Определение мощности главных двигателей

Определение мощности главных двигателей

При нахождении мощности, необходимой для привода гребного винта судна может быть использована формула В.В. Ашика:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

5

КП ЭСЭУс17о.26.05.06.

N_е^гд = ,

N_е^гд = = 2456 кВт.

где: Д - водоизмещение судна. т; V - скорость судна, уз.

Расчет мощности ГД для приведения в действие валогенераторов:

 

3956 кВт

где: k звг - коэффициент запаса мощности валогенераторов, k звг =1,2

, – кпд валогенераторов и узлов отбора мощности на

валогенераторы, принимается: =0,98.

 

На основании полученных расчетов выбираем 2 главных двигателя MAN 6L27/38 с суммарной мощностью = 4080 кВт.

Параметры	Обозначения	Значения
Эффективная мощность	, кВт	2040
Число цилиндров	i	6
Диаметр	D, мм	270
Ход поршня	S, мм	380
Частота вращения	n, мин-1	800
Удельный эффективный расход топлива	, г/(кВт ч)	185
Среднее эффективное давление	, МПа	2,35

 

Определение основных элементов гребного винта

Диаметр гребного винта в первом приближении определяется из условия его размещения в кормовом подзоре:

- для одновинтовых судов Д в = (0,6-0,75) Т к;

- для двухвинтовых судов Д в = (0,6-0,7) Т к,

где Т к - осадка кормой, м.

Т к примем = 5,7 м

Д в = (0,6-0,75)5,7=4 м

Масса гребных винтов регулируемого шага равна сумме масс лопастей G л и ступицы G ст:

G в = G л + G ст =9540 кг.

Масса латунных лопастей:

- четырехлопастных винтов при А/А α = 0,6 и Д в = 1 – 6 м:

G л = 4(18Дв³ - 5Дв² + 50) =4488 кг.

- четырехлопастного винта при Д в = 1 - 5 м:

G ст = 10Дв⁴ + 18Дв³ + 70Дв² + 220=5052 кг.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

9

КП ЭСЭУс17о.26.05.06.

Расчет топливной системы СЭУ

Топливоподкачивающие насосы

Топливоподкачивающие насосы предназначены для подачи топлива от расходных цистерн

к ТНВД двигателей и форсункам котлов. Подача топлива для соответствующих объектов:

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

22

КП ЭСЭУс17о.26.05.06.

 

 

 

Где  = 1,15 – коэффициент запаса.

Напор, создаваемый топливоподкачивающими насосами, составляет обычно 0,25-0,50 МПа, в некоторых установках - до 1,2 МПа.

В многомашинных СЭУ на несколько двигателей или котлов может быть установлено два насоса (один подкачивающий насос соответствующей подачи и резервный).

Для топливоподачи дизельного топлива для дизель-генератора выбираем два (основной и резервный) насоса НМШФ 0,6-25-0,40/25Ю с параметрами, указанными в таблице ниже:

 

 

Тип насоса	Количество, шт.	Подача,	Мощность, кВт	Частота вращения, об/мин
НМШФ 0,6-25-0,40/25Ю	2	0,4	1,1	1450

 

Для топливоподачи мазута в главный двигатель выбираем два (основной и резервный) насоса НМШФ 2-40-1,6/16Б-13 с параметрами, указанными в таблице ниже:

 

 

Тип насоса	Количество, шт.	Подача,	Мощность, кВт	Частота вращения, об/мин
НМШФ 2-40-1,6/16Б-13	2	1,6	1,5	1450

 

Для топливоподачи мазута в котлоагрегат выбираем два (основной и резервный) насоса НМШФ 2-40-1,6/16Б-3 с параметрами, указанными в таблице

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

23

КП ЭСЭУс17о.26.05.06.

 ниже:

 

Тип насоса	Количество, шт.	Подача,	Мощность, кВт	Частота вращения, об/мин
НМШФ 2-40-1,6/16Б-13	2	1,6	1,5	1450

 

Сепараторы топлива

При использовании двух видов топлива (дизельного и мазута) устанавливают три сепаратора: один в системе дизельного и два в системе тяжелого топлива (один резервный).

Производительность сепараторов топлива (в м3/ч) определяется по выражению:

 

 

 

 

 

Где  = 10 ч – время сепарации в течении суток

= 1 – коэффициент сепарации для дизельного топлива;

= 0,444 – коэффициент сепарации для мазута Ф5.

