Совершенствование системы питания водотопливными эмульсиями судовых вспомогательных дизелей с использованием поточного влагомера

• Автор: Теренин, Игорь Николаевич
• Шифр специальности: 05.08.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Астрахань
• Количество страниц: 114 с. : ил.

1 Подготовка, использование и контроль влажности ВТЭ в судовых дизельных установках
1.1 Показатели качества ВТЭ. Особенности работы судовых дизелей
на ВТЭ
1.2 Систем подготовки и питания ВТЭ судовых дизелей
1.3 Методы определения влажности топлива на судах
1.4 Автоматизация технологических процессов
топливоподготовки на судах
1.5 Физические свойства ВТЭ и методы влагометрии
нефтепродуктов
1.6 Конструкции емкостных датчиков и измерительные схемы влагомеров
1.7 Требования к диэлькометрическим влагомерам нефтепродуктов
и их метрологическое обеспечение
1.8 Цель и задачи исследования
2 Теоретические разработки по улучшению эффективности использования ВТЭ
2.1 Методика сравнительного расчета времени испарения капли ВТЭ
и капли чистого топлива в условиях камеры сгорания дизеля
2.2 Методика расчета струйного кавитационного диспергатора
2.3 Методика расчета емкостного датчика
3 Практические разработки по улучшению эффективности использования ВТЭ
3.1 Экспериментальная установка приготовления и питания ВТЭ
дизеля 1417,5/24
3.2 Поточный влагомер ВТЭ и стенд для его градуировки

I 3.3 Системы приготовления и питания ВТЭ вспомогательных
V дизелей судов типа «Днепр» и «Моряна»
4 Испытания дизелей оборудованных системами питания ВТЭ и
поточного влагомера
4.1 Сравнительные исследовательские испытания дизеля 1417,5/24
4.1.1 Методы и средства испытаний
4.1.2 Погрешности измерения и обработки результатов измерения
4.1.3 Результаты исследования работы дизеля 1417,5/24 на ВТЭ
4.2 Оценка методических погрешностей и результаты испытания поточного влагомера ВТЭ
^ 4.2.1 Оценка методических погрешностей поточного влагомера

4.2.2 Результаты испытаний поточного влагомера ВТЭ
4.3 Результаты сравнительных эксплуатационных и теплотехнических испытаний вспомогательных дизелей на судах ЖМЗ «Дон» и РДОС «Моряна»
4.3.1 Краткая характеристика объектов, методов и средств испытания
4.3.2 Результаты сравнительных швартовных теплотехнических испытаний дизеля 6 4Н25/34 оборудованного установкой

циклического получения ВТЭ на судне ЖМЗ «Дон»
4.3.3 Результаты сравнительных эксплуатационных и теплотехнических испытаний дизелей 6 4Н25/34 оборудованных автоматической системой приготовления и питания ВТЭ на судах ЖМЗ «Дон» и РДОС «Моряна»
Заключение
Список литературы
Приложения

Одной из важнейших задач, является внедрение ресурсосберегающих технологий, основанных на экономии топливно-энергетических ресурсов в промышленности, в том числе на флоте - крупнейшем потребителе нефтяного топлива. Эта задача приобретает все большую значимость в связи с ограниченностью мировых запасов нефти и постоянным ростом мировых цен на нефть и нефтепродукты. Другой не менее важной задачей является улучшение экологических показателей энергетического оборудования, потребляющего это топливо. Данная задача приобрела особую актуальность в связи с принятием Международной Морской Организацией (1МО) в 1997 г. приложения VI к МАИРОЬ 73/74, согласно которому выброс вредных веществ с уходящими газами должен быть резко сокращен. Одним из методов, позволяющих решить эти задачи, является метод сжигания водотопливных эмульсий (ВТЭ). Большинство разработанных и внедренных на судах систем подготовки ВТЭ относится к котлам и главным двигателям, работающим на тяжелых сортах топлива. Этим системам свойственно приготовления ВТЭ механическими устройствами и хранение ВТЭ в расходных цистернах, а также наличие циркуляционных контуров для поддержания качества приготовленной эмульсии. Судовые вспомогательные дизели в основном работают на топливах, эмульсии которых не обладают достаточной устойчивостью. Вспомогательным дизелям, также свойственны переменные режимы работы а, следовательно, при их работе на ВТЭ необходимы системы, обеспечивающие приготовление ВТЭ с необходимым содержанием в них воды в зависимости от нагрузки. Такие системы невозможно создать без устройств или аппаратов для получения ВТЭ в небольших объемах, а так же поточных влагомеров и датчиков влажности топлив и ВТЭ. Поэтому их разработка и внедрение в производство является актуальной проблемой.
При проведении анализов технологических процессов подготовки и использования ВТЭ, методов влагометрии и конструкций поточных влагомеров
ции 8 « 0,27, что характеризует наличие кавитационного эмульгирования в дис-пергаторе. Это подтверждают результаты предварительных экспериментальных исследований и разработку на их основе конструкции диспергатора для судовых дизелей типа 6ЧН 25/34.
Малый объем кавитационных диспергаторов ВТЭ (0,001 - 0,002 м3) позволяет использовать для дозированной подачи дизельного и моторного топлива, воды плунжерные насосы высокого давления. При этом подача компонентов ВТЭ носит характер аналогичный работе системы ТНВД - форсунка, которому соответствуют условия сплошного. Считая, что движение компонентов ВТЭ от насоса до среза сопла удовлетворяет условию сплошности потока, определим по известней формуле объем секундной додачи каждого компонента ВТЭ на двигатель Усп ,м3/с:
N е

сп 3600л ’
где: ]Уе - эффективная мощность, кВт; #ек - удельный эффективный компонент ВТЭ, кг/(кВт-ч); рк - плотность компонента, кг/м3
Площадь проходного сечения сопловою отверстия Рс, м2:

ТС — сп г С ~

где: сс - скорость истечения топлива, м/с; ц = 0,7 - 0,8 - коэффициент истечения соплового отверстия.
Диаметр соплового отверстия сопел диспергатора ,мм:
<=1130^.
Расчет размеров сопел представлен в таблице 5, а конструкция кавитационного диспергатора и сопел на рисунках 8 и 9. Исходные данные для расчета: дизель 6ЧН25/34; эффективная мощность Ие = 300 кВт; эффективный удельный расход ge = 0,228 кг/кВт-ч. Состав ВТЭ: дизельное топливо - 80%; моторное топливо - 10%; вода - 10%.