Определение главных параметров СЭУ
Исходные данные
Название судна - Stena Victory.
Корпус – стальной, сварной.
Дедвейт – 267000 т.
Длина – 320 м.
Ширина – 70 м.
Высота борта – 25,5 м.
Осадка – 18 м.
Скорость – 17 узлов.
Экипаж – 18+16 человек.
Район плавания – неограниченный.
Состав оборудования установки
В настоящее время на грузовых судах транспортного флота исключительное применение находят пропульсивные установки с двигателями внутреннего сгорания, причем исключительно дизеля - ДВС с самовоспламенением впрыскиваемого топлива от высокой температуры воздуха, сжатого в цилиндре. Причина широкого применения ПК с ДВС – высокая энергетическая эффективность таких комплексов: до 40% энергии сжигаемого топлива преобразуется в энергию движения судна. Кроме того ДВС приспособлены к работе на относительно дешевом топливе - мазуте марки МТ – 100 с вязкостью 700 сСт при 500С. На грузовых судах в качестве главных двигателей (ГД) применяются малооборотные и среднеоборотные дизеля с газотурбинным наддувом. Малооборотные дизеля (МОД), имеющие частоту до 250 об/мин, предназначены для непосредственной работы на винт без трансформации частоты и крутящего момента. Помимо МОД в состав установки входит вспомогательная энергетическая установка, валопровод, передающий энергию к судовым движителям, вспомогательные механизмы, теплообменные аппараты и другое оборудование систем, обслуживающих ГД. Принципиальная схема СЭУ представлена на рисунке 2. Главный двигатель 3, обслуживается рядом систем 10 -14 (топливной, масляной, охлаждения, пуска, управления), через валопровод 2 передает мощность на гребной винт 1, с помощью которого судно движется. В состав СЭУ также входят утилизационная установка 5, работающая на выпускных газах, с помощью которой вырабатывается либо механическая энергия, передаваемая на гребной вал и винт, либо электроэнергия для снабжения судовых потребителей. Кроме того в состав СЭУ входят вспомогательная котельная установка 7, обеспечивающая потребности судна в паре, горячей воде, необходимой как для работы СЭУ, так и для других целей, водоопреснительная установка 9, предназначенная для пополнения запасов пресной воды, СЭС 8, необходимая для обеспечения судна электроэнергией. В качестве вспомогательного двигателя для привода электрогенератора целесообразно выбрать дизель.
Рис. 2. Принципиальная схема СЭУ
1 – гребной винт; 2 – валопровод; 3 – ГД; 4 – выпускные газы; 5 – утилизационная установка; 6 – глушитель (искрогаситель); 7 – вспомогательная котельная установка; 8 – СЭС; 9 – водоопреснительная установка; 10 – система автоматизации регулирования и управления; 11 – система сжатого воздуха (для пуска и реверса); 12 – система охлаждения; 13 – масляная система; 14 – топливная система.
Для данного судна целесообразно выбрать пропульсивный комплекс (ПК) с МОД. Значительная высота борта позволяет разместить на таком судне МОД, а также грузоподъемное устройство для его разборки, в пределах до главной палубы судна. Преимущество по энергетической эффективности и ресурсу МОД практически исключает возможность применения ПК других типов. Так ресурс МОД примерно в 2 – 3 раза выше чем у СОД (100 – 120 тыс. ч. против 40 – 45 тыс. ч. для СОД ), что в свою очередь снижает амортизационные отчисления и затраты на ремонт установки. Чаще всего ПК с МОД - это одновальные установки с расположением оси ПК в диаметральной плоскости. Схема такой установки приведена на рисунке № 3.
Рис. 3. Конструктивная схема ДУ с МОД;
ДВ - движитель; ДВС – малооборотный двигатель; Р – газовый выпускной коллектор; ГТН – газотурбонагнетатель.
Определение главных параметров СЭУ
Так как заданные размерения близки к размерениям прототипа, то требуемую мощность ГЭУ можно определить, используя адмиралтейский коэффициент.
Отсюда требуемая мощность
кВт
Поправок на ледовые усиления не вносим, т.к. класс судна E0
По каталогу фирмы MAN B&W и по 
стр. 20 таблица 1.5 Характеристики типоразмерного ряда ДВС типа МС
Выбираем двигатель MAN B&W 9K80МС-C
Мощность цилиндра Nц = 3610 кВт
Количество цилиндров Zц = 9
Эффективная мощность Ne= 32490 кВт
Диаметр цилиндра D= 0,9 Ход поршня Sц = 2,3
Частота на режиме номинальной максимальной длительной мощности (НМДМ) nmax = 104 об/мин;
Частота на нижней границе области допустимых значений МДМ nmin=89 об/мин;
Удельный расход топлива на режиме НМДМ be = 0,177 кг/кВт*ч;
Среднее эффективное давление на границе области допустимых МДМ pemax = 14,4 бар;
Среднее эффективное давление на нижней границе области допустимых МДМ pemin=18 бар.
Расчет винта
Основными параметрами гребного винта являются диаметр и частота вращения. В составе установки принят МОД с прямой передачей на гребной винт, следовательно, частота вращения ГД равна частоте вращения винта. На судне установлен ВРШ, так как его применение на ходовых режимах в полном грузу и в балласте позволяет сократить время балластного пробега и увеличить среднегодовое количество рейсов, что в свою очередь может окупить применение более дорогого ВРШ и принести дополнительную прибыль.
Проектирование производится по формулам
Буксировочная мощность
кВт
ηпр = 0,70 – пропульсивный КПД; ηвп = 0,99 – КПД валопровода;
Упор 
кН
V = 17 м/с – скорость судна.
Диаметр винта
м
Проверка по максимальному диаметру ВРШ:
Выбираем ВРШ с диаметром не более
м
где kD=0,7–0,75 – допустимое отношение диаметра винта к осадке, Тр – осадка судна
Это условие соблюдается
Реверс судна осуществляется без изменения направления вращения винта - за счет перестановки лопастей в положение, обеспечивающее отбрасывание воды вперед. На рисунке 4 приведены положения лопасти ВРШ на его среднем радиусе в трех характерных фазах реверса.
Рис. 4. Положение лопастей ВРШ в различных фазах реверса:
1 – передний ход; 2 – нулевой шаг; 3 – задний ход.
Дата добавления: 2019-02-12; просмотров: 432; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!