Топливная система судового дизеля, работающего на диметиловом эфире. Реферат топливная система судна

Топливная система и ее элементы

Топливная система предназначена для приема, хранения, очи­стки и своевременной подачи топлива в цилиндры двигателя. В состав топливной системы входят: топливные цистерны, топливоперекачивающий и топливоподкачивающий насос низкого давле­ния, фильтры грубой и тонкой очистки, подогреватели топлива, топливные сепараторы, подогреватели сепараторов, топливный на­сос высокого давления, топливные форсунки и топливные трубо­проводы.

На рис. 172 показана принципиальная схема топливной сис­темы. Топливо из запасной цистерны 3 основным топливоперекачивающим насосом 2 подается в расходную цистерну 7. Расходная цистерна располагается выше двигателя для обеспечения подпора, она оборудована переливной трубой 6, указателем уровня 8 и сливным краном 9. Топливо из расходной цистерны, пройдя спа­ренный фильтр грубой очистки 10, топливоподкачивающим насо­сом 11 подается через спаренный фильтр тонкой очистки 12 к топ­ливным насосам высокого давления 13, а последние нагнетают че­рез трубопроводы высокого давления 15 и щелевые фильтры 16 топливо к форсункам 17. Рециркуляционный трубопровод 14 обес­печивает отвод излишнего топлива (отсечное топливо насосов вы­сокого давления), а трубопровод 18 отвод топлива, просочивше­гося через неплотности форсунок и насосов, в сточную цистерну 19. Предохранительный клапан 20 осуществляет перепуск излишнего топлива в расходную цистерну. При сильном загрязнении водой и механическими примесями через сепаратор 21 пропускается топ­ливо, предварительно нагретое в подогревателе 22. Прием топлива осуществляется через палубные втулки 5 правого и левого бортов и трубопровод 4. Резервный ручной насос — 1. При работе двига­теля на тяжелом топливе устанавливается еще цистерна пуско­вого (легкого) топлива для запуска и маневров главного двига­теля. Для удаления отстоя из запасной цистерны используется ручной зачистной насос 23.

Цистерны основного запаса топлива обычно располагают в междудонном пространстве, их емкость должна обеспечивать запас топлива для заданной автономности плавания. Расходные цистерны устанавливают попарно, причем одна из них может быть отстойной. Все топливные цистерны оборудуют вентиляционными трубами, дистанционными указателями уровня, необходимой арматурой, горловинами для осмотра и ремонта. При работе дви­гателя на тяжелом топливе все цистерны имеют паровой обогрев.

Топливоперекачивающие насосы служат для приема топлива из-за борта; в случае необходимости выдачи топлива на другое судно осуществляют перекачку топлива из одних цистерн в дру­гие и подачу его в расходные цистерны. Топливоперекачивающие насосы выполняют шестеренного, винтового и центробежного ти­пов.

Топливоподкачивающие насосы служат для обеспечения избы­точного давления топлива, подаваемого к всасывающей полости насосов высокого давления. По конструкции эти насосы бывают: плунжерные, шестеренные и коловратные. Топливоподкачивающие насосы приводятся в действие от коленчатого и распределитель­ного вала. Схема плунжерного топливоподкачивающего насоса показана на рис. 173.

В процессе транспортировки и хранения происходит загрязне­ние и обводнение топлива, поэтому его фильтрация является необ­ходимым условием для обеспечения на­дежной работы топливной аппаратуры и уменьшения износа ее трущихся частей. Топливные фильтры подразделяются на фильтры грубой очистки, которые уста­навливают перед топливоподкачивающими насосами, фильтры тонкой очистки, устанавливаемые перед насосом высоко­го давления, и щелевые фильтры, уста­навливаемые непосредственно перед фор­сункой или вмонтированные в форсунку. С помощью фильтров достигается высо­кая эффективность очистки топлива, про­стое обслуживание и легкость замены фильтрующих элементов. Обычно фильт­ры выполняют спаренными, что обеспечи­вает чистку или замену одного из эле­ментов фильтров при работе другого. Фильтрующая поверхность грубых филь­тров состоит из металлических сеток или набора металлических пластин со щеля­ми. Для фильтров тонкой очистки филь­трующим элементом являются металли­ческие пластины с уменьшенными зазо­рами, а также бумажные, войлочные, фетровые и капроновые смен­ные вставки.

На рис. 174 показаны топливные фильтры грубой очистки: а — щелевой и б — сетчатый. В корпусе 5 расположен фильтрующий элемент 4 в виде набора пластин или сеток, стянутых специальным пустотелым болтом 3. Топливо поступает с наружной стороны фильтрующего элемента и, пройдя его, попадает в центральный канал смежного болта и затем выходит из фильтра. Спускная пробка 6 обеспечивает удаление осевшей на дно фильтра грязи. Корпус фильтра закрывается крышкой 2, вентиляционный винт 1 обеспечивает удаление воздуха из системы при заполнении ее топ­ливом.

Тонкая очистка топлива достигается с помощью специальных фильтров и сепараторов. Применяя сепараторы, из топлива можно удалить воду и механические частицы размером до 3—10 мкм. Работают сепараторы на принципе центробежной силы. В процессе сепарирования топливо распыляется на мельчайшие частицы при этом происходит удаление воды и примесей. Для лучшего се­парирования вязкие топлива предварительно подогревают.

vdvizhke.ru

Принципиальные схемы топливных систем - Моряк

5 (100%) 1 голос[ов]

Топливная система судовой установки предназначена для подачи топлива в цилиндры главных и вспомогательных двигателей. Однако наряду с основным назначением топливная система должна обеспечивать:

прием и хранение топлива;

очистку топлива от воды и механических примесей;

непрерывную подачу топлива к двигателям;

охлаждение форсунок (при использовании для этой цели топлива).

В соответствии с этими задачами топливную систему условно можно разделить на участки:

приема, хранения и перекачивания топлива;

сепарации топлива;

подачи топлива к главным и вспомогательным двигателям;

охлаждения форсунок.

Комплектация             каждого            участка устройствами, механизмами,

трубопроводами зависит от рода топлива, используемого в двигателях. В связи с этим топливные системы подразделяют на системы дизельного и тяжелого топлива. Оборудование топливных систем осуществляется в строгом соответствии с Правилами Регистра.

