Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Поэтому для включения в состав СЭС выбираем дизель-генераторы фирм «Катерпиллар» марки САТ 3306 в количестве 3-х шт. (один резервный).

САТ 3306 представляет собой дизель-генератор с синхронным генератором трёхфазного тока мощностью 160 кВт, частотой 50 Гц, напряжением 400 В.

За аварийный режим работы принят пожар на судне (кроме пожара в МО) с сохранением работоспособности основной электростанции.

Сокращения принятые в таблице:

Ко – коэффициент одновременности работы однородных потребителей;

БН – балластный насос;

ПУ – подруливающее устройство;

РК – рефрижераторные контейнеры.

На судне должен быть установлен аварийный дизель-генератор для снабжения наиболее важных для безопасности судна потребителей на аварийном режиме при выходе из строя судовой электростанции.

К числу потребителей аварийной электростанции относятся:

- аварийное освещение (внутреннее и наружное);

- радионавигационные приборы и связь;

- рулевые машины;

- пожарный и осушительный насосы.

В соответствии с правилами Регистра аварийные электростанции должны быть размещены в отдельных помещениях, расположенных выше палубы водонепроницаемых переборок. Двигатель должен иметь автономные топливные и масляные системы, системы охлаждения и пускового воздуха, а также топливные цистерны, в которых должно храниться не менее 6- часового запаса топлива.

В качестве аварийного источника электроэнергии выбираем дизель-генератор фирмы «Катерпиллар» типа 3304 DIT мощностью 85 кВт.

Расчёт

Энергетических запасов.

Запасы топлива.

Количество топлива, принимаемого на борт, зависит от удельного расхода топлива главными и вспомогательными двигателями, дальности и продолжительности рейса.

1. Продолжительность эксплуатации СЭУ за рейс:

Время эксплуатации СЭУ на ходовом режиме.

где: k_u – коэффициент сопротивления движению судна.

k_u = 0,85.

L – дальность плавания.

L = 5000 миль.

u_s – скорость судна.

u_s = 12 узлов.

ч.

Время эксплуатации СЭУ на режиме маневрирования.

ч.

Время эксплуатации СЭУ на режиме стоянка.

ч.

а) время эксплуатации СЭУ на режиме стоянка с грузовыми операциями.

ч.

б) Время эксплуатации СЭУ на режиме стоянка без грузовых операций.

ч.

Суммарная продолжительность эксплуатации СЭУ за рейс

2. Суммарный расход топлива МDO за рейс:

где: G_х – расход топлива на ходовом режиме.

G_ст. – расход топлива на стоянке.

где: G_ДГ – расход топлива дизель – генераторами.

кг/ч.

G_ВК – расход топлива вспомогательным котлом.

т.

G_ДГ.х – расход топлива дизель – генераторами на ходу.

т.

3. Расход легкого топлива.

Составляет 15…20 % от расхода тяжёлого топлива.

т.

4. Запас топлива для аварийных дизель-генераторов:

По правилам Регистра запас топлива должен обеспечивать работу аварийной электростанции в течение 6 часов.

G_АДГ = Ne^A* b_eA * T_A

Ne^A = 85 кВт – мощность аварийного дизель-генератора;

b_eA = 0,211 кг/кВт*ч – удельный расход топлива;

T_A = 6 ч. – время работы;

G_АДГ = 85 * 0,211 * 6 = 0,108 т.

Запас масла циркуляционной системы.

Запас циркуляционного масла.

где: i – кратность смены масла за рейс.

i = 1.

g_м – удельный расход масла.

g_м = 0,9 * 10^-3 г/кВт*ч.

T – продолжительность рейса.

T = 1000 ч.

N_e – максимальная длительная мощность главного двигателя.

N_e = 1440 кВт.

n – кол – во ГД.

n = 2.

- плотность масла.

= 0,914 т/м³.

т.

Конструктивный узел.

Агрегатирование системы охлаждения

главного двигателя

9.1. Агрегатирование системы охлаждения.

Под агрегатированием понимается метод компоновки насыщенных помещений судов, главным образом машинных отделений, из агрегатов и блоков, начиная от проектирования и кончая их сборкой в цехе и заканчивая монтажом на судне. В состав агрегатов, помимо основного оборудования, включаются трубопроводы, кабеля, контрольно-измерительные приборы и органы управления. Все эти устройства монтируются на одной несущей конструкции.

