Тепловые потоки и вторичные энергоносители

J	Марка	Gвоз	Gгаз	Tгаз	Qво	Qмо	Qпр
	K98MC	14,97	15,25			476,7
	K98MC-C	15,43	15,9			476,7
	S90MC-С	12,4	12,66			361,7	686,7
	L90MC-С	12,4	12,66				686,7
	K90MC	11,95	12,2			391,7	661,7
	K90MC-C	12,48	12,7			391,7	661,7
	S80MC-С	9,85
	S80MC	9,73	9,92			306,7
	L80MC	9,93	10,12
	K80MC-C	9,45	9,63
	S70MC-C	8,02	8,17				471,7
	S70MC	7,23	7,38
	L70MC-С	7,85					471,7
	L70MC	7,73	7,88
	S60MC-C	5,82	5,92		916,7	176,7
	S60MC	5,27	5,37
	L60MC-С	5,65	5,75		887,5	182,5	346,3
	L60MC	5,03	5,13			158,3
	S50MC-C	4,07	4,14
	S50MC	3,7	3,76			111,7
	L50MC	3,42	3,49			111,7
	S46MC-С	3,05	3,12			118,3	206,7
	S42MC	2,53	2,58			96,7	176,7
	L42MC	2,3	2,35		353,3	82,5	143,3
	S35MC	1,72	1,75		273,3	69,2	116,7
	L35MC	1,47	1,5			58,3
	S26MC	0,85	0,866		141,7	58,3	76,7

В табл.5.1 приведены характеристики оборудования систем, обслуживающих двигатель из ряда МС из расчета на один цилиндр соответствующего типоразмера. W_мр – подача насоса смазки распредвала. В случае если в данной графе стоит прочерк – насос отсутствует, а смазка распредвала – консистентная. Если в этой графе стоит звездочка, то кроме консистентной смазки распредвала применен еще гидропривод выхлопного клапана, подача которого в этой графе и указана.

Параметры табл.5.1 и 5.2 отнесены к режиму номинальной максимальной длительной мощности (НМДМ). Двигатель работает на тяжелом топливе с вязкостью 700 сСт при 50 ^оС.

В табл.5.3 приведены рекомендуемые значения параметров шести основных насосов энергетических систем двигателей типа МС: P_наг – давление нагнетания, МПа; T_max – наибольшая температура, ^оС. Насосы должны обеспечивать напор не ниже заданного в табл.5.2, а температура рабочих тел не должна превосходить указанных здесь же величин.

Таблица 5.3

Параметры рабочих тел

Наименование насосов	Pнаг	Tmax
Топливный подкачивающий	0,4
Топливный циркуляционный	1,0
Смазки циркуляционный	0,4
Смазки распредвала	0,3
Забортной воды	0,25
Пресной воды	0,3

Проектирование систем первым методом состоит в умножении значений из строки, соответствующей выбранному типоразмеру цилиндра ДВС типа МС, на число цилиндров в составе агрегата. Обращаем внимание на то, что в табл.5.1 приведены требования только к оборудованию, непрерывно взаимодействующему с главным двигателем на ходовых режимах эксплуатации. Требования к прочему оборудованию систем СЭУ – к перекачивающим насосам, сепараторам и др. включаемому периодически вырабатываются по рекомендациям правил и норм проектирования энергетических систем СЭУ. Они включены в таблицы данных метода расчета по тепловым балансам и будут рассмотрены далее.

Для проектирования систем первым методом следует подготовить исходные данные в соответствии с табл.5.4. В случае работы в составе основного расчетного варианта САПР эскизного проектирования СЭУ табл.5.4 подготавливается автоматически после отработки модели WYBOR2002. Для автономного прогона модели проектирования систем исходные данные нужно подготовить вручную, откорректировав файл SMC1_ISX.DAT в рабочей библиотеке на магнитном диске.

