемкости работы судна:

е = (3600 )/( ) = ( )/( ) = 115,5 кДж/т , где т, G – грузоподъемность, т;

V – скорость судна в полном грузу, км/ч

Абсолютного коэффициента полезного действия судовой установки:

- теплота, затрачиваемая на технологические нужды танкером

кДж/ч

- уд. тепловые потери при остывании тонны груза 840 1050 кДж/(чт)

- расход теплоты на бытовые нужды

;

- расход теплоты на отопление помещений

- расход теплоты на санитарно-бытовые нужды

кДж/ч

и - число членов экипажа и пассажиров соответственно

- удельный расход теплоты на приготовление горячей мытьевой воды

1880 2720 кДж/чел

- удельный расход теплоты на приготовление кипяченой питьевой воды 400 420 кДж/чел

, , - низшая удельная теплота сгорания топлива главного, вспомогательного двигателей и автономного котла

= 42500 кДж/кг – для дизельного топлива

= 42000 кДж/кг – для моторного топлива

- удельный эффективный расход топлива главного двигателя кг/

/ , где - КПД вспомогат. автономного котла

кг/кВт∙ч

- теплопроизводительность вспомогательного котла

Эффективного КПД установки:

, , - количество автономных, утилизационных котлов и других устройств

, - теплопроизводительность утилизационного котла и других механизмов и устройств, кДж/ч

КПД судового пропульсивного комплекса:

- эффективный КПД главного двигателя

- КПД передачи; для прямой -

- КПД валопровода;

- пропульсивный КПД движителя;

КПД энергетического комплекса:

- эффективный КПД вспомогательного двигателя

- КПД электрогенератора

Удельной массы ЭУ судна проекта 621

кг/кВт

- сухая масса ЭУ судна, см. таблицу 1

Таблица 3 - Показатели энергетической установки судна пр. 621

№ п.п.	Наименование показателя, единицы измерения	Численные значения
1	Эффективная мощность главной ЭУ, кВт	1280
2	Энергооснащённость, кВт	0,384
3	Энергонасыщенность по отношению к: длине МО, кВт/м площади МО, кВт/м2	82,1 5,86
4	Энергоёмкость работы судна, кДж/пас×км	115,5
5	Удельная масса ЭУ, кг/кВт	41,84
6	Эффективный КПД установки	0,30
7	Абсолютный КПД установки	0,495
8	КПД судового комплекса	0,182
9	КПД энергетического комплекса	0,36

Для повышения энергетической эффективности установок могут предусматриваться:

- замена главных и вспомогательных двигателей на дизели с более низкими удельными расходами топлива и масла;

- замена вспомогательных утилизационных котлов на котлы большей производительности и эффективности;

- перевод главных двигателей и вспомогательных котлов на использование менее дефицитных топлив;

- использование валогенераторов;

- применение механизмов и устройств, использующих теплоту отработавших газов и охлаждающей воды: турбогенератора на судах мощностью более 1450 кВт, опреснительных и холодильных установок на крупных пассажирских судах, установок подогрева груза на танкерах.

ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ГЛАВНОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ

Целью данного раздела является обоснование и выбор главных двигателей, а также выбор типа главной передачи.

Исходными данными при выборе главных двигателей являются: мощность главной энергетической установки (ЭУ) судна ; количество и частота вращения движителей.

Заданием предусмотрено повышение скорости движения судна на 3%, тогда требуемая мощность главной энергетической установки определяется:

кВт

, V – требуемая и существующая скорости движения судна

Количество главных двигателей оставляем таким же, тогда требуемая мощность двигателей определяется:

кВт

Танкер проекта 621 имеет силовую установку, состоящую из двух двигателей внутреннего сгорания марки 6НВД48А2У мощностью 640 кВт с частотой вращения коленчатого вала 375 об/мин. Эти двигатели морально устарели, поэтому рассмотрим возможность установки отечественных двигателей “ОАО Коломенский завод” типа 6ЧРН30/38, а также двигатель повышенной оборотности марки 12ЧН18/22.

Для обоснования марки главного двигателя необходимо выбранные двигатели сравнить с установленными на судне по комплексному параметру качества.

Удельная мощность дизеля:

; l,s,h – длина, ширина, высота двигателя, м.

кВт/м

Удельная масса двигателя:

; М – масса дизеля, кг.

кг/кВт

Стоимость двигателя:

; r – ресурс дизеля до капитального ремонта, тыс. ч;

Комплексный параметр качества:

КПД судового комплекса:

При выборе двигателей для крупных транспортных судов можно принимать = 0,1; = 0,12; = 0,24; = 0,14; = 0,19; = 0,14; = 0,07.

В качестве главного двигателя выбирается двигатель, имеющий наибольшее значение комплексного параметра . При равных значениях предпочтение отдается дизелю, который в составе ЭУ имеет больший КПД судового комплекса. На основе анализа данных таблицы 4 выбираем двигатель 6ЧРН30/38, т.к. в этом случае получаем большее значение = 0,764 и большее значение = 0,201.

Таблица 4 - Сопоставление параметров судовых дизелей

Наименование параметра, единицы измерения	Марка двигателя
Наименование параметра, единицы измерения	6НВД48А2У	6ЧРН30/38	12ЧН18/22
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Номинальная эффективная мощность, кВт	640	736	735
Номинальная частота вращения, об/мин	375	375	1550
Реверсивность	да	да	нет
Род топлива	Диз., Мот.	Диз., Мот.	Диз.
Удельный эффективный расход - топлива, кг/кВт·ч - масла, кг/кВт·ч	0,224 0,0014	0,204 0,0011	0,223 0,006
Ресурс до капитального ремонта, тыс. ч	45	75	15
Габаритные размеры, м;
Масса, кг
РАСЧЕТНЫЕ ДАННЫЕ
Удельная мощность, кВт/м3	32,85	34	162
Удельная масса, кг/кВт	29,9	23,09	3,1
Стоимость, руб.	63884	112977	29516
ОТНОСИТЕЛЬНЫЕ
Удельная мощность,	0,02	0,02	0,1
Удельная масса,	0,012	0,016	0,12
Уд. расход топлива,	0,21	0,24	0,21
Уд. расход масла,	0,11	0,14	0,025
Ресурс,	0,114	0,19	0,038
Стоимость,	0,032	0,018	0,07
Род топлива	Диз., Мот.	Диз., Мот.	Диз.
Комплексный показатель качества	0,638	0,764	0,563
Тип главной передачи	прямая	прямая	реверс-редуктор
КПД судового комплекса	0,182	0,201	0,178

Дата добавления: 2018-09-23; просмотров: 501; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 3 4 5 6 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!