УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СПОСОБОВ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ СУДОВЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

Техническое решение относится к судостроению, в частности к области экспериментальных исследований совместной работы дизеля и утилизационного водогрейного котла, а именно, к разработке устройства для исследования способов повышения эффективности работы дизеля и утилизационного водогрейного котла.
Известно техническое решение, которое нашло свое применение в судовых энергетических установках, имеющих в своем составе комплексы с утилизационными котлами. (Коршунов Л.П. Утилизация тепла на судах флота рыбной промышленности. - М.: легкая и пищевая промышленность, 1983 г. - 9 с.)
Наиболее близкой по сути является энергетическая установка судна проекта 135 «Вятка» содержащая два двигателя 6ЧН 18/22 и два утилизационных водогрейных котла КАУ-1,7. Данное техническое решение позволяет использовать энергию выпускных газов двигателя для бытовых нужд судна.
Недостатком данных устройств является работа комплексов только в штатном режиме, не позволяющая реализовать другие способы повышения эффективности работы комплексов в составе дизель - утилизационный водогрейный котел.
Техническая задача - создание устройства для исследования способов повышения эффективности работы дизеля и утилизационного водогрейного котла, которое позволило бы наиболее полно моделировать и оценивать процессы, происходящие при совместной работе дизеля и утилизационного водогрейного котла.
Технический результат - повышение эффективности исследований работы дизеля и утилизационного водогрейного котла в различных режимах. Он достигается тем, что устройство имеет всережимный регулятор частоты вращения коленчатого вала двигателя, что позволяет производить экспериментальные исследования как по винтовой так и по нагрузочной характеристикам в широком диапазоне нагрузок и частот вращения дизеля; изолированный трубопровод, оснащенный устройством с газоперепускной заслонкой, позволяющий снижать количество газов, поступающих на турбину турбокомпрессора, что в свою очередь, снижает количество воздуха поступающего во впускной коллектор; на устройстве между компрессором и впускным коллектором установлен трубопровод с краном, позволяющий снизить количество воздуха поступаемого в дизель.
Также устройство оснащено теплообменным аппаратом, позволяющим понижать либо повышать температуру наддувочного воздуха.
Предлагаемое устройство для исследования способов повышения эффективности работы дизеля и утилизационного водогрейного котла изображен на схеме и состоит из дизеля 1, заслонок 2, 3, турбокомпрессора 4, перепускного трубопровода 5, утилизационного водогрейного котла 6,
жидкостно-воздушного теплообменного аппарата 7, воздушного крана 8, расходной цистерны 9, измерительного бака 10, водоводяного охладителя 11, насосов 12 и 13, успокоителя пульсации 14, трубопровода 15.
Устройство работает следующим образом: выпускные газы из дизеля 1 поступают в турбину турбокомпрессора 4, и приводят в действие компрессор 4, который подает воздух дизель 1 через теплообменный аппарат 7. Далее выпускные газы из турбокомпрессора 4 поступают в утилизационный водогрейный котел 6, где нагревают воду. Для подогрева наддувочного воздуха поступающего из турбокомпрессора 4 в теплообменный аппарат 7 используется горячая вода внутреннего контура, которая подается в теплообменный аппарат 7 посредством насоса 13. Для охлаждения наддувочного воздуха в теплообменном аппарате 7 используется вода внешнего контура, нагнетаемая в теплообменный аппарат 7 при помощи насоса 12. На устройстве предусмотрен измерительный бак 10, предназначенный для измерения производительности утилизационного водогрейного котла. При работе дизеля на режимах близких к номинальному, заслонки 2,3 установлены так, что все отработавшие газы направляются в турбину (на рисунке не показана), откуда они попадают в утилизационный водогрейный котел 6, а затем уходят в атмосферу. Все составляющие устройства, соединены согласно схеме.
Надувочный воздух выпускают посредством трубопровода 15 и крана 8.
Наличие в системе трубопровода 15, с краном 8, теплообменного аппарата 7, трубопровода 5 и заслонок 2 и 3, в составе дизель-утилизационный водогрейный котел способствует повышению эффективности работы теплоутилизационного комплекса. (Коршунов Л.П. Утилизация тепла на судах флота рыбной промышленности. - М.: легкая и пищевая промышленность, 1983 г. 175 с.)
Устройство позволяет:
- проведение полнофакторных экспериментов по нагрузочным, скоростным характеристикам во всем диапазоне нагрузок дизеля;
- регулировать количество наддувочного воздуха поступающего в цилиндры дизеля, посредством трубопровода 15 и крана 8;
- регулировать количество выпускных газов, поступающих на турбину турбокомпрессора, посредством трубопровода 5 и заслонок 2 и 3;
- регулировать температуру наддувочного воздуха, поступающего во впускной коллектор дизеля, при помощи теплообменного аппарата 7;
- комбинировать способы повышения эффективности работы устройства.