2. В ыбор системы теплоснабжения

Выбор автономного и утилизационного котлов

Вспомогательные, утилизационные и комбинированные котельные установки предназначены для обеспечения паром низких параметров 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 (подогревателей топлива, масла и т.д.). Автономные котлы используют, как правило, тот же сорт топлива, что и главные двигатели.

3.2.1 Расчёт общего потребления теплоты по судну

3.2.1.1 Потребление теплоты на стояночном режиме

Расход теплоты на отопление помещений для сухогрузных судов [1, c. 27]

Q_от = 20000 +10∙G = 20000 + 10∙3000 = 50000 кДж/ч = 13.89 кВт,

где G = 3000 т – грузоподъемность судна.

Расход теплоты на санитарно-бытовые нужды [1, c. 27]

Q_сб = n_к (g_м + g_п) = 10^. (650 + 100) = 7500 кДж/ч = 2,08 кВт,

где n_к = 10 чел. – число членов экипажа;

g_м = 650 кДж/ч∙чел – расход теплоты на приготовление горячей мытьевой воды;

g_п = 100 кДж/ч∙чел – расход теплоты на приготовление питьевой кипячёной воды.

Расход теплоты на технические нужды [1, c. 27]

Q_т = 0,15^.(Q_от + Q_сб) = 0,15 (50000 + 7500) = 8625 кДж/ч = 2.4 кВт,

где Q_от = 50000 кДж/ч =13.89кВт– расход на отопление,

Q_сб = 7500 кДж/ч=2,08 кВт – расход на санитарно-бытовые нужды.

Максимальное потребление теплоты в стояночном режиме [1, c. 26]

Qc = k_о^.k_c^.k_з^.(Q_oт + Q_cб + Q_т) =

= 0,71,10,5 (50000 + 7500 + 8625) = 25458 кДж/ч = 7.07 кВт,

где k_о = 0,7 – коэффициент одновременности;

k_c = 1,1 – коэффициент запаса;

k_з = 0,5 – коэффициент загрузки потребителей на стояночном режиме.

3.2.1.2 Потребление теплоты на ходовом режиме

Максимальное потребление теплоты в ходовом режиме [1, c. 26]

Q_{ x} = k_о^.k_c^.k_з^.(Q_oт + Q_cб + Q_т) =

= 0,871,10,9∙(50000 + 7500 + 8625) = 56953 кДж/ч = 15.8 кВт,

где k_о = 0,87 – коэффициент одновременности на ходовом режиме;

k_c = 1,1 – коэффициент запаса;

k_з = 0,9 – коэффициент загрузки потребителей на ходовом режиме;

Q_от = 50000 кДж/ч – расход на отопление;

Q_сб = 7500 кДж/ч – расход на санитарно-бытовые нужды;

Q_т = 8625 кДж/ч – расход на технические нужды.

Общее количество теплоты, которое может быть утилизировано [1, c. 28]

где - доля теплоты, приходящаяся на выпускные газы:

;

-коэффициент, учитывающий потери теплоты в окружающую среду и загрузку ДВС;

=42000 кДж/кг- низшая рабочая теплота сгорания топлива;

- минимальная температура выпускных газов УК ( ) и температура воздуха внутри машинного помещения;

- коэффициент избытка воздуха ДВС ( для СОД);

- теоретическое количество воздуха, необходимое для полного сгорания 1 кг топлива, кг/кг; - удельная теплоёмкость газов, кДж/кг·К;

=0,211 кг/кВт·ч - удельный расход топлива ДВС;

=1400кВт- суммарная мощность главных двигателей.

3.2.2 Выбор автономного и утилизационного котлов

Автономный котёл выбирается по величине общего потребления теплоты в стояночном режиме Q_С = 25458 кДж/ч = 7.07 кВт. Выбираем котел TURBO-13R. Характеристики автономного котла приведены в таблице 3.2.

Таблица 3.2. Основные характеристики автономного котла TURBO-13R

Характеристика	Значение
Тепловая мощность, ккал/ч	13000
Рабочее давление воды Р, кг с/см2	8,5
Расход топлива, ккал/ч	14008,62
Масса котла без воды, кг	64

Так как Q_ут больше, чем Q_Х, то производительность утилизационного котла выбирается по величине максимального потребления теплоты в ходовом режиме Q_{ x} =56953 кДж/ч = 15.8 кВт. Выбираем утилизационный водогрейный котел КАУ-4,5. Характеристики утилизационного котла приведены в таблице 3.3.

Таблица 3.3. Основные характеристики автономного котла КАУ-4,5

Характеристика		Значение
Тепловая мощность , кг/ч		52
Рабочее давление пара , МПа		0,13
Поверхность нагрева, м		4,5
Температура газов на входе в котёл , °С		90
Температура газов до котла, °С		400
Масса котла с водой, т		0,562
Масса котла без воды, т		0,482
Габариты	длина ,м	1,38
	высота ,м	0,64
Дымогарные трубки	длина ,м	1,38
	диаметр ,м	0,194