Реферат: Изменение СЭУ С. Есенин
Аннотация
Рассмотреныальтернативные варианты замены двух автономных водогрейных котлов итехнико-экономическим расчетом обоснован выбор одного автономного паровогокотла. Также рассмотрен вариант установки на газоходы дизель-генераторовводогрейных утилизационных котлов для обеспечения части потребителей горячейводой.
Проведены проверочныерасчеты трубопроводов систем отопления и систем обслуживающих автономный котел.
Выполнен тепловой расчеткотла, а также расчет системы передачи теплоты от пара к воде.
Предложен способ снижениявибрации корпуса судна.
Разработантехнологический вопрос, вопросы охраны труда и окружающей среды. Приведеноэкономическое обоснование проекта.
Листов 71
Чертежей 8
Оглавление
Аннотация
Введение
1. Анализ задания
2. Расчет системы отопления
3. Выбор автономного котла
1) Описание иразмеры
2) Тепловой расчет
3) Расчетпитательной системы котла и выбор центробежного насоса
4) Принципиальнаясхема топливной системы котла
5) Средстваавтоматики котла
4. Расчет системы «пар-вода»
5. Расчет и выбор котла-утилизатора нагазоходы ДГ
6. Гидравлический расчет трубопроводасистемы радиаторного отопления
7. Расчет и выбор дополнительныхтеплообменников
8. Гидравлический расчет системыснабжения горячей водой установки для кондиционирования воздуха
9. Охрана труда
1) Анализ вибрации вкормовой части судна
2) Расчет освещенияпомещения главных двигателей
10. Охрана окружающей среды
11. Гражданская оборона
12. Технологический вопрос
13. Расчет экономической эффективности отиспользования утиль-котла
Заключение и выводы
Список используемой литературы
Введение
В дипломном проектерассмотрены варианты замены водогрейных котлов на паровой, в связи сувеличением потребности в теплоте, и предложен в качестве наиболее приемлемогов настоящее время, варианта автономный паровой котел КВ 1,6 / 5 паропроизводительностью1600 кг / ч и рабочим давлением пара 0,5 МПа.
Выбор котла был необходимв связи с тем, что вторую навигацию во время зимней стоянки т/х “Сергей Есенин”под гостиницу количества теплоты производимого автономными водогрейными котламидля потребителей горячей воды ( а в бо’льшей степени для системы отопления )стало нехватать.
При установкепредлагаемого для замены котла проверена и оценена целесообразность замены иустановки новых элементов систем и оборудования, обслуживающих котел.
Т.к. вновьустанавливаемый котел паровой, то в проекте предусмотрена установка двухпароводоподогревателей и питательной цистерны котла.
Проанализирована вибрациякормовой части судна и предложены меры по ее снижению.
Рассмотрена возможностьустановки на дизель-генераторы утиль-котлов, для работы в стояночном режиме иобслуживании части потребителей горячей воды.
Разработана технологияобработки фланцев трубопроводов системы отопления.
Рассмотрены вопросыохраны труда и окружающей среды.
Годовой экономическийэффект от предлагаемого использования утилизационных котлов на стояночномрежиме и частичной разгрузки автономного котла может составить около 10 млн.рублей.
I. Анализ задния
Теплоходы проекта Q-065 постройки судоверфи «Корнойбург» ( Австрия ) – этотрехвинтовые пассажирские теплоходы, предназначенные для перевозок туристов порекам с ограниченными для судоходства глубинами, а также в районах плавания,соответствующих разряду «О» Речного Регистра РСФСР. Головное судно – т/х«Сергей Есенин».
Основные характеристики :
1. Габаритные размеры судна, (м) :
Длина – 90,24;
Ширина — 15,0 ;
Высота от ОЛ до верхнейкромки
несъемных частей — 12,66 ;
2. Размеры корпуса расчетные, (м) :
Длина — 83,0;
Ширина по КВЛ – 13,5 ;
Высота борта до главной
палубы — 4,0 ;
3. Водоизмещение судна с грузом,пассажирами и полными запасами, (т) – 1345 ;
4. Осадка при водоизмещении 1345т, (м)– 1,63 ;
5. Скорость на тихой воде при осадке1,63м, (км/ч) – 22,6 ;
6. Пассажировместимость, (чел) – 180 ;
7. Автономность, (сут) :
по запасам топлива — 10;
по запасам масла — 10 ;
по запасам продовольствия — 10 ;
по запасам питьевой воды– не ограничена ;
по сточно-фановым иподсланевым водам – не ограничена ;
по вместимости резервныхцистерн сточно-фановых и подсланевых вод – 1 ;
8. Автоматизация – в соответствии сПравилами Речного Регистра РСФСР.
Данные теплоходыэксплуатируются в Московском речном пароходстве с 1984 года и пригодны дляперевозки пассажиров по реке Волге на участке Москва-Астрахань. Но в последнеевремя они используются, в основном, для перевозки иностранных туристов на болеекоротких линиях ( Москва – Санктъ-Петербург ) и в качестве гостиниц.
Во время зимнейстоянки судов данного проекта под гостиницы возникают проблемы с имеющейсясистемой отопления. В качестве системы отопления на теплоходе установленаустановка «Honeywell» фирмы «FLAKT, Gmbh» ( Австрия ) осуществляющаяодновременно отопление, вентиляцию и кондиционирование воздуха. Установкаработает с минимальной долей приточного воздуха в 70% летом и осенью(циркуляционный воздух max 30%). Во время переходного периода при наружнойтемпературе в 0оС — +20оС доля приточного воздуха спомощью пневматического регулирования заслонкой устанавливается на 100%. Производительность по воздуху для приборовкондиционирования воздуха была установлена на основании тепловыделения впомещениях; однако для установок приточного воздуха на основании объемапомещений и предписанной кратности воздухообмена. Наружный воздух и смесьнаружного и циркуляционного воздуха всасывается вентилятором кондиционера черезфильтрующую часть, водонагревательную батарею, увлажнительную часть (дляпитьевой воды с норальной температурой) и охлаждающую (осушительную) батарею, аподводится в отдельные помещения через воздухо — распределительный ящик сбатареями дополнительного нагрева и зональные каналы. Тут воздух распределяетсяс помощью потолочных приборов. Приточный воздух частично отсасывается черезкабины санитарных блоков. Остальной воздух поступает через решетки в коридор,где отсасывается соответствующим вентилятором рециркуляционного воздуха (max30%).
Остальноеколичество воздуха выводится наружу с помощью высокого давления.
Для отоплениясанитарных и служебных помещений, а также помещений машинных отделенийпредусмотрена система радиаторного отопления с отопительными панелями.
Для производстватеплой воды предусмотрено два чугунных секционных котла теплой воды. Центральтеплой воды использует получающуюся в котлах теплую воду / +90оС /+70оС / и регулирует циркуляцию теплой воды по отношению к наружнойтемпературе, т.е. в случае изменения наружной температуры от -6оС до+28оС температура циркуляционной теплой воды меняется от +90оСдо +30оС. Это регулирование исполняется с помощью зонда “сензор” ичуствительного элемента “сензор” с наружной компенсацией.Пневматический регулировщик действует на пневматический трехходовой клапан, спомощью которого осуществляется смешивание / регулрование температуры / потокаводы от насоса теплой воды / возврат теплой воды / и потока воды от котельнойустановки.
Водоподогревательнаяустановка служит для производства горячей воды, которая требуется:
1) для бойлеров потребителей
2) для установки кондиционирования воздуха исистемы радиаторного отопления санитарных и служебных помещений.
3) для системы радиаторного отопления машинныхотделений.
В машинномотделении проложен кольцевой трубопровод, обеспечивающий следующую циркуляцию:циркуляционный насос системы отопления – котлы-утилизаторы / включенныепараллельно / — отопительный котел 1 – отопительный котел 2 – циркуляционныйнасос системы отопления. Из этого кольцевого трубопровода все потребителиотбирают необходимое в данном случае количество воды. Снабжение всехпотребителей (см. выше) обеспечивается отдельными циркуляционными насосами. Вслучае остановки всех насосов потребителей циркуляционный насос системыотопления гарантирует достаточную промывку высокопроизводительных котлов.
При постройке суднаи проектировании системы отопления, вентиляции и кондиционирования за основубыли взяты следующие расчетные условия :
Лето : снаружи +28оС -50% относительнойвлажности
внутри +23оС -55% относительнойвлажности
Переходный : снаружи 0оС -80% относительнойвлажности
период внутри +21оС -45% относительнойвлажности
Осень : снаружи -6оС -70% относительнойвлажности
внутри +21оС -45% относительнойвлажности
Допуски всоответствии с санитарными предписаниями п.2.10.82 :
+-2оС для температуры
+-10% для относительной влажности
Для системырадиаторного отопления предусмотрены следующие температуры внутри помещений:
вмашинных отделениях +15оС
впомещении для аккумуляторов, аварийного дизеля,
цехабоцмана, отделении рулевых машин, носового руля,
централипитьевой воды, помещении сбора отходов,
туалетных,прачечной, амбулатории, изолятора и помещении
дляглажения +20оС
впомещениях душевых +25оС
Количество теплотынеобходимое для обеспечения нормальной жизнедеятельности пассажиров и экипажа :
Теплота необх.потребителям для расчетных условий
Помещения с кондиционированием 359.910 ккал/ч Помещения с термовентиляцией 40.020 ккал/ч Помещения с радиаторным отоплением 37.897 ккал/ч Теплота необходимая для бойлеров горячей воды 230.000 ккал/ч ИТОГО необходимое кол-во теплоты : 667.827 ккал/ч
Для производстванеобходимого количества тепла предусмотрены два отопительных котлатеплопроизводительностью 335.000 ккал/ч, а также для утилизации тепла отходящихгазов трех главных двигателей установлены три котла-утилизатора степлопроизводительностью 120.000 ккал/ч каждый при полной нагрузке.
Техническиеданные отопительного котла «Lollar» 35.1 фирмы Buderus с наддувом на жидком топливе :
количествосекций — 13
номинальнаямощность, (ккал/ч) — 335.000
длина котла,(мм) — 970
глубинатопки, (мм) — 860
количествоводы в котле, (л) — 227
к.п.д.котла, (%) — 90
рабочеедавление, (м вод.ст.) — 40
допустимаятемп-ра подающей
линии, (оС) — 110
расходтоплива при 100%
нагрузке, ( кг/ч ) — 72
вескотла :
сухого,( кг ) : — 1800
сводой, ( кг ) : — 3100
форсункажидкого топлива — Weishaupt типа L3ZAC двухступенчатая со
встроенным подогревателем топлива
умягчителькотельной воды — AQUA CLEAR FLUSSING180
Котелоборудован двумя регуляторами температуры воды в котле, одним температурнымреле, термометром подводимой воды котла и термометром выхлопных газов.