Таблица 5.4

Исходные данные для проектирования систем ГД типа МС

№	Наименование переменной	I	R	Значен.
	Mощность ГД на экспл. режиме	NER	кBт	6668.6
	Частота ГД на экспуатац. режиме	NR	об/мин	116.7
	Cкорость хода судна	VSU	узлы	14.98
	Дальность плавания	LPL	мили	15000.
	Мощность СЭС на ходу	NDG	кBт	1350.
	Mарка топлива главного двигателя	MTG	–
	Mарка топлива дизель-генератора	MTW	–
	Типоразмер главного двигателя	J	–
	Число цилиндров гл. двигателя	IZ	–

Кодирование марок топлива рассмотрено в разделе 2.

После подготовки файла исходных данных и записи его под прежним именем в директорий, где ведется проектирование систем, следует обратиться к модели SIST_MC.EXE. Эта модель обращается к файлам, представленным в табл.5.1 и 5.2, умножает строки (кроме температуры газов) соответствующие типоразмеру цилиндра, индекс которого указан в 8-й строке табл.5.4, на число цилиндров в составе агрегата МОД, указанное в 9-й строке табл.5.4. Полученные результаты записываются в файл SMC2_REZ.DAT, который представлен в табл.5.5 и 5.6. В них приведены требования к комплектующему оборудованию систем СЭУ.

Таблица 5.5

Требования к оборудованию топливной системы

№	Наименование переменной	I	R	Значен.
	Часовой расход топлива	BT	т/ч	1.140
	Объем расходной цистерны ТТ	VRT	м^3	21.60
	Объем расходной цистерны ЛТ	VRL	м^3	4.32
	Объем смесительной цистерны	VS	м^3	0.20
	Подача топливоподкачивающего насоса	WTP	т/ч	2.22
	Подача циркуляционного топливного насоса	WTZ	т/ч	0.00
	Расход тепла на подогрев топлива	QTP	кBт	399.6
	Поверхность подогревателя топлива	FTP	м^2	30.63
	Расход топлива за рейс	SRT	т	1255.9
	Запас тяжелого топлива	ZTT	т	1155.4
	Запас легкого топлива	ZLT	т	288.8
	Объем цистерны аварийного запаса	VZA	м^3	32.4
	Подача топливоперекачивающего насоса	WPT	т/ч	29.56
	Напор топливоперекачивающего насоса	HPT	МПа	0.30
	Производительность сепаратора	WST	т/ч	3.69
	Расход тепла в подогревателе сепаратора	QST	кВт	184.73
	Поверхность подогревателя сепаратора	FPS	м^2	14.16
	Объем цистерны грязного топлива	VZG	м^3	1.33
	Объем цистерны протечек топлива	VPR	м^3	0.47
	Подача насоса грязного топлива	WGR	т/ч	0.889
	Объем цистерны отходов сепарации	VOS	м^3	2.74

Эти требования нужно реализовать путем выбора оборудования из типоразмерных рядов базы данных. База данных приведена в Приложении. Она включает отдельные файлы, в которых сосредоточены типоразмерные ряды оборудования, предназначенного для использования в составе систем СЭУ.

