DE2226490C3

DE2226490C3 - Process for the operational determination of the cooling water flow through the main condenser of a steam-powered ship propulsion system, in particular for the determination of the degree of contamination of the main condenser

Info

Publication number: DE2226490C3
Application number: DE19722226490
Authority: DE
Inventors: Jürgen 2000 Hamburg Kroger
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Filing date: 1972-05-31
Publication date: 1976-04-01

Description

eines Kondensators machen kann, wenn man bei reinem Kondensator die Wärmedurchgangszahl für verschiedene Betriebsverhältnisse ermittelt. Hierzu wird unter anderem die Kühlwassermenge mit Hilfe der auf dem Prüfstand aufgenommenen Q//-Linien und der an Bord meßbaren Drehzahl der Kühlwasserpumpe angenähert bestimmt. Nachteilig ist jedoch, daß die auf dem Prüfstand aufgenommenen QH-Unhn nicht mit den während des Betriebesof a condenser, if the heat transfer coefficient for a pure condenser is determined for various operating conditions. For this purpose, among other things, the amount of cooling water is approximately determined with the help of the Q // lines recorded on the test stand and the speed of the cooling water pump that can be measured on board. However, it is disadvantageous that the QH-Unhn recorded on the test stand do not match the ones during operation

Standes bestimmter Regelkreise erreicht wird. Es können viele Betriebsgrößen innerhalb des Schiffes in einem zentralen Leitstand zusammengeführt undStatus of certain control loops is achieved. There can be many operating sizes within the ship brought together in a central control room and

werte der Antriebsanlage und eventueller anderer Hilfsanlagen von der Brücke aus fernüberwacht und -gesteuert werden. Auch ist es möglich, Störungenvalues of the drive system and any other auxiliary systems are monitored remotely from the bridge and -being controlled. It is also possible to have interference

schmutzungsgrades des Hauptkondensators müssen nicht alle in den Maschinenraum der Antriebsanlage hinein- oder herausgehenden Energieströme durch exakte Messungen möglichst genau und mit mög-S liehst kleinen Fehlern gemessen werden. Die Werte der kleinen mit entsprechend kleinen Fehlern behafteten Energieströme können geschätzt bzw. vernachlässigt werden. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß die Meßergebnisse weder durch Abnut-The degree of contamination of the main condenser does not all have to be in the engine room of the drive system Incoming or outgoing energy flows through exact measurements as precisely as possible and with poss-S allows small errors to be measured. The values of the small ones were afflicted with correspondingly small errors Energy flows can be estimated or neglected. Another benefit is in it too see that the measurement results are neither due to wear

ermittelten Linien übereinstimmen, da Seewasser- 10 zung an irgendwelchen Meßgebern oder Maschinenpumpen der Abnutzung infolge von Korrosion bzw. teilen verfälscht werden, noch an bestimmte Betriebs-Kavitation unterliegen. Die Wärmedurchgangszahl zustände gebunden sind. Nachdem das Programm kann somit nach längerer Betriebszeit nicht unter für die Datenverarbeitungsanlage einmal hergestellt den gleichen Betriebsverhältnissen ermittelt werden. worden ist, ist eine schnelle, sichere und selbsttätige Aus der Zeitschrift »Hansa«, 1970, S. 1151, ist es 15 Bestimmung der gewünschten Daten jederzeit mögaligemein bekannt, Datenverarbeitungsanlagen auf lieh.determined lines match, since seawater 10 is fed to some sensors or machine pumps the wear and tear due to corrosion or parts are falsified, nor to certain operational cavitation subject. The heat transfer coefficient states are bound. After the program can thus not be established once for the data processing system after a long period of operation the same operating conditions can be determined. is fast, safe and automatic From the journal "Hansa", 1970, p. 1151, it is possible to determine the desired data at any time known to borrow data processing equipment.

Schiffen zur Erfassung und Verarbeitung von im An Hand der Zeichnung soll das erfindungs-Ships for the acquisition and processing of in On the basis of the drawing, the invention

Schiffsbetrieb anfallenden Daten zu verwenden. Die gemäße Verfahren näher erläutert werden. Mit 1 ist Daten werden nach ihrer Verarbeitung den zustän- der Rumpf eines Schiffes bezeichnet, das einen digen Stelleinrichtungen zugeleitet, wodurch eine 20 Schornstein 2, eine Antrieoswelle 3 und einen Maselbsttätige Optimierung des jeweiligen Betriebszu- schinenraum 4 aufweist. In dem Maschinenraum 4 ~ ist der Hauptkondensator 5 einer dampfgetriebenenTo use the data arising from ship operation. The appropriate procedure will be explained in more detail. With 1 is After processing, data are designated the responsible hull of a ship, the one Digen control devices supplied, whereby a 20 chimney 2, a drive shaft 3 and a Maselbsttätige Has optimization of the respective operating locker room 4. In the engine room 4 ~ is the main capacitor 5 of a steam powered

Antriebsanlage angeordnet. Die in den Maschinenraum hinein- bzw. herausgehenden EnergieströmeDrive system arranged. The energy flows in and out of the engine room

somit von einer einzigen Person überwacht werden. 25 sind durch Pfeile gekennzeichnet. Es treten die fol-In Zeiten wachfreien Betriebes können die Betriebs- genden Energieströme auf:thus can be monitored by a single person. 25 are indicated by arrows. There are the fol-in During times of unattended operation, the operating energy flows can be:

Energiestrom des Brennstoffs (/'Brennstoff)! ^me~ chanischer Energiestrom durch die Antriebswelle _ . „ (f,m.dmnisci,)> elektrischer Energiestrom (P_q],um^), Energy flow of the fuel (/ 'fuel)! ^me ~ ical energy flow through the drive shaft _. "(F, m.dmnisci,)> electrical energy flow (P _q] , um ^),

automatisch zu erfassen, womit das Maschinentagc- 30 Abgasenergiestrom (^Angas)! Dampfenergiestrom buch ersetzt wird. (/³DaInPt). Verlustenergiestrom (P_Vnriust) infolge derto automatically record what the machine tagc- 30 exhaust gas energy flow (^ Angas)! Steam energy flow book is replaced. (/ ³ DaInPt). _{Loss energy} flow (P Vnr iust) due to the

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde,
ein Verfahren zur betriebsmäßigen Bestimmung des
Kühlwasserstromes durch den Hauptkondensator
einer dampfgetriebenen Schiffsantriebsanlage, insbe- 35
sondere zur Ermittlung des Verschmutzungsgrades
des Hauptkondensators, zu schaffen, bei dem die im
Schiffsbetrieb anfallenden Daten mit einer Datenverarbeitungsanlage ohne die unzweckmäßige direkte ... _o-The invention is based on the object
a procedure for the operational determination of the
Cooling water flow through the main condenser
a steam-powered ship propulsion system, especially 35
especially for determining the degree of soiling
of the main capacitor, in which the im
Ship operation with a data processing system without the inexpedient direct ... _o -

Messung des Kühlwasserstromes durch den Konden- 40 anlage werden zunächst die genannten Energieströme sator erfaßt und verarbeitet werden. ermittelt. Dann wird eine Energiebilanz aufgestellt,Measurement of the cooling water flow through the condenser system is first of all the energy flows mentioned can be recorded and processed. determined. Then an energy balance is drawn up,

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß mit der Datenverarbeitungsanlage der Energiestrom durch den Hauptkondensator über eine Energiebilanz der Energieströme, die in den Maschinenraum der Schiffsantriebsanlage hinein- und herausgehen, ermittelt wird und daß von ihr die Temperaturen des ein- und austretenden KühlwassersThe object is achieved according to the invention in that with the data processing system Energy flow through the main capacitor via an energy balance of the energy flows flowing into the Engine room of the ship propulsion system go in and out, is determined and that of her the Temperatures of the cooling water entering and leaving

des Hauptkondensators erfaßt und mit dem Energie- , of the main capacitor and with the energy,

strom durch den Hauptkondensator zur Berechnung 50 und aus dem Hauptkondensator 5 austretenden Kühldes Kühlwasserstromes verwandt werden. wassers gemessen. Aus der Differenz der gemessenencurrent through the main condenser for the calculation 50 and from the main condenser 5 exiting cooling Cooling water flow are used. measured water. From the difference between the measured

In einer Ausgestaltung der Erfindung wird vor- Temperaturwerte und dem vom Haup'kondensator 5 geschlagen, daß mit dem Kühlwasserstrom und den in das Kühlwasser überführten Energiestrom wird Drücken des ein- und austretenden Kühlwassers des der Kühlwasserstrom des Hauptkondensators 5 be-Hauptkondcnsators der Verschmutzungsgrad des 55 rechnet. Für eine Bestimmung des Verschmutzungs-Hauptkondensators ermittelt wird. grades aus dem berechneten Kühlwasserstrom mußIn one embodiment of the invention, the temperature values and that of the main condenser 5 beaten that with the cooling water flow and the energy flow transferred into the cooling water Pressing the incoming and outgoing cooling water of the cooling water flow of the main condenser 5 be-Hauptkondcnsators the degree of pollution of the 55 is calculated. For a determination of the main pollution capacitor is determined. degree from the calculated cooling water flow

Weiterhin ist vorgesehen, daß die Temperaturen die Druckdifferenz des in den Kondensator ein- bzw. die Drücke des ein- und austretenden Kühl- tretenden und aus dem Kondensator austretenden wassers des Hauptkondensators durch eine an sich Mühlwasscrstromes gemessen und mit der Strömungsbekannte Differenzschaltung zweier Thermofühler 60 Widerstandskennlinie des sauberen Kondensators bzw. durch eine an sich bekannte Differenzdruck- verglichen werden.It is also provided that the temperatures correspond to the pressure difference of the or the pressures of the entering and exiting refrigeration and exiting the condenser water of the main condenser measured by a mill water flow and known with the flow Differential circuit of two thermal sensors 60 resistance characteristic of the clean capacitor or can be compared by a known differential pressure.

messung mit einem Umformer ermittelt werden. Die für die Aufstellung der Energiebilanz notwen-measurement can be determined with a converter. The necessary for the preparation of the energy balance

Ein Vorteil des crfir.dungsgemäßen Verfahrens digen Energieströme können durch Messung und liegt darin, daß keine teuren Meßgeber beschafft Rechnung ermittelt werden. So sind z. B. zur Bewerden müssen. Vielmehr können bereits vornan- 65 Stimmung der durch die Schiffsschraube abgegebedenc Meßstellen für das Aufstellen der Energiebilanz nen mechanischen Energie Messungen des Drehverwendet werden. Zur Bestimmung des Kühlwasser- momentes und der Drehzahl der Antriebswelle notstromes durch den Hauptkondensator bzw. des Ver- wendig. Der Energiestrom des Brennstoffes kann ausOne advantage of the method according to the invention is that energy flows can be achieved by measuring and lies in the fact that no expensive transducers are procured invoice are determined. So are z. B. for evaluation have to. Rather, it is possible to set the mood by the ship's propeller Measuring points are used for establishing the energy balance, mechanical energy measurements of the rotation will. For determining the cooling water torque and the speed of the drive shaft emergency power through the main capacitor or the usable. The energy flow of the fuel can be from

Wärmeleitung durch die Schiffswände und Energiestrom (Ρΐ.,,η), der infolge der Maschinenraumlüftung austritt.Heat conduction through the ship's walls and energy flow (Ρΐ. ,, η) as a result of the engine room ventilation exit.

Zur Bestimmung des Kühlwasserstromes bzw. des Verschmutzungsgrades des Hauptkondensators 5 einer dampfgetriebenen Schiffsantriebsanlage durch Erfassung und Verarbeitung der im Schiffsbetrieb anfallenden Daten mit einer Datenverarbeitungs-To determine the cooling water flow or the degree of contamination of the main condenser 5 a steam-powered ship propulsion system by recording and processing the data in ship operation accruing data with a data processing

aus der der Energiestrom durch den Hauptkondensator nach der Formelfrom which the energy flow through the main capacitor according to the formula

^Brennstoff L' mechanisch ' "elektrisch ' °Ali(taR ~^~ 'Dampf ~<~ 'Verlust "·" Μ,ιιίϋ^ Fuel L 'mechanical'"electrical'° Ali (taR ~ ^ ~ ' steam ~ <~ 'loss" · "Μ, ιιίϋ

berechnet wird. Anschließend werden die Temperaturen des in den Hauptkondensator 5 eintretendenis calculated. Subsequently, the temperatures of the entering the main capacitor 5 are

seinem Heizwert, seiner Durchflußmenge und seiner Temperatur ermittelt werden.its calorific value, its flow rate and its temperature can be determined.

Um möglichst genaue TemperaturmeUwerte zu erhalten, ist es zweckmäßig, die Temperaluren des in den Kondensator eintretenden und aus dem Kondensator austretenden Kühlwasserstromes durch eine Diffcrenzschaltung zweier Thermofühler zu ermitteln. Für die Druckdifferenzmessung ist es hingegen vorteilhafter, nur einen Umformer zu verwenden, dem als Referenz der abzuziehende Druck zugeführt wird, das ist in diesem Fall der Druck des aus dem Kondensator austretenden Kühlwasserstromes.In order to obtain the most accurate temperature values possible, it is advisable to use the temperatures of the in the condenser entering and exiting the condenser cooling water flow through a To determine the differential circuit of two thermal sensors. For the pressure difference measurement, however, it is It is more advantageous to use only one converter to which the pressure to be deducted is supplied as a reference in this case is the pressure of the cooling water flow emerging from the condenser.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

1 2 for which the maximum permissible degree of soiling will be sufficient to determine beforehand as precisely as possible.

