CC BY
24
Научные труды Дальрыбвтуза. 2022. Т. 60, № 2. С. 56-68.
Scientific Journal of the Far Eastern State Technical Fisheries University. 2022. Vol. 60, no 2. P. 56-68.
СУДОВЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ И ИХ ЭЛЕМЕНТЫ (ГЛАВНЫЕ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ)
Научная статья
УДК 621.182.3:629.2-843.9
Анализ главных энергетических установок ярусоловных судов
Владимир Викторович Маницын1, Анатолий Николаевич Соболенко2
Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет, Владивосток, Россия
2Морской государственный университет имени адм. Г.И. Невельского, Владивосток, Россия
1maneitsynv@mail.ru 2sobolenko_a@mail.ru
Аннотация. Выявлены все типы используемых установок на малых и среднетоннажных ярусоловных судах, показаны их достоинства и недостатки, приведены технические характеристики ярусоловных судов и их главных энергетических установок (ГЭУ), рассчитаны показатели энергетической эффективности и определены тенденции их изменения в зависимости от водоизмещения судна и мощности главной установки.
Даются рекомендации при выборе предпочтительной ГЭУ для ярусоловного судна.
Ключевые слова: ярусоловное судно, главная энергетическая установка, реверс-редуктор, валогенератор, винт фиксированного шага, винт регулируемого шага, коэффициент энергоэффективности
Для цитирования: Маницын В.В., Соболенко А.К. Анализ главных энергетических установок ярусоловных судов // Научные труды Дальрыбвтуза. 2022. Т. 60, № 2. С. 56-68.
MARINE POWER PLANTS AND THEIR ELEMENTS (MAIN AND AUXILIARY) Original article
Analysis of the main power plants of longline vessels Vladimir V. Manitsyn1, Anatoliy N. Sobolenko2
1Far Eastern State Technical Fisheries University, Vladivostok, Russia
^Maritime State University named after admiral G.I. Nevelskoy, Vladivostok, Russia
1maneitsynv@mail.ru
2sobolenko_a@mail.ru
Маницын В В., Соболенко А.Н., 2022
Abstract. All types of installations used on small and medium-tonnage longline vessels are identified, their advantages and disadvantages are shown, technical characteristics of longline vessels and their main power plants (MPP) are given, energy efficiency indicators are calculated and trends in their changes depending on the displacement of the vessel and the power of the main installation are determined.
Recommendations are given when choosing the preferred MPP for a longline vessel.
Keywords: longline vessel, main power plant, reverse gear, valogenerator, fixed pitch screw, adjustable pitch screw, energy efficiency coefficient
For citation: Manitsyn V.V., Sobolenkob A.N. Analysis of the main power plants of longline vessels. Scientific Journal of the Far Eastern State Technical Fisheries University. 2022;60(2): 56-68. (in Russ.).
Введение
Задача выбора наиболее эффективной главной энергетической установки (ГЭУ) для яру-соловных весьма актуальна. Решение этой задачи предусматривает исследование таких направлений, как сокращение затрат на горюче-смазочные материалы и трудозатрат на техническое обслуживание и ремонт ГЭУ, обеспечение высокой маневренности и гибкости к режимам использования ГЭУ.
Технология ярусного лова заключается в постановке (сброс за борт) ярусных порядков с крючками с наживкой, лова рыбы на крючки и выборки яруса. Для того чтобы обеспечить управляемый ход судна, необходимо иметь ГЭУ, работающую при минимальном упоре гребного винта и способную осуществлять быстрый реверс упора.
При рассмотрении ГЭУ применялся сравнительный качественный анализ и расчётный анализ характеристик энергоэффективности.
Общие сведения
Ярусный лов применяется для добычи таких пород рыб, как треска, акула, меч-рыба, тунец, палтус и другие виды рыб. При лове, например, палтуса важно не только поймать рыбу, но и уметь быстро поднять ярус и снять её с крючка. Настоящим «бичом» для рыбаков здесь являются акулы-касатки, которые полностью выедают пойманного палтуса, оставляя голые крючки. На такой рыбалке идёт настоящее соревнование между акулами и рыбаками.
Конечно, в такой конкурентной борьбе надо иметь достаточно мощную и маневренную главную энергетическую установку.
Основными элементами ГЭУ являются: главный дизель (ГД), редуктор или реверс-редуктор, валогенератор, валопровод и движитель (винт фиксированного шага (ВФШ) или (винт регулируемого шага (ВРШ).
В настоящее время ни в России, ни за рубежом не выработан единый подход к выбору элементов и схемы ГЭУ для судов ярусного лова, поэтому на этих судах эксплуатируются ГЭУ разных типов. Выполненный анализ ярусоловных судов с разными типами ГЭУ позволяет предложить научно обоснованный подход к обоснованию предпочтительного типа ГЭУ.
Процесс ярусного лова заключает в себя три следующие операции: постановка яруса за борт, которая происходит при скорости судна 3^3,5 уз. Главный двигатель при этом работает на малом ходу с минимальным упором гребного винта. Важно, чтобы ГЭУ могла быстро и краткосрочно дать полный ход и отойти в случае сноса судна на ярусный порядок. Следующая операция наиболее длительная - лов рыбы. Судно находится в дрейфе, чётко позицио-нируясь с одного конца ярусного порядка. Здесь важно не допустить сноса судна на ярусный порядок и сильное удаление от него, могущее привести к потере ярусного порядка. Операция выборки ярусного порядка с уловом происходит при скорости судна 1,5^2 уз. Главный дви-
гатель при этом работает на самом малом ходу с минимальным или даже с нулевым упором гребного винта.
Режимы среднего и малых ходов судов на ярусном лове составляют 98 % , а режим полного хода - 2 % от всей наработки за промысловый рейс [3, 4].
В Дальневосточном промысловом бассейне, включая Приморский край, Сахалин, Курильские острова и Камчатку, на ярусном лове работает примерно 50 ярусоловов, построенных в Германии, Норвегии, Испании, Японии, Южной Корее и США [4].
Из-за отсутствия ярусоловных судов отечественной постройки судовладельцы стали переоборудовать и модернизировать под ярусоловы отечественные суда (СРТМ пр. 502ЭМ типа «Василий Яковенко», СТР пр. 503 типа «Альпинист», РС 300 пр. 388М, ТР «Остров Ионы» пр. 1350, МРС пр.1322, МДС пр.1338, судно американской постройки СЯМ «Королева Эмеральда» и др.) [4], которые не предназначены для ярусного лова рыбы. Сравнительный анализ выполнен по восьми вариантам ГЭУ.
Варианты ГЭУ, использованные для сравнительного анализа:
1. ГЭУ с передачей крутящего момента посредством валопровода на винт фиксированного шага (классический вариант). ГЭУ включает в себя: ГД, валопровод, ВФШ.
2. ГЭУ с передачей крутящего момента посредством валопровода на винт регулируемого шага. ГЭУ включает в себя: ГД, валопровод, ВРШ.
3. ГЭУ с редукторной установкой и передачей мощности посредством валопровода на ВРШ и на отбор мощности от редуктора на валогенераторы. ГЭУ включает в себя: ГД, главный редуктор, раздаточный редуктор, валогенераторы, ВРШ.
4. ГЭУ с гребным электродвигателем и ВФШ (дизель-электроход). ГЭУ включает в себя: главные дизель-генераторы, гребной электродвигатель, ВФШ.
5. ГЭУ с реверс-редуктором и передачей крутящего момента через реверс-редуктор и ва-лопровод на ВРШ. ГЭУ включает в себя: ГД, реверс-редуктор, валопровод, ВРШ.
6. ГЭУ с реверс-редуктором и передачей крутящего момента на ВФШ. ГЭУ включает в себя: ГД, реверс-редуктор, валоровод, ВФШ.
7. ГЭУ с реверс-редуктором и передачей мощности посредством валопровода на ВРШ и на отбор мощности от редуктора на валогенераторы. ГЭУ включает в себя: ГД, реверс-редуктор, валогенератор, ВРШ.
8. ГЭУ с реверс-редуктором и передачей мощности посредством валопровода на ВРШ и на мультипликатор для отбора мощности на валогенератор. ГЭУ включает в себя: ГД, реверс-редуктор, валопровод, мультипликатор, валогенератор, ВРШ.
Для оценки энергетической эффективности судов воспользуемся величиной коэффициента, формула определения которого, модифицированная для судов, имеющих ГД и ВДГ, имеет вид [7, 8]
EEDI = РМЕ ' SFCMESFME + РАЕ ' SFAE ' SFME (1)
fiCSR • DWT ■ Vref '
где Рме = E(0,75Pme ном) - показатель мощности главных двигателей.