Выбираем центробежный сепаратор для дизельного топлива СЦ-1,5 с параметрами, указанными в таблице ниже:

 

Тип сепаратора	Количество, шт.	Подача,	Частота вращения барабана, об/мин
СЦ-1,5	1	1,5	6800

 

Тип сепаратора	Количество, шт.	Подача,
МAРХ-207	2	5,8

Выбираем сепаратор для мазута МAРХ-207 с параметрами, указанными в таблице ниже:

 

Подогреватели топлива

Количество тепла, необходимого для подогрева мазута для ГД и ВПК соответственно:

 

Где = 2 кДж/(кг*К) – теплоемкость мазута;

= 20°C – температура мазута до подогревателя;

= 80°C – температура мазута после нагревателя.

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

24

КП ЭСЭУс17о.26.05.06.

Температурный напор в подогревателях:

Δ = Δ - ( t + )/2 = 150 - (20 + 80)/2 = 100 °C;

Где Δ = 150°C – температура насыщения греющего пара.

Площадь поверхности нагрева

 

 

Где  = 0,15кВт/( *К) – коэффициент от теплопередачи от конденсирующ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

25

КП ЭСЭУс17о.26.05.06.

егося пара к мазуту.

Выбираем подогреватели мазута типа ПМ для ГД ПМ-2,25 с параметрами, указанными в таблице ниже:

 

Тип подогревателя	Количество, шт.	Площадь нагрева,	Производительность, т/ч
ПМ-2,25	2	1,41	2,25

 

Для КУ выбираем подогреватель ПМ-1,5 с параметрами, указанными в таблице ниже:

 

Тип подогревателя	Количество, шт.	Площадь нагрева,	Производительность, т/ч
ПМ-1,5	2	0,94	1,5

Отстойные цистерны

Ёмкость отстойных цистерн выбирают исходя из среднечасового расхода топлива и необходимого времени отстоя:

Для дизельного топлива:

Для мазута:

 

где = 4 ч - время отстоя дизельного топлива;

= 20 ч - время отстоя мазута;

 = 1,065 - коэффициент, учитывающий загромождение цистерны набором и арматурой.

Для дизельного топл

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

26

КП ЭСЭУс17о.26.05.06.

ива, т. е. топлива ВДГ отстойные цистерны не устанавливаем.

Для мазута Ф5 используем цистерну на 37 .

Расходные цистерны

Для каждого сорта топлива на судне устанавливают сдвоенные расходные цистерны.

Емкость каждой из них должна быть достаточной для обеспечения СЭУ соответствующим сортом топлива не менее чем на четырехчасовую вахту.

При этом предусматривается, что для вспомогательного парового котла устанавливается отдельная расходная цистерна для возможности сжигания в его топке нефтеостатков, отсепарированных от льяльных вод.

Для дизельного топлива:

Для мазута ГД:

где  ≈  = 1,065 - коэффициент, учитывающий загромождение расходной цистерны.

Для дизельного (дистиллятного) топлива отстойные цистерны не предусматриваются;

В подобных случаях емкость расходных цистерн должна быть увеличена до расчетной емкости отстойных цистерн. Однако видно, что расчетная емкость расходных цистерн дистиллятного топлива оказывается выше, чем отстойных.

Емкость расходных цистерн котельной установки определяется из условия обеспечения работы котла в течение времени, необходимого для отстоя топлива, а для судов с классом автоматизации А1 или А2 емкость расходной цистерны ВКУ должна быть достаточной для работы котла в течении 20 часов. Как указывалось, время отстоя мазута составляет 20 часов;

тогда выполнение обоих требований обеспечивается при емкости РЦ:

Принимаем объем расходных цистерн:

для ВДГ V  = 1,2 ;

для ГД V  = 4 ;

для КУ V  = 20 .

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

27

КП ЭСЭУс17о.26.05.06.

 

Расчет системы смазки СЭУ

На судне должен быть один маслоперекачивающий насос, подача которого не регламентируется. В зависимости от мощности СЭУ и запасов масла на борту подача маслоперекачивающего насоса составляет 3-15 /ч.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

28

КП ЭСЭУс17о.26.05.06.

Циркуляционные системы смазки ГД должны быть оборудованы двумя насосами (один из них резервный). В двухмашинных установках резервный насос может быть один на два ГД, если его подача достаточна для нормальной работы каждого из двигателей.

