Статья: Анализ энергетической установки БАТМ «Васильевский остров» и повышение её промысловой эффективности путем внедрения струйных распорных устройств трала

При проектировании судовой электростанции, руководствуются судовыми потребителями, их режимом работы, мощностью. При правильном выборе количества генераторов, это позволяет обеспечить работу судна в безаварийном режиме, а также определяет экономическую выгоду при работе СЭС.

Существуют основные требования и правила Регистра, при выборе необходимого количества генераторных установок и АДГ, а также их мощности:

- Судно должно быть оборудовано, как минимум, двумя источниками электроэнергии (основного питания), возможно использование валогенератора в качестве одного из них;

- Суммарная мощность источников электроэнергии, должна быть такой, чтобы при обесточивании одного из источников электроэнергии, оставшийся обеспечил питанием - ответственных судовых потребителей, обеспечивающих безаварийную работу судна при ходовом, аварийном и маневровом режимах;

- Мощность суммарная, всех источников электроэнергии должна быть достаточной для запуска самого мощного электродвигателя, при выходе из строя любого генератора.

- Загрузка генераторов (источников электроэнергии) при работе судна в режимах (ходовой или стоянка) должна составлять от 70 до 90% от номинальной, а в работе на кратковременных режимах (таких как маневровый или аварийный) нагрузка может быть снижена до 50-60% от номинальной;

- Исходя из практики, общее количество источников электроэнергии на судне колеблется от 2 до 4-х, в данном случае 2 или 2 генератора/валогенератора работают параллельно, а один из них находится в резерве.

Таблица 1.14

Обобщенная нагрузка потребителей на судне, при работе на основном режиме

Рисунок 1.12 - Структурная схема распределения судовой электростанции

1.4 Котельная установка

В состав судовой котельной установки входит:

- один вспомогательный котел, марки КАВ 4/7, Q = 4000 кг/ч, рабочее давление: 0,7 МПа

- два утилизационных котла, марки КУП40СИ, Q = 1400 кг/ч, рабочее давление: 0,7 МПа

- конденсатор

- теплый ящик

- установка добавления химии

- питательные насосы ВК, 4 шт.

- пульт управления КУ

- датчики давления, температуры, система отбора проб, водоуказатели, предохранительные устройства, средства КИП и автоматики.

1.4.1 Вспомогательный котел

Вспомогательный автоматизированный котел типа КАВ 4/7 предназначен для обеспечения насыщенным паром технологических, хозяйственно-бытовых и технических нужд.

Котел производит влажный насыщенный пар с давлением 0,7МПа и выдают его на потребители в диапазоне 0-100% от номинальной при полностью автоматизированном регулировании процессов горения и питания.

Котлоагрегат типа КАВ 4/7 представляет собой вертикальную, водотрубную с естественной циркуляцией воды установку, состоящую из следующих элементов:

Паровой котел типа КАВ 4/7;

Два питательных насоса типа ЭКН 10/1-П;

Топливо-форсуночный электронасосный агрегат типа ШФ 0,8-0,58/25Б;

Электровентилятор типа 63/40 ЦСУ-14;

Два подогревателя топлива ПТС С2-1;

Щелевые фильтры очистки топлива типа 2ЩФ 32/40 и 1ФЩ 20/40;

Аппаратура системы автоматики и контроля;

Силовые и импульсные трубопроводы и их арматура;

Силовые электрические кабели;

Одиночный комплект ЗИП.

1.4.2 Утилизационные котлы

Устройство утилизационного котла рассчитано на производство насыщенного пара для бытовых и прочих нужд, используя тепловую энергию выхлопных газов главного двигателя.

На рассматриваемом судне установлен утилизационный котел марки КУП 40СИ с вертикальным сепаратором пара типа СПВ - 2000.

Таблица 1.15

Основные технические характеристики

Таблица 1.16

Основные технические характеристики сепаратора пара

Конструкция утилизационного котла

Котел змеевиковый, с принудительной циркуляцией, газовым регулированием, с искрогасителем предназначен для производства влажного насыщенного пара. Утилизационный котел типа КУП 40СИ с цилиндрической формой кожуха и спиральными горизонтальными змеевиками и установлен в шахтах МКО с каждого борта.

Поверхность нагрева имеет 9 параллельно включенных змеевиков. Змеевики размером 29х2,5 мм. Концы змеевиков имеют стаканы, которые вварены во входной и выходной коллекторы. В стаканах выходного коллектора сделана резьба для установки заглушек в случае течи змеевиков. В стаканах входного коллектора имеется втулка с дроссельной шайбой. Кожух котла включает в свой состав приемную и выпускную камеры. Изоляция представляет собой базальтовые плиты, на которые наклеен базальтовый картон, с наружи котел изолирован листами оцинкованной стали. Котел снабжен обмывочным устройством, которое располагается над трубным пакетом и предназначено для обмывки горячей водой наружных поверхностей змеевиков. Арматура котла включает клапаны циркуляционной воды и паровой смеси, два клапана осушения, предохранительный клапан и клапан выпуска воздуха.

1.4.3 Загрузка котельной установки

Все судовые потребители пара могут быть разделены на следующие потребители:

- потребители, обеспечивающие нормальное функционирование элементов СЭУ, такие как, системы обогрева топливных и масляных запасных, отстойных, переливных и расходных цистерн и др., подогреватели топлива и питательной воды, сажеобдувочные устройства, система очистки котлов, испарительная установка, подогреватель сепаратора льяльных вод;

- потребители общесудовые, работающие в направлениях обеспечения нормальных условий обитания экипажа и пассажиров, а также хозяйственно-бытовые нужды: подогреватели пресной и забортной воды (общего назначения); система отопления жилых и служебных помещений.

- безопасность судна: системы обогрева балластных танков, кингстонных ящиков, патрубков забортной воды, якорей и т.п.;

Режимы работы машинных потребителей пара зависят от того, где находится судно - в море (на ходу) или на стоянке.

Отличительной особенностью режимов использования потребителей пара, обслуживающих КУ, является то, что они работают непрерывно как на ходу, так и на стоянке. Это обусловлено тем, что работа общесудовых потребителей пара зависит от других факторов (района плавания, вида перевозимого груза, времени года, специфических требований).

Рисунок 1.13 - принципиальная гистограмма загрузки котельной установки в течение рейса судна: 1 - работа котельной установки при промысле, Ne = 90%, 2 - работа котельной установки во время перехода, Ne = 75%, 3 - работа котельной установки во время стоянки, Ne = 45%.

1.5 Расчет энергетического баланса СЭУ судна

Таблица 1.17-1.23

2. Индивидуальный раздел на тему: «Повышение эксплуатационной эффективности судна путём внедрения струйных распорных устройств»

2.1 Введение к разделу. Описание проблемы, особенности работы устройства раскрытия устья трала

Из года в год усложняются батиметрические условия тралового лова - глубины лова меняются от 10-50 м до 2000 м и более. Широкое распространение в практике мирового рыболовства получил пелагический траловый лов. При этом постоянно изменяется конструкция тралов, что обусловлено широким использованием крупноячейных и канатных сетных полотен в его направляющих и облавливающих частях.

Увеличение линейных размеров устья трала, как правило, приводит к необходимости увеличения потребных распорных сил и, естественно, к увеличению линейных размеров распорных устройств.

При работе тралом в эпипелагиали, т.е. в поверхностном слое, наиболее актуален вопрос удержания трала в этом слое при наибольшем его удалении от кильватерного следа судна. По существу, необходимо значительно уменьшить углубляющую силу (вес) оснастки трала, чтобы увеличить отношение длины выпускаемого ваера к глубине траления.

Кроме того, совершенствование конструкции распорных устройств ведется также с целью их лучшей приспособляемости к механизации и автоматизации операций по спуску и подъему трала на промысловую палубу траулера.

В этом отношении наиболее перспективно вооружение глубоководных тралов распорно-депрессорными устройствами, позволяющими в условиях ограниченной длины ваеров увеличить глубину траления, скорость траления, размеры орудий лова, а также ускорить процессы спуска и подъема трала с глубины.

Распорные устройства этого класса предназначены обеспечить разноглубинному тралу как горизонтальное раскрытие, так и перемещение при необходимости с одного горизонта на другой. Величину и направление вертикальной и распорной гидродинамических сил у этих устройств регулируют путем дистанционного управления, в зависимости от необходимости изменения величины и направления (подъем, спуск) перемещения трала с одной глубины (или широты) на другую.

Известно, что при прочих равных условиях сила гидродинамического сопротивления трала зависит от величины раскрытия его устья. Если для режима траления величина раскрытия устья трала является одним из показателей его потенциальной производительности, то при спуске и подъеме трала с глубины раскрытие трала приводит к возникновению вредных нагрузок на промысловые механизмы и, естественно, увеличивает непроизводительные затраты времени, особенно при лове на глубинах более 500 м.

Обычные распорные устройства трала обеспечивают ему раскрытие независимо от режима его работы (спуск, траление, подъем). В то же время при спуске и подъеме трала величину распорной силы необходимо значительно уменьшить, чтобы снизить нагрузки на промысловые механизмы и увеличить скорость спуска и подъема трала.

В общем балансе сил, составляющих нагрузку на траловую лебедку при подъеме трала, гидродинамическое сопротивление сетной части трала и распорных досок играет весьма существенную роль и достигает 50 - 90%. Нижний предел соответствует условиям глубоководного траления, а верхний - условиям траления на глубинах до 200 м. Опыты, проведенные с моделями донных и пелагических тралов, показали, что уменьшение горизонтального раскрытия модели трала в процессе выборки позволяет увеличить скорость выборки ваера более чем в 2 раза при сохранении нагрузки на лебедку на прежнем уровне.

По данным опытов, частичное закрытие устья трала перед началом выборки ваеров позволяет снизить нагрузки в ваерах в среднем на 30% и увеличить скорость выборки на 16%. Полное закрытие устья трала по горизонтали привело к снижению нагрузки в ваерах во время выборки в среднем на 45% при увеличении скорости выборки на 35%.

При этом, если при подъеме раскрытого трала мощность траловой лебедки использовалась на 85%, то при подъеме закрытого трала в силу конструктивных особенностей дроссельной системы управления гидромоторами лебедки она была загружена лишь на 50%. Очевидно, что полное использование мощности лебедки позволило бы при подъеме закрытого трала довести скорость выборки ваеров до 150 м/мин.