Файл: Помухин, В. П. Дизельные установки, механизмы и оборудование промысловых судов.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 91

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

В. П. ПОМУХИН

9

ДИЗЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ,

МЕХАНИЗМЫ

ИОБОРУДОВАНИЕ

ПРОМЫСЛОВЫХ

СУДОВ

ИЗДАТЕЛЬСТВО „СУДОСТРОЕНИЕ"

ЛЕНИНГРАД

1974

:нностях конструкции дизельныхэнергетических установок и основных механизмов промысловых судов различных типов. Рассмотрены основные типы дизелей, применяемых на судах флота рыбной промышленности, даны описания их систем, узлов и деталей, приведены ре­ зультаты специальных исследований и сравнительных испытаний в различных про­ мысловых условиях и бассейнах наиболее распространенных моделей.

На базе приведенного материала проведено сравнение преимуществ и недостат­ ков описанных конструкций и даны краткие сведения о тенденциях их дальнейшего

развития и совершенствования.

Специальные разделы книги посвящены описанию механизмов и устройств, входящих в состав судовой электростанции, вспомогательных механизмов машин­ ного отделения и механизмов, обеспечивающих работу общесудовых и промысловых устройств, холодильного и морозильного оборудования. Особое внимание уделено рассмотрению и анализу опыта эксплуатации новых типов машин и механизмов и

вопросам их комплексного использования.

Книга охватывает все типы и группы механизмов, обеспечивающих многофунк­ циональное использование современных промысловых судов, при этом различные типы и группы механизмов, входящих в состав рефрижераторного, промыслового и технологического оборудования, а также группы общесудовых, рыбопоисковых и ряда других потребителей рассматриваются как части общей системы, обеспечиваю­ щей функционирование промысловых судов как единого инженерного комплекса.

В отдельных разделах дано описание новых типов механизмов и устройств, еще не нашедших должного освещения в технической литературе.

Книга предназначена для инженерно-технических работников проектно-кон­ структорских организаций и предприятий судостроительной и рыбной промышлен­ ности, может быть использована лицами, связанными с эксплуатацией и ремонтом промысловых судов, а также в качестве учебного пособия студентами высших и сред­ них специальных учебных заведений.

Илл. 190. Табл. 40. Литерат. 12 назв.

Рецензенты:

С. М. Авсиевич, И. Б. Варлинский

Научные редакторы:

Е. В. Каменский, канд. техн. наук В. А. Карпович

31804— 043

П 048 (01)—7441

(6) Издательство «Судостроение», 1974 г.


ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие .............................

 

 

 

 

 

4

Г л а в а

I. Общие сведенияо судовых энергетических установках

. . .

 

5

§ 1. Назначение и состав энергетических устан овок ............................

 

 

§ 2.

Особенности и преимущества дизельных у с т а н о в о к ....................

 

 

10

§ 3. Режимы работы дизельных установок .............................................

 

 

13

§ 4. Схемы и состав дизельных установок ............................................

 

 

18

Г л а в а

II. Основные типы

дизельных энергетических - установок . .

.

21

§ 5. Дизельные установки

с прямой

передачей ....................................

 

 

§

6.

Дизель-редукторные установки

. .....................................................

 

25

§ 7. Дизель-редукторные установки с отбором мощности ................

 

 

26

§ 8.

Дизель-электрические устан овк и ........................................................

 

 

31

Г л а в а

III. Технические

характеристики

главных и вспомогательных

 

39

 

 

судовых д и зел ей

................................................................................

 

 

 

§

9.

Устройство, основные детали и системы дизелей - .........................

 

 

§

10.

Четырехтактные д в и га те л и ................................................................

 

 

 

68

§

11.

Двухтактные двигатели .......................................

 

 

 

82

§

12.

Топливо и смазывающие вещества для судовыхдизелей . . .

 

98

Г л а в а

IV. Валопроводы

и движители ............................................................

 

 

 

108

§ 13.

Судовой валопровод ............................и дейдвудное устройство

 

 

§ 14.

Судовые движители— ............................................................винты

 

 

 

114

§

15.