Техническиеданные котла-утилизатора :
поверхностьнагрева, (м2) — 15,2
тепловаянагрузка поверхности нагрева, (ккал/ м2) — 7.900
мощностьпри полной нагрузке, (ккал/ч) — 120.000
рабочеедавление (бар) — 2,5
Котел-утилизаторвыполнен в виде газотрубного котла в сварной конструкции
из ст.41КТ.
Ввыхлопном трубопроводе к котлам-утилизаторам вставлены пневматические запорныеклапаны. В зависимости от темпратуры воды в котле-утилизаторе выхлопные газыпроходят через них или направляются в обводный трубопровод. Управлениеклапанами происходит автоматически при помощи термостата в зависимости оттемпературы воды.
*** - Т.к. вданном дипломном проекте рассматривается модернизация системы отопления, тодалее в расчет будут приниматься только условия непосредственно влияющие насистему производства горячей воды.
Всвязи с тем, что вот уже вторую навигацию в зимний период т/х «С.Есенин» используется под гостиницу возникланеобходимость модернизации существующей системы отопления, т.к. из расчетныхусловий видно, что данная система не расчитана для работы в зимний период,когда температура наружного воздуха опускается ниже отметки -25оС, а потому не справляется собогревом помещений.
II. Расчет системы отопления
На основаниисанитарных правил, а также расчетных условий эксплуатации теплоходов проекта№301 ( т/х «Николай Карамзин» ) произведем расчет теплоты необходимой дляобогрева помещений и удовлетворительной работы системы кондиционирования врежиме отопления, используя новые показания температуры наружного воздуха ( а именно — 20оС для зимнего периода ).
Перерасчет длясистемы радиаторного отопления и термовентиляционной установки не требуетсяпоскольку по опыту работы вторую навигацию в зимний период данные системыработают удовлетворительно и имеющегося количества теплоты для этих двух статейвполне достаточно.
Система бойлеровгорячей воды остается неизменной.
***- Для убодства расчетов и выбора автономных и утилизационных котлов,переведем значения теплот в систему «СИ» , т.е. из «ккал/ч» в «кДж/ч» .
Теплота необх. Потребителям для расчетных условий в “кДж/ч”
Помещения с кондиционированием 359.910 ккал/ч 1.511.622 кДж/ч Помещения с термовентиляцией 40.020 ккал/ч 168.084 кДж/ч Помещения с радиаторным отоплением 37.897 ккал/ч 159.167 кДж/ч Теплота необходимая для бойлеров горячей воды 230.000 ккал/ч 966.000 кДж/ч ИТОГО необходимое кол-во теплоты : 667.827 ккал/ч 2.804.873 кДж/чЗа исходную возьмемформулу расчета теплоты для системы кондиционирования:
Q = k F ( tвнутр - tнар ), где
Q – количество теплоты необходимое для обогрева помещений скондиционированием воздуха при разнице внутренней и наружной температур ( tвнутр - tнар ) ;
k– коэффициент теплопроводности материала стен и потолков ( усредненный);
F– площадь обрабатываемых помещений ;
tвнутр<sub/> - температуравоздуха, которую необходимо поддерживать в обрабатываемых
помещениях ;
tнар – температура наружного воздуха ;
Имеющийся расчеттеплоты необходимой для системы кондиционирования:
Q = k F ( tвнутр - tнар )
1.511.622 = k F ( 21 – ( — 6 ) ),отсюда
k F = 52986
Расчет необходимого количества теплоты длянового значения tнар :
Q1 = k F ( tвнутр - tнар1 )
Q1 = 52986 ( 21 – ( -20 ) ) = 2.172.426 кДж/ч
Как видно из расчетаколичество теплоты необходимое для помещений с кондиционированием в зимнийпериод увеличилось на 660.804 кДж/ч, а целом необходимое количество теплотыдля всех потребителей составляет :
Теплота необх. потребителям для новых расчетных условий (- 20оС в зимний период)
Помещения с кондиционированием 2.172.426 кДж/ч Помещения с термовентиляцией 168.084 кДж/ч Помещения с радиаторным отоплением 159.167 кДж/ч Теплота необходимая для бойлеров горячей воды 966.000 кДж/ч ИТОГО необходимое кол-во теплоты : 3.465.677 кДж/чВозможные путирешения стоящей перед нами проблемы :
1. Выбрать и установить новый автономный котел с бо’льшейтеплопроизводительностью .
Цель:увеличить количество теплоты необходимой потребителям.
2. Установить дополнительные котлы-утилизаторы на ДГ.
Цель: использовать теплоту отработанных газов ДГ .
3. Установить дополнительные теплообменники во внутренний контур охлажденияДГ.
Цель: использовать теплотувнутреннего контура системы охлаждения ДГ .
4. Установить в климатцентры электрические ТЭНы.
Цель: получить дополнительную теплоту для обогрева помещений.
5. Полностью перекрыть подачу наружного воздуха.
Цель: производить постоянный дополнительный нагрев рециркуляционного воздуха.
6. Установить на фотоэлементные двери дополнительные тепло-воздушныезавесы.
Цель: исключить попадание холодного наружного воздуха в коридоры и помещения.
7. Установить в обрабатываемых помещениях дополнительныеэлектронагревательные приборы.
Цель: обеспечить дополнительный обогрев в помещениях.
В данном дипломномпроекте будем рассматривать пункты 1 и 2 как самые наиболее эффективные длярешения проблемы.
III. Выбор автономного котла ( поимеющемуся значению необходимого количества теплоты для всех потребителей )
По имеющимся даннымо производительности, габаритах и массе водогрейных котлов отечественногопроизводства единственным целесообразным решением будет установка на теплоходеданного проекта парового котла. Произведем расчет паропроизводительности поданному значению теплопроизводительности :
Dк = Qобщ/ ( iп – iпв) = 3.465.677 / ( 2749 – 640 ) = 1530 кг/ч
где : Dк – полная паропроизводительность ;
Qобщ – полная теплопроизводительность ;
iп – энтальпия влажного насыщенного пара ;
iпв – энтальпия питательной воды ;
По полученномузначению подбираем паровой котел КВ 1,6 / 5
1. Описание и параметры
Паропроизводительность — 1600 кг/ч ;
Давление пара — 0,5 Мпа ;
Температурапитательной воды — 40 оС ;
Температура уходящих газов — 300 оС;
К.П.Д. — 81 % ;
Объемная плотность теплового потока — 1150 кВт / м3;
Объем топки — 1, 17 м3 ;
Площадьпарообразующей поверхности нагрева — 70,7 м3 ;
Количествофорсунок — 1 шт ;
Давлениетоплива перед форсункой — 0,9 Мпа ;
Тип форсунки — паромеханическая ;
Расход топливапри 100% нагрузке — 90 кг/ч ;
Газовоздушноесопротивление котла — 2000 Па ;
Масса котла :
сухого — 6,4 т ;
сводой — 7,5 т ;
Габариты котла: — 1920 х 1530 х 1740 ;
2.Тепловой расчет автономного котла
2.1. Расчетные характеристики рабочей массы дизельного топлива ( исходныеданные
для составленияматериального баланса ).
Состав рабочеймассы :
Ср =86,3 %; Нр = 13,3 %; Np + Op= 0,1 %; Ар = 0,01 %; Wp = 0; Q = 42.700 кДж/кг ;
Объем трехатомныхгазов: VRO2 = 1,866 × Ср / 100 = 1,61 м3 / кг ;
Теоретическинеобходимый объем воздуха: VО=VO2О/ 0,21 = 2, 35 / 0,21 = 11,19 м3/кг ;
VO2О = 1,866 × Ср / 100 + 5,6 × Нр / 100 — Ор / 100 ×rО2 = 2, 35 м3 / кг ;
rО2 = 1,44 кг/ м3 –плотность кислорода ;
Теоретическийобъем азота: VN2О = 0,79 × VО + Nр / 100 ×rN2 = 8, 84 м3 / кг ;
Теоретический объемводяных паров:
VH2OО = 0,0124 ( 9 × Hр + WP + 0,0161 × VO +1,24 Gпр ) = 1,66 м3/ кг ;
Суммарныйтеоретический объем газов: VгО = VRO2 + VN2О + VH2OО = 12,11 м3/ кг ;
Низшая теплота сгорания: QнР = 42.700 кДж / кг ;
2.2. Материальный баланс процесса горения 1 кгтоплива.
Маркатоплива: ДТ марки “Л” по ГОСТ 305-82
Коэффициентизбытка воздуха : a = 1,2 ;
Объемводяных паров ( избыточный при a > 1 ): VH2Oa = 0,0161( a- 1 ) × VO = 0,036 м3 /кг;
Действительныйобъем водяных паров: VH2O = VH2Oa + VH2O0= 1,696 м3 / кг ;
Действительныйсуммарный объем дымовых газов: Vг =Vг0+ ( a — 1 )× V0=14,35 м3/кг;
Объемные долипродуктов сгорания :
углекислогогаза: rRO2 = VRO2 / Vг = 0,112;
водяныхпаров: rH2O = VH2O / Vг = 0,118;
суммарнаядля трехатомных газов: rп = rRO2 + rH2O = 0,23 ;
Давление в топкебез наддува: P = 0,1 МПА ;
Парциальныедавления :
углекислогогаза: PRO2 = P × rRO2 =0,0112 Мпа ;
водяныхпаров: PH2O = P × rH2O =0,0118 Мпа ;
суммарноедля трехатомных газов: Pп = P × rп= 0,023 Мпа ;
2.3. Определениеэнтальпии дымовых газов Iг, кДж/кг, взависимости от их температуры.