Система дизельного топлива (рис. 6). Эту систему используют для обслуживания в               основном высокооборотных и среднеоборотных

двигателей.

Участок приема, хранения и перекачивания служит для подачи топлива с берега в судовые цистерны, длительного хранения в них топлива, перекачивания топлива из одних емкостей в другие, а также для выдачи топлива на берег. В этот участок входят цистерны основного 2 и аварийного 3 запаса, фильтры 4, топливоперекачивающий насос 5, трубопроводы и арматура.

Прием топлива с берега осуществляют через палубный приемный трубопровод 1, позволяющий подсоединять шланги с любого борта. На пассажирских судах предусматривают специальные приемные станции, отделенные от других помещений. Трубопровод приема топлива должен быть доведен до днища цистерны с минимальным зазором.

Для хранения топлива на судах используют междудонное пространство, бортовые цистерны и диптанки. Дизельное топливо благодаря высокому качеству не теряет своих свойств и не создает особых трудностей при хранении. Низкая температура застывания позволяет ему сохранять текучесть при снижении температуры, что обеспечивает хорошие условия перекачивания без подогрева топлива в цистернах.

Трубопроводы, по которым топливо забирается из цистерны, снабжены фильтрующими сетками и запорными клапанами. Клапаны устанавливают на цистернах, а для междудонных емкостей на приемном трубопроводе — выше цистерн.

Топливо из одной запасной цистерны в другую и в расходные цистерны перекачивает топливоперекачивающий насос 5. Правила Регистра предусматривают установку двух таких насосов, один из которых резервный. В качестве резервного допускается использование любого другого пригодного для этого насоса, в том числе насоса сепаратора. В этом случае предусмотрен обводной трубопровод 20. Топливные трубопроводы прокладывают с учетом обеспечения противопожарной безопасности. Клапаны трубопроводов устанавливают в легкодоступных освещенных местах.

Участок сепарации обеспечивает подачу топлива из запасных цистерн к сепараторам, сепарацию топлива и заполнение расходных цистерн.

При соблюдении правил транспортировки и хранения дизельное топливо загрязняется мало и для его очистки от механических примесей и воды достаточно использовать сепарацию и фильтрацию, полностью отказавшись от отстоя. Поэтому в рассматриваемой системе топливо из цистерн запаса направляется непосредственно в сепаратор 18, для чего обычно используют навешенный на него насос 17.

Низкая вязкость дизельных топлив не требует их подогрева перед сепараторами.

Правила Регистра                   предусматривают установку не менее двух

сепараторов. По конструкции они могут быть как самоочищающимися, так и не самоочищающимися. Сепараторы включают параллельно. Суммарная производительность их должна обеспечивать сепарацию суточного расхода топлива за 8—10 ч. Топливо в расходные цистерны 9 подает нагнетательный насос 19 сепаратора.

Топливо из расходных цистерн 9 к двигателю 12 может подаваться самотеком или с помощью подкачивающего насоса 8. Первый способ проще и надежнее. Однако использование подкачивающего насоса предпочтительнее. Благодаря тому, что его производительность в 2—3 раза больше часового расхода топлива, улучшается наполнение топливных насосов 13 высокого давления, создается циркуляция через них топлива, что обеспечивает удаление пузырьков воздуха и паров. Кроме того, топливоподкачивающий насос позволяет подавать топливо под давлением на охлаждение форсунок из системы главного двигателя. Избыточное отсечное топливо после топливных насосов возвращается в расходную цистерну по трубопроводу 14.

В установках с одним главным двигателем наряду с основным подкачивающим насосом, который может быть навешен на двигатель или иметь автономный привод, предусматривается резервный насос. Его роль может выполнять любой пригодный для этой цели насос.

К дизелю должно подаваться топливо, очищенное от воды и механических примесей. При использовании сепараторов для очистки топлива перед топливными насосами достаточно установить фильтры грубой очистки 10. В случае подачи топлива в расходные цистерны без предварительной сепарации перед топливными насосами должны быть установлены фильтры грубой 10 и тонкой 7 очистки, конструкция которых должна допускать очистку без остановки двигателя.

Топливо на вспомогательные двигатели 6 подается из расходных цистерн главных двигателей через автономные системы, имеющие свои подкачивающие насосы 8 и фильтры 7.

В системах легкого топлива для охлаждения форсунок 16 следует брать дизельное топливо (трубопровод 11) из системы подачи его к двигателю. При этом в качестве циркуляционного можно использовать топливоподкачивающий насос, что упрощает систему. После охлаждения форсунок топливо возвращается в расходную цистерну. На возвратном трубопроводе может быть предусмотрен холодильник 15 для охлаждения топлива.

Система тяжелого топлива (рис. 7). Эту систему применяют в судовых установках с мало- и средне оборотными двигателями. При работе двигателя на тяжелом топливе в топливной системе используют дополнительные элементы для подогрева и очистки топлива. Кроме того, установку, работающую на тяжелом топливе, оборудуют системой легкого топлива для работы двигателя в пусковой и предостановочный период. Применение дополнительного оборудования значительно усложняет топливную систему.

Прием, хранение и перекачивание топлива в системе мало отличаются от аналогичного участка в установке, работающей на дизельном топливе.

Основные отличия состоят в следующем:

цистерны основного запаса разделяются на цистерны тяжелого 27 и

легкого / топлива; имеется запасная цистерна 26. Для хранения топлива могут использоваться топливобалластные замещаемые танки, что следует учитывать в эксплуатации для предупреждения обводнения топлива. При хранении топлива в таких танках балластная система должна быть разобщена с ними путем установки на соответствующих трубопроводах свободно-глухих фланцев. При хранении в этих танках балласта топливная система от них должна быть отделена;

использование топлив средней и высокой вязкости требует установки в цистернах змеевиков парового подогрева общего или местного типа;

для выполнения требования Регистра о наличии двух перекачивающих насосов могут быть использованы два взаимозаменяемых насоса 25 для легкого и тяжелого топлива. Допускается иметь один насос для перекачивания легкого и тяжелого топлива, а в качестве резервного использовать балластный насос;

для предварительной очистки топлива от воды и механических примесей в системе предусматриваются отстойные цистерны тяжелого 2 и легкого 3 топлива. Отстойные цистерны тяжелого топлива снабжены подогревательными паровыми змеевиками. На отдельных судах отстойные цистерны отсутствуют.

