где : D – диаметр обрабатываемой поверхности ;

5. Значение тангенциальной составляющей силы резания :

Pz = 10 × Сp × tx × Sy × Vm × Kmp × Kgp × Kdp × Krp =

= 10 × 300 × 3 1.0 × 0,4 0.75 × 190 -0.15 × 1,0 × 1,06 × 0,99 × 1,05 × 1,0 = 1570 Н ;

6. Расчет потребной мощности : N = Pz ×V / 1020 × 60 = 1570× 190 / 1020× 60 =4,87кВт ;

Чистовое точение наружной поверхности.

1. Выбор глубины резания : t = 0,5 мм ;

2. Выбор подачи : S = 0,5 мм / об - согласно таблице 6 ;

3. Расчет скорости резания :

V = Сv× Kn× Kj× Kd× Kф / Tm× tx × Sy = 350× 1,12× 0,85× 1× 1 / 120 0.2× 0,5 0.15× 0,5 0.35 =180м/мин ;

4. Частота вращения шпинделя : n =1000× V / П× D = 1000 × 180 / 3,14 ×26 = 2215 об/мин ;

где : D – диаметр обрабатываемой поверхности ;

5. Значение тангенциальной составляющей силы резания :

Pz = 10 × Сp × tx × Sy × Vm × Kmp × Kgp × Kdp × Krp =

= 10 × 300 × 0,5 1.0 × 0,5 0.75 × 180 -0.15 × 1 × 1 × 0,99 × 1,05 = 283 Н ;

6. Расчет потребной мощности : N = Pz ×V / 1020 × 60 = 283 × 180 / 1020 × 60 = 6,25 кВт ;

XIII. Расчет экономической эффективности от использования котла-утилизатора в качестве источника теплоты для части потребителей.

Основным положительным фактором применения утилизационного котла, стоящего на газоходах ДГ на судне является экономия топлива за счет работы автономного парового котлоагрегата при неполной нагрузке. При этом экономический эффект различен в зависимости от времени года. Поэтому сначала вычислим продолжительность летнего, зимнего и весенне-осеннего периода в году :

tлет.= 3.5 × 24 × 30 = 2520 часов ;

tзим.= 4 × 24 × 30 = 2880 часов ;

tв.о.= 4.5 × 24 × 30 = 3240 часов ;

Исходя из того, что утилизационный котел работает только на стоянке судна, а стояночный режим составляет во время навигации 30% от эксплуатационного времени судна, а во время зимнего отстоя 100% вычисляем величины стояночного времени по периодам года :

tлет.ст.= 0.3 × tлет. = 756 часов ;

tзим. ст. = 1 × tзим. = 2880 часов ;

tв.о. ст. = 0.3 × tв.о. = 972 часов ;

Время работы утиль-котла в сутки разнится по временам года, в зависимости от температуры наружного воздуха. Так летом котел работает 3 часа в сутки, зимой 12 часов, а весной-осенью – 6 часов в сутки.

Вычисляем время работы утилизационного котла по сезонам :

tлет. = 0.125 × tлет.ст.= 94.5 часов ;

tзим. = 0.5 × tзим.ст.= 1440 часов ;

tв.о. = 0.25 × tв.о.ст.= 243 часов ;

Время работы утилизационного котла за год равно :

t = tлет. + tзим. + tв.о. = 1778 часов ;

Произведем расчет потребления топлива автономным котлом при работе на неполной нагрузке, т.е. когда он выдает теплоты - 3.306.510 кДж / час ( за вычитом 159.167 кДж/час – теплоты, производство которой возьмет на себя утиль-котел ) , зная, что при 100% нагрузке паровой котел производит 3.465.677 кДж / час теплоты и расходует при этом топлива - 90 кг / час.

90 кг/ч - 3.465.677 кДж/час

Х кг/ч - 3.306.510 кДж/час

Отсюда : Х = 82 кг / час ;

Значит при задействовании утиль-котла получается чистая экономия 8 кг топлива в час. Тогда экономия топлива за год за счет использования котла-утилизатора составит:

G = t × Bак = 1778 × 8 = 14.224 кг, т.е. фактически 14 тонн ;

где : Bак – количество топлива, которое экономится каждый час ;

В денежном выражении в ценах IV квартала 1989 года это равно :

Э = G × Цт = 14.224 × 136 = 1.934,46 рублей ;

где : × Цт – стоимость топлива в ценах IV квартала 1989 года ;

Капитальные вложения определяются приобретением и монтажом утилизационного котла. Транспортировка не предусматривается ввиду изготовления котла на судоремонтном заводе. Договорная цена утиль-котла : Ку.к. = 993,80 рублей ;

Монтаж котла на судоремонтном заводе : Смон = 248, 25 рублей ;

Общие капитальные вложения : К = Ку.к. + Смон = 1.242,05 рублей ;

Отрицательным фактором являются эксплуатационные затраты по утилизационному котлу, которые определяются по составляющим :

а) Аммортизационные отчисления : Самм = Ку.к. × Намм / 100 = 28,82 рубля ;

б) Отчисления на текущий ремонт : Ср = Ку.к. × Нр / 100 = 29,81 рубль ;

в) Отчисления на содержание машинной команды :

См.к. = Сср. × tр × tг × Кмг × z × nу.к. × Nу.к. = 163,78 рублей ;

где : Намм = 2,9 – **********************************************************

Нр = 3 –*************************************************

Сср. = 0,8 –**********************************************

tр = 2,2 –***************************************************

tг = 1932 –*********************************************

Кмг = 1 –

z = 1 –

nу.к. = 1,5 –

Nу.к. = 330 –******************************************

Суммарные отрицательные составляющие :

С = Самм + Ср + См.к. = 28,82 + 29,81 + 163,78 = 222,41 рубль ;

Сопоставим положительные и отрицательные составляющие экономического анализа :

1.934,46 рублей > 222,41 рубль ;

Приведенные расчеты показывают, что положительные составляющие в 8,6 раз превышают отрицательные и как факт показывают преимущество применения итилизационного-котла на данном проекте судна.

Годовой экономический эффект от внедрения нового оборудования :

Эг = Э – С – Ен × К = 1.563 рублей ;

Срок окупаемости устанавливаемого утиль-котла : tок = К / Эг = 0,79 года ;

или

tок = 9,5 месяцев;

Произведем перерасчет полученных результатов в цены на I квартал 1997 года. Для этого будем использовать коэффициент 7.000 :

Э = 1.934,46 × 7.000 = 13.541.220 рублей ;

К = 1.242,05 × 7.000 = 8.694.350 рублей ;

С = 222,41 × 7.000 = 1.556.870 рублей ;

Эг =1.563 × 7.000 = 10.941.000 рублей ;

В заключение из вышеприведенного можно сделать вывод об экономических выгодах установки на судне данного проекта утилизационного котла марки КАУ – 4,5, которые позволяют получить немалый экономический эффект.

Заключение и выводы

Рассмотренные в дипломном проекте модернизационные мероприятия могут быть произведены в объеме среднего ремонта силами судоремонтного завода. Предлагаемая замена автономного котла не повлечет за собой какого-либо существенного изменения в планировке машинных и производственных помещениях судна. Проведенный анализ показал, что применение на судне парового котла является более эффективным, так как обеспечивается удовлетворительное снабжение всех потребителей горячей водой независимо от погодных условий и времени года. Установка утилизационного котла позволяет существенно снизить расходы на эксплуатацию судна и повысить к.п.д. СЭУ на стояночном режиме. Предложенный способ снижения вибрации относительно не сложен, но может быть выполнен на слипе, что связано с установкой кормовых бракет в подводной части корпуса. Обслуживание вводимых модернизационных мероприятий не требует более высокой квалификации обслуживающего персонала, рабочих ремонтных предприятий, значительных пуско-наладочных работ и сложной наладки, позволяет получить существенную экономию дизельного топлива. Годовой экономический эффект от установки утилизационного котла составит 10.941.000 рублей.