Таблица 1
t0C
Iг0, кДж/кг
Iв0, кДж/кг
IH2Oa, кДж/кг
Iг, кДж/кг
100 1671.95 1477.08 5.436 1972.802 200 3377.81 2976.54 10.944 3984.062 300 5133.85 4509.57 16.668 6052.432 400 6940.76 6064.98 22.536 8176.292 500 8791.36 7653.96 28.584 10350.736 600 10680 9287.7 34.812 12572.35 700 12618.87 10955.01 41.292 14851.16 800 14621.66 12644.7 48.06 17198.66 900 16659.07 14334.39 54.864 19580.81 1000 18731.68 16068.84 62.1 22007.55 1100 20810.73 17848.05 69.336 24449.68 1200 22904.47 19627.26 76.716 26906.64 1300 25036.4 21406.47 84.384 29402.08 1400 27222.24 23320.44 92.088 31960.42 1500 29384.34 25054.41 100.044 34495.27 1600 31581.85 26889.57 108.036 37067.8 1700 33794.05 28713.54 116.172 39652.93 1800 36023.39 30537.51 124.488 42255.38 1900 38277.59 32417.43 132.768 44893.84 2000 40516.15 34286.16 141.336 47514.72 2100 42785.09 36166.08 149.796 50168.1 2200 45059.01 38034.81 158.364 52824.34Строимдиаграмму I – t: ( на миллиметровой бумаге прилагается к данномудипломному проекту )
Расчетывелись по формулам :
Теоретическиеэнтальпии дымовых газов Iг0, кДж/кг :
Iг0= VRO2 × (ct)RO2 + VN20× (ct)N2 + VH2O0× (ct)H2O ;
Теоретическиеэнтальпии избыточного воздуха Iв0, кДж/кг :
Iв0= V0× (ct)в ;
Энтальпииводяных паров содержащихся в избыточном воздухе IH2Oa, кДж/кг :
IH2Oa = VH2Oa (ct)в;
Энтальпиидымовых газов в зависимости от температуры Iг, кДж/кг :
Iг = Iг0+ (a — 1 ) × Iв0+ VH2Oa ;
2.4.Предварительный тепловой баланс и определение расхода топлива.
к.п.д. котла : hк = 81%
Тепловые потери :
отхимической неполноты сгорания: q3 = 0,7 % ;
вокружающую среду: q5 = 2,5 % ;
суходящими газами: q2 = 100 — (hк + q3 + q5 ) = 12 % ;
Температура воздуха: tх.в. = 40 0С ;
Количествотеплоты вносимое воздухом в топку: Qх.в. = a × V0× cх.в.× tх.в. = 708,35 кДж/ч ;
Температуры топлива: tт = 40 0С ;
Теплоемкостьтоплива: ст = 2,742 кДж/кг × К ;
Коэффициентсохранения: j = ( 100 — q5 ) / 100 = 0,975
Количество теплоты,вносимое в топку топливом: Qт = ст × tт = 858,34 кДж/кг ;
Энтальпияуходящих газов: Iух = q2 × QнР + Qх.в.+ Qт = 6.690,69 кДж/кг ;
Температурауходящих газов: tух = 300 ОС (из диаграммы I-t ) ;
Полезноетепловыделение в топке: Qв.т. = Qн Р × ( 100 — q2 ) / 100 + Qх.в. + Qт= 43.967,79 кДж/кг ;
Полнаяпаропроизводительность: Dк = 0,44 кг/с ;
Энтальпия влажногонасыщенного пара: iп = 2749 кДж/кг ;
Энтальпияпитательной воды: iпв = 640 кДж/кг ;
Расчетный расходтоплива: В = Dк × (iп — iп.в. ) / Qн Р× hк = 0,025 кг/с ;
Испарительностьтоплива: u = Dк / В = 0,005 кг/с ;
2.5. Определениеосновных элементов топки, характеризующих общую компоновку котла.
Тепловое напряжениетопочного объема: qv =1150 кВт / м2 ;
Объем топки: Vт = В × Qн Р / qv = 0,93 м2 ;
Расчетная длинатопки: Lт = 0,91 м ;
Площадь стенкитопочного фронта: Fт.ф. = Vт / Lт =1,02 м2 ;
Средняя длинапарообразующих труб, освещенных излучением из топки :
пучка:lп = 1,61 м ;
боковогоэкрана: lб.э. = 1,96 м ;
Угловой коэффициентлучевоспринимающих труб: х = хп = хб.э.= 1 ;
Лучевоспринимающаяповерхность нагрева: Нл = Lт × ( lп + lб.э. ) = 3,25 м2 ;
Полная площадьстен, ограничивающих топочный объем: Fст =Нл + 2 × Fт.ф.= 5,29 м2 ;
Степеньэкранирования топки: y = Нл / Fст = 0,614 ;
Эффективная толщинаизлучающего слоя : s = 3,6 × Vт / Fст = 0,632 м ;
2.6. Расчеттеплообмена в топке.
Условныйкоэффициент загрязнения лучевоспринимающей поверхности нагрева:x=0,9;
Произведение: y × x = 0,553 ;
Тепловое напряжениелучевоспринимающей поверхности нагрева:
qл = В × Qв.т. / x × Нл= 369,74 кВТ / м2 ;
Теоретическаятемпература сгорания: tа = 1850<sub/>ОСили Та = 2123 К; ( из диагр. I-t, т.к. Iа = Qв.т. )
Температура газовна выходе из топки: t’ з.т. = 950ОС или Т’з.т.= 1223 К ;
Энтальпия газов навыходе из топки: I’з.т. = 22.134 кДж/кг ;
Коэффициентослабления лучей топочной средой: k = 4,14 ( Мпа × м ) –1 ( изномограммы ) ;
Суммарнаяоптическая толщина продуктов сгорания: kPs = 0,26 при ( P = 0,1 Мпа ) ;
Степень чернотыфакела: аф = 1 – е –kPs = 0,22 ;
Степень чернотытопки: ат = 0,36 ( из номограммы по аф y x ) ;
Расчетнаятемпература газов на выходе из топки: tз.т.= 1030ОС ;
Энтальпия газов навыходе из топки: Iз.т. = 23.986 кДж/кг ;
Количество теплоты,переданной в топке: Qл =(Iа — Iз.т. ) × j =20.494,143 кДж/кг ;
2.7. Расчет теплообмена в пучке парообразующих труб
Строение трубногопучка – шахматный
Наружный диаметртруб: d = 0,029 х 0, 0025 м ;
Число рядов труб: Z2 = 8 ;
Поперечный шаг труб: S1 = 0,04 м ;
Продольный шаг труб: S2 = 0,04 м ;
Число труб в одномряду: Z1 = LT/ S1= 0,91 / 0, 04 = 23 ( округлено до целого ) ;
Средняя расчетнаядлина труб: lп = 1,61 м ( из эскиза ) ;
Коэффициентучитывающий неравномерность омывания: x = 0,85 ;
Расчетнаяповерхность нагрева труб: Hп = П × d × lп × Z1 × Z2 — lп × LT<sub/>= 25,5 м2 ;
Полная поверхностьнагрева пучка: H = П × d × lп × Z1 × Z2 = 26,975 м2;
Площадь сечения дляпрохода газов: F = ( LT — Z1× d ) × lп<sub/>= 0,39 м2;
Эффективная толщинаизлучающего слоя: s = 0,9 × d × ( 4 / П × S1/ d × S2 / d –1)=0.065м ;
Температура газовна выходе из топки: tз.т. = 950 0С ;
Энтальпиягазов на выходе из топки: Iз.т. = 23.986 кДж/кг ;
Температура кипенияводы при рабочем давлении: ts = 151,84 0С ;
Температурагазов на выходе из первого пучка: t’ п =1330ОС ;
Энтальпия на выходеиз первого пучка: I’п = 30.500 кДж/кг ;
Средняя температурагазового потока: t’ г =0,5 × ( tз.т. + t’ п )= 1140 ОС или Т г=1413 К ;
Расчетная средняяскорость газов: w = В × Vг / F × Тг/ 273 = 4,76 м/сек ;
Количествотеплоты, отданное газами: Q’п = (Iз.т. — I’п ) × j = 8.156 кДж/кг ;
Коэффициентзагрязнения: e = 0,039 ( м2×<sup/>К ) / Вт ;
Температуранаружного загрязнения стенки труб: tс.з. = ts + e × Q’п / Нп= 164,3 ОС ;
Поправочныекоэффициенты для определения aк: Сz = 0,96; Cs = 1,05; Cф= 0,98 ;
Коэффициенттеплоотдачи конвекцией: aн = 42,5 Вт / ( м2 ×<sup/>К) ( из номограммы ) ;
Коэффициенттеплоотдачи конвекцией: aк = aн × Сz × Cs × Cф = 41,98 Вт / ( м2 ×<sup/>К) ( расчетный ) ;
Коэффициентослабления лучей трехатомными газами: к = 4,14 1/( МПа × м ) ( из номограммы ) ;
Суммарнаяоптическая толщина продуктов сгорания: кPs = 0.0069 ( при P = 0,1 МПа ) ;
Степень чернотыгазового потока: a = 0,96 (из номограммы ) ;
Коэффициент,определяющий температурный режим: Cг = 0,98( из графика ) ;
Коэффициенттеплоотдачи излучением: aн = 25,1 Вт / ( м2 ×<sup/>К) ( из номограммы ) ;
Коэффициенттеплоотдачи излучением: aл = aн × a × Cг = 23,5 Вт / ( м2 ×<sup/>К) ( расчетный ) ;
Коэффициент теплоотдачиот газов к стенке: a1 = x× aк + aл =59,183 Вт / ( м2 ×<sup/>К ) ;
Коэффициенттеплопередачи: кп = a1 / ( 1+ x × a1) = 15,7 Вт / ( м2 ×<sup/>К ) ;
Разность температуртеплообменивающихся сред: dtб = tз.т. — ts = 798,16 ОС ( бо’льшая);
Разность температуртеплообменивающихся сред: dtм = tп — ts = 1178,16 ОС (ме’ньшая);
Температурный напор: dtп= ( dtб — dtм) / ( 2,3 × lg × dtб/ dtм) = 976,95 ОС ;
Количество теплотывоспринимаемое поверхностью нагрева:
Q”п = кп × Hп ×dtп × (10-3 /В ) = 6.445,87 кДж / кг ;
Расчетноеколичество теплоты переданное в пучке: Qп =7.300,935 кДж / кг ;
Расчетнаятемпература газов за пучком: tп = 1086 ОС;
Энтальпия газов запучком: Iп = 24.940 кДж / кг ( из диаграммыI – t ) ;
2.8. Балланс по паропроизводительности и к.п.д.
Расход топлива: В= 0,025 кг / сек ;
Низшая теплотасгорания топлива: QнР = 42.700кДж / кг ;
Количество теплоты,переданной поверхности нагрева в топке: Qл=20.494,143 кДж/кг;
Количество теплоты,переданной поверхности нагрева в парообразующем пучке:
Qп = 7.300,935 кДж / кг ;
Количество теплоты,переданной поверхности нагрева в сумме :
åQк = Qл + Qп = 27.795,078 кДж / кг ;
Энтальпия влажногонасыщенного пара: iп = 2749 кДж/кг ;
Энтальпияпитательной воды: iпв = 640 кДж/кг ;
Испарительностьтоплива: u = åQк / ( iп - iп.в. ) =16,8 кг / кг ;
Паропроизводительность: Dк = u × В = 0,42 кг / сек ;
К.п.д.: hк = ( åQк / QнР) × 100 = 85 % ;
3.Расчет питательной системы котла и выборцентробежногонасоса
В состав системывходят: питательная цистерна котла, центробежный насос, фильтр очистки отпримесей, датчик температуры, трубопроводы и арматура. Расчет питательнойсистемы сводится к выбору центробежного насоса с оптимальной подачей и напором.Т.к. система работает с подпором, то устройство для вакуумного всасывания ненужно.
Производительностьнасоса: G = ( 2 × Dк ) / 2268 × g = 28,1 м3 / час ;
где : Qобщ = 3.374.400 кДж / кг - теплота передаваемаяпаром ;
g =968 кг / м3 — удельный вес конденсата при температуре ( tп.в. =40 ОС ) ;
2.268кДж / кг – теплота испарения пара низкого давления ;
По расчитаннойпроизводительности выбираем одноступенчатый центробежный насос 2 К-6.
где : «2»– диаметр входного патрубка, уменьшенный в 25 раз ;
«К»– консольный ;
«6»– коэффициент быстроходности, уменьщенный в 10 раз и округленный ;
Техническиехарактеристики :
Подача: V = 30 м3 / час ;
Напор: Н = 34,5 м ;
Скоростьвращения крыльчатки: n = 2900 об/мин ;
К.п.д.: h = 64% ;
Диаметррабочего колеса: d2 = 162 мм ;
Принципиальнаясхема питательной системы отражена на чертеже №3 системы парового снабжения.
4.Принципиальная схема топливной системы котла
Т.к. расход топливаустанавливаемого парового котла увеличивается на 25%, эксплуатация котла идеттолько во время стоянок судна ( в том числе зимней ) и во время маневров, топерерасчет автономности плавания не требуется. Более подробно это отражено врасчете экономической эффективности, где расписана продолжительность работыавтономного котла во время летнего, зимнего и весенне-летнего периода в году, атакже величины ходового и стояночного времени по периодам года.
Также не требуетсяникаких перерасчетов топливной системы начиная от расходной топливной цистерныдо насоса форсунки котла.
/>
5.Средства автоматики котла
Все средстваавтоматического контроля за работой котла идут в заводской комплектации ивключают в себя манометры, реле давления, редукционный клапан, одностороннийпропускной клапан и средства сигнализации при повышении давления.
IV.Расчет системы «пар – вода».
Данная системаслужит для передачи теплоты пара, получаемого в котле, воде, циркулирующей вконтуре горячей воды, и обеспечивающей нужды всех потребителей. Т.к. на суднепроизводится замена водогрейного котла паровым, то чтобы не переделывать всюсистему горячей воды, необходимо установить пароводяные теплообменные аппаратыи, тем самым, осуществить передачу тепла от пара воде. Расчет данной системысводится к определению необходимой поверхности нагрева и выбору соответствующегопароводоподогревателя. Для повышения надежности, экономичности и безотказностисистемы нужно установить два параллельных однотипных пароводоподогревателя содинаковыми техническими характеристиками.
Рассчитать дваосновных подогревателя воды на судне, которые должны подогревать воду вколичестве 56.000 кг / ч от t1 = 40 ОСдо t2 = 90 ОС паром с давлениемР = 0,5 МПа (tн =151,8оС ).
*** — Количествоводы максимально расходуемой потребителями в течение часа выбрано согласносумме производительностей насосов горячей воды :
Насоскамбузного водоподогревателя : 4,5 м3 /час ;
Насосбойлеров горячей мытьевой воды : 18 м3 /час ;
Насосгорячей воды системы кондиционирования : 30 м3 / час ;
Насосрадиаторного отопления МКО : 3 м3 /час ;
Итого : 55,5м3 / час ;
Требуется выбратьтипоразмер пароводяного вертикального подогревателя серии «Промстройпроект».При расчете загрязнение поверхности нагрева учесть понижающим коэффициентом b = 0,8.
Решение: изтеплотехнического справочника видно, что наиболее подходящим являетсятипоразмер № 11 со следующими данными :
Поверхностьнагрева : F = 10,4 м2;
Числоходов : четыре ;
Количествотрубок : n = 172шт. ;
Длинатрубок : l= 1,2 м ;
Полнаядлина подогревателя : L = 1,5 м ;
Расстояниемежду соседними
перегородкамикаракаса : Н = 0,332 м ;
Площадьпроходного сечения по воде : f = 0,0874 м2 ;
1. Температурный напор: dt = (tн — t1 ) — (tн — t2) / ln (tн — t1 ) / (tн — t2) =88,5 оС;
где : tн =151,8 оС — температура влажного насыщенного пара на входе впароводоподогреватель ;
t1 = 40 оС – температура воды на входе в пароводоподогреватель ;
t2 = 90 оС – температура воды на выходе из пароводоподогревателя ;
Расчет производится таким образом, что после отдачи паромопределенного количества теплоты, он конденсируется и поступает в цистернупитательной воды котла.
2. Средняя температура воды: t = tн — dt = 63,3 оС ;
3. Средняя плотность воды ( по приложению 2 ): r = 983,24 кг / м2;
4. Средняя температура стенки: tст =0,5 × ( tн + t) = 107,55 оС ;
5. Критерий Григулля для конденсата ( по приложению 7 ) :
z = А1 × Н × (tн — tст ) = 1572 ;
где : А1 = 107 1/м ×оС ;
6. Коэффициент теплоотдачи от конденсирующегопара при z < 2300 :
aп =А1 / [ Н ×(tн — tст ) ] 0,22 =28.875 кДж / м2 ×ч ×оС ;
где: А3 =12375 ;
7. Скорость теплоотдачи воды : w = G / 3600 × f × r = 0,1 м / сек ;
где: G = 28.000 кг / ч – количество воды проходящеечерез пароводоподогреватель при его работе со 100% загруженностью.
8. Коэффициент теплоотдачи воды ( по приложению 7 ):
aВ = А5× w0,8 / d 0,2= 3.499,5 кДж / м2 ×ч ×оС ;
где: А5 = 2350 ;
d = 0,018 м — диаметр трубок ;
9. Расчетный коэффициент теплопередачи при lлат = 210 кДж / м2 × ч ×оС :
к = b / ( 1 / aп + dлат / lлат + 1 / aВ ) = 2469,45 кДж/ м2 × ч ×оС ;
где: dлат – толщина стенки латунной трубки;
10. Необходимая поверхность нагрева: F = Qобщ / ( к × dt ) = 9,2 м2 ;
Таким образомвыбранный типовой пароводоподогреватель имеет некоторый запас поверхностинагрева, а следовательно абсолютно подходит для установки в систему «пар-вода».
Принципиальнаясхема работы данных подогревателей воды отражена на чертеже №3 системы паровогоснабжения.
Гидравическийрасчет циркуляционной системы горячей воды не производиться, т.к. установкадвух пароводоподогревателей производится вместо двух водогрейных котлов ипотери на трение в трубопроводах изменяются незначительно.
V.Расчет и выбор котла-утилизатора на ДГ.
Необходимопроизвести расчет получаемой теплоты от отработанных газов при работе ДГ на 50%нагрузке ( согласно вахтенному журналу ) :
Q о.г. = 0,5 × Ne × gг× cp× ( t1 – t2 ) × hт , где
0,5– коэффициент учитывающий 50% нагрузку ДГ ;
Ne – эффективная мощность ДГ ( кВт ) ;
gг – удельная масса газов навыходе из ДГ ( 6 – 7 кг/кВт ×ч ) ;
cp – массовая теплоемкость газов ( 1,05 – 1,13 кДж/кг × ч ) ;
t1 – температура газов на входе в УК ( на 10оСниже температуры газов на выходе из ДГ ) ;
t2 – температура газов на выходе из УК ( для водогрейного185 – 215 оС ) ;
hт – коэффициент потеритеплоты в окружающую среду ( 0,95 ) ;
Q о.г. = 0,5 × 330 × 6 × 1,05 ×( 510 – 380 ) × 0,95 =158.195,75 кДж/ч
Исходя изполученного количества теплоты :
1.необходимо выбрать и установить котел-утилизатор на газоходы всех трех ДГ,путем соединения их ( газоходов ) в конструкцию, принципиальная схема которойотражена на чертеже №6 / при этом используется регуляторная пневматическаязаслонка для введения утиль-котла в работу от какого-либо газохода / ;
2.Модернизировать систему радиаторного отопления так, чтобы ее можно былоотключить от общей тепловой централи потребителей горячей воды и замкнуть наконтур котла-утилизатора ДГ. Так как один из ДГ во время зимней стоянки все времяработает, а система радиаторного отопления будет работь от собственногоциркуляционного насоса ( расчет см. ниже ), то данный вариант может бытьиспользован.
1. По полученному значению выбираем водогрейный утилизационный котел маркиКАУ – 4,5 со следующими техническими характеристиками :
Рабочее давление: Р = 0,2 МПа ;
Поверхностьнагрева : Нк = 4,5 м2 ;
Теплопроизводительность: Qк = 170.000 кДж /ч ;
Температураводы на выходе : t = 95 оС ;
Массакотла с водой : 460 кг ;
Габаритыкотла : d = 0,75 м – диаметркотла ;
h = 2,4 м – высота котла ;
2. Для модернизации системы радиаторного отопления нужно произвестигидравлический расчет трубопроводов и по полученному значению напора выбратьнасос горячей воды. Тогда при задействовании утилизационного котла любого издизель-генераторов снабжение горячей водой всех потребителей на суднепроизводится автономным котлом КВ 1,6 / 5, а системы радиаторного отопления (после переключения соответствующих вентелей ) этим утиль-котлом КАУ – 4,5 .
VI.Гидравлический расчет трубопроводов радиаторного отопления.
Принципиальнаясхема переключения трубопроводов отражена на чертеже №5 данного дипломногопроекта.
Гидравлическийрасчет производится для самого дальнего секционного радиатора, чтобы определитьмаксимальные потери в трубопроводах и выбрать центробежный насос ссоответствующим напором. Значение подачи насоса не меняется, т.к. не меняетсядиаметр трубопровода, а изменяется только его длина ( потери на трение ) иувеличиваются местные потери.
Вывод
VII.Определение дополнительной необходимой поверхности теплосъема для использованиятеплоты полученной во вновь устанавливаемом автономном паровом котле.
Варианты:
1. Установить в климатцентры дополнительные теплообменные батареи.
2. Установить дополнительные теплообменные батареи в зональные каналы.
3. Использовать батареи охлаждения в климатцентрах в качестве батарейнагрева.
Из всех возможныхвариантов, самым реальным и целесообразным является вариант 3. Произведемпроверочный расчет :
Теплообменникихолодной и горячей воды в климацентрах имеют совершенно одинаковые техническиехарактеристики, т.е. :
поверхностьтеплосъема : F = 34, 55 м2 ;
коэффициенттеплопередачи : к = 81,3 кДж / м2 × час ×оС ;
Всегово всей системе кондиционирования установлено 7 батарей предварительногонагрева ( БПН ), 22 батареи дополнительного нагрева ( БДН ) и 7 батарейохлаждения ( БО ).
Расчитаем, сколькопередавалось теплоты через БПН ( значения берем до замены котла ) :
Q = к × F × ( t1 – t2 ) =154.490,32 кДж / ч ;
где : t1 = 90оС – температура на входе втеплообменник ;
t2 = 40 оС – температура на выходе изтеплообменника ;
Общееколичество теплоты со всех 7 теплообменников: Q7 =1.081.432,275 кДж / ч ;
Т.к. общееколичество теплоты для системы кондиционирования было: 1.511.622кДж/ч точерез БДН передавалось 430.189,725 кДж / ч ;
Отсюда, можносделать вывод: если при замене автономного котла количество теплотыполучаемой для системы кондиционирования увеличилось на 660.804 кДж/ч, и призадействовании БО в качестве дополнительных теплообменников ( батарейдополнительного нагрева ( БДН )), которые в свою очередь способны передатьчерез себя 1.081.432,275 кДж / ч, то никакого специального расчета тепловогобаланса делать необязательно. Единственное, что нужно сделать этомодернизировать систему трубопроводов горячей и холодной воды в климацентрахтак, чтобы во время навигации БПН и БДН работали в системе горячей воды и БО –в системе холодной воды, а во время зимней стоянки БПН, БДН и БО работали всистеме горячей воды. Принципиальная схема соединения трубопроводов и установкиарматуры отражена в чертеже № 1 данного дипломного проекта.
VIII. Гидравлический расчет системы горячей воды системы кондиционирования
Вывод
IX. Охрана труда.
Кнеблагоприятным факторам в машинном отделении, оказывающим вредное воздействиена персонал, относятся недостаточная освещенность, опасность пораженияэлектрическим током, шум, вибрация и повышенная температура воздуха, а такжеего загазованность.
К основным источникамшума и вибрации на судах относят главные двигатели, дизель-генераторы,движительно-рулевой комплекс систему вентиляции.
Главные двигатели 6VD 18/15 Al-1 имеют форсированный режим работы, аследовательно, высокий уровень шума. Для уменьшения вредного воздействия шумана членов экипажа, обслуживающих СЭУ, на двигателях применяются средствадистанционного управления и комплексной автоматизации. Кроме того, контроль заработой главных и вспомогательных двигателей осуществляется с центральногопоста управления, имеющего специальную звукоизоляцию. Обслуживание и ремонтглавных и вспомогательных двигателей во время работы производится в специальныхнаушниках.
Для снижения уровня шумаи вибрации от главных двигателей, дизель-генераторов и компрессоров,расположенных в машинном отделении, предусмотрена их установка нарезиново-металлические виброизоляторы в районе опорных поверхностей. Средствавиброизоляции и вибропоглощения снижают структурную составляющую шума в смежныхпомещениях. Эти средства обеспечивают снижение уровней звукового давления на20-25 дБ почти во всем диапазоне частот.
Одним из источников шумав машинном отделении является система вентиляции. Средствами снижения шума отэтой системы являются: ограничение скоростей движения воздуха по воздуховодам,установка воздухораспределителей с обтекаемыми кромками, не создающими шума приистечении из них воздуха, установка глушителей шума.
В соответствии с ГОСТ12.0.033-74 опасные факторы классифицируются следующим образом: физические,химические, психофизиологические. Они проявляются при нарушении технологическихпроцессов, неудовлетворительной организации работ, неиспользовании средствиндивидуальной защиты.
В целях устранениявлияния опасных факторов на судах проекта Q-065 предусмотрены различные мероприятия. Сильно нагретыеповерхности ( выхлопные трубы двигателей, котлов, установки инсенератора,выпускные коллекторы дизелей ) защищены теплоизоляцией и специальными экранами.В данном дипломном проекте при замене водогрейного котла на паровой возникаетнеобходимость специального инструктажа машинной команды и повышенного вниманиявахтенного персонала при работе парового котла, его ослуживания и ремонта.Открытые движущиеся части механизмов закрываются кожухами, окрашенными в оранжевыйцвет. Трубопроводы различных систем имеют соответствующую маркировку. Длязащиты персонала, обслуживающего СЭУ, от поражения электрическим токомприменяются защитное заземление, резиновые коврики и средства индивидуальнойзащиты ( диэлектрические перчатки, калоши, специальный инструмент и т.п. ).Помещения с повышенной загазованностью ( инсенераторная ) и содержанием опасныхиспарений ( аккумуляторная, машинное отделение, помещение вакуум.баллона и др.) имеют приточную и вытяжную вентиляцию. Персонал, обслуживающий СЭУ,приступает к выполнению работ в специальной одежде и после соответствующегоинструктажа.
I). Анализ вибрации в кормовой частисудна.
В процессе эксплуатациисудов проекта Q-065 в ходовом режиме со 100%приводной мощностью отмечается повышенная вибрация в кормовой части. Повышениевибрации приводит к повышению шума, созданию эксплуатационных трудностей (например, к самопроизвольному закрытию вентиляционного “грибка”системы вентиляции румпельного помещения ), появляется опасность снижения прочностисварных соединений набора корпуса и обшивки. Повышенная вибрация ( связанный сней шум ) оказывают вредное влияние на здоровье людей, работающих в помещенияхкормовой части судна и на палубе. Кроме того, необходимо учитывать, что современем вибрация, как правило, возрастает. В связи с выше сказаннымпредставляется целесообразным разработать меры по снижению вибрации в кормовойчасти судов проекта Q-065. Так как завремя эксплуатации судов данного проекта в Московском Речном пароходстве замерывибрации не проводились, мы вынуждены использовать замеры, сделанныесудостроительной верфью «Корнойбург» ( Австрия ) во время испытаний головногосудна «Сергей Есенин». Испытания проводились 11.01.84г. в водохранилищеАльтенверт-Кремс в соответствии с программой верфи. Анализ результатов замероввибрации показывает, что полученные параметры соответствуют, в основном,результатам предварительного расчета требованиям санитарных правил для речных иозерных судов СССР и Правилам Речного Регистра РСФСР. Однако, имеютсяисключения. Первым исключением является точка замера 7 ( см. Отчет по замерамт/х «Сергей Есенин» ) – ресторан, расположенный в кормовой части судна. Замерна одном из столов показал, что в диапозоне частот 16 – 32 Гц было отмеченопревышение уровня виброскорости на 6 дБ. Это на 7,8% больше максимальногоуровня виброскорости, установленного Санитарными правилами и равного длядиапозонов частот 16 и 32 Гц 78 и 77 дБ соответственно. Вторым исключениемявляется точка замера 14 – музыкальный салон, расположенный в носовой частисудна на шлюпочной палубе. Замер на одном из кресел показал превышение уровнявиброскорости, допускаемого Санитарными правилами, на 3 дБ в диапозоне частот 4Гц. Замеры в наиболее неблагоприятной точке 1, находящейся в районе гребноговинта показали уровень виброскорости 84 дБ, что соответствует ускорению 4,76 м/ с2. Для пассажирских судов 1 группы максимально допускаемоеускорение общей вибрации 1 м / с2. Из приведенного анализа видно,что вибрация в кормовой части судов проекта Q-065 превышает допустимые параметры. Параметры вибрациинепосредственно зависят от массы и геометрических размеров вибрирующих тел,т.е. F = f (m; ri ),где: m – масса тела; ri – радиусинерции тела. В связи с этим существуют следующие пути снижения вибрации :
1) Увеличениемассовых показателей вибрирующих тел ;
2) Уменьшениегеометрических размеров ;
Конкретно для судов проекта Q-065 могут быть предложены следующиеспособы уменьшения вибрации в кормовой части :
1. Цементная заливка шп.5-10 в районевалопровода среднего главного двигателя и заливка шп.7-12 в районевалопроводов правого и левого главных двигателей. Это позволит увеличить массукормовой части судна, что снизит вибрацию. Кроме того, это будет влиять науменьшение дифферента на нос, имеющего место у судов рассматриваемого проектапри полном заполнении топливных цистерн и цистерн неподготовленной питьевойводы. Однако это предложение имеет определенные недостатки. Например, врезультате вибрации, ударов корпуса судна о причальные стенки во времяшвартовки, шлюзования и т.п. может произойти отслоение цемента от днища судна.Скапливающийся в образованном пространстве конденсат будет способствоватьобразованию коррозии корпуса.
2. Установка дополнительных пиллерсов врумпельном помещении ( ахтерпике ). Эта мера также позволит снизить вибрацию вкормовой части судна за счет увеличения массы вибрирующих тел ( в результатедополнительной связи днища судна с палубным настилом ) и изменения ихгеометрических размеров. Количество дополнительно устанавливаемых пиллерсовзависит от наличия свободного места в румпельном помещении.
3. Установка кормовых бракет впродольной плоскости судна вдоль осей валопроводов в районе кормовыхкронштейнов винтов. Эта мера позволит уменьщить консольную часть валопроводовна 750 мм, что, в свою очередь, снизит амплитуду колебаний.
В связи с вышесказаннымпредлагается установить один дополнительный пиллерс в румпельном помещении навтором шпангоуте с левого борта и кормовые бракеты вдоль трех валопроводов. Вчертеже №4 данного дипломного проекта графически отражены предлагаемые способыборьбы с вибрацией.
II). Расчет освещения помещения главныхдвигателей :
Исходные данные :
длинапомещения А=7,7 ( м )
ширинапомещения В=13,4 ( м )
высотапомещения Н=3,2 ( м )
напряжениеU=220 ( В )
Для освещения применяютсялюминисцентные лампы ЛД-40 ( N=40Вт,Ен=500лк )
Расчет :
1. Расчетная высотапомещения
h = H — ( hc+ hp ) = 3,2– 0,5 = 2,7 ( м ) , где
hc– свес лампы, ( м ) ;
hp= 0 – высота рабочейповерхности от палубы, ( м ) ;
H = 3,2 – высота помещения, ( м ) ;
2. Показательпомещения
I = ( A × B ) / ( h × ( A + B )) = 1,8
3. Световой потокодной лампы
F = 1980 ( лм ) – по таблице .
4. Необходимоеколичество ламп в помещении :
n = ( k3 × z × Ен ×<sub/>S ) / ( F × Kn ) = 7 ( шт. ) , где
Ен=500лк — рекомендуемаяосвещенность помещения ;
S = A × B — площадь помещения, ( м2 );
k3 =1,5 - коэффициент запаса ;
z = 1,1 - коэффициент неравномерности ;
Kn - коэффициент использованиясветового потока ;
Kn = 0,54 при i = 1,8;
rn = 30% — коэффициент отраженияпотолка;
rст = 70% — коэффициент отражения стен ;
X. Охрана окружающей среды
Теплоходы проекта Q-065, как источники загрязнения окружающей среды, могут бытьрассмотрены в двух аспектах. Во-первых, в результатепроизводственно-хозяйственной деятельности возможно попадание за борт бытовыхсточно-фановых вод, твердых отходов, топлива, смазки, подсланевых вод.Во-вторых, загрязнение окружающей среды возможно в результате выброса ватмосферу отработанных газов двигателей и установки инсенератора.
Предупреждениезагрязнения первого вида осуществляется следующими мерами :
1. Бункеровка судна топливом и масломпроизводится закрытым способом. Отдача отработанного масла, подсланевых вод,сточно-фановых вод на специальные суда или береговые устройства осуществляетсятакже закрытым способом. Во избежание попадания утечек при приемке и выдаченаливные втулки всех вышеуказанных трубопроводов выведены в один ящик,соединенный трубопроводом с цистерной масляного шлама.
2. Накопление бытовых сточных вод насудне производится в специальные сточные цистерны емкостью 15,21 м3,15,74 м3, 18,25 м3 и 9,13 м3. Кроме нихимеется фекальная цистерна емкостью 2 м3 и соединяемая принеобходимости с цистерной сточных вод. Это позволяет обеспечить автономность повместимости резервных сточно-фановых цистерн 1 сутки. Если нет возможностисдать сточно-фановые воды на специализированные суда или береговые устройства,то для их переработки используется станция очистки сточно-фановых вод «Нептуматик».В результате переработки очищенная и обеззараженная вода сливается за борт, ашлам поступает в установку для сжигания отходов или в шламовую цистерну, откудаможет сдаваться на специализированные суда или береговые устройства. Выпускнойтрубопровод перекрывается клинкетом, который, в свою очередь, опечатываетсяпломбой.
3. Утечное топливо от главных ивспомогательных двигателей собирается в сточные топливные цистерны вместимостью2 х 0,4 м3. Собранное в этих цистернах топливо послесоответствующей очистки может быть возвращено в запасную топливную цистерну.
4. Отработанное смазочное маслособирается в специально предназначенную для этого цистерну отработанного масла.Вместимость цистерны – 2 м3. По мере накопления отработанное маслосдается на теплоходы типа «ОС». Цистерна отработанного масла и сточныетопливные цистерны расположены в подсланевом пространстве машинного отделения иимеют датчики сигнализации максимального уровня.
5. Подсланевые воды закачиваютсянасосами осушения в специальную цистерну емкостью 3,5 м3,расположенную в подсланевом пространстве отделения вспомогательных двигателей.Имеется сигнализация предупреждения о максимальном уровне в цистернеподсланевых вод. По мере накопления подсланевых вод они могут сдаваться натеплоходы «ОС» или поступать на переработку в сепаратор подсланевых вод «Фрам».Сепаратор работает в ручном или автоматическом режиме. Члены команды,обслуживающие СЭУ должны соблюдать постоянный контроль за состоянием уплотненийгребного вала и валов насосов, расположенных в машинном отделении в целяхуменьшения накопления подсланевых вод. Во избежание откачки их за борт выходныеклинкеты должны быть закрыты и опломбированы.
6. Для сбора сухого мусора на суднеимеются бачки, на которых должны быть нанесены надписи «Сухой мусор» и «Пищевыеотходы».
Вместимость бачков длясухого мусора :
V б.с.м. = q × А × П = 4,7 ( м3 ), где
q = 0,02 ( м3 / чел. сут ) –норма наполнения сухого мусора ;
А = 235 чел. –количество пассажиров и членов экипажа на судне ;
П = 1 сут. –периодичность сдачи сухого мусора ;
Для твердых пищевыхотходов должна быть предусмотрена емкость, в которой до очередной сдачи отходовмогло бы содержаться следующее количество твердых отходов:
G п.о. = q × А × П = 70,5 ( кг ), где
q = 0,03 ( кг / чел. сут ) – норма накоплениятвердых пищевых отходов ;
Кромесдачи сухого мусора на специализированные теплоходы предусмотрено его сжиганиев установке инсенератора. Бо’льшаячасть твердых пищевых отходов может быть переработана в специальной установке,имеющейся на теплоходе. В результате переработки прессованные пищевые отходыпоступают в установку для сжигания отходов, а оставшаяся жидкость сливается всточную цистерну.
Сдача на суда «ОС»сточных вод, отработанного масла, подсланевых вод, сухого мусора и твердыхпищевых отходов должна фиксироваться в специальном журнале. В целяхпредупреждения попадания сухого мусора и пищевых отходов за борт по винетуристов и команды на палубах установлены урны, а шпигаты снабжены специальнымирешетками.
Во времяпереработки сточно-фановых вод станцией «Нептуматик» возможно попадание за бортнекоторого количества хлора, а во время переработки подсланевых вод сепаратором«Фрам» – допускаемого количества масла. Поэтому необходимо вести строгийконтроль за работой указанных установок, а подсланевые и сточно-фановые воды повозможности сдавать на специализированные суда типа «ОС» или ьереговыеустройства.
Вторым видомзагрязнения окружающей среды при работе теплохода является загрязнениеатмосферного воздуха отработанными газами главных и вспомогательных двигателей,котлов и установки для сжигания отходов. В 1980 году утвержден, а с 1981 годавведен в действие Закон СССР «Об охране атмосферного воздуха», согласнокоторому предприятия, учреждения и организации, деятельность которых связана свыбросами загрязняющих веществ в атмосферу, обязаны проводитьорганизационно-хозяйственные, технические и иные мероприятия для обеспечениявыполнения условий и требований, предусмотренных в разрешениях на выбросзагрязняющих веществ ( статья 10 ).
На судах проекта Q-065 в ходовом режиме предусмотренподогрев воды утилизационными котлами на ходовом режиме, вместо водогрейныхкотлов, что приводит к экономии топлива, увеличению к.п.д. СЭУ, а,следовательно, к снижению количества вредных газов, выбрасываемых в атмосферу.Сокращение выброса отработанных газов установки инсенератора можно достичследующими мерами :
1. Сдачей сухогомусора, пищевых отходов, сточно-фановых вод и продуктов сепарации топлива наспециализированные теплоходы типа «ОС» или береговые установки.
2. Если нетвозможности сдать вышеперечисленные отходы на теплоходы «ОС» или береговыеустройства, то следует одновременно сжигать сухой мусор, продукты сепарациитоплива и, например, пресованные пищевые отходы ( т.е. горючие материалы вместес негорючими ), таким образом уменьшая количество топлива, необходимого длясжигания отходов.
Таким образом, в результатевыполнения предложенных выше мер выброс вредных веществ за борт и в атмосферусущественно сократится, что соответствует требованиям статьи 10 Закона СССР «Обохране атмосферного воздуха», а именно той ее части, где сказано: «… приниматьмеры по снижению выбросов загрязняющих веществ».
XI. Гражданская оборона
Мероприятия, повышающиеустойчивость работы объекта в чрезвычайных ситуациях :
Чрезвычайными ситуациями ( ЧС )принято называть обстоятельства, возникшие в результате стихийных бедствий,производственных аварий и катастроф, диверсий или факторов конфликтногохарактера, которые оказывают отрицательное воздействие на жизнедеятельность,экономику или природную среду. Обеспечение устойчивости работы объектовнародного хозяйства в условиях ЧС мирного и военного времени является одной изосновных задач ГО. На объектах водного транспорта проводятся все мероприятиягражданской обороны :
- защита рабочих,служащих и населения ;
- обеспечениеустойчивой работы объекта в ЧС ;
- спасательные идругие неотложные работы в очагах поражения, районах стихийных бедствий, аварийи катастроф, а также разрабатывается план ГО объекта, создаются службы и формирования,проводятся обучения по ГО.
Устойчивость работы объектапредставляет собой способность его в ЧС выволнить свои функции в соответствии спредназначением, выпускать запланированную продукцию, а в случае аварии –восстанавливать производство в минимально короткие сроки.
В данном проекте рассматриваетсяобъект :
- грузовой причалМСРП и его элементы ;
- судно проекта Q-065 ;
- защитныесооружения, противорадиационное укрытие ( ПРУ ) с Косл = 90 натерритории ;
- убежище отдельностоящее, с защитой по ударной волне на 3 кгс/см2 с Косл =1000 на 250 чел ;
Защитные свойства объектахарактеризуются следующими данными :
Элементы обекта СудноЗащитные сооружения
3,0 (250) 0,5 (50)
Производственное зданиеРассчитаны на dPф ( кгс/см2 )
0.3 3.0, 0.5 0.2 Степень огнестойкости III I несгораемый II несгораемый Категория пожароопасности «B»«Г» трудносгораемый
«Д» несгораемая
«В» имеют сгораемые материалыКосл
4 1000, 2000 7В работе рассматривается оценкахимической обстановки и мероприятия по защите рабочих, служащих и населения наобъекте – причал Северного порта при аварии с выбросом СДЯВ на одном изхимически опасных объектов города.
Оценка химической обстановки :
В результате аварии на причалепровизионных холодильников в 0,5 км от объекта произошла утечка 50 тоннаммиака, при испарении которого образуется облако загрязненного воздуха.Определить параметры зоны заражения и возможные потери среди персонала объектапри следующих данных :
- метеоусловия –изотермия, tвозд = 20ОС ;
- скорость ветра –2 м/с, ветер устойчивый в сторону объекта ;
- емкостьнеобвалованная ;
- численность 150человек ;
Оценка обстановки :
1. Глубина зоны заражения парами аммиакав поражающей концентрации определяется :
Г = Гт × Кв / Кс = 2,1 × 0,55 / 1,3 = 0,88 км ;
2. Скорость переноса облака аммиакаопределяем по таблице 4 для изотермии Г<10км и V=3м/с
W = 4,5 м/с
3. Время подхода облака к объекту :
t = R / W = 500 / 4,5 =111с или 1,85 мин
4. Время поражающего действия СДЯВ равновремени испарения ( tпор = tисп ) и определяется по таблице 5: для хлора с учетомпоправочного коэффициента для V = 3м/с :
tисп = 1 × 0,55 = 0,55 часа ;
5. Ширина зоны заражения при изотермии :
Ш = Кз ×Г = 0,15 × 0,88 = 0,132 кмВ пределах объекта ширину очагапоражения можно считать равной этой величине, более того, на данный моментвремени границы ОХП может определить штаб ГО ОМХ по генплану с учетомнаправления ветра.
6. Общая площадь зоны химическогозаражения :
Sз = 0,5 × Г × Ш = 0,5 × 0,88 × 0,132 = 0,05 км2
7. Вероятные потери личного состава,находящегося в зданиях цехов и использующих средства индивидуальной защиты (80% ) согласно таблицы 6 составляют 15%; выход из строя от поражающихконцентраций аммиака составит 150 × 0,15 = 23 человека.
Схема зоны химического заражения:
/>
Погода в приземном слое воздухана 7-00 15 июня :
ветер северный со скоростью 3 м/с,облачность 8 баллов, температура воздуха +20ОС
температура почвы +18ОС,изотермия.
Sз – площадь зоны химическогозаражения ;
Г – глубина зоны заражения ;
Ш – ширина зоны заражения ;
So, S’o – площади очагов химическогопоражения ;
Основные свойства аммиака.
Таблица 7Наиме-нование Плот-ность Темпе-ратура Токсические свойства Защита г/куб.см Кипения Концентрация, мг / л Токсидозы, мг × мин / л Противога СДЯВ Поража-ющие Смертель-ные ПДК Поража-ющие Смертель-ные зами марки ? АММИАК 0,68 -33,4 0,2 7 0,02 15 120 КДМероприятия по защите рабочих,служащих и населения и повышению устойчивости работы объекта при аварии свыбросом СДЯВ :
Основными мероприятиями по защите отСДЯВ являются: оповещение работающей смены и проживающего вблизи населения,использование средств индивидуальной защиты, организация спасательных работ иоказание медицинской помощи пострадавшим, локализация и ликвидация очагапоражения. При авариях с выбросом СДЯВ на химически опасном объекте города наобъекте водного транспорта проводятся следующие мероприятия :
- оповещение и сборруководящего и командного состава ;
- оповещениесотрудников, рабочих и служащих попавших в зону заражения ;
- вызов сил дляликвидации последствий ( при пожаре «01» ) ;
- доклад в штаб ГОрайона и вышестоящую организацию ;
- выявление, оценкаобстановки, принятие решений на ликвидацию последствий ;
- постановка задачоперативной группе, руководящему и командному составу ;
- организацияразведки, наблюдения, дозиметрического и химического контроля ;
- проведениебезаварийной остановки объекта ;
- вывод людей изочага поражения ( опасных зон ) ;
- осуществление мерпо снижению возможного воздействия паров СДЯВ ;
- организацияликвидации последствий аварии ( тушение пожара, спасение материальных ценностей) ;
- проведениеспасательных работ в очаге поражения ;
- оказание первоймедицинской помощи пострадавшим ;
- отправление людейиз очага на медосмотр ;
- организацияподдержания общественного порядка и охраны объекта ;
- организацияжизнеобеспечения ( водотеплоэнергоснабжения, питания, размещениеэвакуированных, санитарной обработки ) ;
- взаимодействие срайонной чрезвычайной комиссией, силами выделенными для оказания помощи соседям;
- представлениядонесения (информации ) в штаб гражданской обороны района, вышестоящуюорганизацию ;
При обучении рабочих, служащих инаселения по ГО, главное внимание обращается действиям по сигналу «ВниманиеВСЕМ !», по которому необходимо включить радио, телевизор, прослушать сообщениеи указания штаба ГО и принять рекомендуемые меры защиты в ЧС с использованиемсредств защиты.
XII. Технологический раздел
Расчет режимов обработки фланцатрубопроводов системы отопления.
Сверление внутреннего диаметра.Все расчеты выполняются согласно источника [21] спискалитературы :
1. Глубина резания при сверлении: t = 0,5 × D = 0,5 ×16 = 8 мм ;
где: D = 16 мм – диаметр инструмента ;
2. Максимально допустимая подача: S = 0,35 мм / об ;
Выбираем из таблицы 16 дляматериала dв <= 80 Мпа ;
3. Расчет скорости резания: V = Сv × Dq × Kv / Tm× tx × Sy = 9,8 × 16 0,4 / 45 0,2× 0,35 0,5 = 44,6 м/мин ;
где : Сv, q, m, x, y – постоянные принимаемые согласнотаблицы 18 ;
Т – периодстойкости инструмента, согласно таблицы 18 ;
Kv = Km× Ku × Kl = 1,0 × 1,0 × 1,0 = 1,0 ;
где : Km – поправкана качество обработки материала, согласно таблицы 19 ;
Ku– поправка на качество инструментального материала, согласно таблицы 20 ;
Kl– коэффициент глубины просверливаемого отверстия, согласно таблицы 21 ;
4. Крутящий момент при сверлении: M=10 ×Сm ×DE ×Sy ×Kp=10×0,035×1,6 2.0×0,35 0.8 ×1,0 = 96,7 Н м ;
где : Kр –поправочный коэффициент ;
Согласно данным таблиц 22, 23, 24выбираются значения Сm, Е, y ;
5. Мощность резания: N = M × n / 9750 = 96,7 × 178 / 9750 = 1,8 кВт ;
где: n = 1000 × V / П × D = 1000 × 44,6/ 3,14 × 16 = 178 об/мин – частота вращениядетали ;
Черновое растачивание.
1. Выбор глубины резания: t = 2,5 мм ;
2. Выбор подачи: S = 0,15 мм / об — согласно таблицы 5 ;
3. Расчет скорости резания :
V = Сv × Kn × Kj × Kd × Kф / Tm × tx × Sy = 420× 1× 1× 1× 1 / 120 0.2 × 2,5 0.15 × 0,15 0.2 = 173 м/мин ;
где : Сv – коэфф. зависящий отсвойств обрабатываемого материала и твердого сплава ;
Kn– коэфф. зависящий от состояния обрабатываемой поверхности ;
Kj — коэфф. зависящий отглавного угла в плане 45О ;
Kd — коэфф. зависящий откритерия затупления резца ;
Kф– коэфф. зависящий от формы передней поверхности резца ;
m,x, y – показателистепени, выбираются согласно табл.8 для
инструмента Т15К6 ;
Т – стойкостьинструмента ;
4. Число оборотов шпинделя: n = 1000 × V / П × D =1000× 173 / 3,14 × 16 =2630 об/мин ;
где : D – диаметр обрабатываемой поверхности;
5. Расчет силы резания и мощностирезания при точении :
Тангенциальная составляющая силырезания :
Pz = 10 × Сp × tx × Sy× Vm × Kmp × Kgp × Kdp<sub/>× Krp × Kvp = = 10 × 300 × 2,51.0 × 0,15 0.75× 173 -0.15 × 0,99 × 1,05 × 1 × 1 × 1 = 1090Н ;где : Сp, x, y, m – принимаются согласно таблицы 13 ;
Согласно таблицы 14принимаются :
Kgp – поправочныйкоэффициент, учитывающий передний угол ;
Krp – поправочный коэффициент, учитывающий радиус при вершине, при
r = 1 мм ;
Kdp<sub/>- поправочный коэффициент, учитывающий износ на задней кромке ;
Kvp – поправочный коэффициент, учитывающий главный угол в плане ;
Kmp – поправочный коэффициент, принимается согласно таблицы 15 ;
6. Мощность потребляемая при резании: N = Pz ×V / 1020 × 60 = 1090 × 173 / 1020 × 60 = 3,1 кВт ;
Чистовое растачивание.
1. Выбор глубины резания: t = 0,5 мм ;
2. Выбор подачи: S = 0,5 мм / об — согласно таблицы 5 ;
3. Расчет скоростирезания: Сv× Kn / Tm× ty × Sx = 350 / 1200.2 × 0,5 0.15 × 0,5 0.35 = 190 м / мин ;
4. Расчет частоты вращенияшпинделя: n = 1000 × V / П× D = 1000 × 190 / 3,14 ×21 = 2750 об / мин ;
где : D – диаметр обрабатываемой поверхности;
5. Расчет тангенциальной составляющейсилы резания :
Pz = 10 × Сp × tx × Sy× Vm × Kmp × Kgp × Kdp<sub/>× Krp = = 10 × 300 × 0,51.0 × 0,5 0.75× 190 -0.15 × 1,0 × 1,0 × 1,05 × 0,99 =283 Н ;6. Расчет потребной мощности: N = Pz ×V / 1020 × 60 = 283 × 190 / 1020 × 60 = 0,62 кВт;
Черновое точение окружной поверхности:
1. Выбор глубины резания: t = 3 мм ;
2. Выбор подачи: S = 0,4 мм / об — согласно таблице 4;
3. Расчет скорости резания :
V = Сv × Kn × Kj × Kd × Kф / Tm × tx × Sy = 350 × 1 × 1,06 × 0,99 × 1,05 / 120 0.2× 3 1.0 × 0,4 0.35 = 190 м / мин ;
4. Частота вращения шпинделя: n = 1000 × V / П× D =1000× 190 / 3,14×27 =2240 об/мин ;
где : D – диаметр обрабатываемой поверхности;
5. Значение тангенциальной составляющейсилы резания :
Pz = 10 × Сp × tx × Sy× Vm × Kmp × Kgp × Kdp<sub/>× Krp = = 10 × 300 × 3 1.0× 0,4 0.75 × 190 -0.15 × 1,0 × 1,06 × 0,99 × 1,05 × 1,0 =1570 Н ;6. Расчет потребной мощности: N = Pz ×V / 1020 × 60 = 1570× 190 / 1020× 60 =4,87кВт ;
Чистовое точение наружнойповерхности.
1. Выбор глубины резания: t = 0,5 мм ;
2. Выбор подачи: S = 0,5 мм / об — согласно таблице 6;
3. Расчет скорости резания :
V = Сv× Kn× Kj× Kd× Kф / Tm× tx × Sy = 350× 1,12× 0,85× 1× 1 / 120 0.2× 0,5 0.15× 0,5 0.35 =180м/мин ;
4. Частота вращения шпинделя: n =1000× V / П× D = 1000 × 180 / 3,14 ×26 = 2215 об/мин ;
где : D – диаметр обрабатываемой поверхности;
5. Значение тангенциальной составляющейсилы резания :
Pz = 10 × Сp × tx × Sy× Vm × Kmp × Kgp × Kdp<sub/>× Krp = = 10 × 300 × 0,5 1.0× 0,5 0.75 × 180 -0.15 × 1 × 1 × 0,99 × 1,05 = 283 Н ;6. Расчет потребной мощности: N = Pz ×V / 1020 × 60 = 283 × 180 / 1020 × 60 = 6,25 кВт ;
XIII. Расчетэкономической эффективности от использования котла-утилизатора в качестве источникатеплоты для части потребителей.
Основнымположительным фактором применения утилизационного котла, стоящего на газоходахДГ на судне является экономия топлива за счет работы автономного паровогокотлоагрегата при неполной нагрузке. При этом экономический эффект различен взависимости от времени года. Поэтому сначала вычислим продолжительностьлетнего, зимнего и весенне-осеннего периода в году :
tлет.= 3.5 ×24 × 30 = 2520 часов ;
tзим.= 4 × 24 × 30 = 2880 часов ;
tв.о.= 4.5 ×24 × 30 = 3240 часов ;
Исходяиз того, что утилизационный котел работает только на стоянке судна, астояночный режим составляет во время навигации 30% от эксплуатационного временисудна, а во время зимнего отстоя 100% вычисляем величины стояночного времени попериодам года :
tлет.ст.= 0.3 × tлет.= 756 часов ;
tзим.ст. =1 × tзим. = 2880 часов ;
tв.о.ст. =0.3 × tв.о.= 972 часов ;
Время работыутиль-котла в сутки разнится по временам года, в зависимости от температурынаружного воздуха. Так летом котел работает 3 часа в сутки, зимой 12 часов, авесной-осенью – 6 часов в сутки.
Вычисляемвремя работы утилизационного котла по сезонам :
tлет.<sub/>= 0.125 × tлет.ст.=94.5 часов ;
tзим.<sub/>= 0.5 × tзим.ст.=1440 часов ;
tв.о.<sub/>= 0.25 × tв.о.ст.=243 часов ;
Время работыутилизационного котла за год равно :
t<sub/>= tлет.<sub/>+ tзим.<sub/>+ tв.о.<sub/>= 1778 часов ;
Произведем расчетпотребления топлива автономным котлом при работе на неполной нагрузке, т.е.когда он выдает теплоты — 3.306.510 кДж / час ( за вычитом 159.167 кДж/час –теплоты, производство которой возьмет на себя утиль-котел ) , зная, что при100% нагрузке паровой котел производит 3.465.677 кДж / час теплоты и расходуетпри этом топлива — 90 кг / час.
90кг/ч - 3.465.677 кДж/час
Хкг/ч - 3.306.510 кДж/час
Отсюда : Х =82 кг / час ;
Значит призадействовании утиль-котла получается чистая экономия 8 кг топлива в час. Тогдаэкономия топлива за год за счет использования котла-утилизатора составит:
G = t × Bак = 1778 × 8 = 14.224 кг, т.е. фактически 14 тонн ;
где: Bак – количествотоплива, которое экономится каждый час ;
В денежномвыражении в ценах IV квартала 1989 года это равно :
Э = G × Цт = 14.224 × 136 = 1.934,46 рублей ;
где: × Цт– стоимость топлива в ценах IV квартала 1989 года ;
Капитальныевложения определяются приобретением и монтажом утилизационного котла.Транспортировка не предусматривается ввиду изготовления котла на судоремонтномзаводе. Договорная цена утиль-котла: Ку.к. = 993,80 рублей ;
Монтаж котла насудоремонтном заводе: Смон = 248, 25 рублей ;
Общие капитальныевложения: К = Ку.к. + Смон = 1.242,05 рублей ;
Отрицательнымфактором являются эксплуатационные затраты по утилизационному котлу, которыеопределяются по составляющим :
а) Аммортизационныеотчисления: Самм = Ку.к. × Намм / 100 = 28,82 рубля ;
б) Отчисления натекущий ремонт: Ср = Ку.к. × Нр / 100 = 29,81 рубль ;
в) Отчисления насодержание машинной команды :
См.к. = Сср. × tр × tг ×Кмг × z × nу.к.× Nу.к. = 163,78 рублей ;
где : Намм= 2,9 – **********************************************************
Нр= 3 –*************************************************
Сср.= 0,8 –**********************************************
tр = 2,2–***************************************************
tг = 1932–*********************************************
Кмг =1 –
z = 1 –
nу.к. = 1,5 –
Nу.к. = 330–******************************************
Суммарныеотрицательные составляющие :
С = Самм + Ср + См.к. =28,82 + 29,81 + 163,78 = 222,41 рубль ;
Сопоставимположительные и отрицательные составляющие экономического анализа :
1.934,46 рублей > 222,41 рубль;
Приведенные расчетыпоказывают, что положительные составляющие в 8,6 раз превышают отрицательные икак факт показывают преимущество применения итилизационного-котла на данномпроекте судна.
Годовой экономическийэффект от внедрения нового оборудования :
Эг = Э – С – Ен × К = 1.563 рублей ;
Срок окупаемостиустанавливаемого утиль-котла: tок = К / Эг= 0,79 года ;
или
tок= 9,5 месяцев;
Произведемперерасчет полученных результатов в цены на I квартал1997 года. Для этого будем использовать коэффициент 7.000 :
Э = 1.934,46 × 7.000 =13.541.220 рублей ;
К = 1.242,05 × 7.000 =8.694.350 рублей ;
С = 222,41 × 7.000 =1.556.870 рублей ;
Эг =1.563 ×7.000 = 10.941.000 рублей ;
В заключение извышеприведенного можно сделать вывод об экономических выгодах установки насудне данного проекта утилизационного котла марки КАУ – 4,5, которые позволяютполучить немалый экономический эффект.
Заключение и выводы
Рассмотренные в дипломном проектемодернизационные мероприятия могут быть произведены в объеме среднего ремонтасилами судоремонтного завода. Предлагаемая замена автономного котла не повлечетза собой какого-либо существенного изменения в планировке машинных ипроизводственных помещениях судна. Проведенный анализ показал, что применениена судне парового котла является более эффективным, так как обеспечиваетсяудовлетворительное снабжение всех потребителей горячей водой независимо отпогодных условий и времени года. Установка утилизационного котла позволяетсущественно снизить расходы на эксплуатацию судна и повысить к.п.д. СЭУ настояночном режиме. Предложенный способ снижения вибрации относительно несложен, но может быть выполнен на слипе, что связано с установкой кормовыхбракет в подводной части корпуса. Обслуживание вводимых модернизационныхмероприятий не требует более высокой квалификации обслуживающего персонала,рабочих ремонтных предприятий, значительных пуско-наладочных работ и сложнойналадки, позволяет получить существенную экономию дизельного топлива. Годовойэкономический эффект от установки утилизационного котла составит 10.941.000 рублей.
Список используемой литературы
1. Чиняев И.А. «Судовые системы», Москва, «Транспорт», 1984г.
2. Енин В.И. «Судовые паровые котлы», Москва, «Транспорт»,1984г.
3. Милтон Д.Х., Линч Р.М. «Судовые паровые котлы»,Москва, «Транспорт», 1985г.
4. Сизых В.А. «Судовые энергетические установки», Москва,«Транспорт», 1984г.
5. «Теплотехнический справочник», Том 2 , Москва, «Мосэнергоиздат»,1958г.
6. Федоров В.М., Залетов В.М., Рудченко В.И. «Эксплуатация судовыхкотельных установок», Москва, «Транспорт», 1991г.
7. Манькова А.М. «Судовые пароэнергетические установки», Москва,«Транспорт», 1989г.
8. Волков Д.И., Сударев Б.В. «Судовые паровые котлы», Москва,«Транспорт», 1991г.
9. Михеев М.А., Михеева И.М. «Основы теплопередачи», Москва, «Энергия»,1977г.
10. Регистр СССР,«Правила классификации и постройки морских судов», Том 2, Москва, «Транспорт»,1990г.
11. Барац В.А.,Артюхин Ю.Е. «Охрана труда на судах и предприятиях водного транспорта», Москва,«Транспорт», 1985г.
12. ЛеонтьевскийЕ.С. «Справочник механика и моториста теплохода», Москва, «Транспорт»,1981г.
13. «Справочникпо серийным транспортным судам», Том 2, Москва, «Транспорт», 1989г.
14. Минздрав «Санитарныеправила для судов внутреннего плавания», Москва, «Транспорт», 1979г.
15. «Техническаядокументация т/х «С.Есенин»
16. «Отчет позамерам шума и вибрации т/х «С.Есенин», Корнойбург, 1984г.
17. «Методическиеуказания к курсовому проекту по СЭУ», Москва, МГАВТ
18. «Методическиеуказания по разделу «Охрана окружающей среды», Москва, МГАВТ
19. Лабыцин И.К.«Методические указания по разделу «Гражданская оборона», Москва, МГАВТ
20. Пачаев«Методические указания по разделу «Расчет экономической эффективности», Москва,МГАВТ
21. Волхонов В.И.«Методические указания по обрадотке фланцев трубопроводов систем» Москва, МГАВТ
22. «Методическиеуказания по применинию ЕСКД в дипломном проектировании», Москва, МГАВТ, 1985г.