Материал: Методические указания к курсовому проекту СЭУ исправл 25.11.09

3.3.4. Топливная система

Вначале дается краткое описание системы с указанием: назначения системы, сорта топлива (марка, ГОСТ), используемого для главных, вспомогательных двигателей и автономных котлов, состава оборудования (отстойные, расходные и утечного топлива цистерны, дежурно-топливные и топливоперекачивающие насосы, сепаратора и т. д.). Указывается материал труб и арматуры, контрольно-измерите­льные приборы.

Далее определяют параметры комплектующего оборудования.

Подача насосов системы в общем случае определяется по выраже­нию

, м³/ч,

где V - объем топлива, который необходимо перекачать на номинальном режиме работы установки, м³; τ - время, в течение которого необходимо перекачать заданный объем, ч; i - число одновременно действующих насосов; k=1,15…1,18 - коэффициент запаса по подаче.

Мощность, потребляемая насосом, определяется аналогично мощности насоса системы охлаждения. При определении параметров топливоперекачивающего насоса принимается, что подача насоса должна быть такой, чтобы обеспечить откачку топлива, из наибольшей по объему цистерны основного запаса V_оз , м³, за время = 2...4 часа. В то же время насос должен обеспечить перекачку не менее суточного расхода топлива главным двигателем за время =1…2 часа.

где В - часовой расход топлива главным двигателем, кг/ч; b_е - удельный расход топлива, кг/кВт·ч; N_е - мощность главного двигателя, кВт; ρ - плотность топлива, кг/м³.

Давление, развиваемое насосом, принимается от 0,25 до 0,5 МПа. В установках, где поставлен отдельный топливоперекачивающий насос легкого топлива, его подача должна обеспечить перекачку не менее четырёхчасового расхода топлива за время τ₂ =0,2…0,5 ч при давлении 0,2…0,4 МПа.

Топливоперекачивающие насосы должны в 1,5…2,5 раза превышать часовой расход топлива двигателем. Давление, развиваемое насосом, принимается равным 0,25…0,5 МПа.

Для подачи топлива из цистерны основного запаса в расходную устанавливают дежурный насос, подача которого выбирается из условия заполнения расходной цистерны за 20…30 мин:

, м³/с,

где V - объём заполняемой цистерны, м³.

Расчетное давление дежурного насоса принимается 0,15…0,2 МПа.

Производительность устанавливаемого для очистки топлива сепаратора определяют из условия очистки суточного расхода топлива за 8...12 ч:

м³/ч.

В проекте следует предусмотреть установку цистерн приема остатков после сепарации и грязного топлива (отстоя).

Для поддержания вязкости топлива в допустимых пределах в состав системы включают подогреватели. При расчете подогревателя определяется теплообменная поверхность.

Расчет ведут в следующей последовательности. Поток теплоты Р, кВт, подводимой к рабочей жидкости для доведения ее до температуры, при которой она будет иметь требуемую вязкость, составит:

Греющая поверхность подогревателя F, м²:

Расход греющего пара G, кг/ч:

В этих формулах: Q_v - расход подогреваемой жидкости, м³/ч; ρ - плотность подогреваемой жидкости, кг/м³; с - теплоемкость подогреваемой жидкости (может быть принята с=1,68…2 кДж/кг·К); T₁, T₂ - начальная и конечная температура жидкости, К; k₁= 1,1…1,15 — коэффициент запаса греющей поверхности; k – коэффициент теплопередачи, который может быть принят: от воды к воде – 1,2…2,3 кВт/м²·К, от конденсирующегося пара к воде – 2,9…4 кВт/м²·К, от конденсирующегося пара к маслу (мазуту)– 0,12…0,4 кВт/м² ·К, - температурный напор; T_s – температура греющего пара при рабочем давлении МПа; i , i – энтальпия греющего пара и конденсата, кДж/кг; η =0,97…0,98 – КПД подогревателя.

Объём расходной цистерны принимается из условия хранения не менее 12-часового расхода тяжелых сортов топлива и не менее 8-часового расхода дизельного топлива, м³:

Целесообразно устанавливать отдельные расходные цистерны на каждый главный двигатель, а также на вспомогательные двигатели и автономные котлы.

