Автоматизация судовой энергетической установки

Автоматизация судовых двигателей; подбор оптимальных параметров настройки регулятора, обеспечивающих безопасную эксплуатацию судовой энергетической установки. Разработка функциональной схемы автоматического регулирования; расчет судовой электростанции.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

Министерство образования, науки, молодежи и спорта Украины

Одесская национальная морская академия

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

На соискание образовательно-квалификационного уровня специалиста

Тема:

Автоматизация судовой энергетической установки контейнеровоза «Hyundai Singapore» с электронным регулятором оборотов DGS-8800e главного двигателя 12K98MC-C

2013

РЕФЕРАТ

Объект исследования - двигатель «MAN B&W» 12K98MC-C как объект регулирования по частоте вращения вала.

Цель работы - исследование совместной работы двигателя «MAN B&W» 12K98MC-C с электронным регулятором частоты вращения DGS-8800e, для подбора оптимальных параметров настройки регулятора, обеспечивающих безопасную эксплуатацию СЭУ.

Методы исследования - проведение расчетов винтовых и статических характеристик эффективной мощности, вычисление коэффициентов уравнения динамики, выбор оптимальных параметров настройки регулятора.

Также произведен расчет технико-экономического обоснования выбора данного регулятора и улучшения топливосжигания в святи с его выбором. Также проработаны вопросы охраны труда, причин загрязнения моря с судов, а также основных причин судовых пожаров.



СОДЕРЖАНИЕ

Перечень условных обозначений

Бланк задания

Введение

1. Судовой двигатель как объект управления

1.1 Краткая техническая характеристика двигателя

1.2 Главный двигатель как динамическое звено

1.3 Определение приведенного момента инерции

1.4 Построение скоростных статических характеристик мощности пропульсивного комплекса судна

1.5 Расчет коэффициентов уравнения динамики двигателя на заданном режиме работы

1.6 Расчёт коэффициента усиления двигателя 12К90МС по параметру внешнего возмущающего воздействия л_р

2. Исследование динамики системы автоматического регулирования частоты вращения

2.1 Описание устройства и принципа действия регулятора частоты вращения DGU 8800е

2.2 Разработка функциональной схемы автоматического регулирования и формирование математической модели

2.3 Вывод характеристичного уравнения АСР

3. Расчет годового экономического эффекта

3.1 Технико-экономическое обоснование усовершенствования механизмов судовой энергетической установки

3.2 Технико-экономическое обоснование усовершенствования эксплуатации сэу путем улучшения топливосжигания

4. Расчет судовой электростанции

4.1 Максимальная интегральная мощность в ходовом режиме

4.2 Максимальная интегральная мощность в режиме стоянки без грузовых операций

4.3 Дополнительная мощность

4.4 Суммарная расчетная мощность в основных режимах

4.5 Суммарная расчетная мощность в режиме маневров

5. Судовые системы обслуживающие главный двигатель

5.1 Топливная система

5.2 Система сжатого воздуха

6. Описание и анализ работы системы дау Autochief 4

6.1 Функции системы Autochief 4

6.2 Система безопасности SSU-8810

7. Безопасность жизнедеятельности

7.1 Особенности и причины судовых пожаров

7.2 Мероприятия по обеспечению безопасности труда при эксплуатации судовой системы автоматики, контроля и сигнализации, измерения и защиты

7.3 Борьба за живучесть контейнеровоза

7.4 Основные виды и причины загрязнения моря с судов

Выводы

Список литературы

Приложения



ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

АДГ -- аварийный дизель-генератор

АПС -- аварийно-предупредительная сигнализация

АСУ -- автоматизированная система управления

ВМТ -- верхняя мертвая точка

ВТК -- высокотемпературный контур

ВФШ -- винт фиксированного шага

ГД -- главный двигатель

ГРЩ -- главный распределительный щит

ГТН -- газотурбонагнетатель

ДАУ -- дистанционное автоматизированное управление

ЗУ -- задающее устройство

ИМ -- исполнительный механизм

КШМ -- кривошипно-шатунный механизм

МО -- машинное отделение

НМТ -- нижняя мертвая точка

НТК -- низкотемпературный контур

ОР -- объект регулирования

ПКВ -- поворот коленчатого вала

САР -- система автоматического регулирования

СЭУ -- судовая энергетическая установка

ТНВД -- топливный насос высокого давления

ТО -- техническое обслуживание

ТЭ -- техническая эксплуатация

ЦПУ -- центральный пост управления



ВВЕДЕНИЕ

Автоматическое управление технологическими процессами является одним из главных направлений научно-технического прогресса на морском транспорте.

Автоматизация СЭУ обеспечивает безопасное управление, решает задачи экономичности работы и производительности труда.

На автоматизированном судне безопасность, надежность и экономичность работы СЭУ зависит не только от технического состояния основного оборудования, но все в большей степени определяется эффективностью судовой АСУ, качеством взаимодействия судового механика со средствами автоматизации, уровнем его профессионального мышления. Дизельные установки современных морских судов обеспечивают движение судна с требуемой скоростью, снабжают электрической и тепловой энергией различных потребителей. Условия движения судна и работы ГД и вспомогательных механизмов не остаются постоянными в связи с изменением состояния моря и погоды, фарватера и района плавания, производственных заданий и рабочих режимов. При этом должны обеспечиваться высокая экономичность, надежность и длительность работы отдельных агрегатов и СЭУ в целом в соответствии с правилами технической эксплуатации. Выполнение этих требований в сочетании с повышением производительности и улучшением условий труда судовых экипажей возможно в результате автоматизации процессов СЭУ.

Автоматизация СЭУ значительно изменила функциональные обязанности судовых механиков и обеспечила переход к безвахтенному обслуживанию МО. Судовые службы ТЭ получили возможность больше внимания уделять ТО и ремонту оборудования. Вместе с тем, возросла ответственность судовых механиков за принятие правильных решений в результате оперативного анализа данных системы отображения информации, образованной совокупностью приборов, мнемосхем и дисплеев ЦПУ.

1. СУДОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ КАК ОБЪЕКТ УПРАВЛЕНИЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ

1.1 Краткая техническая характеристика двигателя MAN & BW 12K98MC-C

MAN B&W 12K98MC-C - двухтактный, крейцкопфный, реверсивный, с газотурбинным наддувом, с прямоточно-клапанной системой газообмена (поперечный разрез главного двигателя представлен на рис. 1).

Двигатель предназначен для работы в качестве главного с прямой передачей на гребной винт. Благодаря преимуществам прямоточно-клапанной системы газообмена в организации рабочего процесса двигатель B&W зарекомендовал себя достаточно экономичным, с высокой степенью использования объема цилиндров в рабочем процессе.

Фундаментальная рама коробчатой формы состоит из высоких продольных балок, сваренных со сварно-литыми поперечными балками, в которых размещены постели рамовых подшипников из стального литья. Станина сварная и имеет высокую жесткость; блок цилиндра чугунный. Фундаментная рама, станина и цилиндровый блок стянуты между собой длинными анкерными связями.

Втулка цилиндра опирается на блок цилиндров, причем верхняя ее часть выведена из блока и охватывается тонкой рубашкой, создающей полость охлаждения водой, подводимой по сверленным тангенциальным каналам, благодаря чему температура зеркала цилиндра на верхнем уровне кольца при положении поршня в ВМТ не превышает 160-180°С, что обеспечивает надежность работы и увеличивает срок службы поршневых колец. Втулка имеет простую симметричную конструкцию, в нижней части которой расположены продувочные окна, равномерно распределенные по всей окружности. Оси каналов, образующий продувочные окна, направлены по касательной к окружности цилиндра, что создает закручивание потока воздуха при его поступлении в цилиндр. Штуцера для подвода цилиндрового масла расположены в верхней части втулки (несколько выше верхней полки блока цилиндров).

Рис. 1.1 Чертеж двигателя MAN B&W 12K98MC-C

Крышка цилиндра стальная кованная колпачкового типа, поэтому при нахождении поршня в ВМТ головка поршня располагается выше района в разрезе уплотнении крышки и втулки цилиндра. Крышка отличается легкостью демонтажа. Для интенсификации охлаждения у самой поверхности огневого днища просверлены отверстия радиальных каналов, по которым циркулирует охлаждающая вода. В крышке размещается корпус выпускного клапана с к...