Норма расхода топлива на судах

Оглавление:

Норма расхода топлива на судах

2.7. ОСНОВЫ НОРМИРОВАНИЯ И ОРГАНИЗАЦИИ КОНТРОЛЯ РАСХОДА ТОПЛИВА НА СУДАХ ФЛОТА РЫБНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Нормирование расхода топлива — это разработка планового количества его рационального производственного потребления. Нормирование расхода топлива на флоте устанавливает обоснованную потребность топлива для работы флота и обеспечивает контроль за его эффективным использованием [ 2, 60].

Нормирование топлива производят по двум показателям: по условной затраченной работе (для двигателей); выработанной продукции и затраченной работе (для паровых котлов).

Для каждого типа судна разрабатывают индивидуальные нормы расхода, учитывающие конкретные условия промысла, вид орудий лова и технологию обработки рыбопродукции. Индивидуальные нормы расхода устанавливают в тоннах натурального топлива. Существует 3 вида индивидуальных норм: индивидуальные по элементам рейса (переход, промысел, стоянка в море, стоянка в порту); индивидуальные технологические на выпуск продукции (рыбная мука, рыбий жир, консервы); индивидуальные общесудовые. Установленные единицы измерения индивидуальных норм расхода топлива приведены в табл. 2.14.

Индивидуальные нормы расхода топлива определяют одним из следующих методов:

экспериментальным (метод теплотехнических испытаний), основанным на непосредственном измерении расходов топлива ДВС и котлами, производительности котельных установок и выпуска продукции во время эксплуатации судна на установленных элементах рейса;

расчетно-экспериментальным, основанным на использовании энергетических характеристик топливопотребляющих агрегатов, паспортных характеристик пропульсивно-тралового комплекса и экспериментальных данных о загрузке вспомогательных двигателей, скорости судна, производительности котлов, выпуске продукции во время испытания;

расчетным, основанным на расчете и анализе нагрузок двигателя, технологического, рефрижераторного, бытового и другого оборудования при работе судна в заданных элементах рейса;

расчетно-статистическим, основанным на использовании рейсовой отчетности о расходе топлива ДВС и котлами, распределении эксплуатационного времени и выработке продукции; применяется для корректировки индивидуальных норм расхода топлива и выполняется только с использованием ЭВМ.

При экспериментальном методе определения индивидуальных норм расхода топлива необходимо соблюдение следующих условий: источник и потребители энергии должны находиться в исправном состоянии и соот-ветствовать оптимальному режиму работы в конкретных условиях; утилизационное оборудование должно быть исправно и работать с полной производительностью; измерения не должны учитывать всевозможные потери топлива; продолжительность и количество измерений должны быть соответственно не более 1 сут и не менее 2 ч (не менее одного траления) и на каждом элементе рейса должно быть выполнено не менее 5 замеров; фиксируются климатические условия в зависимости от среднесуточной температуры: зимой меньше 14 °С; летом 14 . 25 °С; в тропиках более 25 °С; соответственно применяются коэффициенты 1,1; 1,0; 0,7; для добывающих судов нормы расхода топлива на промысле должны устанавливаться дифференцированно для видов лова.

Измерения, связанные с определением индивидуальных технологических норм расхода топлива, проводятся при следующих условиях: производительность технологических установок не должна отклоняться от плановой более чем на 10 % в течение всего периода измерений; видовой состав сырья должен быть постоянным; параметры пара и сырья в рыбомучных, жиромучных, жиротопных установках и агрегатах должны соответствовать паспортным; технологические установки должны быть в исправном состоянии и отрегулированы.

При расчете нормы расхода топлива на выработку муки и рыбьего жира учитывают жирность сырья: при низкой жирности коэффициент принимается равным 1,0; при высокой — 1,25.

Индивидуальные нормы расхода топлива по элементам рейса для двигателей определяют как отношение суточных расходов топлива главными и вспомогательными двигателями на заданных элементах рейса к суммарной номинальной их мощности.

Индивидуальные нормы расхода топлива на общесудовые нужды на заданных элементах рейса для котлов определяют как отношение разности расходов топлива общих, на котел и затраченных на выпуск продукции, к номинальной паропроизводительности котельной установки по нормальному пару.

Расход топлива главными и вспомогательными двигателями и котлом, паропроизводительность вспомогательного и утилизационного котлов определяют на заданных элементах рейса согласно рабочей программе испытаний. После проведения испытаний производят обработку полученных результатов и расчет норм расхода топлива одним из указанных выше методов.

Расходы топлива при нормировании замеряют при проведении испытаний или рассчитывают по топливной характеристике двигателя и котла. Такие топливные характеристики определяют по специальной методике на основании паспортных данных или по результатам теплотехнических испытаний, причем последнее предпочтительней.

Судовая система контроля расхода топлива

Преимущества контроля и учета расхода топлива на судне

Уменьшение доли расходов на топливно-энергетического ресурсы (ТЭР) в совокупности постоянных затрат судоходных компаний сейчас считается животрепещущей темой. За последние годы на отечественном рынке появилось несколько типов судовых систем контроля расхода топлива. Это связано с тем, что установка подобных систем обеспечивает судовладельцу ряд преимуществ, включая следующие:

  • Экономия горючего, а значит и средств судовладельца, увеличивает производительность всей судоходной компании в целом и ее конкурентоспособность на современном динамично развивающемся рынке;
  • Улучшение топливно-энергетического баланса судна подразумевает понижение себестоимости перевозок и дает возможность судоходной компании вести технически и финансово грамотную политику в области эффективного использования горючего на судне;
  • Внедрение передового судового контрольно-диагностического комплекса, такого как «Портал-Дон-02», позволяет обеспечить учет ТЭР и дает значительную его экономию;
  • Судовая система контроля расхода топлива дает возможность учитывать количество израсходованного горючего за конкретные эксплуатационные промежутки времени (рейс, навигация);
  • Система позволит оценить фактически израсходованное количество горючего потребителями и повысит эффективность разработки обновленных норм по потреблению на основании показаний судового контрольно-диагностического комплекса.
  • Исходя из вышеизложенного, недоступность непрерывного замера расхода горючего на относительно длинных отрезках пути также не дает возможность действенно применить и корректно оценить целый ряд технических и организационных мероприятий, направленных на экономию топлива на флоте. Все это указывает на необходимость установки современной системы контроля расхода топлива.

    КДК «Портал-Дон-02»

    Судовой контрольно-диагностический комплекс «Портал-Дон-02» является многофункциональной судовой системой и используется не только для контроля и учета расхода топлива, но и для удаленной диагностики работы дизелей и ГЛОНАСС/GPS-мониторинга флота.

    Внедрение судового КДК «Портал-Дон-02» на судно обеспечит выполнение следующих задач:

    • формирование топливных отчетов в любое время за любой отчетный период;
    • получение данных по расходу топлива каждого потребителя горюче-смазочных материалов за желаемый период,
    • определение расхода топлива с привязкой к прохождению судна контрольных точек благодаря осуществлению ГЛОНАСС-мониторинга;
    • анализ технического состояния конкретного дизеля за определенный период;
    • оповещение о выходе показателей за допустимые пределы;
    • обеспечение безаварийной эксплуатации дизелей благодаря отслеживанию технического состояния двигателей в реальном времени;
    • визуализация данных на панели оператора для диагностики работы дизелей и наблюдения за расходом горючего.

    Преимущества КДК «Портал-Дон-02»

    Несомненным преимуществом судовой системы контроля расхода топлива «Портал-Дон-02» является отсутствие влияния человеческого фактора при учете горюче-смазочных материалов, что исключает возможность искажения данных. Достоверность получаемых данных также обеспечивается высокой точностью приборов учёта, погрешность которых не превышает 1%.

    Благодаря использованию судовой системы контроля расхода топлива «Портал-Дон-02» обеспечивается возможность планирования ТО отдельных узлов и агрегатов, а также оперативного принятия решений по устранению неполадок.

    Комплексная судовая система контроля расхода топлива помогает своевременно выявить технические неисправности, когда потребители горючего на судне функционируют нормально по внешним признакам, а аналитические данные сигнализируют о несбалансированной работе механической или эклектической части. Судовой контрольно-диагностический комплекс дает точные данные при широком диапазоне температур. При установке данной системы появляется возможность экспорта данных судовладельцу. При этом информация считывается легко, не требуется дополнительная расшифровка данных.

    К преимуществам использования судовой системы контроля расхода топлива относится и то, что контрольно-диагностический комплекс является частью комплексной системы удаленного мониторинга, гарантирующей абсолютную защищенность от вмешательства в техническую и электронную схему системы. Команда не может «обмануть» систему, она является для него закрытой, и любые попытки вмешательства станут известны судовладельцу. В итоге у судовладельца появляется реальные данные о расходе горючего, что дисциплинирует команду.

    Таким образом, только комплексная система контроля расхода топлива — такая, как контрольно-диагностического комплекса «Портал-Дон-02» — даст возможность судовладельцу вести объективный и всесторонний учет работы каждого потребителя топлива на судне, своевременно проводить замену запчастей, сократить расходы на ремонт, техобслуживание и топливо в целом, создать дисциплинированную и ответственную команду.

    Приём топлива на судне

    Начало подачи топлива, а также возобновление его подачи после какого-либо перерыва должно производиться после обязательного предупреждения судна-приёмщика. При приёме топлива необходимо контролировать порядок заполнения цистерн, давление перед палубными фильтрами, количество и качество принимаемого топлива.

    Контроль за качеством принимаемого топлива осуществляется отбором проб из трубопровода. В случае приёма большого количества топлива пробы отбирают через каждые 500 м 3 ; если общий объем топлива менее 1500 м 3 , то в начале, середине и конце приемки. Пробы отбирают с участием представителя бункеровщика с оформлениями двухстороннего акта. Отобранные пробы смешивают в чистом эмалированном ведре с последующим отбором двух проб по 0,5 л. После опечатывания одну пробу вручают бункеровщику, другую хранят на судне до полного расхода принятой партии топлива. Пробы сопровождают этикеткой с указанием: названия судна, даты и места отбора, пробы, названия бункеровщика, вида топлива, фамилий и подписей лиц, производящих отбор проб.

    В случае невозможности проведения совместного отбора проб, указанную выше процедуру выполняет главный (старший) механик судна в присутствии вахтенного помощника капитана и представителя судового комитета. Отобранные пробы опечатывают, составляют акт в установленном порядке, о чём ставят в известность бункеровщика.

    Количество принятого на борт судна топлива устанавливают по данным бункеровщика и контрольным замерам в танках бункеруемого судна. При подсчёте из количества принятого топлива исключают содержание воды, а при переходе от объёмных показателей к массовым плотность топлива рассчитывают в зависимости от температуры топлива при бункеровке.

    После приёма топлива необходимо привести средства приема в исходное положение, осмотреть трюмы и топливные системы.

    Основные правила бункеровки

    1. Документы по качеству и количеству топлива, представленные бункеровщиком, должны быть проверены на соответствии заказу.

    2. Все судовые танки должны быть пронумерованы непосредственно перед бункеровкой. Если топливо доставляется баржей, третий механик должен лично проследить за контрольными замерами на барже, используя водочувствительную пасту, проверить наличие в танках отстоявшейся воды. Эта вода должна быть подсчитана и вычтена из общего объема бункера.

    3. Перед пуском насосов третий механик должен согласовать с бункеровщиком план бункеровки в случае возникновения каких-либо затруднений.

    4. Согласованию с бункеровщиком подлежит процедура отбора проб.

    5. В течение всей бункеровки механик должен следить за уровнями в танках и за давлением подачи, которое должно быть заранее оговорено.

    6. По окончании бункеровки необходимо проверить все танки судна и танки бункеровщика. Необходимо также произвести полный подсчёт полученного топлива с учётом поправок на крен, дифферент судна и температуру топлива в танках, необходимую для пересчёта принятого объема в стандартный.

    Международный стандарт, требованиям которого должны выполняться при бункеровках во всех портах мира в настоящее время опубликован в виде технического отчёта «Методы определяющие практические процедуры бункеровок судов». Этот проект международного стандарта устанавливает требования к документации; процедуры перекачки, измерения количества и отбора проб топлива; обязанности грузового офицера бункеровщика и судового механика.

    Стандарт ISO 8217-2005 устанавливает, что качество топлива должно отвечать требованиям стандарта «во время и в месте передачи опеки над топливом». В техническом отчёте говорится, что пробу можно отбирать у любого конца бункеровочного шланга, попредпочтительным местом отбора пробы является конец бункеровочного шланга на барже-бункеровщике, однако по обоюдному согласию между договаривающимися сторонами может быть использован судовой конец бункеровочного шланга.

    В последние годы на судах все чаще возникают проблемы, обусловленные ухудшением качества топлива. Зачастую судовладельцы и поставщики топлива не могут решить проблемы, связанные с поставленным бункером, без привлечения третьей независимой стороны. В 1980 году в классификационном обществе DNV был создан отдел DetNorske Veritas Petroleum Services (DNVPS), который выполняет проверку качества бункерного топлива и сюрвейерскую проверку количества топлива.

    Программа проверки качества топлива «DNV Fuel Quality Testing Programme» основана на анализе представительной пробы топлива отбираемой судовыми механиками совместно с представителем бункеровщика методом «непрерывного капания». Для непрерывного отбора пробы рекомендуется устройство (рис. 11.1.1), представляющее собой фланец с установленной внутри пробоотборной трубкой с отверстиями, через которую топливо поступает в пластмассовый котейнер.

    Подача топлива регулируется игольчатым клапаном. Перед началом отбора пробы необходимо опломбировать клапан и контейнер и записать номер пломбы, чтобы исключить несанкционированное вмешательство. Механики предлагают представителям бункеровщика подписать заявку на проведение освидетельствования отбора пробы топлива. Отобранные 3-5 литров пробы тщательно перемешиваются и разливаются по поставленным DNVPS трём одинаковым пластмассовым бутылкам. Бутылки должны быть опломбированы, а этикетки заполнены, подписаны и приклеены к бутылкам в присутствии представителей обеих сторон. Все документы, относящиеся к бункеровке, нужно подписывать только после окончания перекачки и урегулирования всех спорных вопросов. Одна бутылка передается представителю бункеровщика, другая остается на судне, третья пересылается авиакурьером в ближайшую лабораторию DNVPS отчет DNVPS.

    «Результаты анализа топлива» содержит следующую информацию:

    1. Общая информация о бункеровке: место, дата бункеровки, отбора пробы и доставки пробы в лабораторию, поставщик, марка топлива, качество топлива, номер пломбы и её состояние (т.е. пломба целая или поврежденная).

    2. Плотность и вязкость топлива, которые поставщик указал в доставочной квитанции ВДС.

    3. Результаты анализа пробы, которые сравниваются с допустимыми предельными значениями по ISO 8217:2005 для данной марки топлива:

    — плотность при 15 0 С;

    — вязкость при 50/40 0 С;

    — содержание в процентах воды, кокса, серы, общего осадка и золы;

    — температура застывания и температура вспышки;

    — содержание ванадия, алюминия и кремния (мк/кг топлива или ррт);

    — содержания натрия, железа, никеля, магния и свинца определяется дополнительно к требованиям стандарта. Кальций, фосфор, цинк могут указать на наличие в топливе отработанного масла.

    4. Расчетные величины :

    — теплота сгорания топлива;

    — расчётный углеродно-ароматический индекс ССАI;

    — содержания Al+Si (максимальное содержание по стандарту – 80 мг/кг топлива)

    5. Вывод о соответствии топлива требованиям стандарта. Если топливо не отвечает требованиям стандарта, то указываются не спецификационные параметры, их влияние на работу двигателей и системы топливоподготовки, рекомендации по уменьшению риска повреждения двигателей и системы.

    6. Рекомендации по поддержанию температуры топлива в танках и перед ТНВД.

    Основы нормирования и организации контроля расхода топлива на судах

    Нормирование расхода топлива на лоте устанавливает обоснованную потребность топлива для работы флота и обеспечивает контроль за его эффективным использованием.

    Нормой расхода топлива называют технически и экономически обоснованное его количество, предназначенное к расходу на установленный измеритель работы в условиях правильно организованной эксплуатации энергетической установки, исправного технического ее состояния и полного использования заданной мощности и производительности.

    Нормирование топлива производят по двум показателям: условной затраченной работе (для двигателей); выработанной продукции и затраченной работы (для паровых котлов).

    Для каждого типа судна разрабатывают индивидуальные нормы расхода, учитывающие конкретные условия промысла, вид орудий лова и технологию обработки рыбопродукции. Индивидуальные нормы расхода устанавливают в тоннах натурального топлива. Существует 3 вида индивидуальных норм: индивидуальные по элементам рейса (переход, промысел, стоянка в море, стоянка в порту); индивидуальные технологические на выпуск продукции (рыбная мука, рыбий жир, консервы); индивидуальные общесудовые.

    Индивидуальные нормы расхода топлива по элементам рейса и индивидуальные технологические нормы расхода топлива на выпуск продукции служат для планирования и контроля топливоиспользования для судов с суммарной мощностью главных и вспомогательных двигателей 300 л.с. и более.

    Общесудовая индивидуальная норма топлива служит для планирования и контроля использования топлива и устанавливается:

    — для судов мощностью 300 л.с. и более – на основе индивидуальных норм расхода топлива по элементам рейса и технологических норм расхода, топлива;

    — для судов мощностью менее 300 л.с. без разделения нормы расхода топлива по элементам рейса.

    Для судов ФРП индивидуальные нормы расхода топлива устанавливаются раздельно для двигателей внутреннего сгорания (главных и вспомогательных) и котельных агрегатов.

    Главных и вспомогательных двигателей судов мощностью более 300 л.с. устанавливается два вида индивидуальных норм расхода топлива:

    — индивидуальные нормы расхода топлива по элементам рейса;

    — общесудовая индивидуальная норма расхода топлива.