При наличии валогенератора показатель мощности
Рме = £0,75(MCR - Ррто), (2)
где SFCme - удельный эффективный расход топлива главными двигателям, г/(кВт-ч); SFme = 3,114 - безразмерный коэффициент между расходом топлива в двигателе (г) и выбросами СО2 (г), определёнными по содержанию углерода С в топливе (г СО2 /г топлива); Рае = 0,05EMCR - показатель требуемой мощности вспомогательных двигателей при максимальной нагрузке судовой электростанции в морском режиме;
fiCSR = 1,0+0,08LWTCSR/DWTCSR - корректирующий фактор; WTCSR - водоизмещение судна, т; DWTCSR - дедвейт судна, т.
Важным показателем СЭУ является также энергонасыщенность судна [2]
N
«м = , (3)
м W
где Ni - суммарная длительная максимальная мощность, подводимая к движителям; W - водоизмещение судна, для которого определяется спецификационная скорость (полное водоизмещение при осадке по грузовую марку).
Сравнительный анализ главных энергетических установок
Главная энергетическая установка с прямой передачей крутящего момента на гребной винт фиксированного шага
Основные характеристики судов и их энергетических установок приведены в табл. 1.
Таблица 1
Характеристики судов и их энергетических установок с прямой передачей крутящего момента на винт фиксированного шага
Table 1
Characteristics of ships and their power plants with direct transmission torque
per fixed pitch screw
Тип судна РС-300 пр. 388М [4] ТР «Остров Ионы» пр. 1350 СРТМ- 502ЭМ типа «Василий Яковенко» СТР пр. 503 типа «Альпинист»
Место постройки г. Астрахань г. Хабаровск СССР г. Ярославль
Год постройки 1967 1992 1985 1976
Длина мах, м 33,97 54,99 54,8 53,7
Ширина, м 7,09 9,3 9,8 10,5
Высота борта, м 3,61 5,16 5 6,0
Водоизмещение, т 318,8 1202 1136 1202
Dw 85,7 505 400 341
Скорость судна, уз 9,0 11 11,6 12,6
Главный дизель с прямой передачей на ВФШ 8NVD36 (8ЧРН32/36) 6NVD48A-2U (6ЧРН32/48) (8 NVD48A-2U) 8ЧНР32/48 (8NVD48 A-2U) 8ЧНР32/48
Мощность ГД, кВт 220 590 852 970
Удельный эффективный расход топлива ГД, г/(кВтч) 245 214 214 214
Мощность ВДГ, кВт 86+60 168х3 4х100 2х168
Удельный эффективный расход топлива ВДГ, г/(кВт-ч) 245 225 225 225
Тип передачи Прямая передача на ВФШ Прямая передача на ВФШ Прямая передача на ВРШ ГД, главный редуктор, раздаточный редуктор, валогенератор (300 кВт), ВРШ
Преимущества: ГД 6^УВ48А-2и, тронковый, реверсивный, работает по винтовой характеристике. Система реверса с помощью ГД надёжная. Коэффициент полезного действия главной энергетической установки с прямой передачей крутящего момента посредством ва-лопровода на ВФШ высокий и составляет (0.96...0,98) [1]. Невысокая первоначальная стоимость установки.
Недостатки: ГД для реверса останавливают с целью изменения газораспределения при помощи распределительного вала, а затем вновь запускают. Ресурс дизеля при этом уменьшается, так как изнашивание деталей при реверсе увеличивается. В составе судовой электростанции должен постоянно работать вспомогательный дизель-генератор, чтобы обеспечивать судовую сеть электрической энергией. Тем самым возрастают затраты на топливо и на техническое обслуживание и ремонт СЭУ за счёт затрат на ВДГ.
ГЭУ с передачей крутящего момента посредством валопровода на винт регулируемого шага
Преимущества: ГД ^УВ48А-2и, тронковый, реверсивный, работает по винтовой характеристике. Система реверса надёжная. КПД главной энергетической установки с прямой передачей крутящего момента посредством валопровода на ВРШ высокий и составляет (0.96...0,98) [5].
Недостатки: в составе судовой электростанции должен постоянно работать вспомогательный дизель-генератор, чтобы обеспечивать судовую сеть электрической энергией. Тем самым возрастают затраты на топливо и на техническое обслуживание и ремонт СЭУ за счёт затрат на ВДГ.
Главная энергетическая установка с редукторной установкой и передачей мощности посредством валопровода на ВРШ и на отбор мощности от редуктора на валогене-раторы.