Преимущества агрегатирования:

- сокращение сроков и повышение качества проектирования;

- сокращение сроков и повышение качества монтажа оборудования;

- возможность передачи изготовления унифицированных и стандартных сборочных единиц специальным производствам что ведёт к удешевлению продукции и повышает её качество;

- улучшение системы технического обслуживания и ремонта установок и систем, за счёт рационального подбора оборудования в сборочных единицах

- оптимизация внутреннего пространства энергетического отсека;

- экономия материалов (труб, кабелей) за счёт более функционального расположения элементов установок и систем;

- позволяет перенести значительный объём монтажных работ с судна в цех.

Основные требования к агрегатам.

1. Возможность стандартизации.

Для судов, строящихся большими сериями (десять и более единиц), целесообразно также создание специализированных агрегатов, предназначенных только для данного судна.

2. Агрегат должен быть как можно более автономен, то есть функционально закончен. Функциональная завершённость агрегата облегчает процесс его стандартизации, минимизирует количество внешних связей и позволяет произвести наиболее полный объём испытаний установки или системы, в условиях цеха, до погрузки и установки на судно.

3. Агрегаты должны занимать возможно меньший объём, что достигается сокращением протяжённости внутренних связей. При этом должны быть обеспечены технологичность изготовления и хорошие условия для обслуживания и рамонта оборудования.

4. Несущая конструкция агрегата должна позволять транспортировать и осуществлять погрузку агрегата без нарушения его работоспособности и обеспечивать возможность крепления агрегата к корпусным конструкциям судна или к другим сборочным единицам. При установке на судно, объём пригоночных работ должен быть минимальным.

5. Агрегат должен комплектоваться из оборудования и связей, имеющих кратный или равный ресурс.

При использовании модульно-агрегатных методов можно выделить два метода агрегатирования: функциональное и зональное, и два вида сборочных единиц – агрегаты (модули), скомпонованные по функциональному признаку и зональные и монтажные блоки, скомпонованные по территориальному признаку.

Агрегатирование как правило осуществляется двумя путями: функциональным методом и зональным.

Функциональный метод агрегатирования.

На одной несущей конструкции объединяется оборудование, выполняющее одну законченную функцию.

Подготовка модульно-агрегатного метода проектирования начинается с разработки принципиальных схем установок и систем. На двигатель работает несколько систем, обеспечивающих его функции. Каждая из систем представляет собой один или несколько агрегатов и блоков, укомплектованных оборудованием.

Зональный метод агрегатирования.

На одной несущей конструкции располагается оборудование, расположенное в одной зоне. Зональное агрегатирование предусматривает компоновку оборудования в блоки с учётом оборудования всей системы или нескольких систем, входящих в блок, а также всех одиночных единиц оборудования и трубопроводов, расположенных в данном районе.

В качестве несущей конструкции в монтажных блоках можно использовать конструкции каркасного типа так как в них можно размещать длинномерные предметы – трубы, при этом конструкция занимает минимум объёма. На каркасе располагаются крепления под трубопроводы и фундаменты под механизмы и аппараты. Фундаменты жёстко скреплены с каркасом сваркой. Все опорные поверхности несущей конструкции агрегата должны быть выполнены в одной плоскости.

Агрегаты, обслуживающие главный двигатель, располагаются преимущественно вдоль бортов на уровне настила второго дна. Поэтому будет целесообразно скомпоновать все агрегаты систем обслуживания главного двигателя в два монтажных блока – правого и левого бортов.

9.2.Агрегат системы охлаждения главного двигателя.

Система охлаждения пресной водой осуществляет отвод тепла от ряда нагретых деталей и узлов двигателя (цилиндровые втулки, крышки цилиндров, клапанные узлы), обеспечивая им требуемый температурный режим.

При компоновке схемы системы охлаждения, к ней предъявляются требования:

- живучесть системы, что обеспечивается резервированием насоса пресной воды и теплообменного аппарата;

- насосы должны иметь достаточный кавитационный запас;

- контур пресной воды должен иметь компенсирующий объём (расширительная цистерна);

- Каждая единица оборудования, а также каждое ответвление трубопровода должны иметь запорную арматуру;

- регулирование температуры пресной воды должно осуществляться путём перепуска воды мимо теплообменников;

- для осуществления контроля за работой системы необходимо предусмотреть контрольно-измерительную аппаратуру.

В качестве конструктивного узла, разработан агрегат охлаждения главного двигателя пресной водой. В агрегат входят:

- один резервный насос пресной воды высокотемпературного контура системы охлаждения марки НЦВ 40/30Б.

W_НПВВ = 40 м³/ч.

Р = 0,3 МПа.

N = 7,5 кВт.

