Аналіз можливостей використання теплообмінників "бокс-кулер" в системах охолодження суднових газотурбінних агрегатів

Abstract

В останні роки у зв’язку з необхідністю підвищення енергетичної ефективності судноплавства намітилася тенденція використання в системах охолодження суднових енергоустановок теплообмінників «бокскулер». Метою роботи є аналіз можливостей використання теплообмінників «бокс-кулер» у складі двоконтурних систем охолодження суднових газотурбінних установок. Методика. Об’єктом дослідження обрано системи охолодження окремих елементів газотурбінних установок. Предметом дослідження є характеристики та властивості даних систем при використанні у їх складі теплообмінних апаратів «бокс-кулер». Результати. Проведено аналіз можливостей використання бокс-кулерів в системах охолодження забортною водою суднових газотурбінних агрегатів простого циклу та агрегатів з проміжним охолодженням повітря та рекуперацією. Встановлено, що в діапазоні потужностей від 5 до 50 МВт витрати електроенергії на привід насоса забортної води систем їх охолодження становлять 2–18 кВт для агрегатів простого циклу і 14–143 кВт для агрегатів з проміжним охолодженням та рекуперацією. Виключення даного насосу зі складу енергоустановки внаслідок використання бокс-кулерів призведе до економії палива у кількості, відповідно, 0,4–4,0 та 3–30 кг/год. Наукова новизна. Вперше запропоновано використовувати бокс-кулери в системах охолодження забортною водою суднових газотурбінних агрегатів. Проаналізоване теплове навантаження на систему охолодження від систем змащення та від повітря агрегатів з проміжним охолодженням між компресорами. Практична значимість. Отримані результати свідчать про те, що потенційне теплове навантаження на бокскулер від газотурбінних агрегатів не буде перевищувати теплового навантаження від малооборотних дизельних двигунів аналогічної потужності, що дає можливість використовувати для комплектації систем охолодження газотурбінних агрегатів при стандартних розмірах кінгстонних ящиків вже розроблені і серійно виготовляємі конструкції даних теплообмінних апаратів. Це дасть змогу скоротити витрати та зменшити час на розробку та впровадження в судновій енергетиці подібних систем.