Модернизация энергетической установки научно-исследовательского судна

  • Вид работы:
    Дипломная (ВКР)
  • Предмет:
    Транспорт, грузоперевозки
  • Язык:
    Русский
    ,
    Формат файла:
    MS Word
    1,88 Мб
  • Опубликовано:
    2012-09-08
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!

Модернизация энергетической установки научно-исследовательского судна













Дипломный проект

Тема

«Модернизация энергетической установки научно-исследовательского судна»



Специальность 050715-МТТ.

Кафедра «Технологические машины и оборудование».

Группа МТТ-08 д/к/о

Кушкинбаева Гулмира Сагынжановна

Содержание

Аннотация

Введение

Специальный раздел

.1 Техническое описание судна

.2. Главный двигатель

.3 Дизель - генераторы

.4 Правила классификации и постройки морских судов

.5 Фундаменты

.6 Модернизация отечественных дизелей с заменой на дизеля фирмы «Caterpillar»

2 Расчетный раздел

.1 Конструктивный расчёт двигателя

2.2 Тепловой расчет двигателя с наддувом

3 Экономический раздел

Охрана труда и окружающей среды

Заключение

Список использованной литературы

Аннотация

Предметом модернизации является судовая энергетическая установка судна проекта 70770, предназначенного для проведения научно-исследовательских работ в акватории Каспийского моря. Проект выполнен на основании полученного технического задания.

Данное судно обладает улучшенными ходовыми, маневренными качествами, снижением потреблением ГСМ по сравнению с судами соответствующего класса износившимся судам, эксплуатируемым в настоящее время. Произведена замена штатных дизелей на импортный с модернизацией топливной системы.

Для данного типа выполнены:

тепловой расчет с наддувом, выбранного главного двигателя;

выполнен динамический расчет вспомогательного двигателя для определения значения сил, действующих в кривошипно-шатунном механизме дизеля;

конструктивный расчет для проверки отдельных узлов КШМ;

приняты меры по охране труда и уменьшению загрязнения окружающей среды;

экономические расчеты показатели целесообразность разработки данной установки в сравнении с существующими прототипами.

Введение

Судовая энергетическая установка состоит из комплекса оборудования (тепловых двигателей, механизмов, аппаратов, магистралей, систем), предназначенного для преобразования энергии топлива в механическую, электрическую и тепловую энергию и транспортировки её к потребителям. Указанные виды энергии обеспечивают: движение судна с заданной скоростью; безопасность и надёжность плавания; работу механизмов машинного помещения, палубных механизмов и устройств; электрическое освещение; действие средств судовождения, управления механизмами, сигнализации и автоматики; общесудовые и бытовые нужды экипажа; выполнение различных операций на транспортных судах, судах технического флота и специального назначения.

С ростом грузоподъёмности и скорости хода судов увеличивается их энергооснащённость и мощность главных двигателей. В связи с этим судовые энергетические установки, затраты на которые составляют около 35% общей строительной стоимости судов, оказывают большое влияние на технико-эксплуатационные и экономические показатели флота. Большое значение в повышении эффективности работы речного транспорта имеет техническая эксплуатация флота; на неё приходится около 50% расходов, отнесённых на себестоимость перевозок грузов и пассажиров.

Судовая энергетическая установка должна удовлетворять следующим основным технико-экономическим и эксплуатационным требованиям:

         быть экономичной, т. е. строительная стоимость и эксплуатационные затраты на неё должны быть оптимальными;

         ГСЭУ должна обеспечивать заданную скорость хода судна, обладать достаточными маневренными качествами на всех режимах его движения и иметь высокий моторесурс;

         снабжать потребителей различными видами энергии и холодом при высокой экономичности процессов превращения тепловой энергии в механическую и электрическую;

         процессы управления и регулирования должны быть автоматизированы;

         быть надёжной, т. е. иметь оптимальную вероятность безотказной работы, требовать минимальное время на устранение неисправностей и сохранять работоспособность в аварийных ситуациях;

         при работе не оказывать вредного воздействия на обслуживающий персонал, пассажиров и не загрязнять окружающую среду;

         иметь малые габариты и массу.

В качестве главных и вспомогательных двигателей в ДЭУ применяются поршневые ДВС - дизели, работающие по отрытому циклу.

Дизельные энергетические установки получили широкое распространение на судах различного назначения вследствие ряда положительных особенностей:

         возможности создания большого диапазона агрегатных мощностей на базе стандартных типоразмеров цилиндров;

         доступности использования различных типов передач;

         сравнительно высокой экономичности;

         относительной простоты автоматизации управления.

В качестве вспомогательной установки, обычно устанавливаются четырёхтактные дизели без наддува повышенной оборотности.

Широкому распространению дизелей в СЭУ способствует непрерывное улучшение их технико-экономических показателей путём совершенствования наддува и рабочего процесса, применения тяжёлых сортов топлива, использования двухконтурной системы охлаждения, повышения надёжности и моторесурса, автоматизации процессов управления, контроля и диагностирования.

Повышение экономичности ДЭУ тесно связано с увеличением уровня их надёжности и ресурса. Поэтому на перспективу предусматривается увеличение ресурса дизелей, приближение сроков службы дизеля к срокам службы судна, резкое увеличение сроков службы до первой переборки, сроков необслуживаемой работы, что позволит значительно снизить затраты на техническое обслуживание и ремонт.

Эффективное использование ДЭУ, надёжная их эксплуатация и высокая производительность труда обслуживающего персонала обеспечиваются комплексной автоматизацией установки. Автоматизированный ДЭУ с безвахтенным обслуживанием, получили широкое распространение на судах морского флота.

1. Специальный раздел

.1 Техническое описание судна

1.1.1  Основные сведения

Научно-исследовательское судно на базе проекта 70770 используется для проведения научно-исследовательских работ в акватории Каспийского моря.

Судно имеет ограниченный район плавания в соответствии с правилами Регистра. Район эксплуатации - Каспийское море.

Автономность плавания при осадке 2,0 м по запасам топлива, воды и масло составит 14 суток по запасам провизии и емкости цистерны для сточных вод 16 суток. Предусматривается возможность увеличения автономности по запасам топлива до 25 суток за счет увеличения осадки до 2,2 м.

Район плавания и эксплуатации - центральные и восточные бассейны Каспийского моря с глубиной судового хода не менее 2,3 м с выходом в открытые морские районы с составами общей грузоподъемностью до 58 т.

Рисунок 1. Общий вид научно-исследовательского судна проекта 70770

Главные размерения судна:

Длина наибольшая, м………………………………………………35,35

Ширина наибольшая, м…………………………………………….6,9

Высота борта на миделе, м…………………………………………3,2

Осадка средняя, м…………………………………………………...2,0

Водоизмещение, т…………………………………………………..320

Скорость хода, уз……………………………………………………10,2

Экипаж, чел………………………………………………………….20

Экипаж размещен в 10-ти каютах в трюме и рубке 1-го яруса в 1, 2-х и 4-х местных каютах. Судно оборудовано энергетической установкой увеличенной мощности,станцией подготовки воды, подруливающим устройством. Для обеспечения научно-исследовательских работ на судне имеется 3 лаборатории, две гидрографические лебёдки с кран-балками, промысловое устройство, 2 разъездные шлюпки со шлюпбалками,откидные площадки для проведения гидрографических и биологических исследований. Судно оборудовано современным радионавигационным оборудованием.

Архитектурно-конструктивный тип транспортный с одним винтом дизельный буксир с баком и средним расположением машинного отделения.

Остойчивость судна при всех эксплутационных случаях нагрузки удовлетворяет действующим Правилам Речного Регистра для судов специального назначения класса “КМ  R2”.

Корпус и набор - судно имеет форштевень наклонный, корма крейсерская, корпус стальной с наклонным поясом по КВЛ, набран по поперечной системе.

Погибь бимсов 80 мм

Флоры устанавливаются на каждом шпангоуте. Флоры выполнены из полособульба.

В районе поперечных балок фундамента главного двигателя устанавливается флоры из листа с фланцем.

1.1.2 Расположение механизмов и оборудования в машинно-котельном отделении

Общие сведения

Энергетическая установка и механизмы общесудового назначения размещены в одном машинно-котельном отделении, расположенном в кормовой части судна в районе 29-44 шпангоутов[1].

Энергетическая установка этого класса занимает почти все пространство под главной палубой. Для размещения установки под палубой жилые и служебные помещения вынесены в надстройку. По трубам креновой системы вода перекачивается между бортовыми цистернами, когда необходимо раскачать судно, чтобы избежать заклинивания во льдах. Носовые гребные винты отсасывают воду из-подо льда, его опора ослабляется, и он легче ломается. Такой режим работы наиболее эффективен, когда толщина льда не более 0,3 м.

Рисунок 2. Расположение механизмов и оборудований в МКО

Из машинного отделения на открытую палубу предусмотрены два выхода:

один на верхнюю палубу через тамбур на верхней палубе;

второй через помещение ЦПУ по вертикальному трапу на палубу 1 яруса в шахте машинного отделения и далее через дверь в шахте МО.

Расположение оборудования и трубопроводов в МКО обеспечивает необходимые проходы, безопасность их обслуживания, осмотра и ремонта. В необходимых местах для безопасности обслуживания механизмы ограждены леерами и защитными кожухами.

Для производства ремонтных работ предусмотрена мастерская на платформе МКО.

1- двигатель; 2- дизель-генератор; 3- аварийный дизель-генератор; 4- ящик для инструментов; 5, 6, 20- распределительный щит; 7,9- емкости для технической воды; 8- верстак; 10- расходная цистерна дизельного топлива; 11- паровой автоматизированный котлоагрегат; 12,13,14,15- балластный насос; 16- цистерна сбора утечек топлива; 17,18- пусковые воздушные баллоны; 19- цистерна запаса масла; 21- цистерны питьевой воды.

Рисунок 3. Машинно-котельное отделение

Механическая мастерская оборудована:

комбинированным токарным станком 1Д95;

точильно - шлифовальным станком 3Б633

столом - верстаком с тисками.

Для подъёма тяжёлых деталей при ремонте и осмотре ГД и отдельных вспомогательных механизмов в шахте машинного отделения под верхней палубой предусмотрены передвижные тали грузоподъёмностью 1 тонна.

Над механизмами и оборудованием в необходимых местах установлены рамы. Основные запасные части раскреплены непосредственно в МКО на удобных местах.

Настил пола в МКО выполнен из плит, рифленой стали. В кормовой части МКО предусмотрена световая шахта. Освещение МКО естественное через световой люк и искусственное - электрическое.

МКО оборудовано искусственной приточной вентиляцией; удаление воздуха производится с помощью работающего оборудования, потребляющего воздух, а избыток - через грибовидную головку. Расположения механизмов и оборудования в МКО приведены в таблице 1.1

Таблица 1.1

Расположение механизмов и оборудования в МКО

Наименование

Количество

Марка и характеристика

Главный двигатель правой модели с реверс - редукторной передачей

1

6 ЧНСП 18/22, кВт, .

Паровой автоматизированный котлоагрегат

1

КВА 0,5/5-Д, ,

Дизель - генератор

3

ДГР 50/1500, кВт,

Дизель - генератор

1

ДГР 25/1500,  кВт,

Грузовой льяльный насос 2              НЦВС 100/30-П, 100 ,

30 м. вод. ст.

Водо-пожарный насос       2              НЦВ 40/80-П, 40 ,

80 м. вод. ст.

 

Воздушный компрессор

1

КВД-М,10 , 3 .

Насос выкачки нефтеостатков (резервный осушительный МКО)         1              ЭНП 4/1, 25 ,

30 м. вод. ст.

Топливоперекачивающий насос дизельного топлива              1              ЭМН 3/3-2, 3,3 ,

30 м. вод. ст.

Насос искрогашения          1              ЭСН 2-П, 3 ,

40 м. вод. ст.

 

Насос водоснабжения

1

ЭСН 2/П, 3 .

Котельно-питательный насос

1

ЭПМН 0,8/70, 0,8 .

Ручной насос

3

НР-20, 12

Электровентилятор МКО   1              4ОЦС-17, 4 000 ,

170 м. вод. ст.

 

Пусковые воздушные баллоны

2

80 л, р=3

Расходная цистерна дизельного топлива

1

Цистерна запаса масла

1

0,3

Цистерна пенообразующей жидкости

1

0,2

Смотровая контрольная цистерна

1


Теплый ящик

1


Цистерна грязного масла и топлива

1

0,12

Цистерна сбора утечек топлива

1

0,045

Бачок компрессорного масла

1

10 л

Подогреватель забортной воды

1

ПЭВ-2, 10 , F=2

Пневмоцистерна системы водоснабжения

1

100 л


1.2 Главный двигатель

В качестве главного двигателя на судне установлен один двигатель внутреннего сгорания правой модели.

Дизель четырехтактный, простого действия, однорядный, вертикальный, с полуразделенной камерой сгорания, с газотурбинным наддувом, с промежуточным охлаждением воздуха, с реверс - редукторной передачей, с гидромеханической системой ДАУ.

Общий вид двигателя показан на рисунке 4. Чугунная блок-рама 1 снабжена картерными люками с глухими крышками 3 с предохранительными клапанами со стороны выпуска. Рамовые подшипники имеют стальные вкладыши с баббитовой заливкой Б83. Блок цилиндров 7 крепится к раме анкерными связями, нижний конец которых ввернут в цилиндрические гайки 2, находящиеся в расточках блок рамы. Чугунные втулки 11 уплотнены в верхней части медной прокладкой, в нижней - тремя резиновыми кольцами. В нижней части к внутренней поверхности втулки подводится масло от циркуляционной системы. Крышки 9 цилиндров отдельные, чугунные.

Поршень 12 чугунный, охлаждаемый. Масло для охлаждения днища поршня подводится через шатун в полость 14, откуда сливается по трубке 13 в поддон фундаментной рамы. Имеется четыре уплотнительных кольца. Двойные маслосъемные кольца расположены в нижней части головки и тронка. Палец 15 поршня плавающий, зафиксированный алюминиевыми заглушками. Шатун 17 двутаврового сечения с несъемной кривошипной головкой. Поршневой подшипник образован бронзовой втулкой, кривошипный снабжен стальными вкладышами с баббитовой заливкой Б83. коленчатый вал 19 цельный с полыми заглушенными шатунными шейками. Для разгрузки рамовых подшипников от центробежных сил инерции кривошипы снабжены противовесами 21. Смазка к рамовым подшипникам подводится из магистрали 5 по трубам 4. В шатунный подшипник поступает масло по каналам, просверленным в коленчатом вале. Рабочий цилиндр имеет впускной и выпускной клапаны. Привод открытия их штанговый в блоках расположены по две кулачковые шайбы.

Рисунок 4. Вид двигателя 6 ЧНСП 18/22 в разрезе

Распределительный вал 18 установлен в специальной полости блока цилиндров. Предусмотрено два выпускных коллектора 8. надувочный коллектор 6 расположен ниже выпускных. Турбокомпрессор с газовой турбиной осевого типа находится на кормовом торце двигателя.

Топливная система двигателя включает в себя шестеренный топливоподкачивающий насос, два сетчатых фильтра грубой очистки и миткалевый фильтр тонкой очистки. Топливные насосы 16 индивидуальные, золотниковые, стандартного типа. Форсунки 10 закрытые, охлаждаемые, давление подъема иглы 10 МПа. Регулятор двигателя всережимный.

Система топливоподачи в соответствии с рисунком 5 обеспечивает дозирование и подачу топлива в цилиндры дизеля в соответствии с порядком их работы и заданным режимом нагрузки. Из расходного бака 1 топливо поступает к топливоподкачивающему насосу 7 и через фильтр тонкой очистки топлива 6 подается к топливному насосу высокого давления 4, а затем под высоким давлением к форсункам 3.

Просочившееся через неплотности форсунок топливо по трубопроводу отводится в сливной бак 5. По такому же трубопроводу топливо сливается из фильтра 6 при выпуске воздуха [6].

1-бак топливный расходный; 2-трубопровод высокого давления; 3-форсунка; 4-насос топливный высокого давления; 5-бак сливной; 6-фильтр тонкой очистки топлива; 7-насос топливоподкачивающий.

Рисунок 5. Схема топливоподачи

Масляная система состоит из масляного бака, откачивающих и нагнетательных насосов и двух прокачивающих электронасосов. После каждого из насосов расположены сетчатый фильтр, а после нагнетательного, кроме того реактивная - центрифуга и два трубчатых охладителя, установленные параллельно.

Система охлаждения является замкнутой, насосы центробежные, водяной охладитель трубчатый. Масляная система и система охлаждения оборудованы терморегуляторами.

Таблица 1.2

Характеристики главного двигателя

Наименование

Характеристика

Обозначение дизеля

6 ЧНСП 18/22

Заводская марка

ДД 02

Мощность номинальная на валу дизеля

165 кВт

Мощность номинальная на выходном фланце РРП

160 кВт

Номинальное число оборотов

Число цилиндров

6

Диаметр цилиндра

180 мм

Ход поршня

220 мм

Степень сжатия

12

Среднее эффективное давление

0,8

Род топлива

Дизельное топливо по ГОСТ 4749-49, ГОСТ 10489-62

Удельный расход топлива на номинальной мощности

225

Способ пуска

Сжатым воздухом

Давление пускового воздуха

3

Система смазки дизеля

Циркуляционная с мокрым картером

Охлаждение дизеля

Пресной водой по замкнутому контуру

Охлаждение пресной воды, наддувочного воздуха и масла

Забортной водой в холодильниках

Навешанные механизмы и оборудование на двигатель:

Подкачной топливный насос, шестеренчатый, производительностью

90

Масляный насос, шестеренчатый, производительностью

4600

Водяной насос внутреннего контура вихревого типа

8000

Водяной насос забортной воды вихревого типа

8000

Топливный насос, шести плунжерный, золотниковый с регулируемым концом подачи топлива типа 1, исполнения по ГОСТ 10578-63


Фильтр тонкой очистки топлива

2ТФ-3

Фильтр масла сетчатый двухсекционный


Реактивная центрифуга производительностью

6000

Трубчатый холодильник масла и воды


Масляный насос ручной прокачки поршневого типа


Турбокомпрессор с одноступенчатым компрессором и радиальной турбиной

ТКР 14Н

Реверс - редукторная передача правой модели с передаточным отношением

25 РРП-230-1,65П

На переднем ходу

1,67

На заднем ходу

2

Электрогенератор постоянного тока Г-732 мощностью

1,2 кВт

Осушительный насос поршневого типа производительностью

5

Одноступенчатый воздушный компрессор давлением до 3,5 4,5


Обслуживающими агрегатами РРП являются


Масляные насосы шестеренчатого типа - нагнетательный и циркуляционный

2820 , 3300


1.3 Дизель-генераторы

Комплекс устройств, обеспечивающих производство, преобразование и распределение электроэнергии на судне, называют электростанцией. К основным элементам судовой электростанции (СЭС) относят первичные двигатели, электрические генераторы и главный электрораспределительный щит (ГЭРЩ) с приборами контроля, сигнализации и защиты [6,7].

По назначению СЭС делят на основные и аварийные. Основные электростанции обеспечивают подачу электроэнергии ко всем потребителям на любых режимах работы судна; аварийные (при выходе из строя основной СЭС) снабжают электроэнергией только определённое число потребителей, например средства пожаротушения, электропривод водоотливных насосов, рулевой электропривод, радиостанцию, щит сигнально - отличительных огней, приборы авральной сигнализации, цепи судовой электроавтоматики, приборы аварийного освещения и т.п.

Рисунок 6. Дизель-генератор ДГР 50/1500

Мощность электростанции зависит от типа и числа потребителей электроэнергии. Дизель - генераторы и электрораспределительные щиты монтируют в одном помещении, имеющем выход на открытую палубу.

Аккумуляторные батареи используют в качестве аварийных источников электроэнергии. В зависимости от мощности их устанавливают на судне в специальных аккумуляторных помещениях, ящиках или шкафах. При работе батареи выделяют газы, которые могут образовывать взрывчатую смесь, поэтому аккумуляторные помещения оборудуют вентиляцией, не связанной с другими объектами. Аккумуляторные батареи, как аварийные источники энергоснабжения, включаются в аварийную сеть при падении напряжения на щитах ГЭРЩ ниже 60% номинального значения. Постоянное напряжение в сети с заданной точностью поддерживают автоматические регуляторы, которые при изменении тока нагрузки и напряжения на шинах ГЭРЩ через соответствующие измерительные и усилительные элементы изменяют параметры тока, поступающего в обмотки возбуждения генератора [6,7].

