Основные характеристики большого морозильного рыболовного траулера типа "Грумант". Расчёт судовых энергетических запасов. Технология монтажа вспомогательного котла. Гидравлический расчёт системы охлаждения. Токсичные вещества в выпускных газах.
При низкой оригинальности работы "Проектирование системы охлаждения судовой дизельной установки", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
В отличие от судов коммерческого флота, которые только транспортируют груз, промысловые суда представляют собой плавучие промышленные предприятия, выпускающие не только полуфабрикат, но и широкий ассортимент готовой рыбопродукции. Это обстоятельство, а также специфические условия промысловой работы в море накладывают своеобразный отпечаток на архитектурные решения промысловых судов, которые отличаются большим разнообразием. Обилие архитектурных форм и конструктивных решений промысловых судов обусловливается многообразием орудий лова и промысловых схем, применяемых в настоящее время, степенью переработки улова на борту и целым рядом других факторов. Однако, несмотря на разнообразие архитектурных форм промысловых судов различных типов, у них имеется и много общего.
Для всех промысловых судов характерно наличие на открытых палубах промысловых площадок, необходимых для работы с орудиями лова и специальных вспомогательных механизмов, обеспечивающих замет и выборку орудий лова, и подъем улова на борт судна. На борту большинства промысловых судов имеется специальное технологическое и холодильное оборудование, предназначенное для обработки улова и длительного его хранения. Для обслуживания этого оборудования в состав экипажа промысловых судов включены соответствующие специалисты, вследствие чего численность экипажа промысловых судов оказывается обычно значительно больше, чем на коммерческих судах такого же водоизмещения.
Условия работы промысловых судов в море также имеют много общего. В частности, нагрузки гребных установок промысловых судов в море изменяются в самых широких пределах в зависимости от характера выполняемых судном промысловых операций, объектов промысла и конкретных гидрометеоусловий в районе лова. Причем в режимах работы гребных установок большинства типов промысловых судов преобладают долевые нагрузки, вследствие чего теплотехнические показатели работы ССУ в целом за промысловый рейс оказываются значительно ниже номинальных значений. Непостоянство нагрузок главных машин промысловых судов в море вызывает колебания нагрузок агрегатов судовых электростанций и вспомогательных котельных установок. Значительные колебания нагрузок обусловливаются также периодическим включением тех или иных промысловых механизмов и технологического оборудования, что в свою очередь зависит от промысловой схемы, принятой на судне, размеров улова и техники его переработки.
К особенностям работы машинно-движительных комплексов промысловых судов относятся также периодические и перманентные изменения посадки судна в результате его взаимодействия с орудиями лова, расхода топлива, пресной воды, смазки и т. д. и приема рыбы в грузовые трюмы. Причем изменение посадки судна определяется не только количествами израсходованных топлива, пресной воды и т. д. и принятой на борт рыбы, но и взаимным расположением цистерн запаса и рыбных трюмов. Все эти факторы оказывают влияние на величину сопротивления воды движению судна и относительной поступи гребного винта. (У некоторых типов промысловых судов сопротивление воды их движению возрастает очень заметно при работе с орудиями лова, например у рыболовных траулеров - при буксировке трала).
Для всех промысловых судов характерны относительно высокие по сравнению с судами коммерческого флота такого же водоизмещения мощности судовых электростанций и вспомогательных котельных установок. Это обусловлено наличием на борту промысловых судов специальных механизмов и производственно-технологического оборудования и сравнительно большой численностью экипажа.
В такие тактико-технические характеристики промысловых судов, как автономность плавания и живучесть, вкладывается более широкий смысл, чем на коммерческом флоте. Если автономность плавания коммерческих судов зависит в основном от запасов топлива на борту судна (а иногда и запасов пресней воды), то автономность плавания промысловых судов определяется также емкостью рыбных трюмов, запасами тары, соли и т. д., т. е. обусловливается большим числом факторов. Даже при наличии на борту судна топлива и пресной воды, промысловые суда, находящиеся в автономном плавании, вынуждены прекратить промысел и идти в порт (или к плавбазе), если их рыбные трюмы заполнены рыбой. Отсюда следует, что на автономность плавания промысловых судов оказывают влияние не только расстояние от порта приписки до района промысла, запасы расходных тел на борту судна, суточные расходы топлива, пресной воды и смазки, но и размеры суточных уловов. Под живучестью промыслового судна понимается способность выполнять свои функции при возможно большем числе аварийных состояний. Если коммерческое судно не может быть использовано по своему назначению только при потере мореходных качеств до опасного предела, то промысловые суда вынуждены прекращать промысел не только по указанной выше причине, но и вследствие аварий с промысловыми механизмами, орудиями лова, рефрижераторными установками, а в ряде случаев и в результате выхода из строя части агрегатов судовой электростанции.
Введение
В отличие от судов коммерческого флота, которые только транспортируют груз, промысловые суда представляют собой плавучие промышленные предприятия, выпускающие не только полуфабрикат, но и широкий ассортимент готовой рыбопродукции. Это обстоятельство, а также специфические условия промысловой работы в море накладывают своеобразный отпечаток на архитектурные решения промысловых судов, которые отличаются большим разнообразием. Обилие архитектурных форм и конструктивных решений промысловых судов обусловливается многообразием орудий лова и промысловых схем, применяемых в настоящее время, степенью переработки улова на борту и целым рядом других факторов. Однако, несмотря на разнообразие архитектурных форм промысловых судов различных типов, у них имеется и много общего.
