Файл: Эпельман Т.Е. Судовые теплоэнергетические установки и их оборудование учеб. пособие.pdf

Массовые показатели. Абсолютные массовые показатели установки

Gy — полная масса установки, равная массе установки, при­ готовленной к действию, и запасов расходуемых материа­

на энергетическую установку со всеми запасами расходуемых мате­ риалов.

Кроме относительных масс, исчисляемых по отношению к водо­ измещению, установка характеризуется еще удельными массами, исчисляемыми по отношению к суммарной мощности главных дви­ гателей:

-G

уу — -jj- — удельная масса установки, приготовленной к дей­ ствию;

мощностью установки могут быть установлены следующие взаимо­ связи:

' _ °'У _ ° у а « _ ' •

366

Из последнего выражения следует, что относительная масса установки в значительно большей степени зависит от относительной мощности (скорости хода), чем от удельной массы установки, и что допустимое значение g"Y для конкретного судна ограничивает про­ должительность автономного (без пополнения запасЬв) плавания.

При современной тенденции к значительному увеличению водо­ измещения танкеров и относительно малому увеличению их скорости полная относительная масса энергетической установки уменьшается, из-за уменьшения ае, даже при использовании тяжелых двигателей. Так, например, для танкера водоизмещением 300 000 т, с мощностью главных двигателей 36 000 кВт, удельной массой установки 75 кг/кВт, удельной массой расходуемых материалов 0,27 кг/(кВт/ч) и запасом расходуемых материалов на 1000 ч полная относительная масса установки составит g"y — 0,051. Уменьшение удельной массы энер­ гетической установки вдвое (например, при использовании легких двигателей) уменьшит полную относительную массу установки только до 0,0425.

Габаритные показатели. О габаритах энергетической установки можно судить только по габаритам занимаемых ею помещений. Поэтому абсолютными габаритными показателями могут служить суммарная длина L , объем V и площадь пола F помещений, занима­ емых энергетической установкой.

Относительными габаритными показателями установки могут служить:

— относительная длина помещений СЭУ

представляющая отношение длины помещений к длине между пер­ пендикулярами;

— насыщенность площади пола

представляющая собой мощность, приходящуюся на единицу пло­ щади пола помещений;

— насыщенность объема, занятого установкой,

определяющая мощность, приходящуюся на единицу объема.

Численные значения L , kF и kv изменяются в широких пределах, в зависимости от расположения помещений на судне и типа энерге­ тической установки.

Для ПТУ транспортных судов по статистическим данным kF = = 18-4-33 кВт/м2 , kv = 1,6-4-3,3 кВт/м3 ; для дизельных установок kF = 14-4-30 кВт/м2 , kv = 1,3-4-2,2 кВт/м3 .

Надежность установки. Надежностью установки называется спо­ собность ее работать безотказно в течение предусмотренного срока

367

\

службы на всех эксплуатационных режимах, сохраняя свои эксплуа­ тационные показатели в оговоренных пределах. Надежность уста­

Таким образом, большинство факторов, определяющих надеж­ ность установки, может быть рассмотрено еще в стадии проектиро­ вания, что позволяет'прогнозировать поведение установки в эксплуа­ тации.

Обилие факторов, влияющих на надежность установки, делает это свойство установки вероятностным, подчиняющимся законам теории вероятности. В настоящее время еще не существует установив­

тика, указывающая на вероятность того, что в заданном интервале времени произойдет определенное число отказов данного элемента.

времени т может быть найдена через вероятность отказа по формуле

P(t) = 1 — F ( T ) .

Вероятность отказа и вероятность безотказной работы являются монотонными функциями времени т, причем F (т) с ростом т увели­ чивается, а Р (т) — уменьшается. При т—>оо:

F ( T ) = 1 ; | Р(т) = 0. J

Частота отказов определяется как отношение числа отказавших элементов в единицу времени к первоначальному числу работающих •элементов (вышедшие из строя элементы при этом не заменяются). Частота отказов является характеристикой надежности элемента

368

ческое ожидание времени работы элемента до отказа и определяется

ливается целесообразностью принятых схем систем и их комплекта­

за собой остановку главных двигателей или нарушение условий жизнедеятельности судна. Элементы установок, работающие перио­ дически, не резервируются, если имеются реальные возможности устранить отказ за время бездействия; иногда применяется резерви­ рование нескольких элементов одним. Как правило, не резервиру­ ются и элементы, независимо от периодичности их работы, отказ которых только в некоторой степени может изменить показатели установки, но не препятствует дальнейшей ее эксплуатации (например, системы утилизации тепла).

Агрегатирование оборудования повышает надежность систем СЭУ, так как обеспечивает более высокое качество монтажа и ремонта.

Долговечность. Долговечностью называется свойство изделия сохранять работоспособность до предельного состояния* (до изъятия из эксплуатации) с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонтов. Количественными показателями долго­ вечности являются сроки службы.

Сроки службы элементов установки различны и зависят от их

Наибольшим сроком службы обладают главные двигатели уста­ новки. Применительно к главным двигателям обычно устанавливают такие градации сроков службы: до первого ремонта (первой перебор­ ки), межремонтные и до капитального ремонта.

Современные судовые дизели в зависимости от типа и конструкции могут работать до первой переборки от 2000 до 10 ООО ч.

Межремонтные сроки устанавливают таким образом, чтобы им были кратны сроки замены или ремонта важнейших деталей двигателей.

Срок службы главных дизелей до капитального ремонта (мото­ ресурс), связанного с полной их переборкой, в том числе с подъемом коленчатого вала, обычно достаточно большой: 40-60 тыс. ч для среднеоборотных дизелей и 80—100 тыс. ч — для малооборотных дизелей.

ПТУ обладают большой долговечностью. Моторесурс ПТУ транс­ портных судов составляет порядка 100 тыс. ч. Общий срок службы ПТУ практически равен сроку службы судна. За это время установка требует одного-двух капитальных ремонтов.

Моторесурс ГТУ в значительной степени зависит от типа установки и температуры газов за камерой сгорания и находится в широких пределах: от нескольких тысяч часов до 80 тыс. ч (ГТУ-20).

Длительная эксплуатация судовых двигателей на сниженных нагрузках повышает их срок службы.

Маневренность. Показатели, характеризующие маневренность СЭУ, определяются пусковыми и реверсивными качествами главных двигателей, их способностью быстро изменять режим работы, устой­ чиво и длительно работать при малых частотах вращения, при пере­ грузке и на заднем ходу; количеством и шириной запретных зон установки в интервале рабочих частот вращения; способностью двигателей судовой электростанции быстро восстанавливать частоту

ного судна, может оказаться серьезной помехой в случае необходи­ мости движения судов в караване.

Современные дизель-генераторы комплектуют дизелями с газо­ турбинным наддувом. Это способствует уменьшению массы и габари­ тов дизелей, улучшает их экономические показатели. В то же время

370