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

Повышение эффективности совместной работы судового дизеля и утилизационного котла на долевых режимах Таманджа Ибрагим

Повышение эффективности совместной работы судового дизеля и утилизационного котла на долевых режимах
<
Повышение эффективности совместной работы судового дизеля и утилизационного котла на долевых режимах Повышение эффективности совместной работы судового дизеля и утилизационного котла на долевых режимах Повышение эффективности совместной работы судового дизеля и утилизационного котла на долевых режимах Повышение эффективности совместной работы судового дизеля и утилизационного котла на долевых режимах Повышение эффективности совместной работы судового дизеля и утилизационного котла на долевых режимах Повышение эффективности совместной работы судового дизеля и утилизационного котла на долевых режимах Повышение эффективности совместной работы судового дизеля и утилизационного котла на долевых режимах Повышение эффективности совместной работы судового дизеля и утилизационного котла на долевых режимах Повышение эффективности совместной работы судового дизеля и утилизационного котла на долевых режимах Повышение эффективности совместной работы судового дизеля и утилизационного котла на долевых режимах Повышение эффективности совместной работы судового дизеля и утилизационного котла на долевых режимах Повышение эффективности совместной работы судового дизеля и утилизационного котла на долевых режимах
>

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

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

Таманджа Ибрагим. Повышение эффективности совместной работы судового дизеля и утилизационного котла на долевых режимах : диссертация ... кандидата технических наук : 05.08.05.- Астрахань, 2000.- 154 с.: ил. РГБ ОД, 61 01-5/1433-9

Содержание к диссертации

Введение

1. Состояние вопроса. Постановка целей и задач исследования 7

1.1. Конструкция и эксплуатация энергетических установок судов Волго-Каспийского бассейна (краткая характеристика судов и их энергетических установок)

1.1.1. Особенности режимов работы вспомогательных дизелей промыслового и транспортного флотов судов Волго-Каспийского бассейна . 9

1.1.2. Распределение нагрузок вспомогательных дизелей на судах флота рыбной промышленности

1.1.3. Распределение нагрузок главных и вспомогательных дизелей судов транспортного флота

1.2. Совместная работа дизеля и утилизационного котла. Особенности работы на долевых режимах 19

1.3. Обзор и анализ проведенных исследований о совместной работе дизеля и утилизационного котла 22

1.4. Основные выводы, постановка целей и задач исследования 25

2. Расчетно-теоретические исследования совместной работы дизеля и утилизационного котла 29

2.1. Показатели систем малой (обычной) утилизации теплоты. Выбор методики расчета

2.2. Определение количества теплоты отработавших газов в системе утилизационного котла на долевых режимах .

3. Способы повышение эффективности совместной работы дизеля и утилизационного котла

3.1. Анализ способов повышения эффективности совместной работы дизеля и утилизационного котла на долевых режимах 50

3.2. Устройство для утилизации теплоты отработавших газов 46

4. Экспериментальное исследование совместной работы дизеля и утилизационного котла

4.1. Экспериментальный комплекс дизель 6ЧН15/18 и утилизационный водогрейный котел КАУ-1,7. Описание комплекса и измерительной аппаратуры

4.1.1. Описание дизеля 6ЧН15/18 57

4.1.2. Описание- котёл КАУ 1,7 62.

4.2. Методика проведения эксперимента 65

4.2.1. Методика проведения эксперимента по винтовой характеристике

4.2.2. Методика проведения эксперимента по нагрузочной характеристике

4.3. Алгоритм проведения измерений

4.4. Разработка регрессионных моделей совместной работы дизеля и утилизационного котла

4.4.1. Факторы, влияющие на совместную работу дизеля и утилизационного котла

4.4.2. Регрессионный анализ совместной работы дизеля и утилизационного водогрейного котла при работе по нагрузочной характеристике

4.4.3. Регрессионный анализ совместной работы дизеля и утилизационного водогрейного котла при работе по винтовой характеристике.

5. Результаты расчетно-экспериментального исследования совместной работы дизеля 6ЧН 15/18 и утилизационного водогрейного котла КАУ-1,7.

5.1. Обработка данных исследования совместной работы дизеля 6ЧН 15/18 и утилизационного водогрейного котла КАУ -1,7

5.2. Анализ работы систем дизель - котел при использовании предложенного способа ^4

Заключение

Список использованных источников

Приложения

Введение к работе

Одной из важнейших задач развития народного хозяйства РФ является всемерная экономия топливно-энергетических ресурсов. В связи с этим повышение эффективности использования органического топлива в судовых энергетических установках было и остается актуальной задачей. Одним из перспективных путей решения этой задачи, а во многих случаях единственным, является утилизация теплоты ОГ главных и вспомогательных дизелей.

Теоретические и экспериментальные исследования, анализ загрузки главных и вспомогательных дизелей рыбопромысловых судов Волго-Каспийского региона доказали недостаточную эффективность использования теплоты ОГ на различных режимах работы комплексов дизеля и УК (например, долевых, которые составляют большую часть времени работы дизелей рыбопромыслового флота). Кроме того, методики расчетов и выбора УК не совсем совершенны, и отсутствуют научно обоснованные рекомендации по их эксплуатации.

Для решения этих задач следует проводить работы направленные на схемное и режимное совершенствование совместной работы дизеля и УК на долевых режимах, а также улучшение условий и повышение эффективности работы комплексов дизеля и УК.

Произведен анализ существующих способов повышения совместной работы комплекса дизель - УК с обоснованием нового технического решения.

Для проведения экспериментальных исследований было разработано устройство для улучшения совместной работы дизеля и УК. Это устройство смонтировано на базе экспериментального комплекса дизель 6ЧН 15/18 - УВК КАУ-1,7.

Проведенные расчетно-теоретические и экспериментальные исследования показали, что перепуск ОГ мимо турбины турбокомпрессора позволяет повысить КПД комплекса дизель - УК и расширить диапазон его работы. Предложенный способ можно применить для дизеля, работающего на долевых режимах как по нагрузочной, так и по винтовой характеристикам. Но наибольший эффект достигается при его использовании на нагрузочной характеристике.

Применение данного способа позволяет улучшить использование резерва теплоты ОГ при работе дизеля на долевых режимах и повышение КПД установки в диапазоне мощностей от 30% до 90% номинальной достигает при работе дизеля по нагрузочной характеристике 6,7%, а по винтовой - 4,3%.

Полученная на основании регрессионного анализа математическая модель, обладающая хорошими статическими характеристиками, достаточно полно описывает функционирование комплекса дизель - УК и может быть использована как научная основа повышения эффективности использования теплоты ОГ дизелей на стадии проектирования комплексов и их эксплуатации.

Результаты исследований переданы для использования при проектировании и модернизации подобного рода установок в ГП «КАСПГИПРОРЫБФЛОТ» и положены в основу создания устройства, позволяющего улучшить совместную работу дизеля и УК, а также для использования в учебном процессе при изучении специальных дисциплин студентами специальностей 140200 «Судовые энергетические установки» и 240500 «Эксплуатация судовых энергетических установок» Астраханского государственного технического университета.

Особенности режимов работы вспомогательных дизелей промыслового и транспортного флотов судов Волго-Каспийского бассейна

Для Волго-Касдшйского региона особый интерес представляет изучение вопросов, касающихся использования вторичных энергоресурсов с учетом состава энергетической установки, специфики работы, режимов эксплуатации главных и вспомогательных дизелей.

Для того, чтобы можно было судить о преимуществах или недостатках той или иной схемы теплоутилизационного контура(ТУК), были рассмотрены следующие типы судов Астраханского региона: Р135 и Р135В, 81320, Н3291, 995,1577, 558, СБ 550-400.

Исходя из собранной информации о системах утилизации теплоты ОГдизелей судов Астраханского региона можно сделать вывод, что при принципиальной схожести (по конструкции, схемам, потребителям), ТУК некоторых судов заслуживают внимания. Отдельные проекты имеют различия, и вопрос определения оптимального варианта является актуальным как в научно-техническом, так и в практическом отношениях.

Использование вторичных энергоресурсов на судне проекта 81320 наиболее обширно. Проект 81320 «Нефтеперекачивающая плавучая станция» имеет систему утилизации ОГ от трех дизель-генераторов, а также систему утилизации теплоты ехлаждающей воды ДГР. Работа УК взаимоувязана между собой и системой охлаждения. УВК КАУ 1,7 производит нагрев воды, которая впоследствии питает паровые УК КУП-20СИ и вспомогательные автоматизированные котлы. Этим увеличивается производительность паровых УК при тех же параметрах ОГ и увеличивается экономичность вспомогательных котлов. Кроме того, возможно питание котлов горячей водой системы охлаждения дизеля, которая собирается в специальной цистерне.

Основными потребителями пара на этом судне являются нефтеподогреватели, обеспечивающие подогрев нефтепродуктов при их перекачке. Оценку надёжности и экономичности ТУК судов этого типа сделать пока невозможно, так как судно находится в стадии постройки. Оригинальна по своей конструкции схема ТУК землечерпалки проекта 995, где в системе газовыхлопа установлен комбинированный котлоагрегат, который позволяет на долевых режимах работы дизеля повысить свою производительность путём сжигания топлива в специальном топочном устройстве. Совмещение утилизационного и вспомогательного котлов в одном корпусе позволяет облегчить его эксплуатацию в целом, а также повышает гибкость установки по параметрам выхода горячей воды. Следует отметить конструкцию газовыпускных трубопроводов проекта Н3291, где при отсутствии необходимости в работе УК, газы от главного двигателя ЧН36/45 идут в обход котла, что увеличивает ресурс котла (в частности, поверхности нагрева) и облегчает регулирование производительности котла со стороны ОГ. Недостатком этой конструкции являются большие массогабаритные показатели. Если рассмотреть основные потребители горячей воды и пара всех вышеперечисленных судов, то основную долю в них (за исключением Р135 и 81320) составляют бытовые подогреватели (отопительные грелки), подогреватели масла и топлива в расходных цистернах. Также горячая вода идёт на бытовые и хозяйственные нужды. На Р135 горячей водой, кроме отопления помещений и хозяйственных нужд, производится подогрев нефтепродуктов в грузовом танке во время перевозки и перекачки. Но, несмотря на бесспорные плюсы утилизации на большинстве судов, её применение ограничивается рядом следующих причин: —малая эффективность ТУК на долевых режимах нагрузки дизелей; —суда Астраханского региона в основном эксплуатируются в тёплый период, когда потребности в отоплении и подогреве груза нет или она мала; —отсутствие запасных частей на судоремонтных предприятиях, которые необходимы для ремонта УК (в основном это касается котельных труб). 1.1.1. Особенности режимов работы вспомогательных дизелей промыслового и транспортного флотов судов Волго-Каспийского бассейна Распределение режимов работы главных и вспомогательных дизелей рыбопромысловых и транспортных судов определяется особенностями их работы: специфической структурой эксплуатационного времени судов, широким диапазоном рабочих нагрузок ГД, СЭС и КУ на любых режимах работы судна. В структуре эксплуатационного времени находят свое отражение принципиальные отличия в назначении транспортного и промыслового флота. Если транспортным судам присущи, по существу, два режима работы: «стоянка в портах» и «ходовой», то рыбопромысловым судам свойственны и другие, характерные только для них режимы работы. Промысловые суда представляют собой не столько транспортные средства, сколько производственные предприятия по добыче и переработке рыбы и других морепродуктов.

Во время нахождения на промысле добывающих судов они выполняют ряд основных, а также вспомогательных производственных процессов. К основным производственным процессам относятся: замет орудий лова, буксировка орудий лова (траулеры) или дрейф с орудиями лова (дрифтеры, сейнеры, ярусники и др.) и выбор орудий лова и рыбы на борт судна. Часть промыслового времени растрачивается на различные вспомогательные процессы: поиск рыбы, переходы к плавучим базам и обратно, стоянки у баз и танкеров и т.д. К потерям промыслового времени следует отнести: время, затрачиваемое на устранение отказов орудий лова и механизмов СЭУ, дрейфы в штормовую погоду из-за отсутствия снабжения или в ожидании выгрузки. Основные и вспомогательные процессы, выполняемые в условиях промысловой работы судами различных типов, неодинаковы как по своему характеру, так и по продолжительности. Относительная продолжительность отдельных режимов работы зависит от многих факторов: продолжительности промыслового плавания, района промысла, состояния сырьевой базы, профессиональных навыков экипажа и др.

Структура режимов работы рыбообрабатывающих судов много проще. Их основными производственными процессами являются швартовные операции по приему промысловых судов и их обработке, вспомогательные грузовые операции с транспортными судами, переходы в районы промысла и обслуживание промысловых судов экспедиций (культурно-бытовое и медицинское обслуживание, оказание технической и медицинской помощи). Потери производственного времени могут быть вызваны простоями в ожидании сырья и штормовой погодой, исключающей швартовку промысловых судов. Таким образом, эксплуатационное время промысловых судов целесообразно распределять по элементам рейса.

Определение количества теплоты отработавших газов в системе утилизационного котла на долевых режимах

Несмотря на то, что в последние время исследованию отходящих от дизельных установок теплоты стало уделяться больше внимания, эта проблема еще далека от окончательного решения.

Проблема использования вторичной теплоты дизельных установок на судах исследовались в работах СВ. Камкина, М.М. Коркурошникова, Л.П. Коршунова, В.Г. Кривова, В.В. Маслова, М.К. Овсянникова, В.М. Селиверстова, и др. Большинство работ посвящено использованию вторичной теплоты судовых дизелей для теплоснабжения, исследованию использования утилизируемой теплоты для турбогенераторов и гребных турбозубчатых агрегатов, теплоиспользующих холодильных машин и опреснительных установок на судах.

Методологической базой данной диссертации являются исследования таких ученых, как И.Г. Беляев, В.К. Голубев, В.Д. Иванов, СВ. Камкин, Л.П. Коршунов, В.Г. Кривов, А.Г. Курзон, В.В. Маслов, М.К. Овсянников, В.М. Селиверстов, З.А. Хандов и др.

Можно отметить ряд исследований в области СЭУ, в которых применение методов утилизации теплоты ОГ дизелей позволило решить поставленную задачу. Например, в работе [3] исследовалось влияние конструктивного решения на полное аэродинамическое сопротивление УК. Установлена зависимость аэродинамического сопротивления утилизаторов теплоты от выбранного конструктивного решения и показано, что утилизаторы змеевикового типа имеют самые высокие аэродинамические сопротивления и самые низкие коэффициенты использования теплоты ОГ применительно к судовым дизелям. Кроме этого решалась задача об увеличении диапазона работы УК применением теплообменников с переменными поверхностями нагрева и теплообменников с переменным живым сечением по первичному теплоносителю.

Система комплексной внутренней утилизации разработана, создана и экспериментально проверена на базе турбопоршневого вихрекамерного дизеля типа 6ЧН12/14 [4,5,6]. Она предназначена для улучшения экономичности и других характеристик турбопоршневого дизеля, работающего при повышенных нагрузках и сопротивлении газовоздушных трактов, а также для увеличение его мощности сверх установленной заводом-изготовителем без роста теплонапряженности деталей.

В работе [7] в судовой практике предложены карты эксплуатации, позволяющие обеспечить возможный эффект экономии топлива путем более полного использования вторичных энергоресурсов и рекомендованы мероприятия по поддержанию, в том числе за счет сажеобмыва котлов в ходу, внедрения обескислородживающих препаратов, перехода на хранение котлов в горячем состоянии, которые внедрены в опытном порядке на некоторых судах.

В работе [8] представлены основные итоги анализа эффективности использования теплоутилизационного оборудования на судах Новороссийского морского пароходства с учетом сведений, полученных за 1985 г. Отмечается недостаточная эффективность, прежде всего из-за низкой надежности и ремонтопригодности УК. Рассмотрены мероприятия по повышению их надежности и экономичности, даны предложения по их внедрению.

В работе [9] показан способ обеспечения работоспособности дизельной энергетической установки с активным котлом-утилизатором на всех возможных эксплуатационных режимах путем сжигания котельного топлива в потоке ОГ дизеля. При набросе на ДГ номинальной или близкой к ней нагрузки может погаснуть топливная струя в топке котла. Также при сбросе нагрузки уменьшается содержание воздуха в ОГ дизеля, что также может привести к погашению топливной струи. В работе [10] предложен способ и устройство для улучшения воздухоснабжения дизеля в переходном режиме, на котором пар, вырабатываемый в пароводяном аккумуляторе путем утилизации отбросной теплоты воды из системы охлаждения и ОГ, используется для раскрутки ротора турбокомпрессора. При этом пар подается в проточную часть турбины через электромагнитный клапан, открывающийся в момент наброса на двигатель полной или частичной нагрузки.

До начала 60-х годов вследствие небольших мощностей ГД водяной пар низкого давления от утилизационных установок, работающих на ОГ, использовался для отопления судовых помещений, приготовления горячей воды, пар повышенного давления для работы вспомогательных механизмов [11].

В настоящее время довольно широко используется, с целью повышения мощности дизелей, энергия ОГ для приведения в движение газовой турбины, соединенной с компрессором, подающим сжатый воздух в цилиндры дизеля [12,13,14,15]. В связи с возрастанием мощности ГД и повышением требований к экономичности энергетической установки на морских судах стали устанавливать утилизационные парогенераторы, более эффективно использующие тепло ОГ [16,17,18].

К зарубежным фирмам, внесшим большой вклад в область утилизации вторичных источниках теплоты, относятся: «Mitsubishi Heavy Industries», «Исикавадзима Харима Индастриз», и «Кавасаки» (Япония); «Зульцер» и «Пилстик» (Франция); «МАН» (Германия) и др. Среди работ из зарубежных источников, «Mitsubishi Heavy Industries» разработал улучшенную версию системы глубокой утилизации теплоты ОГ [19]. Для того, чтобы увеличить диапазон работы УК применяется двухступенчатая турбина для утилизации пара, вырабатываемого УК. Эта система внедрена и показала хорошие результаты. Вопросами утилизации теплоты ОГ занимаются и другие фирмы [20,21,22,23,24,25,26].

Суда Береговой охраны США используют ОГ от дизель-генераторов для выработки пара для подогрева помещения, бытовых нужд и в опреснительных установках [27]. На долевых режимах вода греется электрическими подогревателями, использованием тока и при этом нагрузка на дизель-генератор возрастает, вследствие чего температура ОГ возрастает и дает возможность его использовать в УК.

Анализ способов повышения эффективности совместной работы дизеля и утилизационного котла на долевых режимах

Долевые нагрузки, как главных, так и вспомогательных судовых дизелей с газотурбинным наддувом, работающих на УК, занимают значительное место в спектре их эксплуатационного использования. На долевых нагрузках дизеля при его совместной работе с УК существенно уменьшается весовое количество и температура ОГ, поступающих в УК. Оба эти фактора снижают количество отводимой и утилизируемой теплоты. Производительность УК падает и не обеспечивает достаточное теплоснабжение потребителей. Например, производительность УК уменьшается в 4 раза для дизель-генераторов ДГ 300/500, ДГ 500/500 и ДГ 800/750 на нагрузке в 25 % от номинальной [31]. Условия теплообмена в УК можно существенно улучшить, если на долевых нагрузках снизить коэффициент избытка воздуха до значений, допустимых условиями тепловой напряженности дизеля [1].

Снижение коэффициента избытка воздуха на долевых режимах можно осуществить как перечисленными в работе [1] способами (за счет регулирования температуры НВ, дросселирования воздуха на впуске, рециркуляции ОГ с выхлопа на впуск), так и за счет снижения производительности компрессора путем изменения расхода ОГ, проходящих через турбину ТК, а также путем изменение угла опережения подачи топлива.

Исходя из вышеизложенного, можно заключить, что одной из важнейших задач повышения эффективности работы ТУК является поиск и анализ различных существующих способов повышения температуры ОГ и их количества на режимах долевых нагрузок дизелей, апробирование их на экспериментальном комплексе, а также разработка новых.

В данной работе рассматривается проблема разработки системы, позволяющей повысить температуру ОГ дизеля на входе в котёл. Таким образом, задача сводится прежде всего к повышению температуры ОГ на выходе из дизеля при снижении его нагрузки и регулирования их потоков на ТКиУК.

Остановимся на кратком обзоре способов повышения эффективности утилизации теплоты ОГ дизелей (рис. 3.1): 1) Отключение цилиндров дизеля. Этот способ позволяет оставшимся в работе цилиндрам принять нагрузки отключенного цилиндра. При этом из-за увеличения цикловой подачи топлива возрастает температура ОГ. 2) Изменение угла опережения подачи топлива. Этот способ является наименее исследованным из всех известных на сегодняшний день, но его влияние на качество рабочего процесса и токсичность ОГ достаточно исследовано. Из теории известно, что изменение (в частности уменьшение) угла опережения подачи топлива ведёт к смещению процесса сгорания на линию расширения. В связи с этим увеличивается температура ОГ 3) Регулирование температуры НВ. Вопросы регулирования температуры НВ достаточно изучены во многих источниках. Наибольший интерес представляют материалы, изложенные в [1,31,32] где регулирование температуры НВ рассматривается как средство повышения эффективности утилизации теплоты ОГ дизелей. Основные выводы по этим работам следующие: 3.1) Повышение температуры наддувочного воздуха влечёт за собой рост температуры ОГ примерно на такую же величину; 3.2) При этом возрастает и удельный эффективный расход топлива ge на (1,0 4-1,5)%; расход продуктов сгорания до уровня нагрузок Ne 0,68PeHOM остаётся практически постоянным и лишь при Ne 0,68NeHoM (Ре= 0,45NeHOJ уменьшается на 4,4%; 3.3) Суммарный коэффициент избытка воздуха (а2) изменяется незначительно. Это объясняется уменьшением плотности заряда в связи с ростом температуры НВ с одной стороны, и увеличением плотности вследствие роста степени повышения давлениям нагнетателе с другой стороны; 3.4) При проведении регулирования температуры НВ за счёт сокращения потерь тепла в охлаждающую воду возрастают потери с ОГ; 3.5) Теплотехнический эффект утилизации теплоты для дизель 6ЧН 40/46 может быть повышен на (6 -г 12)% в диапазоне нагрузок 0,45 Ре 0,9; 3.6) Способ регулирование температуры НВ даёт положительный эффект и для других дизелей. 4) Дросселирование и рециркуляция воздуха на впуске, а также выпуск части НВ в атмосферу. Дросселирование воздуха на всасывании в турбонагнетатель при долевых режимах работы дизеля влечёт за собой снижение величиеы воздушного заряда, а, следовательно, и количества продуктов сгорания при одновременном росте их температуры [1] . Степень дросселирования можно выбрать такой, что экономичность дизеля будет оставаться неизменной. В этом случае повышение эффективности утилизации теплоты обуславливается снижением потерь с ОГ, покидающими УК: — оіхо и ct - коэффициент избытка воздуха без и, соответственно, с дросселированием. Так как ос о а,ь то qgo qg, то есть потери с ОГ без дросселирования больше. Оценка влияния дросселирования изложена в [31,32] для дщизеля 12ЧН 18/20. При этом а увеличился с аю=2,5 до а2=2,88, а потери теплоты с ОГ на выходе из УК снизились на 13%, что даёт теплотехнический эффект утилизации теплоты ОГ при нагрузках двигателей до (0,7 -s- 0,75)РенОм Результаты исследований на двигателе 6ЧН 25/34 показывают, что применение рециркуляции воздуха через компрессор позволяет повысить экономичность дизеля на малых нагрузках на (3 -г 5)%, а также повысить температуру ОГ. 5) Перепуск и рециркуляция ОГ. Теоретическими исследованиями было определено, что наиболее эффективно уменьшение коэффициента избытка воздуха обеспечивается снижением производительности компрессора путем изменения расхода ОГ, проходящих через турбину. Рассмотрены следующие варианты:

Разработка регрессионных моделей совместной работы дизеля и утилизационного котла

Основной запас топлива для работы установки хранится в расходно-отстойной цистерне. Из цистерны топливо, пройдя запорные клапаны и измерительный бачок (штихпробер), самотёком поступает к топливоподкачивающему насосу и, далее, подаётся в цилиндры посредством топливной системы дизеля.

В режиме измерения расхода топлива, цистерна отключается клапаном и топливо расходуется из измерительного бачка. Расход определяется объёмным способом при использовании измерительного бачка, жидкостного термометра и секундомера.

Вода внешнего контура поступает к лопастному самовсасывающему насосу дизеля, гидротормозу, котлу и теплообменнику системы воздухоснабжения дизеля самотёком из напорного бака постоянного уровня, поддерживаемого с помощью системы перелива и контролируемого по мерному стеклу. Регулирование количества воды через дизель, гидротормоз, котёл и теплообменник производится с помощью арматуры вручную. Расход забортной воды через дизель, котёл и теплообменник определяется путём регистрации времени заполнения протарированных мерных бачков, имеющих мерные стёкла (для дизеля и котла) и мерной ёмкости (для теплообменника).

Температура забортной воды на входе и выходе дизеля, котла и теплообменника измеряется жидкостными термометрами и термопарами, э. д. с. которых регистрируется потенциометром ПП - 63. Система сжатого воздуха обеспечивает пуск дизеля и управление механизмом переключения газовой заслонки котла. Определение расхода воздуха дизелем производится диафрагмой. Ликвидация пульсаций воздуха осуществляется посредством успокоительного ресивера. Перепад давления на диафрагме определяется по U-образному жидкостному манометру. Параметры окружающей среды регистрируются барометром-анероидом М - 67 и термометром. Газовыпускная система служит для выпуска ОГ в и использования их энергии в газовой турбине и котле. В её состав входят: —охлаждаемый выпускной коллектор; —турбина; —котёл; —изолированные трубопроводы; —контрольно-измерительные приборы. ОГ из цилиндров поступают в коллектор, затем в газовую турбину, где отдают часть своей энергии. Далее газы по трубопроводам поступают к котлу, где, в зависимости от положения газовой заслонки котла, проходят в дымогарные трубы, образующие поверхность нагрева котла, или, минуя их, по центральной трубе котла уходят в атмосферу. Температура ОГ после котла, до и после турбины контролируется жидкостными термометрами и термопарами и регистрируется потенциометром 1111 - 63. Автоматическая система управления обеспечивает поддержание температуры воды на выходе из котла в диапазоне (75 -г- 90)С, его включением и выключением. Воздушный компрессор приводится в движение газовой турбиной, объединённой с ним в одном корпусе. Наддув применён смешанный -импульсно-изобарный. Выхлопные газы, выходя из цилиндров, разделяются на два потока (по три цилиндра на каждый поток). Таким образом, выпускной тракт дизеля представляет собой следующую цепочку: - выпускной коллектор дизеля - проточная часть турбины турбокомпрессора - теплоизолированный выхлопной трубопровод - УК - выхлопной трубопровод в атмосферу. Экспериментальная установка позволяет проводить испытания дизеля по винтовым и нагрузочным характеристикам, снимать тепловой баланс и оценивать эффективность использования теплоты ОГ в котле КАУ 1,7. Для реализации перепуска ОГ мимо турбины турбокомпрессора на экспериментальном комплексе смонтирован перепускной трубопровод, позволяющий с помощью заслонок на основном и перепускном трубопроводе регулировать количество ОГ, направляемых в турбину или непосредственно в УВК. Общий вид система перепуск представлен на рис. 4.5. Вход перепускного трубопровода осуществлён непосредственно перед впускным патрубком турбины турбокомпрессора. Заслонка на входе трубопровода позволяет направлять ОГ либо в перепускной трубопровод, либо в турбину. Выход же этого трубопровода врезан в выпускной трубопровод после турбины и также оснащён заслонкой. Итак, устанавливая определённым образом эти заслонки можно обеспечить либо нулевой перепуск, либо в каком-то требуемом процентном соотношении или же полный перепуск ОГ.

Похожие диссертации на Повышение эффективности совместной работы судового дизеля и утилизационного котла на долевых режимах