Дипломная (вкр): Проектирование судовой энергетической установки

возможность изменения моментов опережения впрыска топлива;

равномерное распределение топлива по отдельным цилиндрам;

обеспечение оптимального характера протекания процесса впрыска;

обеспечение надежной работы аппаратуры на всех заданных режимах;

Топливные цистерны тяжелого топлива снабжаются змеевиковыми паровыми подогревателями, к которым подводится насыщенный пар (р_п ≤0.5 МПа), подогревающий топливо до 40⁰С. Подогрев газами и электроподогревателями не применяют.

Трубопроводы для перекачки тяжёлых сортов топлива, имеющих высокую температуру застывания, подогревают с помощью параллельно проложенных паровых труб-спутников.

Трубопроводы по назначению подразделяются на: приемо - перекачивающий, расходно-топливный, топливных сепараторов, дренажный, обогрева подогревателей.

Разработка принципиальной схемы расходно-топливной системы ДД. Краткое описание

-цистерна легкого топлива; 2-цистерна тяжелого топлива; 3-тполивоподкачивающие насосы; 4-циркуляционные насосы; 5-подогреватель; 6-датчики температуры; 7-датчики давления; 8- фильтр тонкой очистки; 9-вентиляционная цистерна; 10-дренажная цистерна.

Рисунок 11 - Принципиальная схема расходно-топливной системы ДД

- цистерна запасного тяжелого топлива; 2 - клапанная коробка; 3 - фильтр; 4 - топливоперекачивающий насос; 5 - отстойная цистерна тяжелого топлива; 6 - сепаратор легкого топлива; 7 - сепараторы тяжелого топлива; 8 - подогреватели тяжелого топлива; 9 - расходная цистерна тяжелого топлива; 10 - расходная цистерна легкого топлива; 11 - цистерна запасного легкого топлива.

Рисунок 12 - принципиальная схема системы топливоподготовки.

Расчет параметров оборудования топливной системы

Топливоперекачивающий насос

Подача топливоперекачивающего насоса (исходя из времени τ_п одноразового заполнения за время t_п расходных и отстойных цистерн)

,

где  - суммарный расход топлива при полной расчетной мощности двигателей, обслуживаемых топливоподкачивающим насосом, кг/ч;

=(1.1...1.13) - коэффициент запаса. Принимаю ;

τ_п =0.5…1ч - продолжительность заполнения цистерны; Принимаю, что за t_п=24 ч цистерна заполняется 1 раз;

 кг/м³ - плотность топлива.

Давление топливоперекачивающего насоса

МПа.

Напор топливоперекачивающего насоса

Дж/кг.

Мощность топливоперекачивающего насоса с КПД

кВт,

где - коэффициент запаса. Принимаю равным 1,15.

Для каждого из применяемых сортов топлива должен быть самостоятельный топливоперекачивающий насос. Резервирование может быть обеспечено за счет переключения.

В качестве топливоперекачивающего насоса можно использовать винтовой негерметичный насос. Конкретную марку насоса и его основные параметры необходимо выбрать из соответствующего типоразмерного ряда. Насосы устанавливаются в количестве двух шт.

Таблица 6- Основные технические показатели топливоперекачивающего винтового негерметичного насоса.

В табл. описаны следующие характеристики трехвинтовых насосов: Q - номинальная подача, м3/ч; P - напор, Дж/кг; N - мощность, затрачиваемая на привод насоса, кВт; L, B, H - габаритные размеры - длина, ширина и высота, мм; G_p - масса агрегата, приготовленного к действию, кг; H_вс - вакуумметрическая высота всасывания, м.

Топливоподкачивающие насосы

Производительность топливоподкачивающего насоса, предназначенного для подвода топлива к топливным насосам высокого давления (ТНВД):

,

где  л/(кВт*ч) - удельная производительность. Принимаю равной 0,26 л/(кВт*ч).

По рекомендации производителя W_тпн принимаем равным 2,7м³/ч.

Давление топливоподкачивающего насоса:

 МПа.

Напор топливоподкачивающего насоса :

 Дж/кг.

Мощность топливоподкачивающего насоса с КПД

кВт.

В качестве топливоподкачивающего насоса можно использовать шестеренные насосы. Насосы устанавливаются в количестве двух шт.

Таблица 7

Q - номинальная подача, м3/ч; P - напор, Дж/кг; N - мощность, затрачиваемая на привод насоса, кВт; L, B, H - габаритные размеры - длина, ширина и высота, мм; G_p - масса агрегата, приготовленного к действию, кг; H_вс - вакуумметрическая высота всасывания, м.

Топливный циркуляционный насос

На судах обычно устанавливают параллельно два насоса.

Производительность топливного циркуляционного насоса:

 м³/ч,

где  л/(кВт*ч) - удельная производительность. Принимаю равной 0,5 л/(кВт*ч).

По рекомендации производителя W_цпн принимаем равным 4,8м³/ч.

Мощность топливного циркуляционного насоса:

 кВт,

где  Дж/кг - напор топливного циркуляционного насоса;

 МПа - давление топливного циркуляционного насоса. Принимаю равным 1,2 МПа;

 - кпд насоса. Принимаю равным 0,78

В качестве топливного циркуляционного насоса можно шестеренный насос. Насосы устанавливаются в количестве двух шт.

