Анализ способов повышения эффективности вспомогательных котельных установок нефтеналивных судов

• Автор: Мьо Чжо Ту
• Шифр специальности: 05.08.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 158 с. : ил.

ОГПАВЛЕНИЕ

Список основных сокращений и обозначений
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. Обзор литературных источников и постановка задачи исследования
1.1. Обзор литературных источников по требованиям потребителей тепловой энергии к количеству и качеству теплоносителей на нефтеналивных судах
1.2. Обзор литературных источников по методам расчета систем утилизации вторичных энергоресурсов дизельных установок
1.3. Обзор литературных источников по методам обоснования технических решений по судам, судовым энергетическим установкам и их комплектующему оборудованию
1.4. Постановка задачи исследования
Глава 2. Потребности танкера в тепловой энергии
2.1. Анализ нормативных документов и разработка моделей расхода тепловой энергии на подогрев груза на танкере
2.2. Разработка моделей расхода тепловой энергии на подогрев топлива, сжигаемого в главных и вспомогательных двигателях и парогенераторах
2.3. Разработка моделей расхода тепловой энергии для удовлетворения
общесудовых нужд
Выводы по 2 главе
Глава 3. Анализ способов покрытия потребностей в тепловой энергии на спектре режимов эксплуатации судна
3.1. Типовая схема эксплуатации ВКУ танкера, анализ длительности отдельных режимов эксплуатации судна и потребности в тепловой энергии
3.2. Критический анализ единой схемы получения пара во вспомогательных и утилизационных котлах. Способы питания паром потребителей с более низкими параметрами
3.3. Раздельная схема получения пара и горячей воды во вспомогательных и утилизационных котлах и системе утилизации теплоты продувочного воздуха. Способы питания паром отдельных потребителей
3.4. Модели анализа ресурсов утилизации судового пропульсивного комплекса
3.5. Модели расчета производительности утилизационного котла и высокотемпературной секции охладителя наддувочного воздуха
Выводы по 3 главе
Глава 4. Разработка методики сравнительного анализа систем обеспечения судна тепловой энергией
4.1. Годовой ход температуры воздуха и воды. Разработка обобщенной характеристики параметров окружающей среды
4.2. Стохастические модели определения параметров окружающей среды
на линии эксплуатации танкера
4.3. Алгоритм расчета параметров рейса танкера и анализа баланса обеспечения судна тепловой энергией от вспомогательных и утилизационных котлов

4.4. Критерии эффективности схем обеспечения танкера тепловой энергией.
4.5. Методика сравнения вариантов танкеров с объединенной и раздельной
схемами утилизации
4.6. Компенсация неопределенности данных при выборе вариантов ВКУ
Выводы по 4 главе
Глава 5. Расчетное исследование эффективности технических решений по комплектации ВКУ танкеров
5.1. Сравнительный анализ объединенной и раздельной схем ВКУ при обеспечение танкера тепловой энергией
5.2. Характеристики утилизационных парогенераторов и высокотемпературных секций охлаждения продувочного воздуха
5.3. Сравнительная оценка тепловых схем ВКУ по согласованному критерию эффективности
5.4. Анализ сокращения вредных выбросов в окружающую среду при эксплуатации ВКУ танкера со сравниваемым схемам
5.5. Исследование устойчивости оптимальных решений при изменении
грузоподъемности судов, линии эксплуатации и коньюнктуры рынков
Выводы по 5 главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Структура объединенной модели анализа тепловых
схем ВКУ
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Программные модули определения составляющих
теплового баланса сравниваемых схем
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Состояние окружающей среды в характерных
регионах
СПИСОК ОСНОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ
СЭУ - судовая энергетическая установка;
ПК - судовой пропульсивный (движительный) комплекс;
ВЭК - вспомогательный энергетический комплекс — обобщение СЭС, ВКУ и ОУ; СЭС — судовая электроэнергетическая установка (электростанция);
ВКУ - вспомогательная теплоэнергетическая (котельная) установка;
ОУ - судовая водоопреснительная установка;
ГД - главный судовой двигатель;
ДВС - двигатель внутреннего сгорания;
МОД - малооборотный ДВС;
СОД - среднеоборотный ДВС;
ВОД - высокооборотный ДВС;
ДГ — дизель-генератор;
ВГ - валогенератор;
УГТ - утилизационная газовая турбина, эквивалент ТКС;
ТКС - турбо-компаундная система;
ТГ - турбогенератор, работающий на паре;
УТГ - турбогенератор, работающий на паре утилизационного котла;
ГА - генераторный агрегат - обобщение ДГ, ВГ, УГТ, УТГ - электрогенератор с приводом на общей фундаментной раме с необходимым комплектом навешенных вспомогательных механизмов;
ГРЩ - главный распределительный щит;
ВПГ - вспомогательный парогенератор (паровой котёл);
ВВК - вспомогательный водогрейный котёл;
ВК — вспомогательный котел, работающий на топливе, обобщение ВПГ и ВВК; УПГ-утилизационный парогенератор (паровой котёл);
УВК-утилизационный водогрейный котёл;
КИ - котел - инсениратор;
МДМ - максимальная длительная мощность главного двигателя, кВт;
НМ ДМ - номинальная МДМ;
СМДМ - спецификационная МДМ;
ДЭМ - длительная эксплуатационная мощность;
ВФШ - винт фиксированного шага;
ВРШ - винт регулируемого шага;
ПУ — подруливающее устройство;
СТС - сложная техническая система;
РЭЛ - средства радиоэлектроники;
УФО - ультрафиолетовое облучение;
СВО - система водяного отопления;
1БО - международная организация по стандартизации;
О — полное водоизмещение судна, т;
ИШ -дедвейт - переменная часть водоизмещения, т;
£>о - водоизмещение порожнего судна, т;
Ор - грузоподъемность судна, т;
кт — коэффициент технического использования грузоподъемности в круговом рейсе;
£пл - дальность плавания судна, мили;
£пп - длина судна между перпендикулярами, м;
5„в - наибольшая ширина судна, м;
#б — высота борта до главной палубы, м;
Тг - расчетная осадка судна, м;

Рис. 1.8. Поправки к количеству теплоты, отводимому от МОД типа МС на режиме НМДМ рабочими телами; а - продувочным воздухом; б - пресной водой; в — циркуляционным маслом.
Эти графики могут оыть аппроксимированы следующими зависимостями в
соответствии с рекомендациями фирмы:
р в03 = ехр(0.1045 -0.8548 Щп) + 1.8321 ЩЫ)) (1.18)
q пр = ехр(1.2614-0.0811 Щп) + 0.8072 ЩЫ)) (1.19)
р м = 67.3009 Щп) + 7.6304 ЩЫ) - 245.0714; (1.20)
В работе [6] показано, что комплектация СЭУ утилизационными котлами
оказывает влияние на выбор оптимального типоразмера МОД для заданного судна.
Обычно для использования на морском транспортном судне могут найти применение
несколько типоразмеров МОД с разными типоразмерами цилиндра и их числом в
составе агрегата. Изменение варианта главного двигателя и режима его
использования приводят также к изменению количества и температуры выхлопных