Aklaypart.ru

Авто Журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Внешняя характеристика судового двигателя

Судовая энергетическая установка

Судовая энергетическая установка — комплекс машин, механизмов, теплообменных аппаратов, источников энергии, устройств и трубопроводов — предназначенных для обеспечения движения судна, а также снабжения энергией различных его механизмов.

Судовая энергетическая установка — бортовой комплекс систем и агрегатов судна, преобразующий первичную энергии органического (химического) или атомного топлива в тепловую энергию, с последующим частичным преобразованием её: а) в механическую энергию — потребную для приведения в действие движителя судна и бортовых механических систем и устройств; б) в электрическую энергию — потребляемую различными бортовыми системами, устройствами и аппаратурой.

Судовая энергетическая установка обеспечивает: потребные скорость хода, дальность плавания и маневренность судна; потребное функционирование систем бортового оборудования и вооружения; необходимые условия для нормальной жизнедеятельности экипажа.

В состав энергетической установки входят:

  • ГЭУ — главная энергетическая установка (приводящая судно в движение и работающая на собственные нужды);
  • Вспомогательные механизмы — дизельные генераторы, котлы, компрессоры, опреснительные установки.

ГЭУ совместно с гребным двигателем, валопроводом и движителем образует пропульсивную установку.

Различают следующие виды ЭУ:

Содержание

  • 1 Паросиловая ЭУ
  • 2 Дизельная ГЭУ
  • 3 Дизель-редукторная ГЭУ
  • 4 Дизель-электрическая ЭУ
  • 5 Газотурбинная ЭУ
  • 6 Ядерная ЭУ
  • 7 См. также
  • 8 Литература
  • 9 Ссылки

Паросиловая ЭУ

В этой установке перегретый водяной пар высокого давления (температура более 300°С, давление более 50 бар) вырабатывается в главном котле или в ядерном реакторе. Перегретый пар поступает в паровую турбину, которая через многоступенчатый редуктор приводит в движение гребной винт. Отработавший пар поступает в конденсатор, в котором поддерживается вакуум для более полного использования энергии пара. Образовавшаяся вода поступает в теплый ящик, затем к питательным насосам котла или ядерного реактора.

Для больших судов этот тип до середины 20 века был основным, но сейчас он вытесняется мощными дизельными энергетическими установками.

Дизельная ГЭУ

Основой классической дизельной ГЭУ является низкооборотный двухтактный дизельный двигатель. Исполнение двигателя только рядное, количество цилиндров обычно не менее 6. Двигатель соединяется с гребным валом напрямую без каких либо-передач. Для реверсирования гребного винта изменяется порядок работы цилиндров и двигатель запускается в другую сторону. Поскольку судно имеет обычно только один подобный двигатель, его конструкция выполняется максимально надежной. Двигатель может продолжать работать при выходе из строя одного или нескольких цилиндров, при выходе из строя турбокомпрессора, при загрязнении масла, при затоплении или пожаре в машинном отделении. Ярким примером является самый мощный двигатель в мире Wärtsilä-Sulzer RTA96-C.

Данная судовая установка является строго главной и для привода вспомогательных механизмов обычно не применяется.

Дизель-редукторная ГЭУ

Установка включает в себя обычно несколько дизельных двигателей, которые работают через редуктор на вал гребного винта. Каждый двигатель может иметь как свой редуктор, так и два двигателя могут работать на общий редуктор гребного вала. Дизельные двигатели применяются в общем те же, которые используются на дизельных электрических станциях и тепловозах, но имеют специальное морское исполнение.

Дизель-электрическая ЭУ

Основой установки являются дизельный двигатель и генератор, смонтированные на подрамнике и образующие дизель-генератор. На судне не может быть менее двух дизель-генераторов, обычно их количество составляет не менее трех и может доходить до восьми. Дизель-генераторы могут использоваться для привода гребных электродвигателей (главный дизель-генератор) или использоваться в дополнение к классической дизельной ГЭУ или к дизель-редукторной ГЭУ (вспомогательный дизель-генератор), вырабатывая электроэнергию для судовых нужд.

Например, дизель-электрическая установка круизных судов типа Oasis включает в себя шесть дизель-генераторов общей мощностью от 132 000 л.с. ЭУ снабжает электроэнергией три гребные установки Azipod мощностью 20 МВт каждая, четыре подруливающих устройства мощностью по 5,5 МВт, и обеспечивает прочие нужды судна.

Газотурбинная ЭУ

Основой установки является мощная газовая турбина, работающая обычно на флотском мазуте, которая через многоступенчатый редуктор приводит в движение гребной винт или генератор без использования редуктора.
Преимущества — простота и высокая удельная мощность, недостатки — низкая топливная экономичность.
Такие установки применяются в основном на военных кораблях.

