Разработка принципиальной схемы расходно-топливной системы ДД. Краткое описание

1-цистерна легкого топлива; 2-цистерна тяжелого топлива; 3-тполивоподкачивающие насосы; 4-циркуляционные насосы; 5-подогреватель; 6-датчики температуры; 7-датчики давления; 8- фильтр тонкой очистки; 9-вентиляционная цистерна; 10-дренажная цистерна.

Рисунок 11 – Принципиальная схема расходно-топливной системы ДД

1 – цистерна запасного тяжелого топлива; 2 – клапанная коробка; 3 – фильтр; 4 – топливоперекачивающий насос; 5 – отстойная цистерна тяжелого топлива; 6 – сепаратор легкого топлива; 7 – сепараторы тяжелого топлива; 8 – подогреватели тяжелого топлива; 9 – расходная цистерна тяжелого топлива; 10 – расходная цистерна легкого топлива; 11 – цистерна запасного легкого топлива.

Рисунок 12 – принципиальная схема системы топливоподготовки.

Расчет параметров оборудования топливной системы

Топливоперекачивающий насос

Подача топливоперекачивающего насоса (исходя из времени τ_п одноразового заполнения за время t_п расходных и отстойных цистерн)

,

где - суммарный расход топлива при полной расчетной мощности двигателей, обслуживаемых топливоподкачивающим насосом, кг/ч;

=(1.1...1.13) - коэффициент запаса. Принимаю ;

τ_п =0.5…1ч - продолжительность заполнения цистерны; Принимаю, что за t_п=24 ч цистерна заполняется 1 раз;

кг/м³ – плотность топлива.

Давление топливоперекачивающего насоса

МПа.

Напор топливоперекачивающего насоса

Дж/кг.

Мощность топливоперекачивающего насоса с КПД

кВт,

где - коэффициент запаса. Принимаю равным 1,15.

Для каждого из применяемых сортов топлива должен быть самостоятельный топливоперекачивающий насос. Резервирование может быть обеспечено за счет переключения.

В качестве топливоперекачивающего насоса можно использовать винтовой негерметичный насос. Конкретную марку насоса и его основные параметры необходимо выбрать из соответствующего типоразмерного ряда. Насосы устанавливаются в количестве двух шт.

Таблица6– Основные технические показатели топливоперекачивающего винтового негерметичного насоса.

В табл. описаны следующие характеристики трехвинтовых насосов: Q – номинальная подача, м3/ч; P – напор, Дж/кг; N – мощность, затрачиваемая на привод насоса, кВт; L, B, H – габаритные размеры – длина, ширина и высота, мм; G_p – масса агрегата, приготовленного к действию, кг; H_вс – вакуумметрическая высота всасывания, м.

Топливоподкачивающие насосы

Производительность топливоподкачивающего насоса, предназначенного для подвода топлива к топливным насосам высокого давления (ТНВД):

,

где л/(кВт*ч) – удельная производительность. Принимаю равной 0,26 л/(кВт*ч).

По рекомендации производителя W_тпн принимаем равным 2,7м³/ч.

Давление топливоподкачивающего насоса:

МПа.

Напор топливоподкачивающего насоса :

Дж/кг.

Мощность топливоподкачивающего насоса с КПД

кВт.

В качестве топливоподкачивающего насоса можно использовать шестеренные насосы. Насосы устанавливаются в количестве двух шт.

Таблица 7

Q – номинальная подача, м3/ч; P – напор, Дж/кг; N – мощность, затрачиваемая на привод насоса, кВт; L, B, H – габаритные размеры – длина, ширина и высота, мм; G_p – масса агрегата, приготовленного к действию, кг; H_вс – вакуумметрическая высота всасывания, м.

Топливный циркуляционный насос

На судах обычно устанавливают параллельно два насоса.

Производительность топливного циркуляционного насоса:

м³/ч,

где л/(кВт*ч) – удельная производительность. Принимаю равной 0,5 л/(кВт*ч).

По рекомендации производителя W_цпн принимаем равным 4,8м³/ч.

Мощность топливного циркуляционного насоса:

кВт,

где Дж/кг - напор топливного циркуляционного насоса;

МПа - давление топливного циркуляционного насоса. Принимаю равным 1,2 МПа;

- кпд насоса. Принимаю равным 0,78

В качестве топливного циркуляционного насоса можно шестеренный насос. Насосы устанавливаются в количестве двух шт.

Таблица 8

В табл. приведены следующие характеристики шесте-ренных насосов: Марка насоса, показывающая тип насоса, номинальные производительность, м3/ч, и напор, метры водяного столба; Qн – производительность, м3/ч; Pн – давление нагнетания, МПа; Nн – мощность привода, кВт; L – длина, мм; B – ширина, мм; H – высота габаритная, мм; Gc – масса сухая, кг.

Отстойная и расходная цистерны тяжёлого и легкого топлива

Объём отстойной цистерны тяжёлого топлива

м³,

где - коэффициент, учитывающий «мертвый объем» и загромождение объема системами. Принимаю равным 1,09.

Объём расходной цистерны тяжёлого топлива:

.

Объём расходной цистерны лёгкого топлива

.

Сепараторы очистки тяжелого топлива

Производительность сепаратора (устанавливают не менее двух), выбирают из условия очистки суточного расхода топлива за 8 часов

,

где k_сеп =1.1...1.2 – коэффициент запаса. Принимаю равным 1,12;

τ_с =8..12 час - продолжительность работы.

Таблица 9

В табл. описаны следующие характеристики трехвинтовых насосов: Q – номинальная подача, м3/ч; P – напор, Дж/кг; N – мощность, затрачиваемая на привод насоса, кВт; L, B, H – габаритные размеры – длина, ширина и высота, мм; G_p – масса агрегата, приготовленного к действию, кг;

Подогреватель топлива паровой

Количество теплоты, подведенное к топливу

где: b_e – удельный расход топлива на главный двигатель, кг/кВт ч; N_e – мощность главного двигателя, кВт. Произведение b_e N_e представляет из себя часовой расход топлива на главный двигатель на длительном эксплуатационном режиме, кг/час; c_т – теплоемкость топлива, кДж/кг град; t₁ и t₂ – начальная и конечная температура топлива.

Поверхность нагрева:

м² ,

где - коэффициент запаса. Принимаю равным 1,15;

Вт/(м² * К) – коэффициент теплопередачи. Принимаю равным 280 Вт/(м² * К);

- разность температур, ⁰С (в первом приближении можно принять ^оС);

- температура насыщенного пара.

Количество пара для подогрева топлива:

кг/ч,

где r =i_нп - i_к=2000 кДж/кг – теплота парообразования;

i_нп , i_к=f(p_нп)- снимаются с s-I диаграммы.

η_тп=0,97…0,98 – коэффициент, учитывающий потери теплоты в окружающую среду. Принимаю равным 0,98.

Таблица 10

В табл. приведены характеристики подогревателей – топлива Марка – указывает тип подогревателя - кожухо- трубный (ПН), длина или поверхность теплообмена, исполнение – В – вертикальный, Г – горизонтальный; F_нагр – поверхность нагрева кожухотрубного подогревателя, м²; W – расход вязкой жидкости (топлива или масла), т/ч; P – потери давления по стороне вязкой жидкости при номинальном расходе, кПа; L_под – габаритная длина подогревателя, м; G_сух – сухая масса, кг.

Время приема полного запаса топлива не должно превышать 6…10ч. при интенсивности приема 50…100 т/ч.