1. Procedure for operational determination Every clean condenser has on its cooling des Cooling water flow through the main condenser 5 water side a certain flow resistance, Sator of a steam-powered ship propulsion system as a function of the pressure difference of the entering system, in particular to determine the incoming and outgoing cooling water flow from the degree of cooling contamination of the main condenser, is given by water flow. Makes a pollution Acquisition and processing of the ship operation as an increase in the pressure difference for all values Accruing data with a data processing io of the cooling water flow compared to the flow system, characterized in that the resistance characteristic of the clean capacitor bemit the data processing system of the energy noticeable. To determine the degree of soiling current through the main condenser (S) via a must therefore the pressure difference and the cooling water energy balance the energy disturbances that are determined in the mastrom.

the ship's propulsion system (4) to determine the flow rate of a river and go out, is determined and that from her sigkeit a flow meter is known, its the temperatures of the incoming and outgoing mode of action on the law of electromagnetic cooling water of the main capacitor (5) detected see induction based. The flow meter has a and isolated with the flow of energy through the main one surrounded by a magnetic field condenser (5) for calculating the cooling water 20 tubes through which a liquid flows. On stromes are used. each side of the tube are electrodes for recording

2. The method according to claim 1, thereby applied by induced voltages. The element indicates that the flow of cooling water and electrodes are connected via electrical lines to a measuring device for the pressures of the entering and exiting cooling. When a liquid conductor with water from the main condenser (5) at a speed »V« is averaged through the flow pipe with an even degree of dirt in the main condenser (5), the magnetic field »ß«. If diameter "D" flows, it will be on the electrodes

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that a voltage E = KBD-V is generated, characterized in that the temperatures of the "/ £" denotes a constant device factor.

and exiting cooling water of the main condenser. It is also a turbine-based arbeisators (5) known from a differential volume measuring device known as a volume control two thermal sensors can be determined. and flow meters in the oil industry and in

4. The method according to claim 2, characterized in that chemical industry is used. Turbo marks, that the pressures of the meter in and out provide a linear measured value for flow emerging cooling water of the main condenser 35 and amount. The crowd is directly called digital (5) output by a known differential pressure reading, which causes the turbo meter measurement can be determined with a converter. especially for use in regulation and control of processes. The principle of this turbo counter is that the turbo counter

40 flowing liquid causes the impeller to rotate evenly. The speed of rotation of the impeller is the flow rate pro-The invention relates to a method for proportional. Operationally outside the turbo meter housing Determination of the cooling water flow is a permanent magnet, which is driven by an Indurch The main capacitor is surrounded by a steam transmission 45 induction coil. With movement of running Ship propulsion system, in particular for the determination wheel, is carried out with every blade passage Development of the degree of pollution of the main condenser- the magnetic field creates a voltage in the coil indusators by capturing and processing the im graces. Through a downstream transistor ship operation Accruing data with a data strength are derived from the induced alternating voltage Processing plant. 50 square-wave pulses with one of the flow regardless of how in all drive units, occur even when the amplitude is pending. The number of wähdampf-driven Ship propulsion systems after a few rend of a measurement generated pulses corresponds to the Operating time signs of wear and tear, which have an enforced amount, the frequency of the respective Wear or contamination of the moving Ma flow rate.

machine parts and d ^ with a reduction in the efficiency of the system. Also, because of the limited space available in the main condenser cooled with seawater, a machine room is not suitable for determining the level of contamination that occurs over time, which reduces the cooling water flow and thus the contamination's efficiency. The main condenser of the main condenser of a steam gearbox of a ship propulsion system must be cleaned. The purchases are also made when its degree of soiling has reached a limit value determined for such measuring devices with pipe penetrations. However, the reamers of z. B. 700 mm very high,
Maintenance work was not carried out during the voyage

because the machinery is shut down for this purpose system is required. Since the cleaning work is shown 65 ship steam system, from which all energies are several Days, must be evident for these flows and their percentages allow sufficient time during the lay-in. On page 495 of this book it is described that will. For this purpose, it is advisable to check the point in time to get an idea of the degree of purity of the pipes