Розрахунок потоків енергії в утилізаційному котлі

Найменування величин			Позначення	Одиниці виміру	Формула або джерело	Числове значення
1. Температура газів: на вході в котел				0С	Рис. 16	344
	на виході з котла			0С	Прийнято	250
2. Енергія газів на вході в котел				кВт	Табл. 2.1	10326
3. Сумарний коефіцієнт надлишку повітря				-	[2, с. 35 ]	3,4
4. Теоретична кількість повітря для згоряння палива					[2, с. 35 ]	14,3
5. Витрата палива на ГД			Вп	кг/год	Табл. 2.1	2560,2
6. Кількість газів від ГД, що надходять в котел			Gг	кг/год		127037
7. Середня теплоємність газів у котлі			сг			1,067
8. Кількість енергії, що відбирається від газів у котлі і відводиться водяною парою:			Епар	кВт	/3600	3539
		абсолютна
		відносна	епар	–	100Епар / Ев.г	34,3
9. Кількість енергії, що відводиться газами з котла: відносна				%	100-еп	65,7
		абсолютна		кВт	Ев.г - Епар	6787

 

Потоки енергії в СЕУ

 

Енергія від головного двигуна підводиться до гвинта з деякими втратами в підшипниках валопровода, що враховується ККД валопровода η_в. Отже, енергія, підведена до гребного гвинта,

, (14)

де – енергія на фланці двигуна у режимі ПХ судна, кВт;

 – ККД валопровода, приймаємо = 0,98 [1].

Тоді

= 11900 · 0,98 = 11662 кВт.

Кількість теплоти, яка відводиться від підшипників валопровода,

 

= 11900 – 11662 = 238 кВт

 

Енергія упору

 

= 11662 · 0,65 = 7580 кВт

 

де – пропульсивний коефіцієнт, прийнято  = 0,65 відповідно до розрахунків ходовості за проектною документацією.

Енергія розсіяна на гвинті:

Е_роз = Е_г.г – Е_R = 11662 - 7580 = 4082 кВт. (17)

Розподіл енергії в СЕУ танкера на ходовому режимі розраховується в табл. 2.5.

Енергія, що відводиться при згорянні палива в СЕУ, а саме в ГД та в двох ДГ, визначається як

 

= 30372 + 2·1385,7 = 33144 кВт

 

Енергія газів за турбокомпресорами двох ДГ

 

= 0,385 · 2·1385,7 = 1066 кВт

 

Енергія, що відводиться забортною водою,

 =

= 4191 + 2733 + 1214 + 2(205 + 55 + 89) = 8836 кВт.

 

Енергія, що відводиться відхідними газами з двох ДГ,

 

0,385 · 2· 1385,7 = 1067 кВт

 

Енергія, що відводиться відхідними газами в СЕУ,

 

= 6787 + 2· 533 = 7854 кВт.

У графічній частині курсової роботи – на аркуші КР.7.090509.5214.08.11.02, відповідно до табл. 2.5, зображено потоки енергії в СЕУ в частках від енергії, що виділилась при згорянні палива у ГД та ДГ. Таким чином, енергія що виділилась при згорянні в СЕУ, прийнята за одиницю, тобто  = 1.

 

Таблиця 2.5

Розподіл енергії в СЕУ на ПХ танкера "Победа"

Найменування				Позначення та величина
				абсолютна		відносна
1. Енергія, що виділилася при згорянні палива в СЕУ				ЕСЕУ	33144	еСЕУ	1,000
2. Те ж саме у ГД				Еп	30372	еп	0,916
3. Те ж саме у ДГ					2772		0,084
4. Зовнішні потоки енергії в ГД:
	з відхідними газами				10326		0,312
з водою, що охолоджує:					4191		0,126
		деталі двигуна
		надувне повітря			2733		0,082
		з маслом			1215		0,037
	механічна енергія на фланці ГД				11900	ее6	0,359
5. Зовнішні потоки енергії разом в двох ДГ:				2	1067		0,032
з відхідними газами
з водою, що охолоджує:				2	410		0,012
			деталі двигуна
			надувне повітря	2	110		0,003
		з маслом		2	178		0,005
		електроенергія від ГРЩ			900		0,027
6. Енергія водяної пари на виході із сепаратора УК					3539		0,107
7. Енергія газів за УК					6787		0,205
8. Механічна енергія, що підводиться до гвинта					11662		0,352
9. Теплова енергія, що відводиться від підшипників валопровода				Епш	238	епш	0,007
10. Енергія упору гребного гвинта					7580		0,229
11. Енергія, розсіяна на гвинті					4082		0,123
12. Енергія, що відводить забортною водою					8837		0,267
13. Енергія, що відводиться відхідними газами					7854		0,237

 

ВИСНОВОК

Аналіз потоків енергії в СЕУ і в її основних елементах показує, що для застарілих МОД сімейства GFCA та ДГ виробництва 80-х років минулого століття притаманна значна частка енергії, що відводиться в навколишнє середовище.

Корисно в СЕУ використовуються:

енергія упору гвинта – 22,9 %;

енергія водяної пари – 10,7 %;

електрична енергія – 2,7 %.

Таким чином показник енерговикористання "брутто" на т/х "Победа" становить у режимі ПХ

= 22,9 + 10,7 + 2,7 = 36,3 %.

При цьому не враховано, що певна частка водяної пари та електричної енергії споживається самою СЕУ для роботи її основних елементів, а саме ГД та ДГ. Якщо вважати, що на це витрачається 50 %, то показник енерговикористання "нетто" буде

=22,9 + 0,5 (10,2 + 2,7) = 29,6 %.

Параметри енерговикористання на судні можна підвищити за рахунок енергозберігаючих суднових технологій шляхом застосування:

сучасних МОД та ДГ;

скайтів – для зменшення упору гребного гвинта при v_s = idem;

машинних відділень зменшених розмірів;

більш досконалих гребних гвинтів тощо.