Сокращение расхода топлива на

Автор: Николюк Сергей Николаевич

Сокращение затрат на топливо на судах морского и речного флота.

Статья предназначена для курсантов

средних специальных учебных заведений

Из всех эксплуатационных расходов на морские суда затраты на топливо в зависимости от типа судна составляют 20-25%. Естественно, что снижение расхода топлива на работу морского флота при тех же объемах производства не только удешевит транспортную продукцию и услуги, но и будет способствовать решению важной народнохозяйственной проблемы — рационального использования жидкого топлива.

Снижение расхода топливна этапе проектирования и строительства, может быть достигнуто за счет использования оптимальных форм и технологии изготовления корпуса, гарантирующих снижение сопротивления движению, повышение эффективности электростанций и технологического оборудования, а также оптимизации номенклатуры выпускаемой на борту продукции. Считается, что выбор рационального соотношения основных габаритов судна позволяет снизить расход топлива на на 10-13%, а тщательная проработка формы обводов подводного корпуса — на дополнительные 12- 15%. [1]

При морском и океаническом рыболовстве затраты на топливо для ловли рыбы и морепродуктов, их частичную переработку на судах и доставку продукции в порт достигают 800 кг условного топлива на 1 тонну продукции и более.

Для основных судовых дизельных двигателей снижение удельного расхода топлива на 13 … 16% может быть достигнуто за счет улучшения системы турбонаддува, улучшения процесса сгорания топлива, увеличения максимального давления сгорания и снижения потерь топлива. Тепла в окружающую среду. Значительного снижения расхода топлива на судах можно также добиться за счет увеличения доли вторичного использования ресурсов.

Оптимизация состава и характеристик электростанции позволяет снизить затраты на электроэнергию на 2%.

Применение систем программного управления работой главной установки, оптимизирующих соотношение между частотой вращения двигателя и шагом гребного винта на любых режимах работы судна, может дать экономию в расходе топлива на 2…3 %. [2]

Экономичность судов могут быть повышена при эксплуатации уже действующих на флоте судов. Например, можно снизить расход топлива на главные двигателя судна путем выбора оптимальных режимов работы всего пропульсивного комплекса, снижение расхода топлива на работу судовой электростанции, на общесудовые и технологические нужды в результате поддержания энергетического оборудования в хорошем техническом состоянии, повышение экономичности всей энергетической установки путем вторичного использования тепла; снижение затрат на топливо в результате применения более дешевых его сортов и топливных смесей.

Определенные резервы в снижении затрат на топливо кроются также в организационных мерах, к числу которых в первую очередь следует отнести совершенствование методов нормирования и контроля расхода топлива, улучшение учета, хранения и транспортировки топлива, повышение квалификации членов судовых экипажей, профессиональные действия которых оказывают влияние на расходование топлива, электрической и тепловой энергии. Особое значение в деле рационального использования топлива приобретает перенос управления главной энергетической установкой непосредственно на ходовой мостик. Это выдвигает повышенные требования к штурманскому составу в выборе режимов работы судна и его энергетической Штурманский состав экипажа должен четко представлять взаимосвязь режимов работы энергетической установки с расходом топлива, уметь устанавливать оптимальные режимы работы судна и энергетической установки, используя для этого паспортные диаграммы судов и энергетические характеристики двигателей и котлов.

При планировании работы морского флота важное место отводится мероприятиям, направленным на снижение как удельных, так и общих расходов топлива. Эффективность таких мероприятий может выражаться экономией натурального топлива (дизельного, мазутов), увеличением объемов продукции при неизменном количестве расходуемого топлива, уменьшением топливной составляющей в эксплуатационных расходах, что снижает себестоимость продукции, и др.

На стоимость топлива сильно влияет техническое состояние судовой энергетической установки.

Систему технической эксплуатации и требования к техническому состоянию судов, судовых конструкций и технических средств на морском флоте определяет Положение о технической эксплуатации морского флота. Общие требования по технической эксплуатации СЭУ, установленных на судах, определяют Правила технической эксплуатации судовых технических средств. В соответствии с этими документами под технической эксплуатацией понимается совокупность мероприятий по техническому использованию, техническому обслуживанию и ремонту СЭУ. [3]

Совокупность свойств и характеристик СЭУ или отдельных ее элементов определяют техническое состояние СЭУ, свойства которой в процессе эксплуатации подвержены изменению и могут отличаться от установленных технической документации фирм-изготовителей.

В процессе технической эксплуатации СЭУ подвергаются воздействию многих эксплуатационных факторов, различным образом влияющих на их состояние. К таким факторам относятся условия и режим работы, действия обслуживающего персонала, например, влияние различных внешних условий, применение разных сортов топлива для ГД, нестабильность внешней нагрузки в условиях морского плавания. Все это приводит к увеличению эксплуатационных расходов топлива (топливная экономичность) судовых дизелей по сравнению с указанными фирмами-изготовителями в Правилах технической эксплуатации судовых технических средств. Это усугубляется появлением износов, снижением механического КПД (из-за нарушения геометрической формы деталей двигателя), изменения выходных параметров дизеля и др. [2]

Оптимальные характеристики и параметры СЭУ восстанавливаются путем проведения соответствующих профилактик, ремонтных и регулировочных работ в сроки, указанные изготовителями на основе среднестатистических данных. Сроки не всегда отражают необходимость проведения данных мероприятий. Общепринятые традиционные методы технического обслуживания и контроля СЭУ оказываются недостаточно эффективными, что обусловило появление методов технического обслуживания по фактическому состоянию оборудования методами безразборной функциональной технической диагностики. Обеспечение эксплуатационной надежности СЭУ и повышение эффективности ее технической эксплуатации возможно при наличии достаточно точной и своевременной информации о состоянии диагностируемого объекта или системы.

