О ВОЗМОЖНОСТЯХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВТОРИЧНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ В СУДОВЫХ ДВС
Аннотация
Статья посвящена анализу возможностей более полного использования теплоты, выделяющейся при сгорании топлива в тепловых двигателях, характеризуемого энергетической эффективностью установок. Традиционными методами повышения эффективности использования топлива и сокращения его расхода является утилизация вторичных энергетических ресурсов (теплоты) отработавших газов двигателей и теплоносителей их систем охлаждения. Возможность использования этих ресурсов исследуется на основании уравнения теплового баланса с проведением расчетов, учитывающих изменение энтальпии теплоносителя системы охлаждения. В статье представлено сравнение эффективности утилизационного турбогенератора, работающего по прямому циклу Ренкина, при использовании различных теплоносителей. С целью оценки возможностей повышения коэффициента полезного действия установок за счет использования энергетических ресурсов теплоносителей систем охлаждения (теплоты, отводимой с охлаждающей жидкостью) выполнен расчет теплового насоса, работающего по обратному циклу Ренкина. На основании результатов выполненных расчетов сделан вывод о перспективности использования данных устройств, в том числе для замены автономных котлов в судовых энергетических установках. Статья содержит предложения по использованию нетрадиционных видов вторичных энергетических ресурсов, таких как механическая энергия топлива и его хладопотенциал. Показано, что использование данных энергетических ресурсов представляется перспективным при использовании газового топлива. Указанное направление исследований является актуальным в связи с активным внедрением газовых и газодизельных двигателей в различных отраслях энергетики и транспорта. Данные, полученные в результате проведенных исследований, показывают, что использование вторичных энергетических ресурсов тепловых двигателей с применением утилизационных турбин и тепловых насосов современных конструкций является перспективным и позволяет повысить коэффициент топливоиспользования поршневых и газотурбинных двигателей. При использовании газовых топлив появляются дополнительные возможности использования вторичных энергетических ресурсов.
Ключевые слова
тепловые двигатели, энергоэффективность, вторичные энергетические ресурсы, утилизация теплоты, тепловой баланс, теплоноситель, изменение энтальпии, утилизационная паровая турбина, тепловой насос
Читать полный текст статьи: PDF
Список литературы
Медников А. Управляем энергоэффективностью / А. Медников, А. Савранский // Морской флот. - 2013. - № 3. - С. 60-61.
Тузов Л. В. Идеальный термодинамический цикл ДВС с изохорным и изобарным способами подвода теплоты / Л. В. Тузов, Н. Б. Ганин, А. С. Пряхин // Двигателестроение. - 2015. - № 1. - С. 3-6.
Ерофеев В. Л. Пределы повышения энергетической эффективности топливоиспользования поршневого ДВС / В. Л. Ерофеев, Н. Б. Ганин, А. С. Пряхин // Двигателестроение. - 2015. - № 2. - С. 33-38.
Живлюк Г. Е. Состояние и перспективы совершенствования систем топливоподачи Common Rail. / Г. Е. Живлюк, А. П. Петров // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2016. - № 1 (35). - С. 108-123. DOI: 10.21821/2309-5180-2016-8-1-108-123.
Радченко Н. И. Рациональные параметры тригенерационных контуров судовых среднеоборотных дизелей / Н. И. Радченко, А. А. Сирота, Д. В. Коновалов // Двигатели внутреннего сгорания. - 2007. - № 2. - С. 136-141.
Гацуц А. Г. Совершенствование технической эксплуатации судовых энергетических установок / А. Г. Гацуц // Двигатели внутреннего сгорания. - 2011. - № 2. - С. 137-141.
Андреев А. А. Экологическая и энергетическая целесообразность утилизации низкопотенциальной теплоты на судах с помощью теплового насоса / А. А. Андреев, И. В. Калиниченко // Техногенна безпека: Наукові праці МДГУ ім. П. Могили. - 2008. - Т. 85. - Вип. 72. - С. 23-27.
Волынцев А. В. Утилизация тепловых ресурсов главного судового двигателя посредством использования теплонасосной установки / А. В. Волынцев, А. Н. Соболенко // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2016. - № 5 (39). - С 144-150. DOI: 10.21821/2309-5180-2016-8-5-144-150.
Безюков О. К. Энергосбережение: энергетическая эффективность водного транспорта: монография. / О. К. Безюков, В. Л. Ерофеев, Е. В. Ерофеева, А. С. Пряхин. - СПб.: Изд-во ГУМРФ им. адм. С. О. Макарова, 2016. - 284 с.
Ерофеев В. Л. Использование перспективных топлив в судовых установках / В. Л. Ерофеев. - Л.: Судостроение, 1989. - 80 с.
MERC.1 / Circ. 684 от 17.08.2008 г. Руководящие принципы добровольного использования действующего (эксплуатационного) показателя (индикатора) энергетической эффективности судна.
Ерофеев В. Л. Неточность термодинамических определений и терминов - путь к вечному двигателю второго рода / В. Л. Ерофеев, В. А. Жуков, А. С. Пряхин // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2016. - № 6 (40). - С. 140-149. DOI: 10.21821/2309-5180-2016-8-6-140-149.
Термодинамические диаграммы i-lnp для хладогентов. - М.: АВИСАНКО, 2003. - 50 с.
Энергетическое оборудование электростанций. Промышленная группа «Генерация». [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://generation.ru/ (дата обращения: 10.02.2017).
Энергосберегающие решения. ЗАО «Эко-энергетика». [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://eco-energetika.com/ (дата обращения: 10.02.2017).
Об авторах
Ерофеев Валентин Леонидович - доктор технических наук, профессор
ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»Жуков Владимир Анатольевич - доктор технических наук, доцент
va_zhukov@rambler.ru. zhukovva@gumrf.ru
ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»Мельник Олеся Владимировна - кандидат технических наук
ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»