Для всех промысловых судов характерно наличие на открытых палубах промысловых площадок, необходимых для работы с орудиями лова и специальных вспомогательных механизмов, обеспечивающих замет и выборку орудий лова, и подъем улова на борт судна. На борту большинства промысловых судов имеется специальное технологическое и холодильное оборудование, предназначенное для обработки улова и длительного его хранения. Для обслуживания этого оборудования в состав экипажа промысловых судов включены соответствующие специалисты, вследствие чего численность экипажа промысловых судов оказывается обычно значительно больше, чем на коммерческих судах такого же водоизмещения.
Условия работы промысловых судов в море также имеют много общего. В частности, нагрузки гребных установок промысловых судов в море изменяются в самых широких пределах в зависимости от характера выполняемых судном промысловых операций, объектов промысла и конкретных гидрометеоусловий в районе лова. Причем в режимах работы гребных установок большинства типов промысловых судов преобладают долевые нагрузки, вследствие чего теплотехнические показатели работы ССУ в целом за промысловый рейс оказываются значительно ниже номинальных значений. Непостоянство нагрузок главных машин промысловых судов в море вызывает колебания нагрузок агрегатов судовых электростанций и вспомогательных котельных установок. Значительные колебания нагрузок обусловливаются также периодическим включением тех или иных промысловых механизмов и технологического оборудования, что в свою очередь зависит от промысловой схемы, принятой на судне, размеров улова и техники его переработки.
К особенностям работы машинно-движительных комплексов промысловых судов относятся также периодические и перманентные изменения посадки судна в результате его взаимодействия с орудиями лова, расхода топлива, пресной воды, смазки и т. д. и приема рыбы в грузовые трюмы. Причем изменение посадки судна определяется не только количествами израсходованных топлива, пресной воды и т. д. и принятой на борт рыбы, но и взаимным расположением цистерн запаса и рыбных трюмов. Все эти факторы оказывают влияние на величину сопротивления воды движению судна и относительной поступи гребного винта. (У некоторых типов промысловых судов сопротивление воды их движению возрастает очень заметно при работе с орудиями лова, например у рыболовных траулеров - при буксировке трала).
Для всех промысловых судов характерны относительно высокие по сравнению с судами коммерческого флота такого же водоизмещения мощности судовых электростанций и вспомогательных котельных установок. Это обусловлено наличием на борту промысловых судов специальных механизмов и производственно-технологического оборудования и сравнительно большой численностью экипажа.
В такие тактико-технические характеристики промысловых судов, как автономность плавания и живучесть, вкладывается более широкий смысл, чем на коммерческом флоте. Если автономность плавания коммерческих судов зависит в основном от запасов топлива на борту судна (а иногда и запасов пресней воды), то автономность плавания промысловых судов определяется также емкостью рыбных трюмов, запасами тары, соли и т. д., т. е. обусловливается большим числом факторов. Даже при наличии на борту судна топлива и пресной воды, промысловые суда, находящиеся в автономном плавании, вынуждены прекратить промысел и идти в порт (или к плавбазе), если их рыбные трюмы заполнены рыбой. Отсюда следует, что на автономность плавания промысловых судов оказывают влияние не только расстояние от порта приписки до района промысла, запасы расходных тел на борту судна, суточные расходы топлива, пресной воды и смазки, но и размеры суточных уловов. Под живучестью промыслового судна понимается способность выполнять свои функции при возможно большем числе аварийных состояний. Если коммерческое судно не может быть использовано по своему назначению только при потере мореходных качеств до опасного предела, то промысловые суда вынуждены прекращать промысел не только по указанной выше причине, но и вследствие аварий с промысловыми механизмами, орудиями лова, рефрижераторными установками, а в ряде случаев и в результате выхода из строя части агрегатов судовой электростанции.
Несмотря на перечисленные выше особенности, общие для большинства промысловых судов, архитектурные формы, промысловое вооружение, условия работы и структура режимов силовых установок, численность и состав экипажей судов могут существенно, а порой и резко различаться в зависимости от целого ряда факторов, наиболее важными из которых являются: тип основных орудий лова, принятая на судне промысловая схема и его водоизмещение.
По типу орудий лова все промысловые суда можно подразделить на три основные группы: пелагического лова; тралового лова; китобойные и зверобойные.
К первой группе промысловых судов относятся сейнеры, суда дрифтерного лова, тунцеловные и рыболовные суда, работающие с пелагическим тралом, и прочие промысловые суда, добывающие рыбу в толще воды.
Вторую группу промысловых судов составляют различного рода рыболовные траулеры, работающие с донным тралом, начиная от мелких тралботов и кончая траулерами-фабриками водоизмещением в несколько тысяч тонн. В эту группу промысловых судов входят также траулеры для лова креветок и добычи морских водорослей.
Третью группу промысловых судов составляют сравнительно немногочисленные китобойные и зверобойные суда.
Приведенная выше классификация промысловых судов является условной, так как их можно классифицировать и по другим признакам. Однако с точки зрения особенностей работы промысловых судов такая классификация является наиболее удобной.
В Советском Союзе быстрый рост рыбной промышленности обеспечивался главным образом за счет интенсивного пополнения промыслового флота современными, технически хорошо оснащенными и поэтому высокоэффективными судами, более половины, которых поставляло для рыбаков отечественное судостроение. После 1976 года начался процесс установления многими прибрежными странами широких рыболовных зон (до 200 миль). В результате чего к 1978 году оказались перекрытыми все наиболее продуктивные районы рыболовства, расположенные над шельфами материков и островов. Вследствие этого произошло снижение достигнутых выловов рыбы и добычи морепродуктов. Перед нашими рыбаками и судостроителями встали новые важные задачи: уменьшить ущерб, нанесенный рыболовству установлением зон, переориентировать флот с наименьшими дополнительными затратами для работы за пределами 200-мильных зон, освоить новые объекты лова в срединных, открытых для свободного рыболовства районах Мирового океана, повысить эффективность работы судов и обеспечить рациональное использование сырьевых ресурсов в собственных прибрежных районах и внутренних морях, обеспечить наиболее полную (без отходов) переработку уловов на судах. Эти задачи не были для наших рыбаков и судостроителей неожиданными. К концу 60-х годов спроектированы основные типы промысловых судов, массовое строительство которых началось в начале 70-х годов; были построены и испытаны головные суда типа БМРТ. Для эффективной эксплуатации в прибрежных водах были спроектированы сейнеры-траулеры МРС-225 и МРС-150. В 1971-1975г.г. была налажена серийная поставка рыболовных судов типа МРТ. В связи с новыми задачами, в частности - значительно увеличить добычу рыбы и морепродуктов за пределами 200 - мильных зон, потребовалось усилить промысловое устройство больших траулеров, оснастить их более канатоемкими промысловыми лебедками и поисковой техникой с целью освоения глубоководного лова рыбы. Был пересмотрен состав оборудования этих судов для переработки глубоководных рыб. Ряд судов был приспособлен для добычи и переработки антарктического криля - одного из новых объектов массового лова, из которого были получены ценные пищевые продукты. Наименьшей модернизации подверглись среднетоннажные суда, работающие с кошельковыми неводами. На них были установлены более мощные и экономичные энергетические установки.
Потребность страны в пищевых продуктах, богатая сырьевая база дальневосточных морей и возможность ее освоения вызвали необходимость пополнения промыслового флота более производительными специализированными судами прибрежного и морского рыболовства. В 50-е годы на флот стали поступать рыболовные сейнеры разных проектов с мощностью главных двигателей 80 л.с. (РБ - 80). Стали поступать рыболовные сейнеры с мощностью главных двигателей 300 л.с. (PC - 300) хабаровской постройки и средние рыболовные траулеры с мощностью главных двигателей 300 - 400 л.с. (СРТ - 300-400), предназначенные для добычи рыбы кошельковыми неводами, ярусами и тралами. На этих судах были впервые открыты и освоены новые промысловые районы добычи рыбы в Охтинском море, у берегов Камчатки, в Беринговом море и на Курильских островах. С целью повышения экономической эффективности судов первичную обработку сырья начали производить непосредственно в море. Флот стал пополняться производственными рефрижераторами зарубежной (ПР №4, ПР «Первомайск») и отечественной постройки (ПР типа «Севастополь» и «Таврия»), а также рыбообрабатывающими плавбазами зарубежной постройки (ПБ типа «Ламут» и «Северодвинск»).
Производственные рефрижераторы осуществляли прием свежей рыбы, ее заморозку, упаковку в тару и доставку на берег, а плавбазы производили посол сырья и выработку соленой продукции в бочках. Для повышения производительности обрабатывающих судов, исключая непроизводительные переходы, вывоз с промысла вырабатываемой ими продукции, флот начал пополняться транспортными рефрижераторами. В начале 50-х годов эти функции выполняли суда зарубежной постройки типа «Ангара», «Кустанай», «Яна» грузоподъемностью от 460 до 2050 тонн и скоростью от 11 до 14,5 узла. Во второй половине 50-х годов флот стал пополняться транспортными рефрижераторами типа «Амур», «Актюбинск». В связи с освоением отдаленных районов промысла грузоподъемность и скорость новых транспортных рефрижераторов постоянно повышалась.
Дальнейшее расширение районов рыболовства, повышение качества и ассортимента вырабатываемой продукции, появление новых технических средств вызвали необходимость создания новых типов судов. С начала 60-х годов промысловый флот стал пополняться малыми рыболовными сейнерами МРС-225, средними рыболовными траулерами -морозильщиками, а затем и рефрижераторными разных модификаций типа СРТМ «Маяк», «Слава Керчи», «Ольга», СРТР «Саргассы» и др. Эти суда предназначались для лова рыбы бортовыми тралами, дрифтерными сетями, ярусами, кошельковыми неводами, бортовыми ловушками. На судах стала вырабатываться малосоленая (пресервы), охлажденная и замороженная продукция.
60-е годы характерны появлением на флоте принципиально новых больших морозильных траулеров кормового траления. Они отличались возможностью ведения промысла при повышенном волнении моря, увеличением производительности труда и эффективности промысла. Некоторые модификации судов этого типа (БМРТ «Маяковский») обеспечили высокую эффективность океанического рыболовства с выпуском расширенного ассортимента рыбной продукции - замороженной рыбы и филе, консервов из печени и икры минтая, рыбной муки. Поставки на бассейн специализированных консервных плавбаз типа «Андрей Захаров» и «Кораблестроитель Клопотов» отечественной постройки обеспечили увеличение производства консервов из краба и рыбы, расширение ассортимента вырабатываемой продукции.
Увеличение спроса на малосоленую продукцию (пресервы) потребовало создания новых специализированных плавбаз. Поэтому наряду с пополнением флота производственными рефрижераторами типа «Братск» и «Скрыплев» на бассейн поступили плавбазы типа «Спасск» (японской постройки), осуществлявшие разделку и заморозку улова, выпуск пресервов, муки, технического жира и полуфабриката медицинского жира. В эти же годы на флот стали поступать транспортные рефрижераторы типа «Сибирь» отечественной постройки, типа «Камчатские горы» и «Остров Русский» зарубежной постройки, обеспечивающие промысловые суда всеми видами снабжения и вывоз рыбопродукции как с ближних, так и с отдаленных районов рыболовства.
В 70-х годах продолжалось пополнение флота всеми типами новых судов промыслового флота. В начале этого периода на флот стали поступать получившие в дальнейшем широкое распространение траулеры типа «Пулковский Меридиан», а также зверобойно-рыболовные суда типа «Зверобой» польской постройки. Этот же период характеризуется появлением в составе обрабатывающего флота специализированных рыбоперерабатывающих плавбаз типа «Пятидесятилетие СССР» отечественной постройки, предназначенных для приема рыбы от добывающих судов в удаленных районах промысла, выработки рыбной муки, мороженой продукции, консервов, технического и полуфабриката медицинского жиров.
С целью доставки рыбной продукции из наиболее удаленных районов промысла непосредственно в порты европейской части (без использования железнодорожного транспорта) были созданы и вошли в состав флота самые крупные и скоростные транспортные рефрижераторы типа «Охотское Море» ( грузоподъемность 10850 тонн, скорость 17.9 узла). Необходимость одномоментного вывоза соленой и мороженой рыбопродукции из малоемких холодильников и многочисленных береговых рыбообрабатывающих предприятий перед закрытием навигации и завоза на них малых партий рефрижераторных (скоропортящихся) продовольственных грузов, потребовала строительства малотоннажных транспортных рефрижераторов.
Вторая половина 70-х годов также характерна пополнением флота новыми типами судов. Для промысла рыбы в прибрежных водах поступили малые добывающие суда проектов 1338К и 1338П. Среднетоннажные добывающие суда пополнились средними морозильными траулерами типа «Василий Яковенко» с частичной разделкой рыбы и ее последующей заморозкой, а также Сейнерами - траулерами типа «Надежный».
В состав крупнотоннажного добывающего флота вошли большие морозильные траулеры типа «Прометей».
С начала 90-х годов наряду с продолжавшимся поступлением судов старых проектов отечественной постройки (БМРТ проекта 1288, СРМТ проекта 502 ЭМ, СРТР проекта 503, МРТР проекта 1328) промысловый флот пополнился новыми высокопромысловыми судами зарубежной постройки - большими морозильными траулерами типа «Сотрудничество» постройки Испании, среднетоннажными морозильными траулерами типа «Стеркодер» постройки Норвегии и «Мыс Корсаков» постройки Германии, выпускающими высококачественную продукцию повышенного спроса, средними морозильными ярусниками типа «Антиас» постройки Германии, большими тунцеловными сейнерами типа «Каури» постройки Испании. Кроме того, поступили единичные суда различных проектов зарубежной постройки, прошедшие переоборудование для нужд конкретных судовладельцев.
Переход судов из района промысла к береговым приемным базам отнимает много времени. Поэтому флот стал пополняться плавучим базами, способными прием и обработку рыбы прямо в местах промысла. Первым таким судном явилась плавбаза «Кавказ», переоборудованная в 1950 году для этих целей из грузового транспортного судна. В последующие годы состав обрабатывающих судов пополнился новыми плавбазами.
Качественно новый этап в развитии рыбной промышленности открыли большие рыболовные траулеры - БМРТ. Это океанские суда - плавучие рыбозаводы. В отличие от плавбаз БМРТ сами добывают и сами перерабатывают рыбу в готовую продукцию. Только один БМРТ экипаж, которого составляет 100 человек, вылавливает и обрабатывает почти 100 тысяч центнеров рыбы в год. Только за четыре года, в период 1966 - 1970 годов рыбопромысловый флот пополнился 81 судном, в том числе 14 БМРТ и 32 средними морозильными рыболовными траулерами. В 1970 году поступили и начали эксплуатироваться средние рыболовные траулеры морозильщики - СРТМ. Суда СРТМ имеют хорошие морские качества, обладают неограниченным районом плавания, они позволили внедрить в технику промысла кошельковые неводы размером 1200x200 м. Были получены плавбазы «Новая Ладога», «Советское Заполярье», «Юлиан Мархлевский и другие суда. Эти суда были обеспечены новейшим навигационным, технологическим и промысловым оборудованием, позволяющим вести успешный лов и обработку рыбы в любое время года и в различных условиях погоды.
В 1971 году в состав рыболовецкого флота вошли Плавбаза «Маршал Мерецков», БМРТ «Контайка», «Туркуль», «Каренга». В 1972 году поступили БМРТ «Мыс Егорова», «Мыс Сенявина», «Мыс Крылова», производственные рефрижераторы «Михаил Янко», «Искона», «Ишим», «Виталий Бонивур», «Горнозаводск». В 1973 году поступали плавбаза «Пограничник Леонов», БМРТ « Мыс Лазарева», ПР «Красногорск», ТР «Печерск», ЗРС «Зверобой» и многие другие суда.
На примере развития флота рыбной промышленности можно проследить динамику модернизации судов и переоборудования их под необходимые нужды.
Описание и основные характеристики большого морозильного рыболовного траулера типа “Грумант” морозильный рыболовный котел траулер
Описание судна.
Промыслово-производственные рефрижераторы типа «Грумант» построены по заказу Советского Союза в городе Копенгагене, Дания, на судостроительной верфи акционерного общества “Бурмейстер и Вайн” (B&W). Год постройки судна - 1964 г.
Судно стальное одновальное нормальных образований со средней надстройкой и утопленным полубаком. Наклонный форштевень имеет значительный надрез ниже ватерлинии, корма транцевая (корма судна, имеющая прямые очертания в плане и вертикальной плоскости) со слипом в средней части.
Судно построено на класс Английского Ллойда с подкреплениями на ледовый класс и имеет неограниченный район плавания. Непотопляемость судна обеспечена при затоплении одного любого отсека, имеется 7 водонепроницаемых переборок. Судно оборудовано активным рулем, который приводится в действие погружным электродвигателем трехфазного тока мощностью 175 л.с. При застопоренном главном двигателе активный руль может обеспечить судну скорость хода до 4 узлов.
Судно также оборудовано аммиачной рефрижераторной установкой. Производительность установки достаточна для замораживания до 50т рыбы за 24 часа, хранения полного груза мороженой рыбы при температуре -20° С, производства 10 т/сутки чешуйчатого льда, охлаждения трюмов, провизионных кладовых и кондиционирования воздуха.
Виды выпускаемой продукции технологическим оборудованием: мороженая продукция, кормовая рыбная мука и технический рыбий жир.
Назначение судна: - лов рыбы донным и пелагическим тралами;
- переработка рыбы на обезглавленную потрошеную;
- замораживание целой и разделанной рыбы;
- выработка рыбьего жира (из печени);
- переработка непищевого прилова и отходов рыбообработки на кормовую муку;
- прием и хранение свежей рыбы и полуфабриката от добывающих судов;
- транспортирование продукции в порт;
Рис. 1. Общий вид судна
Основные характеристики судна: Длина 91 м;
Ширина 16 м
Высота борта до верхней палубы 8.6 м
Высота борта до главной палубы 11 м
Осадка в грузу 5.52 м
Водоизмещение 5560 т
Грузоподъемность 1806 т
Автономность плавания 70 суток
Дальность плавания 20000 миль
Экипаж 102 чел.
Орудие лова.
Донный трал представляет собой мешкообразную сеть, буксируемую по грунту моря на двух стальных тросах, называемых ваерами, и удерживаемую в раскрытом состоянии при помощи распорных траловых досок. Необходимое вертикальное раскрытие трала обеспечивается размещением на нижней подборе трала специальных грузов - бобинцев, а на верхней его подборе - поплавков, которые называют кухтылями.
Промысловый цикл на траловом лове складывается из трех следующих друг за другом процессов: спуска трала, буксировки его в течение некоторого времени с определенной (относительно грунта) скоростью и подъема трала с уловом на борт и освобождения трала от улова.
Преимущества схемы кормового траления по сравнению с бортовой схемой траления: вопросы размещения экипажа на судне решаются удачнее; работа с тралом на палубе становится более безопасной; спуск и подъем трала осуществляются в любом положение судна относительно ветра, что позволяет избежать сильной бортовой качки; отпадает необходимость в многочисленных маневрах при выполнении операций по спуску и подъему трала, а мощность, необходимая для буксировки трала, уменьшается на 5 - 7 % в результате симметричного расположения ваеров относительно диаметральной плоскости судна.
Продолжительность траления колеблется в пределах 0.5 - 3 ч. в зависимости от концентраций рыбы и характера грунта. На задевистых грунтах и при хорошей концентрации рыбы буксировку трала ограничивают 30 мин, а на хороших грунтах и при слабой концентрации рыбы ее доводят до 3 ч. При скорости буксировки трала в пределах 3 - 5 узлов сопротивление воды движению судна очень невелико и мощность, необходимая на режиме траления, определяется в основном сопротивлением трала и пропульсивным к.п.д. гребного винта.
Расчет ходкости судна
Ходкостью называется способность судна двигаться с заданной скоростью при эффективном использовании мощности энергетической установки. Это мореходное качество в значительной степени определяет энергетические затраты на движение судна, а следовательно, и его экономические показатели в процессе эксплуатации.
Для обеспечения хода судна требуется наличие мощности, подводимой к движетелю. Расчеты мощности, необходимой для обеспечения заданной скорости судна и являются расчетом ходкости.
Скорость является одним из важнейших факторов, определяющих экономичность судна.
Определим величины, необходимые для расчета: V = = = 5424 м ;
Коэффициент общей полноты:
Число Фруда:
Т.к , то величина площади смоченной поверхности определяется по формуле Семеки для тихоходных судов:
Задаемся пятью значениями чисел Фруда и сводим расчет в таблицу.
Снимаем с диаграммы - продольная полнота для стандартного судна.
Плотность морской воды: т/м ;
Кинематическая вязкость: Корреляционный коэффициент (“надбавка на шероховатость”) принимается в зависимости от длины судна: - при L 150 м;
Коэффициент сопротивления выступающих частей принимается в зависимости от длины судна: - при L 130 м;
Таблица 1
№ Величина Размерность Численные значения
1 Fr - 0.20 0.22 0.24 0.26 0.28
2 -0.810.951.281.82.62
3 -1.0651.061.061.0551.05
4 -1.361.351.281.251.25
5 -1.0231.0241.0251.0261.027
6 -1.01.01.01.01.0
7 по (1)-1.0581.2391.5842.1883.203
8 м/с5.976.577.177.768.36
9 по (3)-3.463.814.154.504.84
10 по (2)-1.791.771.751.731.72
11 -3.293.463.784.375.37
12 R по (4) КН 108 138 180 243 347
13 КВТ645910129018902900
14 уз11.612.813.915.116.3
; ; ; - значения, снимаемые с диаграммы.
Коэффициент остаточного сопротивления:
Коэффициент сопротивления трения эквивалентной пластины определяется по формуле Прандтля - Шлихтинга:
где
Сопротивление движению судна:
По результатам расчетов строим зависимости и .
Рис. 3. Зависимость коэффициента остаточного сопротивления от числа Фруда
Рис.4. Сопротивление движению судна в функции от скорости движения
Расчет гребного винта.
1. Выбор геометрических характеристик и определение коэффициентов взаимодействия.
Судно одновинтовое, принимаем число лопастей .
Диаметр гребного винта выбирается из условия где - осадка судна.
;
При заданной скорости =13.5 уз по рис.2 определяем
В качестве расчетного берем сопротивление, на 15% превышающее таковое на тихой воде.
Коэффициент попутного потока:
Коэффициент засасывания: Коэффициенты влияния неравномерности потока на момент и упор принимаем
Определим минимально допустимое дисковое отношение: - из условия обеспечения прочности где = 0.167 - относительный диаметр ступицы винта; - число лопастей гребного винта; - относительная толщина сечения лопасти на радиусе r = 0.6;
m = 1.15 - коэффициент, учитывающий условия работы винта. - допускаемые напряжения материала лопасти. Для углеродистой стали и марганцовистой латуни
Упор винта:
- из условия отсутствия вредных последствий кавитации где - статическое давление на оси гребного винта;
- атмосферное давление;
- заглубление оси винта;
- осадка судна; - удельный вес воды; - число гребных винтов;
- давление насыщенных паров воды.
Таким образом, более жесткие требования к дисковому отношению предъявляет условие отсутствия кавитации. Принимаем ближайшее большее значение дискового отношения
Расчет гребного винта, обеспечивающего судну заданную скорость
Расчет гребного винта будем производить с использованием коэффициента задания .
Данные, закладываемые в расчет:
T = 220 КН;
- коэффициент влияния корпуса;
- к.п.д. валопровода;
Задаемся частотой вращения гребного винта в диапазоне 120-180 об/мин, дальнейшие расчеты ведем в таблице.
Таблица 2
№ Величина Размерность Численные значения
1 n об/мин 120 140 160 180
2 об/с22.332.663
3 по (5)-0.970.90.840.79
4 -0.590.560.520.49
5 -0.6190.5880.5460.515
6 по (6)м4.283.843.643.42
7 по (7)-0.1600.1780.1730.174
8 -0.650.630.620.60
9 по (8)-0.7080.6870.6760.654
10 по (9)КВТ1840189519301990
J; - значения снимаемые с диаграммы соответствующей выбранному для расчета гребных винтов.
В строке 5 табл.2 находится исправленное значение относительной поступи , где - поправочный коэффициент, для винта в ДП, = 1.05.
Оптимальный диаметр гребного винта:
Пропульсивный коэффициент:
Мощность подводимая к винту:
По результатам расчета строим график зависимости и (рис.3).
Рис.5. Определение диаметра гребного винта и необходимой мощности
Из графика зависимости и , при условии = = 3.8 м, снимаем мощность ГД и частоту вращения гребного винта: ; n = 143 об/мин;
Проверочный расчет:
где, Максимальная мощность ГД: Проверочный расчет диаметра гребного винта:
Характеристики гребного винта: Тип ВРШ
Диаметр винта
Число лопастей
Дисковое отношение
Частота вращения n = 143 об/мин
Выбор типа СЭУ и марки главного двигателя
В качестве типа главного двигателя я выбираю судовую дизельную энергетическую установку (ДЭУ). Это объясняется высокой экономичностью этих установок. Они применяются благодаря возможности использования высоких начальных температур и давлений, а следовательно можно получить максимальный коэффициент полезного действия (К.П.Д). Эффективный К.П.Д составляет 46 - 50 %, а иногда превышает 50%. Еще выбор обусловлен стабильной работой на разных сортах жидкого и газообразного топлива, и возможностью использования дешевых остаточных высоковязких топлив.
Также надо отметить высокую степень автоматизации ДЭУ, высокую надежность, обеспечение заданного ресурса или срока службы, постоянную готовность к эксплуатации.
Судовые ДЭУ имеют широкий диапазон агрегатных мощностей (8 68.000 КВТ), который позволяет использовать их на судах разного назначения.
Для данного судна неэффективно использовать в качестве СЭУ ПТУ, т.к. она развивает большую мощность и применяется на крупнотоннажных судах, а также у таких установок невысокий К.П.Д.
ГТУ применяется на кораблях ВМФ, на судах на подводных крыльях и воздушной подушке. Но у ГТУ небольшой срок службы и по экономичности они уступают ДЭУ.
Наиболее рентабельным типом СЭУ для данного судна является дизельная установка с СОД. Так как она, по сравнению с МОД, имеет меньшую массу и габариты, особенно по высоте, что очень важно для данного судна.
Выбираем марку ГД из типоразмерного ряда фирмы MAN B&W: Марка L32/40
Число цилиндров = 5
Мощность цилиндра = 440 КВТ
Мощность двигателя = 2200 КВТ
Наибольшая частота вращения = 750 об/мин
Удельный расход топлива = 179 г/КВТ ч
Диаметр цилиндра = 0.32 м
Ход поршня = 0.40 м
Ширина двигателя по фундаментной раме = 2.88 м
Вертикальный ремонтный габарит двигателя = 4.86 м
Длина пятицилиндрового агрегата = 8.45 м
Масса пятицилиндрового агрегата = 42.05 т = 42050 кг
Показатели эффективности СЭУ: Удельный расход топлива - важный показатель, характеризующий степень теплового совершенства как ГД так и СЭУ в целом и числено равен количеству топлива, которое надо затратить данной установке чтобы получить единицу мощности в единицу времени.
Где - суммарный расход топлива СЭУ на основном расчетном режиме, [ ]
Эффективный коэффициент полезного действия (К.П.Д) - показывает степень теплового совершенства СЭУ, т.е физический смысл состоит в том, что он характеризует отношение полезно получаемой на выходном фланце мощности к топливу, которое затрачивается в данном двигателе.
Где - низшая теплота сгорания топлива;
Удельная масса - числено, равна полной массе установке, приготовленной к действию и отнесенной к мощности.
Где - масса установки, [кг];
Расчет валопровода
Валопровод предназначен для передачи вращающего момента ГД движителю, восприятия осевой силы и передачи ее корпусу судна с целью обеспечения его движения. От надежной работы валопровода зависит эффективность и безопасность эксплуатации судна (особенно одновинтового).
Состав валопровода, его длина и число валовых линий обусловлены: типом, мощностью и расположением ЭУ; требованиями, предъявляемыми к ЭУ; условиями размещения, обслуживания, проведения монтажных и ремонтных работ.
В состав валопровода входят следующие элементы: валы и их соединения, опорные и упорные подшипники, дейдвудные устройства и переборочные уплотнения, специальные устройства и механизмы, вспомогательное оборудование.
Рис. 6. Расположение валопровода
Валопровод состоит из гребного вала 3, на котором крепится гребной винт 1, из промежуточных 6 и проставочного 9 валов. Проставочный вал соединен с упорным валом, который передает развиваемый гребным винтом упор главному упорному подшипнику 12, жестко связанному с корпусом судна. Упорный вал составляет одно целое с валом главного двигателя.
На выходе гребного вала из корпуса судна расположено дейдвудное устройство 2, которое служит опорой для гребного вала и имеет уплотнение.
Опорами промежуточных валов являются кормовой 5 и промежуточные 7 опорные подшипники. Опорой проставочного вала при монтаже и демонтаже валов служит временно устанавливаемый монтажный подшипник 10. Наличие проставочного вала облегчает операцию прицентровки на станке носового промежуточного и упорного валов, а также упрощает задачу выполнения промежуточных валов одинаковой длины в целях унификации их поковок.
В месте прохода валопровода через поперечную водонепроницаемую переборку установлено переборочное уплотнение 8.
Для затормаживания валопровода в случае необходимости выполнения ремонтных работ при буксировке или при дрейфе судна установлен тормоз 4. Проворачивание валопровода на стоянках производят с помощью отключаемого валоповоротного устройства 11.
Таблица 3. Исходные данные для расчета: Наименование переменной Размерность Численное значение
Мощность ГД КВТ 2200
Частота вращения об/мин 750
Упор винта КН 220
Длина судна м 91
Длина ГД м 8.45
Диаметр винта м 3.86
Дисковое отношение винта - 0.55
Временное сопротивление материала гребного вала МПА 500
Временное сопротивление материала промежуточного вала МПА 550
Временное сопротивление материала соединительных болтов МПА 600
Код класса ледового усиления - 1
Код смазки дейдвуда: 1 - масло/2 - вода - 2
Наличие шпонки: 1 - есть/2 - нет - 1
Число болтов фланца промежуточного вала - 8
Схема турбокомпаудной сиситемы 0-2 - 0
Наличие валогенератора 0/1 - 1
Схема валопровода 0, 1 или 2 опоры в дейдвудной трубе - 0
При изготовлении промежуточных, упорных и гребных валов из сталей, временное сопротивление должно быть не менее 400 МПА: Временное сопротивление материала для промежуточного и упорного валов: для гребного вала
При эксплуатации рыбопромысловых судов средства лова вызывают дополнительные нагрузки на гребные валы. Для судов с кормовым тралением (опирающихся на дейдвудные подшипники с водяной смазкой и вращающих ВРШ) рассчитывают как для судов с ледовым усилением категории Л1 (не менее).
Для соединения фланцев валов применяют плотно пригнанные цилиндрические болты.
Результаты расчета валопровода представлены в таблице 4.
Таблица 4
Наименование переменной Размерность Значение
Диаметр промежуточного вала м 0.25
Диаметр гребного вала м 0.36
Диаметр упорного вала м 0.27
Толщина облицовки гребного вала м 0.017
Длина ахтерпика м 5.19
Длина гребного вала м 6.80
Длина консоли м 0.83
Суммарная длина промежуточных валов м 6.02
Длина промежуточного вала м 6.02
Число опор валопровода - 5.00
Число опор промежуточного вала - 1.00
Расстояние между опор гребного вала м 3.57
Минимально допустимое расстояние м 3.30
Максимально допустимое расстояние м 8.40
Расстояние между опор промежуточного вала м 3.01
Минимально допустимое расстояние м 2.75
Максимально допустимое расстояние м 7.00
Толщина фланца гребного вала м 0.09
Толщина фланца промежуточного вала м 0.05
Диаметр соединительных болтов м 0.05
Диаметр ступицы гребного вала м 0.72
Длина ступицы гребного вала м 0.72
Масса гребного вала т 4675
Ремонтный габарит гребного вала м 12.72
Длина МКО м 13.40
Расчет систем СЭУ
Системой судовой энергетической установки называют совокупность трубопроводов с механизмами, аппаратами, устройствами и приборами, предназначенная для выполнения определенных функций в обеспечение надежной и устойчивой работы энергетической установки.
Судовые энергетические системы объединяют пропульсивный и вспомогательные энергетические комплексы в единую энергетическую установку.
Каждая из систем СЭУ представляет сложный комплекс, включающий большое число элементов, связанных между собой трубопроводами, общая длина которых на судне измеряется километрами.
В зависимости от типа судна и назначения судовой энергетической установки СЭС могут иметь различное принципиальное решение.
В СЭУ с ДЭУ необходимо иметь следующие системы: топливную, масляную, охлаждения, пускового воздуха и газоотвода.
При разработке систем СЭУ необходимо учитывать следующие требования: 1. Надежность (безотказность) и долговечность системы; способность работы в условиях крена, дифферента и ударных нагрузок;
2. Живучесть, т.е. способность системы выполнять функции при выходе из строя ее отдельных элементов;
3. Возможно большее использование стандартных и унифицированных конструктивных элементов СЭС;
4. Минимальный объем и массу;
5. Технологичность системы;
6. Устойчивость применяемых материалов против коррозии и эрозии;
7. Предотвращение загрязнения окружающей среды;
8. Возможно низкую первоначальную стоимость;
9. Разумную степень автоматизации и рациональное управление СЭС.
Топливная система
Топливная система предназначена для приема, хранения, перекачки, очистки, подогрева и подачи топлива к главным и вспомогательным двигателям внутреннего сгорания и парогенераторам, а также для передачи его на берег или на другие суда. Топливная система состоит из цистерн и отсеков для хранения запасов топлива, топливоперекачивающих и топливоподкачивающих насосов, сепараторов, фильтров и трубопроводов. Все эти устройства, механизмы и трубопроводы должны обеспечивать: 1. Приемку с берега топлива в о
Список литературы
До 2000 г. вредные выбросы оксидов углерода и окислов азота дизелей нормировались в соответствии с ГОСТ 24585-81 "Дизели судовые, тепловозные и промышленные. Выбросы вредных веществ с отработавшими газами. Нормы и методы определения". Однако требования этих государственных стандартов распространялись только на заводские стендовые испытания дизелей и не применялись для дизелей в эксплуатации.
С 1 января 2000 г. введен в действие новый государственный стандарт ГОСТ РФ 51249-99 "Дизели судовые, тепловозные и промышленные. Выбросы вредных веществ с отработавшими газами. Нормы и методы определения", требования которого допускается распространять на дизели в условиях эксплуатации, в том числе и после капитального ремонта.
В сентябре 1997 г. было принято приложение VI "Правила предотвращения загрязнения воздушной среды с судов" к Международной Конвенции МАРПОЛ 73/78, по созданию эффективных средств для снижения загрязнения атмосферного воздуха. Кроме того, Комитет по внутреннему транспорту Европейской экономической комиссии ООН, в работе которого принимают участие представители Минтранса РФ и Российского Регистра, также рассматривает на своих сессиях проблему предотвращения загрязнения атмосферного воздуха.
Заключение
Известно, что все технологии уменьшения связаны с удорожанием стоимости дизелей в изготовлении и некоторым ростом расходов на обслуживание при эксплуатации.
В настоящее время не существует комплексной оценки (или критерия) эффективности методов (средств) улучшения экологических показателей судовых дизелей. Имеющиеся методики позволяют сделать только относительные оценки эффективности средств снижения выбросов, поэтому дальнейшей задачей научно-исследовательских организаций и надзорных органов является создание системы комплексной оценки предлагаемых методов и средств улучшения экологических показателей судовых дизелей при их эксплуатации.
Список использованной литературы
1) Г.А. Артемов, В.П. Волошин, Ю.В. Захаров, А. Я. Шквар, “Судовые энергетические установки”. - Л.: Судостроение, 1987 г, 480 с., ил.
2) Н.В. Голубев “Проектирование энергетических установок морских судов”. Учебное пособие. - Л.: Судостроение, 1980 г. - 312 с., ил.
3) В.Б. Жинкин, И.Е. Товстых “Ходкость судна”. Учеб. пособие. СПБ.: Изд. Центр СПБГМТУ, 2006 г.
4) Д.С. Иванов “Определение мощности судовой электростанции”. Учебное пособие. Ленинград 1969 г.
5) В.Ф. Диденко “Проектирование и комплектование системы охлаждения судовых дизельных установок”. Методические указания. Изд. ЛКИ, 1990 г.
6) В.Ф. Диденко “К проектированию систем охлаждения главных и вспомогательных двигателей дизельных судовых энергетических установок”. Учеб. пособие/СПБГМТУ; СПБ., 2005 г.
7) Л.П. Коршунов “Силовые установки рыбопромысловых судов”. Изд. Пищевая промышленность, Москва, 1967 г.
