Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Расчет систем судна "мелькарт 2"

Содержание

Введение 3

Краткая характеристика судна 5
Энергетическая установка судна 6
Топливная система судна 8

Расчёт топливной системы судна 8
Эксплуатация топливной системы судна 12

4 Система сжатого воздуха 17

4.1 Расчёт системы сжатого воздуха 17

4.2 Эксплуатация системы сжатого воздуха 19

5. Описание топливоперекачивающего насоса KRAL CKCR270U 23

Заключение 25

Использование источников 26

Введение

Топливная система предназначена для приготовления (очистки, подогрева, гомогенизации) и подачи топлива к главным и вспомогательным двигателям и котлам, а также его приема с берега, хранения, перекачивания и передачи на берег и на другие суда. В состав топливной системы входят: цистерны запаса топлива, отстойные и расходные цистерны, насосы, фильтры грубой и тонкой очистки, сепараторы (для очистки от воды и механических загрязнений) или гомогенизаторы, подогреватели, трубопроводы с запорной, регулирующей арматурой и контрольно-измерительными приборами.

Назначение топливной системы дизельной силовой установки обеспечение приема, перекачки и хранения топлива на судне, подготовка к сжиганию (очистка от механических примесей и воды) и подача топлива к форсункам дизелей и паровых котлов для сжигания. Учитывая тот факт, что стоимость сжигаемого топлива составляет основную часть эксплуатационных расходов судна, топливная система должна быть спроектирована таким образом, чтобы обеспечить надежную, долговременную работу дизелей и паровых котлов на наиболее дешевых сортах топлива.

Система сжатого воздуха обеспечивает сжатым воздухом необходимого давления (от 0,3—0,5 до 3,0—7,5 МПа) пуск и реверс ГД, пуск ВД, работу пневматических систем автоматики и управления, работу приборов звуковой сигнализации судна (сирена, тифон), продувку кингстонов, работу пневмоинструмента и другие общесудовые и специальные нужды. Она состоит из баллонов для хранения сжатого воздуха (воздухохранителей), компрессоров, главного пускового и редукционного клапанов, воздухопроводов с арматурой и контрольно-измерительных приборов.

Назначение системы- получение, хранение и подача сжатого воздуха на пуски и реверсы главных двигателей, на пуски вспомогательных двигателей, в системе автоматики, тифоны, пневмоцистерны, на продувание кингстонов и змеевиков обогрева, на пневмоинструменты и прочие хозяйственные нужды судна.

1.Краткая характеристика судна

«Мелькарт 2» судно типа СТМ (средний траулер морозильник).

Применяется для ловли всех донных видов рыб (палтус, треска). Судно осуществляет промысел в Северо- Западной, Северо- Восточной Атлантике и Норвежском море. После отлова рыбы, на имеющейся на судне фабрике осуществляется её обработка и дальнейшая заморозка, после чего рыба отправляется на хранение в трюм (температура в трюме -30 С⁰).

В таблице 1 представлены технико- эксплуатационные характеристики судна

Таблица 1- Технико- эксплуатационные характеристики судна

№	Основные показатели	Единица измерения	Количественное значение или краткий ответ
1	Длина расчётная (между перпендикулярами)	м.	48,82
2	Ширина	м.	14,0
3	Высота борта	м.	7,61
4	Осадка в полном грузу	м.	5,03
5	Вместимость валовая	т.	1725
6	Дедвейт	т.	642
7	Вместимость чистая	т.	517
8	Скорость хода в полном грузу	уз.	12
9	Паспортная мощность главного двигателя	кВт.	2941
10	Скорость порожнем (в балласте)		13
11	Тип энергетической установки		ДРА (Дизель редукторный агрегат)
12	Тип передачи мощности на гребной винт		мех. (редуктор)
13	Частота вращения гребного винта	об/мин	150
14	Автономность плавания	сут.	38
15	Численность экипажа	чел.	32
16	Грузоподъёмность	м³	892,67

Энергетическая установка судна

Судовая энергетическая установка — это сложный комплекс функционально взаимосвязанных элементов энергетического оборудования, машин и механизмов, с помощью которых на судне производится выработка, преобразование, передача и использование различных видов энергии для безопасного и эффективного функционирования судна в соответствии с era типом и назначением и нормальных условий жизнедеятельности экипажа и пассажиров.

Главная энергетическая установка

Движение судна обеспечивает главный двигатель BRM – 8 Rolls-Royce, мощностью 2941 кВт. Частота вращения 650/750 об/мин. Тип надува- газотурбинный. Надув осуществляется турбокомпрессором (DDC BROWN BOVERI, VTR 304-11).

Вспомогательные двигатели

В качестве вспомогательных двигателей для привода электрогенераторов используются дизельные двигатели. Вспомогательный двигатель №1 (аварийный) TAD121CHC VOLVO PENTA, мощностью 240 кВт. Частота вращения 1800 об/мин. Вспомогательный двигатель №2 S6RMPTA MITSUBISHI, мощностью 490 кВт. Частота вращения 1500 об/мин.

Вспомогательная котельная установка

Для обеспечения потребностей судна в горячей воде, используют комбинированный котёл (PYRO A450(600/1200-101-57-1500)S1962). Для выработки номинальной мощности котлу необходимо получать выхлопные газы от главного двигателя загрузка которого не должна быть меньше 80 %. Мощность вырабатываемая за счёт выхлопных газов 245 кВт. Мощность вырабатываемая за счёт форсунки 162 кВт.

Водоопреснительная установка

Водоопреснительная установка предназначена для пополнения запасов пресной воды. На судне был установлен водоопреснитель (ALFA- LAVAL JWP26- C80). Использует теплоту, отводимую с охлаждающей воды главного двигателя. Производительность 12 м³/сутки.

Топливная система

Масляная система

Масляная система служит для приема, хранения, перекачивания, приготовления и подачи масла, предназначенного для смазки и охлаждения трущихся деталей ГД и ВД и других механизмов, а также для передачи масла на другие суда. В ее состав входят: цистерны — чистого масла, отработавшего масла, отстойные и напорные, сточно-циркуляционные; фильтры грубой и тонкой очистки, насосы, сепараторы, подогреватели и охладители масла, трубопроводы с запорной, регулирующей арматурой и контрольно-измерительными приборами.

Система охлаждения

Система охлаждения предназначена для охлаждения агрегатов, узлов и деталей ГД и ВД, компрессоров, конденсаторов паровых турбин, холодильных машин и опреснителей, маслоохладителей систем смазки и охлаждения, воздухоохладителей» других теплообменных аппаратов, главных передач, опорных и упорных подшипников валопровода, для прокачивания дейдвудных труб.

Система охлаждения включает несколько замкнутых и разомкнутых контуров, состоящих из соединенных трубопроводами насосов, компрессоров, вентиляторов, фильтров, теплообменных аппаратов, в которых могут циркулировать масло, легкое топливо, воздух, пресная вода, забортная вода.

Система сжатого воздуха

Газовыпускная (газоотводная) система

Она служит для отвода в атмосферу отработавших газов от главного и вспомогательных двигателей. В системе отвода газов от главного двигателя установлен комбинированный котёл (PYRO A450(600/1200-101-57-1500)S1962). В системе также предусмотрены компенсаторы температурных расширений, глушители шума и искрогасители.

Топливная система судна

3.1 Расчёт топливной системы судна

3.1.1 Расчёт основных характеристик

Производительность топливоперекачивающего насоса

м³/ч, где

B=0.42 т/час- наибольший часовой расход топлива на ДРА судна Мелькарт 2

часов- время между запусками насоса

часов- длительность работы насоса за время

т/м³- плотность топлива

Исходя из полученной производительности, для данной топливной системы я выбираю в качестве топливоперекачивающего насоса KRAL CKCR275U Q_т=48 м³/час.

Производительность подкачивающего топливного насоса главного двигателя

м³/ч, где

K=1.3- коэффициент запаса производительности насоса

q_e=199.52 гр/кВт*час- удельный расход топлива

N_e=2941 кВт- эффективная мощность

Исходя из полученной производительности, для данной топливной системы я выбираю в качестве подкачивающего топливного насоса главного двигателя Ш2-25-1,4/6 Q_т=1,4 м³/час.

Производительность подкачивающего топливного насоса вспомогательного двигателя №1

м³/час

Исходя из полученной производительности, для данной топливной системы я выбираю в качестве подкачивающего топливного насоса вспомогательного двигателя №1 Ш2-25-1,4/6 Q_т=1,4 м³/час.

Производительность подкачивающего топливного насоса вспомогательного двигателя №2

м³/час

Исходя из полученной производительности, для данной топливной системы я выбираю в качестве подкачивающего топливного насоса вспомогательного двигателя №2 Ш2-25-1,4/6 Q_т=1,4 м³/час.