- один резервный насос пресной воды низкотемпературного контура системы охлаждения марки НЦВ 63/20Б.

W_НПВВ = 63 м³/ч.

Р = 0,2 МПа.

N = 7,5 кВт.

- теплообменник пресного контура ГД(поставляется с ГД).

CBL 76L – 50M

N = 230 кВт.

- терморегулятор и запорная арматура.

Основные параметры агрегата:

Общий расход охлаждающей воды	100 т/ч
Объём расширительной цистерны	0,9 м²

Гидравлический расчёт агрегата охлаждения.

Гидравлический расчёт производится с целью определения основных размеров трубопровода и потерь давления при протекании в нём рабочей среды.

Расчёт характеристики сложного разветвлённого трубопровода производится в два этапа. На первом этапе рассчитываются характеристики отдельных участков трубопровода. На втором этапе производится сложение гидравлических характеристик участков, в результате чего получается гидравлическая характеристика разветвлённого трубопровода.

Длина отдельных участков и число фасонных частей определяется принципиальной схемой агрегата.

Предварительная скорость воды принимается:

W_o = 2,5 м/с.

Условный проход участков трубопровода определяется в зависимости от расхода среды и предварительно принятой скорости по уравнению сплошности:

; м.

G – расход воды через соответствующий участок, м³/ч.

По предварительно оценённой величине D_y, выбирается исходя из сортамента труб действительный условный диаметр и соответствующий ему наружный диаметр трубопровода, с таким расчётом, чтобы действительная скорость воды не выходила за пределы 2,0…4,0 м/с.

Для определения диаметра трубы необходимо найти толщину стенки. В соответствии с правилами Регистра толщина стенки трубы рассчитывается:

; м.

φ = 1 – для бесшовных труб;

Р = 0,26 МПа – максимальное давление рабочей среды;

[δ] = 116 МПа – допустимое напряжение материала трубы на разрыв;

b – прибавка на утонение трубы при гибке;

с = 0,5 мм – прибавка на коррозию.

; м.

R = 0,005 м – наименьший радиус погиба трубы.

Действительная толщина стенки принимается в соответствии со стандартным значением толщин стенок труб при условии .

После определения толщины стенки рассчитывается внутренний диаметр трубы:

; м.

а затем действительная скорость потока:

; м²

После определения диаметра трубопровода необходимо уточнить принятые выше длины труб, включающие длины прямых участков, погибов, а также начальных участков.

Длина погибов рассчитывается:

; м

h₁ = 2,5 – относительный радиус погибов;

h₂ - количество погибов

Влияние на гидравлическое сопротивление начальных участков трубопроводов учитывается коэффициентом запаса k_H = 1,2

Общие потери на участке трубопровода будут равны сумме потерь на трение и местных потерь:

Н = Н_т+Н_м

Потери на трение определяются по формуле:

; кПа

λ_Т – коэффициент трения;

l – суммарная длина трубопровода

Коэффициент трения зависит от режима течения, характеризуемого числом Рейнольдса и шероховатости поверхности

Число Рейнольдса:

ν = 1,02∙10^-6 м²/с – кинематическая вязкость жидкости

Местные потери определяются по формуле:

- коэффициент местных потерь, определяемый по справочнику.

В процессе гидравлического расчёта, как правило, при заданных расходах в параллельных ветвях потери напора получаются разные. Поэтому для обеспечения заданных расходов производится шайбование, когда в ветви с малыми потерями устанавливаются дроссельные шайбы или клапаны, с тем, чтобы довести потери напора в этой ветви до уровня потерь в остальных ветвях.

Коэффициент потерь дроссельной шайбы:

H_max – максимальные потери из рассматриваемой группы параллельных участков;

H_i – потери напора на участке где устанавливается дроссельная шайба;

W – скорость воды на этом участке

9.4. Прочностной расчёт трубопроводов системы охлаждения.

Прочность трубопроводов системы охлаждения зависит от действующих внешних нагрузок (кручение, изгибы), внутреннего давления рабочей среды, а также формы и размеров труб.

1. В соответствии с правилами Регистра толщина стенки трубы рассчитывается из выражения:

= 1 – для бесшовных труб;

Р = 0,26 МПа – максимальное давление рабочей среды;

в качестве материала для труб системы охлаждения выбираем медно-никелевый сплав марки МНЖ 5 - 1

[ ] = 68 МПа для трубопроводов из МНЖ;

b – прибавка на утонение трубы при гибке;

с = 0,5 мм – прибавка на коррозию;

1.1.

R = 0,005 м – наименьший радиус погиба трубы

1.2. Толщина стенки трубы:

м.

