Математические модели функционирования судового энергетического комплекса с глубокой утилизацией теплоты тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.08.05, доктор технических наук Цезары Бехрендт

• Цезары Бехрендт
• доктор технических наук
• 2004

Оглавление диссертации доктор технических наук Цезары Бехрендт

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

I глава. АНАЛИЗ ВОЗМОЖНОСТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ СУДОВОГО ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА

С УЧЕТОМ РЕАЛЬНЫХ УСЛОВИЙ ПЛАВАНИЯ.

1.1. Изменение внешних условий во время эксплуатации судна.

1.2 Выводы.

II глава. ПРЕДЛАГАЕМЫЕ МЕТОДИКИ И МАТЕМАТИЧЕСКИЕ

МОДЕЛИ ПОСТРОЕНИЯ ПРОПУЛЬСИВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СУДНА.

2.1. Анализ существующих методов построения пропульсивных характеристик.

2.1.1. Использование модельных испытаний винтов в свободной воде.

2.1.2. Использование модельных испытаний корпуса.

2.1.3. Использование модельных испытаний корпуса с собственным приводом.

2.1.4. Использование измерений проводимых на судне.

2.1.5. Оценка существующих методов построения пропульсивных характеристик.

2.2. Математические модели построения пропульсивных характеристик систем с ВРШ.

2.2.1. Численное представление модельных испытаний винта.

2.2.2. Использование результатов модельных испытаний винтов в свободной воде при построении действительных пропульсивных характеристик.

2.2.3. Аналитическое представление работы пропульсивного комплекса.

2.2.4. Методика построения пропульсивных характеристик.

2.2.5. Резерв мощности ГД.

2.2.6. Оценка погрешностей новой методики построения пропульсивных характеристик.

2.3. Выводы.

III глава. ПРЕДЛАГАЕМЫЕ МЕТОДИКИ И МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ

ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОТЫ ВТОРИЧНЫХ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ И ИХ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В РЕАЛЬНЫХ УСЛОВИЯХ ПЛАВАНИЯ.

3.1. Математические модели определения параметров ОГ.

3.1.1. Методика определения параметров ОГ по стехиометрическим зависимостям.

3.1.2. Методика определения параметров ОГ двигателей типа МС.

3.1.3. Методика определения параметров ОГ двигателей типа RTA.

3.1.4. Компьютерные модели определения параметров ОГ.

3.1.5. Математические модели использования отбросной теплоты в УК.

3.2. Предлагаемая методика определения количества теплоты теряемой с водой охлаждающей ГД.

3.2.1. Оценка относительных показателей теплоты, уходящей с охлаждающей водой от ГД.

3.2.2. Определение количества изменеий теплоты, уходящей с охлаждающей водой.

3.2.3. Сопоставления разработанной методики расчета удельных показателей отдачи теплоты в охлаждающую воду с результатами испытаний системы охлаждения двигателя.

3.2.4. Использование тепловой энергии воды, охлаждающей двигатели для производства пресной воды в вакуумных опреснителях.

3.2.5. Производство пресной воды с использованием способа обратного осмоса.

3.2.6. Сравнительный анализ метода производства пресной воды в вакуумных испарителях и установках обратного осмоса.

3.3. Предлагаемая методика определения количества теплоты, отбираемой охлаждающей водой от наддувочного воздуха ГД.

3.3.1. Относительные изменения количества теплоты, отбираемой от наддувочного воздуха в воздухоохладителе.

3.3.2. Оценка количественных изменений теплоты, отбираемой водой от наддувочного воздуха в воздухоохладителе.

3.3.3. Использование теплоты наддувочного воздуха ГД для подогрева питательной воды вспомогательных котлов.

3.4. Анализ удельных показателей отдачи теплоты в охлаждающую воду и наддувочный воздух современных ГД.

3.4.1. Изменение удельных показателей отдачи теплоты в охлаждающую воду.

3.4.2. Изменение удельных показателей количества теплоты отбираемой от наддувочного воздуха.

3.5. Выводы.

IV глава. ОЦЕНКА И АНАЛИЗ ВОЗМОЖНОСТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА СУДНА НА ОСНОВАНИИ РАЗРАБОТАННЫХ МОДЕЛЕЙ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

4.1. Описание объекта исследований и методики проведения испытаний. Полученные результаты экспериментальных исследований.

4.2. Действительная винтовая характеристика судна.

4.2.1. Управление машинно-движительным комплексом в реальных условиях эксплуатации судна.

4.3. Определение количества теплоты воды охлаждающей ГД, используемой в вакуумном испарителе судна.

4.3.1. Возвожности использования теплоты содержащейся в воде охлаждающей ГД для производства пресной воды.

4.4. Оценка использования отбросной теплоты ОГ в УК.

4.4.1. Возможность увеличения использования отбросной теплоты ОГ и наддувочного воздуха для производства пара в УК.

4.5. Выводы.

V глава. МОДЕЛЬ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РАСПОЛАГАЕМОЙ ТЕПЛОТЫ В ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСАХ.

5.1. Оценка эксэргетических потерь от передачи теплоты ОГ ГД окружающей среде.

5.1.1. Анализ изменения теплосодержания продуктов сгорания.

5.1.2. Анализ изменения энтропии продуктов сгорания.

5.1.3. Анализ изменения эксэргии от передачи теплоты ОГ ГД окружающей среде.

5.2. Анализ изменения эксэргетических потерь при утилизации теплоты ОГГД.

5.2.1. Принятые допущения и основные расчетные уравнения.

5.2.2. Анализ изменения энтропии ОГ.

5.2.3. Анализ изменения удельной выработки пара в УК.

5.2.4. Анализ изменений энтропии воды и пара в процессе парообразования.ЗЗО

5.3. Анализ изменения эксэргетических потерь при утилизации теплоты воды охлаждающей ГД.

5.3.1. Анализ потерь эксэргии при передачи теплоты пресной охлаждающей воды окружающей среде.

5.3.2. Эксэргетические потери при утилизации теплоты охлаждающей воды в испарителе.

5.4. Анализ изменений эксэргетических потерь при утилизации теплоты воды, охлаждающей наддувочный воздух ГД.

5.5. Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Математические модели функционирования судового энергетического комплекса с глубокой утилизацией теплоты»

Проблемы экономии топлива и все более жесткие требования Международных конвенций по предотвращению загрязнения морской среды заставляют организации, занятые проектированием и эксплуатацией судов морского флота, искать новые технические решения и организационные мероприятия, направленные на повышение эффективности использования энергетических ресурсов судовой энергетической установки (СЭУ) в целом и энергетического комплекса (ЭК) главный двигатель (ГД)-винт, в частности. Следует подчеркнуть, что термодинамические возможности повышения экономичности ГД в настоящее время практически исчерпаны, поскольку их эффективный КПД достиг величин 50%. Кроме того наблюдается и тенденция по систематическому снижению качества используемого топлива. Все это приводит к выводу, что глубокая утилизация теплоты отработавших газов (ОГ), охлаждающей воды двигателей внутреннего сгорания (ДВС) и наддувочного воздуха (НВ) является практически единственным источником повышения экономичности СЭУ. Уместно отметить, что вызванный объективными причинами рост энерговооруженности судов морского флота при всем своем негативном влиянии на экономические показатели их работы одновременно увеличивает абсолютные размеры вторичных энергоресурсов на флоте и было бы нецелесообразно игнорировать возможность полезного их использования в производстве.

Одним из возможных путей решения этой проблемы является оптимизация использования располагаемой теплоты при помощи предлагаемых математических моделей функционирования судового ЭК, которые положены в основу разработанных и реализованных, в виде комплекса, компьютерных программ, позволяющих в режиме реального времени получать величины, определяющие располагаемые энергетические потоки и назначать оптимальные, с точки зрения экономичности, режимы работы судового машинно-движительного комплекса (МДК) с учетом реальных и изменяющихся условий плавания.

Актуальность работы подтверждается основными направлениями научных исследований Департамента развития науки (1999г.) и Секции основ эксплуатации (1999г.) Польской Академии Наук. Тематика диссертационных исследований к.т.н.

Цезары Бехрендта была поддержана Комитетом Научных Исследований Европейского Союза в виде гранта EFFORT №GRD2-2001-50117 „European Full-scale Flow Research and Technology", в котором Ц.Бехрендт являлся ответственным исполнителем по разделу „Полномасштабные исследования судовых энереге-тических установок". Разработанные методики оценки располагаемой энергии вторичных ресурсов с целью повышения эксплуатационной эффективности СЭУ внедрены в фирмах Aalborg, Autocomp, CAT, EuroAfrica, Stocznia Gtyfia, STNATLAS ELEKTRONIK, Volvo-Penta, Unity Line.

Об актуальности решаемых проблем говорят и запросы ряда организаций и предприятий, заинтересованных и уже использующих результаты исследований, проведенных автором, в своей проектной и эксплуатационной деятельности.

Целью проведенных исследований является повышение эффективности использования топливо-энергетических ресурсов с учетом реальных условий эксплуатации судна. Для достижения указанной цели были поставлены и решены следующие задачи:

1. Разработать математические модели функционирования судового ЭК с глубокой утилизацией вторичных энергоресурсов.

2. Разработать методику и получить корреляционные зависимости, отража-ющие взаимосвязь параметров работы ЭК с ГД различных типов в реальных условиях их функционирования с величинами располагаемых вторичных энергоресурсов.

3. Разработать математические модели, позволяющие на основе минимального числа данных построить действительные винтовые характеристики, изменяющиеся в связи с условиями эксплуатации и сроком службы судна.

4. Получить математические модели и построить на их основе алгоритмы определения значений составляющих теплового баланса располагаемой теплоты ЭК, учитывающие особенности функционирования СЭУ и параметры окружающей среды.

5. Разработать математические модели, алгоритмы и рабочие компьютерные программы, позволяющие на борту судна оперативно анализировать и на этой основе назначать наиболее эффективные режимы эксплуатации ЭК с целью глубокого использования располагаемой теплоты.

6. Получить методики, алгоритмы и прикладные компьютерные программы, позволяющие при проектировании, эксплуатации и модернизации СЭУ провести количественный сравнительный анализ энергетической эффективности их различных вариантов.

7. Разработать математическую модель, отражающую взаимосвязь степени использования потерь теплоты ЭК с особенностями функционирования и параметрами окружающей среды.

8. Провести экспериментальные исследования работоспособности, адекват-ности и надежности разработанного комплекса компьютерных программ.

Объектом исследований являлась СЭУ и ее элементы - энергетический комплекс в составе главный двигатель-винт регулируемого шага, утилизационный котел, охладитель наддувочного воздуха и водоводяной охладитель, опреснитель, а также физические и математические модели судового ЭК.

Методики исследований основывались на использовании принципов системного анализа, термодинамического анализа судового ЭК, математического и экс-периментального моделирования функционирования его отдельных элементов и комплекса в целом.

Обоснованность и достоверность научных положений и выводов подтверждается результатами сопоставления с многочисленными экспериментальными данными, полученными автором диссертации в течение более 20-лет эксплуатационной практики. Достоверность научных результатов обеспечивается корректным применением методов математической статистики, планирования эксперимента, термодинамическим анализом и проведением проверок на адекватность результатов аналитических и экспериментальных исследований.

Основные положения и результаты диссертационной работы:

1. Математическая модель и алгоритм построения действительных винтовых характеристик, позволяющих при использовании минимального числа новых данных, учитывать изменяющиеся условия эксплуатации и состояние корпуса судна.

2. Математические модели и построенные на их основе алгоритмы определения значений составляющих теплового баланса располагаемой теплоты ЭК выхлопные газы, вода, охлаждающая ГД и НВ), учитывающие особенности его функционирования и параметры окружающей среды.

3. Разработанный пакет прикладных компьютерных программ, позволяющих для реальных условий функционирования судового ЭК: построение действительных пропульсивных характеристик судна; комплексных характеристик ГД различных типов; определение количественных и качественных параметров ОГ, воды, охлаждающей ГД и НВ, НВ; расчет паропроизводи-тельностей УК и испарителей, а также параметров подогрева питательной воды.

4. Математическая модель для оперативной оценки эффективности использования располагаемой теплоты ЭК в реальных условиях эксплуатации, основанная на эксергетическом методе.

Наиболее существенными новыми научными положениями и результатами, полученными лично соискателем, являются следующие:

- впервые разработано математическое описание работы судового ЭК, учитывающее действительные условия эксплуатации судна, изменение КПД винта в зависимости от угла поворота лопастей и влияние действительных значений коэффициента попутного потока. Это потребовало разработки также следующих новых математических моделей:

- построения действительных винтовых характеристик с учетом изменяющихся условий плавания судна и технического состояния корпуса;

- построения действительных комплексных характеристик ГД;

- определения количества вторичных энергоресурсов, находящихся в охлаждающей воде и наддувочном воздухе мало- и среднеоборотных двигателей при их работе с постоянной и переменной частотой вращения в диапазоне 50-100% нагрузки с учетом изменения условий окружающей среды;

- определения параметров отработавших газов ГД с учетом изменяющихся условий эксплуатации и параметров окружающей среды;

- работы утилизационных водо- и огнетрубных котлов (УК) с целью определения их паропроизводительности при учете параметров ОГ и конструктивных особенностей котлов;

- определения температуры подогрева воды на входе в УК при совместной работе с охладителем наддувочного воздуха для учета вторичных энергоресурсов наддувочного воздуха в зависимости от особенностей конструкции охладителя (подогревателя);

- определения производительности вакуумного опреснителя с учетом изменения количества теплоты воды охлаждающей ГД и при изменении параметров окружающей среды;

- расчета эффективности использования располагаемых потоков вторичных энергоресурсов на основе применения эксергетического метода.

Для расширения возможностей разработанной модели судового ЭК была отдельно разработана математическая модель определения производительности опреснителя, работающего по принципу обратного осмоса, позволяющая учитывать изменение условий окружающей среды и возможную экономию энергоресурсов.

Практическая ценность работы состоит в следующем: разработанные модели, реализованные в виде комплекса компьютерных программ, позволяют оперативно оценивать и выбирать наиболее экономичные режимы работы судового ЭК (с точки зрения затрат топлива на производство энергоресурсов) с учетом возможных нагрузок и технического состояния судна в реальных условиях плавания. Полученные результаты могут быть использованы при эксплуатации судна, на стадиях проектирования и модернизации СЭУ, при создании тренажерных комплексов СЭУ, в учебном процессе при подготовке инженеров-судомехаников и повышении их квалификации, а также при проектировании систем автоматического контроля и управления СЭУ.

12

I глава

ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОСТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ СУДОВОГО ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА С УЧЕТОМ РЕАЛЬНЫХ УСЛОВИЙ ПЛАВАНИЯ

Судовая энергетическая установка представляет собой сложную систему, основной задачей которой является производство механической, электрической и тепловой энергии, необходимой для выполнения возложенных на судно функций. Производство энергии на судне во время рейса происходит исключительно за счет преобразования химической энергии топлива, однако во время нахождения судна в порту потребности в энергии являются значительно меньшими и они удовлетворяются частично или полностью береговыми сетями. Поскольку проблемы повышения эффективности эксплуатации СЭУ и машинно-движительного комплекса (МДК) связаны в первую очередь с условиями плавания, в дальнейшем рассматриваемые системы будут представлены как полностью автономными.

Наиболее простым способом получения энергии в СЭУ является ее производство в независимом друг от друга оборудовании: механическая энергия - в главном двигателе внутреннего сгорания (ГД), электрическая - во вспомогательных дизель-генераторах (ВДГ) и тепловая - во вспомогательных котлах. Каждое такое оборудование работает с определенным коэффициентом полезного действия, требует подачи соответствующего количества энергии в виде топлива, что, естественно, связано с его общим расходом во всем рассматриваемом комплексе.

Естественным является тот факт, что энергетические потребности судна необходимо реализовывать с минимальными затратами на постройку и ремонт судна (при сохранении максимальной надежности) и минимальным расходом топлива.

Принимая во внимание то, что наибольшие потребности в энергии (расход топлива) связаны с ГД, контрукторы стараются повысить экономичность судовых ДВС. Однако, несмотря на то, что современные ДВС уже достигли величины эффективного КПД порядка 50% на оптимальных нагрузках, существует ряд возможностей повышения эффективности их работы за счет использования теплоты ОГ.

Основой для оценки использования утилизации теплоты ОГ является тепловой баланс двигателя. В таблицах 1.1-1.3 показаны составляющие теплового баланса некоторых мало - и среднеоборотных ГД при работе на номинальной мощности в условиях, определяемых нормами ISO [124, 165, 166, 170, 171, 195204]. Представление технических данных именно этих двигателей объясняется статистическими данными по их производству в последнее время (таб. 1.4) [2, 3, 20, 23,27,43,137, 195-204].

Анализ приведенных данных позволяет сделать вывод о том, что величины теплоты по отдельным составляющим могут изменяться в следующих пределах: среднеоборотные ДВС малооборотные ДВС в выхлопных газах 24,8+33,9 26,0+31,5 в наддувочном воздухе 9,4-5-13,0 11,2+14,5 в охлаждающей воде 7,0+8,4 6,3+7,9 в смазочном масле 3,5+4,8 2,4+4,9

На рис. 1.1 приведены возможные способы утилизации этой теплоты. Отметим, что стремление к максимальному использованию бросовой теплоты приводит к увеличению количества и сложности в эксплуатации предлагаемого оборудования. Поэтому, несмотря на увеличение КПД, а тем самым и экономии топливных ресурсов, не все способы утилизации получили широкое применение на практике. Решающую роль в этом играют факторы надежности, стоимость, безопастность и трудоемкость обслуживания, масс и габариты, степень сложности агрегатов, требующих высокой квалификации обслуживающего персонала.

Так например не нашли широкого распространения схемы утилизации теплоты ОГ с использованием в качестве рабочего тела органических жидкостей. К ним в первую очередь относятся низкокипящие жидкости фреонного ряда (R11, R113, R114, R21), углеводороды (толуен, бензол) и специально разработанные смеси, например флуоринол -15(15% трифлуороэтанол + 15% воды).

Рис. 1.1 Возможные способы утилизации отбросной теплоты судовых ГД

Составляющие теплового баланса малооборотных двигателей WARTSILA-SULZER

Тип ГД RD 76 RND 76 RTA 38 RTA 48 RTA 48Т RTA 52U RTA 58 RTA 58Т RTA 60С RTA 62 RTA 62U RTA 68 RTA 72U RTA 76 RTA 84 RTA 84С RTA 84Т RTA 96С

Эффективная мех. энергия Чп % 40,5 40,8 46,5 47,3 49,3 48,4 48,1 49,6 49,6 48,7 48,7 48,4 49,3 48,7 49,3 49,3 50,2 49,3

Потери в сист.водяного охлаждения qw % 19,4 15,2 6,4 6,1 7,2 7,9 7,1 7,1 7,8 7,9 7,6 7,4 6,7 6,8 6,9 6,7 6,7 6,7

Потери в сист. масл. охлаждения q0 % 0,9 0,8 3,1 3,3 3,3 3,2 2,9 3,0 3,1 3,0 3,1 2,4 2,8 2,8 3,1 3,2 3,3 3,6

Потери в охладит. НВ ЧР % 5,6 9,5 п,з 11,3 11,2 13,8 12,6 11,9 12,6 12,7 13,9 12,5 13,9 12,1 12,2 12,8 13,1 13,0

Потери с ОГ Я» % 32,5 32,7 31,5 30,9 30,5 28,7 27,7 27,5 26,4 27,1 27,5 28,5 26,5 28,8 27,9 27,5 26,2 26,8

Потери теплоизлуч. Чг % 1,1 1,0 1,2 1,1 1,0 0,5 0,8 0,9 0,5 0,6 0,5 0,8 0,5 0,8 0,6 0,5 0,5 0,6

Количество цилиндров п - 5-8 5-8 4-9 4-9 5-8 5-8 4-9 5-8 5-8 4-8 5-8 4-8 5-8 4-10 12 4-10 12 4-12 5-8 6-12 14

Цилиндровая мощность Nc кВт 1175 1350 680 1090 1455 1600 1590 2125 2360 2220 2285 2170 3080 2870 3500 4050 4100 5720

Диапаз.номин мощности Nn кВт 5875 9400 6750 10800 2720 6120 4360 9810 7275 11640 8000 12800 6360 14310 10625 17000 11800 18880 11800 18880 11425 18280 8680 17360 15400 26640 11480 34440 14000 42000 16200 48600 20500 36900 34320 80080

Уд. массовый расход ОГ кг/ кВтч 9,11 9,50 7,81 7,87 8,10 8,53 7,82 8,49 8,36 8,20 8,61 7,85 8,15 7,88 7,81 7,98 8,26 8,03

Уд. расход топлива gn г/ кВтч 209 208 181 178 171 174 175 170 170 173 173 174 171 173 171 171 168 171

Температура газов за ТК. 1 °С 310 310 285 285 257 255 285 255 255 275 255 285 255 285 285 273 250 255

Составляющие теплового баланса малооборотных двигателей MAN-B&W

Тип ГД VTZ BF 140 L GFCA L-35 МС S-35 МС L-42 МС S-42 МС S-46 МС-С L-50 МС S-50 МС S-50 МС-С L-60 МС S-60 МС S-60 МС-С L-70 МС S-70 МС S-70 МС-С К 80 МС-С L-80 МС

Эффективная мех. энергия qn %• 39,2 41,3 47,6 48,1 47,6 48,4 48,4 48,7 49,3 49,9 49,3 48,7 49,6 49,6 48,7 49,3 48,4 49,6

Потери в сист.водяног о охлаждения % 11,3 12,5 7,0 6,9 6,9 7,0 6,7 6,6 6,5 6,2 6,7 6,7 6,3 6,6 6,6 6,5 6,9 6,7

Потери в сист. масл. охлаждения Чо % 4,9 3,8 4,1 3,8 3,5 3,7 3,8 3,5 з,з 3,1 3,2 3,2 3,0 3,2 3,4 3,1 3,6 3,1

Потери в охладит. НВ ЧР % 7,9 8,5 12,2 12,9 13,5 13,3 13,1 13,1 13,0 14,1 13,1 13,6 14,4 14,0 13,5 14,2 14,5 14,1

Потери с ОГ qs % 35,7 32,9 27,9 27,2 27,3 26,5 27,0 27,1 26,8 26,1 27,0 27,1 26,0 25,8 27,1 26,2 26,0 25,9

Потери теплоизлуч. qr % 1,0 1,0 1,2 1,1 1,1 1,1 1,0 1,0 0,9 0,9 0,7 0,7 0,7 0,8 0,7 0,7 0,6 0,6

Количество цилиндров n - 5-8 5-8 4-12 4-12 4-12 4-12 4-8 4-8 4-8 4-8 4-8 4-8 4-8 4-8 4-8 4-8 6-12 4-12

Цилиндровая мощность Nc кВт 1020 1250 650 700 995 1025 1310 1330 1430 1580 1920 2040 2255 2620 2810 3105 3610 3430

Диапаз.номи н мощности N„ кВт 5100 8160 6250 10000 2600 7800 2800 8400 3980 11940 4100 12300 5240 10480 5320 10640 5720 11440 6320 12640 7680 15360 8160 16320 9020 18040 10480 20960 11240 22480 12420 24840 21660 43320 13720 41660

Уд. массовый расход ОГ msp кг/ кВтч 9,96 9,35 8,30 8,00 8,49 8,04 8,32 8,49 8,33 8,98 8,43 8,33 9,00 9,1 8,32 9,01 9,14 9,15

Уд. расход топлива gn г/ кВтч 215 208 177 175 177 174 174 173 171 170 171 173 170 170 173 171 174 170

Температура газов за TK. tspl °С 330 315 265 265 255 255 255 255 255 235 255 255 235 235 255 235 235 235

Таблица 1.3

Тепловой баланс среднеооборотных двигателей WARTSILA-SULZER MAN-B&W, CATERPILLAR

Тип ГД SULZER - WARTSILA MAN CAT

ВАН 22 Z 40 ZA 40 ZA40S ZA50S 20 25 32 46 58 64 32/4 0 40/54 48/60 58/64 3500 3600

Эффективная мех. энергия Чп % 37,2 42,6 44,3 45,5 46,5 43,4 43,0 46,3 48,1 48,4 49,3 45,8 46,3 46,5 47,6 42,8 43,2

Потери в сист.водяного охлаждения 4w % 22,6 9,8 8,6 8,2 7,9 6,8 7,0 8,0 8,4 8,1 7,9 8,7 8,1 7,2 7,0 7,0 7,1

Потери в сист. масляного охлаждения Чо % 1.9 4,9 4,8 4,5 4,1 4,4 4,8 4,2 3,5 4,0 4,1 4,1 4,0 4,3 3,7 5,0 4,9

Потери в охладит. HB Чр % 4,4 11,9 12,6 12,6 12,8 12,3 12,9 11,6 11,3 11,7 12,8 12,8 12,7 13,0 11,8 9,5 9,4

Потери с ОГ qs % 32,9 29,5 28,2 27,8 27,5 31,1 30,8 28,3 27,5 26,6 24,8 27,2 27,5 27,9 28,7 33,9 33,7

Потери теплоизлуч. Чг % 1,0 1,8 1,5 1,4 1,2 2,0 2,0 1,6 1,2 1,2 1,1 1,4 1,4 1,1 1,2 1,8 1,7

Количество цилиндров п L4.6 ,8 L6,8,9 L6,8,9 V 12, 14,16 L6,8,9 V12,14 16,18 L6,8,9 L 4,6, 8,9 R 6,8 V 12, 16 L6,8,9 V 12, 16,18 R4,6,8,9 V 12, 16,18 L 5+9 L5-9 L 6-9 L 6-5-9 L6-9 V12.14 16,18 L6-9 V 8,12, 16 L 6,8 V 12, 16,18

Цилиндровая мощность Nc кВт 75 600 650 720 1200 165 260 450 905 1400 2010 460 720 1050 1390 140 280

Диапаз.номин мощности N. кВт 300 600 3600 5400 3900 10400 4320 12960 7200 10800 660 1485 1560 4160 2700 8100 3600 16290 9000 12600 10050 18090 2760 4140 4320 6480 6300 18900 8340 12510 1120 2240 1680 5040

Уд. массовый расход ОГ msp Кг/ кВтч 7,85 7,43 7,32 7,00 7,00 7,69 7,42 7,33 6,36 6,25 5,80 7,45 7,32 7,20 7,20 7,25 7,19

Уд. расход топлива gn г/ кВтч 226 198 190 . 185 181 194 196 182 175 174 171 184 182 181 177 197 195

Температура газов за TK. tspl °С 380 360 350 350 350 320 385 320 330 360 360 360 350 350 380 415 415

Наибольшие мировые производители судовых ГД количество Общая Процентная доля

Производитель мощность мощности количества штук] [кВт] [%] [%]

1 2 3 4 5

1991 год малооборотные

MAN-B&W 265 2 639 ООО 60,4 60,5

Sulzer 99 1 250 900 28,6 22,6 среднеоборотные

Wartsila 82 314415 18,3 16,0

Pielstick 48 308 900 18,0 9,4

Sulzer 45 235 200 13,7 8,8

MAN-B&W 58 214 420 12,5 11,3

MaK 55 169 870 9,9 10,7

Caterpillar 11 18 745 1Д 2,2

1993 год малооборотные

MAN-B&W 260 2 911 150 57,7 61,5

Sulzer 97 1 496 500 29,6 22,9 среднеоборотные

Sulzer • 60 313 380 19,8 14,1

MAN-B&W 53 234 580 14,8 12,5

Pielstick 21 209 620 13,3 4,9

MaK 51 207 650 13,1 П,9

Wartsila 46 169 890 10,7 10,8

Caterpillar 11 29450 1,9 2,6

1995 год малооборотные

MAN-B&W 405 4 785 570 65,4 67,5

Sulzer 102 1 841 500 25,2 17,0 среднеоборотные

Sulzer 43 357 540 21,9 12,0

Wartsila 64 316 730 19,4 17,9

MaK 64 244 980 15,0 17,9

MAN-B&W 47 236 400 14,5 13,1

Pielstick 11 129 950 8,0 3,1

Caterpillar 15 30 610 1,9 4,2

Продолжение таб. 1.4

1 2 3 4 5

1997 год малооборотные

MAN-B&W 447 5 418 470 60,3 63,7

Sulzer 156 2 762 300 30,7 22,2 среднеоборотные

Wartsila 102 553 680 26,9 26,6

MAN-B&W 38 312 500 15,2 9,9

МаК 69 258 640 12,8 17,9

Sulzer 26 198 850 9,7 6,8

Pielstick 11 195 740 9,5 2,8

Caterpillar 14 55 700 2,7 3,6

1999 год малооборотные

MAN-B&W 515 6 116 600 64,5 67,3

Sulzer 150 2 616 530 27,6 19,6 среднеоборотные

Wartsila 135 770 860 29,9 28,2

MAN-B&W 92 578 100 22,4 18,5

МаК 75 288 560 11,8 15,1

Sulzer 24 263 300 10,2 4,8

Caterpillar 32 106 750 4,1 6,4

2002 год малооборотные

MAN-B&W 530 7 032 400 65,9 67,1

Sulzer 168 2 739 800 25,7 21,3 среднеоборотные

Wartsila 148 810 350 31.1 29,4

MAN-B&W 102 631 800 24,3 20,3

Caterpillar 95 418 200 16,1 18,9

Эти жидкости обеспечивают более высокий КПД цикла Клаузиуса - Ренкина по сравнению с использованием водяного пара. Особенно интересным было бы использование надкритического цикла Клаузиуса - Ренкина, однако в этом случае требуется значительно повысить давление в системе (например до 50 бар), а также термическую стабильность жидкости. К сожалению, большинство органических агентов имеет температуру начала термического разложения в границах 150 - 200 °С, за исключением бензена и толуена (до 400 °С). К недостаткам органических агентов необходимо также отнести их высокую стоимость и очень низкую величину удельной теплоемкости, что требует использования значительных поверхностей теплообмена, а, следовательно, и больших по размерам УК. Кроме того, при разложении фреона в высоких температурах выделяется сильно токсичный газ -фосген. Приведенные выше недостатки органических агентов не позволяют использовать их в настоящее время в судовых схемах глубокой утилизации [53, 140].

Точно также, за исключением опытно-конструкторских и исследовательских работ, обстоит дело с эжекторным и абсорбционным оборудованием в системах охлаждения, использующих тепло выхлопных газов и охлаждающей жидкости. Такого типа оборудование можно было бы использовать во время рейса судна, однако во время его нахождения в порту или на рейде, необходима вторая система охлаждения.

Постоянное повышение потребности в электроэнергии на современных грузоперевозочных судах, а также постоянно растущие цены на топливо требуют более детального технико-экономического анализа при выборе судовой электростанции (СЭС). Для современных грузовых и рыбодобывающих судов доля электроэнергии по отношению к энергии, необходимой для его плавания, в зависимости от типа судна, доходит до 40% для рефрежераторов, 25% - для контейнеровозов с охлаждением контейнеров, до 15% для большинства мелкогрузных судов, для рыболовецких судов в зависимости от условий эксплуатации находится в пределах 20-40% [3,11, 95, 150, 162, 183].

Следует отметить, что возможности производства электроэнергии в утилизационных турбогенераторах и использование энергии ОГ для производства пара в УК являются весьма ограниченными. Связано это в первую очередь с тем, что в современных ГД на судах наметилась тенденция снижения количества бросовой теплоты.

Как видно из табл.1.1, количество такой теплоты для двигателей типа RTA снижается по мере их модернизации, что подтверждается следующими данными: RTA 84 - 27,9%, RTA 84С - 27,5%, RTA 84Т - 26,2%. Это может привести к тому, что количество произведенной электроэнергии в турбогенераторе будет меньшим, чем необходимо на судне, особенно в тех случаях, когда возрастают потребности в паре.

Одним из возможных способов производства электроэнергии на судне является использование валогенераторов (ВГ), однако такое решение не представлено на рис.1.1, поскольку не связано с утилизацией бросовой энергии. В этом случае повышение эффективности эксплуатации СЭУ возможно за счет: снижения расходов на горюче-смазочные материалы при производстве электроэнергии, что связано с более низкими ценами на тяжелое топливо, используемое в ГД, по сравнению с легким топливом для ВДГ, а также более высокими КПД ГД; меньших расходов, связанных с обслуживанием и текущим ремонтом; увеличения срока эксплуатации ВГ.

Однако основной проблемой, связанной с использованием и эксплуатацией ВГ, является обеспечение постоянной частоты производимого тока. В соответствии с требованиями Классификационных Обществ, с учетом особенностей судового электооборудования, допустимые колебания частоты должны находиться в границах ±5% номинальных значений при длительных сроках работы и +10% - для кроткосрочных, не превышающих величины 5 секунд. Использование в пропуль-сивной установке судна винта фиксируемого шага (ВФШ) приводит к тому, что каждое изменение скорости плавания судна связано с изменением частоты вращения ГД. Это, естественно, ограничивает возможность использования ВГ (его можно применять только для тех условий, в которых частота вращения ГД соответствует эксплуатационной (контрактной) с допустимыми отклонениями в пределах п„= ±5%). При плавании судна в условиях волнения происходят колебания частоты вращения, связанные с оголением винта и качкой корпуса судна, что в конечном итоге приводит к отказу в использовании в электрической сети ВГ и переходу на независимый источник тока. В зависимости от системы регулирования частоты вращения ГД и типа стабилизаторов, используемых на судне, валогенераторы, в соответствии с литературными источниками и лично проведенными автором исследованиями, могут эксплуатироваться при волнении до 4-^6 баллов [11,29, 51, 54].

Автору известны также случаи, когда при постройке нового судна, вследствие ошибочного выбора элементов пропульсивного комплекса (легкий или тяжелый винт), технологических отклонений и плохого качества изгото-вления корпуса судна ГД был недогружен по мощности или перегружен.

В МДК с ВФШ расширение возможности использования ВГ связано с использованием оборудования, стабилизирующего частоту производимого тока. Наиболее часто с этой целью применяются машинные статические преобразователи, асинхронные генераторы с тиристорным регулятором частоты (система FRECON фирмы Siemens) или коробки передач, а также муфты контролируемого скольжения (фирмы Niigata) [56, 187]. Установка стабилизирующего частоту тока оборудования увеличивает время эксплуатации ВГ за счет расширения границ частоты вращения ГД от 70% до 105% его пе, однако это не всегда приводит к снижению стоимости вырабатываемой электроэнергии из-за потерь, связанных с их КПД и из-за высоких инвестиционных расходов. Величина КПД такого оборудования находится в пределах около 85%, в случае использования машинных преобразователей, и до 96% при использовании редукторов. По имеющимся данным, стоимость оборудования по стабилизиции частоты тока составляет 120+130% стоимости генератора с редуктором и тиристорного регулятора частоты [21, 53, 67, 89].

В МДК с ВРШ постоянную величину частоты тока на клеммах генератора можно обеспечить за счет постоянной частоты вращения ГД. Необходимые изменения скорости судна в различных условиях эксплуатации получают изменением шага винта H/D, при этом всегда имеется возможность перераспределить потоки мощности на два потребителя - на винт и ВГ. Такое решение позволяет получить необходимую для данных условий мощность ВГ для полного обеспечения потребностей электрической энергии на судне, что является большим преимуществом, в особенности для судов, у которых потребности в электроэнергии являются переменными, например для контейнеровозов с холодильными камерами, пасажирских судов, рыболовецких траулеров и рефрижераторов. Кроме того, в этом случае ГД нагружен полной эксплуатационной мощностью, независимо от условий плавания судна и его технического состояния. Недостатком МДК с ВРШ при работе с «=const является несколько меньшие значения КПД по сравнению с использованием ВФШ (при крайних положениях лопастей разница достигает 6%), а также тем, что современные высокофорсированные судовые ГД при работе на постоянной частоте вращения, особенно при низких нагрузках, имеют увеличенный расход топлива (расход топлива может быть на 3-4% выше по сравнению с работой с переменной частотой вращения в диапазоне нагрузок 50-70% от эксплуатационной мощности Ne). Следует отметить, что такие низкие нагрузки ГД при работе с ВГ встречается крайне редко [18, 67, 118. 122].

Анализ, проведенный автором показал, что МДК, работающие при n=const с ВРШ, чаще всего используются в комплексе с ВГ. Это касается практически 90% всех рассмотренных систем, что объясняется не только схемой привода, значительно меньшими инвестиционными расходами, простотой в обслуживании, меньшей мощностью отбираемой от ГД, для получения такой же мощности на клеммах генератора вследствие отсутствия оборудования для стабилизации частоты тока, но и тем, что взаимная работа пропульсивного комплекса с ВГ ограничивается только погодными условиями [21, 50, 70, 111].

Принимая во внимание возможные способы утилизации вторичных энергоресурсов, представленных на рис. 1.1, учитывая ограничения использования отдельных рабочих сред, а также преимущества использования ВГ, на рис. 1.2 представлена схема оптимальной с точки зрения утилизации вторичных энергоресурсов СЭУ, которая обеспечивает возврат этих ресурсов из наиболее важных его источников:

- бросовая теплота охлаждающей ГД воды используется в вакуумном испарителе для производства пресной воды;

Рис. 1.2 Схема оптимальной системы СЭУ.

SG - ГД, СНР - охладитель наддувочного воздуха, W - испаритель, PZ -ВГ, SZP - дизель-генераторы, TPU - утилизационный турбогенератор, KU - УК, КО - вспомогательный котел, SK - теплый ящик

- теплота наддувочного воздуха (НВ), используется в двухсекционном охладителе для подогрева воды, питающей котел, что позволяет увеличить его паро-производительность;

- пароводяная система является объединенной, что приводит к тому, что вспомогательный котел является одновременно сепаратором пара УК. Раздельные пароводяные системы, в которых УК имеет собственный сепаратор, использовались в 70-80 гг. Однако усложнение системы, дополнительные элементы (сепаратор пара УК, насосы, дополнительные трубопроводы и арматура, система автоматики), а также обязательное условие выравнивания давления пара при параллельной работе котлов, привели к тому, что такие системы достаточно редко используются на судах, простроенных после 90-х годов;

- электроэнергия может производится в ВДГ, а также ВГ или утилизационным турбогенератором, при этом для стабилизации частоты вырабатываемого ВГ тока в МДК используется ВРШ. Представленная на рис. 1.2 схема СЭУ является наилучшим решением, когда обеспечено полное использование вторичных энергоресурсов, минимализированы инвестиционные расходы, упрощены системы и их обслуживание. В настоящее время именно это является наиболее важным для судовладельцев и не только с точки зрения эксплуатационных и инвестиционных затрат, но и вследствие наметившейся тенденции по уменьшению численности экипажа на судне [23, 121, 134, 141].

В отношении целесообразности использования турбогенератора можно сказать, что его установка должна быть подтверждена более детальным анализом, поскольку основной целью утилизации теплоты отработавших газов ГД в УК является производство пара: избыток пара направляется в подогреватель, а затем на турбогенератор.

Эксплуатация СЭУ имеющей в своем составе ГД-валогенератор-винт-УК-дополнительное оборудование с отбором энергии вторичных энергоресурсов (испаритель, подогреватели питающей котел воды), создает множество проблем обслуживающему персоналу и зачастую не приносит ожидаемых судовладельцем результатов по экономии топлива и повышению эксплуатационной эффективности данной СЭУ. Причины такого результата необходимо искать уже на стадии проектирования. ГД - его частота вращения и тип винта выбираются на основании результатов модельных испытаний корпуса судна. На основании измеренного в этих иследованиях сопротивления испытывается модель корпуса буксируемая с различной скоростью, при различной осадке и переменных погодных условиях (искусственное волнение в бассейне), определяется мощность, которую должен развивать ГД для получения требуемой скорости судна. При выборе винта и мощности ГД должен быть учтен искусственный резерв мощности, которую ГД должен иметь для привода валогенератора.

Результаты модельных испытаний позволяют построить теоретические про-пульсивные характеристики, представляющие собой зависимости мощности ГД от частоты его вращения, а также расход топлива, скорость судна и мощность, передаваемую на ВГ.

Определение типа ГД, его мощности, температуры и количества ОГ, позволяют, после теоретического анализа энергетического баланса судна, рассмотреть возможность использования турбогенератора при реализации основной задачи утилизации энергии ОГ - производства соответствующего количества пара. Такие данные позволяют производителю котлов спроектировать, изготовить и поставить соответствующий УК нужных параметров.

Данные теплового баланса выбранного ГД позволят заводу-изготовителю спроектировать и изготовить охладитель НВ и определить максимально возможную температуру подогрева воды, питающей котел. Эти же данные необходимы также и для изготовителя опреснителей для выбора и поставки испарителя с максимальной производительностью пресной воды.

О правильности выбора составляющих элементов СЭУ и условий их совместной работы можно убедиться только на построенном судне, так как только при проведении ходовых испытаний можно получить действительные пропульсивные характеристики. Положение действительной винтовой характеристики часто не совпадает с теоретической, построенной на основании модельных испытаний. Разница эта может иметь место даже для судов одной серии, что подтверждают данные, представленные на рис. 1.3, которые были получены автором для трех судов одной серии с ВФШ при одинаковых погодных условиях [58, 59, 61, 71].

Результаты проведенных исследований позволяют утверждать, что протекание действительных винтовых характеристик отличается от теоретических, построенных по результатам модельных испытаний корпуса. В рассмотренных случаях, наибольшая разница между теоретической мощностью и действительной, необходимой для достижения скорости судна в диапазоне 17,0 - 19,3 узла, достигала 8%, а в диапазоне 19,3 - 20,5 узлов - эта разница снижалась до 4%. Следует отметить, что эта разница имеет достаточно большое влияние на совместную работу системы с ВГ, поскольку речь идет о резерве мощности, которую можно на него передать.

12000 N[kBt] 11000

10000

9000

8000

7000

6000

5000

17 17,5 18 18,5 19 19,5 20 20,5 у[узлы]

Рис.1.3 Положение винтовых характеристик для трех судов одной серии

Так, например, при использовании ВФШ, когда проведенные испытания покажут, что винт является „тяжелым", получаем, что на вновь построенном судне резерв мощности является недостаточным для получения требуемой электроэнергии. В случае же ВРШ (который выбирается точно так же, как и ВФШ, то есть в процессе проектирования винт принимается с постоянным оптимальным соответствующим максимальному КПД шагом), получим на новом судне с „тяжелым" винтом тоже недостаточный резерв мощности. Естественно его можно увеличить за счет уменьшения шага, но это повлечет за собой снижение скорости судна.

Разница в положении винтовых характеристик - теоретических и реальных, можно объяснить целым рядом причин. Это и принятая методика исследований (исследования корпуса с собственным приводом или совместные исследования корпуса и винта), и точность измерительной аппаратуры, принятые допущения и расчетные коэффициенты, точность изготовления модели, степень симметрии и центровки корпуса реального судна, разница в длине действительного корпуса, сварочные деформации листов и наличие сварочных швов, качество покраски.

Проблемы несоответствия теоретических и действительных характеристик были проанализированы в работах [18, 19, 25, 26, 33, 35, 38, 50, 85, 112, 122, 136, 137, 141, 156, 182, 214, 219]. Во время эксплуатации судна положение винтовой характеристики постоянно изменяется вследствие изменений осадки, погодных условий, износа элементов пропульсивного комплекса, увеличения шероховатости корпуса и винта, обрастания корпуса судна и его деформации.

В процессе эксплуатации при постоянном ухудшении технического состояния корпуса, винт становится „тяжелее", то есть снижается резерв мощности, которая может быть передана на валогенератор.

При использовании пропульсивного комплекса с ВФШ ГД будет развивать эксплуатационную мощность при уменьшенной частоте вращения, и если в такой схеме не используются стабилизаторы производимого тока, то автоматика может вывести валогенератор из эксплуатации. Такие случаи достаточно часто имели место при эксплуатации польских судов, на которых используется МДК с ВФШ без систем стабилизации частоты тока [54, 55, 67, 68]. Анализ судовых журналов позволяет утверждать, что на новом судне время эксплуатации ВГ составляет 4868% от времени эксплуатации ГД и зависит от погодных условий и времени маневров. После трех лет эксплуатации среднее время работы ВГ снижается до 2530% времени работы ГД, при этом генератор выключается уже при волнении 2-3 баллов. После четырех лет эксплуатации судна при полной его загрузке при работе в тропиках работа ВГ была невозможна. Валогенератор мог использоваться только при плавании судна в балласте или с частичной загрузкой трюмов [11, 118, 122, 212].

В случае ВРШ единственным ограничением, определяющим выключение валогенератора, являются погодные условия. Анализ литературных источников [21, 26, 43, 111, 113, 121, 125, 137, 141, 154, 225, 233, 242], а также исследования автора [61-66, 78, 79, 82-84] позволяют утверждать, что нормальная работа ВГ возможна до 6 баллов и зависит от размеров судна. Превышение указанной величины волнения приводит к изменению частоты производимого тока вследствие колебаний частоты вращения ГД.

Степень нагрузки ГД в действительных условиях эксплуатации влияет на величину вторичных энергоресурсов, находящихся в ОГ, охлаждающей двигатель воде, НВ и смазочном масле. На рис 1.4 и 1.5 представлены относительные величины изменения бросовой теплоты, находящейся в перечисленных выше источниках, для ГД фирм B&W типа L-MC и Wartsila (Sulzer) типа RTA для нормальных по ISO внешних условий [128, 129].

Как видно наибольшее влияние изменения степени нагрузки ГД (в диапазоне от 40% до 100% номинальной мощности) имеется у наддувочного воздуха, а наименьшее - у отработавших газов.

Относительное снижение количества бросовой теплоты в НВ составляет примерно 14% на каждые 10% снижения мощности двигателя, в то время как снижение мощности ГД на те же 10% приводит к уменьшению теплоты ОГ на 8%.

Это означает, что действительная степень нагрузки ГД, являющаяся суммой мощностей, идущих на привод винта (определяется точкой на действительной винтовой характеристике) и на привод ВГ, оказывает решающее значение на величину вторичных энергоресурсов.

Если отказаться от использования валогенератора, то это приведет к снижению уровня нагрузки ГД, а в итоге - к снижению уровня использования вторичных энергоресурсов. В этом случае уменьшится производство пара в УК вследствие снижения температуры, уменьшится подогрев воды (в охладителе наддувочного воздуха), питающей котел, а также снизится производство пресной воды в опреснителе из-за уменьшения количества теплоты в охлаждающей ГД воде.

0s D я ID

V м к о ч с D Н

80

60

40

20

40

60 80 100 Мощность ГД [%]

Рис. 1.4 Величины теплоизлучения при работе двигателя RTA в точке CMCR

Cj

К Л н о о X в о S

К и, О, о m

JT vO

R д о я О к д D Н и

50 40 30

20 10 О

КПД

ОГ

НВ вода масло

50 60 70 80 90 100 степень нагрузки ГД[%]

Рис. 1.5 Тепловой баланс ГД

Мониторинг и оценка возможности повышения эффективности эксплуатации СЭУ, то есть эксплуатация с минимализацией расходов топлива и максимальным использованием вторичных энергоресурсов, требует определения реального, для конкретных данных условий эксплуатации судна с практически любым техническим состоянием, определения степени нагрузки ГД и величины имеющихся в этих условиях вторичных энергоресурсов.

Анализ литературных источников и опыт работы автора на судах морского флота позволяют утверждать, что комплексный подход к проблеме повышения эксплуатационной эффективности СЭУ отсутствует. Исследования, проведенные разными авторами, касаются или только эффективности взаимной работы МДК, или эффективности эксплуатации УК и теплообменников (охладитель НВ, опреснитель) [3, 7, 16,30, 97, 98, 140, 173, 183,205, 233, 240 ].

В работе представлен комплексный подход к решению проблемы повышения эксплуатационной эффективности СЭУ, в состав которой входит ГД работающий при постоянной частоте вращения, ВРШ, валогенератор, утилизационный котел, опреснитель и теплообменник в виде охладителя наддувочного воздуха (рис. 1.6).

Основой проведения анализа эффективности работы предложенной схемы СЭУ, является мониторинг отдельных энергетических ресурсов рассматриваемых источников энергии в различных условиях эксплуатации судна (состояние моря, скорость, осадка и техническое состояние судна), что может быть учтено переменным сопротивлением корпуса R воды движению судна. Необходимо также учесть и влияние условий окружающей среды - температуры tos, давления р0 и влажности (р воздуха и температуры морской воды twm. Оценка степени нагрузки ГД и валогенератора в комплексе с ВРШ возможна только после получения достоверных, действительных пропульсивных характеристик судна, учитывающих условия его эксплуатации и окружающей среды. Знание такой нагрузки двигателя и определение для этой мощности величин вторичных энергоресурсов с учетом условий эксплуатации и окружающей среды позволяет определить количество возможной для утилизации теплоты, то есть позволяет определить паропроизводи

D=f(N,R,mSD,t

N N1 к уЦ

V

N=f(Ns,Np,R,v,t0S,gl и

Q о i—f ■(N ,R, tSp, twm, t os, pb)

Рис. 1.6 Схема рассматриваемого пропульсивного комплекса. тельность УК, производительность опреснителя и температуры подогрева питающей котел воды. Как было показано ранее, положение действительных винтовых характеристик судна достаточно часто отличается от теоретических даже для судов одной серии. Поэтому оценку и возможности повышения эффективности эксплуатации энергетической системы необходимо рассматривать индивидуально для каждого судна.

Заключение диссертации по теме «Судовые энергетические установки и их элементы (главные и вспомогательные)», Цезары Бехрендт

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

На основании выполненных исследований получены следующие результаты и сделаны следующие выводы:

1. Разработаны математические модели функционирования судового энергетического комплекса с глубокой утилизацией вторичных энергоресурсов. В их основу положены новые информационные базы данных, полученные автором на основании результатов эксплуатационных испытаний на транспортных судах и системного анализа литературных источников и технических характеристик современных СЭУ и их элементов.

2. Разработана методика определения корреляционных зависимостей, отражающих взаимосвязи между параметрами работы энергетического комплекса с ГД различных типов в реальных условиях их нагружения (по винтовой или нагрузочной характеристике) с учетом изменения параметров окружающей среды и величин располагаемых вторичных энергоресурсов.

3. Разработаны методика и математическая модель построения комплекса действительных винтовых характеристик по минимальному количеству данных, полученных во время испытаний реального судна и использования результатов модельных испытаний винта.

4. Получены математические зависимости, описывающие особенности работы ВРШ в неравномерном потоке воды, и уравнения для определения действительных значений коэффициента попутного потока, оказывающего большое влияние на точность определения параметров работы энергетического комплекса.

5. Получено уравнение действительной характеристики ГД, учитывающее свойства топлива, условия эксплуатации и параметры окружающей среды.

6. Получены математические модели, позволяющие определить значения удельной энергии вторичных ресурсов воды, охлаждающей двигатели и наддувочный воздух мало- и среднеоборотных ГД, при этом введение конкретных данных по условиям эксплуатации и окружающей среды позволяет численно определить величины располагаемой энергии этих вторичных источников энергии на судне.

7. Разработаны методики, алгоритмы и компьютерные программы, позволяющие эксплуатационникам назначать наиболее эффективные режимы работы энергетического комплекса в реальных и изменяющихся условиях плавания и с учетом технического состояния корпуса судна и элементов СЭУ, а также оперативно контролировать работу этого комплекса.

8. Полученные методики, алгоритмы и прикладные компьютерные программы позволяют при проектировании, модернизации и эксплуатации СЭУ проводить количественный сравнительный анализ энергетической эффективности их различных вариантов.

9. Разработана математическая модель эффективности использования располагаемой теплоты энергетического комплекса на основании эксергетического метода, учитывающая особенности эксплуатации ГД различного типа и параметры окружающей среды.

10. Экспериментальными исследованиями установлена работоспособность, адекватность, надежность, высокая точность и удобство использования разработанного комплекса компьютерных программ, что подтверждается соответствующими отзывами.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Цезары Бехрендт, 2004 год

1. Аверин В. Опыт создания судовых утилизационных котлов и перспективы их развития / В. Аверин, А. Колесниченко// Судосторение. 1980. - № 5. - С. 12-19.

2. Аксельбанд A.M. Судовые энергетические установки / A.M. Аксельбанд. Судостроение. Л., 1970. - 208 с.

3. Артемов Г.А. Судовые энерегетические установки / Г.А. Артемов, В.П. Волошин, Ю.В. Захаров. Судостроение. - Л., 1987.-217 с.

4. Астафьев С. Системы глубокой утилизации тепла/ С. Астафьев, В. Худин// Морской флот. 1979. - № 10.- С. 3-7.

5. Безюков O.K. Эксплуатация судовых ДВС до предельного состояния / O.K. Безюков, Н.Н. Фомин // Безопастность водного транспорта: Тез. докл. международной НТК. Санкт-Петербург, 2003. - ч.З. - С.18-24.

6. Бехрендт Ц. Анализ методов производства пресной воды на судах морского флота // Известия КГТУ. Калининград, 2004. - №5. - С. 97-101.

7. Бехрендт Ц. Повышение эффективности использования энергетических запасов судовых установок // Problems of Applied Mechanics.- Тбилиси, 2003. № 1 (10). -С. 112-117.

8. Бехрендт Ц. Оценка влияния условий эксплуатации на эксергетический КПД комбинированной энергетической установки / Ц. Бехрендт, А.Вю. Моторный // Инновации в науке и образовании 2003. Тез. докл. международной НТК. -Калининград, 2003. - С. 209.

9. Бехрендт Ц. Термодинамический анализ использования тепла в комбинированных энергетических установках / Ц. Бехрендт, А.В. Моторный // Сб. науч. тр. КГТУ. -Калиниград, 2002. С. 38-47.

10. П.Богомолов B.C. Повышение эффективности эксплуатации валогенераторов промысловых судов // Калининградское книжное издательство. Калининград, 1989.-144 с.

11. Бузник В.М. Судовые парогенераторы // Судостроение. Л., 1970. - 167 с.

12. Верете А.Г. Судовые пароэнергетические установки и газовые турбины / А.Г. Берете, А.К. Дельвиг // Транспорт. М., 1982. - 212 с.

13. М.Гохштейн Д.П. Современные методы термодинамического агализа энергетических установок // Энергия. М., 1969. 180 с.

14. Енин В.И. Судовые котельные установки / В.И. Енин. Н.И. Денисенко, И.И. Костылев // Транспорт. М., 1993. - 216 с.

15. Камкин С.В. Анализ КПД судовых дизельных установок // Транспорт. М., 1965.- 154 с.

16. Карпович В.А. Дизельные установки с ВРШ // Судпромгиз. Л., 1964. - 113 с.

17. Кецлах В.П. Объединенное управление дизелем и ВРШ с программированием по скоростям хода // Судостроение. 1965. - №6. - С. 18-23.

18. Кацман Ф.М. Пропульсивные качества морских судов / Ф.М. Кацман, А.Ф. Пустотный // Судостроение Л., 1972. - 202 с.

19. Козлов В.И. Судовые энергетические установки // Судостроение. Л., 1975. -342 с.

20. Конаков Г.А. Судовые энергетические установки и техническая эксплуатация флота / Г.А. Конаков, Б.В. Васильев // Транспорт. М., 1980. - 198 с.

21. Контроль эффективности использования и нормирование расхода топлива на судах и предприятиях промыслового флота / под ред. В.В. Щагина. Калининград, 1979. 144 с.

22. Коршунов Л.П. Структурные схемы энергетических установок промысловых судов //Калининградское книжное издательство. Калининград, 1995. 199 с.

23. Коршунов Л.П. Энергетические установки промысловых судов // Судостроение. -Л., 1991.-360 с.

24. Липис В.Б. Гидродинамика гребного винта при качке судна // Судостроение. -Л., 1975.- 132 с.

25. Небеснов В.И. Вопросы совместной работы двигателей, винтов и корпуса судна // Судостроение. Л., 1965. - 247 с.

26. Овсянников М.К. Дизели в пропульсивном комплексе морских судов / М.К. Овсянников, В.А. Петухов // Судостроение. Л., 1987. - 187 с.

27. Пащенко Ю.И. Опыт эксплуатации утилизационного котла // Морской флот. -1981.-№6.-С. 23-28.

28. Подсушный A.M. Восстановление эффективности судовых энергетических установок // Судостроение. JL, 1975. - 177 с.

29. Равич М.Б. Эффективность использования топлива // Наука. М., 1977. - 212 с.

30. Ривкин СЛ. Термодинамические свойства газов // Энергия. М., 1998. - 337 с.

31. Сен Л.И. Парогенераторные установки на морской воде / Л.И. Сен, Ю.В. Якубовский // Судостроение. Л., 1979. - 181 с.

32. Силуков Т.Д. Построение паспортных диаграмм для судов с ВРШ // Судостроение. 1960. - № 12. - С. 17-25.

33. Силуков Т.Д. Построение пропульсивных характеристик для судов с винтом регулируемого шага // Судостроение. 1962. - №9. - С. 9-14.

34. Силуков Т.Д. Построение универсальных обобщенных пропульсивных характеристик с винтом регулируемого шага // Судостроение. 1964. - №3. - С. 17-22.

35. Ходовые и тяговые характеристики промысловых судов / Сб. науч. тр. -Судостроение. Л., 1977. - 249 с.

36. Храпченко А.С. Судовые вспомогательные и утилизационные парогенераторы // Судостроение. Л., 1979. - 198 с.

37. П1ифрин Л.С. Приближенный расчет дополнительного сопротивления судна на регулярном волнении // Судостроение. 1973. - № 12. - С. 32-38.

38. Щагин В.В. Характеристики технического использования и проблемы проектирования судовых энергетических установок / В.В. Щагин, А.В. Щагин // Тез. докл. межд. НТК. КГТУ. - Калининград, 2000. - ч.З. - С. 5-12.

39. Щагин В.В. Вариантность показателей эксплуатационной эффективности СЭУ / В.В. Щаги, А.В. Щагин // Сб. науч. тр. КГТУ. Калининград, 2002. - С. 3-10.

40. Эйтвид Л.В. Парогенераторы промысловых судов // Легкая и пищевая промышленность. М., 1981. - 232 с.

41. Энергия и эксергия // Сб. науч. тр. Мир. - М., 1968. - 248 с.

42. Alpha CP Propellers. Wydawnictwo firmy MAN-B&W, Frederikshavn 1996. 156 c.

43. Annex VI for MARPOL 73/78. Wydawnictwo IMO, Londyn 2000. 32c.

44. Baston S., Grobman S.: Delphi 2. Wydawnictwo Politechniki Sl^skiej, Gliwice 1997. -125 c.

45. Behrendt C.: Wplyw pr^dnicy zawieszonej na sterowanie silnikiem i srub^ nastawn^. Technika i Gospodarka Morska R.34 nr 1. 1984. C.20-23.