Если вспомогательный котел оборудован системой отопления с механическим распыливания топлива, должна быть предусмотрена установка основного и резервного топливных насосов, производительность (м³/ч) которых может, быть выбрана по формуле :

м³/час, где

B_К= 150 кг/час- часовой расход топлива на работу комбинированного котла при номинальной производительности судна Мелькарт 2

Поверхность змеевиков обогрева топлива и масла (м³)

, где

z= 0.14- для бортовых топливных танков

z=0.18- для расходных топливных танков

V_ц- объем цистерны (м³)

Таблица 2- Поверхность змеевиков обогрева топлива для каждой цистерны

Название цистерны	Поверхность змеевиков обогрева топлива и масла (м³)
ДТ№1	7,11
ДТ№2 Л. Б.	3,26
ДТ№2 Пр. Б.	3,26
ДТ№3 Л. Б.	2,81
ДТ№3 Центр	6,02
ДТ№3 Пр. Б.	2,81
ДТ№4 Л. Б.	3,21
ДТ№4 Центр	6,51
ДТ№4 Пр. Б.	3,21
ДТ№5 Л. Б.	3,92
ДТ№5 Центр	6,65
ДТ№5 Пр. Б.	3,92
ДТ№6 Л. Б.	1,23
РЦ№1	0,14
РЦ№2	0,13

3.1.2 Расчёт запасов топлива

Величина запасов топлива и, следовательно, количество и вместимость цистерн для хранения топлива определяются дальностью и автономностью плавания судна, мощностью и экономичностью главных, вспомогательных двигателей, производительностью паровых котлов, а также степенью утилизации тепловых потерь. Ниже приводится сокращенный ориентировочный расчет запасов топлива, выполняемый на ранней стадии проектирования судна.

Часовой расход топлива на главный двигатель

кг/час, где

N_e=2941 кВт- длительная эксплуатационная мощность главного двигателя

Количество дизельного топлива для главного двигателя

т.

Количество тяжёлого топлива для главного двигателя

т.

Количество тяжёлого топлива необходимое для работы вспомогательного котла

т., где

B_K= 150 кг/час- расход топлива на работу вспомогательного котла

Т_СТ1=3 сут.- время стоянки судна с грузовыми операциями

Т_СТ2=1,5 сут. Время стоянки судна без грузовых операций

Запас тяжёлого топлива на силовую установку

т., где

k₁=1.125- коэффициент морского запаса

Количество дизельного топлива необходимое для работы вспомогательного двигателя

N_СТ1=490 кВт- мощность вспомогательных ДГ на стоянке с грузовыми операциями

N_СТ2=490 кВт- мощность вспомогательных ДГ на стоянке без грузовых операций

q_eДГ=0.13324 гр/кВт- удельный расход топлива на работу вспомогательных ДГ

Запас дизельного топлива на силовую установку

т.

Объём цистерны основного запаса тяжёлого топлива

м³, где

=1,045- коэффициент загромождения цистерн набором корпуса

т/м³- плотность тяжёлого топлива

Объём цистерн основного запаса дизельного топлива

м³

Объём отстойной и расходной цистерны тяжёлого топлива главного двигателя

м³

Объём расходной цистерны тяжёлого топлива вспомогательного котла

м³

Объём расходной цистерны для вспомогательных двигателей

м³

Эксплуатация топливной системы судна

При подготовке к действию топливной системы необходимо осмотреть все ее элементы и привести их в состояние, обеспечивающее нормальную работу системы.

Расходные цистерны заполняют топливом до установленного уровня, а отстой из них удаляют. В системах тяжелого топлива при необходимости заполнения расходных цистерн вводят в действие систему сепарации. Поступающее к сепараторам топливо подогревают в зависимости от вязкости до температуры 70 ... 90°С.

Вязкие топлива в расходных цистернах подогревают для обеспечения нормальных условий работы топливоподкачивающих насосов.

Осмотру и подготовке к действию подлежат топливные фильтры, топливоподкачивающие насосы с автономным приводом и топливоподогреватели. Клапаны на участке системы от расходной цистерны до двигателя и на трубопроводе возврата топлива в цистерну устанавливают в рабочее положение, и трубопроводы заполняют топливом, на котором двигатель будет запускаться. При этом на фильтрах, подкачивающих насосах и топливоподо-гревателях открывают воздушные краники. После запуска автономного топливоподкачивающего насоса и полного удаления воздуха из топливоподкачивающей системы воздушные краники необходимо закрыть, а насос остановить. Воздух следует также удалить из линии высокого давления топлива (форсуночных трубопроводов, форсунок) путем прокачки насосов вручную, а на мощных дизелях — с помощью топливоподкачивающего насоса.

