Расчет систем обслуживающих главный двигатель

Основными системами дизельных установок являются: топливная, масляная, охлаждения, сжатого воздуха и газовыпускная. Для их расчета воспользуемся известными методиками [4].

3.1 Топливная система

Топливная система служит для приема, перекачивания, хранения, очистки и подачи топлива к главным и вспомогательным двигателям, а так же вспомогательным котлам. В установках с мощными тихоходными двигателями топливо используется и для охлаждения форсунок двигателя.

3.1.1 Расчет системы тяжелого топлива

В составе установки имеется расходная цистерна, объем V_Р, м³, которой определяется по формуле

где k = 1,1 – коэффициент, учитывающий неиспользуемый объем и «мертвый» запас [1];

τ = 24 ч – время работы ГД, обеспечиваемое емкостью цистерны (по правилам Морского Регистра РФ);

В_тт = 2658,76 кг/ч – расход тяжелого топлива (из расчета теплового баланса);

ρ_тт = 930 кг/м³ – плотность тяжелого топлива (моторное топливо ДТВ) [5]

Определим подачу топливоподкачивающего насоса Q_тн, м³/ч:

где  k = 1.15 – коэффициент запаса производительности, учитывающий возможное снижение объемного КПД насоса в процессе эксплуатации;

τ = 1ч – время, за которое необходимо перекачать заданный объем топлива (по правилам Морского Регистра).

Определим объем сливной цистерны V_сц, м³, по формуле

Определим подачу топливоперекачивающего насоса Q_ТПН, м³/ч:

где    g_e = 0,171 кг/кВт·ч – удельный расход топлива на ГД;

τ = 24 – время перекачки топлива, принимаем τ = 2 ч.

С учетом коэффициента запаса производительности насос k = 1,15 – 1,18, производительность насосов составит:

Для перекачивания топлива на судне предусматривают не менее двух топливоперекачивающих насосов. Топливоперекачивающий насос должен иметь хорошие всасывающие свойства и развивать достаточно большое давление.

Рассчитываем объем цистерны запасов тяжелого топлива:

где    - расчетное количество топлива, кг;

r - плотность топлива, кг/м³;

k₁ – 1,1-1,2 коэффициент «морского» запаса принимаем k₁ = 1,2;    

k₂ – 1,05-1,1 коэффициент «мертвого» запаса принимаем k₂ = 1,1.     

Отстойные цистерныизготавливают спаренными, вмещающие суточный запас топлива. Их размещают в районе МО. Объем каждой цистерны определяется по формуле, м³

где    k₁ = 16 – «число вахт работы двигателя», принимаю k₁ = 6;

k₂ = 1,071,1 - «коэффициент загроможденности» цистерны и «мертвого» запаса, принимаю k₂ = 1,08;

g_e = 0,171 кг/кВт·ч – удельный расход топлива на ГД (по данным ГД);

r - плотность топлива, кг/м³

73

Объём  цистерны сбора отходов сепарации должен составлять 8-12% суточного расхода топлива, м³, принимаю 10%

где В = 2824,92 кг/ч – расход  топлива.

Производительность одновременно работающих параллельно включенных сепараторов должна обеспечить сепарацию суточного расхода тяжелого топлива за время τ = 8-12 ч.

Производительность сепаратора Q_v , м³/ч, определяется по формуле

где   ΣV – суточный расход тяжелого топлива;

i – число работающих параллельно сепараторов (i = 2);

τ =10 ч

3.1.2 Расчет системы легкого топлива

Определим объем расходной цистерны легкого топлива V_Р, м³по формуле

где k = 1,1 – коэффициент, учитывающий неиспользуемый объем и «мертвый» запас;

τ = 8 ч – время работы ГД (по правилам Морского Регистра);

ρ_ЛТ = 860 кг/м³ – плотность легкого топлива (дизельное топливо Л) [5]

Рассчитываем объем цистерны основного запаса, м³

где     - расчетное количество топлива, кг;

r - плотность топлива, кг/м³;

К₁ =1,15-1,2 – «коэффициент «морского» запаса» принимаем k₁=1,2;

К₂ =1,07-1,1 – «коэффициент «мертвого» запаса» принимаем k₂=1,1.

Оборудование

Подберем насосы для легкого и тяжелого топлива. Так как подача равна  и , то применим два насоса марки ЭМН 3/1 имеющим подачу 50 м³/ч [5].

Таблица 3.1. Параметры насоса ЭМН 3/1

Параметры	ЭМН 3/1
Подача м3/ч л/с	50 14
Давление нагнетания, МПа	0,4
Частота вращения, об/мин	1455
Номинальная мощность на валу насоса, кВт	-
КПД насоса, %	60 - 75
Высота всасывания, м	6
Масса насоса, кг	154
Габариты, мм: длина ширина высота	400 535 1320

Далее выберем сепаратор топлива. Так как производительность сепаратора  м³/ч, плотность r = 930, кг/м³, то , для покрытия этой потребности поставим два сепаратора марки НСМ 3М/1 по 2000 л/ч.

Таблица 3.2. Параметры сепаратора НСМ 3М/1

Параметры	НСМ 3М/1
Производительность, л/ч	2000
Температура жидкости на входе в сепаратор, оС	35
Высота всасывания, м	4
Давление нагнетания, МПа	0,35
Частота вращения сепаратора, об/мин	4520
Габариты, мм: ширина длина высота	1150 1270 1410
Масса, кг	410
Род потребляемого тока	Переменный