Винты регулируемого ...........................шага

 

 

 

116

§

16.

Активные рули и подруливающие ...........................устройства

 

 

121

Г л а в а

V. Судовая электростанция и парогенераторные установки . . .

 

126

§ 17.

Назначение и состав ............................судовой электростанции

 

 

§

18.

Конструктивные характеристики двигателей—дизель-генера­

 

140

§

19.

торов .........................................................................................................

 

 

 

 

 

Основные потребители .......................................................э н е р г и и

 

 

143

§ 20.

Судовые парогенераторные ............................................у стан о в к и

 

 

148

Г л а в а

VI. Судовые устройства и вспомогательные механизмы

. . . .

 

154

§ 21.

Судовые устройства ................................................................

. . . •

 

 

 

§ 22.

Специальные устройства ....................................и системы с у д о в

 

 

167

§ 23.

Вспомогательные механизмы .............................................................

 

 

 

175

Г л а в а

VII. Промысловые механизмы ................................и оборудование

 

 

193

§ 24.

Механизмы и оборудование ................................тралового лова

 

.

§ 25.

Механизмы и оборудование ....................кошелькового лова

 

213

§ 26.

Механизмы и оборудование ...........................дрифтерного л о в а

 

 

219

§ 27.

Оборудование и механизмы ...............для других видов лова

 

 

230

Г л а в а

VIII. Производственно ................-технологическое оборудование

 

 

237

§ 28.

Рыборазделочные машины................................

 

 

 

§ 29.

Рыбомучные и жиротопные ........................................установки

 

 

249

§ 30.

Механизмы консервного ............................................производства

 

 

264

§ 31.

Специализированное ................................................оборудование

 

 

269

Г л а в а

IX. Холодильное и

морозильное оборудование и установки

 

. . .273

§ 32.

Условия и способы ................................................хранения р ы б ы

 

 

§ 33. Способы охлаждения ............................и замораживания рыбы

 

 

277

§ 34. Холодильные установки ....................................................................

 

 

 

286

§ 35.

Морозильные установки ....................................................................

 

 

 

295

Заклю ч ен и е.....................................................................................................................

 

 

 

 

 

308

Указатель л и тературы ................................................................................................

 

 

 

 

 

310

1*

3


ПРЕДИСЛОВИЕ

Современное морское рыбопромысловое судно представляет собой сложный инженерный комплекс, осуществляющий различные по характеру операции, важнейшими из которых являются добыча рыбы, ее переработка, сохранение и доставка на береговые базы улова и рыбопродукции. Каждая из этих операций осуществляется с помощью большого числа специальных устройств, приборов и механизмов — электрических, гидравлических, паровых и других с ручным, механическим, полуавтоматическим и автоматическим управлением.

Энергетическое и промысловое оборудование судна работает в сложнейших эксплуатационных условиях, в атмосфере повышенной влажности, при резких перепадах температур и усиленных динами­ ческих нагрузках, возникающих под влиянием качки. Энергетическая установка неразрывно связана со всеми механизмами, устройствами и оборудованием и находится в тесной функциональной зависимости от каждого из них.

Естественно, что в пределах одной книги нет возможности при­ вести исчерпывающий материал по всему комплексу затрагиваемых вопросов. В данной книге, рассчитанной на инженеров и техников, занимающихся строительством и эксплуатацией промыслового флота, рассмотрены самые общие основные проблемы, так как частным во­ просам проектирования и эксплуатации отдельных устройств и систем судов посвящены специальные работы. Книга может быть полезна также студентам высших и средних учебных заведений, го­ товящих кадры для предприятий рыбной промышленности.

Все замечания и пожелания,

которые автор просит направлять

в издательство, будут приняты

с благодарностью.

ГЛАВА I

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СУДОВЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВКАХ

Энергетической установкой судна называется комплекс механиз­ мов, устройств и систем, обеспечивающих выработку энергии, необ­ ходимой для движения судна и выполнения всех предусмотренных проектом и условиями эксплуатации производственных операций — добычи рыбы, переработки и сохранения улова, погрузочно-разгру­ зочных работ, выработки электроэнергии и пара для технических и общесудовых нужд и т. д.

