Автор: Пользователь скрыл имя, 09 Декабря 2011 в 15:23, дипломная работа
Цель дипломного проекта. Улучшение эколого-экономических показателей судового дизеля 6NVDS48A-2U путем применения альтернативнго топлива (растительное масло) и его смесей с дизельным топливом.
Идеи дипломного проекта:
• уменьшить потребление топлива нефтяного происхождения главной энергетической установкой теплохода пр. 621;
• снизить показатели вредных выбросов в атмосферу;
• сократить расходы на топливо.
ВВЕДЕНИЕ 5
1 ОБЗОРНАЯ ЧАСТЬ 7
1.1 Технические характеристики судна проекта № 621 7
1.1.1 Общие характеристики судна проекта № 621 7
1.1.2 Энергетическая характеристика судна проекта № 621 8
1.2 Общая характеристика альтернативных топлив 13
1.2.1 Классификация альтернативных топлив 13
1.2.2 Характеристика углеводородных газов 14
1.2.3 Характеристика водорода 15
1.2.4 Характеристика спиртов. 16
1.2.5 Применение водотопливной эмульсии 17
1.2.6 Характеристика растительных масел 18
1.3 Обоснование перевода судового дизеля на рапсовое масло 20
1.4 Оценка влияния физических показателей альтернативных топлив на характеристики впрыскивания и распыливания 26
1.5 Цели и задачи дипломного проекта 29
2 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ 30
2.1 Расчет рабочего цикла дизеля 6 NVDS48A-2U при работе на дизельном топливе и топливных смесях с различным содержанием рапсового масла 30
2.1.1 Анализ рабочего цикла дизеля 6 NVDS48A-2U при различном содержании рапсового масла в топливной смеси 30
2.1.2 Анализ рабочего цикла двигателя 6 NVDS48A-2U при изменении угла опережения впрыска топлива 37
2.2 Сравнение индикаторных и эффективных показателей судового дизеля 6 NVDS48A-2U при работе на дизельном топливе и на топливной смеси 50% ДТ + 50% РМ 41
2.2.1 Построение нагрузочной характеристики судового дизеля 6NVDS48A-2U при работе на дизельном топливе и на топливной смеси 50% ДТ + 50% РМ 42
2.2.2 Построение винтовой характеристики судового дизеля 6 NVDS48A-2U при работе на дизельном топливе и на смеси 50% ДТ + 50% РМ 48
2.3 Построение индикаторных диаграмм 54
2.3.1 Построение свернутой индикаторной диаграммы 54
2.3.2 Построение развернутой индикаторной диаграммы 57
3 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 58
3.1 Анализ служебного назначения детали 58
3.2 Маршрут обработки детали 59
4 ОХРАНА ТРУДА 60
4.1 Общие положение 60
4.2 Охрана труда на водном транспорте 65
4.3 Защита от вредных факторов судовой среды 66
4.4 Правила работы с дизелями 68
5 ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ 70
5.1 Охрана окружающей среды в РФ 70
5.2 Законы по охране окружающей среды 70
5.3 Нормативные акты 72
5.4 Экологическая безопасность. 73
5.5 Охрана окружающей среды на водном транспорте 75
5.6 Расчет выбросов оксидов азота 81
5.7 Расчет выбросов оксида углерода 82
5.8 Расчет выбросов сажи 83
6 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ 85
6.1 Определение капитальных вложений в СЭУ 85
6.2 Расчет текущих расходов на содержание СЭУ 86
6.3 Удельный эффективный расход дизельного топлива в смеси 86
6.4 Расход дизельного топлива для дизеля работающего на смеси 87
6.5 Расходы на топливо и смазку 87
6.6 Амортизационные отчисления по данному типу двигателя 88
6.7 Расходы на текущий ремонт двигателя 89
6.8 Сумма всех расходов 90
6.9 Расчет приведенных расходов 90
6.10 Определение срока окупаемости, лет 90
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 92
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 93
Величина выбросов оксидов азота определяется по следующему выражению:
(5.1)
Где = 0.11 - базовая величина выбросов оксидов азота, %, определяется в зависимости от среднеэффективного давления; = 0,25 - коэффициент учета угла опережения подачи топлива, определяется по графику в зависимости от соответствующего угла; =0.8 - коэффициент учета угла раскрытия отверстий распылителя форсунки, определяется по графику в зависимости от соответствующего угла; - коэффициент учета наддува, если дизель с низким наддувом не имеет охладителя надувочного воздуха (ОНВ), то коэффициент принимается равным 1,12, если ОНВ есть, то принимается равным 1,0, если дизель без наддува, то коэффициент принимается равным 1,1.
Условие соответствия дизеля природоохранным требованиям по оксидам азота
(5.2)
0.0295 < 0.068
На топливной смеси
0,2065<0.068
Величина выбросов оксида углерода рассчитывается по следующему выражению:
Где СОБ = 0.01- базовая величина выбросов оксида углерода, определяется по графику в зависимости от коэффициента избытка воздуха; =1.25-коэффициент учета угла опережения подачи топлива, определяется по графику в зависимости от угла опережения подачи топлива; =0.8-коэффициент учета угла раскрытия отверстий распылителя форсунки, определяется по графику в зависимости от угла раскрытия отверстий распылителя форсунки, для штифтовых форсунок следует принять 0,1; =0.8-коэффициент учета наддува, при отсутствии ОНВ принимается равным 1,2, если ОНВ есть, то 0,8, а для дизелей без наддува 1,0.
