4. Расчет показателей использования вспомогательных дизель-генераторов на режимах нагрузочной характеристики

Для выбора рационального режима работы вспомогательных двигателей выполняем расчет изменения их параметров при работе дизель-генераторов по нагрузочной характеристике (табл. 6).

Показатели вспомогательных двигателей на долевых режимах определяем с помощью зависимостей:

- долевая эффективная мощность

- эффективный КПД на долевом режиме

- удельный расход топлива на режиме

- часовой расход топлива

- среднее эффективное давление на режиме

По результатам расчетов строим графики изменения показателей вспомогательных двигателей при их работе по нагрузочной характеристике, рис. 4. По графику находим наиболее экономичный режим работы (b_ед = b_едmin = 0,212 кг/(кВтч)) и графически определяем значения параметров на этом режиме: Р_ме = 1,023 МПа; В_де = 88,5 кг/ч; _д = 0,400; Р_е = 417,6 кВт.

Таблица 6

Расчет параметров вспомогательных двигателей по нагрузочной характеристике

Наименование параметра, единица измерения	Численное значение
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Марка дизеля	6НВДС26/20
Номинальная эффективная мощность Рен, кВт	464
Ном. частота вращения коленчатого вала nе, мин-1	1000
Удельный эф. расход топлива be, кг/(кВтч)	0,212
Низшая уд. теплота сгорания топлива Qн, кДж/кг	42500
Механический КПД на номинальном режиме 	0,82
Внутренний диаметр цилиндра D, м	0,20
Ход поршня S, м	0,26
Число цилиндров z	6
Тактность т	2
РАСЧЕТНЫЕ ДАННЫЕ
Доля номинальной эффективной мощности б	1	0,9	0,8	0,6	0,4	0,3
Долевая эффективная мощность Ре, кВт	464	417,6	371,2	278,4	185,6	139,2
Адаптивная поправка к КПД на дол. режиме е	0	0,02	0,01	-0,03	-0,08	-0,11
Эффективный КПД на долевом режиме д	0,400	0,400	0,386	0,346	0,289	0,248
Удельный расход топлива beе, кг/(кВтч)	0,212	0,212	0,219	0,245	0,293	0,342
Часовой расход топлива Вде, кг/ч	98,4	88,5	81,4	68,1	54,3	47,6
Среднее эффективное давление Рме, МПа	1,136	1,023	0,909	0,682	0,454	0,341

Рис. 4. Изменение параметров дизель-генератора при работе по нагрузочной характеристике

5. Расчет потребностей в электроэнергии на режимах эксплуатации судна

Судовая электростанция генерирует электроэнергию необходимых параметров и распределяет ее между судовыми потребителями в соответствии с режимами работы судна. Она должна обеспечивать бесперебойное снабжение электроэнергией высокого качества всех ответственных потребителей на всех режимах работы судна и удовлетворять требованиям простоты, удобства обслуживания, высокой надежности при минимально возможных начальной стоимости, массе, габаритах и эксплуатационных затратах.

Количество и мощность генераторов судовой электростанции определяют в соответствии с требованиями Регистра [5]. Мощность электростанции может быть рассчитана приближенными методами по эмпирическим формулам, полученным в результате обработки статистических данных. Более точно ее определяют по таблицам загрузки потребителей на основных режимах [4]. Для теплохода проекта 302МК нагрузка судовой электростанции на различных режимах приведена в табл. 7.

Таблица 7

Таблица нагрузок судовой электростанции

Потребители электроэнергии, их типы (по группам)	Кол-во одноименных потребителей	Мощность потребителя Рп, кВт	Номинальные данные электродвигателей потребит.				Коэффициент использования, Ки	Мощность, потр. мех-м		Ходовой режим			Стояночный режим			Маневренный режим			Аварийный режим
			Тип	Мощность Рd, кВт	КПД d	tgd		Единичная	Суммарная	Коэф. загр. мех Км	Коэф. одновр. Ко	Потребная мощность Р, кВт	Коэф. загр. мех Км	Коэф. одновременности Ко	Потребная мощность Р, кВт	Коэф. загр. мех Км	Коэф. одновременности Ко	Потребная мощность Р, кВт	Коэф. загр. мех Км	Коэф. одновременности Ко	Потребная мощность Р, кВт
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22
Палубные механизмы: 1.брашпиль 2. шпиль	1 1	20 10	МАП1577-4/15	31,8 15,6	0,88 0,88	0,69 0,68	0,63 0,64	22,7 11,4	22,7 11,4	- -	- -	- -	- -	- -	- -	1,0 0,6	1,0 1,0	22,7 6,8	- -	- -	- -
Механизмы энергетической установки: компрессор топливный насос сепаратор топлива топливный насос т.т. сепаратор т. топлива	1 2 1 2 1	14 4 1,5 4 1,5	-	32,6 8,5 2,2 8,5 2,2	0,88 0,9 0,86 0,9 0,86	0,70 0,68 0,67 0,68 0,67	0,43 0,67 0,67 0,67 0,67	15,9 4,4 1,7 4,4 1,7	15,9 8,8 1,7 8,8 1,7	0,2 0,4 0,8 0,4 0,8	1,0 0,5 1,0 0,5 1,0	3,2 1,8 1,4 1,8 1,4	0,9 - - - -	1 - - - -	14,3 - - - -	0,2 0,4 0,8 0,4 0,8	1,0 0,5 1,0 0,5 1,0	3,2 1,8 1,4 1,8 1,4	- 0,4 0,8 0,4 0,8	- 0,5 1,0 0,5 1,0	- 1,8 1,4 1,8 1,4
Механизмы общесудовых систем: подруливающее устройство рулевая машина вентилятор МО вентилятор ДГО вентилятор жил. пом. вентилятор бортовых балластных отсеков балластный насос пожарный насос фекальный насос станция приготовления питьевой воды насос питьевой воды	1 1 2 1 5 1 2 3 1 1 1	72 8 4,5 1,4 0,35 5,5 22 30 1,5 0,3 2,2	АМ111-8 АМ70-6 АМ524 УМ80К2 УМ63К2 АОМ41-2 АО2М-71-2 АО2М-72-2В	94,7 10,5 6,0 2,3 0,5 8,6 29,0 39,5 2,0 0,42 3,3	0,90 0,90 0,82 0,88 0,87 0,80 0,90 0,90 0,82 0,87 0,80	0,69 0,69 0,71 0,70 0,68 0,70 0,71 0,69 0,69 0,70 0,68	0,76 0,76 0,75 0,60 0,71 0,64 0,76 0,76 0,75 0,71 0,67	80 8,9 5,5 1,6 0,4 6,9 24,4 33,3 1,8 0,35 2,8	80 8,9 11,0 1,6 2,0 6,9 48,8 99,9 1,8 0,35 2,8	- 0,4 0,8 0,8 0,8 - - - 0,2 0,8 0,2	- 1 1 1 1 - - - 1 1 1	- 3,6 8,8 1,3 1,6 - - - 0,4 0,3 0,6	- - 0,8 0,8 0,8 - - - 0,2 0,8 0,2	- - 1 1 1 - - - 1 1 1	- - 8,8 1,3 1,6 - - - 0,4 0,3 0,6	1,0 0,5 0,8 0,8 0,8 - - - 0,2 0,8 0,2	1 1 1 1 1 - - - 1 1 1	80 4,45 8,8 1,3 1,6 - - - 0,4 0,3 0,6	1,0 0,6 - - - - - - - - -	1 1 - - - - - - - - -	80 5,34 - - - - - - - - -

П

родолжение табл. 7

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22
Прочее оборудование: электрокипятильник электроплита электросковорода холодильный шкаф стиральная машина пылесос навигация, связь управление, освещение, сигнальные огни, прожекторы	1 1 1 1 1 1 -	6 11,6 2 0,27 2,29 0,5 200	- - - - - - -	- - - - - - -	- - - - - - -	- - - - - - -	1 1 1 1 1 1 1	6 11,6 2 0,27 2,29 0,5 200	6 11,6 2 0,27 2,29 0,5 200	0,8 0,8 0,8 0,7 0,8 0,2 0,2	1 1 1 1 1 1 1	4,8 9,3 1,6 0,2 1,8 0,1 40	0,8 0,8 0,8 0,7 0,8 0,2 0,2	1 1 1 1 1 1 1	4,8 9,3 1,6 0,2 1,8 0,1 40	0,8 0,8 0,8 0,7 0,8 0,2 0,2	1 1 1 1 1 1 1	4,8 9,3 1,6 0,2 1,8 0,1 40	- - - - - - 0,2	- - - - - - 1	- - - - - - 40
Суммарная мощность потребителей по режимам Рреж				Постоянно работающих								31,1			43,8			133,8			81,4
				Периодически работающих								5,4			0,2			13,05			7,14
				Эпизодически работающих								44,3			41,1			44,3			40
				Итого								80,8			85,1			191,15			128,54
Суммарная мощность потребителей с учетом общего коэффициента одновременности К’0Рреж				Постоянно работающих (К’0= 0,9)								28,0			39,42			120,4			73,3
				Периодически работающих (К’0 = 0,6)								3,2			0,12			7,83			4,3
				Эпизодически работающих (К’0 = 0,3)								13,3			12,3			13,3			12
				Итого								44,5			51,84			141,53			89,6
Суммарная мощность потребителей с учетом потерь в сети 5%												46,7			54,4			148,6			94,1
Число, тип и мощность работающих генераторов				Дизель-генератор 6НВДС26/20 электрической мощностью 432 кВт									Дизель-генератор 6НВДС26/20 электрической мощностью 432 кВт			Дизель-генератор 6НВДС26/20 электрической мощностью 432кВт			Дизель-генератор 6НВДС26/20 электрической мощностью 432 кВт

На основании данных табл. 7 для обеспечения судовых потребителей электроэнергией нужна судовая электростанция состоящая из трех дизель-генераторов (один в резерве). Однако, анализ данных судна проекта 302МК показывает, что на режимах маневрирования потребность в электроэнергии возрастает примерно в два раза, из-за работы подруливающего устройства и палубных механизмов, поэтому предусмотрена судовая электростанция, состоящая из трех автоматизированных дизель-электрических агрегатов 6НВДС26/20 мощностью по 464 кВт, питает сеть напряжением 380 В переменного тока. При маневрировании потребители электроэнергии питаются от трех дизель–генераторов, в ходовом режиме и на стоянке потребители электроэнергии питаются от двух дизель–генераторов.

Дизель-генератор состоит из двигателя 6НВДС26/20 и генератора переменного тока ССЕЕ 568-6, соединенных эластичной муфтой и смонтированных на общей фундаментной раме. Фундаментные рамы дизель–генераторов устанавливаются на судовых фундаментах с помощью резиновых амортизаторов.

Двигатель 6НВДС26/20 – четырехтактный, нереверсивный, тронковый, вертикальный, с наддувом. Мощность двигателя номинальная – 464 кВт. Частота вращения коленчатого вала – 1000 мин^-1. Диаметр цилиндра – 200 мм. Ход поршня – 260 мм. Число цилиндров – 6. Удельный расход топлива – 212 г/(кВтч). Род топлива – дизельное по ГОСТ 305-82. Удельный расход масла – 2 г/(кВтч). Масло дизельное М-10Г₂ЦС ГОСТ 12337-84.

Генератор ССЕЕ 568-6. Род тока – переменный. Напряжение 390 В. Мощность – 432 кВт.

Система пуска – сжатым воздухом. Два двигателя правого вращения и два – левого.

Дистанционный пульт и блок автоматики обеспечивают дистанционный пуск, дистанционную и аварийную остановку дизель-генератора, а также контроль и сигнализацию приближения или наступления аварийного режима в работе дизеля.

Время необслуживаемой работы дизель-электрического агрегата 16 часов.