ESTIMATING THE EFFICIENCY OF SHIP POWER PLANTS COOLING SYSTEMS TAKING INTO ACCOUNT THE ENVIRONMENTAL FACTOR

Currently, the international maritime conventions set more and more stringent requirements for the environmental safety and energy efficiency of ships and their power plants. The cooling system is one of the most important elements of a ship’s power plant. Widespread open-loop dual-circuit cooling systems consume seawater. As a result, plankton and fish fry are destroyed, which leads to a reduction in the fish resources of the seas. An alternative can be closed-loop cooling systems, which completely exclude the intake of outside cooling water and negative environmental impact. Moreover, such systems can have different construction schemes. There is a need for a reasonable choice of one or another system option, taking into account a combination of factors, including environmental. Three options for cooling systems are considered: open-loop two-circuit cooling system; and closed one- and two-circuit cooling systems. In this case, two sub-options for open-loop systems are considered. The first sub-option is the lack of regulation of seawater consumption depending on temperature; the second one is the presence of such regulation by means of bypass (temperature control) or frequency-controlled seawater pump drive. An integral indicator, which includes the cost of the system, the costs of its own energy needs, environmental damage and useful result - the heat transferred by the system, is proposed. It is shown that the open-loop two-circuit cooling system with unregulated seawater consumption, which is characterized the largest number of pumps and consumption of outboard water possesses the worst integral indicator. The closed single-circuit system possesses the best value of the integral indicator, since it excludes the intake of seawater and has the least number of pumps. At the same time, when the vessel is in the sea areas with very low biological productivity, these systems are comparable in terms of efficiency. Regulation of seawater intake by the open system can significantly increase efficiency, which indicates the advisability of using bypass or frequency-controlled pump drive. Moreover, the latter is more preferable in terms of the energy efficiency of the system.

cooling system, power plant, efficiency indicator, environmental factor, variable pump drive

1. Медведев В. В. Обзор и анализ возможностей различных способов повышения энергетической эффективности судов / В. В. Медведев, В. В. Гаврилов, С. Н. Киселев // Морские интеллектуальные технологии. -2018. - № 2-1 (40). - С. 94-103.

2. Международная Конвенция по предотвращению загрязнения с судов (МАРПОЛ-73/78). - Кн. I и II. - СПб.: ЗАО «ЦНИИМФ», 2017. - 824 с.

3. Международная Конвенция по охране человеческой жизни на море 1974 года (МК СОЛАС-74). (Консолидированный текст, измененный Протоколом 1988 года к ней, с поправками). - СПб.: АО «ЦНИИМФ», 2021. - 1184 с.

4. Безюков О. К. Современная концепция регулирования охлаждения судовых дизелей / О. К. Безюков, В. А. Жуков, В. Н. Тимофеев // Вестник государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. -2015. - № 3 (31). - С. 93-103. DOI: 10.21821/2309-5180-2015-7-3-93-103.

5. Zhukov V. Factors Determining Thermohydraulic Efficiency of Liquid Cooling Systems for Internal Combustion Engines / V. Zhukov, V. Erofeev, O. Melnik // Energy Management of Municipal Transportation Facilities and Transport. - Springer, Cham, 2019. - Pp. 463-472. DOI: 10.1007/978-3-030-57450-5_40.

6. Bezyukov O. K. Effectiveness of liquid cooling systems in motors and manufacturing equipment / O. K. Bezyukov, V. A. Zhukov, O. V. Zhukova //Russian Engineering Research. - 2008. - Vol. 28. - Is. 11. - Pp. 1055-1057. DOI: 10.3103/S1068798X08110063.

7. Покусаев М. Н. Определение производительности системы охлаждения судового двигателя в зависимости от температуры забортной воды / М. Н. Покусаев, А. В. Трифонов // 64-я Международная научная конференция Астраханского государственного технического университета, посвященная 90-летнему юбилею со дня образования Астраханского государственного технического университета: сб. тр. конф. - Астрахань: АГТУ, 2020. - С. 217.

8. Федоровский К. Ю. Замкнутые системы охлаждения судовых энергетических установок / К. Ю. Федоровский, Н. К. Федоровская. - М.: ИНФРА-М, 2017. - 163 с.

9. Федоровский К. Ю. Механизм отрицательного антропогенного воздействия систем охлаждения СЭУ / К. Ю. Федоровский, Н. К. Федоровская, В. В. Ениватов // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2020. - Т. 12. - № 6. - С. 1068-1077. DOI: 10.21821/2309-5180-2020-12-6-1068-1077.

10. Федоровская Н. К. Учет экологического фактора при оценке эффективности систем охлаждения судовых энергетических установок / Н. К. Федоровская, К. Ю. Федоровский, В. В. Ениватов // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. - 2020. - № 4 (342). - С. 157-160.

11. Александрова М. А. Общая характеристика экосистемы Баренцева моря. Анализ исследований экосистемы Баренцева моря / М. А. Александрова // Успехи современной науки. - 2016. - Т. 5. - № 11. - С. 170-172.