    Для главных и вспомогательных двигателей судов мощностью 300 л.с. и менее устанавливается только общесудовая индивидуальная норма расхода топлива.

    Для котельных агрегатов устанавливается три вида индивидуальных норм расхода топлива:

    — общесудовая индивидуальная норма расхода топлива;

    — индивидуальные технологические нормы расхода топлива на выпуск следующих видов продукции: рыбная мука, рыбий жир, консервы.

    Таблица 11.2.1 – Единицы измерения индивидуальных норм расхода топлива

    Элемент рейса переход показывает время, затраченное на переходы из любого порта в район промысла и обратно; из одного района промысла в другой, если оно составляет более суток, из одного порта в другой при переходе на промысел или возвращения с промысла; из района промысла на судоремонтное предприятия и обратно.

    Элемент рейса промысел показывает время, затраченное на:

    — по добывающим судам: спуск и подъем трала, траление, выметку и выборку сетей, кошелькового невода; работу сетями, кошельковыми неводами (разработка, очистка, срезка и т.д.); лов ловушками, ярусом и другими орудиями лова; выборку и обработку улова; ремонт орудий лова и проминвентаря; поиск рыбы и связанные с ним переходы из квадрата в квадрат продолжительностью не более суток; прочие затраты времени на лову.

    По приемо-перерабатывающим судам: прием от добывающих судов сырья для обработки, производства продукции, сдачу грузов и оказание хозяйственно-бытовых услуг добывающим судам.

    По транспортным и вспомогательным судам: прием (передачу рыбопродукции, грузов материально-технического снабжения, топлива, воды добывающим, приемо-перерабатывающим и другим судам на промысле.

    Элемент рейса стоянка в море показывает потери времени на промысле по метеорологическим причинам, в период которых не могут вестись добыча рыбы и работы по погрузке и разгрузке, выпуску продукции и обслуживанию добывающих судов, а также показывает время затраченное на:

    По добывающим судам: стоянки у приемно-перерабатывающих и транспортных судов, связанные со сдачей рыбопродукции, рыбы-сырца, получением топлива, воды, материально-технического снабжения, ожидания приемо-перерабатывающих, транспортных судов, в течение которого суда не могли вести лов рыбы, а также ожидание сдачи улова на береговые рыбообрабатывающие предприятия в период ведения эксплуатационного лова.

    По приемо-перерабатывающим судам: на грузовые работы и вспомогательные операции, связанные с передачей рыбопродукции на транспортные суда, получением от них грузов материально-технического снабжения;ожидание добывающих, транспортных судов, в течение которого суда не производили приём сырья и выпуск готовой продукции.

    По транспортным и вспомогательным судам: ожидание добывающих, приёмо-перерабатывающих судов.

    Элемент рейса стоянка в порту показывает время, затраченное на:

    — Простои по метеорологическим причинам;

    — Погрузочно-разгрузочные работы: грузовые работы и вспомогательные операции, связанные с ними (грузовые операции при сдаче рыбопродукции, приёме снабжения, тары, продовольствия, маневровые работы, подготовка трюмов к приёму грузов, оформление грузовых документов, бункеровка судов топливом, водой, оформление прихода и отхода.

    — Стоянки в иностранных портах (учитывается время стоянки судов в иностранных портах, связанное с отходом и подменной команды, техническим обслуживанием, производимым без вывода судна из эксплуатации)

    — Прочие затраты времени в порту: ожидание выгрузки в порту или погрузки промвооружения, тары, продовольствия, топлива и других грузов; ожидание причала и вхождение в норму одновременной обработки судов; ожидание укомплектования экипажа; ожидание разрешения на выход из порта.

    Индивидуальные нормы расхода топлива устанавливаются в условном топливе. При использовании на судне несколько видов топлива индивидуальные нормы расхода топлива устанавливаются, в условном топливе для каждого вида топлива. Перевод в натуральное топливо (т/сут) производится по формуле:

    где К – теплотворный эквивалент; для дизельного топлива К = 1,45 для мазута К = 1,43.

    Методы разработки индивидуальных норм расхода топлива по элементам рейса

    Экспериментальный метод

    Экспериментальным (метод теплотехнических испытаний), основанным на непосредственном измерении расходов топлива ДВС и котлами, производительности котельных установок и выпуска продукции во время эксплуатации судна на установленных элементах рейса;

    При экспериментальном методе определения индивидуальных норм расхода топлива необходимо соблюдение следующих условий: источник и потребители энергии должны находиться в исправном состоянии и соответствовать оптимальному режиму работы в конкретных условиях, утилизационное оборудование должно быть исправно и работать с полной производительностью; измерения не должны учитывать все возможные потери топлива; продолжительность и количество измерений должны быть соответственно не более 1 сут и не менее 2ч (не менее одного траления) и на каждом элементе рейса должно быть выполнено не менее 5 замеров фиксируются климатические условия в зависимости от среднесуточной температуры: зимой меньше 14°С; летом 14-25°С; в тропиках более 25°С; соответственно применяются коэффициенты 1,1; 1,0; 0,7; для добывающих судов нормы расхода топлива на промысле должны устанавливаться дифференцированно для видов лова.

    Измерения связанные с определением индивидуальных технологических норм расхода топлива, проводятся при следующих условиях: производительность технологических установок не должна отклоняться от плановой более чем на 10% в течение всего периода измерений; видовой состав сырья должен быть постоянным; параметры пара и сырья в рыбомучных, жиромучных, жиротопных установках и агрегатах должны соответствовать паспортным, технологические установки должны быть в исправном состоянии и отрегулированы.

    Для судов с суммарной мощностью главных и вспомогательных двигателей менее 300 л.с испытания проводятся для наиболее характерного полного цикла работы этих судов;

    При испытании отмечаются климатические условия в форме «зима», «лето», «тропики» в соответствии со следующими условиями:

    — «зима» — среднесуточная температура меньшие + 14 0 С;

    — «лето» — среднесуточная температура от + 14 до 25 0 С;

    — «тропики» — среднесуточнаятемпература более + 25 0 С.

    Расчётно-экспериментальный метод

    Расчётно-экспериментальным, основанным на использовании энергетических характеристик топливопотребляющих агрегатов, паспортных характеристик пропульсивно-тралового комплекса и экспериментальных данных о загрузке вспомогательных двигателей, скорости судна, производительности котлов, выпуске продукции во время испытания.

    Метод позволяет исключить из норм расхода топлива потери, которые могут быть вызваны неоптимальными режимами работы пропульсивного комплекса и судовой электростанции.

    Допускается определение загрузки главных и вспомогательных двигателей и производительности главных, вспомогательных и утилизационных котлов на основании данных судовой отчётности, полученных в рейсах при соблюдении условий.

    Расчётный метод

    Расчётным, основанным на расчёте и анализе нагрузок двигателя, технологического, рефрижераторного, бытового и другого оборудования при работе судна в заданных элементах рейса.

    При расчёте индивидуальных норм расхода топлива для дизельных установок с целью упрощения расчёта энергопотребляющее оборудование судов может объединяться в группы.

    Загрузка пропульсивного комплекса определяется на основании характеристик комплекса судно-винт и по плановой скорости перехода или работы с орудиями лова.

    На элементе стоянка в море коэффициент загрузки главного двигателя принимается равным 0,2 на стоянке в порту 0.

    Загрузка технологического оборудования определяется по плановой среднесуточной производительности судна. Загрузка судового энергооборудования по элементам рейса устанавливается по проектной документации. При расчёте индивидуальных норм расхода топлива для котельных установок с целью упрощения расчёта судовые потребители пара могут объединяться в группы. Загрузка судовых потребителей пара по элементам рейса устанавливается по проектной документации.

    На основании определённых нагрузок движителя, технологического, рефрижераторного и бытового оборудования, средних значений к. п. д.энергоагрегатов находят средние нагрузки главных и вспомогательных двигателей и котлов.

    Для добывающих и приёмо-перерабатывающих судов индивидуальные нормы расхода топлива главными и вспомогательными двигателями на элементе рейса промысел, рассчитывается по формуле:

    – индивидуальные нормы расхода топлива на переходе, промысле

    b – доля переходов на промысле, для добывающих судов в = 0,15; для приёмо-перерабатывающих судов в = 0,07.

    Расчётно-статистический метод.

    Метод основан на использовании рейсовой отчётности судов о расходе топлива двигателями внутреннего сгорания (главными и вспомогательными) и вспомогательной котельной установкой, распределении эксплуатационного времени и выработки продукции и применяется для корректировки индивидуальных норм расхода топлива.

    Индивидуальные технологические нормы расхода топлива на выпуск продукции

    Индивидуальные технологические нормы расхода топлива разрабатываются для котельных агрегатов судна в целом на промысле и стоянке в море без разделения по типам технологических установок, выпускающих одинаковую продукцию.

    В индивидуальные технологические нормы расхода топлива включают затраты топлива на выработку пара, израсходованного на выпуск продукции и выработку дистиллята, восполняющего потери конденсата в технологических установках.

    Затраты пара на выработку дистиллята определяют только расчетным методом по паспортным параметрам испарительной установки при номинальной нагрузке.