Ядерная ЭУ

Этот класс установок является отдельным видом паросиловой установки (см. выше). Высокотемпературный перегретый пар вырабатывается одним или несколькими ядерными реакторами и направляется в паровые турбины, который могут работать через редуктор на гребной винт или приводить в движение генератор. Отличия от паросиловой ЭУ — гораздо более высокие требования к резервированию, надежности, материалам, и к радиационной защите. Установка включает в себя и резервную дизель-электрическую ЭУ.

Читать еще:  Глючит стрелка температуры двигателя

На судне энергетическую установку размещают в специальных помещениях:

  • Машинные отделения
  • Котельные отделения
  • Реакторный отсек
  • Отделения вспомогательных механизмов — в том числе: дизельгенераторное, холодильное, компрессорное, аккумуляторное и др.

История происхождения

История создания двигателя внутреннего сгорания началась более 300 лет назад, когда первый примитивный чертеж сделал Леонардо ДаВинчи. Именно его разработка положила основу созданию двигателю внутреннего сгорания, устройство которого можно наблюдать на любой дороге.

В 1861 году по чертежу ДаВинчи был сделан первый проект двухтактного мотора. Тогда еще не шла речь об установке силового агрегата на автомобильный проект, хотя паровыми ДВС уже активно пользовались на железной дороге.

Первым, кто разработал устройство автомобиля, и внедрим массово двигатели внутреннего сгорания — был легендарный Генри Форд, чьи автомобили до этого времени, пользуются огромной популярностью. Он же первый выпустил книгу «Двигатель: его устройство и схема работы».

Генри Форд был первым, кто начал вычислять такой полезный коэффициент, как КПД двигателя внутреннего сгорания. Этот легендарный человек считается прародителем автомобилестроения, а также части авиапромышленности.

В современном мире, нашлось широкое применение ДВС. Они оснащаются не только в автомобили, но авиация, а благодаря простоте конструкции и обслуживания устанавливается на многие виды транспортных средств и как электрогенераторы переменного тока.

Содержание

  • 1 Паросиловая ЭУ
  • 2 Дизельная ГЭУ
  • 3 Дизель-редукторная ГЭУ
  • 4 Дизель-электрическая ЭУ
  • 5 Газотурбинная ЭУ
  • 6 Ядерная ЭУ
  • 7 См. также
  • 8 Литература
  • 9 Ссылки

Паросиловая ЭУ [ | ]

В этой установке перегретый водяной пар высокого давления (температура более 300°С, давление более 50 бар) вырабатывается в главном котле или в ядерном реакторе. Перегретый пар поступает в паровую турбину, которая через многоступенчатый редуктор приводит в движение гребной винт. Отработавший пар поступает в конденсатор, в котором поддерживается вакуум для более полного использования энергии пара. Образовавшаяся вода поступает в теплый ящик, затем к питательным насосам котла или ядерного реактора.

Для больших судов этот тип до середины 20 века был основным, но сейчас он вытесняется мощными дизельными энергетическими установками.

Дизельная ГЭУ [ | ]

Основой классической дизельной ГЭУ является низкооборотный двухтактный дизельный двигатель. Исполнение двигателя только рядное, количество цилиндров обычно не менее 6. Двигатель соединяется с гребным валом напрямую без каких либо-передач. Для реверсирования гребного винта изменяется порядок работы цилиндров и двигатель запускается в другую сторону. Поскольку судно имеет обычно только один подобный двигатель, его конструкция выполняется максимально надежной. Двигатель может продолжать работать при выходе из строя одного или нескольких цилиндров, при выходе из строя турбокомпрессора, при загрязнении масла, при затоплении или пожаре в машинном отделении. Ярким примером является самый мощный двигатель в мире Wärtsilä-Sulzer RTA96-C.

Данная судовая установка является строго главной и для привода вспомогательных механизмов обычно не применяется.

Дизель-редукторная ГЭУ [ | ]

Установка включает в себя обычно несколько дизельных двигателей, которые работают через редуктор на вал гребного винта. Каждый двигатель может иметь как свой редуктор, так и два двигателя могут работать на общий редуктор гребного вала. Дизельные двигатели применяются в общем те же, которые используются на дизельных электрических станциях и тепловозах, но имеют специальное морское исполнение.

Дизель-электрическая ЭУ [ | ]

Основой установки являются дизельный двигатель и генератор, смонтированные на подрамнике и образующие дизель-генератор. На судне не может быть менее двух дизель-генераторов, обычно их количество составляет не менее трех и может доходить до восьми. Дизель-генераторы могут использоваться для привода гребных электродвигателей (главный дизель-генератор) или использоваться в дополнение к классической дизельной ГЭУ или к дизель-редукторной ГЭУ (вспомогательный дизель-генератор), вырабатывая электроэнергию для судовых нужд.

Например, дизель-электрическая установка круизных судов типа Oasis включает в себя шесть дизель-генераторов общей мощностью от 132 000 л.с. ЭУ снабжает электроэнергией три гребные установки Azipod мощностью 20 МВт каждая, четыре подруливающих устройства мощностью по 5,5 МВт, и обеспечивает прочие нужды судна.

Читать еще:  Шум двигателя ep6 на холодную

Газотурбинная ЭУ [ | ]

Основой установки является мощная газовая турбина, работающая обычно на флотском мазуте, которая через многоступенчатый редуктор приводит в движение гребной винт или генератор без использования редуктора.
Преимущества — простота и высокая удельная мощность, недостатки — низкая топливная экономичность.
Такие установки применяются в основном на военных кораблях.

Ядерная ЭУ [ | ]

Этот класс установок является отдельным видом паросиловой установки (см. выше). Высокотемпературный перегретый пар вырабатывается одним или несколькими ядерными реакторами и направляется в паровые турбины, который могут работать через редуктор на гребной винт или приводить в движение генератор. Отличия от паросиловой ЭУ — гораздо более высокие требования к резервированию, надежности, материалам, и к радиационной защите. Установка включает в себя и резервную дизель-электрическую ЭУ.

На судне энергетическую установку размещают в специальных помещениях:

  • Машинные отделения
  • Котельные отделения
  • Реакторный отсек
  • Отделения вспомогательных механизмов — в том числе: дизельгенераторное, холодильное, компрессорное, аккумуляторное и др.

Чем судовое маловязкое топливо отличается от дизельного топлива

Цвет хорошего маловязкого судового топлива вида А

Внешне оба вида топлива ничем не отличаются. Качества СМТ зависят от способа его производства. Содержание вторичных продуктов переработки нефти (дистиллятов, газойлей) повышает коррозионную агрессивность топлива.

Главные отличия СМТ от ДТ:

  • Низкое цетановое число.
  • Высокое содержание серы.
  • Кинематическая вязкость СМТ, от 4,0 до 11,4 мм 2 /с, выше, чем у ДТ (1,5-8,0 мм 2 /с, в зависимости от сезонности).
  • В составе СМТ в большом количестве могут присутствовать полициклические ароматические углеводороды — парафины, асфальтены и смолы – примеси, ухудшающие низкотемпературные свойства, температуру фильтруемости и застывания. Чтобы минимизировать их влияние, в топливо добавляют депрессорные присадки, которые снижают температуру застывания и улучшают текучесть.
  • В дизельном топливе содержание полициклических ароматических углеводородов не должно превышать 8% по массе топлива, в СМТ этот показатель иногда вообще не нормируется.

Возможна ли замена дизеля судовым маловязким топливом?

Дешёвое дизельное топливо в стране отсутствует.

После всех обязательных выплат и акцизов, себестоимость ДТ для производителя настолько велика, что разница между Евро-0 и Евро-5 для него становится почти незаметной.

Все ввозимые на территорию России транспортные средства с 2013 года должны соответствовать стандарту не ниже Евро-4. Исключение — модели выпуска до 2012 г., для которых допускается соответствие Евро-3, хотя этот стандарт отменён в Европе ещё в 2005 г.

Государственный стандарт ГОСТ 305-2013, «Топливо дизельное. Технические условия» предусматривает выпуск ДТ с содержанием серы даже до 2000 мг/кг, с оговоркой, что такое топливо производится по государственному оборонному заказу и не допускается к реализации на АЗС общего пользования. Однако, с «гостовским» содержанием серы в 500 мг/кг отечественная «солярка» будет считаться вполне пригодной для заправки дизельных автомобильных моторов.

Сравните — 10 мг/кг у ДТ Евро-5 и 500 мг/кг — в 50 раз больше! — по ГОСТу.

Современный дизельный мотор просто не сможет сжечь в цилиндрах такое количество серы. Его сажевые фильтры и нейтрализатор очень быстро «прикажут долго жить». Моторное масло будет работать в совершенно других условиях, чем задумал изготовитель двигателя. Форсунки и поршневые кольца закоксуются.

С учётом технические и экономические условий, в которых работают производители автомобильных топлив, на государственном уровне разработан и утверждён целый ряд документов и технических условий.

Вот цитата из сертификата качества одного из видов СМТ:

«Топливо маловязкое судовое, вид II, соответствует:

— Техническому регламенту Таможенного союза «О требованиях к авиационному и автомобильному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и мазуту.

— Техническим условиям (таким-то)».

Так что, вопрос «Можно ли заливать вместо дизельного топлива судовое маловязкое?» не требует ответа — почти все наши владельцы дизельных авто давно это делают.

На несколько лет раньше упомянутого, введён в действие ГОСТ Р 52368-2005 «Топливо дизельное ЕВРО. Технические условия». Согласно этому стандарту, очень низкое содержание серы компенсируется смазывающими добавками.

Дизельное топливо ЕВРО достаточно распространено в Европейской части России.

Читать еще:  Где находится датчики неисправности двигателя

Неприятная особенность одна: Высокая цена.

Дизельные двигатели не выше Евро-3 легко переваривают СМТ, не замечая разницы с ДТ. Автомобильные дизельные моторы класса Евро-4 и выше, не приспособлены к горючему с таким количеством серы.

Для ДВС легковых автомобилей в Европе цетановое число ДТ должно быть 54-56 единиц. В России эти стандарты менее жесткие, по сравнению с европейскими. У нас допускается топливо с цетановым числом 48 (зимнее ДТ). У летних марок с депрессорными присадками это число снижено до 42 единиц.

Высокое цетановое число — не главное качество. При значениях ЦТ более 60, горючее не успевает сгорать в цилиндрах, следствие — чрезмерная дымность выхлопных газов, повышенный расход.

Преимущества и недостатки

Большинство судов длиной от 8 метров и более оснащаются стандартными дизельными силовыми установками. Дизельный двигатель является более безопасным, экологически чистым, а также имеет меньшее потребление топлива и вес, чем его бензиновые аналоги, что позволяет увеличить время электроснабжения судна в плавании без дозаправок генератора. Дизельные генераторы также выделяют значительно меньше оксида углерода, который крайне опасен для человека при ближайшем контакте с ним.

Дизельные генераторы, используемые на судах, также имеют отличный крутящий момент, что дает им хорошее преимущество в плане мощности.

Немецкие судовые дизель генераторы MAN, входящие в каталоги известных мировых производителей, являются лидерами среди высокооборотных судовых двигателей, имеющих все меньший размер и большую энергоэффективность, позволяя удерживать спрос на дизель генераторы на высоком уровне.

К недостаткам дизель генераторов можно отнести их достаточно высокую стоимость и требовательность к качеству топлива, а также необходимость в минимальной нагрузке на генератор от 40 % его мощности, т. к. на холостом ходу он подвержен интенсивному износу своих частей.

Судовой генератор показан на видео

Еще одним недостатком дизель генераторов является создаваемое ими высокое звуковое давление, которое, в свою очередь, может быть устранено установкой на генератор шумоизолирующего кожуха.

Как работает и где применяется двигатель внешнего сгорания

Несмотря на то, что двигатели Стирлинга были забыты на некоторый период, в современном производстве при создании новых модификаций выдающееся изобретение набирает новую популярность. Народные умельцы по достоинству оценили преимущества двигателей внешнего сгорания и сооружают самостоятельно в домашних условиях различные приспособления, основанные на их применении. Для изготовления теплового двигателя своими руками в домашних мастерских используются различные материалы и подручные средства:

  1. Большие и средние емкости, позаимствованные из домашнего хозяйства.
  2. Подшипники от старых механизмов.
  3. Диски.
  4. Металлические стержни различного диаметра для осей, стоек.
  5. Листы из металла, древесных плит для изготовления платформы.

Данные устройства используются в домашнем хозяйстве для выполнения самых различных работ:

  1. Вырабатывание электрической энергии в мелких масштабах.
  2. Создание тепловой энергии.

Количества мощности некоторых образцов самодельных двигателей Стирлинга, достаточно для обустройства электрической сети и обеспечения теплом частных домов, небольших школ, лечебных корпусов, спортивных сооружений, производственных мастерских и пр.

Двигатели, созданные своими руками, функционируют от различных источников тепла:

  • природный газ;
  • дрова;
  • уголь;
  • торф;
  • пропан и прочие виды топлива местного производства или полезных ископаемых.

Благодаря простоте конструкции, тепловые устройства, изготовленные своими руками, не нуждаются в регулярном техническом обслуживании агрегата. Сжигание топлива осуществляется за пределами корпуса цилиндра, поэтому рабочее тело не загрязняется продуктами сгорания, на внутренних стенках оборудования не скапливаются вредные отложения.

В сравнении с ДВС, в состав данной конструкции входит вдвое меньше подвижных узлов и деталей. Здесь требуется намного меньше смазки для ухода за быстро изнашиваемыми элементами. Требования к качеству смазочных материалов – минимальны.

Для подведения электросети к потребителям не требуется приобретать дорогостоящее оборудование. Подсоединение проводов к электрической сети осуществляется простыми привычными методами.

Двигатели внешнего сгорания, произведенные в бытовых условиях, легко монтируются на ровных площадках, покрытых гравием, без прочной фиксации. Данные установки не подвержены вредным атмосферным воздействиям. Для обеспечения бесперебойной стабильной работы двигателю не требуется специальный защитный корпус.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector