Εγκ. Προωσης

22
ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΝΑΥΠΗΓΩΝ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΝΑΥΤΙΚΗΣ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΑΣ Θέμα Προμελέτης εγκατάστασης ναυτικού κινητήρα Diesel στο μάθημα «Εγκαταστάσεις Πρόωσης» Διδάσκων: Ν. Π. Κυρτάτος Εκπόνηση Θέματος: Πριόβολος Αντρέας – nm11007 Aκ. Έτος 2014 – 2015 Στα πλαίσια του μαθήματος «Εγκαταστάσεις Πρόωσης» του 7ου εξαμήνου του προπτυχιακού προγράμματος σπουδών της ΣΝΜΜ ΕΜΠ εκπονείται ένα θέμα προμελέτης εγκατάστασης ναυτικού κινητήρα Diesel. Τα δεδομένα του θέματος είναι οι στροφές στην έλικα, η ισχύς που αυτή απορροφά και ο τύπος του υπό μελέτη πλοίου. Τα δεδομένα αυτά, σύμφωνα με την εκφώνηση, είναι τα παρακάτω: Ισχύς στην έλικα: 15000 ΚW Στροφές έλικας: 102 RPM Τύπος πλοίου: Tanker Βάσει αυτών, καλούμαστε να κάνουμε την προκαταρκτική μελέτη πρόωσης, ήτοι να επιλέξουμε -πρωτίστως- κατάλληλο κινητήρα, ηλεκτροπαραγωγά ζεύγη και να κάνουμε το βασικό θερμικό ισολογισμό. Η διαδικασία μελέτης αυτή συμπληρώνεται με βασικούς ελέγχους στον άξονα, μελέτη του συστήματος εκκίνησης και ορισμένα βασικά τεχνοοικονομικά στοιχεία της όλης εγκατάστασης. 1

Upload: andrepriob

Post on 02-Oct-2015

226 views

Category:

Documents


3 download

DESCRIPTION

NTUA Diesel Engines

TRANSCRIPT

  • Diesel

    : . .

    : nm11007A. 2014 2015

    7 Diesel. , . , , :

    : 15000 W : 102 RPM : Tanker

    , , -- , . , .

    1

  • 1. (p. 3)

    2. (p. 4)

    3. (p. 4)

    4. ( Layout Diagram ) (p. 5)

    5. (p. 6)

    6. (p.8)

    7. (p.11)

    8. (p. 14)

    9. (p.16)

    10. (p.17)

    11. & (p.17)

    12. (p.19)

    13. (p. 22)

    2

  • 1. , : . :

    15000KW . .

    P clean=Pnom1.25

    =12000KW

    , 99%. , P clean=12121.21KW .

    nom=102 RPM .

    N clean=N nom /(1.031)=98.93 RPM .

    B. , : , . :

    P foulcalm=15000 KW

    0.99=15151.52KW foulcalm=N nom=102 RPM

    C. : 20%.

    P foulbad=18181.82 KW

    . ,

    PMCR=15151.52KW , N MCR=102 RPM

    , 5- L70 ME C8 . .

    3

  • L70 ME C8 , 5 cyl. L1 [KW] 16350 L2 [KW] 13100 L3 [KW] 13750 L4 [KW] 11000

    [g/KWh] 1 170M [mm] 7639

    1:

    2.

    ' 2-, , , .

    3.

    . , 2 . 2 3.

    P el=100+0.55PMCR0.7

    To P el=564.18KW

    735W7L16 , Wartsila, 1200 RPM / 60 Hz. T .

    Wartsila 735W7L16 1200 RPM / 60 Hz [RPM] 1200 [W] 660

    [g/KWh] 200 [g/KWh] 0.6

    2:

    1 L1 ( 100% load ), MGO

    4

  • . , , 1 Installation Aspects of MAN B&W Main and Auxiliary Engines, p. 6, . [ ]

    2: , : Installation Aspects ofMAN B&W Main and Auxiliary Engines

    4. (Layout Diagram)

    L70 ME C8 Wartsila. 3 , , & . L1, L2, L3, L4. project guide . Matlab.

    5

  • 3: .

    5.

    . :

    P=Cn3

    P KW n RPM.

    , 3 , 3 . ' ( C, KW

    RPM 3),

    . ' , C :

    C = 0.01251761, C = 0.01427761, C = 0.01713313,

    , .

    ,

    6

  • (.. , ) . 4 . .

    4: .

    , , . , ' , ' . , . 4 .

    N overload=88.06 RPM , Poverload=11712 W

    7

  • 6.

    . project guide , .

    2

    [ m3 ] 26.5

    FAD

    [ m3

    h]*

    232.05

    3.

    * ( , & ):

    V

    =1.7V( p9) V , p . 30 bar, . .

    NK 60.1.3.00.33 Neuenhauser Kompressorenbau GmbH. .

    NK 60.1.3.00.33

    FAD [ m3

    h]

    264

    [KW] 60 [RPM] 1200

    3

    5.

    13.8% ' , .

    3 . 30/1, , 1 bar, 30 bar.

    8

  • ,

    =(poutp in

    )1 /Z

    =3013=3.107

    .

    . 60 KW.

    , N i= piV i [n1n 1] n

    n1 . 3 , . V i

    . , . V i [ m

    3

    s]=m [ kg

    s]v i [

    m3

    kg] , m

    . pv=RT , R=287 J

    kgK . T=50oC , T =25oC . ' . .

