Изменение СЭУ С. Есенин

Решение : из теплотехнического справочника видно, что наиболее подходящим

является типоразмер № 11 со следующими данными :

Поверхность нагрева : F = 10,4 м2 ;

Число ходов : четыре ;

Количество трубок : n = 172 шт. ;

Длина трубок : l = 1,2 м ;

Полная длина подогревателя : L = 1,5 м ;

Расстояние между соседними

перегородками каракаса : Н = 0,332 м ;

Площадь проходного сечения по воде : f = 0,0874 м2 ;

1. Температурный напор : ?t = (?н - t1 ) - (?н - t2 ) / ln (?н - t1

) / (?н - t2 ) =88,5 оС;

где : ?н =151,8 оС - температура влажного насыщенного пара на входе в

пароводоподогреватель ;

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 паром

определенного количества теплоты, он конденсируется и поступает в

цистерну питательной воды котла.

2. Средняя температура воды : t = ?н - ?t = 63,3 оС ;

3. Средняя плотность воды ( по приложению 2 ) : ? = 983,24 кг / м2 ;

4. Средняя температура стенки : tст = 0,5 ? ( ?н + t ) = 107,55 оС ;

5. Критерий Григулля для конденсата ( по приложению 7 ) :

z = А1 ? Н ? (?н - tст ) = 1572 ;

где : А1 = 107 1/м ? оС ;

6. Коэффициент теплоотдачи от конденсирующего пара при z < 2300 :

? п = А1 / [ Н ? (?н - tст ) ] 0,22 = 28.875 кДж / м2 ? ч ? оС ;

где : А3 = 12375 ;

7. Скорость теплоотдачи воды : ? = G / 3600 ? f ? ? = 0,1 м /

сек ;

где : G = 28.000 кг / ч – количество воды проходящее через

пароводоподогреватель при его работе со 100% загруженностью.

8. Коэффициент теплоотдачи воды ( по приложению 7 ) :

? В = А5 ? ?0,8 / d 0,2 = 3.499,5 кДж / м2 ? ч ? оС ;

где : А5 = 2350 ;

d = 0,018 м - диаметр трубок ;

9. Расчетный коэффициент теплопередачи при ?лат = 210 кДж / м2 ?

ч ? оС :

к = ? / ( 1 / ? п + ? лат / ?лат + 1 / ? В ) = 2469,45 кДж / м2 ? ч ? оС

;

где : ? лат – толщина стенки латунной трубки ;

10. Необходимая поверхность нагрева : F = Qобщ / ( к ? ?t ) =

9,2 м2 ;

Таким образом выбранный типовой пароводоподогреватель имеет некоторый запас

поверхности нагрева, а следовательно абсолютно подходит для установки в

систему «пар-вода».

Принципиальная схема работы данных подогревателей воды отражена на чертеже

№3 системы парового снабжения.

Гидравический расчет циркуляционной системы горячей воды не производиться,

т.к. установка двух пароводоподогревателей производится вместо двух

водогрейных котлов и потери на трение в трубопроводах изменяются

незначительно.

V. Расчет и выбор котла-утилизатора на ДГ.

Необходимо произвести 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 ) ? ?т , где

0,5 – коэффициент учитывающий 50% нагрузку ДГ ;

Ne – эффективная мощность ДГ ( кВт ) ;

gг – удельная масса газов на выходе 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 10оС ниже температуры газов

на выходе из ДГ ) ;

t2 – температура газов на выходе из УК ( для водогрейного 185 – 215

оС ) ;

?т – коэффициент потери теплоты в окружающую среду ( 0,95 ) ;

Q о.г. = 0,5 ? 330 ? 6 ? 1,05 ? ( 510 – 380 ) ? 0,95 = 158.195,75

кДж/ч

Исходя из полученного количества теплоты :

1. необходимо выбрать и установить котел-утилизатор на газоходы всех

трех ДГ, путем соединения их ( газоходов ) в конструкцию,

принципиальная схема которой отражена на чертеже №6 / при этом

используется регуляторная пневматическая заслонка для введения утиль-

котла в работу от какого-либо газохода / ;

2. Модернизировать систему радиаторного отопления так, чтобы ее можно

было отключить от общей тепловой централи потребителей горячей воды и

замкнуть на контур котла-утилизатора ДГ. Так как один из ДГ во время

зимней стоянки все время работает, а система радиаторного отопления

будет работь от собственного циркуляционного насоса ( расчет см. ниже

), то данный вариант может быть использован.

1. По полученному значению выбираем водогрейный утилизационный котел марки

КАУ – 4,5 со следующими техническими характеристиками :

Рабочее давление : Р = 0,2 МПа ;

Поверхность нагрева : Нк = 4,5 м2 ;

Теплопроизводительность : Qк = 170.000 кДж / ч ;

Температура воды на выходе : t = 95 оС ;

Масса котла с водой : 460 кг ;

Габариты котла : d = 0,75 м – диаметр котла ;

h = 2,4 м – высота котла ;

2. Для модернизации системы радиаторного отопления нужно произвести

гидравлический расчет трубопроводов и по полученному значению напора

выбрать насос горячей воды. Тогда при задействовании утилизационного

котла любого из дизель-генераторов снабжение горячей водой всех

потребителей на судне производится 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.

Принципиальная схема переключения трубопроводов отражена на чертеже №5

данного дипломного проекта.

Гидравлический расчет производится для самого дальнего секционного

радиатора, чтобы определить максимальные потери в трубопроводах и выбрать

центробежный насос с соответствующим напором. Значение подачи насоса не

меняется, т.к. не меняется диаметр трубопровода, а изменяется только его

длина ( потери на трение ) и увеличиваются местные потери.

Вывод

VII. Определение дополнительной необходимой поверхности теплосъема для

использования теплоты 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

батарей нагрева.

Из всех возможных вариантов, самым реальным и целесообразным является

вариант 3. Произведем проверочный расчет :

Теплообменники холодной и горячей воды в климацентрах имеют совершенно

одинаковые технические характеристики, т.е. :

поверхность теплосъема : F = 34, 55 м2 ;

коэффициент теплопередачи : к = 81,3 кДж / м2 ? час ? оС ;

Всего во всей системе кондиционирования установлено 7 батарей

предварительного нагрева ( БПН ) , 22 батареи дополнительного нагрева ( БДН

) и 7 батарей охлаждения ( БО ).

Расчитаем, сколько передавалось теплоты через БПН ( значения берем до

замены котла ) :

Q = к ? F ? ( t1 – t2 ) = 154.490,32 кДж / ч ;

где : t1 = 90 оС – температура на входе в теплообменник ;

t2 = 40 оС – температура на выходе из теплообменника ;

Общее количество теплоты со всех 7 теплообменников : Q7 = 1.081.432,275 кДж

/ ч ;

Т.к. общее количество теплоты для системы кондиционирования было:

1.511.622кДж/ч то через БДН передавалось 430.189,725 кДж / ч ;

Отсюда, можно сделать вывод : если при замене автономного котла количество

теплоты получаемой для системы кондиционирования увеличилось на 660.804

кДж/ч , и при задействовании БО в качестве дополнительных теплообменников (

батарей дополнительного нагрева ( БДН )), которые в свою очередь способны

передать через себя 1.081.432,275 кДж / ч , то никакого специального

расчета теплового баланса делать необязательно. Единственное, что нужно

сделать это модернизировать систему трубопроводов горячей и холодной воды в

климацентрах так, 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 в системе горячей воды. Принципиальная схема соединения

трубопроводов и установки арматуры отражена в чертеже № 1 данного

дипломного проекта.

VIII. Гидравлический расчет системы горячей воды системы кондиционирования

Вывод

IX . Охрана труда.

К неблагоприятным факторам в машинном отделении, оказывающим вредное

воздействие на персонал, относятся недостаточная освещенность, опасность

поражения электрическим током, шум, вибрация и повышенная температура

воздуха, а также его загазованность.

К основным источникам шума 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, а

следовательно, высокий уровень шума. Для уменьшения вредного воздействия

шума на членов экипажа, обслуживающих СЭУ, на двигателях применяются

средства дистанционного управления и комплексной автоматизации. Кроме того,

контроль за работой главных и вспомогательных двигателей осуществляется с

центрального поста управления, имеющего специальную звукоизоляцию.

Обслуживание и ремонт главных и вспомогательных двигателей во время работы

производится в специальных наушниках.

Для снижения уровня шума и вибрации от главных двигателей, дизель-

генераторов и компрессоров, расположенных в машинном отделении,

предусмотрена их установка на резиново-металлические виброизоляторы в

районе опорных поверхностей. Средства виброизоляции и вибропоглощения

снижают структурную составляющую шума в смежных помещениях. Эти средства

обеспечивают снижение уровней звукового давления на 20-25 дБ почти во всем

диапазоне частот.

Одним из источников шума в машинном отделении является система

вентиляции. Средствами снижения шума от этой системы являются : ограничение

скоростей движения воздуха по воздуховодам, установка

воздухораспределителей с обтекаемыми кромками, не создающими шума при

истечении из них воздуха, установка глушителей шума.

В соответствии с ГОСТ 12.0.033-74 опасные факторы классифицируются

следующим образом : физические, химические, психофизиологические. Они

проявляются при нарушении технологических процессов, неудовлетворительной

организации работ, неиспользовании средств индивидуальной защиты.

В целях устранения влияния опасных факторов на судах проекта Q-065

предусмотрены различные мероприятия. Сильно нагретые поверхности (

выхлопные трубы двигателей, котлов, установки инсенератора, выпускные

коллекторы дизелей ) защищены теплоизоляцией и специальными экранами. В

данном дипломном проекте при замене водогрейного котла на паровой возникает

необходимость специального инструктажа машинной команды и повышенного

внимания вахтенного персонала при работе парового котла, его ослуживания и

ремонта. Открытые движущиеся части механизмов закрываются кожухами,

окрашенными в оранжевый цвет. Трубопроводы различных систем имеют

соответствующую маркировку. Для защиты персонала, обслуживающего СЭУ, от

поражения электрическим током применяются защитное заземление, резиновые

коврики и средства индивидуальной защиты ( диэлектрические перчатки,

калоши, специальный инструмент и т.п. ). Помещения с повышенной

загазованностью ( инсенераторная ) и содержанием опасных испарений (

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 соответствующего инструктажа.

I). Анализ вибрации в кормовой части судна.

В процессе эксплуатации судов проекта Q-065 в ходовом режиме со 100%

приводной мощностью отмечается повышенная вибрация в кормовой части.

Повышение вибрации приводит к повышению шума, созданию эксплуатационных

трудностей ( например, к самопроизвольному закрытию вентиляционного

“грибка” системы вентиляции румпельного помещения ), появляется опасность

снижения прочности сварных соединений набора корпуса и обшивки. Повышенная

вибрация ( связанный с ней шум ) оказывают вредное влияние на здоровье

людей, работающих в помещениях кормовой части судна и на палубе. Кроме

того, необходимо учитывать, что со временем вибрация, как правило,

возрастает. В связи с выше сказанным представляется целесообразным

разработать меры по снижению вибрации в кормовой части судов проекта Q-065.

Так как за время эксплуатации судов данного проекта в Московском Речном

пароходстве замеры вибрации не проводились, мы вынуждены использовать

замеры, сделанные судостроительной верфью «Корнойбург» ( Австрия ) во время

испытаний головного судна «Сергей Есенин». Испытания проводились 11.01.84г.

в водохранилище Альтенверт-Кремс в соответствии с программой верфи. Анализ

результатов замеров вибрации показывает, что полученные параметры

соответствуют, в основном, результатам предварительного расчета требованиям

санитарных правил для речных и озерных судов СССР и Правилам Речного

Регистра РСФСР. Однако, имеются исключения. Первым исключением является

точка замера 7 ( см. Отчет по замерам т/х «Сергей Есенин» ) – ресторан,

расположенный в кормовой части судна. Замер на одном из столов показал, что

в диапозоне частот 16 – 32 Гц было отмечено превышение уровня виброскорости

на 6 дБ. Это на 7,8% больше максимального уровня виброскорости,

установленного Санитарными правилами и равного для диапозонов частот 16 и

32 Гц 78 и 77 дБ соответственно. Вторым исключением является точка замера

14 – музыкальный салон, расположенный в носовой части судна на шлюпочной

палубе. Замер на одном из кресел показал превышение уровня виброскорости,

допускаемого Санитарными правилами, на 3 дБ в диапозоне частот 4 Гц. Замеры

в наиболее неблагоприятной точке 1, находящейся в районе гребного винта

показали уровень виброскорости 84 дБ, что соответствует ускорению 4,76 м /

с2 . Для пассажирских судов 1 группы максимально допускаемое ускорение

общей вибрации 1 м / с2 . Из приведенного анализа видно, что вибрация в

кормовой части судов проекта Q-065 превышает допустимые параметры.

Параметры вибрации непосредственно зависят от массы и геометрических

размеров вибрирующих тел, т.е. F = f ( m ; ri ) , где : m – масса тела ; ri

– радиус инерции тела. В связи с этим существуют следующие пути снижения

вибрации :

1) Увеличение массовых показателей вибрирующих тел ;

2) Уменьшение геометрических размеров ;

Конкретно для судов проекта Q-065 могут быть предложены следующие способы

уменьшения вибрации в кормовой части :

1. Цементная заливка шп.5-10 в районе валопровода среднего главного

двигателя и заливка шп.7-12 в районе валопроводов правого и левого

главных двигателей. Это позволит увеличить массу кормовой части судна,

что снизит вибрацию. Кроме того, это будет влиять на уменьшение

дифферента на нос, имеющего место у судов рассматриваемого проекта при

полном заполнении топливных цистерн и цистерн неподготовленной питьевой

воды. Однако это предложение имеет определенные недостатки. Например, в

результате вибрации, ударов корпуса судна о причальные стенки во время

швартовки, шлюзования и т.п. может произойти отслоение цемента от днища

судна. Скапливающийся в образованном пространстве конденсат будет

способствовать образованию коррозии корпуса.

2. Установка дополнительных пиллерсов в румпельном помещении ( ахтерпике ).

Эта мера также позволит снизить вибрацию в кормовой части судна за счет

увеличения массы вибрирующих тел ( в результате дополнительной связи

днища судна с палубным настилом ) и изменения их геометрических размеров.

Количество дополнительно устанавливаемых пиллерсов зависит от наличия

свободного места в румпельном помещении.

3. Установка кормовых бракет в продольной плоскости судна вдоль осей

валопроводов в районе кормовых кронштейнов винтов. Эта мера позволит

уменьщить консольную часть валопроводов на 750 мм, что, в свою очередь,

снизит амплитуду колебаний.

В связи с вышесказанным предлагается установить один дополнительный

пиллерс в румпельном помещении на втором шпангоуте с левого борта и

кормовые бракеты вдоль трех валопроводов. В чертеже №4 данного дипломного

проекта графически отражены предлагаемые способы борьбы с вибрацией.

II). Расчет освещения помещения главных двигателей :

Исходные данные :

длина помещения А=7,7 ( м )

ширина помещения В=13,4 ( м )

высота помещения Н=3,2 ( м )

напряжение U=220 ( В )

Для освещения применяются люминисцентные лампы ЛД-40 ( N=40Вт, Ен=500лк )

Расчет :

1. Расчетная высота помещения

h = H - ( hc + hp ) = 3,2 – 0,5 = 2,7 ( м ) , где

hc – свес лампы, ( м ) ;

Страницы: 1, 2, 3, 4