Процесс определения технического состояния объекта с необходимой точностью называется техническим диагностированием. Оно осуществляется путем измерения и контроля количественных значений параметров и качественных признаков и дальнейших анализа и обработки результатов измерения и контроля. [4]

Техническое состояние и дефекты судового оборудования определяют по ряду параметров и (или) признаков, прежде всего по значениям электрических величин (напряжение, ток, частота, сопротивление, индуктивность) и неэлектрических (температура, скорость, усилие, давление и т.п.), а также по косвенным признакам, например, появлению нагара, влаги, трещин, а также повышенных значений шума, искрения и др., явившимися следствием естественных, рабочих, воздействий. Указанные параметры и признаки являются диагностическими. Если значение некоторых диагностических параметров или признаков объекта не могут быть измерены, их находят путем обработки значений других измеряемых величин. Например, мощность дизеля может быть косвенно определена либо по положению рейки ТНВД, либо по температуре выхлопных газов, либо по измерению частоты вращения вала дизеля и значению момента на его валу. Также определяется КПД диагностируемого объекта, удельный эффективный расход топлива, коэффициенты теплопередачи, расстояние, проходимое судном в единицу времени, и др.

Выбор диагностируемых параметров, необходимых для построения диагностической модели объекта, зависит от вида диагностирования (проверка исправности, работоспособности, функционирования, поиск дефекта). При этом учитываются их информативность, доступность для измерения и контроля. Совокупность предписаний по проведению диагностирования называют алгоритмом технического диагностирования, который способствует решению следующих задач: определение технического состояния, поиск места неисправности, прогнозирование технического состояния.

Влияние на расход топлива режимов работы СЭУ.

В зависимости от назначения и судовых условий двигатели могут отработать, как в статических, так и в переменных условиях. Режим работы главного двигателя определяется:

· нагрузкой (величиной крутящего момента или развиваемой мощности Ne);

· частотой вращения n_дв;

· положением органов регулирования.

Если в течение длительного времени указанные параметры не изменились, то режим работы называется установившейся или стационарным. При медленном протекании процесса, режимы называются квазистационарными.

Режимы работы СЭУ соответствуют требуемой классификации и называются спецификационными. [5]

Выбор режима работы СЭУ – это когда ГД работает на экономичном режиме, что достигается выбором частоты вращения и использованием валогегнератора.

Особенностью устанавливаемых режимов является равенство мощностей развиваемых двигателем и поглощаемых винтом.

В процессе эксплуатации встречаются следующие эксплутационные режимы:

1) ходовые режимы;

2) стояночные;

3) маневровые.

Ходовые режимы относятся к условно установившимся, полный ход, малый ход, движение вперед, движение назад.

Стояночные: стоянка без грузовых операций, стоянка с грузовыми операциями

Маневровые: съемка с якоря, страгивание с места и разгон, остановка, реверсирование.

Аварийные: заполнение одного или нескольких отсеков или пожар. Специальные режимы определяются назначением корабля.

Утилизация тепла уходящих газов

К тепловым потерям относят следующие потери:

Потери теплоты, отводимой в охлаждающую среду – эти потери состоят из суммы теплоты, отводимой в воду и в смазочное масло. Теплота, отводимая в охлаждающую среду, состоит из теплоты, отданной рабочим телом, и теплоты, эквивалентной работе трения.

Теплота, израсходованная на преодоление трения, переходит в основном в охлаждающую жидкость: теплота трения подшипников — в смазочное масло. Теплоту трения не включают в тепловой баланс дизеля, кроме доли теплоты трения, не перешедшей в охлаждающую среду (учитывается остаточным членом баланса).

Потери теплоты с уходящими газами. Эта потеря определяется как разность энтальпий уходящих из двигателя выхлопных газов и поступающего в цилиндр свежего заряда воздуха. [6]

Неучтенные потери теплоты. В эту группу относят следующие виды потерь:

· теплота лучеиспускания в окружающую среду (потеря теплоты через стенки двигателя);

· химический недожог топлива;

· механический недожог топлива;

· теплота кинетической энергии выхлопных газов.

Теплота уходящих газов двигателя или газовой турбины обычно используется в утилизационных котлах или в турбогенераторе. Низкотемпературные источники теплоты, такие как теплота охлаждающей воды главных двигателей использовать сложнее. Обычно их применяют в качестве источника тепла для абсорбционных холодильных машин.

ССокращение затрат на топливо на судах морского и речного флота.