Сепараторы служат для очистки топлива от воды и механических примесей. Система сепарации включает приемные насосы 24 сепараторов, подогреватели топлива 23, сепараторы 18 и 20, нагнетательные насосы 19, направляющие сепарированное топливо в расходные цистерны 17 тяжелого топлива или цистерну 16 дизельного топлива.

Топливо к сепараторам может подаваться или автономным насосом или насосом, навешенным на сепаратор. В первом случае насос можно расположить достаточно низко и близко к отстойным цистернам, что повышает надежность всасывания.

Перед поступлением в сепаратор топливо проходит через паровой подогреватель. Обычно каждый сепаратор имеет свой подогреватель, но благодаря высокой надежности последних допускается использование одного подогревателя для двух сепараторов. При использовании самоочищающихся сепараторов во время разгрузки барабана во избежание перегрева топлива в подогревателе предусматривается ре-циркуляционный трубопровод 22.

Для сепарации тяжелого топлива используют самоочищающиеся сепараторы, для легкого — как самоочищающиеся, так и не самоочищающиеся. Самоочищающиеся сепараторы предпочтительнее благодаря снижению трудоемкости обслуживания, взаимозаменяемости и возможности автоматизированного управления работой.

Количество сепараторов выбирают из учета обеспечения сепарации суточного расхода топлива за 8—10 ч. Однако в любом случае сепараторов тяжелого топлива должно быть не менее двух. Для легкого топлива в этой системе можно использовать один сепаратор 18.

Сепараторы можно подключать параллельно или последовательно. Параллельное включение предпочтительнее. В любом случае подключение должно обеспечить замену вышедшего из строя сепаратора 18 дизельного топлива сепаратором 20 тяжелого топлива и наоборот. Сепаратор легкого топлива и резервирующий его сепаратор тяжелого топлива должны иметь трубопровод обвода подогревателя 21, так как при сепарации дизельного топлива его перед сепаратором не подогревают.

Правила Регистра допускают применение вместо сепараторов специальных фильтров, отделяющих механические примеси и воду с такой же эффективностью, как сепараторы. Количество таких фильтров для каждого сорта топлива должно быть не менее двух.

Предусмотрен трубопровод, обеспечивающий в аварийном случае подачу топлива топливоперекачивающими насосами непосредственно в расходные цистерны.

Участок подачи топлива к главным двигателям 12 включает расходные цистерны 16 и 17, топливоподкачивающие насосы 8, подогреватели 14, фильтры 7, регулятор 9 вязкости топлива. Предусмотрен трубопровод возврата 10 отсечного топлива со специальной циркуляционной цистерной 15.

Топливо к двигателю подают подкачивающие насосы, количество которых должно быть не менее двух. Оба насоса могут иметь автономный привод или один из них навешивается на двигатель, а второй с автономным приводом выполняет роль резервного. Выше отмечалось, что производительность топливоподкачивающего насоса превышает часовой расход топлива на двигатель.

Подогрев топлива перед подачей к топливным насосам должен обеспечивать получение заданной вязкости топлива. В большинстве случаев устанавливают один паровой подогреватель. Резервирование подогревателя обычно не требуется благодаря надежности его конструкции. На время использования в двигателе легкого топлива предусмотрен обвод подогревателя.

Согласно Правилам Регистра в системе устанавливают взаимозаменяемые фильтры, после которых топливо проходит через вискозиметр.

Вискозиметры на отечественных судах используют как указывающего, так и регулирующего типа. Последние больше распространены благодаря эксплуатационным преимуществам. Воздействие вискозиметра на паровой клапан вызывает изменение подачи пара в топливо подогреватель и тем самым регулирует вязкость топлива. На маневрах вискозиметр отключают, и топливо направляется по обводному трубопроводу.

Поддержание отрегулированного значения вязкости достигают прокладкой рядом с топливным трубопроводом паропровода-спутника 13 под общей тепловой изоляцией.

При использовании средне вязкого моторного топлива для поддержания его температуры бывает достаточно одной тепло изоляции.

Избыток топлива после топливных насосов 11 возвращается в специальную циркуляционную цистерну небольшой емкости, сообщающуюся с атмосферой. Создание циркуляции топлива в системе способствует быстрому его прогреванию перед переходом на тяжелое топливо и обеспечивает удаление парогазовых пузырей, образующихся в процессе подогрева и подачи топлива к двигателю. Возврат топлива в циркуляционную, а не в расходную цистерну предотвращает перегрев топлива в расходной цистерне.

При переводе двигателя с одного сорта топлива на другой циркуляционная цистерна выполняет роль смесительной емкости, чем обеспечивается плавное изменение вязкости топлива, поступающего в двигатель на переходном режиме.

Для подачи легкого топлива в двигатель используют ту же систему, лишь переключают расходные цистерны, и топливо направляется в обвод подогревателя и вискозиметра.

Система подачи топлива на вспомогательные двигатели 6 не отличается от аналогичной системы в установках, работающих на легком топливе. Топливо для работы вспомогательных двигателей берется из расходной цистерны 16 дизельного топлива главного двигателя.