1.3.1 Главные распределительные щиты

Главным распределительным щитом называется часть судовой электростанции, предназначенная для присоединения источников электроэнергии (генераторных агрегатов) к силовой судовой электрической сети и управления работой источников электроэнергии.

Конструктивно ГРЩ представляет собой металлический каркас, закрытый кожухом, а с лицевой стороны - панелями. Внутри каркаса смонтированы коммутационные, измерительные, защитные, регулирующие и сигнальные устройства. Конструкция ГРЩ обеспечивает удобство и безопасность включений и отключений коммутационных аппаратов с лицевой стороны, а также возможность доступа ко всем его аппаратам и устройствам и с задней стороны. Все токоведущие части располагаются внутри щита, а на лицевую сторону выводятся только рукоятки или кнопки для управления аппаратурой и шкалы измерительных приборов [7].

Габаритные размеры ГРЩ обычно бывают следующего порядка: высота - 2 метра, глубина - 1 метр и ширина по фронту - несколько метров. Масса ГРЩ измеряется тоннами. ГРЩ соединяется с генераторами и потребителями электроэнергии кабелями.

1.3.2 Мощность судовой электростанции

Мощность судовой электростанции определяется аналитическим методом. Идея аналитической оценки величины мощности электростанции Р в различных режимах судна основана на установленной статически корреляционной зависимости значений этой мощности от водоизмещения (дедвейта) судна D, МН и мощности его пропульсивной установки , кВт: D=326т=3,126 МН; 165,9 кВт.

В ходовом режиме, кВт:

 

,                                                                           (1.1)

 

где: 25,6 кВт-сумма мощностей бытовых потребителей; а= 75 [8];

75+0,017∙165,9+25,6=28,5.

В режиме маневрирования, кВт:

28,5+0,8∙53=70,9,                                           (1.2)

 

где: 53 кВт-сумма мощностей пожарных насосов, компрессора пускового воздуха и электродвигателя брашпиля.

В режиме стоянки без грузовых операции, кВт:

,                                                      (1.3)

Р=(11+0,002∙3,126∙)+25,6=31,863.

 

В режиме грузовых операции, кВт:

31,863+33=64,863 (1.4)

 

где: 33кВт - сумма мощностей грузовых насосов и насоса выкачки нефтеостатков.

Мощность судовой электростанции составляет 75 кВт. Таким образом, установка электродвигателя сепаратора не влияет на работу судовой электростанции.

1.4 Правила классификации и постройки морских судов

Для перекачки топлива должно быть предусмотрено не менее двух насосов с механическим приводом, один из которых служит резервным [8].

Топливоперекачивающие насосы, а также насосы сепараторов, кроме местного управления, должны иметь средства для их остановки из всегда доступных мест вне помещений, в которые они установлены [8].

Топливные трубопроводы, как правило, должны быть отделены от трубопроводов других систем.

Трубопроводы, перекачивающие подогретое топливо под давлением, должны располагаться в хорошо видимых и доступных местах.

Топливные трубопроводы не должны прокладываться на расстоянии менее 250 мм от паропроводов.

Подогрев жидкого топлива в цистерне может осуществляться только при помощи паровых или водяных змеевиков.

Змеевики подогрева топлива должны распологаться в наиболее низких частях цистерн.

Максимальная температура подогреваемого топлива в цистернах должна быть не менее чем на 150С ниже температуры вспышки топлива. Давление пара, применяемого для подогрева топлива не должно превышать 0,7 .

Двигатели и механизмы должны размещаться таким образом, чтобы из их постов управления и мест обслуживания были обеспечены проходы к выходным путям из помещений, где они расположены. Ширина проходов на всей длине должна быть не менее 600 мм.

Расположение механизмов, котлов, оборудования, трубопроводов и арматуры должно обеспечивать свободный доступ к ним для обслуживания и аварийного ремонта.

Расстояние от наружной поверхности изоляции котлов до стенок цистерн жидкого топлива и масла, как правило должно быть не менее 600 мм [8].

Механизмы и оборудование, входящие в состав механической установки, должны устанавливаться и закрепляться на прочных жёстких фундаментах.

Малогабаритные механизмы и оборудование могут устанавливаться непосредственно на платформах или настиле второго дна на наварышах.

Крепление механизмов другого, а также их фундаментов к наружной обшивке судна не допускается.

Корпуса теплообменных аппаратов должны иметь соответствующие лапы для надёжного закрепления их к фундаментам, и устанавливаемые непосредственно на корпусе запорные органы, предназначенные для отключения от присоединенных к ним трубопроводов.

1.5 Фундаменты

Судовой фундамент - это специальная корпусная конструкция, жёстко связанная с набором судна, к которой крепится основное и вспомогательное оборудование.

1 - кницы (с полками); 2 - флор; 3 - днищевой стрингер; 4 - вертикальный киль; 5 - поперечные бракеты; 6 - продольные балки; 7 - опорные горизонтальные полосы; 8 - фундамент вспомогательного двигателя; 9 - анкерная связь; 10 - стопор котла; 11 - седельная опора.

Рисунок 7. Фундаменты: а - фундамент главного двигателя на настиле второго дна; b - фундамент главного двигателя на одинарном дне; с - фундамент для цилиндрического огнетрубного котла; d - фундамент для водотрубного котла; е - фундамент для компрессора.

Любая конструкция судового фундамента состоит из трёх основных узлов: опорной поверхности, главных связей и ребер жёсткости.

Назначение фундамента - служить надёжным основанием и обеспечивать нормальную эксплуатацию установленного на нём оборудования.

К фундаментам предъявляют следующие требования: устойчивость и прочность: отсутствие чрезмерных деформаций от установленного на них оборудования; исключение сильной вибрации, которая неблагоприятно действует на работу машин и механизмов; рассредоточение нагрузки от механизмов на такое количество связей, которое исключило бы возникновение местных деформаций [6].

При проектировании и изготовлении фундаментов, прежде всего, учитывают технологичность их конструкции. Под технологичностью понимают свойство конструкции, позволяющее производить монтаж по заданным техническим требованиям с наименьшими затратами труда, времени и средств. Конструкцию и форму фундамента определяют технической характеристикой монтируемого оборудования, массой, габаритами, назначением и его расположением в соответствии с набором корпуса судна.

Фундамент должен представлять собой законченную самостоятельную корпусную конструкцию узла или секций судна.

При проектировании фундаментов следуют соблюдать следующие условия:

использовать набор перекрытия судна для конструкции фундаментов или совмещать конструкции фундамента с набором судна;

тщательно ознакомится с механизмом, его работой, особенностями его обслуживания, с конструкцией его крепления (расположения опорных лап);

ознакомиться с прототипами аналогичных конструкций на существующих судах в соответствии с требованиями и нормами Регистра.

Основным материалом для фундаментов служит тот же материал, что и для конструкций корпуса судна. Фундамент должен быть облегченным и обеспечивать доступ к любому месту опорной поверхности, что достигается устройством вырезов в стенках. При этом высота выреза не должна превышать 40% высоты стенки. Все сварные швы фундаментов и подкреплений, кроме монтажных, выполняют полуавтоматической сваркой в среде углекислого газа, а монтажные швы в открытых помещениях полуавтоматом [6].

Рисунок 8. Фундаменты под дизель-генераторы фирмы «Caterpillar»

При изготовлении фундамента внимательно относятся к техническим требованиям. Проводят контроль изготовления, как отдельных его деталей, так и всей конструкции в целом. После сварки и проверки фундамента до постановки на место опорных планок - платиков с помощью линейки и щупа проверяют неплоскостность поверхности его планок - платиков к фундаменту.

Уклон полок фундамента проверяют уровнем и линейкой. При помощи двухконтактного прибора проверяют толщину опорных листов фундамента после их обработки.

Плотность сопряжения опорной лапы механизма, компенсирующего звена и опорной поверхности фундамента проверяют щупом. Свисание лапы устанавливаемого оборудования допускается с наружной стороны не более 5 мм. Плотность сопряжения гаек и головок фундаментных болтов с лапами устанавливаемого оборудования и полками фундамента при обжатых болтах проверяют щупом, причём щуп толщиной 0,05 мм не должен проходить под гайку и головку болта. Головка болта не должна выступать за кромки лапы механизма или фундамента. Не допускается превышение выступающий части стержня болта над гайкой более трёх ниток резьбы или превышения гайки над резьбой болта. Фундаментные болты заводят со стороны фундамента.

1.6 Модернизация отечественных дизелей с заменой на дизеля фирмы «Caterpillar»

Существующая схема топливопровода энергетической установки судна обладает рядом существенных недостатков, таких как сложная система обвязки топливной аппаратуры, протяженность линии трубопроводов, неудобства при ремонтных работах. Для устранения их мы предлагаем модернизировать систему топливопровода дизелей ЭУ с заменой отечественных дизелей марки ДГР 50/1500 на дизеля фирмы «Caterpillar», что существенно отличается схемой обвязки топливопровода, которая имеет меньшую протяженность, рациональность и простоту обслуживания при ремонтных работах.

Дизельное топливо размещено в топливной цистерне емкостью 12,3 , расположенной под цистерной нефтеостатков.

Цистерна оборудована воздушной трубой с огнепредохранительной сеткой и поплавком, измерительной, наполнительной и расходными трубами с быстрозапорными клапанами на цистерне с приводами, выведенными на палубу [1,2].

Рисунок 9. Принципиальная схема трубопровода дизельного топлива

Прием топлива в цистерну осуществляется через приемную трубу, расположенную на палубе. Топливо из цистерны запаса подается топливоперекачивающим насосом марки ЭМН 3/3, производительностью 3,3 , в сдвоенную расходную цистерну , расположенную в шахте МКО.

Расходная цистерна оборудована необходимой расходной арматурой с тросиковыми приводами, указателями уровня, горловинами, воздушной трубой, клапанами спуска отстоя и поддоном. Отстой из расходной цистерны будет спускаться в цистерну грязного масла и топлива, расположенную под плитами МКО [2].

Топливоперекачивающие насосы главного и вспомогательных двигателей принимают топливо из расходной цистерны через сдвоенный фильтр, а форсуночные насосы котла - из топливной цистерны запаса.

Избыточное топливо от форсунок и утечки от топливного насоса отведены в цистерну для сбора утечек топлива, расположенную под плитами МКО. Отделение отстоя из цистерны грязного масла и топлива производится ручным насосом типа НР-20 - 12 л/мин электроприводной топливоперекачивающий насос, кроме подачи топлива в расходную цистерну, будет осушать цистерну сбора утечек топлива и выдать, при необходимости, топливо на берег. Все топливные насосы и фильтр снабжены поддонами.

Масляный трубопровод

Хранение основного запаса масла для главного двигателя и дизель - генераторов предусмотрено в цистерне, емкостью 300 литров, установленной в кормовой части МКО с правого борта.

Главный двигатель имеет циркуляционную систему смазки с «мокрым» картером, обслуживаемую навешанным на двигатель приемным сетчатым фильтром, шестеренчатым масляным насосом, нагнетательным и циркуляционным прокачным пневмонасосом, реактивной центрифугой тонкой очистки, фильтром основной очистки, маслоохладителем.

Шестеренчатый насос принимает масло из картера и подает на маслораспределитель и реактивной центрифуге. От распределителя масло под давлением поступает в двух направлениях:

а) к основному фильтру и через холодильник на смазку двигателя;

б) к муфте отбора мощности.

Система смазки вспомогательных двигателей дизель - генераторов циркуляционная, под давлением с «мокрым» картером.

Смазка коренных и шатунных подшипников коленчатого вала, а также подшипников распределительного вала и коромысел клапанного механизма - принудительная под давлением [3].

Смазка остальных трущихся деталей - разбрызгиванием.

Трубопровод охлаждения

Охлаждение главного и вспомогательных двигателей будет производиться пресной водой по независимым замкнутым контурам. Пресная вода будет забираться насосом пресной воды, навешенным на двигателе, и подаваться в зарубашечное пространство цилиндров и крышек цилиндров, откуда будет поступать обратно в холодильник [3].

Система главного двигателя оборудована термостатом, обеспечивающим автоматическое поддержание температуры пресной воды на выходе из дизеля не более 85 0С.

Трубопровод сжатого воздуха

Заполнение баллонов будет производиться от автономного электрокомпрессора КВД-М, производительностью 10  свободного воздуха при конечном давлении 3 .

На ходу заполнения баллонов будет производиться от компрессора, навешанного на реверс - редуктор главного двигателя, производительностью 4,5  свободного воздуха.

Трубопровод сжатого воздуха будет обеспечивать:

а) подачу пускового воздуха к главному двигателю и к маслопрокачивающему пневмонасосу двигателя давлением 3 ;

б) подачу сжатого воздуха давлением 3 заполнение баллонов системы СЖБ;

в) подачу сжатого воздуха давлением 0,8  на тифон;

г) подачу сжатого воздуха давлением 0,4  на продувание системы обогрева цистерн, кингстонов, системы СЖБ и на хозяйственные нужды. судно поршень двигатель котельный

Редукционные клапаны снабжены манометрами и предохранительными клапанами. Трубопровод сжатого воздуха выполнен из стальных бесшовных труб.

1.6.1 Монтаж трубопроводов и систем

Для транспортировки жидких и газообразных сред на судне применяют две группы труб. Одна группа - судовые трубопроводы обеспечивает работу энергетической установки; вторая - судовые системы - удовлетворяют общесудовые нужды. Трудоёмкость изготовления трубопроводов значительно выше, так как они имеют сложную форму и монтируются в машинно-котельных отделениях, чрезвычайно насыщенных судовым оборудованием.

Монтаж трубопроводов - очень важный этап постройки и ремонта судна, так как трудоёмкость этих работ составляет 12% трудоёмкости постройки судна и они завершают процесс монтажа. Высокая трудоёмкость монтажа связана со значительной протяженностью трубопроводов, которая достигает нескольких десятков метров.

Основным документом на монтаж являются схемы трубопроводов. При монтаже трубопроводов необходимо выполнять следующие требования, изложенные в схемах:

все элементы системы должны быть расположены в местах, предусмотренных схемой трубопровода;

плотность всех соединений должна быть обеспечена равномерным обжатием болтов;

в результате установки прокладок живое сечение трубы не должно уменьшаться более чем на 10% [4];

перенапряжение материала труб изгибными напряжениями в результате сборки при недопустимых смещениях концов труб или раскрытиях уплотнительных поверхностей соединительных фланцев должно быть исключено [4];

трубопроводы и арматура должны прочно крепиться к элементам корпуса с помощью кронштейнов или подвесок, расположенных в местах наибольших нагрузок и исключающих вибрацию;

в местах прохода труб через водонепроницаемые переборки и палубы необходимо устанавливать переборочные и палубные стаканы, непосредственная приварка труб к переборкам запрещается;

путевые соединения и арматура не должны располагаться над измерительными и электрическими приборами;

путевые соединения должны разбираться без разборки соседних [4];

для предохранения изоляции труб от повреждения расстояние от неё до соседних труб и элементов корпуса должно составлять не менее 10 мм, от электрических кабелей - не менее 100 мм;

трубопроводы с горячей средой должны иметь подвижные подвески и температурные компенсаторы во избежание перенапряжений и разрушений;

погрешность радиуса погиба труб не должна превышать 4 % номинальных значений [4];

погрешность угла погиба не должна превышать 2 % погрешностей, заданных схемой;

овальность сечения в местах погиба не должна превышать 8 %;

утонение при горячей гибке наружной стенки трубы не должны превышать 30 % её номинальной толщины;

высота складок на внутренней стороне трубы не должна превышать 3 % её диаметра.

Монтаж трубопроводов состоит из следующих операций: трассировка трубопровода, изготовление шаблонов, гибка труб, вырезка отверстий, сборка труб фланцами и отростками, испытание собранных труб, защита от коррозии и теплоизоляции, установка на место.

Монтаж должен обеспечивать удобство демонтажа и эксплуатации трубопроводов, систем и арматуры. Трубы должны проходить по возможности, параллельно друг другу без образования участков, в которых возможно скапливание жидкости, которая может вызывать гидравлический удар при включении насоса.

Монтаж труб на судне выполняется в два этапа:

а) предварительная сборка на «фальшиво» с целью проверки точности и согласованности геометрических размеров, изготовленных труб и определения длины замыкающего звена трубопровода - «забойной» трубы;

б) окончательная сборка с креплением труб к судовым конструкциям и испытанием на плотность давлением гидравлическим или воздушным.

Трубы крепят подвесками, которые устраняют провисание труб под действием собственного веса и предупреждают их вибрации. При сборке соединений обеспечивается равномерное обжатие прокладок и нормальная затяжка болтов или шпилек. После сборки трубопроводы и системы подвергаются испытаниям на плотность водой или воздухом. Для этого трубы разобщают от концевой арматуры, цистерн, механизмов и ставят на концы заглушки. Критерием непроницаемости трубопровода служит падение пробного давления, наблюдаемое по контрольному манометру.

Величина пробного гидравлического давления равна [4]:

,                                                                                    (1.5)

где, - рабочее давление в трубопроводе.

Водой нельзя испытывать маслопроводы [5].

Испытания на плотность целесообразно выполнять другой средой - воздухом. Воздушным испытаниям на плотность подвергают трубопроводы, работающие под давлением не более . Проникающая способность воздуха значительно выше воды, поэтому величина пробного воздушного давления равна [4]:

.                                                                                    (1.6)

Компенсаторы устанавливаются на трубопроводах, работающих при высоких температурах, для предотвращения разрушения труб при перепадах температур. Они обязательны на паропроводах. Конструктивно компенсаторы могут быть складчатыми, гофрированными и линзовыми.

Монтаж заканчивается изоляцией и окраской труб, нанесением отличительных знаков и планок, облегчающих определение назначения трубопровода.

2. Расчетный раздел

.1 Конструктивный расчёт двигателя

Задача конструктивного расчёта - обеспечить выбор материала и таких конструктивных размеров детали, при котором удовлетворяются в возможно большей степени, ниже приведённые требования: прочность, жёсткость, износостойкость, малый вес и минимальные габариты, применение недефицитных материалов, технологичность, безопасность.

Важнейшими задачами при конструировании является борьба за экономию материалов, за уменьшение веса и стоимости машин при улучшении их качества. Материал детали выбирается с учётом условий её работы.

При расчётах необходимо выбрать такую упрощённую расчётную схему детали, которая по возможности не требовала бы сложных расчётов и была близка к действительным условиям её работы. Силы принимаются сосредоточенными или равномерно распределёнными, хотя в действительности они распределяются по более сложному закону.

При относительном движении сопрягаемых деталей их материалы должны быть износостойкими и обладать определёнными антифрикционными качествами. Материал деталей, работающих в условиях высоких температур, должен быть жаростойким [9].

2.1.1 Выбор конструктивных размеров и проверочный расчёт поршня

Сущность проверочного расчёта детали на прочность заключается в определении рабочего напряжения в опасном сечении. Если рабочее напряжение не превосходит допускаемого, то прочность в данном сечении обеспечена.

Составляем расчётную схему, где действительная равномерно распределённая нагрузка для упрощения схемы разложена на две параллельные силы  , приложенные в центрах тяжести полукругов (половина днища), удалённых на расстояние от центра тяжести днища.

В точках, определяемых расстоянием y до центра тяжести полуокружности, приложены реакции опор, принятые за сосредоточенные силы .

Величина нагрузки, МН:

Рz=pz,                                                                                  (2.1)

 

где рz- максимальное давление цикла.

Рz .

Принимаем материал поршня чугун марки СЧ 28-48. Поршень неохлаждаемый [9,10].

Определяем основные конструктивные размеры:

Толщина днища, м:

                                                                                (2.2)

 

Рисунок 9. Расчётная схема поршня

Длина поршня, м:

                                                                                   (2.3)

L

 

Принимаем по прототипному двигателю L=0,243 м.

Длина направляющей части (тронка), м:

 

Расстояние до первого кольца от верхней кромки поршня:

 

 

Принимаем 0,04 м.

Расстояние от оси пальца до нижней кромки поршня, м:

м

 

По прототипному двигателю принимаем 0,11 м

Толщина стенки за нижним уплотнительным кольцом, м:

                                                                             (2.4)

 

 

Толщина стенки юбки, м:

 

Глубина канавки для колец ориентировочно составит, м:

                                                                       (2.5)

 

 

Принимаем 0,008 м.

Диаметр головки поршня, м:

,                                                                                      (2.6)

 

где: диаметральный зазор;

 

.

Диаметральный зазор между тронком поршня и цилиндром 0,4.

Проверяем днище поршня на изгиб, как свободно опёртую плоскую плиту. Рабочее напряжение изгиба в диаметральном сечении:

,                                                        (2.7)

где максимальный изгибающий момент в рассматриваемом сечении ; осевой момент сопротивления сечения 1-1, м3.

Сечение прямоугольное.

Прочность днища на изгиб обеспечивается при .

Воспользуемся конечным выражением формулы, :


что не превосходит допускаемого напряжения изгиба для чугуна,  [11].

Размер диаметра:

м

 

Проверяем боковую поверхность тронка на удельное давление:

(условие невыжимаемости смазки, где нормальная сила давления на втулку )

                                (2.8)

Следовательно, невыжимаемость смазки (ограничение износа) обеспечивается, так как рабочее удельное давление не превосходит допускаемого. Проверка на удельное давление позволяет судить об ограничении износа трущихся поверхностей. Если рабочее удельное давление превосходит допускаемое, то возможно выжимание масла, вследствие чего происходит повышенный износ и нагрев деталей, вызывающей повреждение рабочих поверхностей [11].

2.1.2 Проверочный расчёт шатуна

Материал шатуна - легированная сталь марки 40. Шатун штампованный, двутаврового сечения.

Определяем основные конструктивные размеры.

Длина стержня шатуна:


Среднее сечение двутаврового стержня:

Высота, м:

,                                                                                     (2.9)

Н

Расстояние между полками, м:


Толщина, м:


Ширина, м:


Внешний диаметр головки, м:

,                                                                       (2.10)


Внутренний диаметр головки, м:

 

Толщина втулки, м:


Длина верхней головки, м:

 


Высота верхней части (до опорной поверхности чайки), м:


Высота крышки мотылёвого подшипника, м:


Толщина крышки мотылёвого подшипника, м:


Расстояние между шатунными болтами и ширина нижней головки  при двух болтах, м:


Толщина заливки вкладышей, м:

= (баббит)

Толщина вкладыша, м:

=

 

Продольный разбег: 1,2-3,0 мм.

Диаметр шатунных болтов, м:


Проверочные расчёты

Стержень шатуна

Проверяется на сжатие силой Рz (пусковой период) [12],


где: F- максимальная площадь поперечного сечения стержня шатуна, м2.

,                                                                          (2.11)

F

                                            (2.12)

Стержень шатуна проверяется на продольную устойчивость по формуле Тетмайера.

Коэффициент запаса устойчивости:

                                                                                       (2.13)

условие обеспечения устойчивости стержня при продольном изгибе, где Ркр- критическая нагрузка, Н.

кг                                                                       (2.14)

 

где: м - радиус инерции поперечного сечения стержня.


2.1.3 Коленчатый вал

Материал коленчатого вала сталь марки 40. Коленвал цельнокованый.

Рисунок 10. Расчётная схема коленчатого вала

Формулы Регистра

Диаметр шеек вала, м:

                                                      (2.15)

 

где: коэффициент, определяемый в зависимости от диаметра сверления шейки по формуле, м:


где а- расстояние между серединами коренных шеек, м; допустимая амплитуда касательных напряжений, определяемая по формуле:

                                                                           (2.16)

где, предел усталости материала вала при кручении может быть определён по формуле:

 для стали марки 40 - предел прочности при растяжении.

 

t- наибольшее значение амплитуды удельных касательных сил одного цилиндра, определяемое по формуле:

 


Ширина щёк вала должна отвечать формуле, м:

                                                               (2.17)

где С- расстояние от середины коренного подшипника до средней плоскости щёк, м; коэффициент, учитывающий концентрацию напряжений в галтели радиуса r и наличие перекрытия e между шейками вала-1,4, [12]; s- допустимая амплитуда напряжений, , определяется по формуле:

                                                                                     (2.18)


Проверка шеек на удельное давление (на невыжимаемость масла).

Удельное давление на шатунной шейке, :

                                                                        (2.19)


Удельное давление на коренной шейке, :

                                                                    (2.20)


Проверяем шатунную шейку на нагрев, :

                                                                       (2.21)

где ;


Проверяем коренную шейку на нагрев, :


Ограничение нагрева подшипников обеспечивается. Вес коленчатых валов составляет 7-15% веса двигателя, стоимость его достигает 25-30% стоимости двигателя [13].

Расчёт крышки коренных подшипников

Материал крышек: СЧ 21-40.

Определяем конструктивные размеры.

Ширина крышки (вдоль оси вала), м:

                                                                                 (2.22)

В

Толщина толстостенного вкладыша, м:


Внутренний диаметр крышки, м:


Расстояние между центрами крепёжных шпилек, м:


Крышка подшипника рассчитывается на силу инерции Рi, равномерно распределённую на длине d1. Крышка рассматривается как балка на двух опорах.

                                                                                 (2.23)

; (2.24)

2.1.4 Расчёт втулки рабочего цилиндра

Материал втулки рабочего цилиндра чугун марки: СЧ 28-48. Твёрдость НВ-170. Определяем конструктивные размеры.

Толщина втулки в верхней части, м:


Толщина втулки в нижней части, :


Толщина стенки сухой гильзы-5 мм.

Высота опорного бурта, м:


Наибольший диаметр верхнего опорного бурта, м:


Ширина опорного пояса бурта, м:


Ширина канавки под бурт крышки, м:


Глубина канавки 5 мм.

Длина втулки, м:


Диаметр центровой окружности шпилек крышки цилиндров, м:

                                                          (2.25)


По схеме находим диаметр Df=0,275м (по центру опорного бурта крышки), D0=0,278м (между центрами опасного сечения 1-1), угол a=26- наклон опасного сечения, высоту сечения h и плечо а берём по схеме: h=0,097 м; а=0,027 м.

Рисунок 11. Расчётная схема втулки рабочего цилиндра

Сила затяжки крышечных шпилек, МН:

 

,                                                  (2.26)

где b=1,5 коэффициент затяжки,

.

Сущность проверки сечения 1-1 состоит в определении эквивалентного напряжения, возникающего от совместного действия силы растяжения Рn, изгибающего момента Рd-a и силы сдвига Рt.

Находим силы, действующие в сечении 1-1, МН:

                                                                   (2.27)

                                                                           (2.28)


Изгибающий момент, :


Напряжение в сечении 1-1, :

,                                                         (2.29)

.

,                                                                (2.30)

.


Эквивалентное напряжение, :

 ,                                          (2.31)

.

Для чугуна допускаемое напряжение [13]:


Прочность сечения 1-1 обеспечена со значительным запасом.

Проверяем опорную поверхность бурта на смятие, :

                                                                     (2.32)

;


2.2 Тепловой расчет двигателя с наддувом

Дизель шестицилиндровый (i=6), с неразделенными камерами сгорания, объёмным смесеобразованием, частотой вращения коленчатого вала при максимальной мощности n=750 об/мин и степенью сжатия e=12. Расчёт выполнен для дизеля с турбонаддувом P=0,15 МПа (центробежный компрессор с охлаждаемым корпусом и лопаточным диффузором и радиальная турбина с постоянным давлением перед турбиной).

Топливо. В соответствии с ГОСТ 10585-75 для рассчитываемого двигателя принимаем мазут Ф-12.

Средний элементарный состав топлива С=0,87; Н=0,121; S=0,003; О=0,006; [14].

Низшая теплота сгорания мазута, :

Ни=33,91С+125,6Н-10,89(О-S)-2,51(9Н+W)                              (2.33)

Ни=33,91×0,87+125,6×0,121-10,89(0,006-0,003)-2,51×9×0,121=41,93=41930

2.2.1 Параметры рабочего тела

Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания одного килограмма топлива:

L0=                                                      (2.34)

L0

l0=                                                           (2.35)

l0

 

Коэффициент избытка воздуха. Уменьшение коэффициента избытка воздуха a до возможных пределов уменьшает размеры цилиндра и, следовательно, повышает литровую мощность дизеля, но одновременно с этим значительно возрастает теплонапряжённость двигателя, особенно деталей поршневой группы, увеличивается дымность выпускных газов.

Принимаем a=1,9 [14].

Количество свежего заряда, при a=1,9:


Количество отдельных компонентов продуктов сгорания:

==;

МSO==;

М==. При a=1,9

=0,208×(a-1)×Lo=0,208×(1,9-1)×0,495=0,092

=0,792×a×Lо=0,792×1,9×0,495=0,744

 

Общее количество продуктов сгорания:

М2=+ МSO+ М ++                                                  (2.35)

М2 = 0,0725+0,00009+0,0605+0,092+0,744=0,969

 

2.2.2 Параметры окружающей среды и остаточные газы

Атмосферные условия pо=0,1МПа; То=293 К; [14].

Давление окружающей среды для дизеля с наддувом pк=0,15 МПа.

Температура, К:

,                                                                               (2.36)

где nk=1,65-показатель политропы сжатия,

.

Температура и давление остаточных газов Тr=800K; pr=0,142 МПа; [14].

2.2.3 Процесс впуска

Температура подогрева свежего заряда. При наддуве за счет уменьшения температурного перепада между деталями двигателя и температурой наддувочного воздуха величина подогрева сокращается. Принимаем DТ=10 оС.

Плотность заряда на выпуске, :

,                                                                                    (2.37)

.

Потери давления на впуске в двигатель, МПа:

                                                            (2.38)

где (b2+xвп)=2,7, wвп=70 , приняты в соответствии со скоростным режимом двигателя [12].

.

Давление в конце впуска, МПа:

 

pa=pk-Dpa=0,15-0,01=0,14

 

Коэффициент остаточных газов:

                                                              (2.39)

.

Температура в конце впуска, К:

                                                              (2.40)

.

Коэффициент наполнения:

                                                        (2.41)

.

2.2.4 Процесс сжатия

Средние показатели адиабаты и политропы сжатия.

При работе дизеля на номинальном режиме можно с достаточной степенью точности принять показатель политропы сжатия приблизительно равным показателю адиабаты.

При e=12 и Tа=370 K, k1=1,370, а n1=1,37 [14].

Давление и температура в конце сжатия, МПа и К:

рса×                                                                                        (2.41)

рс =0,14×121,37=4,213

Tс=Tа×                                                                                              (2.42)

 

Средняя мольная теплоемкость в конце сжатия:

а) воздуха, oC:

20,6+2,638×10-3×654=22,32

tc=Tc-273=927-273=654

б) остаточных газов, :


в) рабочей смеси, :

                                 (2.43)


2.2.5 Процесс сгорания

Коэффициент молекулярного изменения свежей смеси в дизеле:


Коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси в дизеле:

                                                                 (2.44)

μ.

 

Теплота сгорания рабочей смеси в дизеле, :

                                                      (2.45)

.

Средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания в дизеле:

                          (2.46)

                                                             (2.47)


Коэффициент использования теплоты jz=0,86 [14]. Степень повышения давления l=1,5 [14].

Температура в конце видимого процесса сгорания:

                  (2.48)

Или 0,001843tz2+32,901-60717=0,

Откуда оС

Тz=tz+273=1686+273=1959 K.

Максимальное давление сжатия, МПа:

pz=pc                                                                                            (2.49)

pz =1,5×4,213=6,6

Степень предварительного расширения:

                                                                                (2.50)

2.2.6 Процесс расширения

Степень последующего расширения:


Средние показатели адиабаты и политропы расширения:

d=8,33, Tz=1959 K и a=1,9; к2=1,2979, а n2=1,28 [14].

 

Давление и температура в конце расширения, МПа и К:

;  ,

; .                                               (2.51)

Проверка ранее принятой температуры остаточных газов, К:

                                                                    (2.52)

, %-допустимо.

2.2.7 Индикаторные параметры рабочего цикла

Теоретическое среднее индикаторное давление:

                      (2.53)


Среднее индикаторное давление, МПа:

рi=jи×рi¢=0,912

где: jи=0,97-коэффициент полноты диаграммы [13].

Индикаторный к. п. д.:

                                                                       (2.54)


Индикаторный удельный расход топлива, :

                                                                           (2.55)


2.2.8 Эффективные показатели двигателя

Среднее давление механических потерь, МПа:

Рм=0,089+0,0118uп. ср.                                                                   (2.56), где

uп. ср.=5,67 - средняя скорость поршня [14].

Рм =0,089+0,0118×5,67=0,155

 

Среднее эффективное давление, МПа и к. п. д.:

еi -pм=0,91-0,155=0,755


Эффективный к. п. д. и эффективный удельный расход топлива:

                                                                                    (2.57)


Основные параметры цилиндра и двигателя

Литраж двигателя, л:

                                                                                   (2.58)

.

Рабочий объем цилиндра, л:


Диаметр и ход поршня дизеля, как правило, выполняются с отношением хода поршня к диаметру цилиндра

                                                                             (2.59)

D.

Принимаем D=180 мм; S=220 мм.

По окончательно принятым значениям D и S определяем основные параметры и показатели двигателя:

                                                                (2.60)

.

                                                 (2.61)

.

                                                                           (2.62)


что равно ранее принятому значению.

                                                                                   (2.63)

.

GT=Ne×ge,                                                                                                                                                   (2.64)

GT =164,8×0,252=41,5 .

                                                                                 (2.65)

 .


2.2.9 Построение индикаторной диаграммы

Масштабы диаграммы:

Мs=1,7 в мм-масштаб хода поршня;

Мр=0,04 в мм- масштаб давлений.

Приведенные величины рабочего объема цилиндра и объема камеры сгорания соответственно:

мм; мм

 

Максимальная высота диаграммы (точка z¢ и z) и положение точки z по оси абсцисс:

z¢×z=Vc×(r-1)=18,2(1,47-1)=8,5 мм.

Ординаты характерных точек:

 ; ; .                                         (2.66)

r   

Принимаем шесть промежуточных объемов, точнее отрезков в мм, откладываем от начала координат по абсцисс:

                                                                 (2.67)

где е- число, показывающее, во сколько раз V>Va. Значение е принимается произвольно в пределах от 1 до e, т. е. от 1 до 12. (см. таблицу 2.1).


Далее определяем ординаты давлений сжатия, соответствующие промежуточным объемам. Из уравнения политропы сжатия

 получим:

 МПа                                                                         (2.68)

Ординаты давлений (таблица 2.1).

Точно также строится кривая расширения. В этом случае ордината давления определяется по уравнению:

                                                                                         (2.69)

но е должно находиться в пределах от 1 до d; т. е. От 1 до 8,33 (таблица 2.1)

Таблица 2.1

e

Vn, мм

pn, мм

рn¢, мм

1

1



2

1,05



3

1,22



4

1,65



5

2,82



6

6,3




Силы давления газов, действующих на площадь поршня, для упрощения динамического расчёта заменяют одной силой, направленной по оси цилиндра и приложенной к оси поршневого пальца. Её определяют для каждого момента времени (угла j) по действительной индикаторной диаграмме, снятой с двигателя, или по индикаторной диаграмме построенной на основании теплового расчёта.

Удельная сила давления газов на поршень

Удельная сила инерции возвратно поступательно движущихся частей КШМ

Суммарная удельная сила давления газов

Рисунок 12. Индикаторные диаграммы, построенные на основании теплового расчёта.

Перестроение индикаторной диаграммы в развёрнутую по углу поворота коленчатого вала осуществляют по методу профессора Брикса. Для этого под индикаторной диаграммой строят вспомогательную полуокружность радиусом:


Далее от центра полуокружности (точки 0) в сторону н. м. т. откладывают поправку Брикса, равную . Полуокружность делят лучами из центра 0 на несколько частей, а из центра Брикса (точки 0) проводят линии, параллельные этим лучам. Точки, полученные на полуокружности, соответствуют определённым углам j. Из этих точек проводят вертикальные линии до пересечения с линиями индикаторной диаграммы и полученные величины откладывают на вертикали соответствующих углов j.

Рисунок 13. Развертка индикаторной диаграммы

Мазут получают при разгонке сырой нефти в одноступенчатых или двухступенчатых установках. При этом сырая нефть предварительно проходит установки обессоливания, затем в неё добавляют щёлочь (процесс защелачивания) для нейтрализации нафтеновых кислот, после этого нефть поступает в трубчатые печи, где происходит нагрев её до температуры 320, из трубчатых печей пары поступают в ректификационные колонны, в которых происходит разделение отгоняемых паров на фракции по температуре кипения [13].

В результате разгонки в первой ступени получают бензин, керосин, газойль. Остаток после отгонки указанных дистиллятов - мазут с температурой 275передают во вторую установку, где происходит крекинг - процесс прямогонного мазута, в котором также расщепляются углеводороды на лёгкие фракции, а тяжёлые высоковязкий остаток, смешивают с необходимым количеством прямогонного мазута, получаемого при разгонке нефти.

Подобно нефтям, мазуты представляют собой сложные коллоидные соединения, способные образовывать в области температуры застывания псевдокристаллическую решётку, которая характеризуется пониженной текучестью.

В состав мазутов, так же как и нефти, входят углерод, водород, сера и кислород. По элементарному составу малосернистый мазут практически не отличается от нефти, из которой он получен. Для высокосернистого мазута характерным является пониженное по сравнению с нефтью содержание углерода и водорода. С увеличением плотности мазута и крекинг - остатков уменьшаются соотношение водорода и углерода и теплота сгорания. Содержание азота в мазуте несколько выше, чем в сырой нефти [13].

Углеводородные соединения являются основными компонентами мазутов, получаемых при прямой перегонке нефти. К ним относятся ароматические, циклические и полициклические соединения, а также ациклические соединения предельного ряда (олефины).

Крекинг - мазуты содержат в основном полициклические углеводороды и углеводороды непредельного ряда, а также продукты их полимеризации и конденсации.

В асфальтосмолистые вещества мазутов входят смолы, асфальтены, присутствующие в нефти, карбоны и карбиды - твёрдые продукты асфальтосмолистого характера, образующиеся при крекинг - процессе. Смолы относятся к высокомолекулярной части нефти. Плотность смол составляет около 1 г/см3, молекулярная масса 550 - 850. В мазутах содержание смол находится в пределах 8 - 14 % [13].

Особенностью асфальтосмолистых веществ является их неодинаковая растворимость. Асфальтены растворяются во многих органических растворителях, карбоны - только в сероуглероде, а карбоиды не растворяются никакими растворителями, в связи, с чем их обычно называют коксом. Концентрация карбидов в мазутах - 2%.

С ростом плотности мазутов количество асфальтосмолистых веществ в мазуте возрастает, возрастает и его вязкость. В мазуте сера входит в состав серо-органических соединений (меркаптаны, сульфиды, тиофаны, дисульфиды, полисульфиды, тиофены), хорошо растворимых в углеводородах, а также в виде растворимых в углеводородах сероводорода и элементарной серы. Элементарная сера в сырых нефтях содержится до 1% и более, как в аморфном, так и в кристаллическом виде, растворима в углеводородных смесях. При температуре выше 150 элементарная сера может взаимодействовать с некоторыми углеводородами с образованием сероводорода и других новых сернистых соединений.

В минеральные примеси входят соли щелочных металлов (растворимые в воде, извлечённой вместе с нефтью), а также металлоорганические соединения, являющиеся составной частью горючей массы топлива и содержащие атомы ванадия, никеля, железа и др.

Содержание воды в мазутах колеблется в пределах от 0,5 - 1 до 3 - 5% , а в отдельных случаях и выше (обводнённые мазуты) [13].

3. Экономический раздел

.1 Составление сметы капиталовложений

Капитальные вложения определяется по формуле:

, тыс. тенге                                                 (3.1)

где К1- стоимость устанавливаемого оборудования, тыс. тенге; К2- затраты на монтаж устанавливаемого оборудования; К3- транспортно - заготовительные расходы, тыс. тенге.

Стоимость за единицу оборудования определяется в тенге по курсу Народного Банка Казахстана, тенге:


Затраты на монтаж оборудования составляет 0,1 часть от стоимости оборудования [15], тенге:


Транспортно - заготовительные расходы составят:


Сопоставив полученные при расчёте данные получим:


Находим разницу между капиталовложениями:


Таблица 3.1

Смета капитальных вложений

Наименование оборудования

Проектный вариант

Расчетный вариант

Дизель-генератор


Caterpillar 341 2С

Количество, шт:

3

3

Цена за единицу, тенге:

9980000

10270000

Стоимость монтажных работ, тенге:

2994000

308100

Транспортные расходы, тенге:

1497000

1540500

Капитальные вложения, тенге:

34341000

35431500

Разница между капитальными вложениями, тенге

1090500

3.1.2 Расчёт годовых эксплуатационных расходов на ЭУ

Затраты на топливо:

Цт= 29775 тенге/т. - цена дизельного топлива.

- годовые расходы на топливо;

Годовые расходы топлива с учётом эксплуатационного времени:

290 суток=6960 часов.

Расход топлива за год.

Проектный вариант

Расчётный вариант


Затраты на амортизацию, тенге:


Затраты на ремонт, тенге:


Сумма годовых эксплуатационных расходов:


Находим разницу между годовыми эксплуатационными расходами:

17080800-16334600=746200

Таблица 3.2

Годовые эксплуатационные расходы на энергетическую установку

Показатели затрат

Проектный вариант

Расчетный вариант

Затраты на топливо, тенге

15518000

14821700

Затраты на амортизацию, тенге:

1170200

1210300

Затраты на ремонт, тенге:

292600

302600

Сумма годовых эксплуатационных расходов, тенге:

17080800

16334600

Срок окупаемости проекта, лет:

1,46


По полученным данным находим срок окупаемости проекта:

 года - отсюда следует 598 суток.

4. Охрана труда и защита окружающей среды

.1 Техника безопасности на судах морского флота

Созданию благоприятных и здоровых условий труда способствует наиболее совершенные машины, механизмы, приборы и устройства, которые применяются на судах, а также новейшие методы технической эксплуатации судов с соблюдением действующих правил по технике безопасности [16].

Экипаж судна укомплектовывается квалифицированными работниками прошедшими специальное обучение и имеющими соответствующие дипломы и свидетельства.

Капитан судна обязан лично и через своих помощников проводить мероприятия по технике безопасности, повышению квалификации всего личного состава и широко внедрять передовые методы проведения судовых работ.

Старший помощник капитана и старший механик ответственный за исправное состояние устройств и механизмов, за организацию и проведение всех судовых работ.

Все вводимые в эксплуатацию механизмы и устройства должны быть в исправном техническом состоянии. Исправность оборудования удостоверяется актами технических освидетельствовании Регистра и актами осмотра, составленными представителями механико-судовой службы порта. На основании этих документов судно получает документ на право плавания [16].

4.1.2 Судовая вентиляция

Одним из ведущих средств оздоровления условий труда в производственных помещениях является вентиляция.

Назначение вентиляции - создать воздушную среду, при которой влияние профессиональных вредностей на организм человека либо совершенно устранено, либо сведено к минимуму. Вентиляционные установки обеспечивают непрерывный процесс воздухообмена, при котором загрязненный или перегретый воздух удаляется, а взамен вводится чистый наружный воздух [17].

По принципу организации воздухообмена различают вентиляцию естественную и механическую. При естественной вентиляции воздухообмен происходит под давлением ветра или в результате разности веса воздуха снаружи и внутри помещения. При механической вентиляции перемещение воздуха происходит вследствие создаваемой вентилятором разности давлений.

По месту действия различают вентиляцию общую и местную. При общей вентиляции воздухообмен происходит во всем помещении, создавая режим воздушной среды в пределах существующих норм. При местной вентиляции вредные выделения улавливаются у места их образования до того, как они успели распространиться. По характеру подачи и удаления воздуха вентиляцию подразделяют на приточную, вытяжную и приточно-вытяжную.

На судне вентиляция должна выполнять две основные задачи: создавать благоприятный режим воздушной среды в производственных и жилых помещениях и обеспечивать безопасность хранения и качества перевозимого груза.

Для воздухообмена на судне применяется как естественная, так и искусственная вентиляция. Для естественной вентиляции на судне используется дефлекторы, соединенные трубопроводами с вентилируемыми помещениями. В зависимости от конструкции дефлекторы могут применяться как для приточной, так и для вытяжной системы вентиляции.

Кроме того, для естественной вентиляции на судах широко используется световые люки и иллюминаторы. При ограниченных габаритах помещения устанавливают дефлекторы грибовидной формы [17].

При работе судовой силовой установки в машинно-котельных отделениях выделяется значительное количество тепла и повышается влажность воздуха. Кроме того, воздух загрязняется парами масла, топлива и отработанных газов. Все это вызывает необходимость интенсивного вентилирования машинно-котельных отделений. Выбор того или иного способа вентиляции зависит от типа установки и расположения установленного в машинно-котельном отделении оборудования.

Основной производственной вредностью в машинно-котельных отделениях являются избыточные тепловыделения, величина которых пропорциональна мощности главных машин в машинных отделениях и поверхности нагрева котлов.

Количество выделяемых в помещение газов зависит от технического состояния двигателей. По мере износа поршневых колец концентрация вредных газов в помещении увеличивается. В этом случае необходимо применить механическую вытяжку выделяющихся газов непосредственно из картера или удалить воздух из картера естественным путем, за счет теплового напора [17].

Естественная вытяжка из картера в атмосферу за счет теплового напора исключает потери масла, так как скорости в воздуховодах невелики.

4.2 Охрана окружающей среды

 

Охрана водоёмов

В настоящее время запрещён спуск за борт сточных вод, нечистот, а также сброс разного рода твёрдых отбросов и мусора с судов, плавающих на реках, озёрах и водохранилищах с регламентированным санитарным режимом (например, Волга с притоками, река Москва, озеро Байкал). На других водоёмах, а также в речных портах и их акваториях запрещён сброс за борт фекальных вод, мусора и твёрдых отходов. Однако выполнение этих требований, гигиенически обоснованных общесанитарными и противоэпидемическими соображениями, встречает ряд технических трудностей, прежде всего на речных судах, длительное время находящихся в прибрежной полосе (туристические и пассажирские рейсы), на плавучих кранах и др. судовые сточные системы предназначены для сбора двух видов сточных вод - фекальных и хозяйственно - бытовых. Первые поступают из туалетов, вторые - из умывальников, ванн, душей, прачечных, камбузов. На одних судах эти системы объединены, на других они разделены. В последнем случае суда, как правило, оборудуются накопительными емкостями для сбора фекальных стоков [18].

Из сточных цистерн, которыми оборудована большая часть судов, загрязнённые воды принимаются специальными плавучими очистительными станциями. Такие станции функционируют, например, в Ярославском, Ульяновском, Саратовском, Горьковском, Тольяттинском, Куйбышевском и Астраханском портах на Волге, Ростовском и Усть - Донецком на Дону, а также в других крупных портах.

В последние годы велись разработки по обезвреживанию сточных вод непосредственно на судах. Прежде всего, были рассмотрены возможности раздельной очистки фекальных и бытовых сточных вод.

При плавании судов в водоёмах, санитарный режим которых в целом не регламентирован, органами местной санитарной службы должны быть определены зоны, где допустим сброс за борт не обезвреженных судовых сточных вод фекальных и хозяйственно - бытовых). Границы этих зон устанавливают, исходя из недопустимости загрязнения воды в источниках хозяйственно - питьевого водоснабжения и прибрежных вод санитарно - оздоровительных участков побережья.

Система мероприятий по сбору и удалению твёрдых отбросов и мусора сводится к организации правильной эксплуатации емкостей для их накопления (контейнеры, баки) и передаче содержимого этих емкостей на берег. Оптимальным вариантом является организация обмена заполненных емкостей на порожние в период стоянки судна в порту или с помощью судна - сборщика при безостановочной эксплуатации судов.

Для предотвращения загрязнения водоёмов сточными водами портов, пристаней, промышленных предприятий речного транспорта строят береговые очистные объекты и канализационные сети. Если сейчас некоторое количество сточных вод речного транспорта ещё попадает в водоёмы (так называемые условные чистые сточные воды), то в перспективе их сброс будет прекращён полностью.

Действенные меры принимаются для предупреждения загрязнения водоёмов нефтью и нефтепродуктами. Так, речные танкеры строят только с двойной обшивкой, что в значительной степени уменьшает возможность разлива нефти и нефтепродуктов при получении судном пробоины в корпусе.

Предотвращению загрязнения водоёмов топливом и маслом способствуют устройства для закрытой бункеровки, конструкция которых исключает случайное отсоединение шланга и полностью устраняет возможность утечки нефтепродуктов.

Для защиты от загрязнения промывочными водами спроектирована и испытывается специальная станция для сухогрузных судов, исключающая возможность попадания в водоёмы зачищаемых продуктов. Акватории портов и пристаней очищают от нефтепродуктов плавучими нефтемусоросборщиками.     Локализация, сбор и удаление нефти и нефтепродуктов - сложный и трудоёмкий процесс. Это объясняется тем, что нефтяная плёнка имеет малую толщину, а скорость её распространения относительно велика. Для локализации загрязнения применяют плавучие заграждения. Принцип действия плавучего (бонового) заграждения заключается в создании механического барьера, препятствующего горизонтальному перемещению тонкого верхнего слоя воды, а следовательно, и распространению нефтяной плёнки [18].

Проблема маломерного флота

Маломерный флот является значительным источником загрязнения водоёмов нефтепродуктами. Эксплуатационные потери топлива, приходящиеся на один двигатель в день, составляют около 200 г. Количество единиц маломерного флота очень велико и непрерывно возрастает.

Осуществляемые в нашей стране разнообразные водоохранные мероприятия до последнего времени практически не касались маломерного флота. Многие из лодок небыли зарегистрированы. В тоже время действенный контроль за маломерным флотом необходим. Нельзя забывать, что даже при грамотной эксплуатации один подвесной двигатель “Вихрь” за сезон выпускает с отработавшими газами в воду до 14 кг нефтепродуктов.

Шум от двигателей маломерного флота раздражает слух человека. Страдают от этого шума не только хозяева моторизованных плавучих средств, но и байдарки, люди, отдыхающие на берегу. Выход заключается в акустической герметизации двигателя.

В целях уменьшения негативного влияния маломерного флота на окружающую среду целесообразно ограничить использование населением моторных лодок. В частности, следует запретить размещение новых стоянок и баз маломерного флота на водоёмах в пределах населённых мест, организованных пляжей и лечебно - оздоровительных учреждений, а существующие стоянки и базы вывести с указанных территорий. Следует запретить сброс нефтесодержащих вод в водоёмы, предусмотрев на территории баз и стоянок организацию централизованного их сбора и удаления.

4.2.1 Воздействие морского транспорта на ОС

Выполняя внутренние перевозки, морской транспорт оказывает большое влияние на развитие многих экономических районов. Его роль особенно велика в жизни Дальнего Востока и Севера, где он является практически единственным видом транспорта. Важнейшее значение морской транспорт имеет для связей с зарубежными странами [18].

Повышение эффективности морского флота связано с внедрением более совершенных дизелей и паровых турбин, увеличением средней грузоподъёмности судов, повышением КПД главных силовых установок. Важное значение имеет улучшение использования грузоподъёмности, а также сокращение относительного времени стоянки судов в портах под погрузкой - выгрузкой.

Морские порты являются выраженными неорганизованными источниками загрязнения атмосферного воздуха твёрдыми и газообразными веществами. Этот тип промышленных предприятий характеризуется большой площадью “сноса” вредных веществ, периодичностью их поступления, связанной с технологическим циклом перегрузки.

Интенсивность загрязнения воздушного бассейна и дальность распространения загрязнений зависят от объёмов и видов основных перерабатываемых грузов, технологии их перегрузки (крановая, конвейерная).

При крановой перегрузке сыпучих материалов (уголь, руда) загрязнение атмосферного воздуха выше, чем при конвейерной. Санитарно - защитная зона от мест перегрузки сыпучих грузов крановым способом должна составлять не менее 500 м, а конвейерным - не менее 300 м. Морские порты являются крупными водопотребителями, использующими пресную воду питьевого качества. На нужды флота расходуется до 30% забираемой воды, а 70% идёт на производственно - технические и хозяйственно - питьевые нужды береговых служб порта. При этом на питьевые цели расходуются лишь около 40% воды.

Морские торговые порты с малым грузооборотом характеризуются более высоким удельным расходом воды. Поэтому создание портовых комплексов крупной единичной мощности экономически и экологически целесообразно. Такие комплексы позволяют существенно улучшить показатели природопользования морским транспортом и снизить отрицательное экотоксилогическое влияние хозяйственной деятельности портов на морские акватории.

4.2.2 Загрязнение морей и океанов выбросами морского транспорта

С увеличением объёмов добычи. Транспортировки и потребления нефти и нефтепродуктов расширяются масштабы загрязнения ими ОПС. Нефтяное загрязнение причиняет экономический ущерб туризму, рыболовству и другим сферам деятельности. Одна тонна нефти способна покрыть до 12 км² поверхности моря. Это изменяет все физико-химические процессы: повышается температура поверхностного слоя воды, ухудшается газообмен, рыба уходит или погибает. Но и осевшая на дно нефть долгое время вредит всему живому. Танкерный флот является одним из главных источников загрязнения моря нефтью. Утечка нефти в море происходит во время погрузки и разгрузки танкеров, заправки нефтяным топливом судов в море, при авариях и катастрофах танкеров, сбросе танкерами остатков нефтяного груза с балластной водой и в других случаях [18]. На современных танкерах устанавливают паротурбинные и дизельные двигатели. Все нефтеналивные суда оснащают совершенными системами предупреждения и тушения пожаров, мощными насосами, некоторые из судов оборудуют устройствами для подогрева грузов.

Около 60% всего перевозимого количества нефти в мире приходится на водный транспорт. Не меньше нефти попадает в море куда более обыденным путём. Мировой океан бороздят очень много судов, большое количество нефти добывается на морских буровых - всё это загрязняет океан незаметно.

Попавшая в море нефть может, переносится на многие тысячи километров от мест сброса, постепенно проникать в толщу морской воды, накапливаться в донных осадках, а затем вновь всплывать на поверхность. Таким образом, нефть воздействует на все группы морских организмов, обитающих как в поверхностном слое, так и в толще морской воды и в грунтах.

Каждая капля нефти покрывает непроницаемой плёнкой 20 м² морской поверхности, в два раза сокращает водообмен между океаном и воздухом, губит микроорганизмы, рыбу, морских птиц. Особенно восприимчива к нефти икра рыб. При концентрации нефти 0, 01 мг/л количество нежизнеспособных личинок, выходящих из развивающейся икры, увеличивается в несколько раз.

Нарушение структуры и даже гибель целых биоценозов за короткий промежуток времени происходят, как правило, при аварийных разливах нефти, например, при гибели танкеров, прорывах подводных нефтепроводов.

Влияние нефти на перестройку морских сообществ часто выходит за пределы воздействия самого токсиканта и последующие изменения флоры и фауны происходят уже без присутствия углеводородов.

4.2.3 Охрана морей и океанов

Интенсивное загрязнения Мирового океана побудило многие страны приступить к разработке и реализации мер по предупреждению загрязнения водных бассейнов. В современных условиях большое значение приобретают международные соглашения о запрещении сброса загрязнённых вод и мусора в открытых морях и океанах.

Первые попытки принятия таких соглашений не увенчались успехом. Только в 1954 году ООН была организована разработка Международной конвенции по предотвращению загрязнения моря нефтью, которая вступила в силу в 1958 году.

В последствии в неё были внесены поправки и дополнения. В том же 1958 году была создана Межправительственная морская консультативная организация, основное назначение которой в начале ограничивалось контролем за соблюдением положений Конвенции.

Природоохранительным законодательством России предусмотрены строгие меры ответственности за загрязнение моря веществами, вредными для здоровья людей или для живых ресурсов моря. Лица, виновные в этих загрязнениях, могут быть привлечены к уголовной ответственности с применением таких мер наказания, как лишение свободы, исправительные работы или штраф.

В настоящее время все новые транспортные суда имеют сепарационные установки для очистки льяльных вод, а танкеры - устройства, позволяющие осуществлять мойку танков без слива остатков нефти в море. Суда старой постройки оснащаются этими устройствами при очередных ремонтах.

Для очистки поверхности портовых акваторий от мусора и разлитых нефтепродуктов начато серийное производство и оснащение торговых и рыбных портов плавучими нефтемусоросборщиками.

Выпускаются судовые сепараторы для очистки удаляемой за борт воды, загрязнённой после промывки грузовых отсеков танкеров, а также трюмов сухогрузов. Построены и успешно эксплуатируются береговые сооружения для приёма с танкеров и очистки загрязнённых балластных вод. Все суда, иные плавучие средства и установки (платформы) оснащаются необходимым оборудованием для очистки или сбора нефтесодержащих и других загрязнённых вод, мусора и сдачи их на плавучие или береговые приёмные пункты.

Более 60 тыс. т балластных вод, сбрасываемых танкерами, очищают ежедневно от нефтяных примесей агрегаты первой очереди специальной станции. В торговых и рыбных портах нашей страны около 200 нефтемусоросборщиков несут постоянную вахту, обслуживая сотни квадратных километров акваторий и собирая за год примерно 20 тыс. т нефти и десятки тысяч кубометров мусора.

В настоящее время контроль загрязнения морей охватывает все внутренние и омывающие моря. Система мониторинга включает в себя 60 - 70 станций 1 категории, 570 - 600 станций II категории и 1000 - 1100 станций III категории.

Казахстан последовательно и на всех уровнях выполняет взятые на себя обязательства по обеспечению безопасности на море и предотвращению загрязнения морей. Вот почему аварийность судов под флагом России среди крупнейших судовладельческих стран наименьшая.

Заключение

В данном дипломном проекте были полностью произведены расчеты по повышению мощности вспомогательного двигателя научно-исследовательского судна на базе проекта 70770.        Модернизирована топливная система питания дизелей, что существенно изменила схему топливопривода энергетической установки судна, которая ранее обладала рядом существенных недостатков, таких как сложная система обвязки топливной аппаратуры, протяженность линии трубопроводов, неудобства при ремонтных работах. Для их устранения мы модернизировали систему топливопривода дизелей энергетической установки заменой отечественного дизеля марки ДГР 50/1500 на дизеля фирмы «Caterpillar», что существенно отличается схемой обвязки топливопровода, которая имеет меньшую протяженность, рациональность и простоту обслуживания при ремонтных работах.

Список использованной литературы

1. Сизых В. А. Судовые энергетические установки - Л.: Судостроение, 1984.

2. Судовые энергетические установки. / Г.А. Артемов и др.-Л.: Судостроение, 1987- 480с.

. Артемов Г.А. и др. Системы судовых энергетических установок. Л.: Судостроение, 1990.-320с.

. Шестеренко М. А., Шефер Б. А., Шефер И. Б. Технология монтажа и ремонта машин и механизмов промысловых судов.- М.: Машиностроение, 1982.

. Ривкин С. Л., Александров А. А. Термодинамические свойства воды и водяного пара. М., Транспорт,1979.

. Сенков Г.И., Судовые энергетические установки, их эксплуатация и ремонт: Учебник.-Л.: Судостроение, 1983.-272с.

. Фомин Ю. Я., Никонов Г. В., Ивановский В. Г. Топливная аппаратура дизелей.- М.: Транспорт, 1981.

8. ISBN - 5 - 05952 - 007 - 7. Морской Регистр Судоходства. Правила классификации и постройки морских судов. В 2-х томах. Том 2. 1999,Санкт - Петербург.

9. Колчин А. И., Демидов В. П. Расчёт двигателей внутреннего сгорания.- М.: Высшая школа, 1985.

10. Лышевский А. С. Системы питания дизелей.- М.: Транспорт, 1982.

11. Вилесова Д. В., Электрооборудование судов.- М.: Судостроение, 1982.

. Ваншейдт В.А. Дизели, Справочное пособие конструктора. -Л.: Машиностроение, 1987.

13. Адамов В. А. Сжигание мазута в топках котлов.- Л.: Транспорт, 1989.

14. Овсянников М. К., Петухов В. А. Судовые дизельные установки.- Л.: Судостроение,1993.

. Берин Л. А. Экономика на флоте.- М.: Транспорт, 1989.

. Алексеев А. А. Основы техники безопасности и противопожарной техники на морском флоте.- М.: Транспорт, 1987.

. Загорская Е. П. Техника безопасности на судах.- М.: Транспорт, 1990.

. Нунупаров С.М. Предотвращение загрязнения моря судами. М.: Транспорт, 1979, 336 с.

Похожие работы на - Модернизация энергетической установки научно-исследовательского судна

 

Не нашли материал для своей работы?
Поможем написать уникальную работу
Без плагиата!