Таблица 8

В табл. приведены следующие характеристики шесте-ренных насосов: Марка насоса, показывающая тип насоса, номинальные производительность, м3/ч, и напор, метры водяного столба; Qн - производительность, м3/ч; Pн - давление нагнетания, МПа; Nн - мощность привода, кВт; L - длина, мм; B - ширина, мм; H - высота габаритная, мм; Gc - масса сухая, кг.

Отстойная и расходная цистерны тяжёлого и легкого топлива

Объём отстойной цистерны тяжёлого топлива

м³,

где  - коэффициент, учитывающий «мертвый объем» и загромождение объема системами. Принимаю равным 1,09.

Объём расходной цистерны тяжёлого топлива:

.

Объём расходной цистерны лёгкого топлива

.

Сепараторы очистки тяжелого топлива

Производительность сепаратора (устанавливают не менее двух), выбирают из условия очистки суточного расхода топлива за 8 часов

 ,

где k_сеп =1.1...1.2 - коэффициент запаса. Принимаю равным 1,12;

τ_с =8..12 час - продолжительность работы.

Таблица 9

В табл. описаны следующие характеристики трехвинтовых насосов: Q - номинальная подача, м3/ч; P - напор, Дж/кг; N - мощность, затрачиваемая на привод насоса, кВт; L, B, H - габаритные размеры - длина, ширина и высота, мм; G_p - масса агрегата, приготовленного к действию, кг;

Подогреватель топлива паровой

Количество теплоты, подведенное к топливу

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.

Поверхность нагрева:

 м² ,

где  - коэффициент запаса. Принимаю равным 1,15;

 Вт/(м² * К) - коэффициент теплопередачи. Принимаю равным 280 Вт/(м² * К);

 - разность температур, ⁰С (в первом приближении можно принять ^оС);

 - температура насыщенного пара.

Количество пара для подогрева топлива:

кг/ч,

где r =i_нп - i_к=2000 кДж/кг - теплота парообразования;

i_нп , i_к=f(p_нп)- снимаются с s-I диаграммы.

η_тп=0,97…0,98 - коэффициент, учитывающий потери теплоты в окружающую среду. Принимаю равным 0,98.

Таблица 10

В табл. приведены характеристики подогревателей - топлива Марка - указывает тип подогревателя - кожухо- трубный (ПН), длина или поверхность теплообмена, исполнение - В - вертикальный, Г - горизонтальный; F_нагр - поверхность нагрева кожухотрубного подогревателя, м²; W - расход вязкой жидкости (топлива или масла), т/ч; P - потери давления по стороне вязкой жидкости при номинальном расходе, кПа; L_под - габаритная длина подогревателя, м; G_сух - сухая масса, кг.

Время приема полного запаса топлива не должно превышать 6…10ч. при интенсивности приема 50…100 т/ч.

5.2 Масляная система

Назначение. Состав.

Масляная система предназначена для приема и перекачивания, очистки и подачи масла к местам охлаждения и смазки трущихся деталей механизмов, а так же для передачи его на другие суда и на берег. Основным оборудованием, входящим в масляную систему, являются насосы, фильтры, сепараторы, охладители и подогреватели. Применяемые насосы по бывают шестеренными при (небольшой подаче) и винтовыми (при большой подаче). Прием на судно масла, производится по приемо-перекачивающему трубопроводу закрытым способом (по шлангам) вне судовых средств через наливные палубные втулки или приемные патрубки, расположенные на станциях приема топлива и масла. Через эти же патрубки производится выдача масла с судна. Цистерны запаса масла размещают вдоль бортов или поперек переборок судна в машинном отделении на некоторой высоте второго дна, что бы сточно-циркуляционные цистерны главных механизмов могли заполнится самотеком.

Циркуляционное масло ГД и ДГ можно смешивать только в случае использования для них одного сорта масла. Если применяются различные сорта масел, должны быть предусмотрены отдельные емкости для его хранения. Лубрикаторное масло хранится в отдельной цистерне запаса. Отчистка масла на судах осуществляется отстаиванием, фильтрацией и сепарацией. Правилами Регистра регламентируется требования к фильтрации масла в СЭУ. В циркуляционных масляных системах двигателей рекомендуется устанавливать один сетчатый фильтр грубой отчистки (ФГО), на нагнетательном трубопроводе насоса - два параллельных фильтра или один сдвоенный переключаемый фильтр либо один самоочищающийся фильтр тонкой отчистки (ФТО)

В качестве лубрикаторного масла используется масло SHELL ALEXIA 50.

Для циркуляционной системы смазки ГД используется масло SHELL MELINA S30.

Разработка принципиальной схемы масляной системы ДД. Краткое описание

Расчет параметров оборудования масляной системы

Главный циркуляционный масляный насос

Производительность главного циркуляционного масляного насоса может быть определена по формуле

 м³/ч;

По рекомендации производителя W_цмн принимаем равным 300м³/ч.

где k₁=1,05…1,1 - коэффициент запаса. Принимаю равным 1,08.

 л/(кВт*ч) - удельная производительность. Принимаю равным 23 л/кВт*ч).

Для дизелей с поршнями, охлаждаемыми маслом  л/(кВт*ч).

Мощность главного масляного насоса:

кВт,

где k₂ = 1.5 - коэффициент запаса;

Дж/кг - напор главного масляного насоса;

 МПа - давление главного масляного насоса. Принимаю равным 0,41;