Утилизация отработанных газов судна FESCO TRADER при помощи тригенерационных технологий (С чертежами)

Суда-контейнеровозы предназначены для перевозки грузов  в контейнерах. Контейнерные перевозки начали интенсивно развиваться после введения в 1964 г. Международной организацией по стандартизации (ISO) стандарта на размеры контейнеров. Появилась возможность проектировать размеры и конструкцию корпуса судна под конкретные контейнеры. Нагрузка от контейнера сосредоточена по его опорам (в углах, которые фиксируются специальными направляющими стойками), поэтому эти точки должны располагаться над районами пересечения рамных связей корпуса (флоров и днищевых стрингеров). Исходя из этого требования, выбираются шпации корпуса.

Несмотря на потери на перевозку самих контейнеров, провозная способность контейнеровоза в 2 раза выше провозной способности обычного сухогрузного судна, в первую очередь, из-за сокращения времени стоянки судна под грузообработкой.                            

 С постройкой специальных контейнерных терминалов в портах производительность труда увеличилась в 8 - 10 раз. Если до середины XX в. все генеральные грузы перевозились универсальными сухогрузами, то в настоящее время основная масса таких грузов перевозится в контейнерах. Классические морские сухогрузы постепенно уходят в историю.

Существует два основных типа контейнеровозов: для местных перевозок (так называемые фидерные) и океанского плавания большой контейнеровместимости (более тысячи контейнеров). По мере развития контейнеровозов наблюдается тенденция роста их вместимости. Некоторые суда по размерам приближаются к крупнотоннажным танкерам и балкерам,  а вместимость их достигает 8 тыс. контейнеров.

Современные контейнеровозы характеризуются полным раскрытием палубы, наличием специальных ячеистых конструкций для фиксации контейнеров, острыми обводами корпуса и большой долей груза (до 60 %), перевозимого на палубе.

Для обеспечения общей прочности и жёсткости корпуса применяются большие толщины палубного стрингера, двойные борта, непрерывные продольные комингсы люков, продольная система набора палубы и верхней части борта.

Для повышения эффективности эксплуатации контейнеровозов увеличивают количество ярусов контейнеров на палубе (до 8-ми,  в проектах – до 9-ти). В результате возникают большие нагрузки на люковые закрытия, а при качке судна – боковые нагрузки, которые могут привести   к разрушению креплений и срыву контейнеров за борт (при укладке более шести ярусов контейнеров опасным может быть шторм в 6 баллов).

Для фиксации контейнеров на палубе используют найтовы,  а в последнее время - более надёжные ячеистые конструкции, несущие вертикальные направляющие стойки для палубных контейнеров.

В последние годы появились большие контейнеровозы без люковых закрытий, которых направляющие продолжаются из трюма и возвышаются над палубой, что позволяет увеличить вместимость судов и сократить время грузовых операций. Такие суда снабжены мощными насосами для осушения открытых трюмов при их заливании в шторм или в дождь.

Тригенерация — это процесс одновременной выработки трёх видов энергии: электричества, тепла и холода. 

Принцип работы заключается в том, что часть тепловой энергии, вырабатываемой при работе газопоршневой установки, используется для генерации холода, который применяется для технологических нужд предприятия и для кондиционирования помещений. 

Для целей тригенерации используются абсорбционные бромисто-литиевые холодильные установки (АБХМ). Они предназначены для отбора и удаления избыточного тепла от тепловых агрегатов и поддержания заданного оптимального температурного и теплового режимов. 

Преимущества тригенерации:

        Экономичность. Для выработки холода используются излишки тепловой энергии, которая обладает наиболее низкой себестоимостью. 

        Повышение коэффициента загрузки агрегата в течение всего года, что снижает срок его окупаемости и повышает эффективность вложенных инвестиций.

        Эксплуатация АБХМ обходится почти в два раза дешевле, чем эксплуатация компрессионных холодильных машин.

        Абсорбционная система работает практически бесшумно. 

       Долговечность: за счёт отсутствия в холодильной установке подвижных деталей и их износа АБХМ имеет увеличенный срок работы до капитального ремонта — 20 лет. 

Введение                                                                                                               3    

1 Описание судна                                                                                                 6

2. Описание СЭУ                                                                                                  8

3. Анализ турбодетандерных систем охлаждения воздуха                              11

4. Тепловой расчет главного двигателя MAN 7S50MC                                    14

5. Расчет турбодетандерной системы утилизации                                            26

6. Расчет прочности рабочего колеса турбодетандера                                     28

7. Регулирование частоты вращения рабочего колеса турбокомпрессора      электронным регулятором типа ЭРМЧ-30                                                         48

8. Технология технического обслуживания и ремонта утилизационной паровой турбины                                                                                                  50    

9. Экономическое обоснование установки системы охлаждения воздуха     59                                                                                                       

10. Вредные выбросы в атмосферу от судов                                                     62 

11. Обеспечение техники безопасности при использовании судовых котлоагрегатов                                                                                                      67

Приложение 1                                                                                                        83

Приложение 2                                                                                                        84

Приложение 3                                                                                                        85

Приложение 4                                                                                                        86

Приложение 5                                                                                                        87

Список литературы                                                                                               99

1.  Смирнов, М. Н. Утилизация теплоты от судовой энергетической установки (СЭУ) на примере двигателя внутреннего сгорания (ДВС) // Молодой ученый. — 2017. — № 4 (138). — С. 38-41. — URL: https://moluch.ru/archive/138/38674/ (дата обращения: 13.10.2024).

2.  Алексеев, В. П., Воронин, В. Ф., Греков, Л. В.. Двигатели внутреннего сгорания. — Ленинград: Машиностроение, 1990. — 284 с.

3.  Дьяченко, Н.Х. Теория двигателей внутреннего сгорания. — Ленинград: Машиностроение, 1974. — 552 с.

4.  Пушкин, Н.И., Волков, Д. И., Дементьев, К. С., Романов, В. А., Турлаков, А. С. Судовые парогенераторы. — Ленинград: Судостроение, 1977. — 519 с.

5.  Кравченко, В.С. Монтаж судовых энергетических установок. — Т 2. — Ленинград: Судостроение, 1975. — 239 с.

6.  Артемов, Г.А.. Судовые энергетические установки. — Ленинград: Судостроение, 1987. — 328 с.

7.  Ханькович, И.Н. Утилизация вторичных энергоресурсов СЭУ. Владивосток, изд-во «Дальрыбвтуз», 2019. – 66 с.

8.  Чехранов, С.В., Симошов, Р.Р., Глазюк, Д.К. Судовые турбомашины : курсовое проектирование. Владивосток. Изд-во «Дальрыбвтуз». 2018, - 170 с.

9.  Соболенко, А.Н., Симашов Р.Р. Судовые энергетические установки : дипломное проектирование. М.: «Моркнига». 2015, - 479 с.

10.    Приказ Минтруда России от 11.12.2020 № 886н (ред. от 05.10.2021) «Об утверждении Правил по охране труда на морских судах и судах внутреннего водного транспорта» (зарегистрировано в Минюсте России 30.12.2020 № 61969).