Система охлаждения форсунок дизельным топливом состоит из двух циркуляционных насосов 4, охладителя 5, трубопроводов и арматуры. Дизельное топливо на охлаждение берется из расходной или из специальной циркуляционной цистерны 3. После охлаждения форсунок нагретое топливо возвращается в те же цистерны. После циркуляционных насосов холодильника топливо подается на охлаждение форсунок с необходимой температурой.

seaspirit.ru

Топливная система судового дизельного двигателя

• fuel piping system – система топливных трубопроводов
• fuel supply lines – трубопроводы подачи топлива
• high-pressure fuel lines – трубопроводы топлива высокого давления
• fuel heating pipes – трубопроводы системы подогрева топлива

• fuel transfer pump – топливоперекачивающий насос
• preheating arrangements – устройства предварительного подогрева
• fuel filter – топливный фильтр
• fuel pump – топливный насос
• installation – установка, агрегат, система

• fuel valve – форсунка; топливный клапан
• intermittent pressure – пульсирующее давление

• to repair – ремонтировать
• welding – сварка
• welding bead – капля металла, образовавшаяся в результате сварки; валик сварного шва
• fuel nozzle – сопло форсунки; форсунка

• preheating system – система предварительного подогрева
• kg/sq. cm. (kilogram per square centimeter) – кг/кв. см.
• adjacently along – дословно: рядом вдоль
• drain line – сливной, дренажный трубопровод
• leakage fuel – слив топлива; протекшее топливо

• fittings – арматура (принадлежности)
• pressure-maintenance valve – клапан постоянного давления
• shut-off valve – отсечной клапан
• non-return valve – невозвратный клапан

• driven – приводимый в движение; приводной
• separately – отдельно
• as a rule – как правило
• pump capacity – производительность насоса
• to discharge – здесь: нагнетать
• counter-pressure – противодавление
• to adjust – регулировать, подгонять, настраивать
• pressure-retaining valve – клапан постоянного давления

• filter element – фильтрующий элемент
• to switch over – переключать, переходить
• to design – разрабатывать, проектировать, конструировать
• steam heating – паровой подогрев

• adjustable – регулируемый
• back pressure – противодавление
• suction side – сторона всасывания

• provided with – снабжен
• double cone seat – двухконусное седло
• to prevent – предотвращать
• leakage – протечка, утечка
• to enable – давать возможность
• temporarily – временно
• dismantling – демонтаж, разборка
• preheating – предварительный подогрев

• situated – находится, расположен
• overflow line – переливной трубопровод
• single-control – единое управление

• surplus fuel – избыточное топливо
• to deliver fuel – подавать (доставлять) топливо
• to run off – убегать, отводить

• to possess – иметь, располагать, владеть
• through – через
• discharge line – нагнетательный трубопровод, трубопровод подачи
• correct moment – правильный, нужный момент

• to spray – распылять, впрыскивать
• combustion chamber – камера сгорания
• number – число, количество
• nozzle – сопло, распылитель форсунки
• orifice – отверстие
• finely – тонко
• to atomize – распылять
• in the process – при этом; в процессе работы

more-angl.ru

Расчеты и составление схем систем судовых энергетических установок судов флота рыбной промышленности

Задание

Выполнить расчет и составить схемы систем энергетической установки судна флота рыбной промышленности с параметрами:

Вариант № 13.

1. Тип судна: РТМС «Спрут»

2. Длина судна Lнб = 117,5м.

3. Ширина судна В = 17,4м.

4. Средняя осадка Т = 7,05 м.

5. Водоизмещение D = 8473 т.

6. Автономность плавания – 110 суток.

7. Главный двигатель – 6ZD 40/48 2х2650 кВт

8. Вспомогательные двигатели – 6AL2/30  2х810 кВт

9. Производительность ВПК –1х4,0 1х6,3 т/ч

Состав графической части курсовой работы:

Схема топливной системы.

Схема масляной системы.

Схема системы охлаждения.

Схема системы сжатого воздуха.

Схема газо-выпусконой системы.

1. Расчёт топливной системы

1.1. Емкость запасных топливных цистерн:

1.1.1. Для главных двигателей:  

м3.

1.1.2. Для вспомогательных двигателей:

1.1.3. Для ВПК:

 м3

где k = 1,1 – коэффициент, учитывающий мертвый запас;

кг/м3 – удельный вес дистилятного дизельного топлива;

ge = 0,230  – удельный расход топлива ГД [2, табл. 4.3., стр156];

ge/ = 0,226  – удельный расход топлива ВД [2, табл. 4.3., стр158];

Gк = 200 кг/ч - расход топлива ВПК [2, табл. 5.1., стр 247];

Ne = 880 кВт – эффективная мощность ГД;

Ne/ = 660 кВт – эффективная мощность ВД;

n = 2 – число работающих ГД;

– число работающих ВД на промысле;

– число работающих ВД на переходе;

ч – время нахождения судна на промысле;

ч – время нахождения судна на переходе;

- относительное время нахождения судна на промысле;

- относительное время нахождения судна на переходе;

- коэффициент загрузки ГД на промысле;

- коэффициент загрузки ГД на переходе;

- коэффициент загрузки ВД на промысле;

- коэффициент загрузки ВД на переходе-промысле;

- коэффициент загрузки ВД на промысле-переходе;

- коэффициент загрузки ВКУ на промысле;

- коэффициент загрузки ВКУ на переходе;

1.2. Емкость цистерн для аварийного запаса топлива:

 м3.

1.3. Емкость расходно-отстойных цистерн:

1.3.1. Для главных двигателей:  

м3.

1.3.2. Для вспомогательных двигателей:

 м3.

1.3.3. Для вспомогательного котла:

 м3.

1.3.4. Суммарная:

 м3.

1.4. Емкость сточной цистерны:

 м3.

1.5. Мощность, потребляемая топливоперекачивающим насосом:

 кВт

где  м3/ч.

Vц = 102 м3 – объем наибольшей запасной цистерны.

м.вод.ст – напор, создаваемый топливоперекачивающим насосом.

 - коэффициент полезного действия винтового насоса

1.6. Мощность, потребляемая дежурным насосом:

 кВт

где  м3/ч.

= 5,99 м3 – емкость расходно-отстойной цистерны.

 м. вод. ст – напор, создаваемый дежурным насосом.

 - коэффициент полезного действия винтового насоса.

1.7. Производительность сепаратора:

 м3/ч.

где  = 10 ч –  время очистки наибольшего суточного расхода топлива.

2. Расчёт масляной системы

2.1. Производительность циркуляционного масляного насоса ГД:

 м3/ч,

где  мДж/час – тепло трения, воспринятое и отводимое маслом;

- механический КПД двигателя;

мДж/час – тепло, воспринятое от поршней;

- доля тепла, подведенного в цилиндр двигателя с топливом, ушедшая с охлаждением поршня маслом;

кДж/кг – низшая теплота сгорания дизельного топлива;

См = 1,9 – теплоемкость масла, кДж/кгК;

м = 910 кг/м3 – плотность масла марки М10В2;

2.2. Количество масла в системе:

 м3,

где kц = 60 – кратность циркуляции [1, табл.6, стр.9].