46. Behrendt C.: Sposoby poprawy bilansu energetycznego w systemach szerokiej utylizacji. Technika i Gospodarka Morska R.34 nr 3, 1984. C.141 -144.

47. Behrendt C.: Optymalne nastawy ukladu nap^dowego z pr^dnic^ zawieszon^. Technika i Gospodarka Morska R.36 nr 5,1986. C. 237 - 240.

48. Behrendt C.: Sterowanie optymalne ukladu nap^dowego z pr^dnic^ zawieszon^. Materialy VIII Sympozjum Silowni Okr^towych, Gdynia 1986. C. 43 - 59.

49. Behrendt C.: Metodyka wyznaczania optymalnych nastaw silnika okr^towego i sruby nastawnej w ukladzie z prqdnic^ zawieszon^ w roznych warunkach plywania statku. Rozprawa doktorska. Politechnika Slqska, Gliwice 1987. 148c.

50. Behrendt C.: Optimale Betriebsstufen von Vortriebssystemen mit Wallengenerator. Wissenschaftliche Beitrage, Hochschule fur Seefahrt, Heft 3/89, Rostock 1989. C. 17-21.

51. Behrendt C.: Optimum settings of Propulsion Systems with a Take-off Generator. Materialy Jubilejnoj Naucznoj Konferencji w Murmanskoj Wysszeje Morskoje Ucziliszcze, Murmansk 1990. С 32 - 38.

52. Behrendt C., Rajewski P.: Studium mozliwosci wykorzystania ciepla odpadowego w silowniach statkow motorowych. Opracowanie na zlecenie firmy Optimus Gdansk, Szczecin 1990.-68c.

53. Behrendt C.: Wplyw warunkow eksploatacyjnych na prac? okr^towych ukladow nap^dowych z pr^dnic^ zawieszonq. Materialy XII Mi?dzynarodowego Sympozjum Silowni Okr?towych, Gdynia 1991. C. 46 - 54.

54. Behrendt C.: Metodyka sporz^dzania charakterystyk nap^dowych statkow z uwzgl^dnieniem nadwyzek mocy silnika glownego. Sprawozdanie z badan statutowych nr 7/SflTESO/92, Szczecin 1992. 18c.

55. Behrendt C.: Mozliwosc wykorzystania sprz^gla о kontrolowanym poslizgu do nap?du pr^dnic zawieszonych. Materialy XVI Naukowej Sesji Okr?towcow, Dziwnowek 1994, t.l. C. 55 - 61.

56. Behrendt С.: Badania eksploatacyjne kotla AQ 10/12. Materialy XVI Mi^dzynarodowego Sympozjum Silowni Okr^towych, Gdansk 1994. C. 32 - 39.

57. Behrendt C., Rybak W.: Testing of Oil-Fired Boiler AQ 10/12 fitted on the Vessel В 186/2. Sprawozdanie z badan, Szczecin 1994. 17c.

58. Behrendt C., Rybak W.: Testing of Oil-Fired Boiler AQ 10/12 and Exhaust Gas Boiler AQ 7 Fitted on the Vessel В 186/3. Sprawozdanie z badan, Szczecin, 1994. -18c.

59. Behrendt C., Rybak W.: Badania prawidlowosci dzialania systemu wody sfodkiej chlodz^cej cylindry silnika 6 RTA 62 zamontowanego na statku B186/III/4. Sprawozdanie z badan. Szczecin 1994. 5c.

60. Behrendt C., Rybak W.: Testing of Oil-Fired Boiler AQ 10/12 and Exhaust Gas Boiler AQ7 Fitted on the Vessel В 186/1. Sprawozdanie z badan, Szczecin 1994. -17c.

61. Behrendt C., Rybak W.: Testing of Oil Fired Boiler SPANNER V20 and SPANNER Exhaust Gas Boiler Fitted on the Vessel B170/II/1. Sprawozdanie z badan, Szczecin 1995.- 16c.

62. Behrendt C., Rybak W.: Testing of Oil Fired Boiler SPANNER V20 Fitted on Vessel B170/II/1 After Regulation Carred Out by Senior Thermal Service. Sprawozdanie z badan. Szczecin 1995.- 12c.

63. Behrendt C., Rybak W.: Testing of Oil-Fired Boiler SPANNER V25 and Spanner Exhaust Gas Boiler Fitted on the Vessel В170/2 Sprawozdanie z badan. Szczecin1995.-16c.

64. Behrendt C., Rybak W.: Testing of Oil-Fired Boiler VTS 716-160 and Exhaust Gas Boiler LA 721D-162 Fitted on the Vessel В 188/1/1. Sprawozdanie z badan, 1995. -18c.

65. Behrendt C., Myskow J.: Testing of Oil-Fired Boiler VX 825-163 and Exhaust Gas Boiler LA 715D-162 Fitted on the Vessel В 190/1. Sprawozdanie z badan. Szczecin1996.- 14c.

66. Behrendt C.: Ocena mozliwosci wspolpracy z pr^dnicq. zawieszon^ wybranych typow okr^towych silnikow nap^du gfownego. Materialy Srodowiskowego Zebrania Naukowego Sekcji Podstaw Eksploatacji Komitetu Budowy Maszyn PAN, Szczecin 1996. -C. 5-13.

67. Behrendt С.: Badania eksploatacyjne wybranego ukladu nap^dowego wspolpracuj^cego z pr^dnic^ zawieszon^. Materiaiy XVII Mi?dzynarodowego Sympozjum Silowni Okr^towych, Gdynia 1996. C. 59 - 65.

68. Behrendt C., Myskow J.: Testing of Exhaust Gas Boiler 721E-161 Fitted on the Vessel В 190/2. Sprawozdanie z badan, Szczecin 1996. 16c.

69. Behrendt C.: Service investigations of a ship propulsion system cooperating with suspended electric generator. Polish Maritime Research No 2(12), 1997, Vol.4. C. 29-31.

70. Behrendt C., Kucharski Т.: Comparison of Model Test with Ship Sea Trial Results for a Given Vessel Series. Materiaiy II International Conference on Marine Technology ODRA 97, Southampton Szczecin, 1997. - C. 279 - 295.

71. Behrendt C., Okopny J.: Testing of Exhaust Gas Boiler AQ 7 Fitted on the Vessel В 186/VI/ll. Sprawozdanie z badan, Szczecin, 1997.- 17c.

72. Behrendt C., Tunski Т.: Wplyw stanu obciqzenia silnika glownego na opory przeplywu spalin w wodnorurkowym kotle utylizacyjnym. Materiaiy XX Sympozjum Silowni Okr?towych, Gdynia, 1998. C. 21-25.

73. Behrendt C., Borkowski Т.: Badanie emisji spalin silnikow glownych, silnikow pomocniczych i kotla opalanego na promie m/f "Polonia". Sprawozdanie z badan, Szczecin, 1998.-18c.

74. Behrendt C., Borkowski Т.: Badanie emisji spalin silnikow glownych, silnikow pomocniczych i kotla opalanego na promie m/f "Mikolaj Kopernik". Sprawozdanie z badan, Szczecin, 1998. 23c.

75. Behrendt C., Borkowski Т.: Badanie emisji spalin silnikow glownych, silnikow pomocniczych i kotla opalanego na promie m/f "Jan Sniadecki". Sprawozdanie z badan, Szczecin, 1998.-24c.

76. Behrendt C., Myskow J.: Testing of Oil Fired Boiler AQ 12 and Exhaust Gas Boiler AV9 Fitted on the Vessel В 577/1/1. Sprawozdanie z badan, Szczecin, 1998 16c.

77. Behrendt С., Myskow J.: Testing of Oil Fired Boiler AQ 12 and Exhaust Gas Boiler AV9 Fitted on the Vessel В 577Я/3. Sprawozdanie z badan, Szczecin, 1998 18c.

78. Behrendt C., Borkowski Т.: Badanie emisji spalin silnikow glownych i silnikow pomocniczych HSC "Boomerang". Sprawozdanie z badan, Szczecin, 1998.-27c.

79. Behrendt C., Borkowski Т.: Badanie emisji spalin silnikow glownych, silnikow pomocniczych i kotla opalanego na statku m/s "Wejherowo". Sprawozdanie z badan, Szczecin, 1998.-20c.

80. Behrendt C., Myskow J.: Testing of Oil Fired Boiler AQ 18 and Combined Boiler AQ 16 Fitted on the Vessel В 579Я1/1. Sprawozdanie z badan, Szczecin. 1998. 14c.

81. Behrendt C., Myskow J.: Testing of Exhaust Gas Boiler AV9 Fitted on the Vessel В 577/II/1. Sprawozdanie z badan, Szczecin, 1999.- 12c.

82. Behrendt C., Myskow J.: Testing of Oil Fired Boiler MISSION'M OS 2300 and Waste Heat Boiler AQ 2 Fitted on the Vessel В 584Я/1. Sprawozdanie z badan, Szczecin, 1999.- 18c.

83. Behrendt C.: Badania eksploatacyjne ukladu nap^dowego silnik-sruba-pr^dnica zawieszona na wybranym statku. Materiaty Konferencji EXPLO-SHIP'99, Mi?dzyzdroje Kopenhaga, 1999. - C. 35-41.

84. Behrendt C., Myskow J.: Testing of Exhaust Gas Boiler AQ7 Fitted on the Vessel В 188Я11/1. Sprawozdanie z badan, Szczecin, 2000. 16c.

85. Behrendt C.: Service Investigations of a Ship's Energetic System. Materiaty Konferencji BALTTECHMASZ, Kaliningrad, 2000. C. 35 - 41.

86. Behrendt C.: Wplyw warunkow pogodowych na wspolprac? ukladu nap^dowego z pr^dnic^ zawieszon^ na wybranym statku. Materiaty XXI Sympozjum Sitowni Okr?towych, Gdansk, 2000. C. 29 - 35.

87. Behrendt C., Borkowski Т.: Optymalizacja eksploatacji silowni okr^towej. Materiaty X-th International Interdisciplinaiy Conference of Teachers on Marine Science and Technology, Szczecin, 2000. C. 8 - 16.

88. Behrendt С. Motornyj A.: Exhaustgas emissions from marine auxiliary oil fired boiler. I Kongres Seas & Oceans. Materialy Kongresu, Szczecin, 2001. - C. 49-53.

89. Behrendt C.: Service investigations of a chosen ship energetic system. Zeszyty Naukowe KGTU, Kaliningrad, 2001. C. 14-21.

90. Behrendt C.: Badania eksploatacyjne wybranego kotla utylizacyjnego. Zeszyty Naukowe KGTU, Kaliningrad, 2001. C. 70-77.

91. Behrendt C.: Metodyka sporz^dzania charakterystyk nap^dowych wybranego ukladu napedowego statkow morskich. Zeszyty Naukowe Baltic Association of Mechanical Enginering Experts No.l, Kaliningrad, 2001 .- C. 187-191.

92. Behrendt C.: Wielkosci charakterystyczne ukladow nap§dowych wspolpracuj^cych z prqdnic^ zawieszon^ na przykladzie statkow kontenerowcow. Materialy XXIII Sympozjum Silowni Okr?towych A.M. Gdynia, 2002. C. 17-25.

93. Behrendt C.: Wybrane problemy wyznaczania wartosci wspolczynnika strumienia nadqzaj^cego". Zeszyty Naukowe nr 66, Wyzsza Szkola Morska w Szczecinie, Szczecin. 2002. C. 61-73 .

94. Behrendt C.: Analiza porownawcza bilansu cieplnego wybranych wolnoobrotowych silnikow firmy Wartsila-Sulzer. Mi^dzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna Bahtechmasz-Kaliningrad, 2002. C. 257-259.

95. Behrendt C.: Analiza porownawcza bilansu cieplnego wybranych srednioobrotowych silnikow nap?du glownego firmy MAN-B&W i Wartsila. Mi?dzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna Balttechmasz Kaliningrad, 2002. - C. 275-276.

96. Behrendt C.: Oleje diatermiczne stosowane w okr^towych systemach grzewczych. Zeszyt Naukowy nr 2. Baltic Association of Mechanical Engineering Experts, Kaliningrad, 2002, C. 77-79.

97. Behrendt C.: Analiza porownawcza olejowych i parowych systemow grzewczych statkow morskich. Zeszyt Naukowy nr 2 Baltic Association of Mechanical Engineering Experts, Kaliningrad, 2002. C. 52-53.

98. Behrendt C.: Systemy wykorzystuj^ce zjawisko odwrotnej osmozy do produkcji wody slodkiej na statkach. Zeszyty Naukowy KGTU Kaliningrad, 2002. - C. 62-78.

99. Behrendt C.: Analiza parametrow techniczno-eksploatacyjnych jednostopniowych okr^towych wyparownikow podcisnieniowych. Zeszyty Naukowe KGTU, Kaliningrad, 2002 C. 79-93.

100. Behrendt С., Myskow J.: Ocena metod wyznaczania wydatku parowego kotlow utylizacyjnych. Zeszyty Naukowe KGTU, Kalinigrad, 2002. C. 54-61.

101. Behrendt C., Klyus 0. Myskow J.: Badania kotla opalanego 25-HO-lO i utylizacyjnego EXV 740/28/57/600 zainstalowanych na statku В591Я/1. Zlec. Stocznia Szczecinska S.A. Szczecin, 2002. 20c.

102. Behrendt C., Klyus O., Matuszak Z: Badanie przyczyn wysokiej temperatury lozyska rufowego pochwy walu na jednostce В178-1. Zlec. Stocznia Szczecinska. S.A. Szczecin, 2002.-11c.

103. Behrendt C.: Zmiany parametrow otoczenia w rzeczywistych warunkach eksploatacji statkow morskich. Polsko-rosyjska konferencja n.t. Analiz prognorizowanije i uprawlenije w zloznych sistimach. Petersburg, 2003. C. 12-18

104. Behrendt C.: Nap?d awaryjny statkow handlowych rozwi^zania techniczne i analiza pracy wybranego ukladu na podstawie badan eksploatacyjnych. Mat. Mi?dzynarodowej Konferencji „Bezopostnost' Wodnowo Tranporta" St. Petersburg, 2003, torn III.-C. 164-169.

105. Behrendt C.: Analiza uszkodzen okr?towych pomocniczych kotlow opalanych. Zeszyty Naukowe Nr 68, Wyzsza Szkola Morska w Szczecinie, 2003. C. 29-39.

106. Behrendt: Dobor skorygowanej sruby do wspolpracy z silnikiem nap?dowym rozwijaj^cym zredukowan^ moc. Zlecenie firmy Poltrampservice, Szczecin, 2003. -10c.

107. Behrendt C., Myskow J.: Badanie kotlow opalanych AQ18 i utylizacyjnego AV-6N zainstalowanych na statku B-588/1. Zlec. Stocznia Szczecinska Nowa, Szczecin, 2003. 12c.

108. Bille Т.: Experiences with Controllable Pitch Propellers. Inst. Of Marine Engineers, Feb. 1967.-C. 10-20.

109. Boylston J.W., de Koff DJ.: Some Aspects of Hydrodynamic Design of Merchant Ships. Transactions SNAME, New York, 1968. C. 24 - 32.

110. Breendoip W.: Service Experience with PTO type BW/RCF. Wydawnictwo firmy MAN B&W Diesel A/S, Hvidovre, 1988. 26c.

111. Cavitation Test Behind the Model 1350 TEU Container Vessel. Raport z badan, HSVA Hamburg, 1992. 84c.

112. Chachulski К., Sroka К.: Zbior zadan z podstaw nap^du okr^towego. Wydawnictwo WSM Gdynia, 1984. 155c.

113. Chachulski K.: Podstawy eksploatacji nap^du okr^towego. Wydawnictwo WSM Szczecin, Szczecin, 1985.-398c.

114. Chachulski K., Behrendt C.: Optymalizacja sterowania ukladami nap^dowymi. Wydawnictwo WSM w Szczecinie, Szczecin, 1985. 402c.

115. Chachulski K.: Podstawy nap^du okr^towego. Wydawnictwo Morskie, Gdansk, 1988.-398c.

116. Chachulski K., Behrendt C.: Prototyp mikroprocesorowego urz^dzenia optymalizuj^cego zuzycie paliwa przez uklad nap?dowy statku z pr^dnic^ zawieszonq. Opracowanie na zlecenie Instytutu Morskiego w Gdyni. Umowa 1076/13.2, Szczecin, 1988. 156c.

117. Chachulski K.: Numeryczna metoda doboru optymalnych nastaw silnika spalinowego w okr§towym ukladzie nap^dowym. Wydawnictwo WSM, Szczecin. 1987.-248c.

118. Chachulski K.: Energetyczne problemy eksploatacji nap^dow okr^towych. Wydawnictwo Morskie, Gdansk, 1991. 285c.

119. Chachulski K.: Metody i algorytmy rozwiqzywania problemow eksploatacyjno -ruchowych okr^towych ukladow nap?dowych. Wydawnictwo WSM, Szczecin, 1992. 123c.

120. Construction and Operation of Modern Marine Boilers, Babcock Report No. 38, 1992.-61c.

121. Dokumentacja techniczno-ruchowa silnika L 58/64. Wydawnictwo MAN B&W, HPC, Poznan, 1998.- 120c.

122. Dreuth B.W.: Reliability of Controllable Pitch Propellers. Int. Shipbuilding Progress, August 1972. C. 43 - 61.

123. Dudziak J.: Okr^t na fali. Wydawnictwo Morskie, Gdansk . 1980. 84c.

124. Eckhardt M.K., Morgan W.B.: A Propeller Design Method SNAME Transactions, 1955, Vol. 63.-C. 32-44.

125. Engine Selection Guide, Two Stroke MC/C Engines 5th Edition. Wydawnictwo firmy MAN-B&W, Kopenhaga, 2000. - 160c.

126. Engine Selection and Project Manual for RTA 52U, 62U Engines. Wydawnictwo firmy Sulzer. Winterthur. 1996. 146c.

127. Faltin H.: Messverfahren und Messgerate der Kraft und Warmewirtschafit. VEB Verlag, Halle. 1985.- 115c.

128. Gajek J.: Zespol silnik wysokopr^zny sruba nastawna - kadtub statku - jako obiekt sterowania. Budownictwo Okr^towe nr 2, 1972. - C. 10-20.

129. Gajek J.: Zadania i algorytmy ukladow sterowania zespolem silnik sruba nastawna. Budownictwo Okr^towe nr 3, 1972. - C. 12 - 21.

130. Gajek J.: Metody programowe i ekstremalne w sterowaniu zespolem silnik sruba nastawna. Budownictwo Okr^towe nr 5, 1972. - C. 10-18.

131. Gajek J.: Uklady sterowania programowego silnik sruba nastawna. Budownictwo Okr?towe nr 6, 1972. - C. 14 - 23.

132. Gajek J.: Uklady sterowania okr^towych srub nastawnych produkcji krajowej. Zeszyty Naukowe P.G., Gdansk, 1991. C. 18 - 32.

133. Gallin E.: Alternatives for Economical Diesel Propulsion Motor Ship No.5, 1991. -C. 35-40.

134. Gallin C., Hiersig H., Heiderich O.: Ships and Their Propulsion Systems. Lohmann & Stolterfoht GmbH, 1981, ISBN 3-9800624-0-6. 64c.

135. Gallois J.: Medium speed diesel engines for sea transport cost reduction. Zosen, Nov. 1980.-C. 26-38.

136. G^siorowski J.: Laboratorium podstaw miernictwa cieplnego i teorii maszyn cieplnych. Wydawnictwo Politechniki Warszawskiej, Warszawa. 1987. 86c.

137. Gietzalt M.: Optimierung der Energieausnutzung von Abwarme und Abgas. Schiffbauforschung Wissenshaft Technische Mitteilungen T.U. Rostock No 23, Rostock. 1984. -C. 36 -52.

138. Grobe H.: Beitrag zur Automatisierung des Umsteuervorganges bei Schiffspropellem mit Dieselmotoraantrieb. Schiffbauforschung No 9, Marz April 1970.-C. 54-66.

139. Hansen J.P.: Diesel Engines Waste Heat Recovery. Svensk Sjofarts Tidning 4. Stockholm, 1991.- 176c.

140. Harvald S.A., Нее J.M.: Propulsion of Single-Screw Ships. Wydawnictwo firmy MAN-B&W, Kopenhaga, 1981. 151c.

141. Harvald S.A.: Resistance and Propulsion of Ships. Wydawnictwo firmy MAN-B&W, Kopenhaga. 1983. 61c.

142. Harvald S.A.: Prediction of Power of Ships. Wydawnictwo firmy MAN-B&W, Kopenhaga. 1986.-73c.

143. Hodgkin A.F.: The Role of Boilers in Energy Conservation at Sea. Marine Engineering Revue, March 1979. C. 38 - 48.

144. Hodgkin A.F.: Marine Boilers for Very Advanced Purposes. The Institute of Marine Engineers, 1988. 173c.

145. Holtrop J.: A Statistical Re-Analysis's of Resistance and Propulsion Data, Shipbuilding (Marine Technology Monthly), September 1984. C. 46 - 56.

146. Holtrop J.: An Approximate Power Prediction Method, ISP, July 1982. C. 36-44.150. lilies K.: Handbuch der Schiffsbetriebstechnik. Vieweg, Braunschweig. 1972. -240c.

147. Jaworowski J.: Badania wyparownikow typu AFGU firmy Atlas, sprawozdanie z badan, WSM. Szczecin. 1976. 43c.

148. Jaworowski J.: Badanie wyparownikow typu WY firmy FUO Rumia,, sprawozdanie z badan, WSM, Szczecin, 1977. 51c.

149. Jaworowski J.: Badanie wyparownikow typu JWP firmy Alfa-Laval, sprawozdanie z badan, WSM Szczecin, 1978. 39c.

150. Johansson A.: Shaft generator systems. The Motor Ship, August 1983. C. 35-43.

151. Kays W., Crowford M.: Convective Heat and Mass Transfer Mc Graw Hill, New York, 1990.-346c.

152. Keller W.H.: Extended Diagrams for Determining the Resistance and Required Power for Single Screw Ships. Int. Shipbuilding Progress, No 24, 1974. C. 58 - 67.

153. Kerlen H., Esveld J.: Propulsion, Cavitation and Vibration Characteristics of Overlapping Propellers for a Container Ship. International Shipbuilding Progress, June 1972,-C. 46-59.

154. Klaasen H.: Automation and Controllable pitch propellers. Int. Shipbuilding Progress No 11, 1964. C. 39 - 48.

155. Krepa J.: Okr^towe uklady energetyczno-nap^dowe. Wydawnictwo WSM, Gdynia 1989.-266c.

156. Kummrow R.: CON-SPEED. The Versatile Controlled Speed Gear for Power -Take Off Systems. Wydawnictwo firmy Sulzer SLM, Winterthur. 1984. - 96c.

157. Kummrow R.: General Technical Data for Con-Speed Controlled Speed Gear. Wydawnictwo firmy Sulzer SLM, Winterthur. 1984. 44c.

158. Kuropatwinski S., Lipski Т.: Energoelektryczne uklady okr^towe. Wydawnictwo Morskie, Gdansk, 1972. 282c.

159. Lammeren W.P., Marrnen J.D., Oesterveld M.C.: The Wageningen B-Screw Series. The Society of Naval Architects and Marine Engineers Transactions, 1969, vol. 77.-C. 69-76.

160. Lerbs H.W.: On the Effect of Scale and Roughness on Free Running Propellers. Journal ASME, 1951.-C. 74-87.

161. Marine Installation Manual RTA 58T Engines. Wydawnictwo firmy Sulzer, Winterthur. 1996. 138c.

162. Marine Project Guide Wartsila Nohab. Wydawnictwo firmy Wartsila Diesel AB, Trollhattan, 1997. - 124c.

163. Marciniak A.: Borland Pascal 7.0 z elementami programowania. Wydawnictwo Politechniki Poznanskiej, Poznan, 1993. 180c.

164. Marciniak A., Gregulec D.: Podstawowe procedury numeryczne w j?zyku Turbo Pascal. Wydawnictwo Politechniki Poznanskiej, Poznan. 1997 167c.

165. Master P.: Konstruktion von Abgaskesseln. TUHH Therma, Bremen, 1991. 94c.

166. MC Programme Engine Selection Guide - 2nd Edition. Wydawnictwo firmy MAN-B&W, Kopenhaga. 1992. - 186c.

167. MC Programme Engine Selection Guide - 3rd Edition. Wydawnictwo firmy MAN-B&W, Kopenhaga. 1996. - 148c.

168. Mikkelsen G., Brandorp W.: Main Engine Driven Generators. Wydawnictwo B&W Diesel A/S, Kopenhaga. 1982. 46c.

169. Michalski R.: Silownie okr?towe. Wydawnictwo Politechniki Szczecinskiej, Szczecin. 1987.- 108c.

170. Michalowski S., Wankowicz K.: Termodynamika procesowa. WNT, Warszawa, 1993.-420c.

171. Mieszkowski M.: Pomiary cieplne i energetyczne. WNT, Warszawa. 1993. 252c.

172. Miller Т., Powel D.: Delphi 4 ksi?ga eksperta. Eydawnictwo Politechniki Sl^skiej, Gliwice. 1998.-292c.

173. Miller W.: Metodyka okreslania optymalnych rezimow pracy sruby о skoku nastawnym. Wydawnictwo Osrodka Hydrotechniki Okr^tu, Gdansk. 1991. 84c.

174. Model Test for a 1350 TEU Container Vessel. Raport z badan, HSVA Hamburg, 1992. 86c.

175. Modern Marine Boiler Plants. Babcock Report No. 37, 1992. 74c.

176. Moor J., Mardey D.; Nations and Propulsion of Single Screw Models in Head Seans. Trans Riina, 1970, vol. 110 i 112. C. 68 - 74.

177. Moor D.J.: Standards of Ship Performance. Transaction IESS. 1974, Vol. 117, No 2. C. 63 - 76.

178. Muntjewerf J.J.: Resistance and Propulsion of a High Speed Single Screw Cargo Liner Design. Netherlands Ship Research Centre TNO, Raport No 141, Deft. 1979. -17c.

179. Nielsen U.: The Best Power Combination for Shipboard Services. Marine Engineer Revue, Dec. 1983. C. 64 - 86.

180. Norgaard A.: Betrieb von Abgaskesseln. TUHH Thema H, Aalborg. 1991. 74c.

181. Normy dotycz^ce pomiarow cieplnych kotlow i silnikow spalinowych DIN 57116/VDE 0116, DIN 4787T.Z, DIN 4788 T. 46c.

182. Oesterveld M.C., Oossanen P.: Futher Computer Analyzed Date of Wageningen B-Screw Series. International Shipbuilding Progress. 1975, nr 3. 86 - 98c.

183. Omega Clutch for Ship Shaft Generators. Wydawnictwo firmy Niigata, Tokio. 1988.-34c.

184. Orlowski P.: Kotly parowe, konstrukcja i obliczenia. WNT, Warszawa, 1979. -34c.

185. Ozaki Y.: An introduction to the ABS Guide for Propulsion Redundancy, Materialy 20-th Amnual Marine Propulsion Conference, London, 25-26 March 1998. -C. 186- 198.

186. Peters J.: Guide for propulsion redundancy, Materialy American Bureau of Shiping, June 1997.-24c.

187. Phillips Birt D.: Ship Model Testing. International Textbook Company Ltd, London, 1970.- 136c.

188. Piotrowski W.: Okr^towe kotly parowe. Wydawnictwo Politechniki Gdanskiej, Gdansk, 1985.- 184c.

189. Piotrowski W.: Wytwornice pary, podstawy teoretyczne. Wydawnictwo Politechniki Gdanskiej, Gdansk, 1988. 160c.

190. Piotrowski I., Witkowski K.: Okr^towe silniki spalinowe. Wydawnictwo Morskie, Gdynia, 1996.-440c.

191. Product Features Three Medium Speed Engines One Design Concept L 40/54, L/V 48/60, L 58/64. Wydawnictwo firmy MAN-B&W Diesel AG, Augsburg, 1999. -120c.

192. Project Guide Wartsila 32. Wydawnictwo firmy Wartsila Diesel Oy, Vaasa, 1996.-86c.

193. Project Guide Really Reliable Propulsion Power Wartsila Vasa 46. Wydawnictwo firmy Wartsila Diesel Oy, Vaasa, 1996. - 104c.

194. Project Guide for Marine Applications Wartsila 46. Wydawnictwo firmy Wartsila Diesel Oy, Vaasa, 1998. - 90c.

195. Project Planning Manual. Four stroke Diesel Engines L 58/64. Wydawnictwo firmy MAN-B&W Diesel AG, 1997. - 120c.

196. Project Guide S 60 MCC 2nd Edition. Wydawnictwo firmy MAN-B&W, Kopenhaga, 1999. - 146c.

197. Project Guide S 50 MCC 3rd Edition. Wydawnictwo firmy MAN-B&W, Kopenhaga, 2000.- 150c.

198. Project Guide S 46 MCC 1st Edition. Wydawnictwo firmy MAN-B&W, Kopenhaga 1997, str. 140. ;

199. Project Guide S 42 MC 2nd Edition. Wydawnictwo firmy MAN-B&W, Kopenhaga, 1997.- 138c.

200. Project Guide L 42 MC 5th Edition. Wydawnictwo firmy MAN-B&W, Kopenhaga, 1999.- 124c.

201. Pronk C.: Selection and Symulation of Marine Propulsion Control Systems. International Shipbuilding Progress, May 1972. C. 86 - 98.

202. Pudlik W.: Termodynamika. Wydawnictwo Politechniki Gdanskiej, Gdansk, 1995. -245c.

203. Rokicki H.: Badania cieplne kotla wodnego. Wydawnictwo Politechniki Gdanskiej, Gdansk, 1990. 64c.

204. Rokicki H.: Urz^dzenia kotlowe. Przyklady obliczeniowe. Wydawnictwo Politechniki Gdanskiej, Gdansk, 1996. 124c.

205. Rychter Т., Teodorczyk A.: Modelowania matematyczne roboczego cyklu silnika tlokowego. WNT, Warszawa, 1988.-262c.

206. Schanz F.: Die Entwicklung im Antrieb von Fischereifahrzeugen durch Verstellpropeller. Schiff und Hafen nr 9,1961. C. 49 - 63.

207. Schneiders C.C.: C.P. Propeller Systems of the Euroliner Class Vessels. Marine Engineers Revue, April 1972. C. 75 - 86.

208. Shaf generators benefit. Marine Engineers Revue, August 1996. C. 52 - 60.

209. Ship Shaft Generators. Materialy firmy AEG Telefunken, 1992. - 62c.

210. Silovic S., Fencev M.: Ship Screw as an Instrument for Determining the Ship Propulsion Data, Schiffstechnik nr 3, 1956. C. 69 - 87.

211. Soot Deposits and Fires in Exhaust Gas Boilers. Wydawnictwo firmy MAN-B&W, Kopenhaga. 1996. 46c.

212. Stoltenburg Т.: Einfaches Kesseltrommelmodell. Univ. SST, Rostock, 1984. -146c.

213. Sugai K.: Hydrodynamics of Screw Propellers Based on a New Lifting Surface Theory. J.S.N.A. Japan, Nov. 1968, Vol. 123. C. 69 - 84.

214. Sugai K.: Comparison of Propeller Performance Between Propeller Open Test and Calculation Based on a Lifting Surface Theory. Experimental Tank Report No 10, University of Glasgow, 1968. 92c.

215. Sugai K.: A Method for Calculating the Hydrodynamic Characteristics of Marine Propellers. J.S.N.A. Japan, Vol. 128, Dec. 1970. C. 96 - 112.

216. Szargut J., Petela R.: Egzergia, WNT, Warszawa, 1965. 126c.

217. Szargut J.: Termodynamika. WNT, Warszawa. 1995. 242c.

218. Szargut J.: Termodynamika techniczna. Wydawnictwo Politechniki Slqskiej, Gliwice. 1998.- 215c.

219. Szargut J.: Analiza termodynamiczna i ekonomiczna w energetyce przemyslowej, WNT, Warszawa, 1991. 126c.

220. Szczesniak J., St^pniak A.: Sterowanie i eksploatacja ukiadu nap^dowego statku ze srub^nastawn^. Wydawnictwo WSM, Szczecin, 1999. 186c.

221. Taiyo Shaft Generating System. Wydawnictwo firmy Taiyo, Tokio, 1990. 48c.

222. Teodorczyk A.: Zbior zadan z termodynamiki technicznej. WNT, Warszawa, 1995.-136c.227. 3-D-Wake Survey HSVA Model No 3545-1001 1350TEU Container Vessel. Raport z badan, HSVA Hamburg, 1992. 75c.

223. Tornblad J.: CP Propeller Equipment. Wydawnictwo firmy MAN-B&W, Kopenhaga, 1993.- 138c.

224. Tornblad J.: Basic Principles of Ship Propulsion. Wydawnictwo firmy MAN-B&W, Kopenhaga, 1996. 135c.

225. Trim Optimization Test for a 1350TEU Container Vessel. Raport z badan, HSVA Hamburg, 1992.-82c.

226. Tsutsumi Т., Ogiwara S.: On the Principal Particulars of Ship Hull From and Wave Resistance. The Journal of SNAJ, Tokyo 1976, str. Vol. 14. C. 92 - 115.

227. Ulrich W., Danckwardt E.: Konstruktiongrundlagen fur Schiffsschrauben. Darstellung von Systematischen Propellerversuchen. Fachbuchverlag, Liepzig, 1956. -206c.

228. Urbanski P.: Gospodarka energetyczna na statkach. Wydawnictwo Morskie, Gdansk, 1978.- 187c.

229. Urbanski P.: Instalacje silowni spalinowych. Wydawnictwo Politechniki Gdanskiej, Gdansk, 1982. 164c.

230. Wajand J.A., Wajand J.T.: Tlokowe silniki spalinowe srednio i szybkoobrotowe. WNT, Warszawa 1993, str. 354.

231. Watson D.G., Gilfillan A.W.: Some Ship Design Metod. The Naval Architect, July 1977.-C. 105-117.

232. W^sowicz J.: Silownie okr^towe. Wydawnictwo WSMW, Gdynia. 1972. 240c.

233. Wiedmer H.: Pomiary, sterowanie, regulacja. WNT, Warszawa, 1978. 164c.

234. Wiener M.: Latest Developments in Natural Circulation Boiler Design. Babcoc & Wilcox. Technical Paper, 1987. 42c.

235. Wind J.: The Development of Contrable Pitch Propeller Systems. Diesel & Gas Turbine Progress, Nov. Dec. 1971. - C. 89 - 102.241. .Wisniewski S.: Termodynamika techniczna, WNT, Warszawa. 1987. 425c.

236. Wojnowski W.: Okr^towe silownie spalinowe. Wydawnictwo WSMW, Gdynia, 1975.-216c.

237. Zablocki J.: Wtrysk i spalanie paliwa w silnikach wysokopr^znych. WNT, Warszawa, 1976. 124c.

238. Zalewski A., Cegla R.: MATLAB obliczenia numeryczne i ich zastosowanie. Wydawnictwo Politechniki Poznanskiej, Poznan, 1999. - 206c.

239. Zborowski A.: Opor statkow wypornosciowych. Wydawnictwo Morskie, Gdansk, 1980.-84c.