    NK 60.1.3.00.33

    p in Pa 100

    pout KPa 3000

    - - 30

    - 3.11

    m kgs

    0.0857

    n - 1.35

    9

  • 1 p in1 KPa 100

    v1 m3

    kg0.855

    V 1 m3

    s0.0733

    pout1 KPa 310.72

    1 KW 9.665

    2o p in2 KPa 310.72

    v2 m3

    kg0.299

    V 2 m3

    s0.0257

    pout2 KPa 965.49

    2 KW 10.508

    3 p in3 KPa 965.49

    v3 m3

    kg0.0963

    V 3 m3

    s0.0026

    pout3 KPa 3000

    3 KW 10.508

    % 65

    () =

    ( 1+ 2+ 3)

    KW 47.20

    ()

    P KW 60

    % 21.3

    6.

    ( ).

    10

  • 7.

    Q fuel=Pnom+Qcool+Qexh+Qrad Q fuel :

    1=eng+k+a+r .

    , SFC[ gKWh

    ] . project guide (net calorific

    value NCF ) 42700 KJkg

    . RMG 35,

    CF=39550 KJkg .

    , . :NCF refSFC ref=NCFSFC SFC=SFC ref

    NCF refNCF

    SFC=171.5 [ gKWh

    ] 4270039550

    SFC=185.16 gKWh

    RMG 35 [KJ/kg] 39550 [KW] 30820.92

    7. .

    H :Qcool=QSCR+Qlubr.+Qcyl

    o SCR , lubr. cyl. . project guide .

    project guide, (ISO) . 3 : MCR L1 , 2 , 2 , .

    11

  • MCR . , MCR . , :

    : 45oC : 32oC : 60% : 1 bar

    H project guide 1%

    .

    RMG - 35

    NCF KJ

    kg39550

    E

    SFC gKWh

    185.159

    m fuel kgs

    0.779

    Q fuel=m

    fuelNCF KW 30820.92

    Pnom KW 15151.52M

    eng=PnomQ fuel

    % 49.2

    Qexh KW 7441.20

    xhaust gas ratio a= QexhQ fuel

    % 24.1

    12

  • QSCR KW 5776.09

    Qlubr KW 1165.98

    Qcyl KW 2229.75

    ()

    Qcool=QSCR+Qlubr+Q cyl KW 9171.83

    Cooling ratio k=QcoolQ fuel

    % 29.8

    Qrad KW 308.21

    Radiation ratio r=QradQ fuel

    % 1

    eng+a+k+r=49.2+24.1+29.8+0.01=1.0406

    : 4.06%

    8. .

    ~4%, .

    7441.20 KW. . , , ( ).

    13

  • 8.

    , , project guide .

    IACS :

    d=Fk3 pn 560 B+160 F = 100, k = 1 k = 1.22 , , p n . IACS 20% , ' . CS. .

    F F - 100

    k inter - 1

    k pr - 1.22

    Pa 580

    p W 15151.52 n RPM 102

    Linter m 8

    Dinter mm 4833

    L pr m 5

    D pr mm 5894

    D fl mm 11783 , , . 4 .

    14

  • - 6 Dbolt mm 110.3

    t fl mm 110.3 9.

    ( & ) . , , 2 . , 483 mm. Cedervall. , Size 480 619 mm. IACS, ( ) , 80% . 2589=1178mm 0.8589=471.2 mm

    [mm]

    2 619 1 () 1 () 1178 471.2

    Cedervall 10.

    , . IACS, 8% . , r inter=0.08483=38.64 mm r pr=0.08589=47.12mm

    15

  • 9.

    , & . ( , ) , . . . , ' , . ' setup . 11 .

    J eng kgm2 140000

    E

    Ipinter m4 0.005

    k inter kNm 52762.522

    Ip pr m4 0.012

    k pr kNm 186688.767

    ( & ) J sh kgm2 1739.901

    J pr kgm2 70000

    1 n1 RPM 295.462 n2 RPM 3569.32

    11.

    16

  • 3 . , , .

    10.

    11. &

    , . , ' , .. .

    , . project guide . , '

    0.1 gKWh

    . 0.2s% , s% .

    RMG 35 4.3%. project guide . 42700 KJ

    kg, ,

    .

    , ,

    SFC eng g

    KWh185.16

    (RMG

    35)

    NCV fuel KJkg

    39550

    m fuel tday

    67.331

    17

  • SFC lubr. gKWh

    0.1

    m lubr. kgday

    36.364

    s% % 4.3

    SFC cyl.=0.2s% gKWh

    0.24.3=0.86

    m cyl kgday

    317.73

    (project

    guide)

    SFC gKWh

    200

    NCV KJkg

    39550

    ()

    SFC corr gKWh

    215.93

    m el. fuel tday

    11.97

    SFC el.lubr. gKWh

    0.6

    m el.lubr. kgday

    33.26

    12. &

    18

  • 12.

    . 20% , 3650.2=73 . 292 30% , 88 . , 204 . , RMG 35, 455 $/t 3 2 . RMG 25, 39650 KJkg 465 $/t

    KW , 440 $KW

    , 0.0014 $

    KWh.

    800$/t, 700 $/t. , , ' .

    25

    455 $/t 67.331 tday

    204 daysyear

    6.25 . $ 156.2 . $

    K

    465 $/t 11.97 tday

    365 daysyear

    2.03 . $ 51 . $

    800 $/t 0.32 tday

    204 daysyear

    52224 $ 1.305 . $

    700 $/t 0.033 tday

    365 daysyear

    +

    0.32 tday

    204 daysyear

    54128 $ 1.353 . $

    440 $/KW 16350 KW - 7.2 . $

    0.0014 $/KWh 16350 KW204 days

    24 hday

    112100 $ 2.8 . $

    - - - 220 . $ 13.

    19

  • 20

  • 21

  • 13.

    Diesel, . , .

    , . . , . .

    MAN engines

    NK compressors

    Wartsila Generating Sets

    Cedervall Bearings

    22