6 Расчет теплоснабжения судна, выбор автономных и утилизационных котлов

Вспомогательные, утилизационные и комбинированные котельные установки предназначены для обеспечения теплом на стояночном и ходовом режимах вспомогательных потребителей СЭУ и общесудовых потребителей с ДУ и ГТУ - для отопления помещений, санитарно-бытовых нужд, для обеспечения работы главной энергетической установки (подогреватели топлива, масла и т.д.). Автономные котлы используют тот же сорт топлива, что и главные установки.

1. Расчет общего максимального потребления теплоты по всему судну на ходовом и стояночном режимах

Максимальное потребление теплоты в стояночном режиме.

,

где:

k_о = 0,7 5- коэффициент одновременности;

k_c = 1,1 - коэффициент запаса;

k_з = 0,7 - коэффициент загрузки потребителей на стояночном режиме;

Q_от =20000+10^.G (кДж/ч) - расход теплоты на отопление помещений для сухогруза;

G = 2491 т - грузоподъемность судна;

;

Q_сб = n_к (g_м + g_п) (кДж/ч) - расход теплоты на санитарно-бытовые нужды;

n_к = 10 чел - число членов экипажа;

g_м = 550 кДж/ч.чел - расход теплоты на приготовление горячей мытьевой воды;

g_п = 95 кДж/ч.чел - расход теплоты на приготовление питьевой кипяченой воды;

;

Q_т = 0,15^.(Qот + Qсб) (кДж/ч) -расход теплоты на технические нужды;

;

.

Максимальное потребление теплоты в ходовом режиме

,

где:

k_о = 0,9- коэффициент одновременности на ходовом режиме;

k_c = 1,1 - коэффициент запаса;

k_з = 0,7 - коэффициент загрузки потребителей на ходовом режиме;

.

Общее количество теплоты, которое может быть утилизовано

Q_ут = 0,85^.Ne^.q_г^.C_p^.(T_вх - T_ух)^._к (кДж/ч),

где:

Ne =960 кВт - эффективная мощность главного двигателя;

q_г = 6,5 кг/кВт^.ч - количество газов выходящих из двигателя;

C_p = 1,1 кДж/кг^.град - массовая теплоемкость газов;

T_вх = 760 К - температура газов на входе в котел;

T_yx = 460 К - температура уходящих газов за котлом;

_к = 0,95 - коэффициент потери теплоты в окружающую среду;

.

Количество циркулирующей воды в утилизационном котле определяют по формуле:

D_k=Q_k/185, кг/ч

где Q_к-теплопроизводительность котла, кДж/ч

D_k=40931/185=221 кг/ч.

Поверхность нагрева водогрейного котла:

Н_к= Q_к/6500, м²

Н_к=40931/6500=6,3 м².

Количество циркулирующей воды в автономном котле определяют по формуле:

D_k=Q_k/185, кг/ч

где Q_к-теплопроизводительность котла, кДж/ч

D_k=34109/185=184 кг/ч.

Поверхность нагрева водогрейного автономного котла:

Н_к= Q_к/95000, м²

Н_к=34109/95000=0,36 м².

6.2 Выбор автономного и утилизационного котлов

Автономный котел выбираем по величине общего потребления теплоты на стояночном режиме.

.

Выбираем автономный водогрейный котел КВС 1,5.

Так как Q_ут Q_х, то утилизационный котёл выбирается по количеству теплоты потребляемой на ходовом режиме и по величине циркулирующей в нём воды: .

Выбираем утилизационный водогрейный газотрубный котел КАУ-1,7.

Характеристики автономного котла

Характеристики автономного котла приведены в таблице 6.1

Таблица 6.1 Основные характеристики автономного котла КВС 1,5

Характеристика	Значение
Теплопроизводительность, кВт	22,4
Рабочее давление воды P, кгс/см2	0,7
Расход жидкого топлива, кг/ч	3
Площадь поверхности нагрева F, м2	1,5
Габариты: длина*ширина*высота, м	0,86*0,86* 0,81
Масса котла с водой, кг	443

Характеристики утилизационного котла

Характеристики утилизационного котла приведены в таблице 6.2

Таблица 6.2 - Основные характеристики утилизационного котла КАУ-1,7

Характеристика	Значение
Тепловая мощность Nк, кВт	29
Рабочее давление воды P, МПа	0,13
Температура газов на выходе из котла tвых, оС	90
Температура газов на входе в котел tвх, оС	400
Площадь поверхности нагрева F, м2	1,7
Масса котла с водой Gк +Gв, кг	354
Масса котла без воды Gк, кг	304
Полное аэродинамическое сопротивление котла ∆hп, кПа	1,8
Тепловая напряженность поверхности нагрева qн, кВт/м2	17,1