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
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