В качестве примера рассмотрим средний траулер-рефрижератор (СТР) пр. 503 типа «Альпинист» [5].
Состав ГЭУ включает в себя: главный двигатель, главный редуктор, раздаточный редуктор, валогенераторы и ВРШ.
Преимущества: ГД 8^УВ48А-2и, тронковый, реверсивный, работает по нагрузочной характеристике. КПД главной энергетической установки с редукторной передачей крутящего момента на валогенератор и на ВРШ составляет (0.96...0,94) [1]. Установка данного типа позволяет при неполной нагрузке на главный дизель обеспечивать электрической энергией судно, используя валогенераторы посредством отбора мощности от главного дизеля. Тем самым повышается экономичность работы СЭУ, поскольку стоимость электрической энергии, получаемой от валогенератора, примерно в два раза меньше стоимости электрической энергии, вырабатываемой вспомогательными дизель-генераторами. К числу достоинств следует отнести надёжную систему реверса и невысокую первоначальную стоимость установки.
Недостатки: необходимость поддерживать номинальную частоту вращения ГД при включённом валогенераторе на малых и самых малых ходах судна приводит к недоиспользованию энергетических возможностей ВРШ. При одной и той же относительной поступи КПД гребного винта может быть разным при разном шаговом отношении. Особенно большие потери имеют место при шаге нулевого упора, которые составляют 25^30 % номинальной мощности ГД.
ГЭУ с гребным электродвигателем и ВФШ (дизель-электроход)
Установка включает в себя главный дизель-генератор, гребной электродвигатель и винт фиксированного шага.
Преимущества: ГД среднеоборотный, тронковый, нереверсивный, работает по нагрузочной характеристике.
Относительно свободное размещение главного дизеля в машинном помещении, возможность увеличения площади для увеличения ёмкости трюмов и размещения технологического оборудования. ГЭУ более экономична на режимах долевых нагрузок и переменных ходах, а также на промысловых режимах с высоким потреблением электрической энергии. Возможно применение агрегатного метода ремонта главных дизелей, что значительно сокращает время нахождения судна в ремонте.
Недостатки: более низкий коэффициент полезного действия данной передачи (0,86) по сравнению с прямой передачей крутящего момента на ВФШ (0.96...0,98) и дизель-редукторной (0,92 ...0,94) [1], более высокая первоначальная стоимость (на 10... 15 %) по сравнению с традиционной ГЭУ с прямой передачей крутящего момента на ВФШ.
Главная энергетическая установка с реверс-редуктором и передачей крутящего момента на винт регулируемого шага (без отбора мощности на валогенератор)
Установка включает в себя главный двигатель, реверс-редуктор и ВРШ.
В качестве примера такие ГЭУ установлены на ярусных морозильных судах «Шурша», «Восток-3», «Восток-4», «Восток-6» и «Восток-8», табл. 2 [5].
Реверс-редуктор включает в себя редуктор и реверсивно-разобщительную муфту с ручным или гидравлическим управлением.
Реверс-редуктор позволяет осуществлять передний и задний ход судну и холостую работу ГД, изменяя частоту и направление вращения валопровода без реверсирования и изменения оборотов ГД.
Преимущества: ГД среднеоборотный, тронковый, нереверсивный, работает по нагрузочной характеристике. КПД главной энергетической установки с редукторной передачей крутящего момента на валогенератор и на ВРШ составляет (0,96...0,94). ГЭУ этого типа предоставляет возможность выбора оптимального сочетания шагового отношения гребного винта и частоты его вращения, что обеспечивает экономичный режим работы ГЭУ.
Недостатки: для обеспечения судна электроэнергией требуется постоянная работа вспомогательного дизель-генератора, что повышает общий расход топлива и приводит к необходимости дополнительного технического обслуживания и ремонта вспомогательного дизель-генератора.
