Підвищення ефективності використання вторинних енергоресурсів суднових енергетичних установок у рибомучному виробництві

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ КОРАБЛЕБУДУВАННЯ

імені адмірала Макарова

 

Коновалов Дмитро Вікторович

 

УДК 621.565.93/94:629.5 (05)

 

 

Спеціальність 05.08.05

Суднові енергетичні установки

 

 

Миколаїв – 2006

 

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Національному університеті кораблебудування імені адмірала Макарова Міністерства освіти і науки України

Науковий керівник – д-р техн. наук, професор Радченко Микола Іванович, Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова, професор кафедри кондиціонування та рефрижерації.

Офіційні опоненти: д-р техн. наук, професор Голіков Володимир Антонович, Одеська національна морська академія Міністерства освіти і науки України, професор кафедри теорії автоматичного управління та обчислювальної техніки; канд. техн. наук, доцент Дологлонян Андрій Вартазарович, Севастопольський національний технічний університет Міністерства освіти і науки України, доцент кафедри енергоустановок морських суден та споруд

Провідна установа – Одеський Національний морський університет Міністерства освіти і науки України. Захист відбудеться 3 липня 2006 р. о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 38.060.02 Національного університету кораблебудування імені адмірала Макарова за адресою: 54025, м. Миколаїв, пр. Героїв Сталінграда, 9

 

 

Актуальність дослідження. Сучасні середньо- та крупнотоннажні рибопромислові судна обладнані рибомучними установками (РМУ), які забезпечують повну переробку рибної сировини і є найбільшими споживачами пари. Ця пара виробляється в утилізаційних котлах, які використовують теплоту відхідних газів головних двигунів суднових енергетичних установок (СЕУ), та в допоміжних котлах. Втрати теплоти з парою вторинного скипання від випарних апаратів РМУ та "пролітною" парою, що надходить разом із конденсатом від РМУ до холодильників забортної води, сягають 20...30 % теплоспоживання РМУ. Скорочення цих втрат дозволило б підвищити ефективність споживання пари, а відтак і всього ланцюга використання вторинних енергоресурсів СЕУ, який бере початок з виробництва цієї пари в утилізаційних котлах за рахунок теплоти відхідних газів головних двигунів і останньою ланкою якого є вторинна пара, що утворюється у випарних апаратах РМУ. 

З погляду на те, що окрім пари РМУ є споживачем також і холоду, який зазвичай виробляється в системах кондиціонування повітря і витрачається для охолодження готової рибної муки, використання вторинних низькопотенційних енергоресурсів у вигляді пари вторинного скипання доцільно в тепловикористовуючих контурах із виробництвом пари та холоду. Підвищеним вимогам із масогабаритних характеристик і надійності роботи, що пред’являють суднові умови експлуатації, відповідають тепловикористовуючі контури ежекторного типу. Саме в цьому напрямку і може бути вирішена задача підвищення ефективності використання вторинних енергоресурсів СЕУ для рибомучного виробництва та відповідно скорочення споживання паливно-енергетичних ресурсів на рибопромислових суднах у цілому.

Хоча тепловикористовуючі ежекторні холодильні машини досліджувалися і раніше, зокрема в роботах Ю.В. Захарова, С.З. Жадана, В.С. Жадана, І.С. Бадилькеса, О.А. Лехмуса, В.П. Шостака, В.А. Петренка, М.Г. Шумелишського, проте резерви підвищення енергетичної ефективності ежекторних паро- та холодовиробляючих контурів, пов’язані з інтенсифікацією теплообміну у випарниках та конденсаторах і відповідним скороченням втрат від зовнішньої незворотності в циклі, зумовлених кінцевими різницями температур, не були розкриті, що стримувало використання цих контурів для утилізації низькопотенційних вторинних енергоресурсів, зокрема теплоти пари вторинного скипання суднових РМУ. Це виключало можливість раціонального проектування та створення теплогідродинамічно вдосконалених теплоутилізаційних контурів, а відтак і комплексного, із виробництвом як пари, так і холоду, використання вторинних енергоресурсів СЕУ рибопромислових суден.

Таким чином, недостатньо висока ефективність використання вторинних енергоресурсів СЕУ рибопромислових суден викликана відсутністю комплексних технічних рішень, розробка яких неможлива без створення надійної теоретичної бази проектування теплогідродинамічно вдосконалених тепловикористовуючих ежекторних паро- та холодовиробляючих контурів РМУ. Це зумовило необхідність вирішення науково-прикладної задачі створення теплогідродинамічно вдосконалених ежекторних паро- та холодовиробляючих контурів суднових РМУ та теоретичної бази їхнього раціонального проектування, що забезпечувало б комплексне використання вторинних енергоресурсів СЕУ і, як наслідок, ефективне споживання паливно-енергетичних ресурсів рибопромисловим судном у цілому.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами.

Наведені в дисертації матеріали використані в науково-дослідних роботах, виконаних у рамках напрямів розвитку науки і техніки "Екологічно чиста енергетика та ресурсоощадні технології" (19992003 рр.), "Новітні та ресурсозберігаючі технології в енергетиці, промисловості та агропромисловому комплексі" та "Національної програми будівництва суден промислового флоту України", № ДР 0103U001797, 0105U001761.

В усіх роботах здобувач приймав участь як виконавець.

Об’єктом дослідження є процеси використання вторинних енергоресурсів СЕУ для виробництва пари та холоду.

Предмет дослідження – теплогідродинамічні процеси в тепловикористовуючих ежекторних контурах із виробництва пари та холоду для суднових РМУ.

Метою наукового дослідження є підвищення ефективності використання вторинних енергоресурсів СЕУ шляхом комплексного виробництва пари та холоду для РМУ в тепловикористовуючих контурах і створення теоретичної бази раціонального проектування таких контурів.

Основні задачі наукового дослідження:

 створення теоретичної бази раціонального проектування суднових теплогідродинамічно вдосконалених тепловикористовуючих ежекторних паро- та холодовиробляючих контурів РМУ рибопромислових суден;

 розробка математичної моделі тепловикористовуючих ежекторних контурів суднових РМУ та її верифікація;

 встановлення закономірностей впливу інтенсивності теплообміну у випарниках і конденсаторах та двоступінчастого ежектування на енергетичну ефективність тепловикористовуючих ежекторних контурів суднових РМУ;

 розробка раціональних