ANALYSIS OF THE CONTROL SYSTEM EFFICIENCY OF THE SHIP INTEGRATED ELECTRICITY INSTALLING TURBO WITH THE INFLUENCE OF EXTERNAL FACTORS
DOI:
https://doi.org/10.32782/KNTU2618-0340/2020.3.2-1.5Keywords:
turbocharger system; additional supercharging circuit; simulation modeling; control system; marine power plantAbstract
The influence of external factors on the efficiency of the control system of a marine complex electric power turbocharger plant using exhaust gas energy directly to drive a gas turbine with the subsequent transfer of energy to the drive of the supercharger or to the drive of the generator is considered. The analysis of the efficiency of turbocharger systems in different climatic conditions is carried out. A model of a combined turbocharger unit has been obtained, which allows modeling processes in the system in any transient modes and analyzing the effectiveness of control systems built according to different principles. Based on the analysis of the processes occurring in the turbocharger system in transient operating modes, it is possible to evaluate the effectiveness of certain regulators in changing climatic conditions. Regression models were used to simulate the dependence of the change in the power of marine diesel installations on temperature and humidity and the dependence of the specific fuel consumption on the temperature of the outside air at the inlet of a low-speed diesel engine and engine power. Simulation experiments were carried out using computer modeling of a diesel engine with a basic version of a conventional turbocharger and with the proposed hybrid, with a short-term load surge of 20% at various values of humidity and ambient temperature. As can be seen from the results, higher temperature and humidity deteriorate the efficiency of the diesel engine and lead to increased fuel consumption, and the use of additional boost reduces the transient times and, therefore, reduces fuel losses in such cases. A further increase in the efficiency of the pumping system is possible by changing the control parameters of the additional pumping control loop, that is, the introduction of an adaptive control system for an integrated electric power turbocharger unit.
References
Седаков Л. П., Баракан Г. Х., Калинина Л. И. Резервы повышения экономичности современных судовых дизельных энергетических установок. Судостроение. 1987. № 11. С. 20−25.
Рябенький М. В., Короленко О. В., Вороненко С. В., Короленко Є. О. Головний двигун та суднова генераторна система в когенераційній установці судна. Електротехнічні та комп’ютерні мережі. 2017. №26(102). С.9-16.
Вороненко С. В., Субботін О. В., Лебеденко Ю. О., Рудакова Г. В. Моделювання суднової комплексної електроенергетичної турбокомпресорної установки в перехідних режимах. Прикладні питання математичного моделювання. 2019. Т. 2. № 2. С. 13−22. DOI: 10.32782/2618-0340/2019.2-2.1.
Вороненко С. В., Іщенко І. М., Рудакова Г. В., Лебеденко Ю. А. Математична модель суднової комплексної електроенергетичної турбокомпресорної установки. Вісник Херсонського національного технічного університету. 2019. № 2 (69). Частина 2. С. 31−38.
Shiraishi K., Ono Y., Sugishita K. Development of Large Marine Hybrid Turbocharger for Generating Electric Power with Exhaust Gas from the Main Engine. Mitsubishi Heavy Industries Technical Review. 2010. Vol. 47. № 3. P. 53−58.
Дьяконов В. П. MATLAB 6.5 SP1/7 + Simulink 5/6 в математике и моделировании. Серия «Библиотека профессионала». М.: СОЛОН-Пресс, 2005. 576 с.
Суворов П. С. Динамика дизеля в судовом пропульсивном комплексе. Одесса: ОНМА, 2004. 304 с.
ISO 3046-1:2002. Reciprocating internal combustion engines. Performance. Part 1: Declarations of power, fuel and lubricating oil consumptions, and test methods. Additional requirements for engines for general useю. URL: http://docs.cntd.ru/document/1200043283.
Худяков И. В., Рудакова А. В., Клевцов Н. К. Моделирование влияния внешних условий при анализе динамики судна в ходовых режимах. Вісник Херсонського національного технічного університету. 2017. №3 (62). Т. 2. С. 229−233.
Соболенко А. Н., Симашов Р. Р., Глазюк Д. К, Маницын В. В. Определение расхода топлива и моторного масла судовыми дизелями с учетом изменения внешних условий эксплуатации. Вестник АГТУ. Сер.: Морская техника и технология. 2017. № 3. С. 62−73.
Influence of Ambient Temperature Conditions. Main engine operation of MAN B&W two-stroke engines / MAN Diesel & Turbo. – Copenhagen, Denmark:MAN Diesel. 2010. 17 р. URL: http://www.mandieselturbo.com.MAN B&W ME/ME-C/ME-GI/MEB-TII engines / Copenhagen, Denmark: MAN.
Киричков В. Н. Автоматика и управление в технических системах. В 11-ти кн. Кн. 2. Идентификация объектов систем управления технологическими процессами. Под ред. А.А. Краснопрошиной. Київ: Вища шк. 1990. 263 с.
Марков В. А., Поздняков Е. Ф., Фурман В. В., Плахов С. В. Моделирование системы автоматического регулирования частоты вращения дизельного двигателя. Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2019. № 7. С. 35–46. DOI: 10.18698/0536-1044-2019-7-35-46.
