На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Работа № 81042


Наименование:


Курсовик Модернизация энергетической установки сухогруза проекта Финн-1000/800 с целью снижение расчетной скорости судна на 5%

Информация:

Тип работы: Курсовик. Добавлен: 9.10.2014. Сдан: 2014. Страниц: 65. Уникальность по antiplagiat.ru: 75.

Описание (план):



ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение…………………………………………………………………………..3
1. Анализ показателей судна и его энергетической установки………………4
2. Обоснование состава главной энергетической установки ……………….12
3. Определение параметров согласованного гребного винта ………………20
4. Расчет вспомогательной котельной установки…………………………….21
5. Расчет систем энергетической установки…………………………………..22
6. Расчет мощности и дизель-генераторов судовой электростанции ……..39
7. Проектирование судового валопровода…………………………………….50
8. Определение положения центра тяжести машинного отделения………...54
9. Разработка рекомендаций по использованию энергетической установки…………………………………………………………………………….57
10. Сопоставление показателей энергетических установок ………………...58
Заключение……………………………………………………………………....64
Источники информации ………………………………………………………..65


ВВЕДЕНИЕ
Речной транспорт - неотъемлемая составная часть транспортной системы России и его развитию присущи те же тенденции, что и развитию транспортной системы в целом.
Такими тенденциями являются: ресурсосбережение; повышение надежности, безопасности и экологической чистоты; повышение производительности за счет роста грузоподъемности, увеличение скорости перевозок, компьютеризации, механизации и автоматизации, а также снижение собственной массы транспортных средств; повышение гибкости и мобильности за счет максимальной унификации и стандартизации грузовых единиц (модулей), обеспечения их технологической совместимости; повышение качества транспортных услуг, в том числе, комфортности и безопасности пассажирских перевозок.
Основной целью курсового проекта является [1] повышение экономичности энергетической установки сухогруза проекта Финн-1000/800 за счет ее модернизации, направленной на снижение расчетной скорости судна на 5%.
Учебными целями курсового проектирования являются также:
· углубление и закрепление теоретических знаний по судовым энергетическим установкам (СЭУ);
· приобретение навыков по применениию теоретических знании для решения конкретных инженерных задач по совершенствованию СЭУ.
Задачами курсового проектирования являются:
· углубленное изучение структуры и параметров элементов одной из наиболее распространенных на речных судах дизельной энергетической установки;
· приобретение навыков по обоснованию, выбору, расчету и компоновке механизмов и оборудования СЭУ, работы с нормативной, технической и справочной литературой, а также по разработке проектно-конструкторской документации.
Содержание курсового проекта соответствует заданному варианту №9, а также программе дисциплины, практическим требованиям в области водного транспорта и современным достижениям науки и техники.
В процессе выполнения курсового проекта были решены следующие расчетно-аналитические задачи:
· выполнен анализ показателей судна и его энергетической установки;
· обоснован состав главной энергетической установки;
· выбран редуктора для главной передачи;
· определены параметры согласованного гребного винта;
· выполнен асчет вспомогательной котельной установки;
· выполнен расчет вспомогательных систем энергетической установки;
· рассчитана нагрузка на судовую электростанцию (СЭС) и выбраны дизель-генераторы СЭС;
· спроектирован судовой валопровод;
· определено положение центра тяжести машинного отделения;
· разработаны рекомендации по использованию энергетической
· установки;
· выполнено сопоставление показателей базовой и проектной энергетических установок и сформулированы соответствующие выводы.

1. АНАЛИЗ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СУДНА И ЕГО ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ

1.1.Общая характеристика судна заданного проекта

Сухогрузный двухвинтовой трехтрюмный теплоход с машинным отделением и надстройкой в кормовой части проекта Фин.1000/800 предназначен для перевозки генеральных и массовых грузов, а также леса [2].
Судно спроектировано и построено компаниями: Reposaari Engineering (Финляндия, Пори); Laivateollisuus Turku (Финляндия, Турку); O/Y Reposaaren Konepaja (Финляндия, Репосари) на класс речного регистра М-ПР2,5 (ЛЁД30) с параметрами, представленными в таблице 1.1.
Табл. 1.1 - Общие параметры сухогруза проекта Фин.1000/800
№ Параметр, ед. измерения Номер проекта
Фин.1000/800
1 Тип Сухогрузный
2 Класс М
3 Размерения корпуса, м: длина ширина высота борта 78 11,0 3,9
4 Водоизмещение, т 1672
5 Грузоподъемность, т 1000
6 Мощность, кВт 588
7 Осадка, м 2,4
8 Скорость км/ч: в полном грузу 18,5
9 Число мест для экипажа 15
10 Автономность, сут. 15

Внешний вид сухогруза проекта финн-1000/800 представлен на рис. 1.1.


Рис.1.1. Внешний вид сухогруза проекта Фин.1000/800

План помещений сухогруза представлен на рис.1.2.


Рис. 1.2. План помещений сухогруза проекта Фин.1000/800
Значения параметров основных элементов модернизируемой СЭУ представлены в таблице 1.2.

Табл. 1.2 - Значения параметров основных элементов модернизируемой СЭУ
Параметры элементов, единица измерения Номер проекта
Фин.1000/800
ГЛАВНЫЕ ДВИГАТЕЛИ Количество Марка Мощность, кВт Частота вращения, мин-1 Род топлива Удельный расход топлива/масла, кг/кВт.ч 2 8NVD36А 294 (400 э.л.с.) 350 Диз. 0,227/0,002
ГЛАВНАЯ ПЕРЕДАЧА Тип Прямая

Тип движителя ГВФШ
Количество движителей 2
Параметры движителей [2]: диаметр Dв, м шаг H, м дисковое отношение число лопастей 1,5 м 1,28 м 0,5 3
ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ Количество Марка ДГ Марка дизеля Мощность, кВт Частота вращения, мин-1 Удельный расход топлива/масла Валогенератор Мощность, кВт 2 МАНД1246 80 1500 0,235/0,003 ДК-366А-4 20
КОТЛЫ Марка автономного котла Количество Тепло (паро) производительность, кДж/ч (кг/ч) Марка утилизационного котла Количество Тепло(паро) производительность, кДж/ч (кг/ч) Морус 1 252000 - -


1.2. Расчет показателей исходной энергетической установки судна

Расчет показателей исходной энергетической установки судна выполним на основе данных таблиц 1.1 и 1.2.
Эффективная мощность главной ЭУ:

Ру = х·Ре , кВт,
где х и Ре - количество и номинальная аффективная мощность главного двигателя ЭУ в кВт;
Ру = 2·294 = 588 кВт.

Энергооснащенность судна:
q = Py/Q, кВт/т,
где Q - водоизмещение судна в полном грузу, т.

q = 588/1672 = 0,35 кВт/т,

Энергонасыщенность по отношению к длине машинного отделения:

lp = (Ру+ xb· Peb)/LMO, кВт/м;
где xb - количество вспомогательных двигателей; Peb - мощность вспомогательного двигателя, кВт ; LМО - длина машинного отделения (м), которая определяется из рис. 1.2 и справочников [8] путем масштабирования размеров машинного отделения с разреза судна по твиндечной палубе.

lp = (588+ 2· 80 +20)/(0,55·30) = 768/16,5 = 46,5 кВт/м;

Энергонасыщенность по отношению к площади машинного отделения:

fp = (Ру+ xb· Peb)/SМО, кВт/м2;
где SМО -площадь машинного отделения (м2).

fp = 768/(16,5·11) = 4,2 кВт/м2;

Энергоёмкость работы судна е:

е = 3600·588/(1000·18,5) = 114,4 кДж/т·км,
где Mп = G - грузоподъёмность, т; V - скорость судна в полном грузу, км/ч.

Абсолютный коэффициент полезного действия (КПД) судовой установки ?у;

,

где Peb - мощность вспомогательного двигателя, кВт; xb,xк - количество вспомогательных двигателей и автономных (вспомогательных) котлов; Qт=k·qтт·G - теплота, затрачиваемая на технологические нужды танкером; Qп= Qoт+ Qсб - расход теплоты на бытовые нужды пассажиров (для данного случая Qт= 0).
Расход теплоты на отопление помещений Qoт в кДж/ч:

Qoт=83800+42G = 125800 ;

Расход теплоты на санитарно-бытовые нужды Qсб в кДж/ч:

Qсб=(nэк+nпас)(qвм+qвп) = (15 + 0) (2300 + 410) = 40650 кДж/ч,

где qвм - удельный расход теплоты на приготовление горячей мытъевой воды, принимаемый равным 1880?2720 кДж/чел·ч; qвп - удельный расход теплоты на приготовление кипяченой питьевой воды, принимаемый равным 400?420 кДж/чел; B, Вb, Вк - расход топлива в кг/ч главного и вспомогательного двигателей, автономного котла (приложение 8 [1]); Qн, Qнb, Qнк - низшая удельная теплота сгорания топлива в кДж/кг главного и вспомогательного двигателей, автономного котла; Qн=42500 кДж/кг - для дизельного топлива;

B = be·Pe = 0,227·294 = 66,7 кг/ч,
где be - удельный эффективный расход топлива главного двигателя, кг/кВт·ч;

Bb = beb·Peb = 0,235·80 = 18,8 кг/ч,
где beb - удельный эффективный расход топлива вспомогательного двигателя, кг/кВт·ч;
Вк = Qк/(?к·Qнк) = 252000/(0,78·42000) = 7,7 кг/кВт.ч,
где ?к=0,7?0,85 - КПД вспомогательного автономного котла, Qк - теплопроизводительность вспомогательного котла (см. данные проекта судна).



Эффективный КПД установки ?эу:



где Рв и Peb - мощность валогенератора и вспомогательного двигателя, кВт; Qн и Qнb - низшая удельная теплота сгорания топлива, применяемого главным и вспомогательным двигателями, кДж/кг; xb, xк, xв, xy и xд - количество вспомогательных двигателей, автономных котлов, валогенераторов, утилизационных котлов и других устройств, использующих теплоту отработавших газов и охлаждающей воды; Qк, Qy и Qдр - теплопроизводительность вспомогательного автономного, утилизационного котла и других механизмов и устройств, использующих теплоту отработавших газов и охлаждающей воды, кДж/ч.



КПД судового пропульсивного комплекса ?ск:

?ск = ?e·?п·?в·?пр = 3600·?п·?в·?пр/(Qн·be)
где ?e - эффективный КПД главного двигателя;

?e = 3600/(Qн·be) = 3600/(42500·0,227) = 0,37

?п - КПД главной передачи установки, принимаемый равным для прямой передами 0,98?0,99, редукторной - 0,97?0,98, с реверсивной муфтой - 0,97?0,98, реверс-редукторной - 0,96?0,97, электрической на переменном токе 0,90?0,92, электрической на постоянном токе - 0,85?0,87, гидро­динамической - 0,85?0,92; ?в и ?пр - КПД валопровода (?в=0,98?0,99) и пропульсивный КПД движителя (для гребных винтов речных судов ?пр=0,5?0,6, а для водомета ?пр =0,3?0,45).

?ск = 0,37·0,985·0,985·0,55 = 0,197

КПД энергетического комплекса ?эк:


где ?eb и ?г - эффективный КПД вспомогательного двигателя и КПД электрогенератора, ?г=0,7?0,8.

?eb = 3600/(Qн·beb) = 3600/(42500·0,235) = 0,36


Полученные расчетные значения основных показателей исходной энергетической установки представлены в таблице 1.3.

Таблица 1.3 - Показатели энергетической установки судна
№ п/п Элементы ЭУ и их параметры, единицы измерения Численные значения
1 2 3 4 5 6 7 8 Эффективная мощность главной ЭУ, кВт Энергооснащенность, кВт/т Энергонасыщенность по отношению к: длине МО, кВт/м площади МО, кВт/м2 Энергоемкость работы судна, кДж/т*км (кДж/пас*км) Абсолютный КПД установки Эффективный КПД установки КПД судового комплекса КПД энергетического комплекса 588 0,35 46,5 4,2 114,4 0,377 0,27 0,197 0,36

