Далее начинается подготовка данных для определения текущих расходов, завершаемая обращением к модулю LOHN. Основа этой под­готовки – засылка нагрузок и длительностей в массивы NGK, NWK, TK, что необходимо для расчета расходов на топливо. Для танкеров и подобных им судов – нефтерудовозов, газовозов, химовозов и других – предусмотрено три основных ходовых режима – в грузу, в балласте, с мойкой танков и четыре стояночных – налив, ожидание на бочке, слив и мойка. Длительность режимов принимается в соответ­ствии с табл.2.3.

После обращения к базовым модулям WERT, LOHN и DOXOD произво­дится расчет комплексных показателей судна:

• STK – суммарной длительности рейса, ч;
• ZRE – их среднего числа за год;
• GR – годовой суммы текущих расходов;
• GPZ – приведенных затрат за год эксплуатации;
• GRP – грузоподъемности судна;
• GTR – годового объема транспортной работы;
• UDPZ – удельных приведенных затрат;
• DOX – дохода от эксплуатации судна;
• PRI – годового объема прибыли от эксплуатации;
• NOR – нормы прибыли по судну в целом.

Далее результаты помещаются в общую область, и их значения присваиваются формальным параметрам. Кроме того, происходит вывод результатов в файл, куда направляются также результаты работы базовых модулей. Конкретные результаты работы расчетного варианта KRITGL будут рассмотрены в параграфе 4.4 при обсуждении моделей выбора главных судовых двигателей из типоразмерного ряда.

Как было указано выше, при обосновании технических решений по СЭУ большая их часть – выбор вспомогательного оборудования и трубопроводных элементов из типоразмерных рядов и сортаментов, параметров и схем энергетических систем, вспомогательных установок и валопроводов, компоновка и расположение оборудования в МКО и другие, имеет недостаточную значимость для выбора их по глобальным критериям эффективности. Для обоснования таких решений может быть применен более информативный согласованный критерий – сумма локаль­ного критерия от применения анализируемого решения и системной поправки к значениям глобального критерия на изменение параметров объекта проектирования. Таким образом, требуется рассчитать локальный критерий и значение системной поправки.

При использовании в качестве глобального критерия годового объема прибыли от эксплуатации судна локальным критерием для технических решений по СЭУ является приращение приведенных затрат по объекту проектирования по сравнению с базовым вариантом:

,

где K–Kб – приращение по сравнению с базовым вариантом стоимости объекта проект­рования; С–Сб – приращение по сравнению с базовым вариантом составляющих текущих расходов по объекту проектирования.

Капитальные затраты K по объекту проектирования – объекту, характеристики или типоразмер которого оптимизируются, могут быть определены с использованием базовой модели SOSTAW.

Текущие расходы для базового и измененного варианта объекта проектирования могут быть найдены с применением методики расчета эксплуатационных расходов и базового модуля LOHN:

.

В отличие от совокупности составляющих, рассмотренных выше, здесь отсутствуют расходы на экипаж и навигационные расходы, не зависящие прямо от от выбора типоразмера вспомогательного оборудования и других технических решений по СЭУ.

Доля отчислений на амортизацию, текущий ремонт и снабжение, а также часть косвенных расходов, относимая на объект проектирования, определяется его первоначальной стоимостью K:

и нормами отчислений по соответствующим статьям. Численные значения нормативов могут быть приняты такими же как и для судна в целом.

Методика расчета расходов на топливо, относимых на объект проек­тирования, нуждается в дополнительном обсуждении. Непосредственно в насосе, трубопроводе, клапане и т.д. топливо не расходуется, но оно расходуется в судовой электростанции в связи с работой пере­численных элементов СЭУ и с полным основанием должно быть отнесено к данному оборудованию в количестве, связанном с выполняемой им работой.

Для перечисленных активных элементов СЭУ, обеспечивающих обработку рабочих тел систем СЭУ (жидкостей и газов), характерно изменение потенциальной энергии положения или давления, кинетической энергии или диссипация энергии от сил трения в рабочем теле. Все эти явления могут быть оценены затратами мощности. Для насоса или трубопроводного элемента затраты мощности

,

где Q – расход рабочего тела, кг/с; H – напор или потеря давления, кДж/кг.

При определении расхода топлива для компенсации затрат этой мощности следует учесть потери в системе производства и распреде­ления энергии. Для трубопроводного элемента – это потери в насосе, учитываемые КПД насоса ?н, аналогично в приводе насоса ?эд, кабельной сети и распределительном устройстве ?с, электрогенераторе ?эг и приводе электрогенератора. Последняя из потерь учитывается не КПД двигателя, а его удельным расходом топлива bе. Часовой расход топлива B на элемент СЭУ может быть найден так:

.

Удельный расход топлива bе в этой формуле зависит от способа привода электрогенератора на анализируемом режиме. Если работает дизель-генератор, то bе равен удельному расходу на вспомогательный двигатель bе вд. В случае, если работает валогенератор, bе равен удельному расходу на главный двигатель bе гд. Если же на ходовом режиме работает утилизационный турбогенератор, то bе равен нулю.

При определении суммы расходов на топливо Ст нужно учесть режимы, на которых включен данный элемент СЭУ, их длительность и цену топлива Цт, используемого приводным двигателем на данном режиме:

,

где tк – длительность соответствующего режима эксплуатации судна, ч/рейс; kз – коэффициент загрузки данного элемента на анализируемом режиме (этот коэффициент учитывает возможные отклонения нагрузки (N, Q и H) от номинальных значений);
kдл – коэффициент длительности включения элемента СЭУ на заданном режиме эксплуатации судна.

Приведенная зависимость имеет обобщающий характер и в частных случаях упро­щается. Например, большинство механизмов, обслуживающих пропульсивную установ­ку, включены только на ходовых режимах, имеют стабильный коэффициент загрузки и полную длительность.

Расходы на смазку См для большинства элементов СЭУ могут не учитываться вовсе в связи с их малостью. Лишь при выборе поршневых механизмов: дизель-генераторов, дизель- и электрокомпрессоров, эта составляющая может анализироваться.

Необходимость введения системной поправки к значениям глобаль­ного критерия эффективности связана с тем, что судно – это плавучее сооружение, предназначенное для перевозки различных грузов. Изменение массы оборудования на судне и запасов топлива на работу последнего приводит к изменению количества перевозимого груза и влияет на доход от эксплуатации судна. В связи с тем, что разные типоразмеры оборудования, способные выполнить одинаковую функцию в рамках СЭУ и конкурирующие вследствие этого при комплектации, имеют разную рабочую массу и разную энергетическую эффективность, их влияние на доход от перевозки груза различно.

Получим выражение для расчета изменения дохода от эксплуатации судна в случае применения оборудования, имеющего отличные от базо­вого варианта значение массы в рабочем состоянии G и потребление энергии N. Это и есть системная поправка, которую нужно учитывать при выборе оборудования:

где Fr – фрахтовая ставка за перевозку груза, дол за тонно-милю (см. параграф 2.1); Lпл – дальность плавания судна, мили; kп – коэффициент использования свободного тоннажа. Прочие переменные этих выражений рассмотрены выше в данном параграфе. Индек-
сом «б» обозначены характеристики базового варианта, без индекса – данные изме­ненного варианта.

Введение коэффициента использования свободного тоннажа связано с тем, что для судов, предназначенных для перевозки грузов с большой погрузочной кубатурой (с плотностью меньше единицы), прием дополнительного груза ограничен возможностью его размещения, и экономия массы в МКО не может быть полностью реализована в виде дополнительного дохода от перевозки грузов. Значения этого коэффициента анализируются при проектировании судна.

По аналогии с полной массой СЭУ может быть введено понятие о «полной массе» элемента СЭУ – насоса, сепаратора, трубопроводного элемента, агрегата, сборочной единицы, системы и пр. Это сумма массы Gр данного объекта, приготовленного к действию, и массы запасов Gт, в основном топлива, обеспечивающих функционирование данного объекта в течение рейса:

По нашему мнению, понятие «полная масса» элемента СЭУ или другого объекта более правильно характеризует показатели этой группы на судне. Элементы, в которых не происходят процессы, связанные с преобразованиями энергии (в том числе диссипация), не используют запасов топлива, даже опосредованно. Для таких объектов, например, как валопровод, жесткие соединительные муфты и другие, полная и рабочая масса совпадают.

Таким образом, окончательное выражение для согласованного критерия эффективности в форме приращения прибыли

.

Следует также проанализировать значения другой формы согласован­ного критерия – нормы прибыли от принятого решения – отношения приращения прибыли к изменению капитальных затрат:

.

Рассмотренная методика реализована в виде расчетного варианта KRITSO, включающего одноименную подпрограмму, взаимодействующую с программами пользователей и системой файлов. Подпрограмма KRITSO обменивается информацией через список формальных параметров и внешний файл. Последний содержит характеристики базового варианта судна и СЭУ. В табл.2.5 представлен вариант этого файла.

Таблица 2.5 Данные для расчета согласованного критерия

Список формальных параметров включает в себя исходные данные и результаты расчета:

• SOB – первоначальную стоимость объекта проектирования, долл;
• MROB – рабочую массу объекта проектирования, т;
• NOB – затраты энергии на работу объекта проектирования, кВт;
• MZAP – массу запасов на работу объекта проектирования, т;
• MPOB – полную массу объекта проектирования, т;
• ZOB – приведенные затраты по объекту проектирования, долл/год;
• KRITSO – согласованный критерий по объекту проектирования, долл/год.