2.3. Вместимость сточной цистерны:

 м3,

где kвсп = 1,13 – коэффициент вспенивания;

2.4. Производительность масляного сепаратора:

 м3/ч,

где  ч. – время сепарации всего масла в системе

2.5. Поверхность охлаждения маслоохладителя:

м2,

где k = 300 Вт/м²К – коэффициент теплопередачи от масла к охлаждающей воде, для трубчатых охладителей.

0С  - средняя разность температур масла и воды.

0С – температура масла перед маслоохладителем;

0С – температура масла после маслоохладителя;

0С – температура забортной воды перед маслоохладителем;

0С – температура забортной воды после маслоохладителя.

2.6. Пропускная способность фильтров тонкой очистки:

 м3

3. Расчёт системы охлаждения

3.1. Производительность насосов забортной воды для охлаждения двигателей:

 м3/ч

где kЗ = 1,5 – коэффициент запаса, учитывающий дополнительный расход воды на охлаждение компрессоров, подшипников, валопроводов и т.п.

 мДж/час – тепло, воспринятое от цилиндровых втулок двигателя.

 мДж/час

СЗВ  = 4 кДж/кгК – теплоемкость воды.

= 20 0С – разность температур воды на входе и выходе из водоохладителя.

3.2. Поверхность водоохладителя определяется по выражению:

 м2

где k = 1300 Вт/м²К – общий коэффициент теплопередачи пресной воды к забортной.

0С  - средняя разность температур забортной и пресной воды.

0С – температура пресной воды на выходе из двигателя;

0С – температура пресной воды за водоохладителем;

0С – температура забортной воды перед водоохладителем;

0С – температура забортной воды после водоохладителя.

4. Расчёт системы сжатого воздуха.

4.1. Необходимая вместимость баллонов пускового воздуха ГД:

м3,

где VВ = 6 м3/м3 – удельный расход пускового воздуха для современных дизелей на 1 м3 рабочего объема цилиндров;

m = 6 – число планируемых пусков ГД;

Pa = 0,1 МПа – атмосферное давление;

Рн = 3 МПа – начальное давление воздуха в баллонах;

Рк = 0,9 МПа – конечное давление воздуха в баллонах;

м3 – суммарный объем цилиндров ГД;

D = 0,4 м – диаметр цилиндра ГД;

S = 0,46 м – ход поршня ГД;

i = 6 – число цилиндров ГД;

4.2. Необходимая вместимость баллонов пускового воздуха ВД:

м3,

где m/ = 6 – число планируемых пусков ВД;

м3 – суммарный объем цилиндров ВД;

D/ = 0,26 м – диаметр цилиндра ВД;

S/ = 0,2 м – ход поршня ВД;

i/ = 6 – число цилиндров ВД;

5.Расчёт газо-выпускной системы.

5.1. Объемный расход выпускных газов ГД:

м3/с,

где М0 = 0,495 кмоль/кг – количество воздуха, теоретически необходимое для полного сгорания топлива;

= 1,04 – коэффициент молекулярного изменения продуктов сгорания;

= 2,52 – суммарный коэффициент избытка воздуха ГД;

кг/ч – расход топлива ГД;

ТГ = 600 К – температура выпускных газов ГД;

Рг = 114750 Па – давление выпускных газов ГД.

5.2. Сечение газо-выпускной трубы ГД:

м2,

где Г = 30 м/с – скорость газов в трубе.

5.3. Объемный расход выпускных газов ВД:

м3/с,

 – суммарный коэффициент избытка воздуха ВД;

кг/ч – расход топлива ВД;

К – температура выпускных газов ВД;

Па – давление выпускных газов ВД.

5.4. Сечение газо-выпускной трубы ВД:

м2,

где Г = 30 м/с – скорость газов в трубе.

5.5. Объемный расход выпускных газов ВПК:

м3/с,

где М0 = 0,495 кмоль/кг – количество воздуха, теоретически необходимое для полного сгорания топлива;

= 1,04 – коэффициент молекулярного изменения продуктов сгорания;

= 1,2 – суммарный коэффициент избытка воздуха ВПК;

кг/ч – расход топлива ВПК;

ТГ = 675 К – температура выпускных газов ВПК;

Рг = 200000 Па – давление выпускных газов ВПК.

5.6. Сечение газо-выпускной трубы ВПК:

м2,

где Г = 20 м/с – скорость газов в трубе.

Список  использованной литературы

 1.Лубянко В.Н. Методические  указания  по выполнению курсовой работы по дисциплине «Функциональное взаимодействие элементов СЭУ» для студентов дневной и заочной форм обучения направления 6.070104 «Морской и речной транспорт» специальности  "Эксплуатация судовых энергетических установок", КГМТУ,2009.

2. Артемов Г. А., Волошин В. П. и др Судовые энергетические установки –Л:, Судоремонт 1987.

3.Коршунов Л. П. Энергетические установки промысловых судов – Л:, Судостроение 1991.

4.Мануилов В.П. Эксплуатация судовых энергетических установок – М:, Транспорт 1979.

5.Морской Регистр Судоходства. Правила классификации и постройки морских судов – М:, Транспорт 1995.

6.Овсянников М.К., Петухов  В.А. Судовые дизельные установки: справочник Л:, Судостроение,  1986.

7.Артёмов Г.А., Волошин В.П., Шквар А.Я., Шостак В.Г. Системы СЭУ – М:, Транспорт 1990.

Схема топливной системы

                                                  Схема масляной системысмазки ГД

Схема  системы охлаждения пресной воды

Схема системы забортной охлаждающей воды

              Схема системы сжатого воздуха

МИНИСТЕРСТВО АГРАРНОЙ ПОЛИТИКИ УКРАИНЫ

КЕРЧЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МОРСКОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙУНИВЕРСИТЕТ

Кафедра судовых энергетических установок

Курсовая работа Курсовая работа

Допущена к защите защищена с оценкой

Руководитель работы Руководитель работы

Токаренко Е.В Токаренко Е.В

Курсовая работа

По дисциплине «Функциональное взаимодействие СЭУ»

Тема работы:

Расчеты и составление схем систем судовых энергетических установок судов флота рыбной промышленности

Выполнил:

              Студент гр. 

