Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Анализ способов повышения эффективности вспомогательных котельных установок нефтеналивных судов Мьо Чжо Ту

Анализ способов повышения эффективности вспомогательных котельных установок нефтеналивных судов
<
Анализ способов повышения эффективности вспомогательных котельных установок нефтеналивных судов Анализ способов повышения эффективности вспомогательных котельных установок нефтеналивных судов Анализ способов повышения эффективности вспомогательных котельных установок нефтеналивных судов Анализ способов повышения эффективности вспомогательных котельных установок нефтеналивных судов Анализ способов повышения эффективности вспомогательных котельных установок нефтеналивных судов Анализ способов повышения эффективности вспомогательных котельных установок нефтеналивных судов Анализ способов повышения эффективности вспомогательных котельных установок нефтеналивных судов Анализ способов повышения эффективности вспомогательных котельных установок нефтеналивных судов Анализ способов повышения эффективности вспомогательных котельных установок нефтеналивных судов Анализ способов повышения эффективности вспомогательных котельных установок нефтеналивных судов Анализ способов повышения эффективности вспомогательных котельных установок нефтеналивных судов Анализ способов повышения эффективности вспомогательных котельных установок нефтеналивных судов
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Мьо Чжо Ту. Анализ способов повышения эффективности вспомогательных котельных установок нефтеналивных судов: диссертация ... кандидата технических наук: 05.08.05 / Мьо Чжо Ту;[Место защиты: Санкт-Петербургский государственный морской технический университет].- Санкт-Петербург, 2014.- 158 с.

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Обзор литературных источников и постановка задачи 13

1.1. Обзор литературных источников по требованиям потребителей тепловой энергии к количеству и качеству теплоносителей на нефтеналивных судах... 13

1.2. Обзор литературных источников по методам расчета систем утилизации вторичных энергоресурсов дизельных установок 28

1.3. Обзор литературных источников по методам обоснования технических решений по судам, судовым энергетическим установкам и их комплектующему оборудованию 38

1.4. Постановка задачи исследования 42

Глава 2. Потребности танкера в тепловой энергии 44

2.1. Анализ нормативных документов и разработка моделей расхода тепловой энергии на подогрев груза на танкере 44

2.2. Разработка моделей расхода тепловой энергии на подогрев топлива, сжигаемого в главных и вспомогательных двигателях и парогенераторах 48

2.3. Разработка моделей расхода тепловой энергии для удовлетворения

общесудовых нужд 58

Выводы по 2 главе 59

Глава 3. Анализ способов покрытия потребностей в тепловой энергии на спектре режимов эксплуатации судна 61

3.1. Типовая схема эксплуатации ВКУ танкера, анализ длительности отдельных режимов эксплуатации судна и потребности в тепловой энергии 61

3.2. Критический анализ единой схемы получения пара во вспомогательных и утилизационных котлах. Способы питания паром потребителей с более низкими параметрами 62

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 66

3.4. Модели анализа ресурсов утилизации судового пропульсивного комплекса 71

3.5. Модели расчета производительности утилизационного котла и высокотемпературной секции охладителя наддувочного воздуха 75

Выводы по 3 главе 78

Глава 4. Разработка методики сравнительного анализа систем обеспечения судна тепловой энергией 79

4.1. Годовой ход температуры воздуха и воды. Разработка обобщенной характеристики параметров окружающей среды 79

4.2. Стохастические модели определения параметров окружающей среды на линии эксплуатации танкера 83

4.3. Алгоритм расчета параметров рейса танкера и анализа баланса обеспечения судна тепловой энергией от вспомогательных и утилизационных котлов 84

2

4.4. Критерии эффективности схем обеспечения танкера тепловой энергией.86

4.5. Методика сравнения вариантов танкеров с объединенной и раздельной схемами утилизации .87

4.6. Компенсация неопределенности данных при выборе вариантов ВКУ 88

Выводы по 4 главе 92

Глава 5. Расчетное исследование эффективности технических решений по комплектации ВКУ танкеров 94

5.1. Сравнительный анализ объединенной и раздельной схем ВКУ при обеспечение танкера тепловой энергией 94

5.2. Характеристики утилизационных парогенераторов и высокотемпературных секций охлаждения продувочного воздуха 102

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 108

5.5. Исследование устойчивости оптимальных решений при изменении грузоподъемности судов, линии эксплуатации и коньюнктуры рынков 109 Выводы по 5 главе 111

Заключение .114

Литература

Обзор литературных источников по методам расчета систем утилизации вторичных энергоресурсов дизельных установок

Следующим фактором, способствующим актуализации поставленной задачи, является принятие комитетом IMO ряда документов о предотвращении загрязнения окружающей среды с судов, в том числе требований к повышению энергоэффективности судов. В последнюю достаточно значительный вклад вносит ВКУ - второй после главного двигателя потребитель топлива на судне. Ограничены выделения в окружающую среду продуктов сгорания органического топлива - СО2 и SO2. Образование N02, также ограниченного требованиями IMO, для ВКУ не характерно. Повышение энергоэффективности вспомогательных котельных установок нефтеналивных судов способствует решению задач установленных требованиями IMO.

Для текущего периода характерно повышение стоимости органического топлива, что повышает эксплуатационные расходы и уменьшает доходы от эксплуатации судов. Повышение цены нефти, ее частичная замена в энергетике сжиженным газом, получаемым из горючих сланцев, приводят к уменьшению объемов грузов, что в свою очередь повышает конкуренцию перевозчиков и снизило фрахтовые ставки на перевозку нефтегрузов до значений, не оправдывающих перевозку. Значительная часть морского танкерного флота поставлена на прикол. На разделку направляются практически новые суда. И в то же время судостроение, получившее в 2007 г. оплаченные заказы на постройку новых танкеров, продолжает спускать на воду все новые танкеры. Все это создает для танкерного флота все новые и новые сложности.

Одним из способов частичного решения проблем с прибылью от перевозки нефтегрузов является снижение скорости эксплуатации танкеров - с 14-15 узлов по проекту до 10 - 12 узлов фактической средней скорости. Согласно некоторым исследованиям это приносит дополнительную прибыль в объеме 7 - 10%. Однако это не только удлиняет рейс, но и снижает мощность, затрачиваемую на движение, а также уменьшает объем вторичных энергоресурсов и возможность заместить ими затраты топлива на ВКУ. Это повышает расход топлива на ВКУ на некоторых отрезках рейса и снижает предполагаемую прибыль от снижения скорости.

Поскольку на морских танкерах применяются в основном малооборотные дизеля с температурой газов на выходе из ГТН 235 - 250 С, получить в них сколько-нибудь существенное количество пара невозможно. Как показывает практика, этого пара хватает только на подогрев топлива для главных и вспомогательных дизелей. Но это количество не превышает 3 - 3,5% общей потребности судна в паре. Вследствие этого на всех режимах эксплуатации судна требуется работа на топливе вспомогательных котлов, обеспечивающих практически всю потребность в паре. Наличие в выпускных газах сернистых соединений ограничивает охлаждение газов теплоносителем с температурой выше точки росы - 135 - 140 С, а значит, температура газов в принципе не может быть получена ниже 170 С.

Необходимость вырабатывать пар с параметрами 10 бар/180 С исключает из процесса утилизации продувочный воздух, имеющий температуру 160-180 С. Однако продувочный воздух не включает сернистых соединений и не имеет поэтому ограничений по низкотемпературной коррозии. При отдельной утилизации теплоты продувочного воздуха, вследствие возможности более глубокого охлаждения, может быть получено количество теплоты, превышающее таковое, получаемое от УПГ.

Одновременно следует отметить требования отдельных потребителей к различной температуре греющего пара или воды. В табл. 1.2 приведены паровые нагрузки танкера пр. 17120 на длительном ходовом режиме. Как уже указывалось выше для подогрева тяжелого топлива требуется пар с температурой 180 С в количестве 3,7% от общей потребности судна в паре. Все остальные потребители пара нуждаются в существенно более низкой температуре, частично даже в горячей воде с температурой 100 С и ниже. Это свидетельствует о неэффективности применения объединенных схем генерирования теплоты, так как абсолютное большинство количества пара требуются с параметрами значительно ниже производимых. При этом недоиспользуются вторичные ресурсы выпускных газов и совсем не используются ресурсы продувочного воздуха.

Следует также отметить, что проектирование систем снабжения судна тепловой энергией осуществляется на самые тяжелые условия. В табл. 1.3 приведены расчетные параметры забортной воды и окружающего воздуха. Проектирование систем снабжения судна теплотой осуществляется на зимние параметры, а также на наиболее тяжелый нефтепродукт вероятный для транспортировки, а это мазут М-100. В современных условиях - при сниженных параметрах главных двигателей возможностей системы утилизации в зимний период недостаточно для обеспечения всех потребностей судна в тепловой энергии. Однако зимние условия сохраняются не весь период эксплуатации и перевозимый груз не обязательно самый тяжелый. Поэтому высока вероятность того, что в течение большей части эксплуатационного периода возможна эксплуатация без работы вспомогательных котлов на топливе и обеспечение всех потребностей в теплоте за счет работы утилизационных котлов.

Из сказанного выше вытекает актуальности диссертации на тему анализа способов повышения эффективности вспомогательных котельных установок нефтеналивных судов. Повышение эффективности может быть достигнуто раздельным обеспечением потребителей, нуждающихся в паре с различными параметрами, применением более совершенных схем утилизации тепловых потерь главных двигателей с включением в схему утилизации теплоты продувочного воздуха и с прямой выработкой пара различных параметров в соответствии с требованиями, учета реальных параметров окружающей среды и фактических нефтепродуктов, перевозимых в конкретном рейсе, учетом влияния ВКУ на энергоэффективность судна и влияния ее на окружающую среду.

Разработка моделей расхода тепловой энергии на подогрев топлива, сжигаемого в главных и вспомогательных двигателях и парогенераторах

Основными двигателями для морских нефтеналивных танкеров являются малооборотные двигатели. Спецификационными режимами СМДМ этих двигателей, как правило, являются номинальные режимы максимальной длительной мощности - НМДМ. Режим длительной эксплуатационной мощности «э» располагается на номинальной винтовой характеристике - кубической параболе, проходящей через точку 1 - НМДМ, см. рис.2.1.

Как правило, точка «и» (режим максимальной скорости) совмещается с точкой 1. При этом несколько увеличивается и мощность и частота на режиме «э», поскольку коэффициент запаса мощности - отношение мощностей /с3 = NeJ Л/еэ сохраняет свое значение. Этот коэффициент составляет обычно 1,1 - 1,15, но иногда встречаются варианты с к3 = 1 или 1,25. Коэффициент запаса мощности обычно прямо указан в техническом описании судна, например, [32].

Вариант расположения длительного эксплуатационного режима ПК. Нами исследуются построенные и описанные танкеры, поэтому выбор для них двигателей не входит в нашу задачу. Однако, если такая задача возникнет, то мы можем воспользоваться элементами САПР СЭУ, разработанными ранее и рассмотренными в [6]. Задача этого параграфа - достоверное определение расхода топлива на главные и вспомогательные двигатели и вспомогательные котлы для последующего определения расхода пара на подогрев этого топлива. Именно этот расход пара требуется с наибольшими параметрами - температурой и давлением. Мы собираемся его генерировать отдельно от прочей массы пара, так как последняя может быть произведена при более низких параметрах.

Типоразмеры главных двигателей, нашедшие применение на анализируемых танкерах, указаны в описании судна [32]. Удельный расход на режиме НМДМ указан в описании типоразмерного ряда цилиндров главного двигателя. Характеристики типоразмерного ряда двигателей фирмы MAN представлены в табл.2.5[6, 30]. Таблица 2.5

Столбцы табл.2.5 содержат следующие характеристики типоразмеров базовых цилиндров: J - нумерация типоразмеров цилиндров; Марка - фирменное обозначение типоразмера цилиндра, включающее буквенный и цифровой код. Последний отражает диаметр цилиндра в сантиметрах. Буквенный код отражает принадлежность к ряду МС и конструктивный тип цилиндра, определяемый отношением хода поршня S к его диаметру: S - сверхдлинноходный {SID 3), L -длинноходный, К - с нормальным отношением хода поршня к диаметру приблизительно 2.5, К - С - короткоходный; Л/ец - максимальная длительная цилиндровая мощность, кВт; Z4 - допустимый диапазон числа цилиндров в составе агрегата. Для больших размерностей цилиндров характерен широкий диапазон от четырех до двенадцати и даже до четырнадцати цилиндров в агрегате. Для короткоходных двигателей рекомендованы 6-12 цилиндров в составе агрегата. В диапазоне размерностей 46 - 70 см. агрегат может включать от четырех до восьми цилиндров. Агрегаты двигателей с диаметром цилиндров от 26 до 42 см. могут включать от четырех до двенадцати цилиндров; S - ход

поршня, м; п - частота на режиме номинальной максимальной длительной мощности (НМДМ), об/мин; птт - частота на нижней границе области допустимых значений МДМ, об/мин; Ье - удельный расход топлива на режиме НМДМ, кг/кВт час; рвтах - максимальное среднее эффективное давление на границе области допустимых МДМ, бар; рет п - минимальное среднее эффективное давление на границе области допустимых МДМ, бар; WmnH - подача топливоподкачивающего насоса, м3/час на один цилиндр данного типоразмера .

Типоразмерный ряд МС включает в свой состав двадцать семь базовых типоразмера цилиндров, отличающихся диаметром и конструктивным типом. Представленный в табл.2.5 удельный расход топлива относится к режиму НМДМ, см. рис.2.1. Нам же необходимо определить значение удельного и абсолютного расхода топлива на главный двигатель на режиме «э» длительной эксплуатационной мощности, на которой двигатель работает до 95% ходового времени. "

На рис. 2.2 приведена зависимость изменения удельного расхода топлива в пределах диапазона допустимых МДМ: А - согласование агрегатов на режиме НМДМ; Б - то же на режиме СМДМ - И; В и 6i - винтовые характеристики винта фиксированного шага; Р - режим длительной эксплуатационной мощности; И -режим испытаний судна на достижимую скорость; ЛЬе - изменение расхода топлива при отклонении мощности и эффективного давления от режима согласования агрегатов двигателя

Здесь представлена обобщенная зависимость изменения удельного расхода топлива при «оптимизации» режима в любой точке диапазона допустимых МДМ. Оптимизация осуществляется заменой ГТН, топливной аппаратуры и изменением угла опережения впрыска топлива. Этим достигается минимизация удельного расхода на эксплуатационном режиме, расположенном на винтовой характеристике, проходящей через точку И. В практике эта методика обычно не применяется, поскольку снижает располагаемую мощность двигателя при установленной НМДМ.

Нас интересует вариант с совмещением точки И с точкой 1. Удельный расход топлива в точке Р, расположенной на винтовой характеристике В, находится на линии Ре=100%. На нижнем графике рис. 2.2. показано изменение Ье вдоль двух винтовых характеристик В и В1. На первой оптимальная точке (минимум Ье) соответствует коэффициенту загрузки 1,25 - 75% Л/е НМДМ. Вторая имеет минимум Ье при 65% Л/е НМДМ. Выигрыш (1,5 г/(кВт час)) получен за счет уменьшения частоты и соответствующего увеличения диаметра винта.

Критический анализ единой схемы получения пара во вспомогательных и утилизационных котлах. Способы питания паром потребителей с более низкими параметрами

При наибольшем содержании серы до 4,5% соответствующая точка росы составляет 137 С и возможно снижение температуры газов только до 145 С (запас необходим для обеспечения переменных режимов). Это позволит получить в три раза больше пара от утилизационного котла, чем в случае представленной на рис. 3.1 объединенной системы снабжения судна паром.

Следует, однако, помнить, что температуры точки росы должны достигать не газы, а рабочее тело, отбирающее от газов теплоту, так как конденсация водяных паров и образование кислоты происходит на поверхности трубки, а термическое сопротивление ее металла невелико. Следовательно, газы можно охладить лишь до 170 С кипящей водой с температурой 145 С. Выигрыш в количестве пара по сравнению с традиционной схемой будет не так значителен -всего в два раза. Но и это существенно.

Более того, это позволяет применить утилизацию продувочного воздуха, пока еще мало освоенный источник теплоты. По-видимому, этот источник не разрабатывается в связи с невозможностью получить в нем пар с давлением 10 бар и подать его в общий сепаратор со вспомогательным котлом. Выше мы показали ненужность этого для утилизационного котла, работающего на выхлопных газах. Полная аналогия и для системы утилизации теплоты продувочного воздуха.

Температура продувочного воздуха может достигать 170 - 180С. Для этого источника теплоты важно отсутствие ограничения по температуре точки росы. Охлаждать этот воздух для подачи в цилиндры нужно до 40 - 60С. Конечно, в системе утилизации этого сделать нельзя. Однако в системе утилизации теплоты продувочного воздуха вполне реально получить горячую воду с температурой 90С, необходимой для разогрева наиболее тяжелого нефтегруза, охладив продувочный воздух до 120С. Дальнейшее охлаждение до 40 - 60 С следует производить за счет забортной воды во втором контуре системы охлаждения продувочного воздуха. Количество теплоты, полученное в системе утилизации теплоты продувочного воздуха приблизительно равно половине теплоты, полученной в УК при охлаждении газов до 170 С.

Преимущества предлагаемой раздельной системы утилизации теплоты выхлопных газов и продувочного воздуха, независимых от вспомогательного котла позволяют на длительном ходовом режиме практически полностью обеспечить танкер теплотой для всех нужд исключительно за счет утилизации. Только подогрев топлива ГД, ДГ и ВК остается за вспомогательным котлом, но это небольшое количество - не превышающее 4% потребности судна в тепловой энергии на длительном ходовом режиме и менее 2,5% от установленной тепловой мощности ВКУ.

Раздельная система питания потребителей паром с двухконтурным УК: 2,6,23 - циркуляционные насосы УК и ВТС; 1 - двухсекционный утилизационный котел (УК); 3 - сепаратор пара секции низкого давления; 4 сепаратор пара ВТС; 5 - высокотемпературная секция охлаждения продувочного воздуха (ВТС); 7 - вспомогательный котел (ВК); 8 — воздухопровод ВК; 9 - воздушные заслонки; 10 - котельный вентилятор; 11 расходная топливная цистерна; 12, 15 - фильтры холодного и горячего топлива; 13- топливный насос; 14- подогреватель топлива; 76-форсунки; 17 - питательный насос ВК; 18 - питательный насос ВТС; 19, 21 - питательные насосы секций УК; 20 - теплый ящик; 22 - сепаратор секции высокого давления УК; 24 - пар на подогрев топлива главного двигателя.

Дополнительный доход оправдывает установку высокотемпературной секции охлаждения продувочного воздуха и применение раздельных систем обогрева груза с тремя ступенями давления: - с атмосферным давлением, питаемой паром от высокотемпературной секции охлаждения продувочного воздуха; - с давлением 4,5 бар, питаемой паром от утилизационного котла; - с давлением 10 бар, питаемой паром от вспомогательного котла.

Представленная на рис. 3.3 раздельная схема является эффективной, но она не лишена недостатков, связанных с необходимостью работы ВК на топливе при малой нагрузке. Можно предложить несколько более сложную схему, лишенную указанных недостатков. Такая схема представлена на рис. 3.4.

Преимущества предлагаемой раздельной системы утилизации теплоты выхлопных газов и продувочного воздуха, независимых от вспомогательного котла позволяют на длительном ходовом режиме полностью обеспечить танкер теплотой для всех нужд исключительно за счет утилизации. Подогрев тяжелого топлива главного двигателя на ходовых режимах осуществляется за счет пара высокотемпературной секции утилизационного котла.

Повышение энергетической и экологической эффективности обеспечено, однако экономическая эффективность нуждается в дополнительном исследовании ввиду необходимости разработки типоразмерного ряда двухконтурных утилизационных котлов. Это же актуально для вспомогательных котлов, работающих на топливе: если они одноконтурные и в них вырабатывается пар с параметрами 1МПа/180 С, то уходящие газы будут иметь температуру 210 С, а КПД котла снизится до 70%. Применяя двухконтурную схему вспомогательного котла можно получить на выходе газы с температурой 170 С и дополнительный экономический эффект.

Реализовать двухконтурную схему утилизационного котла несложно: можно разделить имеющиеся по длине газохода несколько секций для работы на разные коллекторы с разной температурой и количеством пара - индивидуальным для каждого судна. Для вспомогательных котлов эта проблема более сложна, так как большая часть пара получается в экранных поверхностях, а изменять их поверхности при заданной общей выработке пара сложно. Однако в конвективной секции можно получать насыщенный пар с давлением 4,3 атм. гарантирующий отсутствие низкотемпературной коррозии поверхностей котла.

Стохастические модели определения параметров окружающей среды на линии эксплуатации танкера

Утилизационный котел для схемы 2 - двухконтурный, включающий в качестве первого контура УК для схемы 1 - 284 м2. Масса, согласно формуле приведенной выше, составит 11 т.

Второй контур с производительностью 2,5 т/ч и давлением пара 4,3 бар - с тем же расходом выхлопных газов, начальной температурой 205 С, конечной температурой 170 С должен иметь следующую испарительную поверхность:

Полная испарительная поверхность двухконтурного утилизационного котла равна 568 м . Она разделена на две секции - конструктивно по типу КУП180 -первая по ходу газа - 284м2 и вторая - низкотемпературная, защищенная по параметрам от низкотемпературной коррозии - 284 м2 Каждая из секций работает на отдельный сепаратор пара, циркуляция принудительная. Каждая из секций подобна используемой в одноконтурной схеме и общая масса составит 22 т. Высокотемпературная секция охлаждения продувочного воздуха может быть выполнена по такой же схеме - с кипятильными трубками, омываемыми снаружи горячим воздухом в количестве примерно равном расходу газа. Таким образом, можно считать, условия теплообмена примерно одинаковыми с секциями УПГ. В ВТС получается пар с возможно более низким давлением для увеличения термических градиентов, но достаточным для прохода и конденсации пара в палубных подогревателях циркуляционной системы подогрева груза. Положим это давление равным 1,5 бар, чему соответствует температура испарения 111,4 С. О 2500 -2202 Л/ЧЛ 2 FBTC= = = = 268м . ДТор 456,8-45

Такой теплообменник не может быть реализован в форме кожухотрубного ввиду невозможности разместить его у торца главного двигателя. Возможно разделение его на два, устанавливаемых сбоку от ГД - в случае применения двух газотурбонагнетателей. Тогда площадь теплообмена каждого будет 134 м . Все равно это много для реализации в кожухотрубной форме. Единственный выход -применение пластинчатых теплообменников в соответствии с ГОСТ 15518 - 78. В стандарте приведены характеристики пластинчатых теплообменников с поверхностями до 360 м2. Теплообменники с меньшими площадями теплообмена присутствуют широко.

