3. Анализ эффективности теплоиспользования в судовой дизельной установке

3.1. Исходные данные

эффэктивная мощность ГД на полном ходу N_e = 16940 кВт;

удельный расход топлива на ГД в_гд = 0,170 кг/(кВтч);

удельный расход топлива на ВД в_вд = 0,205 кг/(кВтч);

паропроизводительность вспомогательного котла D_вк = 7,5 т/ч.

Параметры пара:

давление P_п = 0,6 МПа;

температура t_п = 159С;

степень сухости ;

температура питательной воды С.

Часть первичной теплоты ГД, что уносится:

с выхлопными газами ;

с охлаждающей водой .

КПД утилизационного контура:

газового ;

водяного .

3.2. Расчет частичных и обобщенных показателей тепловой эффективности

Буксировочная мощность:

Эффективный КПД главного двигателя:

Общее количество теплоты, потребляемое на судне в ходовом режиме:

где - КПД вспомогательного двигателя;

- КПД вспомогательного котла;

- КПД электрогенератора;

- КПД дизель-генератора.

Расход топлива на главный двигатель:

кг/ч.

Расход топлива на вспомогательный двигатель:

кг/ч.

Расход топлива на вспомогательный котёл:

кг/ч.

Относительные расходы топлива:

- на вспомогательный двигатель

;

- на вспомогательный котёл

;

Частный КПД установки:

η_с^нт=

Общий КПД без утилизации:

=

,

где- пропульсивный КПД.

При замещении на ходовом режиме вспомогательного котла на утилизационный общий КПД судна с утилизацией:

, – доли теплоты, подведенной с топливом к ГД, уносимые с водой и выпускными газами соответственно;

, – коэффициенты использования теплоты в газовом (ГУК) и водяном (ВУК) утилизационных контурах.

Удельный расход топлива и теплоты на установку по судну:

- без утилизации

кг/кВт·ч;

кДж/кВт·ч;

- с утилизацией

кг/кВт·ч;

кДж/кВт·ч.

3.3. Расчёт экономии от утилизации теплоты

Экономия в удельном расходе топлива от утилизации отходящей теплоты:

кг/кВт·ч

Годовой экономический эффект от утилизации:

ч/год – ходовое время;

$ – стоимость топлива.

$/год.

3.4 Выводы и предложения по повышению экономичности сэу

Удельный расход топлива при эффективной мощности

q_e=0,170 кг/кВтч

При мощности, подведенной к винту:

q_p=, гдеN_p=6,28К₂ρn_s³D⁵10^-3=6,280,04610251,9³6,05⁵10^-3 = =16462 кВт

q_p= 1539 /16462 =0,093кг/кВтч

При буксировочной мощности:

q_б= = 1539/8975 =0,171 кг/кВтч

Приращение расхода топлива по элементам СПК:

Существуют следующие организационно-технические мероприятия по совершенствованию энергопотребления СЭУ:

1. Снижение буксировочного сопротивления за счёт рациональной формы корпуса, уменьшения шероховатости и др.

2. Повышение пропульсивного КПД за счёт увеличения числа лопастей и понижения частоты вращения вала двигателя.

3. Повышение КПД главных, вспомогательных двигателей и котлов.

4. Применение дешёвых топлив, улучшение качества внешней и внутренней топливоподготовки.

5. Утилизация вторичных энергоресурсов главных и вспомогательных двигателей (УКДГ).

6. Снижение затрат энергоресурсов на вспомогательные механизмы и аппараты.

7. Выбор рациональных скоростей судна с учётом условий эксплуатации.