Выбор и обоснование выбора типа СЭУ

Выбор типа установки для проектируемого судна произведен на основе сравнительной оценки перспективных вариантов удовлетворяющих поставленным требованиям. Проработка сопоставимых вариантов СЭУ произвелась применительно к одним и тем же условиям, определяемым типом и назначением судна. Опираясь на методические указания, по данному вопросу, установлено, что на проектируемое судно целесообразно принять установку со среднеоборотным дизелем, работающим через редуктор на винт фиксированного шага.

Дизельные энергетические установки

 

Дизельные энергетические установки (ДЭУ) получили широкое применение на судах различного назначения вследствие ряда положительных особенностей:

- возможности создания больших агрегатных мощностей на базе стандартных типовых размеров цилиндров;

- возможности использования различных типов главных передач;

- относительной простоты автоматизации управления установкой.

В настоящее время практически все суда смешанного плавания оборудованы ДЭУ. Широкому распространению ДЭУ способствует непрерывное улучшение их технико-эксплуатационных показателей вследствие совершенствования наддува и рабочего процесса дизелей, применения в них тяжёлых сортов топлива и др.

В настоящее время можно рекомендовать:                                                               

- установки с малооборотными реверсивными дизелями (МОД) с прямой передачей мощности на ВФШ, которые наиболее распространены на морских транспортных судах, для мощности в диапазоне от 3000 до 30000 кВт на один вал. Этот тип установки может быть рекомендован и для ледокольно-транспортных судов, но с ВРШ, при мощности от 8000 до 10000 кВт на один вал;

   - установки со среднеоборотными реверсивными дизелями (СОД), работающие через редукторную передачу на ВФШ при мощностях 500…4000 кВт на один вал, могут использоваться на морских и речных транспортных судах и на судах смешанного плавания.

  - установки с нереверсивными высокооборотными ДВС (ВОД), рабо­тающие через реверс-редукторы на ВФШ, получили распространение на малотоннажных судах при мощностях от 200 до 500 кВт на один вал;

Газотурбинные энергетические установки

Газотурбинные установки (ГТУ) применяются в основном на судах
с динамическими принципами поддержания. В настоящее время на водоизмещающих судах ГТУ практически не применяются.

Простейшие ГТУ, по сравнению с другими типами СЭУ, имеют следующие преимущества:

- большую агрегатную мощность при минимальных удельной массе и габаритах;

- сравнительную простоту в обслуживании;

- достаточную приспособленность к автоматизации и дистанционному управлению.

Вместе с тем ГТУ имеют и ряд недостатков:

- относительно низкую экономичность из-за ограниченной начальной температуры газа;

- существенное влияние коррозионного воздействия внешней среды на надёжность и экономичность ГТУ открытого цикла;

- жёсткие требования к качеству топлива, используемого в ГЭУ открытого типа;

- трудность осуществления реверса.

Слишком высокие обороты вращения, а следовательно, большие габариты редуктора, малый ресурс и экономичность являются причинами отказа от ГТУ в качестве ГЭУ.

 

Паротурбинные энергетические установки

 

Паротурбинные установки (ПТУ) применяются в основном на морских судах с большими потребными мощностями на валу (от 20000 до 30000 кВт). Достигнутые уровни тепловой экономичности и надёжности ПТУ сделали возможным их применение на судах с мощностью на гребном валу более 20000 кВт. Потребная мощность ГЭУ проектируемого судна значительно меньше указанных выше значений и применение ПТУ следует считать нецелесообразным.

Вывод: в соответствии с назначением судна, скоростью хода, режимами работы и требованиями к массогабаритным показателям на проектируемом судне целесообразно использовать дизельную энергетическую установку (СОД).

Выбор числа валов

 

Выбор числа валов зависит от мощности установки, назначения судна и его осадки, а также требований, предъявляемых к манёвренности и живучести судна. Для транспортных судов оптимальной является одновальная установка с ВФШ.

Преимущества одновальной гребной установки:

- меньшая масса габаритные характеристики установки.

- проще в обслуживании.

- более высокий пропульсивный кпд.

- меньшие затраты на ремонт и обслуживание.

Недостатки одновальной гребной установки:

- меньшая надежность в аварийных ситуациях.

Преимущества многовальной гребной установки:

- для судов с большими грузоподъёмностью и скоростью с мощностью установок от 5000 до 10000 кВт;

- при ограничении диаметра гребного винта осадкой судна;

- при необходимости обеспечения высоких манёвренных качеств;

- при повышенных требованиях к живучести СЭУ.

На проектируемом судне применяется двухвальная установка с винтом фиксированного шага, в связи с невозможностью передачи мощности на один винт из-за ограничения по осадке (Т=3).

 

Выбор числа движителей

 

Руководствуясь прототипом проектируемого судна, число движителей принимается равным двум. В качестве движителя выбирается открытый винт фиксированного шага. Выбор дискового отношения и числа лопастей был произведен в курсовом проекте «Основы кораблестроения» θ=0,55; z=4.

Выбор типа передачи

 

Проектируемое судно по типу относится к судам транспортного флота, для которых более характерны установившиеся режимы плавания. К наиболее важным требованиям энергетических установок таких судов относят: простоту, компактность, высокую надежность и экономичность.

Одновременно, повышенные требования на маневренность, достижение больших тяговых усилий при пониженных оборотах гребного вала отходят на второй план.