Определение производительности и выбор утилизационной опресни­тельной установки.

На морских судах широко применяются утилизационные опреснительно-испа­рительные установки (ОУ). За счет использования теплоты пресной воды, охлаждающей двигатели, которую все равно нужно охлаждать после прохода через рубашки и крышки цилиндров, утилизационные ОУ позволяют не только полностью обеспечить судно пресной водой по цене на порядок ниже поставляемой с берега, но и сократить массу запасов рабочих тел, увеличить провозоспособность и эффективность судов.

Для определения необходимой производительности ОУ следует учесть все регулярные потери пресной воды на судне, в том числе:

• потери воды в системе охлаждения пресной водой главных и вспомогательных двигателей, по данным [48] эту составляющую можно оценить примерно 270 л/сут на каждые 1000 кВт мощности на эксплуатационном режиме;
• расход пресной воды на технологические нужды судна. Например, на каждую тонну замороженной рыбы на судах-рефрижераторах расходуется до 100 кг пресной воды для целей глазирования. Еще больше расход пресной воды на обрабатывающих судах – рыбопромысловых базах;
• утечки пара и конденсата в системах парогенераторов, продувание котлов. Они определяются расчетной производительностью котлов и составляют до 1,5–3% от последней;
• расходы пресной (питьевой и мытьевой) воды на экипаж и пассажиров судов. По санитарным нормам эта величина составляет от 180 до 240 л в сут на человека. На судах повышенной комфортности эта норма увеличивается до 500 л/сут на человека.

В целом суточная потребность в пресной воде может достигать 100 и более тонн в сутки в зависимости от размеров, категории и назначения судна.

В табл.4.32 приведены характеристики типоразмерного ряда опреснительных установок фирмы ATLAS, одного из признанных и традиционных поставщиков опрес­нительных установок.

В табл.4.32 представлены следующие характеристики опреснительных установок:
J – индексы типоразмеров ОУ. Здесь указаны 19 типоразмеров ОУ поверхностного типа – одноступенчатых (AFGU1) и двухступенчатых (AFGU2). В двухступенчатых установках пар, образующийся в корпусе первой ступени, направляется во вторую ступень в качестве греющего пара. Конденсаты, получаемые в обеих ступенях, суммируются. Для обеспечения работы давление во второй ступени снижено по сравнению с первой. В результате двухступенчатая установка получается более экономичной; Wоу – номи­нальная производительность, т/сут. Она гарантиру­ется при расходе и температуре греющей воды не ниже указанных в четырех следующих столбцах. Больший расход греющей воды направлять на ОУ нецелесо­образно ввиду увеличения гидрав­лических потерь. При превышении расчетной температуры греющей воды произво­дительность остается неизменной вследствие регулирования. При снижении температуры греющей воды производительность ОУ уменьшается прямо пропорцио­нально изменению T; W1, T1 – наибольший расход греющей воды и соответствующая ему температура, при которых гарантируется номинальная производительность, м3/ч, 0С; W2, T2 – наименьший расход греющей воды и соответствующая ему температура, при которых гарантируется номинальная производительность ОУ, м3/ч, оС; Pэл – расход электроэнергии на работу установки, кВт; L, B, H – габаритные размеры ОУ, м; Gр – рабочая масса установки, кг.

Таблица 4.32 Опреснительные установки фирмы ATLAS

Выбор опреснительной установки происходит по основному расчетному парамет-
ру – расходу греющей воды W в системе охлаждения двигателя, который определяется путем обращения к модулю RESURSY (см. п.4.8.2). Далее из табл.4.32 подбирается типоразмер опреснительной установки, у которого минимально допустимый расход греющей воды W2 не больше расхода воды W в системе охлаждения главного двигателя и ближе всего к нему. Диапазоны допустимых расходов греющей воды у типоразмеров, ранжированных по производительности, перекрываются. Это позволяет всегда найти типоразмер ОУ, у которого W принадлежит диапазону допустимых расходов. Такой типоразмер считается допустимым.

Для него следует уточнить значение производительности в функции фактического расхода греющей воды и ее температуры. Сначала это уточнение производят с более легкими одноступенчатыми установками. В случае, если фактическая производи­тельность не меньше требуемой, найденной с использованием приведенных выше соот­ношений, выбор считается завершенным и происходит приближенный анализ эффективности применения ВОУ на заданном судне. В процессе анализа происходит сравнение судна, принимающего всю расходуемую воду в запас, с таким же судном, покрывающим всю или часть потребностей в воде от утилизационной опреснительной установки. Возникающая экономия провозоспособности реализуется в виде дохода от перевозки груза с учетом возможности использования свободного тоннажа.

Требуемая производительность Wтреб определяется с использованием зависимостей для рассмотренных выше статей расходования воды на судне, т/сут:

Wтреб = Kз(DнZл + DдвNе/1000 + DпгWпг0,24 + DтIт) 10-3,

где Kз – коэффициент запаса производительности, равный 1,25–1,5; Dн – санитарная норма расходования воды, л/сут на человека; Zл – число людей на судне, включая команду и пассажиров; Dд – потери воды из систем охлаждения двигателей, л/сут на 1000 кВт включенной мощности; Nе – суммарная мощность двигателей, работающих на длительном эксплуатационном режиме, кВт; Dпг – коэффициент потерь пресной воды из систем вспомогательного парогенератора, %; Wпг – производительность вспомога­тельного парогенератора, кг/час; Dт – нормативы расходования пресной воды на технологические нужды судна, литр на единицу измерителя; Iт – измеритель расхо­дования пресной воды на технологические нужды судна, ед/сут.

В случае, если фактической производительности не хватает для покрытия всех потребностей, предпринимаются попытки увеличить ее. Рассматривается возможность применения более энергетически эффек­тивных двухступенчатых ВОУ или, если расхода греющей воды недоста­точно, двух одноступенчатых ВОУ, включенных по греющей воде последовательно. Допустимость последнего варианта проверяется на соответствие требованиям системы охлаждения двигателя.