По опытным данным с переводом рабочего процесса судовых дизелей на СНГ эмиссия окиси углерода в 2-3 раз меньше
Условие соответствия дизеля природоохранным требованиям по окиси углерода
, %
0.0019<0.003
На топливной смеси
0.0095<0.003
При работе дизеля на топливной смеси окраска выпускных газов практически отсутствует, что объясняется снижением сажесодержания выпускных газов в несколько раз (в зависимости, режима работы дизеля и т.д.) по сравнению с работой на безводном топливе
В результате расчета экологических показателей двигателя 6 NVDS48A-2U видно, что выбросы оксидов азота и углерода и выбросы сажи не превышают допустимые пределы в соответствие с ГОСТ 24585-81 и ГОСТ 24028-80.
Основной задачей технико-экономического обоснования типа энергетической установки судна является определение экономических показателей вариантов судовых двигателей для проектируемого судна, сравнение и выбор наилучшего из этих вариантов. Целью технико-экономического обоснования проекта является определение экономической эффективности внедрения на судне установки по использованию топливной смеси 50 % рапсового масла 50 % дизельного топлива.
В качестве критерия оптимальности принимается абсолютное значение приведенных затрат. Предлагаемые решения эффективны, если выполняется условие:
,
где — приведенные затраты по двигателю, соответственно, по проектируемому варианту и по судну-прототипу, тыс. руб.
Капитальные затраты на энергетическую установку до модернизации определяются исходя из стоимости нового двигателя. По данным Службы судового хозяйства ОАО “Иртышское пароходство” стоимость нового двигателя 6NVD48A-2U составляет 2600 тыс. руб. Судно-прототип в составе энергетической установки имеет два двигателя 6NVD48A-2U, тогда капитальные затраты определятся как стоимостная сумма двух двигателей.
Базовый вариант:
Кдв – стоимость двигателя, Кдв = 2600 тыс. руб.
С учетом двух двигателей ΣКдв = 5200 тыс. руб.
Проектируемый вариант:
Кдв = 2600 тыс. руб.
С учетом двух двигателей ΣКдв = 5200 тыс. руб.
Ка - стоимость арматуры, Ка = 30000 руб
Кр – стоимость работы, Кр = 5000 руб
Кд – стоимость дополнительных деталей, Кд = 5000 руб
ΣК – сумма капитальных вложений,
ΣК = ΣКдв + Ка + Кр + Кд , (6.2)
ΣК = 5200+30+ 5 + 5 = 5240 тыс. руб.
Сумма текущих расходов складывается из следующих статей:
- расходы на топливо и смазку (Ээ),тыс. руб.;
- амортизационные отчисления по данному типу двигателя, тыс. руб.;
- расходы на текущий ремонт двигателя (Эрем), тыс.руб.;
- прочие расходы, тыс. руб.
,
где gсмеси – удельный расход смеси, г/кВт ч; Gдт – доля дизельного топлива в смеси;
,
где ДТ – удельный расход дизельного топлива в смеси, кг/кВт ч; Ре – эффективная мощность дизеля, кВт.
Расходы
на топливо и ГСМ целесообразно
рассчитывать в зависимости от режима
работы главного и вспомогательного
двигателя, распределения
(6.5)
где — удельные судо-суточные расходы на топливо и смазку за сутки хода , стоянки и маневров, руб./сут.;
(6.6)
где N — суммарная мощность главных двигателей, кВт; gm, gст — удельный эффективный расход топлива и смазки, г/(кВт час); Цm, Цсм — цена топлива и смазки, руб./т; kвсп — коэффициент, учитывающий увеличение расходов на вспомогательные двигатели и котлы, kвсп =1,08.
(6.7)
(6.8)
tх, tст , tм — время хода, стоянок и маневров за период эксплуатации, сут.
tх
+ tст +tм =
tэ ×
kрп
где kрп — коэффициент рабочего
периода, т.е. доля использования
tх + tст +tм =165 ×0,97=160
Примем, что у нефтеналивных теплоходов на ходовое время приходится не более 70% от эксплуатационного, значит tх = 112 суток, tст = 38 суток, tм = 10 суток.
Для двигателя работающего на дизельном топливе:
Для двигателя работающего на топливной смеси:
где Адв — норма амортизации по данному типу ДВС, %, Адв=3,9 %
Базовый вариант:
Проектируемый вариант:
Базовый вариант:
(6.11)
Проектируемый вариант:
где вдв – норматив отчислений на ремонт, ориентировочно для дизелей можно принять следующие нормативы : вдв=0,035.
Базовый вариант:
Проектируемый вариант:
(6.13)
Для двигателя работающего на дизельном топливе:
Для двигателя работающего на топливной смеси:
Базовый вариант:
Проектируемый вариант:
где Ен - норма дисконта на капитал, Ен = 0,1.
Базовый вариант:
Проектируемый вариант: