- •«Дальневосточный федеральный университет»
- •Кафедра судовой энергетики и автоматики
- •Курсовая работа
- •2012 Содержание
- •1.Введение. Общая характеристика судна
- •I.Основные показатели судна:
- •II.Энергетическая установка:
- •2.Технические, энергетические и экономические характеристики различных типов гпк.
- •2. Удельный расход топлива у гпк с гту 5500л.С. Больше, чем у гпк с гту 4 спгг gs-34
- •3. Определение пропульсивной мощности и мощности гд.
- •4. Комплектация тепловой схемы главного пропульсивного комплекса (гпк).
- •1. Гпк с гту 5500л. Бритиш Томпсон Хаустон обладает меньшей экономичностью чем гпк с гту 4 спгг gs-34. Коэффициент изменения к.П.Д. Равен:
- •5.Определение основных характеристик энергетических систем гпк. Топливная система
- •Масляная система
- •Система охлаждения пресной водой
- •Система охлаждения забортной водой
- •Выбор утилизационного парового котла
- •Выбор опреснительной установки
- •Выбор дизель-генератора
- •6.Определение энергетической эффективности сэу.
- •Сравнительный анализ энергетической эффективности сэу.
- •7.Определение эксплуатационной эффективности сэу.
- •8.Экономическая эффективность.
- •9. Техническое описание топливной системы гтд
- •10.Заключение.
- •11.Список используемой литературы
Система охлаждения забортной водой
Тепло, воспринятое забортной водой от пресной воды, масла и воздуха в воздухоохладителе турбокомпрессоров:
Qзв=Qпв+Qм+Qв
где Qв – тепло, переданное от наддувочного воздуха охлаждающей забортной воде.
Qв=
1,005*13,9*(401-293)
= 1508,7 кДж/ч,
где
=1,005
кДж/(кг град) – удельная теплоёмкость
воздуха
=be*Ne*
**Lo/3600
= 0.301*4043*1.8*1.6*14.3/3600 = 13.9 кг/с - потребное
количество воздуха
= 293 К – начальная
температура воздуха
=
*
=293
= 401 К – температура воздуха после
компрессора
k = 1,4 - показатель адиабаты сжатия
кДж/ч
Подача насоса заборной воды:
м3/ч
Где
![]()
кДж/кг∙град -
удельная теплоемкость забортной воды;
кг/м3
- плотность забортной воды;
![]()
- нагрев воды в охладителях,
0С
принимаю
0С
![]()
Мощность потребляемая насосами забортной воды системы охлаждения:

Где
![]()
-
коэффициент запаса мощности
электродвигателя, принимаю![]()

![]()
МПа - напор
создаваемый насосом;
![]()
-
к.п.д. центробежного насоса.

Выбираем центробежный насос НЦВ-250/30
Выбор утилизационного парового котла
Паропроизводительность комбинированного котла оценим используя относительную паропроизводительность комбинированного котла судна-прототипа;
кг/ч
По паропроизводительности
выбираем комбинированный котел котел
типа КВК-2,5 водотрубный, с параметрами
пара:

Выбор опреснительной установки
Расход пресной воды:
QСУТ = QХ.Б + QСЭУ
QСЭУ – расход пресной воды на СЭУ
QСЭУ = 0,0002*∑Nгд = 0,0002*8086 = 1,6 т/сут
QХ.Б – расход пресной воды на хозяйственно-бытовые нужды.
QХ.Б. = n*(dП + dМ + dФ)*10-3 = 38*(50+100+50)*10-3 = 7,6 т/сут
n – количество членов экипажа
dП – расход питьевой воды на человека: dП = 50 л/(ч*сут)
dМ – расход мытьевой воды на человека: dМ = 100 л/(ч*сут)
dФ – фановые воды: dФ = 50 л/(ч*сут)
QСУТ = QХ.Б + QСЭУ = 7,6+1,6 = 9,2 т/сут = 9,2 м3/сут
Выбираем ВОУ утилизирующую тепло дизелей, батарейную, одноступенчатую типа Д-4.
Выбор дизель-генератора
Мощность электроэнергетической установки:
кВт
Устанавливаем 3 ДГ с единичной мощностью:
кВт
В качестве ДГ устанавливаю 6Д150М, с параметрами
мощностью: 600 кВт
удельным
расходом топлива: 224г/кВт∙ч
масса: 24600кг
6.Определение энергетической эффективности сэу.
Энергетическая эффективность определяет основную долю затрат на эксплуатацию СЭУ.
Расчёт энергетической
эффективности ведем для СЭУ судна
лесовоз типа при скорости
=15,2
узлов (прототип) и
=18
узлов (согласно задания). На судне-прототипе
установлен ГТУ 4 СПГГGS-34
мощностью 3680
кВт, с частотой вращения 5500 об/мин и
удельным расходом топлива
=265
г/(кВт ч). На проектируемой установке
установлено 2 газотурбины 5500л.с. Бритиш
Томпсон Хаустон суммарной мощностью
8086 кВт (мощность одной ГТУ 4043 кВт).
Суммарный удельный расход топлива 602
г/(кВт∙ ч),частота вращения гребного
винта 115 об/мин.
Расчёт ведём в табличной форме.
Сравнительный анализ энергетической эффективности сэу.
|
№ п/п |
Характеристики, размерность |
Обозначение |
Расчётная формула, источник |
Численные значения | |
|
ГТУ 4 СПГГ GS-34 |
ГПК с ГТУ 5500л.с. Бритиш Томпсон Хаустон | ||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
1. |
Агрегатная мощность, кВт |
|
Из спецификации судна-прототипа и из задания на КП |
3680 |
2×4043 |
|
2. |
Удельный расход топлива, г/ч |
|
Из спецификации судна-прототипа и МОД |
265 |
2×301 |
|
3. |
Дальность плавания , м |
S |
Из спецификации судна-прототипа и из задания на КП. Примечание: 1 миля = 1852 м |
11.1
|
11,1
|
|
4. |
Скорость хода, м/с |
|
|
7,81 |
9.252 |
|
5. |
Эксплуатационный период, с |
|
Из задания на КП |
25.05
|
25,05
|
|
6. |
Коэффициент ходового времени |
|
Из задания на КП |
0,70 |
0,70 |
|
7. |
Коэффициент использования технической скорости |
|
Выбираю из таблицы |
0.94 |
0.96 |
|
8. |
Нормируемое время маневровых и швартовых операций в портах погрузки и разгрузки, с |
|
Принимаю:
|
40 |
40 |
|
9. |
Ходовое время, с |
|
|
1,55
|
1,29
|
|
10. |
Стояночное время, с |
|
|
0,66
|
0,293
|
|
11. |
Время рейса, с |
|
|
2,21
|
1,583
|
|
12. |
Количество рейсов за эксплуатационный период |
Z |
|
11 |
16 |
|
13. |
Коэффициент полезной мощности СЭУ, приведенный к номинальной мощности ГПК |
|
|
0,829 |
0,827 |
|
14. |
Коэффициент использования номинальной мощности |
|
|
0,9 |
0,9 |
|
15. |
Пропульсивной к.п.д. |
|
Из предыдущих расчетов (раздел1, раздел 3) |
|
|
|
16. |
Относительный расход электрической энергии общесудовой и технологический комплекс |
|
Из задания на КП |
0,12 |
0,12
|
|
17. |
Относительный расход тепловой энергии общесудовой и технологический комплекс |
|
Из задания на КП |
0,10 |
0,10 |
|
18. |
Потенциальная энергопроизводительность СЭУ, МДж |
|
|
76,42 |
167,51 |
|
19. |
Фактическая потенциальная энергопроизводительность СЭУ, МДж |
|
|
74,16 |
169,37 |
|
20. |
Расход топлива на главные двигатели, кг/с |
|
|
0,276 |
1,37 |
|
21. |
Расход топлива на дизельгенераторы, кг/с |
|
Примечание:
На судне-прототипе установлено три
ДГ марки ДГТ 200/1, мощность дизеля
|
0,036 |
0,114 |
|
22. |
Расход топлива на ходовом режиме, кг/с |
|
|
0,2976 |
1,43 |
|
23. |
Расход топлива на стояночном режиме, кг/с |
|
На стоянке работает 2 ДГ .
|
0,072 |
0,114 |
|
24. |
Расход теплоты на ходовом режиме, МВт |
|
|
12,707 |
61,06 |
|
25. |
Расход теплоты на стояночном режиме, МВт |
|
|
3,07 |
4,867 |
|
26. |
К.П.Д. СЭУ на ходовом режиме |
|
|
0,176 |
0,08 |
|
27. |
К.П.Д. СЭУ на стояночном режиме |
|
|
0,264 |
0,365 |
|
28. |
Удельный расход топлива на ходовом режиме, кг/МДж |
|
|
0,00013 |
0,00029 |
|
29. |
Удельный расход топлива на стояночном режиме, кг/МДж |
|
|
0,00008 |
0,000064 |
|
| |||||
Анализ полученных данных в таблице условно показывает;
Коэффициент изменения к.п.д. СЭУ


Коэффициент изменения расхода топлива


Т.о. выбранный вариант СЭУ уступает в энергетической эффективности СЭУ судна-прототипа.













=(28…44)
с
=40


















-
для дизельных установок
-для
газотурбинных установок





=







=Z











=200
кВт, удельный расход топлива
=212
г/(кВт
ч).
На проектируемом судне установлено
четыре ДГ марки 6Д150М, мощность дизеля
=600
кВт, уд. Расход топлива
=224
г/(кВт
ч)
=
+0,6


- на судне-прототипе
-
на проектируемом судне
=



=