    Для судов, имеющих утилизационные испарители, затраты пара на выработку дистиллята уменьшаются на величину коэффициента учета производительности утилизационных испарителей К:

    где До – номинальная производительность испарителей, работающих от вспомогательного котла (т.н.п./сут.)

    Ду – номинальная производительность утилизационных испарителей (т.н.п./сут.).

    Для судов имеющих утилизационные котлы, индивидуальные технологические нормы расхода топлива на выработку продукции уменьшаются пропорционально коэффициенту учета производительности утилизационных котлов Ку:

    где Дк – производительность утилизационных котлов на элементе рейса «промысел» (т.н.п./ч);

    Ду – производительность утилизационных котлов на элементе рейса «промысел» (т.н.п./ч).

    При измерениях должны соблюдаться следующие условия:

    — производительность технологических установок не должна отклоняться от плановой более чем на 10% в течение всего периода измерений;

    — за время измерений видовой состав сырья должен поддерживаться постоянным;

    — параметры пара и сырья в рыбомучных, жиромучных, жиротопных установках и агрегатах должны соответствовать паспортным, технологические установки должны быть в исправном и отрегулированном состоянии.

    Потери дистиллята, необходимые для переработки сырья в конкретной технологической установке, без возвращения конденсата в систему, принимаются равными расходу пара в этой установке. При возвращении конденсата в систему потери дистиллята принимаются равными разности расхода пара и возвращенного конденсата.

    Расход топлива на выпуск продукции за время измерений определяется по расходу пара, затрачиваемого на выпуск продукции, и паспортному расходу топлива на котельную установку при загрузке определенной для элемента рейса, в котором выпускается продукция. Загрузка котла определяется любым из изложенных во втором разделе методов. Индивидуальные технологические нормы расхода топлива на выпуск продукции определяется как отношение расхода топлива в условном исчислении за время измерений к продукции, выпущенной за это время.

    При расчете нормы расхода топлива на выработку муки, и рыбьего жира учитывают жирность сырья: при низкой жирности коэффициент принимается равным 1,0; при высокой – 1,25.

    Вопросы самопроверки:

    1. Какие документы и информацию от поставщика топлива должна получить администрация судна перед бункировкаой?

    2. Как осуществляется контроль качества топлива?

    3. Как осуществляется отбор проб топлива?

    4. Какие виды индивидуальных норм расхода топлива устанавливаются для котельных агрегатов?

    5. Назвать методы разработки индивидуальных норм расхода топлива.

    12. Моторные масла

    12.1 Получение масел

    На рисунке 12.1 показана схема получения масел из нефти. Сначала очищенную нефть нагревают до 300 ÷ 225°С, пары нефти поступают в разделительную колонну. Колонна внутри разделена на несколько секций, состоящих как бы из нескольких полок. Температура в секциях разная – вверху колонны температура ниже, чем внизу. Поднимающиеся вверх пары нефти с близкими температурами кипения конденсируются (освобождаются) в секциях. Углеводороды, имеющие более низкую температуру кипения, поднимаются выше и конденсируются в верхней секции, фракции, имеющие более высокую температуру кипения, осаждаются в нижних секциях. Образовавшиеся продукты выводятся из колонны наружу. Внизу колонны собираются остаток перегонки мазут.

    Подогретый мазут поступает на дальнейшую перегонку во вторую разделительную колонну, устроенную также как и первая, с той разницей, что из нее частично удален воздух, следовательно, разделение мазута на масла производится под вакуумом. Из колонны с различной высоты отводятся дистилляты: веретенный, машинный, автоловой, цилиндровый. Внизу колонны остается гудрон, который используется ан производство дорожного асфальта.

    Дистилляты смазочных масел – это еще не готовые масла. Для получения масел дистилляты подвергают отчистке серной кислотой, щелочью и отбеливающими землями. С помощью серной кислоты из дистиллятов извлекаются смолистые вещества и углеводы, склонные к окислению. Щелочь нейтрализует кислоты, которые могут быть в масле. Отбеливающие земли также удаляют из масла смолы и остатки кислоты после кислотной очистки. Часть мазута, оставшиеся после перегонки, используется для производства высоковязких масел.

    Основу масел составляют базовые компоненты, обеспечивающие их смазывающие свойства и имеющие минеральное (нефтяное) или синтетическое происхождение. При использовании их в современном высокофорсированном двигателе и , особенно, при работе на тяжелом топливе масло будет быстро деградировать, терять свои свойства, будет иметь меть интенсивная коррозия и износ, потеря ресурса, а в отдельных случаях – поломки. Поэтому в базовую основу современных масел вводится тот или иной комплекс присадок, призванных существенно улучшить их качественные характеристики.

    Минеральная базовая основа масел состоит из продуктов переработки нефти, называемых Base Stock Oils, которые представляют собой дистиллянты узкого фракционного состава, прошедшие ряд сложных и дорогостоящих операций очистки. Для получения BaseStockOils обычно используют нефти парафинового основания, это обеспечивает наличие у масла высокого индекса вязкости, т. е. пологую вязкостно-температурную зависимость. Минеральные масла находят преимущественное применение в судовых двигателях и механизмах, причина – доступность и значительно более низкая стоимость.

    Синтетическая базовая основа получается синтезом химических соединений определенного состава, обеспечивающего заранее заданные свойства. В первую очередь это соотносится к вязкостно-температурным характеристикам. Синтетические масла в сопоставлении с минеральными, обладают более высоким индексом, их вязкость меньше меняется при повышении температуры и меньше увеличивается при снижении температуры. Синтетическая основа обеспечивает высокую термическую стабильность масла и хорошую сопротивляемость окислению, низкую испаряемость и хорошую текучесть при отрицательных температурах.

    Синтетические масла незаменимы при эксплуатации двигателей в северных широтах и в Арктике. Более 1/3 синтетических масел изготавливаются на основе полиальфаолефинов, обладающих отличными характеристиками и универсальными смазывающими свойствами и они наиболее дешевы. В основу части синтетических масел включаются эфиры, наличие которых вызывает разбухание резиновых и пластмассовых уплотнителей с последующим возникновением протечек.

    Прошу помочь с формулами

    Модератор: Breeze

    • Активные темы
    • Страница 1 из 1
    • ...Вы забыли так же взять во внимание :
      — скорость и направление ветра.
      — скорость и направление течения.
      — глубину под килем.
      — состояние корпуса.
      — состояние ЦПГ и топливной аппаратуры ГД.

      Здравствуйте! Необходимо рассчитать часовой расход топлива для речного толкача с баржей и без. Пока только получилось найти приблизительный расход топлива толкача без баржи. Рассчитывал расход по эффективной мощности, найденной по полному сопротивлению судна и скорости, но удельный расход у меня был постоянной величиной, что конечно не правильно. Кто занимался подобными вещами прошу помочь с формулой определения сопротивления толкача вместе с баржей в зависимости веса перевозимого груза и формулой расчета удельного расхода топлива.

      С уважением, Nicke.

      ЭТО НЕОБХОДИМЫЕ. УСЛОВИЯ ДЛЯ ПОДСЧЕТА часового расхода топлива

      а так же количество членов экипажа владеющих авто с дизельным двигателем

      Это все понятно. Только как эти факторы можно учесть, если ветер и течение постоянно меняются, если только приборы какие-то ставить для измерения. Мне хотя бы приблеженную мощность определить. И так как я этим вопросом занимаюсь впервые, прошу подсказать формулы расчета. Особенно интересует зависимость расхода от оборотов двигателя и веса перевозимого груза, если такие зависимости есть.

      Расчет удельного расхода топлива:
      СР — суточный расхода в тоннах
      24 — сутки
      Не — мощность в кВт
      1000000 — граммы (перевод тонн в граммы)

      СР х 1000000 / 24 / Не =

      (я взял условные значения расхода, ну скажем в суки 100 тонн с мощностю двигателя 26 000кВт)

      100 Х 1000000 / 24 / 26000 = 160 гр/кВт/Час

      Давиче вам надо сравнить значения расхода и мошности,вам надо заглянуть в инструкцию и посмотреть заводские испытания и значения и сравнит вашы данные и на сколько вы соответствуете.
      Надеюс поможет..

      Ammonia спасибо вам за расчет, но такой подход имеет смысл, если двигатель работает в одном режиме на полную мощность постоянно, чего естественно не может быть.
      Может быть я не совсем ясно изложил суть своего вопроса, попробую подробнее объяснить. Необходимо рассчитать реальный часовой расход топлива речного толкача, с учетом веса перевозимой баржи и погодных условий (в идеальном варианте). Но т.к. погодные условия учесть практически невозможно, то пока я вижу только такой вариант расчета:

      1. Сначала находим общее сопротивление движению судна:
      Rобщ=Rтр + Rф + Rв + Rвозд

      2. Далее определяем мощность необходимую на преодоление этого сопротивления:
      N = Rобщ*v/75* η
      Где η — общий пропульсивный КПД

      3. По мощности определяем часовой расход топлива:
      G = ge*N*t

      На данном этапе я не могу расчесать общий пропульсивный КПД η, который складывается из ηp — КПД винта; ηk — коэффициент влияния корпуса; ηM — КПД валопровода и реверс-редукторной передачи. Т.е. η = ηp*ηk*ηM. Я просмотрел много литературы по расчету эффективной мощности двигателя, но так и не нашел способа расчета этих коэффициентов, были приведены только приблизительные значения в интервале. Поэтому складывается мнение, что эти коэффициенты, устанавливаются опытным путем на заводе и могут быть в паспортных характеристиках судна, которых у меня не имеется. Если есть способ расчета пропульсивного КПД, или его можно найти в специальных судовых справочниках, просьба объяснить или дать ссылку. Второй вопрос, есть ли способ определить мощность двигателя толкача необходимую для движения баржи с грузом при определенной скорости, т.е. как влияет вес баржи на загрузку двигателя. Прошу помочь разобраться с этими вопросами.

      Судовые запасы, их нормирование и методика расчета

      Нормирование. Для расчетов запасов на рейс определяют: расстояние между портами отправления и назначения; ходовое время в данном рейсе с учетом планируемых задержек
      где ( — расстояние между конечными портами;
      24v — суточная скорость хода;
      Ц(, время задержек в пути;
      М — нормы грузовых работ в портах.
      alt=»» /> СтояночПое время в портах с учетом времени планируемых вспомогательных

      запас топлива
      Ст

      8тх^хКШТ + ётст^ст где g , g — суточный расход топлива соответственно на ходу и на стоянке;
      к коэффициент штормового запаса;
      шт
      запас котельной воды
      Окв _ ёквх^ХКШТ + ёквст’-ст
      где g , g — суточный расход котельной воды соответственно и на ходу и на стоянке;
      квх квст
      запас мытьевой воды (если она принимается отдельно)
      Омв — ®мвх^хкшт Smbct^ct
      где g , g суточный расход мытьевой воды соответственно на ходу и на стоянке;
      мвх мвст
      запас питьевой воды на рейс
      GUB

      2|[ВХ*’ХКШТ + ёцвст^ст
      где g , g — соответственно суточный расход питьевой воды на ходу и на стоянке;
      ивх цвет
      запас смазочных в масленке
      ^гм — §смх*хкшт + ScmctVt
      где g , g — суточный расход смазочных масел соответственно на ходу и на
      смх смст стоянке;
      запас прочих видов снабжения
      GIIP — amp;|]РхЬ(КШТ ^ ё||РсЛт
      где g , g — суточный расход Ш*Ы?4й6#Н1йе€л соответственно на ходу и на
      11ГХ ПРСТ
      стоянке;
      общую массу запасов
      lt;9^-lt;*т + Фкв + €^мв + вив +^см+ б|||gt;

      автореферат диссертации по кораблестроению, 05.08.05, диссертация на тему: Теоретические основы нормирования ходового времени и расхода топлива на главные двигатели речных грузовых судов

      Автореферат диссертации по теме «Теоретические основы нормирования ходового времени и расхода топлива на главные двигатели речных грузовых судов»

      МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ВОЛЖСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ГОДНОГО ТРАНСПОРТА

      УДК 621.431.74:652.75.001.24:519.8 На прааэк рукописи

      РГБ 01 2 2 НК ад

      ПЛАТОВ Аг.ексскдр Юрьззич

      ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ НОРМИРОВАНИЯ ХОДОВОГО ВРЕМЕНИ И РАСХОДА ТОПЛИВА НА ГЛАВНЫЕ ДВИГАТЕЛИ ДЛЯ РЕЧНЫХ ГРУЗОВЫХ СУДОВ

      Специальность Q5.0S.05 — судовые энергетические установки

      ^бме^ты Ц йспо^ ГАТ Р/М^Ь^С; >

      Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата техническая неук

      Работа выполнена в Волжской государственной академии водного транспорта (г. Нижний Новгород).

      Научный руководитель — доктор технических наук, профессор В Л. Кушркии.

      доктор технических наук, профессор. П.И. Бажам кандидат технических наух В. А. Пискунов

      ОАО «Волжское нефтеиалиаиофлароходстао «Волготаихер»

      Защита состоится в .^.т.^..^. час.

      в ауд. .г,к.’. на заседании диссертационного» совета К 116.03.02 а Волжской государственной академии водного транспорта (603600, г. Н.Новгород, ул. Нестерова, 5>.

      С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке академии. Автореферат разослан’

      Отзыв на автореферат в двух зкземплярах, заваренный печатью

      предприятия, просим направлять а адрес диосертационного совета.

      У^вный секретарь диссертационного совета

      кандидат техничеааакаук.доцаит Р Пономарёв НЛ.

      О Ч 5.5″. ЛЧ — 0*-Ь >5″. О +0НЯ 1-, 40’>. г, С

      ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

      Актуальность темы. Одним из путей обеспечения конкурентоспособности водных пересозок в условиях рыночных отношений являзтся внедрение ресурсосберегающих технологий. В этом плане наиболее управляемые расходы — расходы на топлиео и смазку, удельный вес которых составляет от 20% до 40% а прямых расходах по эксплуатации судна. Снизить затраты на топливо можно путем обеспечения рациональных режимов движения по -отдельным участкам водных путей и в конечном счете использования научно обоснованной системы нормирования расхода топ-лмва и времени следования, применение которой не требует существенных затрат.

      Вопросы создания системы нормирования расхода тспяиза рассматривались в научных работах Бажана П.И., Кутыркина 8А,’ Пискуноэа В.А., Платова Ю.И., Самыкина Г.А., Шапошникова Е.М. Разработкой норм расхода топлива занимались также специалисты-практики Есин А.И., Ровин С.Н., Тумаринсон Е.М. м многие др.

      Можно выделить два основных подхода к построению системы нормирования. В первом — расчёт норм расхода топлива и времени следования осуществляется на основании аналитических зависимостей, которые строятся для каждого типа судна. Эти зависимости определяются в основном по результатам натурных испытаний большого числа судов данного типа. Наиболее комплексный метод такого рода был предложен Шапошниковым ЕМ, Другой подход основан на статистическом материале, который собирается по путевым журналам за несколько навигаций. Нормы

      тского типа использовались долгое время в ОАО «Пароходство «Волготйнкер» и «Ленское Объединенное речное пароходство».

      Недостатки обоих подходов заключаются в следующая. 8о-пероых, практически не учитываются индивидуальные характеристики судов. Между судами одного типа существует разница в условиях эксплуатации, судно может быть модернизировано и т.д. То есть разброс между характеристиками судов одного типа может быть значительным. Во-вторых, оба подхода имеют весьма ограниченные возможности учёта разнообразных условий плавания. Применяемые способы учёта, например, глубины пути или силы ветра являются очень приближёнными. В итоге, как показала практика, нормы, рассчитанные согласно существующим методам, дают значительный разброс по сравнению с фактом, что при современных экономических услозиях заставляет искать пути ых созаршенстьозания.

      Та^-ш образом, для создания системы нормирования, удоз-летсоряющей современным условия?«1!, требуются:

      = мкогофзэторный метод расчета скорости и расхода топливе« на глааныо двигатели (ГД), учитывающий индивидуальные ха-рахтера стти судов и разнообразные условия плавания;

      в экономические модели для расчёта режимов движения су-\у V А°й (норм времени следования), ядром которых будет упомянутый кдногофзкторной метод.

      Цель и задачи диссертационной работы. Основная цель настоящей диссертации заключается в разработке методических

      осноз комплексного расчёта оптимального режима движения су-доз и определении соответствующего расхода топлива, а также в построении системы нормирования расхода топлипа м времени следования. Для достижения этой цели необходимо решить две задачи:

      1. Построение мнсгофакторных математических шдзлей системы корпус-двигатель-движитель (КДД) судна. Для этого необходимо уметь определять сопротивление судна, гидродинамические характеристики движителя и часовой расход топлива двигателя.

      2. Построение математических моделей оптимизации решимся движения судов, а таюке определение практичных методов кх решения.

      Предмет и методы исследования. В соответствии с целью исследований и поставленными задачами основным предметом исследований стали методы тяговых расчётов судов и методы расчёта часоасго расхода топлива ГД.

      При выполнении исследований рассматривались теории гребных винтов (ГВ), двигателей внутреннего сгорания и гидродинамики судна. Кроме того, при исследовании свойств моделей оптимизации использовались методы выпуклого программирования. Для практической реализации привлекались методы вычислительной математики. Все расчёты проводились на ПЭВМ.

      В процессе исследований автором анализировались работы Анфимова В.Н., Васина A.M., Ваганова Г.И., Ваншейдта В.А., Войткунского Я.И., Звбикова В.В., Кацмана Ф.М., Кутыркина В.А., Павленко Г.Е., Павленко В.Г., Пискунова B.Ä., Самыкина Г.А., Союзова A.A., Шапошникова Е.М. и других учёных.

      Разработка методов была бы невозможном без ценных практических рекомендаций Бутакова Д.Ю., Есина А.И., Клюкина Н.Е., Ровика С.Н. и других специалистов речного транспорта.

      Научная новизна работы. Впервые на речном транспорте автором сформулированы и решены следующие теоретические и методологические вопросы, которые выносятся на защиту:

      ■ многофакторный метод расчета расхода топлива и скорости речных грузовых судов с учётом их индивидуальных характеристик и различных условий плавания;

      ® модели рейсового и навигационного планирования оптимизации режима движения грузовых судов в зависимости от эксплуатационных ситуаций и условий плавания судов и составов.

      Практическая ценность и реализация работы состоит в разработке методов расчёта расхода топлива и скорости движений грузовых судов, а также оптимизационных моделей, которые используются для решения важных прикладных задач повышения эффективности перевозок грузов и конкурентоспособности водного транспорта. Данные разработки эксплуатируются в ряде программным комплексов, предназначенных для рейсового м навигационного планирования, разработанных при непосредственном участим автора для нескольких судоходных компаний.

      Апробация работы. Результаты исследований докладывалась на 2-й Всероссийской научно-технической конференции «Компьютерные технологии & науке, проектировании и производства», Н.Новгород, НГТУ, 2000г., а также на технических советах судоходных компаний.

      Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, заключения и приложений а одной книге. Содержание работы изложено на 126 страницах основного машинописного текста, иллюстрируется 9 таблицами и 22 рисунком. Список использованных источников состоит из 72 наименований.

      КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

      Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, сформулированы цель, основные задачи и объект исследования.

      Первая глава содержит анализ современного состояния отечественных систем нормирования расхода топлива и времени-следования, применяемых на речном флоте.

      Анализ позволил сделать следующие выводы. Во-перзых, в ранее разработанных системах нормирования задачи расчёта норм времени следования и норм расхода топлива по существу слабо связаны друг с другом. Во-вторых, системы нормирования времени исходят при расчётах из некоторых средних характеристик судов, то есть рассматривают типовые суда и составы. Уточнение норм для конкретных судов требует привлечения обширного опытного материала, так как методы пересчёта не были достаточно развиты. В-третьих, методы, предлагаемые ранее для расчёта норм, не учитывают изменение технического состояния оуд-на и многообразия условий плавания. ■

      Автор сделал вывод, что существующие методы расчёта норм не удовлетворяют запросам практики. Вследствие недостатков данных методов в большинстве судоходных компаний используются опытно-статистические нормы.

      Поэтому для создания системы нормирования, удовлетво- • ряющей современным требованиям, необходима разработка математических моделей равномерного движения судов, которые могли бы учесть большое число экономических и технических факторов. Технические факторы можно разделить на три группы:

      а паспортные характеристики судна, куда относятся геометрические характеристики корпуса, геометрические характеристики ГВ (насадки), паспортные данные ГД;

      е характеристики состояния комплекса КДД, куда относятся шероховатость поверхности корпуса и ГВ, степень обрастания корпуса судна, отклонения от геометрических паспортных характеристик корпуса и ГВ в результате повреждений, время наработки двигателя и др. факторы, меняющиеся со временем;

      в условия плавания, куда относятся глубина пути, сила ветра, стеснйкность водного пути, температура воды, географический район плавания, ледовые условия, скорость течения и др.

      К экономическим факторам можно отнести время прибытия, цену топливе, фрахтовую ставку и др.

      Исходя из сказанного, получаем, что для построения системы нормирования, удовлетворяющей данным требованиям необходимо иметь в распоряжении:

      в многофакторный метод расчёта скорости судна и зависимого от него расхода топлива ГД;

      3 экономико-математические модели для определения режима движения судов.

      Построение таких методов и моделей и есть гневная задача диссертации.

      Вторая глава посвящена построению метода расчёта скорости и расхода топлива ГД.

      В свете построения системы нормирования необходимо решить две технические задачи:

      1. При заданных скорости судна V, условиях плавания П и характеристиках судна 5 определить часовой расход топлива В.

      2. При заданных условиях плавания и я характеристиках судна 8 определить максимально возможную (по ограничительным характеристикам ГД) скорость судна. •

      Первая задача сводится к построению функции:

      Вторая — к решению некоторого нелинейного уравнения относительно переменной V, причём одна или несколько характеристик совокупности 5 принимают предельное значение.

      Набор параметров, входящих в совокупности V и 5, зависит от постановки конкретной задачи.

      Для решения этих задач необходимо располагать некоторой математической моделью, в которой были бы учтены свойства КДД конкретного судна, а также влияние на их совместную работу условий плавания П. Будем называть такую математическую модель моделью КДД.

      Большинство ранее применяемых моделей КДД представляли собой простые, чаще всего степенные зависимости, аппроксимирующие функцию (1) типа:

      где функции a, b, с суть некоторые функции, определяемые обычно дпя некоторого типового судна, не зависимые явно от технических характеристик судна. Очевидно, что изменение технических характеристик судна требует построения новых функций с, Ь, с, которые не имеют никакого физического смысла. То, что до eux пор были созданы лишь простейшие модели КОД такого типа, заставляет думать о бесперспективности такого пути решения задач« (1). Кроме того, такие модели нельзя использозать для решения задачи определения максимальной скорости по ограничительные характеристикам ГД.

      Аналитические модели КДД имеют тем не менее большое значение, поскольку позволяют провести анализ моделей оптиия-згщии рся;имоь движения судов, в ряде случаев получить приближенное аналитическое решение, а также построить более эффективные численные алгоритмы. Однако коэффициенты а, Ь, с в зазисимости (2) должны рассчитываться с помощью других, более сло;*ных моделей КДД.

      В моделях КДД, предложенных в диссертации, функциональный ¿азисимости, описывающие составные части системы КДД (сопротивление корпуса, мощность на ГВ и др.), связываются системой уравнений, имеющих физический смысл. Именно такой подход используется для тяговых расчётов. Поскольку все характеристики составных частей системы КДД входят в систему урав-

      нзний явным образом, то становится возможным учесть влияние большого числа факторов. Точность расчёта обеспечивается введением коэффиииентов модели, которые рассчитываются на основании натурных испытаний.

      Прежде построения модели 1 0\кг?:н,8,ин) = Д(ун,5Д,).

      Сосокупность (3), (7) — (10) определяет приближённую математическую модель КОД. Поскольку параметр*! модели га м ■тоюг физический смысл, по их значениям судить о саз-

      чоро, знаке и месте псфзшности при вычислении газчскмосггй (3). По тем же причинам параметры модели могут использоваться для контооля исходных данных.

      На рис. изображены паспортные зависимости скорости ч ча-созого рссходз топлива ГД от частоты вращения вала ГД. Пунктирные крпзыэ получены с помощью модели КДД (3), (7) — (10). В рассмотренном диапазоне частоты вращения вала расхождение между кривыми часового расхода не превышает 3%, а между кривыми скорости — 2,1%. Паспортное значение эффективной мощности а точке п„ — Рея=1774 л.е., а расчётное — Р,,и=1747 л.с. То есть пофешность определения эффективной мощности а этой точке составляет 1,5%.

      В силу погрешностей при вычислении зависимостей (3) значения (0 и для многих судов далеки от действительных. Поэтому имеет смысл организовать учёт погрешностей другим сло-

      собом. Будем считать, что коэффициенты засасывания и попутного потока определяются по формулам:

      у ^О.П + 0,0862, —, / = V О

      где б — коэффициент полноты ватерлинии, V — водоизмеще-

      200 260 240 220 200 180 1бЬ

      32С 340 п об/мин

      Рис. Паспортная (сплошная) и расчётная (пунктир) характеристики танкера проекта №1577

      В качестве параметров модели введём два постоянных коэффициента: коэффициент погрешности уравнения равновесия кц и коэффициент погрешности уравнения мощности км, которые для точной модели КДД должны равняться единице.

      Тогда можно определить следующую систему уравнений модели КДД:

      ■цпкнРе(п,рте,8Л) = 2ппМ(у(1-Ц1),кг»^,и), (12)

      Для определения коэффициентов погрешности модели КДД сначала необходимо решить уравнение относительно ртея:

      а затем определить коэффициенты погрешности из выражении: ■ •

      к «= 2тшиА/(у„(1 — \у\кгп„,$Дн). (14)

      Совокупность уравнений (3), (8), (12) — (15) определяют другую приближённую математическую модель КДД.

      Результаты расчёта расхода топлива и скорости, полученный с помощью этих двух моделей, будут одинаковыми. Однако вторая модель проще алгоритмически.

      В литературе имеются другие варианты моделей КДД, однако, все они подобны базовой модели. Введение в базовую модель параметров, учитывающих погрешности вычислений в (3), позволило автору диссертации разработать достаточно точный метод для расчета скорости судна и расхода топлива ГД.

      Третья глава посвящена созданию моделей оптимизации режимов движения судов, которые будут основой для расчета норм времени следования.

      Пусть некоторый водный пугь разбит на алементгрные участки с относительно постоянными характеристиками: глубиной, скоростью течения и другими характеристиками. Под определением режима движения понимается определение скорости судна на каждом элементарном участке водного пути.

      Модели оптимизации режимов движения можно разделить на две группы: модели рейсового планирования и модели навигационного планирования. Рейсовые модели рассматривают только движение судна из пункта отправления в пункт назначения. Такие модели применяются при расчёте норм времени следования и расхода топлива. Навигационные модели строятся как расширение рейсовых моделей. Экономический результат навигации рассматривается как суммарны^ итог искомого числа рейсов. Такие )

      модели применяются, например, при поиске резервов провозной способности флота и экономической эффективности перевозок. Для решения практических задач автором были построены три модели рейсового и две — навигационного планирования.

      Цель первой модели рейсового планирования — минимизация расхода топлива ГД. Модель имеет следующий вид:

      В силу единственности решения, конкретный набор индексов т, п и I можно определить простым перебором.

      Цель второй модели рейсового планирования — минимизация прямых расходов. Модель оптимизации имеет следующий вид:

      где — цена топлива, pyö/кг; г — удельные прямые расходы по судну (кроме расходов на топливо и смазку), руб/ч.

      Если аппроксимировать функции Gk по зависимостям (19), то оптаглапьноз решение определяется согласно формуле:

      t _ .min. . _ .шах. *т

      где конкретный наборы индексов m, и и / определяются простым перебором.

      Задача третьей рейсовой модели — максимизация среднесуточной прибыли. Модель оптимизации имеет следующий вид:

      Тс — общее нормативное стояночное время рейса, ч; г/ -фрахтовая (расчётная) ставка, руб/т; — эксплуатационная за-фузка судна, т.

      Так как величина прямых расходов счытаатся прямо пропорциональной времени рейса, то она :нз влияет на положение точки максимума.

      Решение задачи (25), (28) определяется численно, причём, используя результаты решения для перзой модели, можно сееста эту задачу к одномерной относительно общего ходового времэни Т.

      Если фрахтовая ставка будет высока по сравнению с удельными прямыми расходами судна, то наиболее рациональным будет скорейшая доставка груза к месту назначения, то есть решением задачи (25), (26) будет 1к = , что подтверждается многими практическими примерами.

      Для построения первой модели навигационного планирования для отдельной линии будем считать, что каждая линия состоит из М груженых и порожних рейсов, причём стояночное время и прямые суточные расходы зависят от номера рейса.

      Тогда можно определить следующую модель навигационного планирования для отдельной линии:

      2А -Цт 1С/ — ад — Тс £гу

      ] — номер рейса; С„ — портовые и канальные сборы и сборы за ВВП за рейс, руб.

      Решение также определяется численно.

      Задача следующей навигационной модели — определение потребности во флоте. Данная модель будет иметь дополнительное ограничение на время кругового рейса Т: потребность во флоте 2 должна быть натуральным числом.

      Для постановки задачи примем, что круговой рейс состоит совокупности гружёных и порожних рейсов, суточные расходы (кроме топлива и смазки) одинаковы для всех рейсов, цена топлива также одинакова для всего планового периода. В та ко?*: случае чисто математически нет смысла различать отдельные рейсы в состаьо кругового рейса. При этом величина суточных расходов не будет влиять на положение оптимальной точки. Учитывая ото, получим следующую модель

      где ()общ — размер грузопотока, т; Тнай — значение времени навигации, ч.

      С помощью зависимости задача сводится к одномармой относительно общего времени кругового рзйса. Знтгч простым перзбором числа Z, пр;« каждом значении которого решается упомянутая одномерная задача, определяется оптимальное мело судов.

      В четвертой главе рассматриваются практические прилс;:«;-ния результатов, изложенных во второй и третьей главах.

      Расчёт норм следования и расхода топлива осуществляется ка основании характеристик участков водных путей м индивидуальных характеристик судов и составов. Для каждой названной группы дзнных имеется своя несвязанная таблица базы данных. Переменные условия плавания (сила ветра, ледовые условия и т.д.) вводятся непосредственно перед расчётом норм.

      Общая норма расхода топлива за рейс складывается как сумма норм расхода топлива на ход, на стоянки, на выгрузку неф-

      тепродуетоз своими насосами, на хозбытовые нужды и отопление, не поддержание температуры погруженного нефтепродукта, нй бункеровочные операции и др.

      Знать точные характеристики по каждому судну в большой судоходной компании практически невозможно, поскольку для составления так их характеристик требуется проведение теплотехнических испытаний судов, а на сегодня практически во веэх судоходных компаниях группы теплотехников были значительно сокращены. Поэтому возникла необходимость б таком комплекс® программ, с помощью которых можно было бы рассчитывать характеристики, используя имеющиеся типовые паспортные параметры судна, а так же учитывая условия плавания и внесённою конструктивные изменения. Такой комплекс программ разработан автором диссертации на языке Си для ОС \ЛЛпиомз95 и носит название АРМ «Теплотехник».

      В АРМ «Теплотехник» предусмотрена возможность корректировки паспортной характеристики. Паспортная характеристика может быть скорректирована: по результатам испытаний; по фактическим конструктивным изменениям; по прогнозным условиям плавания. Скорректированный характеристики можно накладывать на имеющиеся паспортные, что позволяет определить эффект при изменениях эксплуатационных данных.

      Все рассчитанные и скорректированные паспортные характеристики оформляются в виде стандартных графиков и могут быть выведены на печать.

      В заключении обобщены результаты исследований автора по теме диссертации. Наиболее ва^кыда результатами выполненных исслодовакий автор ечнтгет следующие:

      1. Разработаны несколько маггммтмиесяих моделей КОД для расчета скорости и расхода топлива ГД грузовых судои. йяодзли учитывают многочисленные характеристики корпуса, двигателя, печжителей, условий плавания и состояние прспульсивкего комплекса конкретного судна.

      2. Построены пять оптимизационных модегей рейсового и навигационного планирования, для расчёта расхода топлива ч которых используются упомянутые модели КДД. Для двух простейших модолэй получены приближённые аналитические решения. Для другой моделей определены численные алгоритмы их решения.

      Всэ перечисленные результаты исследований внедрен«. Пои непосредственном участия автора диссертации был создан программный комплекс для расчёта норм времени следования и расхода топлива для судов и составов ОАО «Пароходство «Волго-танкер», з также ряд специализированных программных комплексов для ЗАО сБашволготанкер», ОАО «Ленское объединённое рг.чное пароходство», компании «БОМАРК Лтд», ООО «Баррзн Энерджи Шиллинг & Транспортвйшн Лтд», компании «Семпрат-ране Шиллинг Лтд». Внедрение научных разработок в диссертации подтверждено в приложении соответствующими документами.

      Полное описание алгоритмов, использованных для построения системы нормирования для ОАО «Пароходство «Волготан-кер», изложено а ВГАВТ «Отчёт по теме: «Совершенствование

      системы нормирований ходового времени и расхода толяиэа судами ОАО «Пароходство «Волготанкер». Н.Новгород 1938 г.77 с.

      Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах автора:

      1. Модели оптимизации режимов движения речных’ судов с дизельными двигателями.. Компьютерные технологии в проектировании, науке и производстве. Тезисы докладов II Всероссийской научно-технической конференции. Часть IX, Н.Новгород. НГТУ, 2000 г. с. 17-18,

      2. Методика расчёта расхода топлива при равномерном движении судов с дизельными двигателями. Труды ВГАВТ, выл.287, 2000 г. с. 17.6-181.

      3.0 методах инженерногр расчёта часового расхода топлива глазных двигателей. Труды ВГАВТ, вып.287, 2000 г. с. 181-186.

      4. Применение алгоритмов системы ГРАвЮР для создания прикладных программ моделирования пропульсизного комплекса судна. Материалы научно-методической конференции, посзящёк-ной 70-летию ВГАВТ. Н.Новгород, вып. 292, 2000 г. с. 80-82 (в печати).

      5. Автоматизированное рабочее место «Теплотехник». ЦБНТИ речного транспорта, (в печати) (соавтор Есин А.И.).

      Офсетная печать. 2000 г. Формат бумаги бОхБ^Лб. Газетная. Леч.л. 4п. Тыраа 80 Заказ у/л

      Цена договорная. . 71°-

      603600» Н.Новгород, ул.Нестерова, 5. Тип.ВГАЗТ. Лиц. ШЩ 55-24.

      Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Платов, Александр Юрьевич

      ГЛАВА 1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ НОРМИРОВАНИЯ.

      1.1 Методы нормирования скорости.

      1.2 Методы нормирования расхода топлива.

      1.3 Проблема построения методов нормирования топлива и скорости.

      ГЛАВА 2. МНОГОФАКТОРНЫЙ МЕТОД РАСЧЁТА РАСХОДА ТОПЛИВА.

      2.1 Методы моделирования равномерного движения судов.

      2.2 Расчёт сопротивления движению судов.

      2.3 Моделирование работы дизельного двигателя.

      2.4 Моделирование работы движительного комплекса.

      2.5 Математическая модель «корпус-двигатель-движитель».

      ГЛАВА 3. ОПТИМИЗАЦИЯ РЕЖИМОВ ДВИЖЕНИЯ СУДОВ.

      3.1 Задачи оптимизации режима движения судов.

      3.2 Модели рейсового планирования.

      3.3 Модели навигационного планирования.

      ГЛАВА 4. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ.

      4.1 Система комплексного нормирования.

      4.2 Система автоматизированных теплотехнических расчётов.

      Введение 2000 год, диссертация по кораблестроению, Платов, Александр Юрьевич

      Актуальность темы. Одним из путей обеспечения конкурентоспособности водных перевозок в условиях рыночных отношений является внедрение ресурсосберегающих технологий. В этом плане наиболее управляемые расходы — расходы на топливо и смазку, удельный вес которых составляет от 20% до 40% в прямых расходах по эксплуатации судна. Снизить затраты на топливо можно путем обеспечения рациональных режимов движения по отдельным участкам водных путей и в конечном счете использования научно обоснованной системы нормирования расхода топлива и времени следования, применение которой не требует существенных затрат.

      Вопросы создания системы нормирования расхода топлива рассматривались в научных работах Бажана П.И., Кутыркина В.А., Пискунова В.А., Платова Ю.И., Самыкина Г.А., Шапошникова Е.М. Разработкой норм расхода топлива занимались также специалисты-практики Есин А.И., Ровин С.Н., Тумаринсон Е.М. и многие др.

      Можно выделить два основных подхода к построению системы нормирования. В первом — расчёт норм расхода топлива и времени следования осуществляется на основании аналитических зависимостей, которые строятся для каждого типа судна. Эти зависимости определяются в основном по результатам натурных испытаний большого числа судов данного типа. Наиболее комплексный метод такого рода был предложен Шапошниковым Е.М. Другой подход основан на статистическом материале, который собирается по путевым журналам за несколько навигаций. Нормы такого типа использовались долгое время в ОАО «Пароходство «Волготанкер» и «Ленское Объединённое речное пароходство».

      Недостатки обоих подходов заключаются в следующем. Во-первых, практически не учитываются индивидуальные характеристики судов. Между судами одного типа существует разница в условиях эксплуатации, судно может быть модернизировано и т.д. То есть разброс между характеристиками судов одного типа может быть значительным. Во-вторых, оба подхода имеют весьма ограниченные возможности учёта разнообразных условий плавания. Применяемые способы учёта, например, глубины пути или силы ветра являются очень приближёнными. В итоге, как показала практика, нормы, рассчитанные согласно существующим методам, дают значительный разброс по сравнению с фактом, что при современных экономических условиях заставляет искать пути их совершенствования.

      Таким образом, для создания системы нормирования, удовлетворяющей современным условиям, требуются: многофакторный метод расчёта скорости и расхода топлива на главные двигатели (ГД), учитывающий индивидуальные характеристики судов и разнообразные условия плавания; экономические модели для расчёта режимов движения судов (норм времени следования), ядром которых будет упомянутый многофакторной метод.

      Следовательно, очевидна актуальность исследований, проводимых в этом направлении.

      Цель и задачи диссертационной работы. Основная цель настоящей диссертации заключается в разработке методических основ комплексного расчёта оптимального режима движения судов и определения соответствующего расхода топлива, а также в построении системы нормирования расхода топлива и времени следования. Для достижения этой цели необходимо решить две задачи:

      1. Построение многофакторных математических моделей комплекса корпус-двигатель-движитель (КДД) судна. Для этого необходимо уметь определять сопротивление судна, гидродинамические характеристики движителя и часовой расход топлива двигателя.

      2. Построение математических моделей оптимизации режимов движения судов, а также определение практичных методов их решения.

      Предмет и методы исследования. В соответствии с целью исследований и поставленными задачами основным предметом исследований стали методы тяговых расчётов судов и методы расчёта часового расхода топлива гд.

      В процессе исследований автором анализировались работы Анфимова В.Н., Басина A.M., Ваганова Г.И., Ваншейдта В.А., Войткунского Я.И., Звонкова В.В., Кацмана Ф.М., Кутыркина В.А., Павленко Г.Е., Павленко В.Г., Пискунова В.А., Самыкина Г.А., Союзова А.А., Шапошникова Е.М. и других учёных.

      Разработка методов была бы невозможной без ценных практических рекомендаций Бутакова Д.Ю., Есина А.И., Клюкина Н.Е., Ровина С.Н. и других специалистов речного транспорта.

      Научная новизна работы. Для решения поставленных задач автором диссертации: исследованы вопросы применимости различных математических моделей работы дизельного двигателя и пропульсивного комплекса судна и проведены сравнения с данными натурных испытаний; предложен метод расчёта часового расхода топлива, основанный на моделировании рабочего цикла двигателя; предложен метод аппроксимации кривых действия гребного винта (ГВ), основанный на модифицированном методе Глауерса-Папмеля, с целью более точного и детального учёта произвольной геометрии ГВ и его технического состояния; предложены несколько многофакторных математических моделей комплекса КДД; предложены несколько математических моделей оптимизации движения судов, основанные на вышеперечисленных методах, и рассмотрены методы их решения.

      Впервые на речном транспорте автором сформулированы и решены следующие теоретические и методологические вопросы, которые выносятся на защиту: многофакторный метод расчёта расхода топлива и скорости речных грузовых судов с учётом их индивидуальных характеристик и различных условий плавания; модели рейсового и навигационного планирования оптимизации режима движения грузовых судов в зависимости от эксплуатационных ситуаций и условий плавания судов и составов.

      Практическая ценность и реализация работы состоит в разработке методов расчёта расхода топлива и скорости движения грузовых судов, а также оптимизационных моделей, которые используются для решения важных прикладных задач повышения эффективности перевозок грузов и конкурентоспособности водного транспорта. Данные разработки эксплуатируются в ряде программных комплексов, предназначенных для рейсового и навигационного планирования, разработанных при непосредственном участии автора для судов и составов ОАО «Пароходство «Волготанкер», а также в ряде специализированных программных комплексов для ЗАО «Башволготанкер», ОАО «Ленское объединённое речное пароходство», компании «БОМАРК Лтд», ООО «Баррен Энерджи Шиппинг & Транспор-тейшн Лтд», компании «Сампратранс Шиппинг Лтд». Внедрение научных 7 разработок в диссертации подтверждено в приложении соответствующими документами.

      Апробация работы. Результаты исследований докладывались на 2-й Всероссийской научно-технической конференции «Компьютерные технологии в науке, проектировании и производстве», Н.Новгород, НГТУ, 2000г., а также на технических советах судоходных компаний.

      Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 3 научных трудах автора, общим объёмом 0,48 печатных листа.

      Структура и объём диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, заключения и приложений в одной книге. Содержание работы изложено на 126 страницах основного машинописного текста, иллюстрируется 9 таблицами и 22 рисунком. Список использованных источников состоит из 72 наименований.

      Смотрите еще:

      • Закон о банковских операциях Федеральный закон от 2 декабря 1990 года № 395-1 «О банках и банковской деятельности» Федеральный закон «О банках и банковской деятельности» от 2 декабря 1990 года № 395-1 – основной документ, регулирующий создание и деятельность […]
      • Закон 221-з от 28042018 Республика Башкортостан: Закон № 221-з от 28.04.2015 Республика Башкортостан Статья 1. Налоговая ставка в размере 0 процентов при применении патентной системы налогообложения на территории Республики Башкортостан В соответствии с пунктом […]
      • Смертная казнь уголовный кодекс рф Статья 59. Смертная казнь Статья 59. Смертная казнь См. комментарии к статье 59 УК РФ 1. Смертная казнь как исключительная мера наказания может быть установлена только за особо тяжкие преступления, посягающие на жизнь. Информация об […]
      • Приказ 706 н от 230810 Холодильники строгого режима Каждое четвертое аптечное учреждение нарушает температурный режим при хранении ЛП Еще в феврале 2014 г. федеральный Росздравнадзор разослал информационное письмо территориальным органам и всем фармацевтическим […]
      • Спайсы наказание Наказание за хранение травки (спайс) Добрый вечер! У сына обнаружили в кармане 0,3 грамма спайса.Какое наказание ему грозит? Ранее не привлекался нигде,в техникуме учится на 4 и 5. Ответы юристов (3) Здравствуйте. СПАЙС — ЭТО БОЛЬШАЯ […]
      • Прокурор мохов Прокурор мохов Адрес 107140, г. Москва, ул. Краснопрудная 22Б (схема проезда) Телефоны для обращения граждан +7 (495) 785-70-00 Телефон для обращения СМИ +7 (495) 785-70-00 (доб. 180) Факс +7 (499) 266-16-75 Отдел с дислокацией в г. […]
      • Вакансии юриста нгс барнаул Работа в Барнауле ( 394 вакансии ) Работа на территории работодателя • Сменный график • Среднее специальное образование • Опыт работы 1 год В Ваши обязанности будет входить: Работа в отделе "Электротехника": - консультирование покупателей […]
      • Закон рф о признании собственности Самовольная постройка: ВС РФ против формального подхода Минувший год был для ВС РФ плодотворным, и в конце декабря 2014 года наиболее значимые судебные акты были объединены в "Обзоре судебной практики ВС РФ" (утв. Президиумом ВС РФ 24 […]