Убеждаются в отсутствии заеданий топливной рейки с отключенными тягами регулятора.

Подготавливают и включают в действие элементы системы охлаждения форсунок. При наличии средств автоматизации проверяют в действии дистанционное управление клапанами, а также основными и резервными насосами.

Автономный топливоподкачивающий насос включается в посА тоянное действие непосредственно перед пуском двигателя. При пуске двигателей, работающих. на тяжелых топливах, следует учитывать ряд особенностей. Такие двигатели после продолжительной стоянки запускаются на дизельном топливе, которое должно проходить через предварительно включенный подогреватель, чтобы трубопроводы и топливные насосы прогрелись топливом. В противном случае при резком переходе с холодного дизельного на горячее тяжелое топливо происходит заклинивание движущихся деталей топливной аппаратуры (клапанов, плунжеров и иглы распылителя).

С дизельного топлива на тяжелое двигатель переводят после прогрева деталей ЦПГ и элементов топливной аппаратуры примерно через 20 ...30 мин при частоте вращения не более 85% номинальной. При этом следует постепенно изменять не только тепловое состояние топливной аппаратуры, но и вязкость топлива. Если сразу после дизельного топлива пустить тяжелое, произойдет резкий скачок вязкости, что отрицательно сказывается на впрыскивании топлива и на рабочем процессе двигателя.

Изменения вязкости достигают смешиванием обоих видов топлива с постепенным обогащением смеси тем топливом, на которое дизель переводится. Обычно такое смешивание производят в специальной емкости, куда поступает и дизельное, и тяжелое топливо из расходных цистерн.

Подогрев тяжелого топлива перед непосредственной подачей в цилиндры необходим для доведения его вязкости до значений ниже 29 мм²/с, что обеспечивает надежную работу топливной аппаратуры и качественное распыливание. В то же время минимальная вязкость топлива не должна быть ниже 1,4 мм²/с, так как в противном случае ухудшаются условия смазывания в топливном насосе пары втулки — плунжер и в форсунке пары корпус распылителя — игла.

Двигатель в режим после перевода на тяжелое топливо вводят согласно инструкции по эксплуатации. После этого включают автоматический регулятор вязкости топлива.

Во время работы двигателя необходим контроль основных параметров и состояния элементов топливной системы. Контролируемыми параметрами являются: температура топлива в отстойных цистернах, перед сепараторами, в расходных цистернах и перед топливными насосами; давление топлива до и после фильтров, после топливоподкачивающего насоса; вязкость топлива перед топливными насосами; уровень топлива в отстойных и расходных цистернах.

В течение вахты необходимо контролировать работу сепараторов. Отсепарированное топливо лучше направлять в ту расходную цистерну, из которой в данный момент топливо не поступает в двигатель. Под контролем должен находиться уровень топлива в заполняемых и опорожняемых цистернах. Опорожнение отстойных и расходных цистерн ниже минимального уровня не допускается, так как это может привести к оголению подогревательных змеевиков. В штормовых условиях рекомендуется расходовать не более ²/₃ объема этих цистерн, так как, кроме оголения змеевиков, при качке возможно попадание воздуха в трубопровод, отводящий топливо из цистерны. Отстой из цистерн необходимо спускать периодически в течение вахты.

Особое внимание при вахтенных осмотрах топливной системы уделяется трубопроводу от расходных цистерн до форсунок. Обнаруженные пропуски топлива необходимо немедленно устранять.

Работу топливной аппаратуры характеризуют рабочие параметры двигателя. Кроме того, необходимо следить за температурой и характером пульсации топлива в форсуночной трубке, а также проверять четкость работы иглы распылителя с помощью специальных контрольных щупов (отсутствие толчков щупа, ослабленные пульсации в трубке указывают на зависание иглы форсунки).

. В случае неожиданных маневров судна двигатель, работающий на тяжелом топливе, можно реверсировать на этом же топливе. Однако при этом следует избегать продолжительной его остановки и усилить наблюдение за подогревом топлива. При остановке на время (более 30 мин) следует прокачать систему дизельным топливом и перевести на него двигатель.

Перед предполагаемой длительной остановкой за 30 мин до маневров двигатель переводят с тяжелого топлива на дизельное. Это необходимо для удаления тяжелого топлива из системы и для очистки втулок цилиндра, поршней и газовыпускного тракта от коррозионных продуктов. Автоматический регулятор вязкости отключают. На дизельное топливо двигатель переводят на пониженной частоте вращения (80 ...85% номинальной).

