Оценка эффективности проекта

 

 

Определение коэффициентов замещения элементов СЭУ

 

Суммарная мощность УТГ и УГТ составит:

 

N _УСЭС= N_{e УТГ} + N_{е УГТ}, кВт, (2.68)

N _УЭСС = 205 +247,4 =452,4, кВт.

 

Нагрузка СЭС с учетом дополнительной нагрузки составит:

 

N _СЭС= N_{e СЭС} + N _доп, кВт, (2.69)

N _СЭС= 1508+17,5=1525,5, кВт.

 

Коэффициент замещения агрегатов СЭС составит:

 

К _у= N _УЭСС / N _СЭС, (2.70)

К _у = 452,4 / 1525,5 =0,296.

 

Поскольку К _у< 1, то часть агрегатов СЭС остается в параллельной работе с УТГ и УГТ.

Максимально допустимая нагрузка одного ВДГ составляет 80 %, минимально допустимая нагрузка одного ВДГ составляет 25 %.

Нехватку мощности агрегатов СЭС рассчитаем по формуле:

 

N _нCЭС= N_{е CЭС} – N _УCЭС, кВт, (2.71)

N _нCЭС =1525,5- 452,4 =1073,1, кВт.

 

Нехватку мощности агрегатов СЭС относительно мощности одного агрегата СЭС определим по формуле:

 

N _н1 = N_нCЭС / N_{е ВД} 100, %, (2.72)

N _н1= 1073,1/1250 100=85,8 %

 

N_н1 находится в области оптимальных значений 25 ‒ 85 %. Коэффициент замещения ВПК составит:

 

К _z=(Q_ВУПК+Q_ссов + Q_изпв)/Q_CКУ, (2.73)

K _z=(589019+2392640+2760350)/4081025=1,406.

 

K _z> 1, что говорит о значительном запасе тепловой энергии для нужд судна, для дальнейших расчетов принимаем K _Z=1.

Расчет прироста КПД СЭУ и ее экономии топлива

 

В результате замещения ВПК новый КПД СЭУ составит:

 

ɳ _у' = ɳ _у/(1‒ K _z• Z), (2.74)

ɳ _у'= 0,489/(1‒1,262 )=0,535.

 

В результате замещения ВПК прирост КПД СЭУ составит:

 

∆ɳ _у’ = 0,535‒0,489=0,046, (2.75)

∆ɳ _у’=4.6 %.

 

В результате замещения СЭС новый КПД СЭУ составит:

 

ɳ _у " = ɳ_у /(l‒ K _y• У), (2.76)

ɳ _у " = 0,489/(1‒0,319 )=0,513.

 

В результате замещения СЭС прирост КПД СЭУ составит:

 

Δɳ _у" = ɳ _y" ‒ ɳ_y, (2.77)

Δɳ _у" = 0,5394 ‒0,484 =0,0554,

Δɳ _у" = 5,54 %.

 

Общий КПД СЭУ составит:

 

ɳ _у"ʹ = ɳ _y / (l ‒ K _Z• Z ‒ К _у• У), (2.78)

ɳ _у"ʹ = 0,484 / (1 ‒1 • 0,03 ‒ 0,2567 • 0,4) = 0,558.

 

Общий прирост КПД СЭУ составит:

 

∆ɳ _у"' = ɳ _у"ʹ ‒ ɳ _у, (2.79)

∆ɳ _у"' = 0,564‒0,489=0,075,

∆ɳ _у"'= 7,5 %.

 

Часовая экономия топлива СКУ составит:

 

∆ G _y’ = G _y • (∆ɳ_у ‘ / ɳ _у‘), кг/ч, (2.80)

∆ G_y’ = 1995,8 ∙(0,046/0,535)=172, кг/ч.

 

Часовая экономия топлива СЭС составит:

 

∆G _y”= G _y • (∆ ɳ _у ' / ɳ _у "), кг/ч, (2.81)

∆ G _y^” = 1995,8∙(0,024/0.513)=93,37, кг/ч.

