8. Факторы, обуславливающие режим работы главного конденсатора пту. Изменение параметров работы гк в зависимости от различных факторов, их анализ.

На режим работы ПТУ оказывает влияние и режим работы ГК, который, в свою очередь обуславливается рядом факторов (например, температурой забортной воды, режимом работы вакуумного насоса, температурой конденсата и др.). Зависимости изменения параметров работы ГК от различных факторов приведены на рис. 2.7.

Изменение параметров работы ГК в зависимости от различных факторов

Рис. 2.7: а) зависимость давления в ГК от температуры забортной воды (1,3 - кривые при мощности ГТЗА соответственно 29 и 23 т ыс.л.с; 2,4 - расчетные кривые полученные при расходах охлаждающей воды 9000 и 7000 т/ч и мощности 29 тыс.л.с); б) зависимость температуры конденсата за ГК от скорости хода судна.

Сравнение экспериментального и расчетного графиков PK=f(tзв) при мощности ПТУ 29 тыс.л.с. показывает, что при идентичных условиях давление в ГК в действительности оказывается на 5-8 % выше расчетного значения. Это объясняется частичным загрязнением проточной части ГК и большой крутизной характеристики Q=f(PK) вакуумных насосов (рис. 2.8).

В процессе эксплуатации крупнотоннажных судов с ПТУ возможны случаи длительного плавания при частичных скоростях. При этом не исключено влияние таких внешних факторов как отклонение от расчетного значения температуры охлаждающей воды, обрастание макро- и микрообрастателями, занос промышленными отходами циркуляционной системы и трубок ГК, а также МОХ. Эти причины приводят к снижению расхода охлаждающей воды, росту термического сопротивления теплопередающих поверхностей ГК и МОХ, вследствие чего ухудшаются технико-эксплуатационные показатели ГТЗА в целом.

9. Факторы, определяющие время свободного выбега при скоростях судна, обеспечивающих устойчивое охлаждение гтзл. До какой скорости возможно использование самопротока? Определяющие факторы.

Для оценки минимальной скорости судна, при которой обеспечивается устойчивая работа ГК, могут быть использованы данные (рис. 2.7,б) с учетом относительного уменьшения расхода охлаждающей воды, вызванного дополнительным гидравлическим сопротивлением системы, а также времени снижения скорости судна от эксплуатационной до минимально возможной, обеспечивающей устойчивое охлаждение элементов ГТЗА при самопротоке.

Оценка времени выбега судна в интервале скоростей, обеспечивающих надежное охлаждение самопротоком, необходима для эксплуатационников в период экстренных остановок ГТЗА.

Для решения поставленной задачи кроме зависимости температуры насыщения (абсолютное давление в ГК) необходимо знать изменение температуры масла за МОХ, а также нагрев охлаждающей воды в ГК при переменных значениях скорости судна. Зависимость изменения температуры масла от скорости хода судна приведена на рис. 2.9.

Зависимость изменения температуры масла от скорости

Рис. 2.9. (1 - изменение температуры забортной воды; 2 - изменение температуры масла).

Анализ приведенных зависимостей показывает, что температура масла на выходе из МОХ при снижении скорости судна монотонно увеличивается. Согласно инструкции по эксплуатации ГТЗА температура масла на выходе из МОХ не должна выходить за пределы 35-45 °С и регулируется путем изменения подачи охлаждающей воды. Глубина регулирования при прочих равных условиях зависит от температуры охлаждающей воды. Последняя и будет определять минимальную скорость судна, при которой возможно использование самопротока. В период испытаний [23] температура охлаждающей воды соответствовала 22,4-22,7 °С, а предельное значение температуры масла было достигнуто при Vs=5,7 уз. При температурах охлаждающей воды, отличных от указанных, минимальное значение скорости судна будет от этого значения несколько отличаться; границы отклонения могут быть определены как расчетным путем, так и дополнительными испытаниями.

В период эксплуатации ПТУ водозаборник, трубопроводы циркуляционной системы, ГК подвергаются обрастанию и заносу в портах промышленными отходами. Все это приводит к росту гидравлических потерь циркуляционного тракта при неизменной скорости судна, уменьшению расхода охлаждающей воды и как следствие – к ухудшению вакуума в ГК.

В период эксплуатации ПТУ возможен случай, когда по метеонавигационным условиям возникает необходимость в экстренной остановке ГТЗА. В этих условиях представляет определенный интерес оценка времени работы ГТЗА при использовании самопротока в период выбега судна. В указанных ситуациях электроциркуляционный насос, как правило, бывает отключенным. Определяющей в оценке минимальной скорости судна в период его выбега, при которой еще обеспечивается самопроток, является также надежная работа МОХ. Устойчивая работа последнего обеспечивается при скоростях не ниже 5-5,7 узла.,

Время свободного выбега при скоростях судна, обеспечивающих устойчивое охлаждение водой ГТЗА, зависит от начальной скорости судна, наличия груза, состояния моря, частоты вращения гребного вала в период выбега и т.п.

Анализ информации, приведенной в работе [23] показывает, следующее:

- при управлении судном на сниженных скоростях возможно использование самопротока вплоть до скорости судна, равной 5,7-5,8 узла. Определяющими при этом являются не параметры ГК, а температура масла за МОХ, значение которой при прочих равных условиях зависит от температуры охлаждающей воды;

минимальная скорость судна, при которой можно использовать самопроток, определяется возможностями МОХ;

д ля поддержания глубокого вакуума в ГК необходимо уделять особое внимание техническому состоянию вакуумных насосов ГК и плотности вакуумной части ГТЗА. Большая крутизна зависимости Q=f(P_к) не способствует поддержанию глубокого вакуума даже при относительно небольших поступлениях дополнительного количества воздуха, отличного от расчетного значения.

10.Способы изменения мощности ПТУ. Анализ их экономичности. Изменение КПД турбин от режима работы при различных способах регулирования. Зависимость изменения мощности ГТЗЛ от давления в конденсаторе. Выбор рационального режима работы главного циркуляционного насоса конденсатора.

В условиях эксплуатации бывают случаи, когда ПТУ работает на неспецификационном режиме. Это связано с условиями плавания, влиянием температуры забортной воды, загрязнением теплообменных поверхностей ПГ, ГК, теплообменников, изнашиванием отдельных механизмов и т.д. Все эти факторы оказывают определенное влияние на начальные и конечные параметры, на экономичность ПТУ, перераспределение параметров по ступеням и корпусам ГТЗА. Однако по своим признакам они могут быть сведены к нескольким типовым случаям [22]. В частности, при изменении расхода пара, начального давления, начальной температуры пара и конечного давления. Возможна и такая задача – изменение экономичности ПТУ, вызванного загрязнением ГК, переключением скоростей и числа ГЦН.

Как указывалось ранее, мощность ГТЗА, а следовательно, и ПТУ определяется в соответствии с выражением (2.1.).

Исходя из (2.1.) мощность ПТУ может быть изменена путем уменьшения расхода пара при Ha=const (сопловое регулирование) или за счет уменьшения адиабатного теплоперепада (дроссельное регулирование).

Анализ экономичности двух способов регулирования (сопловое, дроссельное) показывает, что при сопловом регулировании окружной КПД регулировочной ступени ГТЗА существенно снижается по отношению к режиму полного хода. При дроссельном регулировали картина такова: окружной КПД возрастает, если на расчетном режиме его значение было ниже оптимального, и уменьшается, если оптимален на расчетном режиме. Зависимость КПД от режима работы ПТУ приведена на рис. 2.10.

Приведенные зависимости позволяют определить относительную величину перерасхода топлива, вызванную загрязнением ГК и отклонением расхода охлаждающей воды от расчетного значения, а также произвести выбор рационального режима работы ГЦН при чистом и загрязненном ГК. Предположим, что КУ рассчитана на температуру охлаждающей воды, равной 23 °С, и при работе двух ГЦН давление в ГК при чистой поверхности охлаждения соответствует Pк=0,05 ата.

При переходе судна в район плавания с более низкими температурами охлаждающей воды экономичность ПТУ возрастет. Величина выигрыша в экономичности может быть определена следующим образом. Замеряется температура охлаждающей воды на входе в ГК, затем проводится линия до пересечения с кривой ti=f(Pк), восстанавливается перпендикуляр до кривой δN=f(Pк) и отсчет по оси ординат дает экономию топлива (δN=0d1, линии dδcd).

В случае если насос работает на сниженном режиме, общая экономия топлива будет определяться таким образом. Сначала снимается новая величина отклонения экономичности ПТУ, а затем к ней прибавляется соответствующая экономия топлива (прямая линия А), получаемая вследствие уменьшения затраты энергии на привод второго насоса. Общая экономия топлива будет определяться δNΣ=0A+0d1.

Правильность назначения режима работы ГЦН должна исходить из сравнения первого и второго значения δN.

При загрязнении поверхности охлаждения ГК и данном значении температуры охлаждающей воды давление, замеренное вакуумметром, окажется большим по сравнению с предполагаемым (т. δ2, δN=0d2).

Рассмотренный метод определения изменения экономичности ПТУ позволяет установить относительные значения перерасхода топлива, вызванные повышением давления в ГК, и назначить режим работы ГЦН, обеспечивающий снижение этих потерь.

11 .Особенности работы ПТУ на частичных нагрузках. Величина, характеризуемая нагрузку ПТУ. Характер изменения нагрузки вспомогательных механизмов. Пути повышения экономичности ГТЗА при работе на частичных нагрузках.

Нагрузка ПТУ характеризуется величиной отношения ее мощности на рассматриваемом (Ne) и номинальном (Ne0) режимах работы, т.е. . Существует взаимная связь между нагрузкой ПТУ ее основными элементами и обслуживающими механизмами. Например, с ее уменьшением происходит снижение расхода пара на ГТЗА, а следовательно, производительности ПГ и ВМ. Нагрузка питательного, конденсатного и топливных насосов убывает примерно так же, как и нагрузка ГТЗА, при этом коэффициент нагрузки некоторых ВМ (например, масляных и циркуляционных насосов, эжекторов, машинных вентиляторов и т.п.) может оставаться неизменным на всех режимах работы ПТУ. При изменении режима работы котельного вентилятора вследствие одновременного уменьшения подачи и напора его нагрузка падает значительно быстрее по сравнению с ГТЗА.

С уменьшением нагрузки ПТУ понижается экономичность ее основных элементов и ВМ, что приводит к значительному повышению относительного расхода пара на ВД, особенно при нагрузках около 0,3 номинальной и менее. В результате этого снижается эффективный КПД установки в целом.

В процессе работы на частичных нагрузках экономичность ГТЗА может быть повышена за счет применения более совершенных способов регулирования, например, путем использования специальных групп сопл или их комбинаций, а иногда и специальных ступеней уменьшенных ходов.

В многовальных ПТУ существенное повышение экономичности на частичных нагрузках может быть достигнуто путем отключения части ГД (за счет возрастания нагрузки и КПД оставшихся в действии ГД), а также части обслуживающих ВМ. При этом допустимая нагрузка работающих двигателей должна быть ограничена по крутящему моменту теплонапряженности или другому параметру.