На основе анализа данных таблиц 1.1, 1.2 и 1.3 намечаем комплекс мероприятий по совершенствованию энергетической установки судна, который определяется заданной целевой установкой модернизации, указанной в задании, и современными направлениями развития судовой энергетики.
В современных условиях совершенствование судовых энергетических установок осуществляется по следующим основным направлениям: повышение надежности и безопасности установок, улучшение их энергетической эффективности и экологической чистоты.
Для повышения энергетической эффективности установок могут предусматриваться:
· замена главных и вспомогательных двигателей на дизели с более низкими удельными расходами топливе и масла (лучшие образцы современных среднеоборотных дизелей имеют удельный эффективный расход топлива 180?190 г/кВт·ч, а высокооборотных - 200?210 г/кВт·ч);
· замена вспомогательных утилизационных котлов на котлы большей -производительности и эффективности (при увеличении мощности главных двигателей);
· перевод главных двигателей и вспомогательных, котлов на использование менее дефицитных топлив (например, моторных);
· использование валогенераторов (при потребности в электроэнергии в ходовом режиме менее 40?50 кВт);
· применение механизмов и устройств, использующих теплоту отработавших газов и охлаждающей воды: турбогенератора на судах мощностью более 1450 кВт, опреснительных и холодильных установок из крупных пассажирских судах, установок подогрева груза на танкерах.

2. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ГЛАВНОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ

2.1. Расчет параметров и сравнительный анализ вариантов

Целью данного раздела является обоснование и выбор главных двигателей, а также выбор типа главной передачи.
Исходными данными при выборе главных двигателей являются: мощность главной энергетической установки (ЭУ) судна Ру; количество и частота вращения движителей.
Заданием предусмотрено понижение скорости движения судна Vт на 5% от исходной скорости V, то есть:
Vт = 0,95V = 0,95. 18,5 = 17,6 км/час.

Следовательно, новое значение требуемой мощности главной энергетической установки [1]:
Рут = Ру(Vт/V)3,25 = 588(0,95)3,25 = 498 кВт

Количество главных двигателей оставим прежним, то ест равным двум, следовательно требуемая мощность каждого двигателя:
Рт = Рут/2 = 498/2 = 249 кВт

Сухогрузы проекта Фин.1000/800 строились в начале 70-х годов прошлого столетия, поэтому их главные двигатели морально устарели и требуют замены на более современные.
Рассмотрим варианты установки на судно отечественных двигателей, данные которых приведены в табл.7 [1] при условии, что их мощность будет соответствовать диапазону:
Рн = (1,0 - 1,2) Рт = 249 - 298 кВт.

Указанным условиям соответствуют следующие двигатели:


Наименование параметра, единицы измерения Марка двигателя
№1 №2 №3
Штатный для проекта Фин.1000/800 6НВД36АУ (6ЧРН24/36) 6НВД26А-3
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Номинальная эффективная мощность, кВт 294 315 287
Номинальная частота вращения, об/мин 350 500 1000
Реверсивность нет да нет
Род топлива Диз. Диз. Диз.
Удельный эффективный расход - топлива, кг/кВт·ч - масла, кг/кВт·ч 0,227 0,002 0,218 0,0016 0,224 0,0014
Ресурс до капитального ремонта, тыс. ч 35 35 20
Габаритные размеры , м: длина l ширина s высота h 4,415 1,600 2,370 3,675 1,470 2,280 3,900 1,310 1,770
Масса, кг 10500 8610 5200

Для обоснования марки главного двигателя необходимо выбранные двигатели сравнить с установленными на судне по комплексному параметру качества.

,

где Ко - комплексный параметр качества дизеля;
p=Pe/(l·s·h) - удельная мощность дизеля, кВт/м3 ;
Ре - номинальная эффективная мощность дизеля, кВт;
l, s и h - длина, ширина и высота дизеля в м;
Рmax - максимальное значение удельной мощности среди рассматриваемых дизелей, кВт/м3 ;
m=M/Pe - удельная масса дизеля, кг/кВт;
M - масса дизеля, кг;
mmin - минимальное значение удельной массы среди рассматриваемых дизелей, кг/кВт;
bе - удельный эффективный расход топлива дизеля, кг/кВт·ч;
bеmin - минимальное значение удельного эффективного расхода топлива среди рассматриваемых дизелей, кг/кВт·ч;
b - удельный эффективный расход масла дизеля, кг/кВт·ч;
bmin - минимальное значение удельного эффективного расхода масла среди рассматриваемых дизелей, кг/кВт·ч;
r - ресурс дизеля до капитального ремонта, тыс. ч.;
rmax - максимальное значение ресурса среди рассматриваемых дизелей, тыс. ч.;
j - условный показатель рода топлива, используемого дизелем (для тяжелого топлива j = 1, а для легкого (дизельного) - j = 0);
C = 0,77.[(Pe0,87 . r0,48)/(be1,58 . b0,23)] - стоимость дизеля:

C1 = 0,77. [(Pe0,87 . r0,48)/(be1,58 . b0,23)] = 0,77 . [(2940,87 . 350,48)/(0,227e1,58 . 0,0020,23)]=
= 0,77 . [(773,8)/(0,023)] = 25904

C2 = 0,77 . [(Pe0,87 . r0,48)/(be1,58 . b0,23)] = 0,77 . [(3150,87 . 350,48)/(0,218e1,58 . 0,00160,23)]= = 0,77 . [(821,6)/(0,0205)] = 30860

C3 = 0,77 . [(Pe0,87 . r0,48)/(be1,58 . b0,23)] = 0,77 . [(2870,87 . 200,48)/(0,224e1,58 . 0,00140,23)]= = 0,77 . [(579,2)/(0,0207)] = 21494

Сmin - минимальное значение стоимости среди рассматриваемых дизелей;
ai (i=1?7) - коэффициенты весомости основных параметров, принимаемые в зависимости от типа судна (?ai=1). При выборе двигателей для крупных транспортных судов можно принимать a1=0,1; а2=0,12; а3=0,24; а4=0,14; а5=0,19; а6=0,14; а7=0,07. Сопоставление производят в табличной форме.







Определим КПД судового пропульсивного комплекса для трех вариантов главных силовых установок.
?ск = ?e·?п·?в·?пр = 3600·?п·?в·?пр/(Qн·be)
где ?e - эффективный КПД главного двигателя;

?e1 = 3600/(Qн·be) = 3600/(42500·0,227) = 0,37;
?e1 = 3600/(Qн·be) = 3600/(42500·0,218) = 0,39;
?e1 = 3600/(Qн·be) = 3600/(42500·0,224) = 0,37;
?п - КПД главной передачи установки, принимаемый равным для прямой передами 0,98?0,99, редукторной - 0,97?0,98, с реверсивной муфтой - 0,97?0,98, реверс-редукторной - 0,96?0,97, электрической на переменном токе 0,90?0,92, электрической на постоянном токе - 0,85?0,87, гидро­динамической - 0,85?0,92; ?в и ?пр - КПД валопровода (?в=0,98?0,99) и пропульсивный КПД движителя (для гребных винтов речных судов ?пр=0,5?0,6, а для водомета ?пр =0,3?0,45).
Следовательно:
?ск1 = 0,37·0,985·0,985·0,55 = 0,197
?ск2 = 0,39·0,97·0,985·0,55 = 0,205
?ск3 = 0,37·0,97·0,985·0,55 = 0,195

Полученные выше расчетные параметры по трем рассматриваемым двигателям представлены в таблице 2.2.

Таблица 2.2. Расчетные параметры по трем рассматриваемым двигателям
Расчетный параметр Номер двигателя
№1 №2 №3
Именованные
Удельная мощность, p=Pe/(l·s·h), кВт/м3 17,6 25,5 31,7
Удельная масса, m=M/Pe , кг/кВт 35,0 27,3 18,1
Стоимость, руб. 25904 30860 21494
Относительные
Удельная мощность, 0,0550,080,1
Удельная масса, 0,0620,0790,12
Уд. расход топлива, 0,2300,2390,234
Уд. расход масла, 0,0980,12250,14
Ресурс, 0,190,190,108 ........

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Иванченко А.А., Хандов А.М. Судовые энергетические установки: учебно-методическое пособие по курсовому проектированию. - СПб.: СПГУВК, 2009. - 110с.
2. < fleet/7226/>
3. index.php?page=8&type=articles
4. Якунчиков В. В. Судовые энергетические установки: Конспект лекций.- М.: МГАВТ, 2006.- 119 с.
5. Акладная Г.С., Якунчиков В.В. Методические указания для выполнения лабораторных работ по курсу «СЭУ» Расчеты элементов СЭУ». - МГАВТ, 2004. -с.32




Перейти к полному тексту работы


Смотреть похожие работы

* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.