Шифр: 

Керчь, 2014г.

refleader.ru

"Топливная система судового дизеля, работающего на диметиловом эфире"

Выдержка из работы

УДК 621. 436. 068:519. 24М. Н. Покусаев, О. И. Теренин, Нгуен Ха ХиепТОПЛИВНАЯ СИСТЕМА СУДОВОГО ДИЗЕЛЯ,РАБОТАЮЩЕГО НА ДИМЕТИЛОВОМ ЭФИРЕВведениеВ течение последних десятилетий ведутся интенсивные исследования альтернативных топлив. Однако первоначальные причины пристального внимания к этой проблеме изменились. Долгое время это внимание обусловливал спрос на сырье для автомобильных топлив (АТ), т. к. его поставки сильно зависят от небольшого числа стран, экспортирующих нефть. В настоящее время основной причиной изучения АТ становится их негативное воздействие на окружающую среду в виде вредных выбросов. Большое внимание уделяется снижению объемов таких выбросов, как оксиды азота КОх, оксид углерода СО, летучие органические соединения и частицы углерода (сажа). Исследуется также рост выбросов диоксида углерода СО2 в атмосферу, вызывающих глобальное потепление. Очевидно, что при обсуждении вопроса о выборе топлив для дизелей, помимо их воздействия на окружающую среду, учитываются также технологии производства и наличие сырьевых источников [1, 2].В России предпочтительным представляется частичное замещение традиционных видов моторного топлива синтетическими жидкими углеводородами, получаемыми из природного газа, в силу низкой себестоимости и практической неограниченности их ресурсов в стране. Из всех видов перспективного топлива для двигателей внутреннего сгорания особого внимания заслуживает химически инертный диметиловый эфир СН3-О-СН3 (ДМЭ), который удовлетворяет перечисленным требованиям. В настоящее время это единственное синтетическое топливо, которое способно обеспечить полную замену традиционного дизельного топлива (ДТ). Интерес к ДМЭ эфиру объясняется и тем, что в последние годы отечественная химическая промышленность разработала новые технологии его получения из метана. Достижения московских нефтехимических научноисследовательских институтов и предприятий позволяют впервые в стране приступить к целенаправленным работам по практическому внедрению ДМЭ в качестве альтернативы ДТ и начать эксплуатацию дизельного транспорта на этом экологически чистом виде топлива.Адаптация обычных дизелей для работы на ДМЭ заключается в модернизации существующей топливоподающей аппаратуры. Поскольку плотность ДМЭ на 20%, а удельная массовая теплотворность на 32% ниже, чем таковые ДТ, для сохранения энергоемкости объемная подача ДМЭ в цилиндры двигателя должна быть значительно большей (объемная теплотворная способность ДМЭ составляет 18,2 МДж/л). Для устранения склонности к задирам прецизионных трущихся пар в конструкции топливоподающей аппаратуры принимаются специальные меры, например подвод к плунжерным парам масла под давлением с целью их уплотнения, а также подмешивание к ДМЭ специальной противозадирной присадки. По зарубежным данным, этот компонент способствует увеличению кинематической вязкости ДМЭ до уровня кинематической вязкости ДТ [3, 4].Целью исследований являлась разработка нового варианта топливной системы для использования ДМЭ на судах в качестве топлива.Использование ДМЭ в топливных системах позволяет решить следующие основные задачи:— повышение стабильности подачи сжиженного ДМЭ-— предотвращение утечек ДМЭ в системе-— снижение эмиссии оксидов азота и сажи при работе дизеля на холстом ходу на чистомДМЭ-— улучшение протекания рабочего процесса, снижение уровня шума и удельного эффективного расхода ДТ.Топливные системы для использования ДМЭ в качестве топливаВ 2003 г. в Научно-исследовательском автомобильном и автомоторном институте представили первый опытный образец ЗИЛ-5301 со 109-сильным дизелем Минского моторного завода (ММЗ) Д-245. 12С, оборудованным однотопливной системой питания — силовая установкамогла функционировать только на ДМЭ. Отправной точкой в практическом воплощении технических замыслов стал выбор принципиальной схемы системы питания дизеля, переоборудованного для работы на ДМЭ. Согласно выдвинутой концепции, ДМЭ хранится в баллоне, оснащенном наполнительной и контрольно-предохранительной арматурой, по конструкции аналогичной применяемой в автомобильных баллонах для сжиженного нефтяного газа, и погружным электрическим насосом. Из баллона ДМЭ под давлением насыщенных паров поступает на вход топливоподкачивающего насоса с электроприводом.Система питания ДМЭ представляет собой комплект следующих элементов: газовый баллон со вспомогательным оборудованием — заправочным блоком с вентильным (вентильными) устройством (устройствами) — указатель уровня- механизм автоматического ограничения наполнения баллона до 80% его вместимости- предохранительный (пожарный) клапан- рабочий, обратный и скоростной клапаны- система вентиляции, выполненная в виде газонепроницаемого кожуха. Сюда же относятся заправочное устройство со встроенным клапаном, магистральный запорный клапан, газопроводы и шланги, подкачивающие насосы среднего давления, топливный насос высокого давления (ТНВД), топливные форсунки (рис. 1).Рис. 1. Комплект оборудования, обеспечивающий работу на ДМЭ и ДТЭксперименты выявили, что рекомендованный в зарубежных работах способ стабилизации топливоподачи путем значительного повышения давления на входе в ТНВД (до 30 кгс/см2) оказывается не столько труднореализуемым (по соображениям прочности), сколько недостаточно эффективным. Более целесообразно, по оценке специалистов Научно-исследовательского института технологии и организации производства двигателей, рациональное сочетание величины давления на входе в ТНВД (10−15 кгс/см2) с оптимальной степенью рециркуляции отсечного топлива на уровне 6−7-кратной по сравнению с объемной подачей ДМЭ в цилиндры ТНВД. Показатели выбросов при работе по внешней характеристике, мощность и экономичность (в энергетическом эквиваленте) двигателя при питании его ДМЭ и ДТ оказались практически одинаковыми. На всех режимах, включая запуск и холостой ход, двигатель устойчиво работал на ДМЭ при полностью бездымном выхлопе (коэффициент оптической плотности К = 0), тогда как при работе на ДТ наблюдался типичный для дизелей уровень дымности, соответствующий К = 17−28%. Уровень абсолютных и удельных вредных выбросов при работе на ДМЭ, оцениваемый по методике Правил № 49−02 Европейской экономической комиссии ООН, имел следующие особенности.1. Уровень выбросов окислов азота КОх на всех режимах был существенно меньше, чем при работе на ДТ. Особенно значительное снижение, в 2−3 раза, наблюдалось на наиболее нагруженных режимах — от 50 до 100% используемой мощности двигателя.2. При нагрузке от 50 до 100% мощности на режиме максимального крутящего момента (при частоте вращения коленчатого вала 1 600 мин-1) уровень выбросов несгоревших углеводородов СН снижался на 20−70% по сравнению с работой на ДТ, а на режимах малых нагрузок (при использовании мощности двигателя от 10 до 20%) значительно превышал уровень выбросов при работе на ДТ.3. Уровень выбросов окиси углерода СО при работе на ДМЭ на всех режимах превышал соответствующие величины при работе на ДТ. По сравнению с природным газом работа двигателя на режимах внешней характеристики на ДМЭ обеспечивала снижение выбросов КОх в 2,5−3 раза, СО — в 5−6 раз, СН — в 3−3,5 раза [5, 6].В комплект топливной аппаратуры входят: ТНВД с двухпозиционным упором рейки и плунжерными парами с дренажными канавками, форсунки, опытные распылители, подкачивающий насос с электроприводом, фильтр тонкой очистки топлива, электромагнитные клапаны, газобаллонное оборудование научно-производственной фирмы «САГА». Особенностью созданной инженерами института системы, предназначенной для монтажа на грузовики, является модульность ее конструкции. Большинство компонентов, в том числе 207-литровый бак с ДМЭ и заправочным устройством, а также устройством для ввода присадки ЬиЬЙ2о1, установлено на пространственной раме, которая легко монтируется позади кабины грузовика в специально отведенном для этой цели закрытом отсеке. Простота обслуживания достигается тем, что отсек оборудован дверцами, которые открывают доступ к баллону для его заправки и обеспечивают возможность регулировки исполнительных приборов, установленных на отдельном, удобно расположенном монтажном щите. Речь идет о подкачивающих насосах, электромагнитных клапанах и блоке управления подачей топлива, который позволяет также осуществлять контроль и диагностику системы. Бак с ДТ, размещенный на раме автомобиля, с остальными элементами связан трубопроводами.Меры пожарной безопасности при монтаже оборудования на экспериментальные установки те же, что на автомобилях, оборудованных газовой системой питания (рис. 2).Рис. 2. Монтаж оборудования на экспериментальном производстве НИИДВ Японии автомобиль с диметилэфировой установкой создан под эгидой АКТ (Национального института развития промышленности, науки и технологии), объединившего усилия целой группы организаций и фирм, которые принимали участие в проекте. Концепция японской разработки, по замыслу проектировщиков, предусматривала решение сразу нескольких задач:— обеспечение теплотворной способности и продолжительности при впрыске ДМЭ, аналогичных показателям при использовании ДТ-— достижение номинальной мощности при работе на ДМЭ, равной мощности дизельного двигателя на всех скоростных режимах-— достижение теплотворной эффективности ДМЭ, сопоставимой с аналогичным показателем при сгорании ДТ-— соответствие показателей выбросов отработавших газов допустимым нормам, принятым в Японии в 2003 г., при использовании обычного метода очистки газов с помощью каталитического нейтрализатора-— пробег автомобиля с ДМЭ — около 500 км без дозаправки-— безотказная работа топливной системы во время испытаний-— подтверждение заявленных характеристик автомобиля во время ходовых испытаний на дорогах общего пользования.Идея применения ДМЭ в качестве моторного топлива для двигателей с воспламенением от сжатия, возможности его крупномасштабного производства и первые результаты использования в дизелях были опубликованы фирмами АМОСО и КАУКТАЯ (США), НаЫог Тор8ое (Дания) и АУЬ (Австрия) в 1995 г. на конгрессе 8АБ в Детройте (США). Уже первые испытания ДМЭ в качестве топлива для дизелей свидетельствовали о том, что ДМЭ представляет собой многообещающее альтернативное топливо.Предлагаемый вариант топливной системы судового дизеляНиже предлагается вариант подачи ДМЭ в цилиндр судового дизеля параллельно с ДТ.Топливная система судового дизеля состоит из ряда самостоятельных участков, выполняющих определённые функции: приёмоперекачка, топливообработка, топливоподача к ТНВД и впрыск топлива.Непосредственно к дизелю относится система топливоподачи (расходно-топливный трубопровод) и топливная система высокого давления, обеспечивающая впрыск топлива. Эти две система имеют общую компоновку и взаимосвязанное функционирование во время работы дизеля [7, 8].Принцип действия топливной системы, работающей на дизельном топливе, состоит в следующем. Из расходной цистерны, после открытия запорного крана, топливо самотёком по трубопроводу поступает к фильтру тонкой очистки. Из фильтра очищенное топливо через подводящий коллектор поступает к ТНВД. Из насоса топливо под давлением подается по трубопроводу высокого давления к форсункам и впрыскивается в цилиндр. После отсечки избыточное топливо из ТНВД отводится по отдельному трубопроводу в расходную цистерну. Утечки топлива из форсунок также перепускаются по трубопроводу в расходную цистерну. Все внешние потери топлива, вызванные неплотностями в соединениях ТНВД и форсунок, собираются в сточную цистерну.Топливоподкачивающий насос представляет собой шестерёночный насос с косозубым зацеплением. Подшипники смазываются от циркуляционной системы смазки под давлением. Уплотнение вала осуществляется радиальными уплотнительными кольцами. Конструкция и исполнение топливоподкачивающего насоса не зависят от направления вращения коленчатого вала двигателя.Вышеизложенная топливная система дооборудована системой подачи сжиженного ДМЭ непосредственно в цилиндр дизеля (рис. 3).ФИЛЬТР ГРУБОЙ ОЧИСТКИ ТАНК ЗАПАСА ТОПЛИВАРис. 3. Система подачи ДТ и ДМЭДанная система состоит:— из расходного бака для ДМЭ автомобильного типа вместимостью 40 л с рабочим давлением 1,6 МПа-— баллона со сжатым ДМЭ-— модернизированного ТНВД-— дополнительной форсунки для подачи ДМЭ-— арматуры-— контрольно-измерительных приборов.Принцип действия системы следующий. Из расходного баллона жидкая фаза ДМЭ через трубку забора газа мультиклапана РЗАА под давлением 0,7−0,8 МПа поступает к ТНВД. Из насоса ДМЭ по трубопроводу высокого давления подается к форсунке. Постоянное давление в расходном баллоне поддерживается за счет подачи сжатого азота под давлением порядка 1 МПа, подаваемого из дополнительного баллона с одноступенчатым редуктором, что исключает его испарение ДМЭ [9−11].Для практической реализации данного способа была переоборудована крышка цилиндра дизеля Ч17,5/24 (рис. 4).Это позволило осуществить раздельную подачу ДТ и ДМЭ. Была переоборудована также система топливоподачи.Результаты испытаний дизелей, работающих на ДМЭ, показали реальную возможность значительно снизить уровень вредных выбросов отработавших газов. Так, снижение окислов азота N0,5 в 3−4 раза отмечено при практически бездымной работе двигателя на всех режимах. Кроме того, при работе на ДМЭ выявлено сохранение, а на некоторых режимах — и улучшение до 5% экономичности дизеля, повышение его эффективного КПД по сравнению с работой на ДТ.Основным недостатком ДМЭ является малая кинематическая вязкость (на порядок меньше, чем кинематическая вязкость ДТ), в результате чего затрудняется герметизация подвижных узлов уплотнения топливной аппаратуры, а также повышается склонность к задирам прецизионных трущихся пар. По сравнению со сжиженным природным газом теплотворная способность на тонну ДМЭ на 45% ниже теплотворности на тонну сжиженного природного газа. Для производства ДМЭ требуется не только более высокий уровень предварительных капиталовложений, но и больший объем сырьевого газа для производства продукта с эквивалентной теплотворной способностью. Для снижения выбросов СО и СН необходимо предусмотреть дополнительные меры конструкционного характера.Рис. 4. Переоборудованная крышка судового дизеля Ч17,5/24:1 — датчик- 2 — форсунка для подачи ДТ- 3 — форсунка для подачи ДМЭВыводыСПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1. Пат. РФ № 2 135 813. Топливная система дизеля для работы на диметиловом эфире / Аллилуев Б. Ф., Аникин С. А., Болдырев И. В. и др.- опубл. 27. 08. 1999.2. Топливные системы и экономичность дизелей / И. В. Астахов, Л. Н. Голубков, В. Н. Трусов и др. -М.: Машиностроение, 1990. — 288 с.3. Виноградов Л. В., Горбунов В. В., Патрахальцев Н. Н. Применение газовых топлив в двигателях внутреннего сгорания. — М.: Изд-во ИРЦ «Газпром», 1996. — 187 с.4. Гайворонский А. И. Марков В. А., Илатовский Ю. В. Использование природного газа и других альтернативных топлив в дизельных двигателях. — М.: Изд-во ИРЦ «Г азпром», 2007. — 480 с.5. Голубков Л. Н., Ишханян А. Э. Разработка и исследование топливной системы дизеля, использующего в качестве топлива диметиловый эфир // Луканинские чтения. Проблемы и перспективы развития автотранспортного комплекса: тез. докл. науч. -техн. конф. — М.: МАДИ (ГТУ), 2003. — 186 с.6. Горбунов В. В., Патрахальцев Н. Н. Токсичность двигателей внутреннего сгорания: учеб. пособие. -М.: Изд-во РУДН, 1998. — 214 с.7. Акобия Ш. Е., Смирнова Т. Н. Перспективы снижения вредных выбросов при применении диметил-эфира // Грузовик и автобус, троллейбус, трамвай. — 1999. — № 2. — С. 27−29.8. Морозов К. А. Токсичность автомобильных двигателей: учеб. пособие / МАДИ. — М., 1998. — 84 с.9. Проблемные вопросы применения диметилового эфира в качестве топлива для дизелей // Сб. науч. тр. Науч. -исслед. автомобильного и автомоторного ин-та. — М., 1998. — С. 133−140.10. Камфер Г. М., Луканин В. Н., Назаров В. П. Особенности рабочего процесса дизеля при вводе добавок этанола на впуске // Двигателестроение. — 1984. — № 8. — С. 30−44.11. Ишканян А. Э. Улучшение экологических показателей дизелей путем использования в качестве топлива диметилового эфира [Электронный ресурс]: дис. … канд. техн. наук: 05. 04. 02. — М.: РГБ, 2005.Статья поступила в редакцию 17. 07. 2009FUEL SYSTEM OF THE DIESEL ENGINE FOR WORK ON DIMETHYL ETHERM. N. Pokusaev, O. I. Terenin, Nguyen Ha HiepThe basic advantages and disadvantages of converting diesel engines for liquefied gases are considered. The variant of fuel system for the dimethyl ether supply into the cylinder of a marine diesel engine is proposed. The basic components of the system such as a motor-like 40l service tank for dimethyl ether with working pressure 1.6 MPa, a balloon with compressed dimethyl ether, a modernized high pressure fuel pump, an additional injector for dimethyl ether, fittings and measuring devices are considered. The recommendations on the softer engine work, on reduction of noise level of the engine, on the improvement of the ecological parameters of the engine are given.Key words: dimethyl ether, gas system, fuell system, gas, diesel.

mgutunn.ru

Смотрите также

• 
  Реферат сканирующая зондовая микроскопия
• 
  Психосоматические аспекты боли реферат
• 
  Лицензирование мед деятельности реферат
• 
  Икт в медицине реферат
• 
  Издержки агентских отношений реферат
• 
  Деятельностная теория личности реферат
• 
  Великие озера мира реферат
• 
  Бюджетная система швеции реферат
• 
  Базовые информационные процессы реферат
• 
  Реферат история города ставрополя
• 
  Реферат особенности русского меркантилизма