Таблица 2
Главная энергетическая установка с передачей крутящего момента на винт регулируемого шага через реверс-редуктор и валопровод
Table 2
The main power plant with the transmission of torque to the adjustable pitch screw by means
of a reverse gearbox and a shaft line
Тип судна ЯМС «Востк-3» ЯМС «Восток-4» ЯМС «Восток-6» ЯМС «Восток-8»
1 2 3 4 5
Место постройки Япония Япония Япония Япония
Год постройки 1992 1989 1991 2004
Длина мах, м 49,1 49,56 49,1 56,77
Ширина, м 8,8 8,7 8,8 9,0
Высота борта, м 3,8 6,2 3,8 3,9
Водоизмещение, т 703 699 720 1020
Окончание табл. 2
1 2 3 4 5
Дедвейт, т 162,3 161 167,2 304
Скорость судна, уз 12 13,4 10 11
Главный дизель с прямой передачей на ВФШ NIIGATA 6M28BFT NIIGATA 6M28HFT NIIGATA 6M28HFT HANSHIN LH28RG
Мощность, кВт 698 698 699 810
Удельный эффективный расход топлива ГД, г/(кВт-ч) 212 227 212 197
Мощность ВДГ, кВт 308х2 308х2 308х2 320х2
Удельный эффективный расход топлива ВДГ, г/(кВт-ч) 215 215 215 209
Тип передачи ГД, реверс-редуктор, ВРШ ГД, мультипликатор, валогене-ратор, реверс-редуктор, ВРШ ГД, реверс-редуктор, ВРШ ГД, реверс-редуктор, ВРШ
ГЭУ с реверс-редуктором и передачей крутящего момента на ВФШ, табл. 3 [4]
Таблица 3
Главная энергетическая установка с передачей крутящего момента на винт фиксированного шага посредством реверс-редуктора и валопровода
Table 3
The main power plant with the transmission of torque to the screw of a fixed pitch by means of a reverse gearbox and a shaft line
Тип судна (МРС) пр. 1322 (МДС) пр.1338 СЭМ «Королева Эмеральда»
Место постройки Благовещенск Благовещенск США
Год постройки 1967 1976 1982
Длина мах, м 23,75 21,94 42,6
Ширина, м 6,15 6,0 10,36
Высота борта, м 2,68 2,65 -
Водоизмещение, т 146,3 95,6 885
Дедвейт, т 32,3 25,5 334
Скорость судна, уз 11 9 9
Главный дизель 6ЧНСП 18/22 6ЧНСП 15/18 Caterpillar -3412E
Мощность, кВт 165 110 2x537
Частота вращения, мин-1 750 1500 1800
Удельный эффективный расход топлива ГД, г/(кВт-ч) 231,2 214 228
Мощность ВДГ, кВт 60+38 29,8
Удельный эффективный расход топлива ВДГ, г/(кВт-ч) 245 252
Тип передачи ГД, реверс-редуктор, ВФШ ГД, реверс-редуктор, ВФШ два ГД, два редуктора, два ВФШ
ГЭУ с реверс-редуктором и передачей крутящего момента на винт фиксированного шага (без отбора мощности на валогенератор), табл. 4 [6].
Таблица 4
Главная энергетическая установка с реверс-редуктором и передачей крутящего момента на винт фиксированного шага (без отбора мощности на валогенератор)
Table 4
Main power plant with reverse gear and torque transmission to a fixed pitch screw (without power take-off to the generator)
Тип судна ЯС «Триумф» ЯС «Восток-7»
Место постройки Япония Япония
Год постройки 1992 1988
Длина мах, м 51,3 50,91
Ширина, м 9,1 9,0
Высота борта, м 3,9 6,19
Водоизмещение, т 1098 819
Дедвейт, т 393 368
Скорость судна, уз 12,5 13
Главный дизель HANSHINLH28RG HANSHIN LH28RG
Мощность, кВт 1103 735
Удельный эффективный расход топлива ГД, г/(кВт-ч) 193 194
Мощность ВДГ, кВт 320х2 320х2
Удельный эффективный расход топлива ВДГ, г/(кВт-ч) 196 196
Тип передачи ГД, реверс-редуктор, ВФШ ГД, реверс-редуктор, ВФШ
Преимущества: ГД работает по винтовой характеристике, при реверсе дизель не останавливается и может работать на минимальной частоте вращения (25...30) % от номинальной мощности.
Недостатки: для обеспечения судна электроэнергией требуется постоянная работа вспомогательного дизель-генератора, что повышает общий расход топлива и приводит к необходимости дополнительного технического обслуживания и ремонта судовых механизмов (затраты на обслуживание вспомогательного дизель-генератора примерно на 35 % больше, чем валогенератора).
ГЭУ с реверс-редуктором, валогенератором и передачей крутящего момента на винт регулируемого шага [6]
На ярусоловных судах «Восток-1», «Восток-2», «Восток-5» установлен ГД с реверс-редуктором, который передаёт крутящий момент на валогенератор и ВРШ, табл. 5.
Таблица 5
Главная энергетическая установка с реверс-редуктором, валогенератором и передачей крутящего момента на винт регулируемого шага
Table 5
The main power plant with a reverse gearbox, a valogenerator and the transmission of torque
to an adjustable pitch screw
Тип судна ЯС «Восток-1» ЯС «Восток-2» ЯС «Восток-5»
Место постройки Испания Япония Япония
Год постройки 1997 1987 1988
Длина мах, м 41,5 37,02 43,75
Ширина, м 9,5 7,5 8,3
Высота борта, м 4,6 3,15 3,6
Водоизмещение, т 716 431 607
Дедвейт, т 397 88,2 135,6
Скорость судна, уз 10,1 10,5 13,5
Главный дизель CAT3512 DITA YANMAR T240-ET2 NIIGATA6M28BFT
Мощность кВт 780 618 699
Удельный эффективный расход топлива ГД, г/(кВт-ч) 218 203 227
Частота вращения, мин-1 1200
ВДГ, мощность 270х2 240 264
Удельный эффективный расход топлива ВДГ, г/(кВт-ч) 191 205 215
Тип передачи ГД, реверс-редуктор, ВРШ, валогенератор N =280 кВт ГД, реверс-редуктор, ВРШ, валогенератор N =240 кВт ГД, реверс-редуктор, ВРШ, мультипликатор, валогенератор N =264 кВт
Преимущества: установка данного типа позволяет при неполной нагрузке на главный дизель, что имеет место на средних и малых ходах судна, обеспечивать электрической энергией судно, используя валогенераторы посредством отбора мощности от главного дизеля. Тем самым повышается экономичность работы СЭУ, поскольку стоимость электрической энергии, получаемой от валогенератора, примерно в два раза меньше стоимости электрической энергии, вырабатываемой вспомогательными дизель-генераторами.
Недостатки: необходимость поддерживать номинальную частоту вращения ГД при включённом валогенераторе на долевых нагрузках двигателя приводит к недоиспользованию энергетических возможностей ВРШ. При одной и той же относительной поступи КПД гребного винта может быть разным при разном шаговом отношении гребного винта. Особенно большие потери имеют место при шаге нулевого упора, которые составляют 25^30 % номинальной мощности ГД.
ГЭУ с реверс-редуктором и передачей крутящего момента на винт регулируемого шага, на мультипликатор и на валогенератор [6]
На ярусоловных судах «Восток-5» и «Восток-4» в носовой части ГД установлен мультипликатор и валогенератор. ГД работает по нагрузочной характеристике.
Преимущества: ГЭУ позволяет при неполной нагрузке на главный дизель на средних и малых ходах судна снабжать электрической энергией судовые потребители посредством отбора от него мощности на валогенератор. Стоимость электроэнергии, вырабатываемой вало-генератором, примерно в два раза меньше стоимости электрической энергии, получаемой от вспомогательного дизель-генератора.
Недостатки: энергетические возможности ГЭУ на малых ходах судна используются не полностью.
Необходимость поддерживать номинальную частоту вращения ГД при включённом ва-логенераторе на малых и самых малых ходах судна приводит к недоиспользованию энергетических возможностей ВРШ. При одной и той же относительной поступи КПД гребного винта может быть разным при разном шаговом отношении гребного винта. Особенно большие потери имеют место при шаге нулевого упора, которые составляют 25^30 % номинальной мощности ГД.
С целью уменьшения количества вспомогательных дизель-генераторов (ВДГ) и экономии расхода топлива на ярусоловных судах («Восток-4» и «Восток-5») устанавливают мультипликатор с носовой части ГД и валогенератор.
Расчёты показателя энергоэффективности и показателя энергонасыщенности судовой энергетической установки
Рассчитанные значения коэффициента энергетической эффективности EEDI и показателя энергонасыщенности судна ам приведены в табл. 6.