Из сортамента выбираем трубу наружным диаметром 105 мм и толщиной стенки 4 мм.

На трубопровод также действуют крутящий и изгибающий моменты и силы сжатия, вызванные температурным расширением трубопровода.

В осевом направлении сжатие от тепловой деформации будет:

=0,001 м.

ε = 0,0000164 ^оС^-1 – коэффициент линейного расширения для МНЖ

Е = 130000 МПа модуль упругости

В радиальном направлении сжатие от сил давления:

МПа

В тангенциальном направлении растяжение от сил давления:

м.

Максимальное давление определяется из условия работы насоса на сеть с закрытой запорной арматурой.

9.5. Гидравлический расчёт системы охлаждения ГД.

Таблица 1

Показатель	Обозначение	Размерность	Участки
1-2	2-3	3-4
1. Длина участков трубопровода	l_i	м	1,96	2,286	1,88
2. Расход пресной воды	G_i	м³/ч
3. Предварительная скорость воды	W_i	м/с	2,5	2,5	2,5
4. Количество погибов	h_i	-
5. Условный проход участка	D_y	м	0,075	0,075	0,075
6. Наружный диаметр	D_H	м	0,089	0,089	0,089
7. Толщина стенки трубы расчётная	δ^’	м	0,004	0,004	0,004
8. Толщина стенки действительная	δ	м	0,004	0,004	0,004
9. Внутренний диаметр	D_ВН	м	0,081	0,081	0,081
10. Действительная скорость воды	W_i	м/с	2,2	2,2	2,2
11.Длина погибов	l_n	м	0,18	0,18	0,18
12. Число Рейнольдса	Re	-
13. Коэффициент трения	λ	-	0,102	0,102	0,102
14. Потери на трение	H_T	кПа	5,97	6,96	5,73
15. Коэффициент местных потерь	ξ	-		5,5	5,88
16. Местные потери	H_M	кПа	24,68	15,25	10,46
17.Общие потери	H	кПа	30,65	22,21	16,19
18. Коэффициент потерь дроссельных шайб	ξ_др	-	-	3,48	5,97

Коэффициенты местных потерь на отдельных элементах системы.

Таблица 2

Наименование	Коэффициент местных потерь ξ на участках
1-2	2-3	3-4
1. Клапан угловой невозвратный	5,1	-	-
3. Задвижка			0,4
6 Погибы	3,9	3,9	3,9
7. Тройник	1,2	2,4	-
Сумма	10,2	6,3	4,3

Общий напор сети:

Н_с = ΣН = 30,65 + 22,21 + 16,19 = 69,05 кПа = 0,069 МПа

Напор сети должен быть больше расчётного значения, поскольку имеется погрешность расчёта потерь, особенно местных и увеличения потерь напора вследствие коррозионного износа элементов сети. Поэтому вводится коэффициент запаса к = 1,2

Расход сети принимается также больше расчётного значения, так как необходим запас расхода для регулирования температуры охлаждающей воды.

Напор сети:

Н_с = к·Н_с = 1,2∙0,069 = 0,083 МПа

Расход сети:

G = k·G = 1.2·40 = 48 м³/ч

Функциональное агрегатирование является не столько способом сокращения числа типоразмеров оборудования, сколько прогрессивным методом компоновки энергетического оборудования, средством сокращения длительности постройки судов, способом перенесения монтажа и испытаний оборудования с заказа в цех судостроительного предприятия, обеспечивает повышения качества монтажа, повышения надежности и имеет другие преимущества.

Агрегат системы охлаждения двигателей пресной водой включает в свой состав два резервных насоса пресной воды, один подогреватель, арматуру, внутренние трубопроводы, терморегуляторы, контрольно-измерительные приборы смонтированные на общей фундаментной раме.

Крепление агрегата системы охлаждения главного двигателя осуществляется путём приварки или крепления болтами, рамы агрегата к корпусным конструкциям судна или к фундаментам других механизмов. При этом должна быть обеспечена жёсткость конструкции и надёжность крепления агрегата. Должен быть обеспечен доступ к органам управления, обеспечено удобство обслуживания и ремонта агрегата. Должна быть исключена возможность касания трубопроводов к корпусным конструкциям, другим трубопроводам во избежание перетирания. Контрольно-измерительные приборы должны быть доступны для наблюдения и обслуживания.

10.

Технологический раздел.

(установка дизель – редукторных

агрегатов с двигателем 8L20)

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 7 8 Следующая ⇒

Воспользуйтесь поиском по сайту: