Вторичные тепловые энергоресурсы

Утилизационные котельные установки

Использование вторичных энергоресурсов является одним из основных средств повышения технико-экономических показателей судовых энергоустановок.

Вторичные энергоресурсы дизеля:

— отработавшие газы с температурой

∙ 260 ÷ 380°C – у двухтактных дизелей;

∙ 350 ÷ 450°C – у четырёхтактных дизелей;

— охлаждающая пресная вода с температурой 50 ÷ 130°C.

Энергоресурс отработавших газов составляет 28 – 45% энергии сжигаемого в двигателе топлива, а охлаждающей воды 12 – 30%.

Основной путь повышения экономичности СЭУ – эффективное использование теплоты отработавших газов для обеспечения потребностей судна в тепловой, электрической и механической энергии.

Для рационального использования теплоты и выбора оборудования для её утилизации необходимо знать располагаемые объёмы этой теплоты при различных условиях эксплуатации судна.

Энергоресурс отработавших газов дизеля:

Q _г = G _г с _гр t _г − G _в с _вр t _в, [кДж/ч]

G _г – массовый расход газов, кг/ч;

G _в – массовый расход воздуха, поступающего в двигатель, кг/ч;

с _гр – средняя удельная массовая теплоёмкость газов, кДж/(кг∙°С);

с _вр – средняя удельная массовая теплоёмкость воздуха, кДж/(кг∙°С);

t _г – температура отработавших газов, °С;

t _в – температура воздуха, поступающего в цилиндр, °С.

Теплота отработавших газов не может быть полностью использована в утилизационном котле. Охлаждение газов снижает температурный напор, что требует увеличения площади поверхности нагрева (т.е. увеличения размеров УК), а это повышает сопротивление газовыпускного тракта и ведёт к снижению эффективного КПД двигателя.

Для предотвращения коррозии хвостовых поверхностей нагрева УК, температура уходящих газов t _ух должна быть выше температуры точки росы t _р.

t _р используемых для дизелей топлив: 115 – 140°С.

Для обеспечения эффективной теплопередачи и предотвращения коррозии хвостовых поверхностей нагрева минимальная температура отработавших газов за УК должна быть не менее чем на 25°С выше точки росы.

t_{min ух} = t _р + 25.

Эффективность утилизации теплоты отработавших газов оценивается коэффициентом утилизации.

Ψ_max = максимальный коэффициент утилизации теплоты,

t _г – температура газов перед котлом, °С;

t _о – температура окружающей среды, °С.

Ψ = действительный коэффициент утилизации теплоты.

При номинальных режимах дизелей и t _ух = 150°C:

Ψ = 0,45 ÷ 0,54 — для двухтактных с контурной продувкой;

Ψ = 0,59 ÷ 0,62 — для двухтактных с прямоточной продувкой;

Ψ = 0,6 ÷ 0,68 — для четырёхтактных дизелей.

Температура газов за газотурбинным двигателем зависит от конструкции агрегата, температуры наружного воздуха и нагрузки.

t _г = 320 ÷ 600°C.

Энергоресурс газов за ГТД составляет до 60 – 75% теплоты, подведённой к двигателю.

Q _г = G _г с _р(t _г − t _о), [кДж/ч]

Коэффициент утилизации теплоты отработавших газов ГТД:

Ψ = = 0,45 – 0,8.

Дата добавления: 2015-06-27