 

 

Общая часовая экономия топлива СЭУ составит:

 

∆ G _y^”’ = G _y•(∆ ɳ _у”’ / ɳ _у”’), кг/ч, (2.82)

∆ G _y^”’ = 1995,8∙(0,075/0,564)=265,4, кг/ч.

 

Годовая экономия топлива СКУ составит:

 

∆ G _yгʹ = ∆ G _y’•(k_ход • 365 • 24) /1000, т/год, (2.83)

∆ G _yг' = 172∙(0,78∙365∙24)/1000=1175,24, т/год.

 

Годовая экономия топлива СЭС составит:

 

∆ G _yгʹʹ=∆G_y”•(k _ход• 365 • 24) /1000, т/год, (2.84)

∆ G _yгʹʹ = 93,37∙(0,78∙365∙24)/1000=637,98, т/год.

 

Общая годовая экономия топлива СЭУ составит:

 

∆G_y”’ =∆G_y ”’ •(k_ход • 365 • 24) /1000, т/год, (2.85)

∆G_y ”’= 265,4∙(0,78∙365∙24)/1000=1751,9, т/год

 

Экономическая эффективность проекта

 

При реализации данной системы глубокой утилизации теплоты прирост КПД СЭУ может составить 4,4% при этом годовая экономия топлива достигнет 1862тонн. На текущий момент стоимость топлива составляет 800 долларов США за тонну, что приведет к экономии 130340 долларов США в год. Однако реализация системы СГУТ предполагает модернизацию старой системы и интеграцию в нее новых органов, что ведет к значительным затратам. На данный момент затраты на постановку судна в док для ремонта, ремонт, заказ необходимых деталей, а также работу персонала может варьироваться в районе 600000 долларов США, таким образом данная СГУТ окупит себя приблизительно за 4,5 года

 

Заключение

 

На морских судах наиболее распространены водотрубные УПК с многократной принудительной циркуляцией, хотя они и трудоемки в изготовлении имеют относительно высокую стоимость.

Котлам змеевикового типа отдается предпочтение за их высокие теплотехнические качества, обусловленные высокими коэффициентами тепло­передачи при поперечном смывании труб выхлопными газами. Такие УПК обеспечивают большую удельную паропроизводительность на 1 кВт мощности ГД и обладают относительно небольшими массогабаритными показателями, что имеет важное значение при их размещении в шахте МКО.

Потребность судна в тепловой энергии может быть удовлетворена за счёт утилизации Q _ов для чего необходимо установить ССВО и ВУПК, температура горячей воды на выходе из ССВО составит 95,0 ⁰С, с учётом подогрева питательной воды (горячей водой ССВО) до 90,0 ⁰С производительность ВУПК при H_ГД составит D _нпВУПК=249 кг/ч.

Поскольку Q _ску полностью замещается Q _ов , то весь пар, генерируемый в ГУПК, подаём на УТГ предварительно перегрев его до t_пп=210 ⁰С.

Принимаем к установке на судно один водотрубный ГУПК типа КУП с поперечным смыванием труб выхлопными газами ГД и принудительной циркуляцией, с учётом подогрева питательной воды за счёт Q_ов с 0,33 ⁰С до 90,0 ⁰С (от горячей воды ССВО) и дополнительным перегревом (от пара ВУПК) до 127,9 ⁰С – паропроизводительность ГУПК при Н_ГД составит D _ппГУПК=1972 кг/ч.

Для контура низкого давления устанавливаем свой отдельный сепаратор пара, пар контура УТГ сепарируется в ВПК.

УТГ мощность N_еУТГ=247,4 кВт устанавливается последовательно с УТГ мощностью N_{е УГТ}=205 кВт на отдельный фундамент и через соединительноразобщительную муфту подключаются к генератору переменного тока.

Утилизационный генератор работает в параллели с одним ВДГ, нагрузка которого находится в оптимальном диапазоне.

В результате реализации СГУТ прирост КПД СЭУ может составить 7,5% при этом годовая экономия топлива достигнет 1751,9 тонн.

Согласно расчету проект СГУТ окупается за 4,5 года.

 

 

⇐ Предыдущая123456

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: