РАСЧЕТ УДЕЛЬНОГО РАСХОДА ТОПЛИВА ГЛАВНОГО ДВИГАТЕЛЯ ПРИ РЕФЕРЕНТНОЙ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ СУДНА

Характеристики основных движков на долевых режимах определяем при помощи зависимостей:

- действенный КПД на режиме

- удельный расход горючего на режиме

.

Расчет производим в табличной форме (табл.3). В таблице 3 приведен пример расчета для мотора 6ЧРН30/38.

Таблица 3 – Расчет характеристик основных движков по винтообразной характеристике

Наименование параметра, единица измерения Численное значение
Начальные ДАННЫЕ
Марка дизеля 6ЧРН30/38
Номинальная РАСЧЕТ УДЕЛЬНОГО РАСХОДА ТОПЛИВА ГЛАВНОГО ДВИГАТЕЛЯ ПРИ РЕФЕРЕНТНОЙ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ СУДНА действенная мощность Рен, кВт
Ном. частота вращения коленчатого вала nе, мин-1
Удельный эф. расход горючего ge, кг/(кВт×ч) (см. прим.2) 0,204
Низшая уд. теплота сгорания горючего Qн, кДж/кг
Механический КПД на номинальном режиме h 0,92
РАСЧЕТНЫЕ ДАННЫЕ
Толика ном. частоты вращения коленчатого вала 0,9 0,8 0,6 0,4 0,3
Дол. частота вращения коленчатого вала n РАСЧЕТ УДЕЛЬНОГО РАСХОДА ТОПЛИВА ГЛАВНОГО ДВИГАТЕЛЯ ПРИ РЕФЕРЕНТНОЙ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ СУДНА, мин-1 337,5 281,25 112,5
Адаптивная поправка к КПД Dh 0,05 0,065 0,075 0,105 0,15
Действенный КПД на режиме hд 0,413 0,430 0,429 0,422 0,408 0,401
Удельный эф. расход горючего geд, кг/(кВт×ч) 0,204 0,196 0,197 0,200 0,207 0,211

По результатам расчетов строим графики конфигурации характеристик основных движков при их работе по винтообразной характеристике, рис.3.

По графику на рис. 3 находим режим работы движков при 75% от номинальной мощности с определенной в предшествующей РАСЧЕТ УДЕЛЬНОГО РАСХОДА ТОПЛИВА ГЛАВНОГО ДВИГАТЕЛЯ ПРИ РЕФЕРЕНТНОЙ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ СУДНА главе частотой вращения 341 об/мин. Для этого режима определяем значение удельного действенного расхода горючего geд = 0,1964 кг/(кВт∙ч), которое будет применено ниже для расчета конструктивного коэффициента энергетической эффективности судна EEDI.

Примечание 2.Удельный действенный расход горючего следует принимать по справочным данным (см. приложение 1-3) либо данным фирмы-производителя. Если РАСЧЕТ УДЕЛЬНОГО РАСХОДА ТОПЛИВА ГЛАВНОГО ДВИГАТЕЛЯ ПРИ РЕФЕРЕНТНОЙ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ СУДНА данных для мотора нет, то согласно советам Управления по способу расчета EEDI (Energy Efficiency Design Index), вступившее в силу с 01.01.2013 (MEPC.212(63)) можно принимать для основных движков geд=0,190 кг/(кВт∙ч).

Набросок 3 – Изменение характеристик головного мотора при работе по винтообразной характеристике

5. РАСЧЕТ КОНСТРУКТИВНОГО КОЭФФИЦИЕНТА ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ СУДНА

В 2007 году на 56-й РАСЧЕТ УДЕЛЬНОГО РАСХОДА ТОПЛИВА ГЛАВНОГО ДВИГАТЕЛЯ ПРИ РЕФЕРЕНТНОЙ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ СУДНА сессии Комитета по защите морской среды (КЗМС) были определена основная цельтехнических мер по сокращению выбросов парниковых газов – улучшение энергетической эффективности строящихся судов методом внедрения требований по конструктивному коэффициенту энергетической эффективности (ККЭЭ - EEDI).

Согласно Управления по способу расчета EEDI (Energy Efficiency Design Index) для новых судов, вступившее в силу с РАСЧЕТ УДЕЛЬНОГО РАСХОДА ТОПЛИВА ГЛАВНОГО ДВИГАТЕЛЯ ПРИ РЕФЕРЕНТНОЙ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ СУДНА 01.01.2013 (MEPC.212(63) [4]) нужно воспользоваться последующей формулой:

EEDI=

где Vref – скорость судна; Capacity – водоизмещение судна (дедвейт DWT); fi, fj, fw – причины, учитывающие воздействие водоизмещения, особенности конструкции и критерий волнения и ветра, соответственно; PMEi – расчетная мощность основных движков; PAEi – расчетная мощность вспомогательных движков; PPTIi, – мощность, равная 75% от расчетной; PWHR – электронная мощность в РАСЧЕТ УДЕЛЬНОГО РАСХОДА ТОПЛИВА ГЛАВНОГО ДВИГАТЕЛЯ ПРИ РЕФЕРЕНТНОЙ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ СУДНА итоге утилизации тепла основных движков; SFCME, SFCAE – удельный действенный расход горючего главными и вспомогательными движками; СFMEi , CFAEi– выбросыCO2 главными и вспомогательными движками; feff – коэффициент эффективности инноваторских технологий получения энергии; Peff – мощность, развиваемая в итоге примененияинновационных технологий получения энергии; Ceff – выбросыCO2 в итоге примененияинновационных технологий получения энергии.

Для судов без ледового усиления РАСЧЕТ УДЕЛЬНОГО РАСХОДА ТОПЛИВА ГЛАВНОГО ДВИГАТЕЛЯ ПРИ РЕФЕРЕНТНОЙ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ СУДНА, без валогенератора и без гибридной установки формула приобретает более обычной вид:

. (9)

В данной формуле CF соответствует горючему, применяемому на судне, при этом принимается, что главные и вспомогательные движки работают на одном сорте горючего. Значение CF определяется по табл. 4.

SFCFME – удельный действенный расход горючего главными движками найден в разделе 4 и подставляется РАСЧЕТ УДЕЛЬНОГО РАСХОДА ТОПЛИВА ГЛАВНОГО ДВИГАТЕЛЯ ПРИ РЕФЕРЕНТНОЙ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ СУДНА в г/(кВт∙ч);

SFCAE – удельный действенный расход горючего вспомогательными движками находится по справочным данным либо из приложений 1 и 2 и подставляется в г/(кВт∙ч), если данные по вспомогательным движкам не найдены, то, согласно советам MEPC.212(63), можно принимать SFCAE = 215 г/(кВт∙ч);

N – число основных движков;

РМЕ – мощность РАСЧЕТ УДЕЛЬНОГО РАСХОДА ТОПЛИВА ГЛАВНОГО ДВИГАТЕЛЯ ПРИ РЕФЕРЕНТНОЙ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ СУДНА головного мотора, равная 75% от приведенной в справочнике при описании судна.

В качестве РАЕ можно принять мощность, определенную для ходового режима из таблицы нагрузок электростанции. В случае отсутствия таких данных принимается равной мощности всех дизель-генераторов за вычетом 1-го (находящегося на ходу в резерве).

Скорость судна Vref определяется РАСЧЕТ УДЕЛЬНОГО РАСХОДА ТОПЛИВА ГЛАВНОГО ДВИГАТЕЛЯ ПРИ РЕФЕРЕНТНОЙ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ СУДНА по результатам расчета буксировочного сопротивления (рис.1) для режима мощности головного мотора, равном 75% от номинала (показана зеленоватой линией). Скорость при подстановке в формулу (9) переводится из км/ч в узлы.

Таблица 4 – Значения величины CF для различных типов горючего

Тип горючего Ссылка Содержание углерода СF, г СО2 / г горючего
1. Дизельное/ Газойль ИСО 8217 0,8744 3,206
2. Легкое жидкое РАСЧЕТ УДЕЛЬНОГО РАСХОДА ТОПЛИВА ГЛАВНОГО ДВИГАТЕЛЯ ПРИ РЕФЕРЕНТНОЙ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ СУДНА горючее (ЛЖТ - LFO) ИСО 8217 0,8594 3,151
3. Тяжелое жидкое горючее (ТЖТ - НFO) ИСО 8217 0,8493 3,114
4. Сжиженный нефтяной газ (СНГ - LPG) Пропан 0,8182 3,000
Бутан 0,8264 3,030
5. Сжиженный природный газ (СПГ - LNG) 0,7500 2,750
6. Метанол 0,3750 1,375
7. Этанол 0,5217 1,913

Приобретенное по формуле (9) значение ЕЕDI сравнивается с базисной кривой. Согласно MEPC.203(62) принята базисная кривая допустимых значений EEDI для грузовых судов

где a и с – неизменные величины, зависящие РАСЧЕТ УДЕЛЬНОГО РАСХОДА ТОПЛИВА ГЛАВНОГО ДВИГАТЕЛЯ ПРИ РЕФЕРЕНТНОЙ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ СУДНА от типа судна (таблица 5).

Приобретенные результаты показываются графически, как показано для примера на рис.4.

Обычные вопросы при выполнении раздела 5.

Вопрос: к какому классу судов отнести шаланду в таблице 4 для определения значений a,b,c?

Ответ. Судно для генгруза.


Вопрос: что такое DWT судна и откуда берётся его значение?

Ответ РАСЧЕТ УДЕЛЬНОГО РАСХОДА ТОПЛИВА ГЛАВНОГО ДВИГАТЕЛЯ ПРИ РЕФЕРЕНТНОЙ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ СУДНА. DWT - дедвейт судна, берется из описания судна из справочника.

Вопрос: рассчитав referencelinevalue, как отметить приобретенное значение на графике сопоставления значения EEDI судна с базисной кривой? Ось Y – приобретенное значение EEDI из формулы 9, а приобретенное значение referenceline – ось X?

Ответ. По оси Х откладывается дедвейт судна. Расчет базисной полосы проведите в РАСЧЕТ УДЕЛЬНОГО РАСХОДА ТОПЛИВА ГЛАВНОГО ДВИГАТЕЛЯ ПРИ РЕФЕРЕНТНОЙ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ СУДНА спектре от 100 до 5000 т. Этого хватит, чтоб точка для Вашего судна попала в этот спектр.
Неувязка еще в том, что Вы скорость при понижении мощности до 75% должны снимать с графика на рис.1, а не определять по формуле (8), т.к. в ней Вы не понимаете буксировочное сопротивление. Потому РАСЧЕТ УДЕЛЬНОГО РАСХОДА ТОПЛИВА ГЛАВНОГО ДВИГАТЕЛЯ ПРИ РЕФЕРЕНТНОЙ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ СУДНА находите на рис.1 на кривой мощности значение 423,7 кВт и спускаетесь от нее вниз к оси скорости. Эту скорость переводите из км/ч в узлы и используете дальше при расчете ЕЕDI. Приобретенная точка не непременно должна совпадать в референтной линией на рис.4. Она может быть и выше (что более возможно) либо ниже.

Таблица РАСЧЕТ УДЕЛЬНОГО РАСХОДА ТОПЛИВА ГЛАВНОГО ДВИГАТЕЛЯ ПРИ РЕФЕРЕНТНОЙ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ СУДНА 5 – Значения неизменных величин для расчета базисной кривой

Тип судна a b c
Балкер 961.79 DWT судна 0.477
Газовоз 1120.00 DWT судна 0.456
Танкер 1218.80 DWT судна 0.488
Контейнеровоз 174.22 DWT судна 0.201
Судно для генгруза 107.48 DWT судна 0.216
Рефрижератор 227.01 DWT судна 0.244
Комбинированное судно 1219.00 DWT судна 0.488

Набросок 4 – Пример сопоставления значения EEDI судна проекта 621 с базисной кривой

Позже следуют РАСЧЕТ УДЕЛЬНОГО РАСХОДА ТОПЛИВА ГЛАВНОГО ДВИГАТЕЛЯ ПРИ РЕФЕРЕНТНОЙ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ СУДНА выводы по работе в целом. В их проводится анализ судна и его СЭУ исходя из убеждений соответствия требованиям MEPC.212(63) и MEPC 66/21/Add 1 Annex 5 к ККЭЭ и намечаются пути к его уменьшению.

ЛИТЕРАТУРА

  1. Басин А.М., Анфимов В.Н. Гидродинамика судна (сопротивление воды, движители, маневренность и качка). – Л.: Речной транспорт, 1961.
  2. Ходкость РАСЧЕТ УДЕЛЬНОГО РАСХОДА ТОПЛИВА ГЛАВНОГО ДВИГАТЕЛЯ ПРИ РЕФЕРЕНТНОЙ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ СУДНА и маневренность судов / Под ред. В.Г. Павленко – М.: Транспорт, 1991.
  3. www.russrivership.ru.
  4. MEPC.212(63). Управление по способу расчета EEDI Energy Efficiency Design Index (конструктивный коэффициент энергетической эффективности - ККЭЭ).
  5. 2014 Guidelines on the method of calculation of the attained energy efficiency design index (EEDI) for new ships. Resolution MEPC 66/21/Add 1 Annex 5, MEPC [Электронный ресурс РАСЧЕТ УДЕЛЬНОГО РАСХОДА ТОПЛИВА ГЛАВНОГО ДВИГАТЕЛЯ ПРИ РЕФЕРЕНТНОЙ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ СУДНА]. – 2015. – 245 (66). 30 с. – Режим доступа: URL: www.schonescheepvaart.nl/downloads/regelgeving/doc_1400076573.pdf (дата воззвания: 02.02.2015).

Приложение 1


raschet-ustanovivshihsya-rezhimov-elektricheskih-setej.html
raschet-ustrojstv-lokomotivnogo-hozyajstva.html
raschet-vala-na-kruchenie-s-izgibom.html