Основными требованиями, которым должны удовлетворять судо­ вые установки, являются: обеспечение необходимой мощности при минимальных массе и габаритах, надежность и долговечность, эко­ номичность и относительная простота в изготовлении, эксплуатации и ремонте.

§

1

Н азначение и состав

энергетических установок

Типы и конструкции энергетических установок, их компоновка и состав зависят от назначения судна, условий промысла и эксплуа­ тации. В отличие от энергетических установок обычных транспорт­ ных судов установки судов флота рыбной промышленности (добываю­ щих, обрабатывающих и приемотранспортных) должны обеспечивать работу большого количества механизмов и устройств, связанных с до­ бычей, переработкой и сохранением улова. Это вызывает необходи­ мость резкого увеличения мощности вспомогательных дизель-гене­ раторов, а также более гибкой схемы использования мощности отдельных механизмов.

Данные о соотношении мощности главных и вспомогательных двигателей основных типов траулеров приведены на рис. 1, справа суда более поздней постройки. Видно, что наиболее старый средний рыболовный траулер (СРТ) по распределению мощности прибли­ жается к обычным транспортным судам. Наоборот, на консервном траулере «Наталья Ковшова», относительно недавно вступившем

5


в эксплуатацию, 50% мощности энергетической установки, т. е. около 2944 кВт (4000 л. с.), что равняется мощности установок де­ сяти СРТ, используется на привод технологического и перерабаты­ вающего оборудования.

В состав любой энергетической установки независимо от типа

иназначения судна входят:

главный двигатель;

энергетические агрегаты судовой электростанции, предназна­ ченные для выработки электроэнергии;

Рис. 1. Соотношение мощности главных и вспомогательных двигателей дизельных траулеров.

-мощность главных двигателей, — мощность двигателей судовой электро­

станции.

парогенераторы для обеспечения паром технических и быто­ вых нужд судна;

главный распределительный щит (ГРЩ);

'— вспомогательныемеханизмы и приборы для обслуживания главных и вспомогательных двигателей;

вспомогательные механизмы, обеспечивающие работу судовых систем и устройств;

пульты и посты управления с необходимыми контрольно­ измерительными приборами;'

движители (винты) и валопровод.

Энергетической частью дизельной установки являются главные и вспомогательные двигатели, а также парогенераторная установка. Главные двигатели работают на винт (прямо или через соответствую­ щие передачи) и обеспечивают движение судна. Вспомогательные

6

Дйзель-генераторУ и парогенераторная установка вырабатывают энергию для общесудовых и технологических нужд.

Главные двигатели с обслуживающими их вспомогательными механизмами, валопроводом и гребными винтами (движителями) представляют собой движущий комплекс судна. Вспомогательные дизель-генераторы совместное ГРЩ и обслуживающими их механиз­ мами и устройствами составляют судовую электростанцию, судовые парогенераторы с обслуживающими их механизмами и приборами — парогенераторную установку.

Основой, определяющей общий состав, габарит и компоновку судовой энергетической установки, является движительный ком­ плекс.

По роду главного двигателя установки современных судов де­ лятся на паровые, дизельные и газотурбинные.

Паровые установки в свою очередь подразделяются на паромашин­ ные и паротурбинные. Установки с паровой машиной в качестве главного двигателя уступили место более удобным в эксплуатации и экономичным дизельным и в настоящее время встречаются только на старых судах.

Установки с паровыми турбинами или турбозубчатыми агрега­ тами (ТЗА) применяются на крупных быстроходных судах — пас­ сажирских лайнерах, крупных сухогрузах, комбинированных пла­ вучих рыбозаводах («Восток»), танкерах и супертанкерах. В диа­ пазоне больших мощностей (порядка нескольких десятков тысяч киловатт) эти установки в настоящее время наиболее экономичны и выгодны.

Дизельные установки в ограниченных пределах мощностей яв­ ляются наиболее удобными. Они применяются на судах почти всех типов, начиная от моторных лодок и катеров и кончая крупнотон­ нажными с мощностью на гребном винте до 30 тыс. кВт. В настоящее время этот тип энергетических установок следует считать наиболее распространенным и перспективным.

Газотурбинные установки, несмотря на ряд положительных ка­ честв и удовлетворительные данные эксплуатации на судах различ­ ного класса, в том числе на крупной серии отечественных транспорт­ ных судов, пока еще не получили широкого распространения в оте­ чественном и зарубежном рыболовном флоте.

Как в дизельных, так и в газотурбинных установках может использоваться электрическая передача мощности к гребному винту. В этом случае установки представляют собой комбинацию двигателей указанных типов с генераторами и гребными электродви­ гателями. Такие установки имеют несколько меньший к. п. д., который уменьшается вследствие двойного преобразования энергии, однако они более удобны для размещения. При электроприводном варианте отпадает необходимость в длинной линии вала, отнимающей часть помещения трюма. Энергетический комплекс и исполнительный гребной электродвигатель могут быть размещены в мало используе­

мых

судовых помещениях — выгородках твиндека, ахтерпике

и т.

д.

7


Таблица 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Характеристики главных

гателей промысловых судов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т ипь

судов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8ДР 43/61

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Параметры

 

 

 

 

 

 

 

 

 

G6Z 52/90

8TD-48

6PC-2L

650VBF-90

8TAD-48

6Д-50

 

 

8NVD-48

8NVD-48AU

8NVD-48U

8NVD-482AU

МАН

«Русский

Зульцер

Пилстик

Бурмейстер

Зульцер

 

 

 

 

 

 

дизель»

и Вайн

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Номинальная

мощность,

кВт

397

 

588

 

493

 

852

 

1397

1470

1765

1852

2280

2205

735

 

 

 

 

 

(1900)

(2000)

(2400)

(2520)

(3100)

(3000)

(1000)

(э. л. с.)

 

 

 

 

 

(540)

 

(800)

 

(670)

(1160)

145

 

250

 

225

 

500

 

200

 

200

 

750

 

Номинальная

частота враще-

. 275

 

300

 

350

 

375

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ния, об/мин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

8

 

8

 

6

 

6

 

8

 

6

 

Число цилиндров

 

8

 

8

 

8

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

520

 

430

 

480

 

400

 

500

 

480

 

318

 

Диаметр

цилиндра, мм

 

320

 

320

 

320

 

320

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

900

 

610

 

700

 

460

 

900

 

700

 

330

 

Ход поршня,

мм

 

 

480

 

480

 

480

 

480

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

505

 

500

 

466

 

642

 

642

 

581

 

745

 

Среднее эффективное давление,

554

 

758

 

529

 

883

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(5,15)

(5,1)

(4,75)

(13,1)

(6,55)

(5,92)

(7,6)

 

кПа (кгс/см2)

 

 

 

(5,65)

(7,73)

(5,4)

 

(9)

 

213 +

5%

231 +

5%

216 +

5%

215 +

3%

213 +

5%

222 +

5%

211 +

5%

Удельный

расход топлива,

222 +

5%

218 +

5%

222 +

5%

218 +

5%

(157 +

5%)

(170 +

5%)

(159 +

5% )

(157 +

3%)

(157 +

5%)

(165 +

5%)

(155 +

5%)

г/(кВт ч)

г/(э. л. с-ч)

 

(165 +

5%)

(160 +

5%)

(165 +

5%)

(160 +

5%)

А

 

А

 

А

 

г т н о

ГТН

 

ГТН

 

ГТН

 

Характеристика

наддува

 

А

 

ГТН

 

А

 

г т н о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

99,4

 

65

 

92,5

 

34,4

 

И З

 

94,8

 

18,22

Масса двигателя,

т

 

23,6

 

23

 

23

 

23,8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Габарит,

 

м:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7,56

 

10,3

 

8,9

 

6,56

 

8,6

 

9,5

 

6,7

 

длина

 

 

 

5,4

 

5,5

 

5,35

 

5,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2,35

 

2,33

 

2,64

 

1,77

4,2

 

3,32

 

1,6

 

ширина

 

 

 

1,34

 

1,4

 

1,4

 

1,4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5,64

 

3,77

 

3,74

 

3,3

 

5,8

 

4,1

 

2,5

 

высота

 

 

 

2,10

 

2,9

 

2,65

 

2,9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

233

 

183,8

220,5

309

 

380

 

276

 

122,8

Цилиндровая

мощность,

кВт

49,6

 

73,5

 

61,6

 

106,5

 

 

 

 

 

 

 

(317)

(250)

(300)

(420)

(517)

(375)

(167)

(э. л. с.)

 

 

 

 

 

(67,5)

(100)

(83,8)

(145)

52,4

 

32,5

 

38,5

 

13,65

36,5

 

31,6

 

18,22

Удельная

масса,

кг/з. л. с.

40,7

 

28,8

 

34,4

 

20,5

 

 

 

 

 

 

 

 

78,6

 

61

 

75,7

 

158,7

63,2

 

69,7

 

69,5

 

Мощность на единицу площа-

53

 

82,3

 

65,7

 

111

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(107)

(83,4)

(102)

(216)

(86)

 

(95)

 

(94,5)

ди, кВт/м 2

 

(л. с./м 2)

 

(72)

 

(112)

(89,4)

(151)

185

 

142,5

198,5

282

 

274,5

232

 

109,5

Мощность на единицу длины,

74,2

 

115,3

93,6

 

159,2

 

 

 

 

 

(252)

(194)

(27,0)

(384)

(360)

(316)

(149)

кВт (э. л. с./м)

 

 

 

(101)

(157)

(127,5)

(210)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П р и м е ч а н и е .

А — атмосферное

всасывание, ГТН

— газотурбинный наддув

ГТНО — газотурбинный

наддув

с промежуточным

охлаждением

воздуха.

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1—

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

От конструкции и основных параметров главного двигателя1 зависят экономичность и эксплуатационная целесообразность всей установки.

Основные технические характеристики наиболее распростра­ ненных на промысловых судах марок дизелей приведены в табл. 1. На большинстве судов установлены двигатели иностранного произ­ водства: SKL (ГДР), МАН (ФРГ), Зульцер (Швейцария и ПНР), Пилстик (Франция), Бурмейстер и Вайн (Дания).

Агрегатная мощность главных дизелей составляет 397—2280 кВт (540—3100 э. л. с.) при частоте вращения 145—300 об/мин (в уста­ новках с прямой передачей), 350—375 об/мин (в дизель-редукторных установках) и 500—750 об/мин (в дизель-электрических установках).

Среднее эффективное давление ре у двухтактных дизелей без над­ дува составляет 466—502 кПа (4,75—5,15 кгс/см2), а у двигателей

1 Здесь и далее под главным двигателем будет пониматься только дизель.

с наддувом 581—642 кПа (5,92—6,55 кгс/см2). Среднее эффективное давление у четырехтактных двигателей без наддува составляет 530—549 кПа (5,4—5,6 кгс/см2), у двигателей с наддувом 745— 1285 кПа (7,6— 13,1 кгс/см2).

Удельный эффективный расход топлива ge у двигателей без над­

дува составляет 220—231 г/(кВт-ч) [162— 170 г/(э. л.

с-ч)], у дви­

гателей с наддувом 211—214 г/(кВт-ч) [155— 165 г/(э.

л. с-ч)].

Двигатели типа NVD-48 SKL (ГДР) наиболее распространены на отечественных судах флота рыбной промышленности. Базовый двигатель имеет цилиндровую мощность 49,6 кВт (67,5 э. л. с.) при ре = 549 кПа (5,6 кгс/см2) и частоте вращения 275 об/мин. Двигатель

8NVD-48AU с газотурбинным наддувом

имеет цилиндровую мощ­

ность

106,5 кВт (145 э. л. с.)

при

ре = 882

кПа (9 кгс/см2)

и частоте вращения 375 об/мин. По

сравнению с

базовой мо­

делью

удельная масса двигателя

снижена в два

раза

и составляет

20,5 кг/э. л. с.

9

8