ПОВЫШЕНИЕ СТЕПЕНИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ АВТОНОМНОСТИ И БОЕГОТОВНОСТИ ВОИНСКИХ ПОДРАЗДЕЛЕНИЙ, ДИСЛОЦИРУЮЩИХСЯ В УДАЛЕННЫХ МЕСТАХ

ВЕСТНИК АКАДЕМИИ ВОЕННЫХ НАУК

№ 3(24)/2008 (спецвыпуск)

B.С. КУКИС,

д.т.н., профессор, действительный член АВН

ПОВЫШЕНИЕ СТЕПЕНИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ АВТОНОМНОСТИ И БОЕГОТОВНОСТИ ВОИНСКИХ ПОДРАЗДЕЛЕНИЙ, ДИСЛОЦИРУЮЩИХСЯ В УДАЛЕННЫХ МЕСТАХ

При дислокации воинских подразделений в местах, удаленных от населенных пунктов, их энергоснабжение, как правило, обеспечивается дизель-генераторными установками. Своевременный и в достаточном количестве подвоз необходимого топлива бывает зачастую сопряжен с большими трудностями и экономическими затратами. Между тем, возможны случаи, когда относительно недалеко от места расположения подразделений производится добыча нефти или газового конденсата. В подобных случаях производство необходимого топлива, может быть организовано на специальных установках (см. рисунок), перерабатывающих углеводородное сырье за счет утилизации теплоты отработавших газов дизеля [1, 2].

Работа установки осуществляется следующим образом. Углеводородное сырье из бака 26 насосом 19, привод которого осуществляется от электродвигателя 18, поступает в полость углеводородного сырья теплообменника 15 для мазута, где происходит подогрев сырья за счет теплообмена с горячим мазутом. Далее углеводородное сырье подается в котел-утилизатор 7. Отработавшие газы дизеля 31 из выпускного патрубка 4 поступают в котел-утилизатор, где передают часть теплоты промежуточному теплоносителю 9 (теплоаккумулирующему материалу фазового перехода с высокой энергоемкостью) и от него углеводородному сырью, температура которого повышается до требуемой величины. Далее отработавшие газы через выхлопную трубу 6 выбрасываются в атмосферу. Из котла-утилизатора нагретое углеводородное сырье подается в испарительную колонну 11. Светлые топливные фракции превращаются в испарительной колонне в пар и поднимаются в ее верхнюю часть, откуда поступают в теплообменник-охладитель 16, обдуваемый воздухом, который нагнетается вентилятором 17, приводимым в движение от электродвигателя 18. В теплообменнике-охладителе происходит конденсация паров светлых топливных фракций (продуктов широкого фракционного состава), пригодных для использования в качестве топлив в дизелях.

После этого жидкие светлые топливные фракции подаются в бак 25 для светлых топливных фракций. Мазут стекает в нижнюю часть испарительной колонны и поступает в мазутную полость теплообменника 15 для мазута, где отдает часть теплоты холодному углеводородному сырью. После этого охлажденный мазут сливается в бак 28 для мазута. Для контроля температуры углеводородного сырья на входе в испарительную колонну, давления паров светлых топливных фракций на выходе из испарительной колонны и давления углеводородного сырья на входе в теплообменник для мазута предусмотрены измеритель 14 температуры и манометры 10. Контроль уровня углеводородного сырья и продуктов его переработки осуществляется с помощью трубок 20. Для наблюдения за агрегатным состоянием светлых топливных фракций, поступающих в бак 25, предусмотрено смотровое окно 21. Поддержание температуры углеводородного сырья на входе в испарительную колонну на требуемом уровне на различных режимах работы дизеля обеспечивается за счет промежуточного теплоносителя 9, стабилизирующего температуру во внутренней полости котла-утилизатора на уровне его фазового перехода из твердого состояния в жидкое или наоборот. Теплоту, необходимую для поддержания теплоаккумулирующего материала на уровне фазового перехода обеспечивают отработавшие газы дизеля, проходящие через рубашку 8, теплоизолированную от окружающей среды теплоизоляционным материалом 5.

Отбор готовых продуктов из баков осуществляется по сливным патрубкам с кранами 27 на баке28 для мазута и 22 на баке 25 для светлых топливных фракций.

При необходимости пополнения запаса топлива в топливном баке 34 дизеля кран 23 переводится в открытое положение, и светлые топливные фракции из бака 25 по трубопроводу 24 перетекают в топливный бак дизеля, что позволяет использовать их в качестве топлива для дизеля.

Не сконденсировавшиеся пары мазута и светлых топливных фракций из воздушных пространств баков 28 для мазута 25 и для светлых топливных фракций по трубопроводу 29 с вентилем 30 поступают во впускной патрубок 2 дизеля, где перемешиваются с чистым воздухом, образую горючую топливовоздушную смесь. Это позволяет использовать пары мазута и светлых топливных фракций в качестве топлива для дизеля.

Регулирование расхода паров мазута и светлых топливных фракций осуществляется вентилем 30.

Кроме того, на рисунке показаны: воздухоочиститель 1 системы питания дизеля, фильтры грубой (33) и тонкой (35) очистки, топливный насос высокого давления 13 с топливоподкачивающим насосом 12, выпускной патрубок 6, а также электрический генератор 32 дизель-генераторной установки.

Подача углеводородного сырья в установку может осуществляться за счет создания избыточного давления в воздушном пространстве бака для углеводородного сырья, для чего может быть использован воздух, нагнетаемый в дизель турбокомпрессором 3. Подводя этот воздух в воздушное пространство бака для углеводородного сырья, можно обеспечить подачу углеводородного сырья в установку без использования насоса 19.

Гидравлические сопротивления, возникающие при прохождении отработавших газов через рубашку котла-утилизатора, способствуют гашению энергии волн газового потока, что снижает уровень шума выхлопа дизеля и позволяет отказаться от использования глушителя шума.

Использование описанной установки позволяет повысить эффективность дизель-электрических агрегатов за счет утилизации теплоты отработавших газов первичного двигателя, обеспечивать их топливом и создавать его запас для обеспечения работы других дизелей при работе в районах, подвоз дизельного топлива в которые затруднен, но есть поблизости углеводородное сырье, например в районах, где ведется добыча нефти или газового конденсата. Кроме того, решается проблема использования не сконденсировавшихся паров светлых топливных фракций и мазута, что повышает степень использования продуктов переработки углеводородного сырья и пожарную безопасность установки.

В результате повышается степень автономности и боеготовность воинских подразделений, дислоцирующихся в удаленных местах.

ЛИТЕРАТУРА

1. Лаврик А.Н., Лазарев Е.А., Лаврик А.А. и др. Силовая установка. Патент на изобретение РФ МКИ 7 F02 G5/02, СЮ G7/00/ - №2001114118/06. Опубл. 10.03.2003. Бюл. №7.

2. Кукис B.C., Лаврик А.Н., Краснов A.M. и др. Силовая установка. Патент на полезную модель РФ МПК 7 F02 G5/02 - №42268. Опубл. 27.09.2005. Бюл. №33.