Характеристики судовых ПТУ.

Паротурбинными установками оснащаются многотоннажные суда (танкеры, нефтевозы, газовозы, специальные и другие суда), большие пассажирские суда и ледоколы.

Основными характеристиками судовых ПТУ являются:

- количество парогенераторов (паровых котлов);

- давление пара, мПа (за парогенератором, за промежуточными пароперегревателями);

- температура пара, ºС (за парогенератором, за промежуточным пароперегревателем);

- тип ПТУ (без промежуточного перегрева, с промежуточным перегревом);

- мощность ГТЗА, мВт (номинальная и максимальная);

- количество отборов пара;

- количество ступеней подогрева питательной воды;

- удельный затраты топлива на все потребители судна, кг/(кВт^.ч).

Такие характеристики ПТУ позволяют получать основные данные о судах с ПТУ.

Например, наиболее мощной ПТУ обладает пассажирское судно «Юнайтед Стейтс» водоизмещением 53.330 т и эксплутационной скоростью хода 30 узлов. Для обеспечения такой скорости хода это судно имеет 4 ГТЗА суммарной мощностью 181 мВт.

Для сравнения, танкер серии «Крым» имеет водоизмещение 150.000 т, а скорость хода 17 узлов, мощность его ГТЗА – 22 мВт. На таком танкере установлен один ГТЗА с турбинами высокого, среднего и низкого давления. Давление пара за парогенератором 7,65 мПа, за промежуточным пароперегревателем 1,46 мПа. Температура рабочего пара 510ºС. От турбины осуществляется 5 отборов пара, который используется в 5-ти ступенях подогрева питательной воды. Удельные затраты топлива на все потребители танкера – 0,258 кг/( кВт^.ч).

Кроме перечисленных выше характеристик ПТУ, указываются также:

- мощность на гребном винте, мВт (на танкере «Крым» - 22 мВт);

- паропроизводительность котлов, т/ч;

- электрическая мощность генераторов, кВт;

- эффективный КПД ГТЗА (на танкере «Крым» - 0,807);

- КПД котла (на танкере «Крым» - 0,96);

- тип главного и вспомогательного конденсаторов (одноходовой, двухходовой и т.д.);

- тип редуктора (одноступенчатый, двухступенчатый, трехступенчатый, смешанного типа; тип зубьев);

- реверсивный или нереверсивный ГТЗА;

- тип винта (фиксированного или регулируемого шага).

(3.1)

Абсолютный КПД ГТЗА определяется по формуле:

h_е=h_t^.h_bi^.h_be,

где h_t – термический КПД цикла (характеризует затраты энергии в конденсаторе); h_bi – внутренний индикаторный КПД ГТЗА; h_be – эффективный КПД ГТЗА.

Анализ затрат энергии в ПТУ показывает, что лишь малое количество химической энергии топлива переходит в полученную работу, а большая доля теряется. Наибольшие затраты энергии происходят при конденсации пара (50…60% теплоты, от подаваемой к ГТЗА).

В то же время имеется возможность повышать характеристики ПТУ. Например:

1) повышение только давления пара за котлом позволяет снизить затраты топлива на 3…8%;

2) увеличение количества ступеней регенеративного подогрева питательной воды позволяет повышать КПД ПТУ. Так при одноступенчатом подогреве питательной воды КПД цикла повышается на 3,5…4%, двухступенчатом – на 5,5…6%, трехступенчатом – на 7…7,5%, четырехступенчатом – на 8…8,5%. Однако увеличение количества ступеней подогрева питательной воды более пяти не дает эффекта увеличения КПД цикла;

3) увеличение КПД главного котла до 0,96…0,98 достигается улучшением процессов горения топлива, а также снижением затрат с выпускными газами.

Существуют и другие способы повышения КПД ПТУ.

Следует отметить, что несмотря на большую и плодотворную работу конструкторских фирм по совершенствованию ПТУ, такие установки до сегодняшнего времени не находят широкого применения на транспортном флоте. Начиная с конца 70-х годов XX в. флот наполняется за год лишь единицами судов с паротурбинными энергетическими установками.

4. ГАЗОТУРБИННЫЕ УСТАНОВКИ