Подача дизельного топлива в смесительную цистерну и прекращение поступления в нее тяжелого обеспечивают медленное уменьшение вязкости топлива, поступающего на двигатель. А постепенное перекрытие подачи пара на топливоподогреватель позволяет медленно понизить температуру топлива. Через некоторое время пар на топливоподогреватель и на обогрев цистерн и топливных трубопроводов можно не подавать.

При получении с мостика сигнала «Отбой» необходимо: остановить топливоподкачивающий насос, закрыть запорные клапаны на топливных расходных цистернах и топливном трубопроводе, остановить насос охлаждения и закрыть клапаны на системе охлаждения форсунок. Сепаратор можно остановить после заполнения расходных цистерн до верхнего уровня.

Прием топлива должен производиться в строгом соответствии с Правилами техники безопасности на судах и под контролем старшего механика. Непосредственно руководит приемом топлива третий механик, и эта операция требует особого внимания со стороны командного состава.

Перед приемом следует получить сертификат на топливо и проверить соответствие его характеристик указанным в заводской инструкции по эксплуатации дизеля.

При несоответствии характеристик выдаваемого топлива тре бованиям заводской инструкции по эксплуатации дизеля, а также в случае его значительного загрязнения и обводнения прием топлива на судно не производится.

Прием топлива можно разделить на три периода: подготовительный, прием и заключительный.

В процессе подготовки механик должен обеспечить правильный прием топлива и противопожарную безопасность, замерить остатки топлива в судовых цистернах; согласовать с вахтенным помощником капитана порядок заполнения топливных емкостей; подготовить топливную систему к приему; проверить заполнение подающих трубопроводов; определить температуру принимаемого топлива; назначить вахтенного моториста у места приема на судне; подготовить к действию противопожарные средства; установить у приемного трубопровода поддон с песком и огнетушитель.

Во время приема топлива необходимо следить за наполнением танков и цистерн, производя периодические замеры и руководствуясь показаниями соответствующих приборов. На каждом судне в документации, выдаваемой заводом-изготовителем, должны иметься сведения о пропускной способности топливных трубопроводов. Бункеровка должна вестись с производительностью, не превышающей установленную этими сведениями, при давлении ниже допускаемого рабочего давления для шлангов. К концу заполнения танков и цистерн должна быть снижена производительность насосов бункеровочной станции. Прием топлива в танки и цистерны должен осуществляться с учетом расширения нефтепродуктов при плавании в более теплых водах.

Во время бункеровки должна быть обеспечена надежная связь между персоналом, ответственным за бункеровку, вахтенным помощником капитана и персоналом бункеровочного стационарного или плавучего средства для передачи указаний об изменении режима или о прекращении подачи топлива.

В процессе приема топлива на судно принимающий обязан осуществлять систематический визуальный и с помощью экспресс-лаборатории контроль за его качеством.

При обнаружении несоответствия качества топлива предъявляемым к нему требованиям прием должен быть прекращен, составлен соответствующий акт и отобраны пробы обеими сторонами (выдающей и принимающей) для последующего анализа.

После окончания подачи топлива опорожняют приемные трубопроводы бункеровщика и судна, затем разобщают трубопроводы.

После приема топлива производят замеры в емкостях, из которых топливо подавалось на судно, и в судовых топливных цистернах, устанавливая количество принятого топлива. Массу

принятого топлива определяют с учетом температурной поправки на его плотность.

Процесс приема завершается составлением накладной, подписываемой представителем нефтебазы и механиком, принимавшим топливо. Она является основным документом для учета принятого топлива и должна быть оформлена подписями представителя нефтебазы (судна-бункеровщика) и принимавшего топливо механика. Копия накладной и паспорт (сертификат) на принятое топливо должны представляться главным (старшим) механиком в МСС судовладельца.

Для хранения жидкого топлива на судне служат топливные цистерны.

По назначению они подразделяются на следующие: основного запаса, служащие для хранения топлива на все время плавания, которые располагаются в междонных, бортовых отсеках или диптанках. Вместимость цистерн основного запаса определяется в зависимости от автономности плавания судна;

аварийного запаса, служащие для хранения топлива, которое не требует подогрева и используется лишь после полного израсходования основного запаса. Предусматриваются на судах неограниченного района плавания вне междонного пространства. Вместимость цистерны аварийного запаса обеспечивает хранение не менее суточного запаса топлива;