Таблица 6
Значения показателя энергоэффективности с расчётами и показателя
энергонасыщенности
Table 6
Values of the energy efficiency indicator with calculations and the indicator energy saturation
Тип судна Коэффициент энергоэффективности EEDI Показатель энергонасыщенности ГЭУ, кВт/т
1 2 3
РС-300 пр. 388М 165 • 220 • 3,151 +11-224 • 3,151 _ -----= 121,8 1,3 • 85,7 • 9 0,72
ТР «Остров Ионы» пр.1350 442,5 • 214 • 3,151 + 29,5 • 225 • 3,151 = 48,3 1,19 • 505 •И 0,49
СРТМ-502ЭМ типа «Василий Яковенко 639 • 214 • 3,151 + 42,6 • 225 • 3,151 = 81,0 1,227 • 400 • 11,6 0,75
СТР пр. 503 типа «Альпинист 502,5 • 214 • 3,151 + 48,5 • 225 • 3,151 67 8 1,28 • 341 12,6 = , 0,81
ЯМС «Восток-3» 523,5 • 212 • 3,151 + 34,9 • 215 • 3,151 = 189,3 1,35 • 162,3 • 9 0,99
ЯМС «Восток-4» 523,5 • 212 • 3,151 + 34,9 • 215 • 3,151 = 198,8 1,35 161 • 9 1,0
ЯМС «Восток-6» 524,3 • 212 • 3,151 + 35 • 215 • 3,151 5 1,17 • 343 • 9 = , 0,97
Окончание табл. 6
1 2 3
ЯМС «Восток-8» 607,5-197 • 3,151 + 40,5 • 209• 3,151 95 0 1,27 • 304-11 " , 0,79
(МРС) пр. 1322 123,8 • 214 • 3,151 + 8,3 • 245 • 3,151 10,. —186,0 1,36 • 32,3 41 1,3
(МДС) пр.1338 82,5 • 228 • 3,151 + 5,5 • 252 • 3,151 5 1,3 • 25,6 • 9 — ' 1,15
СЭМ «Королева Эмеральда» 805,5 • 228 • 3,151 + 53,7 • 228 • 3,151 лгп г -—169,6 1,21 • 885 • 9 1,21
ЯС «Триумф» 827,3 • 193 • 3,151 + 55,1496• 3,151 п , -— 89,6 1,22 • 393 • 12,5 1,0
ЯС «Восток-7» 551,5 494• 3,151 + 36,8496• 3,151 „ „ -— 63,7 1,18 • 368 43 0,9
ЯС «Восток-1» 375 • 218 • 3,151 + 39 191 • 3,151 ^ г -— 61,5 1,14 • 397 10,1 1,09
ЯС «Восток-2» 283,5 • 203 • 3,151 + 30,9 • 203 • 3,151 _ 1559 1,39 • 88,2 • 10,5 — , 1,433
ЯС «Восток-5» 326,3 • 227 • 3,151 + 35 • 215 • 3,151 Ш9 1,35 135,6 • 13,5 — , 1,15
На рисунке приведена корреляционная зависимость коэффициента энергоэффективности ЕЕВ1 от показателя энергонасыщенности судна ам.
Значения коэффициента энергетической эффективности EEDI в зависимости от показателя энергонасыщенности ярусоловного судна ам The values of the energy efficiency coefficient EEDI depending on the energy saturation indicator of the longline vessel ам
Как видно из графика на рисунке, с увеличением показателя энергонасыщенности судна показатель энергоэффективности ухудшается. При увеличении ам на каждые 0,1 EEDI увеличивается в среднем на 13,8. Эта зависимость для ярусоловного судна может быть аппроксимирована корреляционной формулой
EEDI = 138-01« - 14. 66
Результаты анализа
Анализ ГЭУ и мировой опыт их эксплуатации показал, что пока нет единого подхода при проектировании и строительстве ярусоловных судов и их главных энергетических установок. На ярусоловных судах («Восток Адонис», «Восток Вега», «Восток Сириус». «Триумф», «Во-сток-7») установлены главные дизели, которые работают по винтовой характеристике и передают крутящий момент через реверс-редуктор на винт фиксированного шага, на этих судах нет валогенераторов, а судовая электростанция включает два вспомогательных дизель-генератора. На ярусоловных судах («Восток-1», «Восток-2», «Восток-3», «Восток-4», «Во-сток-5», «Восток-6», «Восток-8») установлены четырёхтактные, среднеоборотные ГД, которые работают по нагрузочной характеристике и передают крутящий момент через реверс-редуктор на валогенератор и на ВРШ с целью уменьшения количества вспомогательных дизель-генераторов (ВДГ).