Таблица 5.6

Требования к оборудованию системы смазки, охлаждения, воздуха

№	Наименование переменной	I	R	Значен.
	Подача главн. масляного насоса	WGM	т/ч	184.8
	Темпeратура масла перед МО	TMO	^оС	55.00
	Объем сточной цистерны масла	VSZ	м^3	38.80
	Производительность сепаратора масла	WSM	т/ч	4.851
	Расход тепла в подогревателе СМ	QSM	кВт	138.1
	Запас циркуляционного масла	ZZM	т	33.34
	Объем цистерн запаса циркуляц. масла	VZM	м^3	40.0
	Объем цистерны грязного масла	VGM	м^3	24.9
	Подача маслоперекачивающего насоса	WMP	т/ч	30.0
	Тепловыделение в двигателе	QGD	кВт	13145.5
	Отвод теплоты с пресной водой	QPR	кВт	1569.0
	Подача насоса пресной воды	WPR	т/ч	70.2
	Объем расширительной цистерны	VRZ	м^3	2.167
	Объем растворного бачка	VRB	м^3	0.30
	Подача насоса забортной воды	WZ	т/ч	250.2
	Поверхность главного маслоохладителя	FMO	м^2	257.87
	Поверхность охладителя пресной воды	FPR	м^2	42.42
	Объем пускового воздуха ГД	VVG	м^3	189.0
	Требуемый объем пусковых баллонов	VBG	м^3	8.59
	Объем пускового баллона ДГ	VDG	м^3	0.45
	Производительность компрессора пускового воздуха	WK	нм^3 /ч	189.0
	Производительность подкачивающего компрессора	WPK	нм^3 /ч	47.25

Следует напомнить правила выбора оборудования:

1. Следует выбирать оборудования с параметрами выбора не меньшими, чем указано в требованиях. Это требование следует строго применять к оборудованию, взаимодействующему с двигателями постоянно, и приближенно для периодически включаемого оборудования;

2. Может быть выбран агрегат вспомогательного оборудования целиком покрывающим потребность или два одинаковых с половинной производительностью;

3. Принимается также резервный агрегат с учетом возможности скользящего резерва;

4. Параметры выбора у насосов – производительность, но у объемных насосов это номинальная производительность, а у центробежных насосов – диапазон приемлемых режимов. У теплообменных аппаратов – параметр выбора – поверхность теплообмена.

При подборе оборудования для удовлетворения требований табл.5.5 и 5.6 следует в отдельный файл выносить требования к оборудованию и здесь же приводить выбранное оборудование с полным комплектом его характеристик для создания возможности проверки правильности произведенного выбора.

Второй метод проектирования систем может применяться для двигателей, для которых фирмы-производители не выдвинули требования к характеристикам оборудования, взаимодействующего с двигателями на ходовых режимах эксплуатации. В связи с тем, что в настоящее время все значимые фирмы такие требования выдвинули о методе проектирования систем по тепловым балансам можно говорить лишь в историческом аспекте, а также применительно к периодически действующему оборудованию.

Аналогично модели SIST2002.EXE модель SISTEMY.EXE вводит из внешних файлов требования к оборудованию систем СЭУ, получаемые по тепловым балансам. Всего таких файлов четыре – по числу систем, подлежащих проектированию – охлаждения (файл SKON_OXL.DAT); топлива (файл SKON_TOP.DAT), смазки (файл SKON_SMA.DAT) и сжатого воздуха (файл SKON_SGA.DAT). Эти файлы приведены в табл. 5.7, 5.8, 5.9, 5.10.

Таблица 5.7

Константы топливной системы

Наименование переменной	R	Диапаз.	Знач.
Число вахт для работы от РЦТТ	–	4–6	4.
Коэффициент загромождения цистерн	–	1.08–1.1	1.08
Объем РЦЛТ от РЦТТ	–	0.15–0.2	0.18
Коэффициент объема смесит.цистерны	–	0.15–0.2	0.18
Коэффициент подачи подкачив.насоса	–	1.5–2.8	2.0
Коэфф. запаса мощн. электродвигателя	–	1.1–1.15	1.12
Коэффициент подачи циркуляц. насоса	–	2. –3.5	3.0
Коэффициент теплопередачи пар-мазут подогревателя ТТ	кВт /м.г	0.2–0.3	0.25
Температурный напор подогревателе	^оС	50–100	60.
Коэффициент дополнительного расхода топлива на ВД и ВК	–	1.05–1.2	1.1
Доля легкого топлива в запасе	–	0.15–0.25	0.2
Коэффициент морского запаса	–	1.05–1.2	1.15
Длительность перекачки суточного запаса	час	1.–2.	1.
Длитeльность сепарации суточного расхода	час	8.–12.	8.
Коэффициент объема цистерны грязного топлива	–		0.2
Коэффициент объема цистерны протечек топлива	–		0.07
Коэффициент объема цистерны отходов сепарации	–		0.1
Длительность работы насоса грязного топлива	час	1.–2.	1.5

Таблица 5.8

Константы системы охлаждения

Наименование переменной	R	Диапазон	Знач.
Доля теплоты отвод. с пресной водой от ГД	–	0.075-0.082	0.08
Доля теплоты отвод. с пресной водой от ДГ	–		0.135
Допустимое повышение температуры пресной воды	^оС	8-10	8.
Коэффициент запаса подачи насоса пресной воды	–	1.2-1.3	1.3
Коэффициент количества воды в расширительной цистерне	–	0.2-0.3	0.25
Коэффициент запаса объема расширительной цистерны	–	1.3-1.4	1.3
Коэффициент объема растворного бачка	–	0.03-0.05	0.045
Доля тепла отводимого от продувочного воздуха ГД	–	0.135-0.145	0.14
Доля тепла отводимого от продувочного воздуха ДГ	–		0.05
Доля тепла отводимого от ГД с циркуляционным маслом	–	0.035-0.042	0,04
Доля тепла отводимого от ДГ с циркуляционным маслом	–		0.065
Допустимое повышение температуры забортной воды	^оС	10. -13.	12.
Начальная температура забортной воды	^оС	По ГОСТ	32.
Допустимая температура циркуляционного масла за ГД	^оС	50.-55.	52.
Допустимая температура пресной воды за ГД	^оС	80.-85.	82.
Коэффициент запаса поверхности холодильника пресной воды	–		1.4
Коэффициент запаса поверхности маслоохладителя	–		1.4
Коэффициент теплопередачи масло-забортная вода	кВт /мС	1.3-1.6	1.5
Коэффициент теплопередачи пресная вода – забортная вода	кВт /мС	1.3-1.6	1.5

Таблица 5.9

Константы системы смазки

Наименование переменной	R	Диапазон	Знач.
Признак охлаждения поршня маслом	–	0 – 1
Доля тепла отводимого с циркуляционным маслом от ГД	–	0.035–0.042	0.04
Коэффициент запаса производитель-ности главного масляного насоса	–	1.5–3.0	1.7
Допустимая температура циркуляционного масла за ГД	^оС	50.–55.	52.
Повышение температуры масла при проходе ГД	^оС	7.–10.	10.
Кратность циркуляции масла	1/ч	4.–12.	8.
Запас объема на вспенивание масла в сточной цистерне	–	1.4–1.5	1.4
Коэффициент запаса производительности сепаратора	–	1.5–2.	2.
Коэффициент запаса подачи насоса сепаратора масла	–		1.2
Длительность перекачки масла	час	0.5–2.	1.
Коэффициент запаса производительности перекач. насоса	–		1.3

Модель SIST2002.EXE также вводит информацию из файлов, представленных в табл. 5.7 – 5.10, но использует их только для определения требований к оборудованию, включаемому периодически и непосредственно с двигателем не взаимодействующие.

Таблицы исходных данных и результатов у модели SISTEMY.EXE подобны таким же данным и результатам модели SIST2002.EXE и здесь не рассматриваются.

Таблица 5.10

Константы системы сжатого воздуха

Наименование переменной	R	Диапазон	Знач.
Удельный расход воздуха на пуск ГД	нл /л	4.–8.	7.
Число последовательных пусков ГД	–	6/12
Рабочее давление в баллоне	МПа		3.
Минимальное давление в баллоне при запуске	МПа	0.5–0.8	0.8
Время заполнения баллонов ГД	час	0.5-1.0	1.0
Удельный расход воздуха на пуск ДГ	нл /л	6-12	10.
Число последовательных пусков ДГ	–	6.	6.
Коэффициент производительности подкачивающего компрессора	–	0.25-0.3	0.25

Дата добавления: 2015-08-13