Подача циркуляционного насоса оговаривается заводом-изготовителем двигателя. Если таких данных нет, то ее определяют из условий отвода теплоты трения (в кДж/ч):

 

Где  = 0,45 – доля теплоты трения ГД, отводимая маслом;

 

  0,88 – принимаем механический КПД ГД.

 

Теплота охлаждения поршней для одного двигателя:

Где  = 0,05 – доля теплоты сгорания топлива, отводимая маслом от поршней ГД;

= 42700 кДж/ч –низшая теплота сгорания топлива.

Отвода тепла ГД:

Подача циркуляционного насоса:

Где = 1,5 – коэффициент запаса подачи;

= 2,4 кДж/(кг*К) – теплоемкость масла;

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

29

КП ЭСЭУс17о.26.05.06.

= 850 кг/  – плотность топлива;

= температура масла на выходе маслоохладителя;

= температура масла после двигателя;

= 10°C;

Выбираем три (по 2 на каждый ГД + 1 резервный) циркуляционных насоса типа А1 2ВВ 125/25-100/20 с параметрами, указанными в таблице ниже:

Тип насоса	Количество, шт.	Подача, (масло/вода)	КПД, %	Мощность, кВт/ч	Частота вращения, об/мин
А1 2ВВ 125/25-100/20	3	125/100	55	200	1450

 

Количество тепла, отводимого от главной передачи:

Где = 0,4 – доля теплоты трения главной передачи, отводимая маслом;

= 0,97 – принимаем механический КПД главной передачи.

Производительность насоса смазки главной судовой передачи:

Где = 1,5 – коэффициент запаса подачи.

Для смазки главной передачи выбираем два (основной и резервный) масловинтовых насоса типа МВН-6 с параметрами, указанными в таблице ниже:

Тип насоса	Количество, шт.	Подача,	КПД, %	Мощность, кВт	Частота вращения, об/мин
МВН-6	2	21,6	71	30	1450

 

Охладители масла

Охладители масла обычно не резервируются, хотя имеются рекомендации к установке на судне двух охладителей масла, каждый из которых может обеспечить работу ГД при нагрузке до . При этом на малых нагрузках используется один, а на больших – два маслоохладителя.

Температурный напор определяется температурами масла и забортной воды на входе и выходе из охладителей:

Где = 60 - температура масла до маслоохладителя;

= 70 - температура масла после маслоохладителя;

= 32 - температура забортной воды на входе маслоохладителя;

= 44 - температура забортной воды на выходе маслоохладителя.

Площадь поверхности теплообмена маслоохладителя должна быть достаточной для отвода теплоты трения и теплоты масла, воспринятой при охлаждении поршней:

Где = 0,8 кВт/( - коэффициент запаса подачи.

 

Подогреватели масла

Для подогрева масла перед запуском ГД и перед сепарацией можно использовать один подогреватель. Температурный напор в подогревателе:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

30

КП ЭСЭУс17о.26.05.06.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

29

КП ЭСЭУс17о.26.05.06.

Где = 150 - температура насыщения греющего пара;

 – начальная температура масла ГД;

 – конечная температура масла ГД.

Необходимая передача тепла (в кДж/ч) одного подогревателя масла:

Где = 4,32 кг/ч – коэффициент запаса подачи.

 Площадь поверхности нагрева:

Где = 0,15 кВт/(.

 

Определение мощности главных двигателей

При нахождении мощности, необходимой для привода гребного винта судна может быть использована формула В.В. Ашика:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

5

КП ЭСЭУс17о.26.05.06.

N_е^гд = ,

N_е^гд = = 2456 кВт.

где: Д - водоизмещение судна. т; V - скорость судна, уз.

Расчет мощности ГД для приведения в действие валогенераторов:

 

3956 кВт

где: k звг - коэффициент запаса мощности валогенераторов, k звг =1,2

, – кпд валогенераторов и узлов отбора мощности на

валогенераторы, принимается: =0,98.

 

На основании полученных расчетов выбираем 2 главных двигателя MAN 6L27/38 с суммарной мощностью = 4080 кВт.

Параметры	Обозначения	Значения
Эффективная мощность	, кВт	2040
Число цилиндров	i	6
Диаметр	D, мм	270
Ход поршня	S, мм	380
Частота вращения	n, мин-1	800
Удельный эффективный расход топлива	, г/(кВт ч)	185
Среднее эффективное давление	, МПа	2,35