Расчет элементов топливной системы

Для подогрева топлива применяют главным образом паровые кожухотрубные подогреватели. Чтобы определить площадь греющей поверхности подогревателя, по величине которой производится его подбор по каталогам, вначале определяют количество теплоты, подводимой к топливу для доведения его вязкости до требуемой величины

Q = W × r× c (T ₂ - T ₁), (2.1)

где W - расход топлива, м³/ч; r - плотность топлива, кг/м³; с = 1, 68...2, 1 - удельная теплоемкость топлива, кДж/(кг× К); Т ₁ и Т ₂ - начальная и конечная температура топлива, К.

Плотность топлива от его температуры определится по зависимости

r_t = r₂₀^o – а (t – 20),

где а – температурная поправка к величине плотности при изменении температуры топлива на 1 ⁰С, выбирается по таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Технические характеристики топлив

Греющая поверхность подогревателя определится по формуле

(2.2)

где k - коэффициент теплопередачи, кДж/(м²ч× К), от пара к мазуту k = 420...1680 кДж/(м²ч× К); k ₂ = 1, 1...1, 15 - коэффициент запаса греющей поверхности;

- температурный напор между греющим паром и средней температурой топлива; Т _s = 420…440 К - температура греющего пара при давлении Р £ 1, 0 МПа. Количество греющего пара

, (2.3)

где i _k, i _n - энтальпии греющего пара и конденсата, выбираются по таблицам насыщенных паров, кДж/кг. Для ориентировочных расчетов можно принять при давлении пара Р = 0, 5...0, 7 МПа, i _n = 2750...2765 кДж/кг и i _k = 210...300 кДж/кг; h = 0, 97...0, 98 - КПД подогревателя.

Объем расходной цистерны тяжелого топлива определится по формуле

, (2.4)

где k ₃ = 1...6 - число вахт работы двигателя, большее значение для двигателя большей мощности; k ₄ = 1, 07...1, 1 коэффициент загроможденности цистерны и «мертвого запаса».

Объем расходной цистерны легкого топлива составляет примерно 15...20% объема расходной цистерны тяжелого топлива. Отстойные цистерны изготавливаются спаренными, вмещающими каждая суточный запас тяжелого топлива. Их размещают в районе МО, объем цистерны рассчитывается по формуле (8.4) при k ₃ = 6. Отстойные и расходные цистерны, хранящие тяжелое топливо, оборудуются паровыми подогревателями с давлением пара не выше 0, 7 МПа. Подогрев топлива осуществляется до температуры на 10 °С ниже температуры вспышки паров топлива. По требованиям Морского Регистра на судах неограниченного района плавания должно быть предусмотрено вне междудонного пространства хранилище для размещения суточного аварийного запаса топлива, не требующего подогрева и дополнительной подготовки. Кроме этого в МО устанавливают цистерны грязного топлива и масла, объемом 0, 1...0, 3 м³, а также цистерны сбора протечек топлива и масла объемом 0, 03...0, 1 м³ на 1 тыс. кВт мощности ДУ. Объем цистерн сбора отходов сепарации должен составлять 8...12% суточного расхода топлива. Раз в сутки эти цистерны осушаются насосами или сжатым воздухом. Цистерны оборудуются подогревателями. По требованию Регистра топливные цистерны, размещенные в шахте МО, оборудуются дистанционными устройствами, позволяющими в аварийном случае слить топливо в донные цистерны в течение 6 минут.