Выбор утилизационной опреснительной установки

На морских судах и судах смешенного плавания для производства технической пресной воды находят широкое применение утилизационные опреснительно-испарительные установки (ОУ). За счет использования теплоты пресной воды, охлаждающей двигатели, которую все равно нужно охлаждать после прохода через рубашки и крышки цилиндров, утилизационные ОУ позволяют не только полностью обеспечить судно пресной водой по цене на порядок ниже поставляемой с берега, но и сократить массу запасов рабочих тел, увеличить провозоспособность и эффективность судов. Кроме того температура пресной воды, охлаждающей малооборотные двигатели (75 – 80 ^оС), исключительно хорошо подходит для испарения морской воды. Кипение происходит при температуре 50 ^оС, при которой не происходит значительного выпадения жестких солей на поверхностях нагрева, вследствие чего их очистка становится необходимой не чаще одного раза за 2 – 3 месяца непрерывной работы.

Для определения необходимой производительности ОУ следует учесть все регулярные потери пресной воды на судне, в том числе:

- потери воды в системе охлаждения пресной водой главных и вспомогательных двигателей, по данным [12] эту составляющую можно оценить примерно 270 л/сут на каждые 1000 кВт мощности на эксплуатационном режиме;

- расход пресной воды на технологические нужды судна. Например, на каждую тонну замороженной рыбы на судах-рефрижераторах расходуется до 100 кг пресной воды для целей глазирования. В прессе попадались сообщения о применении нанотехнологий для глазирования рыбы. Это уменьшит затраты воды приблизительно на порядок. Пока нормы старые. Еще больше расход пресной воды на обрабатывающих судах – рыбопромысловых базах;

- утечки пара и конденсата в системах парогенераторов, продувание котлов. Они определяются расчетной производительностью котлов и составляют до 1,5–3% от последней;

Таблица 8.1

Исходные данные для расчета опреснительной установки

№	Наименование переменной	I	R	Значен.
	Тип судна	CY	–
	Число членов экипажа	ZE	–
	Число пассажиров на судне	ZP	–
	Выбран типоразмер ОУ (0-нет)	TRO	–
	Мощность двигателей на длительном ходовом режиме	NE	кВт	6668.6
	Мощность электростанции на длительном ходовом режиме	NG	кВт	645.0
	Паропроизводительность ВКУ на длительном ходовом режиме	DP	т/ч	18.464
	Измеритель расхода воды на технологические нужды судна	IT	1/ сут	0.0
	Потери пресной воды двигателями	PD	л/сут	27.0
	Потери пресной воды парогенераторами	DPG	%	1.50
	Норма расходования пресной воды	DH	л/сут	350.0
	Расход пресной воды на технологические нужды	DT	л/ед. изм.	100.
	Коэффициент запаса производительности ОУ	KZO	–	1.20
	Номинальная провозоспособность судна	PGN	т	42100.
	Длительность рейса	TR	сут	48.5
	Дальность плавания	LPL	мили	15000.
	Годовой период эксплуатации судна	TG	сут/ год	330.0
	Процентная ставка за пользование капиталом	EN	1/ год	0.150
	Коэффициент использования свободного тоннажа	KGR	–	1.0
	Фрахтовая ставка за перевоз груза	FR	дол/ тмили	0.023

- расходы пресной (питьевой и мытьевой) воды на экипаж и пассажиров судов. По санитарным нормам эта величина составляет от 180 до 240 л/сут на человека. На судах повышенной комфортности эта норма увеличивается до 500 л/сут на человека.

В целом суточная потребность в пресной воде может достигать 100 и более тонн в сутки в зависимости от размеров, категории и назначения судна. Если эту воду брать в запас, то он составит несколько тысяч тонн и эффективность судна снизится. Следует широко применять утилизацию теплоты пресной воды, охлаждающей двигатели для получения технической пресной воды.

Для применения программного комплекса OPR_2002.EXE для расчета потребности судна в технической воде и выбора ОУ следует заполнить своими данными файл ISX_OPR.DAT. Пример такого файла приведен в табл. 8.1.

Заполненный данными файл ISX_OPR.DAT следует записать на прежнее место в директории, в котором ведется проектирование ОУ. Одновременно в этот директорий следует перенести ранее полученные при работе с другими моделями файлы MTG_MOD.DAT и S IST2002. Модель сама обращается к модели SIST2002.EXE и RESURSY.EXE для определения расхода и температуры пресной воды на длительном эксплуатационном режиме. Эти параметры и являются параметрами выбора ОУ из типоразмерного ряда AFGU фирмы ATLAS. Данные этих опреснительных установок приведены в Приложении.

Если производительности выбранной установки не хватает для удовлетворения нужд судна, то тогда рассматривается возможность использования двухступенчатой опреснительной установки этой же фирмы. В ней пар, полученный в первой ступени, является греющим агентом во второй. Производительность фактически удваивается, однако удваиваются и масса и габариты. Обычно производительности такой установки хватает с избытком. Если нехватка воды невелика, то лучше ограничиться одноступенчатой установки – вдвое меньшей изменив некоторые данные о потребности.

В табл.8.2 приведены результаты работы модели OPR2002 с данными из табл.8.1. Принята одноступенчатая установка типа AFGU1-E18. Ее характеристики можно видеть в Приложении.

Таблица 8.2

Результаты выбора опреснительной установки

Наименование переменной	R	Значен.
Расход воды на экипаж и пассажиров	т/сут	7.700
Расход воды на двигатели	т/сут	0.197
Расход воды на парогенераторы	т/сут	6.647
Расход воды на технологические нужды	т/сут	0.0
Требуемая производительность ВОУ	т/сут	17.453
Принята опреснительная установка марки	AFGU1-E18
Номинальная производительность	т/сут	18.0
Расход пр.воды в системе охлаждения	м^3/ч	70.2
Минимальный расход греющей воды	м^3/ч	50.0
Максимальный расход греющей воды	м^3/ч	87.0
Фактическая температура греющей воды	^оС	83.3
Номинальная температура при min Wгр.в	^оС	74.0
Номинальная температура при max Wгр.в	^оС	67.0
Фактическое снижение t греющей воды	^оС	6.1
Использование пресной воды от ОУ за рейс	т/рейс	873.
Выигрыш грузоподъемности от ОУ	т/рейс	871.
Доход от ОУ за рейс	тыс$	300.26
Доход от ОУ за год	тыс$	2044.1

В последней части табл.8.2 приведен экономический анализ доходов от применения опреснительной установки вместо принятия всей необходимой воды в запас. Это несколько утрированный вариант, но он показывает, насколько велика эффективность утилизационной установки. Применение опреснительных установок других типов значительно уступает рассмотренному варианту. Установка, работающая на паре вспомогательного котла, уступает вследствие значительной цены топлива для получения пара, а установка обратного осмоса еще менее экономична вследствие высокой стоимости электричества для привода насосов.

Дата добавления: 2015-08-13