Судовой дизельный агрегат

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН В З 7,00 РЕТЕНИЯ САНИЕ нетателяинхронным кинематиче ки связана с 11, питающим атор счдо енер гиейкин ельнь пуск ь под электроэнерГенераторс вспомогатнаддува и вв магистралгазов к тур матиче У 13Бовери унд Ко и Ки от окомпрессор й трубой 21Точка соед перепускно гистралью,нения трубы змещена ования р авлением аддува в трубе, Т повысить в К асх БсЬ 1 ГГЬап 1985,магистрагателе е выполеля 10 и вих . га. вку двиг м отрабо в турбин ал азов, поступающих 2 з,п. ф-лы, 1 ил 3 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) ББЦ АГ Браун(54) СУДОВОЙ ДИЗЕЛЬНЫЙ АГРЕГАТ (57) Изобретение позволяет повысить надежность агрегата. Силовая турбина 12 подключена к выхлопному коллектору К) 8 главного двигателя 2 пар лельно с турбиной газотурбинного н с магистралью ра Орган 22 регулирразности между д ли и давлением н 10 установлен в нение позволяет давлений на прод регулировать объ:лектросеть. ски связан компрессором 7, включенным аботавших у. Коллектор соединен с5 10 15 20 25 30 Изобретение относится к машиностроению, а конкретно к системе наддува судового дизельного двигателя.Пель изобретения - повышение надежности судового дизельного агрегата,На чертеже представлена схема судового дизельного агрегатаГазотурбинный нагнетатель 1 предназначен для наддува главного судового двигателя (дизеля 1 2, который через вал 3 непосредственно приводит во вращение гребной винт 4. Сжатый воздух поступает в воздушный ресивер 5 из компрессора 6 газотурбинного нагнетателя, .у которого турбина 7 подключена к выхлопному коллектору 8 главного дизеля 2. Отработавшие газы из турбины 7 через ее выпускной патрубок и дымовую трубу 9 .выбрасываются в атмосферу. Для питания судовой сети электроэнергией предусмотрен вспомогательный двигательтакже выполненный в виде дизеля, и связанный с этим дизелем 10 синхронный генератор 11, Вспомогательный дизель 10 выполнен с регулированием скорости вращения, например на 1200 об/мий, С тем же генера" тором 11 связана силовая турбина 12, а между ней и генератором установлена муфта 13 свободного хода. Силовая турбина через клапан 14 подключена к выхлопному коллектору 8 главного дизеля параллельно турбине газотурбинного нагнетателя. Трубопровод 15 и запорный клапан 16 предусмотрены для перепуска отработавших газов главного дизеля мимо турбины 7 газотурбинного нагнетателя. Отработавшие газы главного дизеля можно перепускать в выхлопной трубопровод 17 вспомогательного дизеля 10. Вспомогательный дизель также выполнен с наддувом и подачей сжатого воздуха во впускной трубопровод 18 от турбокомпрессора, который выполнен в виде турбины 19 и компрессора 20, Перепускная труба 21 соединяет выхлопной коллектор 8 главного дизеля с магистралью подачи газов в турбокомпрессор вспомогательного дизеля. На чертеже показано, что точка соединения . перепускной трубы с магистралью размещена в выхлопном трубопроводе 17 вспомогательного 35 40 45 50 55 дизеля, В перепускной трубе установлен орган 22 регулирования расхода,Силовая турбина 12 одновременно с вспомогательным дизелем используется для привода электрогенератора, Для этого она подсоединена к свободному концу агрегата дизель - гене ратор. Естественно она может быть подсоединена к другому концу вала со стороны вспомогательного дизеля,Силовая турбина может выключаться из работы посредством клапана 14, Эта возможность имеет значение для газотурбинного нагнетателя, турбина 7 которого рассчитана на неполную нагрузку, При отключении силовой турбины возрастает давление отработавших газов перед турбиной 7, В двухтактных двигателях и в четырехтактных двигателях с продувкойувеличение давления может возрастине более такой величины, при которой еще обеспечивается достаточнаяпРодувка т.е. почти до значениядавления наддува, Повышенное давление в коллекторе 8 отработавших газов достигается за счет того, чтосечение для прохода газов уменьшается со 100% (при расчете на полную нагрузку) до 807. В результате повышения давления может использоваться более значительная часть располагаемой энергии отработавших газов, так как потери на дросселирование сокращаютсяДля достижения заданного давления наддува, т.е, для обеспечения необходимой мощности компрессора, для турбины 7 не требуется вся располагаемая энергия, Остальная часть этой энергии срабатывается в силовой турбине 12.В этом случае при параллельном соединении силовой турбины и турбины газотурбинного нагнетателя общая площадь сечения турбин может распределяться следующим образом: 707 площади приходится на турбину 7, а 107 на силовую турбину 12.Эта мера позволяет при полной нагрузке главного дизеля 2, несмотря на незначительное снижение плотности заряда, т,е. среднего давления на 1-27., добиться снижения расхода топлива и получить экономию топлива примерно на 3%. При этом как тепловые, так и механические нагрузки главно 1471952го дизеля на режиме полной нагрузкине повышаются.Отключение силовой турбины принеполной нагрузке приводит к уменьшению суммарной площади проходногосечения турбин на ЗОЖ, а по сравнению с неотключаемой силовой турбинойк уменычению, примерно на 107. Этовызывает повышение давления отработавших газов в коллекторе 8 и, какследствие, существенное повышениедавления наддува в ресивере 5, Врезультате этого в диапазоне неполной нагрузки снижается удельный расход топлива.На тот случай, когда силовая турбина выключается по другой причине,т.е. клапан 14 закрыт, между линиейподвода газов к силовой турбине идымовой трубой 9 размещен трубопровод 15 перепуска газов с запорнымклапаном 16, Его самое узкое поперечное сечение должно быть выбрано всоответствии с площадью проходногосечения силовой турбины 12. Благодаря этому даже в аварийном режиметурбина 7 допжна будет пропускатьлищь такое количество газа, на которое она рассчитана,Силовая турбина 12 выполненанебольшой скоростной, например23000 об/мин, Поэтому частоту еевращения следует снизить с помощьюредуктора до необходимых 1200 об/мин,соответствующих частоте тока 60 Гц,Для смазки силовой турбины 12 и редуктора можно использовать смазочныйконтур вспомогательного дизеля 10,П р и м е р, Работа однодвигательной установки на контейнеревозе с непосредственным приводом гребного винта. Используемый двухтактный мощный12-цилиндровый дизель имеет приводнуюмощность около 35000 кВт.Потребляемая электрическая мощность на таком суднесоставляет всреднем 1200 кВт. Питающую судовуюэлектросеть вспомогательная установкасостоит из трех вспомогательных дизельных двигателей, соединенных содним генератором мощностью 1600 кВт,Один из вспомогательных дизелей находится в работе для покрытия соот-ветствующей потребности в нагрузке,второй вспомогательный дизель работает на холостом ходу и третий вспомогательный дизель находится в резерне.45 50 55 ной коллектор 17 вспомогательного дизеля. Эта мера позволяет значительно повысить перепад давлений на продувку вспомогательного дизеля 10.Если, например, около 17. количестваотработавших газов главного дизеляподать.в турбину 19 вспомогательногодизеля, то благодаря этому можно повысить давление наддува вспомогательного дизеля примерно на 207, а это в любом случае приводит к желательному положительному перепаду давлений на продувку.Объем отработавших газов, подлежащих подаче в турбину 19, можно регулировать в зависимости от разности давлений выхлопа и наддува вспомогательного дизеля 10, Для этого Предусмотрены три турбокомпрессора для подачи наддувочного воздуха,Для создания давлений наддува по 5рядка 3 2 бар требуется иэоэнтропиФческая мощность компрессора 8000 кВт.При коэдхЪициенте полезного действиякомпрессора 8 ОХ мощность турбокомпрессоров составляет около 9500 кВт,При этом мощность, которую можнополучить из располагаемой энергииотработавших газов при достигнутыхзначениях коэдхЬициента полезногодействия, составляет около 10500 кВтпри давлении 3,0 бар. Избыточноеколичество располагаемой энергииотработавших газов утилизируется всиловой турбинеи с ее вала снимаетсямошность около 1000 кВт, котораяпередается на вал вспомогательногодизеля,В соответствии с этим из требуемой мощности для судовой электросети 1200 кВт вспомогательный двига-25 тель должен вырабатывать лишь200 кВт. Таким образом, вспомогатель;ный дизельныи двигатель работает восновном при относительно высокойнагрузке.30 Вследствие этого возникает повышенная опасность загрязнения еговпускных каналов. чтобы найти выход из этого положения, малая частьотработавших газов подается из вы 35хлопного коллектора 8 главного дизеля в систему отработавших газоввспомогательного дизеля 10, В указанном примере для этой цели предусмотрена перепускная труба 21, Поней часть газов из коллектора 8 главного дизеля перепускается в выхлоп5 14предусмотрен орган 22, реагирующийна перепад давлений,формула изобретения Составитель М,файн Редактор Е,Папп Техред Л.Сердюкова КорректорЛ,Патай Заказ 1 б 21/58 Тираж 482 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул, Гагарина,101 1. Судовой дизельный агрегат, "содержащий главный и вспомогательный двигатели с наддувом, по меньшей мере один газотурбинный нагнетатель и силовую турбину, которая подключена к выхлопному коллектору главного двигателя параллельно с турбиной газотурбинного нагнетателя и кинематически. связана с синхронным генератором, питающим электроэнергией судовую электросеть, причем с генератором дополнительно кинематически связан вспомогательный двигатель, снабженный турбокомпрессором наддува и выпускным коллектором, включенным в магистраль подачи отработавших газов к турбокомпрессору, о т л и -71952 6чающийся тем, что, сцельюповышения надежности, выхлопнойколлектор главного двигателя при по 5мощи перепускной трубы дополнительно соединен с магистралью подачиотработавших газов.в турбокомпрессор вспомогательного двигателя,2. Агрегат по п.1, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что точкасоединения перепускной трубы с магистралью подачи отработавших газовв турбокомпрессор размещена в выпускном коллекторе вспомогательного15 двигателя,3. Агрегат по п,1, о т л и ч а ю .щ и й с я тем, что в перепускнойтрубе установлен орган регулирования расхода по разности между дав 20 лением в магистрали подачи отработавших газов в турбокгмпрессор идавлением наддува вспомогательногодвигателя.