По данным Интернет-ресурса «teploobmenniki-prise.xls» стоимость теплообменника определяется потоком энергии в процессе теплообмена. В частности для пластинчатых теплообменников с тепловым потоком 756 кВт (2500 2202/3600/2) цена без НДС составляет 39818 долл. за штуку (у нас их две). Его масса по данным ГОСТ составит 2200 кг для каждого.

Для стоимости утилизационных парогенераторов [59] предложен ряд зависимостей: ЦКУП =3,716 F0l570=3,716 2840 570 = 93 тыс. долл. В составе объединенной схемы один такой котел, в составе раздельной схемы - два таких котла и высокотемпературная секция охлаждения продувочного воздуха - в сумме это составить 256 тыс. руб. капитальных затрат. Производительность насосов примем исходя из допустимой кратности циркуляции, равной 3. В первом контуре подача циркуляционного насоса 7,5 т/ч с напором ок. 30 м.в.ст. Питательный насос сепаратора 1-й секции с производительностью 3 т/ч и давлением на входе в сепаратор 1,1 МПа.

Циркуляционный насос 2-й секции имеет такие же подачу и напор. Питательный насос сепаратора 2-й секции с производительностью 3 т/ч и давлением на входе в сепаратор 0,5 МПа.

Для ВТС охлаждения продувочного воздуха можно применить такие же циркуляционные насосы вследствие близости параметров 2-й секции УК и ВТС. Питательный насос с производительностью 3 т/ч и давлением на входе в сепаратор 0,3 МПа.

Центробежный насос фирмы Iron Pump типа CHV марки 40/230 с подачей 7,5 м3/ч и напором 15 м.в.ст. весит с приводом 70 кг и способен обеспечить циркуляцию во всех контурах. Его стоимость S4H=5,113 GH = 358 долл [59].

В качестве питательных для двух секций низкого давления может найти применение насос того же типа и фирмы - типоразмер 32/230 с такой же стоимостью. Для секции с давлением 1 МПа в качестве питательного насоса может найти применение насос той же фирмы типа CN(X) типоразмера 50/250 с массой 70 кг и стоимостью 358 долл.

Сепараторы пара должны иметь достаточный объем для хранения всего расхода воды по схемам. Предположим эти объемы равными часовой подаче питательных насосов. Таким образом в схеме 2 дополнительно включены два сепаратора объемом ок. З м . Сепаратор для первой секции имеет такой же объем.

Таким образом, для получения экономии топлива в 1290 т/год или по 143 т/рейс требуются дополнительные затраты на 1-ю и 2-ю секцию УК, ВТС охлаждения продувочного воздуха, три циркуляционных и три питательных насоса с указанными выше параметрами и три сепаратора пара.

Стоимость утилизационного оборудования 1-й схемы (рис.3.1): одна секция УПГ - 93 тыс. долл., один циркуляционный, один питательный насос и один сепаратор пара. Общая стоимость оборудования ктр 93700 долл. = 98,4 тыс. долл., где ктр =1,05 - коэффициент, учитывающий дополнительную стоимость трубопроводов и арматуры.

Стоимость утилизационного оборудования 2-й схемы (рис.3.3): две секции УПГ - 2x93 тыс. руб., две секции ВТС 2x39,818 тыс. долл., три циркуляционных и три питательных насоса и три сепаратора пара. Общая стоимость оборудования: 1,05(2 93,700 + 40,500) = 239,3 тыс. долл., Экономия приведенных затрат для 1 -й схемы: 612 т 0,500 тыс.долл/т - 98,4 0,23=283,4тыс.долл/год. Экономия приведенных затрат для 2-й схемы: 1287 т 0,500 тыс.долл/т - 239,3 0,23=588,5тыс.долл/год. Таким образом экономия годовых приведенных затрат для раздельной схемы более, чем вдвое превышает аналогичную величину для объединенной схемы.

Похожие диссертации на Анализ способов повышения эффективности вспомогательных котельных установок нефтеналивных судов