Объём расходных цистерн для вспомогательных двигателей и автономных котлов определяют из условий обеспечения их работы в течение 4 часов (не менее), м³:

3.3.5. Газовыпускная система

Вначале дается краткое описание системы с указанием её назначения и состава оборудования (компрессоры, газоотводные трубы, компенсаторы, искрогасители глушители и т.д.), материал труб и изоляции.

Каждый главный двигатель, вспомогательный двигатель и автономный котел оборудуется самостоятельными газовыпускными трубопроводами, которые отводятся на палубу в общий кожух-трубу. Допускается газоотвод делать в корму или через борт в воду. Объединение трубопроводов главных двигателей допускается только после глушителей. При наличии утилизационных котлов и газотурбонагнетателей глушители можно не устанавливать.

Площадь проходного сечения трубопровода F, м², для главных и вспомогательных двигателей:

, м²;

для автономных котлов:

, м²,

где α - коэффициент избытка воздуха при горении, принимаемый для МОД и СОД - 1,7…2,2; для ВОД - 1,45…1,8; для котлов - 1,2…1,3; L - количество воздуха, теоретически необходимое для сгорания 1 кг топлива, кг/кг; = 287 Дж/кг·К - газовая постоянная продуктов сгорания; - температура выпускных газов, которую можно принять за двигателем 573…773К; за утилизационным котлом 453…473К; в газоотводах вспомогательных автономных котлов 423…573К; – давление газа в выпускном коллекторе, равное 103…104 кПа; - часовой расход топлива вспомогательным котлом, кг/ч; с - допускаемая скорость движения газов, принимаемая для четырехтактных ДВС 40…50 м/c; для двухтактных ДВС – 25…30 м/с; для автономных котлов 20…25 м/с.

На судах, перевозящих нефтепродукты и другие легковоспламеняющиеся грузы, а также на буксирах-толкачах, работающих с такими грузами обязательны к установке искрогасители.

3.4. Специальные системы танкеров

3.4.1 Грузовая система предназначена для разгрузки нефтеналивных судов с возможно меньшими остатками нефтепродукта ("мёртвые остатки") в корпусе судна. С этой целью танкеры оборудуются грузовыми и зачистными насосами.

При перевозке одного вида нефтепродукта грузовая система выполняется централизованной, когда насосы устанавливаются за пределами танков в выгороженном от машинного помещения насосном отделении. При децентрализованной системе насосы выполняются погружными и обслуживают один или группу танков с одноименным нефтепродуктом. Приёмники насосов либо сами насосы устанавливаются у ближних к корме переборок, куда стекает нефтепродукт при естественном дифференте судна на корму.

Объём отстойных цистерн выбирается таким, чтобы каждая вмещала суточный запас тяжелого топлива, м³:

Объём цистерн вспомогательного назначения составляет на 1000 кВт мощности: цистерны грязного топлива и масла 0,1…0,3 м³, цистерны сбора протечек топлива и масла 0,3…0,1 м³. Объём цис­терн сбора отходов сепарации должен составлять 8…12% суточного расхода топлива.

Номинальная подача одного грузового насоса, м³/с, танкеров грузоподъёмностью до 10000т определяется по формуле:

Q = (0,03 + 4,2ּ10^-5G_т)/ z k_ν,

где G_т - грузоподъёмность танкера, т; zּ - число установленных насосов; k_ν – коэффициент принимается по табл.4.

Таблица 4

Зачистные насосы используются для подбора стекающих остатков после "прохвата" грузовых насосов. Номинальная подача зачистного насоса 0,04 … 0,07 м³/с. Если расчётная подача грузового насоса близка к этим значениям, то специальный зачистной насос устанавливать нецелесообразно.

Мощность насоса, кВт определяется по формуле

N = Q_н P/ η_н,

где P – давление, для грузового насоса P = 500…600 кПа, для зачистного насоса P = 300 … 400 кПа.

3.4.2 Система подогрева нефтепродуктов предназначена для подвода теплоты к вязким нефтепродуктам с целью придания им подвижности и уменьшения "мёртвых остатков" при выгрузке. Чаще всего используются паровые трубчатые подогреватели, расположенные на высоте 80… 120 мм от днища танка.

Расход греющего пара D_п, кг/ч, можно определить по

эмпирической зависимости:

D_п = 200 + 0,36

Площадь поверхности трубчатых подогревателей, м².

F_п = (0,045÷0,08) ,

где - грузоподъемность танкера, т.