Наряду с вышеприведёнными качественными сравнительными характеристиками приведём сравнение по количественной характеристике - коэффициенту энергетической эффективности EEDI. Несмотря на некоторую условность в определении его значения для промысловых судов, этот коэффициент позволяет при равных допущениях выполнять сравнительную оценку типов СЭУ. Его значение для сравниваемых типов ярусоловов находится в пределах 48,3^263. Наихудшими значениями показателя энергоэффективности обладают ярусоловные малые суда ЯМС «Восток-3», «Восток-4», «Восток-6», «Восток-9», имеющие ГЭУ с передачей крутящего момента на винт регулируемого шага через реверс-редуктор. Для них значение EEDI находится в пределах от 108 до 198,8. Наилучшими с точки зрения энергетической эффективности являются суда «Остров Ионы» и СТР «Альпинист».
В целом, наблюдается следующая тенденция: чем больше значение отношения суммарной мощности главной установки к водоизмещению судна, тем хуже значение коэффициента энергоэффективности.
Заключение
Проведенный анализ ГЭУ позволяет сделать вывод, что предпочтительным типом для судов ярусного лова, на наш взгляд, является ГЭУ, в состав которой входит ГД, реверс-редуктор, валогенератор, валопровод и ВРШ. Наряду с гибкими манёвренными свойствами этот тип обладает сравнительно лучшей энергоэфективностью, что позволяет рекомендовать его для выбора этого типа СЭУ при строительстве новых ярусоловов.
Список источников
1. Ваншейдт В.А., Гордеев П.А., Захаренко Б.А., Истомин П.А., Коптев К.Н., Чурбанов Б.М., Шишкин В.Г., Яковлев Г.В. Судовые установки с двигателями внутреннего сгорания: учебник. Л.: Судостроение, 1978. 363 с.
2. Голубев Н.В. Проектирование энергетических установок морских судов. Л.: Судостроение, 1980. 312 с.
3. Коршунов Л.П. Энергетические установки промысловых судов: учебник. Л.: Судостроение, 1991. 360 с.
4. Маницын В.В. Технология технического обслуживания и ремонта судов: учеб. пособие. Владивосток: Дальрыбвтуз, 2019. 380 с.
5. Флот рыбной промышленности: справочник. М.: Транспорт,1990. 384 с.
6. Интернет источник. http://www.H_ ITACHI NICO TRANSMISSION.ru.
7. Медведев В.В., Гаврилов В.В., Киселев С.Н. Обзор и анализ возможностей различных способов повышения энергетической эффективности судов // Морские интеллектуальные технологии. 2018. № 2-1.
8. Соболенко А.Н., Симашов Р.Р. Судовые энергетические установки: дипломное проектирование: учеб. пособие. М.: Моркнига, 2015. Ч. II. 426 с.
References
1. Vansheydt V.A., Gordeev P.A., Zakharenko B.A., Istomin P.A., Koptev K.N., Churbanov B.M., Shishkin V.G., Yakovlev G.V. Ship installations with internal combustion engines: textbook. L.: Shipbuilding, 1978. 363 p.
2. Golubev N.V. Design of power installations of sea vessels. L.: Shipbuilding, 1980. 312 p.
3. Korshunov L.P. Power installations of commercial vessels: textbook. L.: Shipbuilding, 1991. 360 p.
4. Manitsyn V.V. Technology of maintenance and repair of ships; studies. the staff. Vladivostok: Dalrybvtuz, 2019. 380 p.
5. Fishing industry fleet: directory. M.: Transport, 1990. 384 p.
6. Internet source, http://www.H ITACHI NICO TRANSMISSION.ru.
7. Medvedev V.V., Gavrilov V.V., Kiselev S.N. Review and analysis of the possibilities of various ways to improve the energy efficiency of ships // Marine intellectual technologies. 2018. No. 2-1.
8. Sobolenko A.N., Simashov R.R. Ship power plants: diploma project: textbook. M.: Morkniga, 2015. Ch. II. 426 p.
Информация об авторах
В.В. Маницын - кандидат технических наук, доцент, SPIN-код: 5430-1504, AuthorID: 814237;
А.Н. Соболенко - доктор технических наук, профессор, SPIN-код: 9772-5366, AuthorID: 439376.
Information about the authors
V.V. Manitsyn - PhD in Engineering Sciences, Associate Professor, SPIN-code: 5430-1504, AuthorID: 814237;
A.N. Sobolenko - Doctor of Technical Sciences, Professor, SPIN-code: 9772-5366, AuthorID: 439376.
Статья поступила в редакцию 11.05.2022, одобрена после рецензирования 14.05.2022, принята к публикации 21.06.2022.
The article was submitted 11.05.2022, approved after reviewing 14.05.2022, accepted for publication 21.06.2022.
