Определение потребности судна в тепловой энергии

Тепловая энергия в виде энергии пара или горячей воды необходима на судне для:

– для обогрева помещений в холодное время года;

– для обогрева и увлажнения воздуха подаваемого в помещения из систем вентиляции и кондиционирования;

– для бытовых нужд – бани, прачечные, душевые, титаны горячей воды и др.;

– для специальных нужд танкеров: подогрева перевозимых вязких нефтепродуктов; разогрева груза перед сдачей на берег; мойки танков перед приемом нового груза; работы грузовых насосов с паровым приводом;

– для подогрева тяжелого топлива сжигаемого в главных двигателях, дизель-генераторах и вспомогательных котлах;

– для обогрева цистерн запаса тяжелого топлива и масла;

– для обогрева балласта.

Расход тепла на обогрев помещений можно оценить так [11]:

где: F и V – наружная поверхность и объем помещения, соответственно м и м³; t_п и t_нв – температуры отапливаемого помещения и наружного воздуха, ^оС. Температуру наружного воздуха в расчетах принимают равной –5 ^оС. Температура в помещениях зависит от их категории и назначения. Её принимают равной: в каютах +18 ^оС, в душевых +25 ^оС, в сушилках 40 ^оС, в помещениях машинных отделений от +8 до +10 ^оС; k_об – общий коэффициент теплопередачи стенки, зависящий от её конструкции, толщины и числа слоев, качества материалов. Для многослойной стенки его ориентировочно можно принять равным 1,16 Вт/м² град.

Расход тепла на прочие бытовые нужды – на бани, прачечные, душевые, работу кипятильников воды, кДж/ч:

где: Z – число людей на судне.

Расход теплоты на подогрев топлива при его использовании:

,

где: b_e – удельный расход топлива на главный двигатель, кг/кВт ч; N_e – мощность главного двигателя, кВт. Произведение b_e N_e представляет из себя часовой расход топлива на главный двигатель на длительном эксплуатационном режиме, кг/час; c_т – теплоемкость топлива, кДж/кг град; t₁ и t₂ – начальная и конечная температура топлива.

Расход пара на подогрев перевозимого груза на морских танкерах в зимний период, кг/час, может быть найден с использованием аппроксимирующей зависимости [11] в функции переменной части водоизмещения судна – дедвейта, т.

Для речных танкеров в холодное время навигации расход теплоты на подогрев перевозимого груза в функции грузоподъемности G_p, т:

.

Расход теплоты на подогрев забортной воды для мытья танков от +4 ^оС до +70 ^оС:

где: расход воды для мытья танков , м³/ч; k = 9 –10.

В случае применения более безопасного парового привода грузовых насосов их турбины потребляют следующее количество пара, кг/ч:

где: H_a – адиабатный перепад энтальпии в приводной турбине насоса; h_ет – эффективный КПД турбины насоса. Он может быть принят в диапазоне 0,35 – 0,45 в зависимости от мощности турбины; N_тн – суммарная мощность приводных турбин, кВт, может быть определена в функции дедвейта в диапазоне последнего (20 – 200 тыс.т) и мощности главной энергетической установки N_e, кВт:

.

Расчетное значение расхода теплоты Q_рас определяется суммированием потребителей, работающих параллельно на наиболее энергоемком режиме с учетом коэффициента потерь в сети, равным 1,1. Это, например, режим разгрузки при работе пароприводных насосов. Кроме расхода на них теплота расходуется на подогрев разгружаемого груза и совокупность бытовых потребителей. В случае электрического привода грузовых насосов, наиболее энергоемким по расходу теплоты становится либо ходовой режим с разогревом груза, либо режим мойки танков во время балластного пробега.

Расчетная паропроизводительность вспомогательной котельной установки, кг/ч, определяется делением расчетного расхода теплоты на количество теплоты, отдаваемое единицей количества пара:

где: i_п и i_кон – энтальпии греющего пара и его конденсата, кДж/кг.

Для общесудовых потребителей и подогревателей тяжелого топлива возможно применение следующей зависимости:

Для танкеров дополнительно нужно определить расход пара на подогрев перевозимого груза.

Дата добавления: 2015-08-13