Оценка качества проектного решения судовых дизельных энергетических установок

11. ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ПРОЕКТНОГО РЕШЕНИЯ СДЭУ

11.1. Показатели качества проектных решений СДЭУ

В процессе проектирования инженер-конструктор стремится получить наилучшее техническое решение. Сам по себе поиск такого решения не относится к числу простых процедур. Все дело в том, что любая проектная задача имеет не одно, а несколько решений, соответственно у конструктора появляется возможность выбора того единственного варианта, который является лучшим из всех. Если критерием выбора служит всего один и к тому же количественный показатель, например, стоимость оборудования, то поиск наилучшего решения упрощается и для его нахождения можно даже использовать математический аппарат теории оптимизации. Однако реально качество проектного решения СДЭУ определяется не одним, а множеством показателей, выраженных как количественно, так и словесно. В этих условиях оптимизация проектного решения становится самостоятельной проблемой, зачастую выходящей за рамки технической сущности проектирования.

Важной стадией проектирования СДЭУ является формулирование задачи. От того, как это сделано во многом зависит обоснование ограничений и технических условий, которые позволяют сузить число рассматриваемых вариантов и тем самым избежать неоправданных затрат на поиск лучшего решения. При этом важно использовать накопленный опыт постройки и эксплуатации судов и их энергетических установок. Уже только в процессе анализа опытных данных удается выявить преимущества и недостатки ЭУ судов различного назначения и сформулировать требования, которые по существу служат показателями качества проектируемой СДЭУ. Эти показатели могут быть сгруппированы по функциональным признакам. Основными группами показателей качества по праву считаются следующие.

Энергетические (мощностные) показатели вытекают непосредственно из назначения судна и отвечают за обеспечение его заданной скорости и требуемой маневренности, а также за снабжение в достаточном количестве тепловой и электрической энергий всех судовых потребителей. Среди этих показателей наиболее употребительными являются:

- энергонасыщенность судна (кВт/т)

,

где  – мощность ГЭУ,  – полное водоизмещение судна;

- относительная мощность судовой электростанции

,

где  – суммарная мощность судовой электростанции;

- степень электрификации судна (кВт/т)

.

Массогабаритные показатели отражают степень технического совершенства установки. К ним относятся:

- удельная масса энергетической установки (кг/кВт)

,

где  – масса всех механизмов и всего оборудования СДЭУ;

- относительная масса энергетической установки

;

- относительная длина энергетической установки

,

где  – длина машинного отделения,  – длина судна между перпендикулярами.

Показатели энергетической эффективности (экономичности) отражают в основном расходы топлива и масла на функционирование главных и вспомогательных механизмов. Показателями экономичности принято считать: удельный эффективный расход топлива  (кг/(кВт ч)), часовой расход топлива  (кг/ч) и путевой расход топлива (кг/миля). Между ними существуют известные зависимости

; ,

где  – скорость судна, мили/ч.

В качестве показателя эффективности чаще всего рассматривают эксплуатационные затраты на перевозку одной тонны груза (руб/ т)

,

где  – грузопровозоспособность судна, т/год,  – эксплуата-ционные затраты, руб/год.

Годовые эксплуатационные затраты на судно  определяются суммой

,

где  – расходы на топливо и смазочные материалы,  – амортизационные отчисления,  –  затраты на расходные материалы и запасные части,  – стоимость обслуживания и ремонта,  – заработная плата  и расходы на содержание экипажа,  – накладные затраты,  – прочие расходы.

Показатели надежности и живучести направлены на обеспечение безопасной эксплуатации энергетической установки, сохранности жизни человека и перевозимого груза. Уровень надежности может быть охарактеризован в первую очередь показателями безотказности, долговечности, ремонтопригодности и живучести, а также комплексным показателем, отражающим стоимостные и трудовые затраты на ремонт и техническое обслуживание судовых машин и механизмов. Степень важности показателей этой группы определяется постоянно ужесточающими требованиями повышения безопасности на море.

Эргономические показатели характеризуют приспособленность СДЭУ к удобному управлению и быстрому обслуживанию в условиях соблюдения санитарных норм и техники безопасности с учетом физиологических особенностей человека. В частности, этими показателями определяется освещенность, температура, уровень вибрации и шума в машинных помещениях, размеры и расположение пультов управления, проходов, трапов и т.д.

Показатели экологичности связаны с защитой морской среды от токсичных отходов, которые являются следствием функционирования СДЭУ.

Таким образом, наиболее простой способ отыскания наилучшего решения – это сопоставление показателей качества различных проектных вариантов. Эффективность использования этого способа определяется умением конструктора выразить сравниваемые показатели в виде чисел, а еще лучше в виде границ их возможного изменения. Использование границ вместо точных чисел является приближением к реальности и одним из приемов учета экономической и технической конъюнктуры. Она, при всех положительных аспектах, не всегда позволяет произвести