1

5.2 Turbinski pogon brodova5.2 Turbinski pogon brodovaPored dizelPored dizel--motora kao pogonske mamotora kao pogonske maššine na brodovima se ine na brodovima se koriste, gasne i parne turbine.koriste, gasne i parne turbine.

2

5.2.1 Gasne turbine5.2.1 Gasne turbineGasne turbine pokreGasne turbine pokrećću oko 5% do 15% svjetske trgovau oko 5% do 15% svjetske trgovaččke flote.ke flote.

Njihove glavne prednosti u odnosu na druge propulzivne maNjihove glavne prednosti u odnosu na druge propulzivne maššine ine su: veliki odnos proizvedene snage u odnosu na jedinicu tesu: veliki odnos proizvedene snage u odnosu na jedinicu težžine, ine, mali stepen vibracija i mogumali stepen vibracija i moguććnost postizanja velikih snaga. nost postizanja velikih snaga.

3

Zbog ovih razloga gasne turbine se primjenjuju za pogon:Zbog ovih razloga gasne turbine se primjenjuju za pogon:

--

Super brzih ferry brodova gdje prostor i teSuper brzih ferry brodova gdje prostor i težžina igraju veliku ina igraju veliku ulogu, i ulogu, i

--

Velikim brodovima kod kojih dizel motori ne mogu postiVelikim brodovima kod kojih dizel motori ne mogu postićći i zahtijevane snage. zahtijevane snage.

Osnovni nedostatci gasnih turbina su:Osnovni nedostatci gasnih turbina su:

-- relativno mali stepen korisnosti u odnosu na dizel motore, relativno mali stepen korisnosti u odnosu na dizel motore,

-- velika osjetljivost na kvalitet odrvelika osjetljivost na kvalitet održžavanja i avanja i

-- bubuččnost u radu. nost u radu.

4

Glavni dijelovi gasne turbineGlavni dijelovi gasne turbineOsovinaOsovina

koja se oslanja na lekoja se oslanja na ležžajeve turbine i na kojoj su ajeve turbine i na kojoj su

postavljeni centrifugalni kompresor koji sabija vazduh i turbinspostavljeni centrifugalni kompresor koji sabija vazduh i turbinsko ko kolo. kolo.

5

KuKuććiišštete

turbine u kome su smjeturbine u kome su smješšteni svi uređaji turbine koje se teni svi uređaji turbine koje se preko postolja upreko postolja uččvvššććuje za trup broda. uje za trup broda.

6

--

opremaoprema

za dovod i pripremu goriva, za dovod i pripremu goriva,

-- sigunosna i kontrolna sigunosna i kontrolna armaturaarmatura. .

Radi boljeg iskoriRadi boljeg iskoriššććenja energije vrelih gasova, tuenja energije vrelih gasova, turbine se rbine se izrađuju kao viizrađuju kao višše stepene. e stepene.

7

Princip rada gasne turbinePrincip rada gasne turbineGasna turbina radi na principu iskoriGasna turbina radi na principu iskoriššććavanja energije vrelih gasova avanja energije vrelih gasova koji nastaju sagorijevanjem goriva, energija gasova pretvara se koji nastaju sagorijevanjem goriva, energija gasova pretvara se u u obrtni moment koji sluobrtni moment koji služži za okretanje propelerske osovine.i za okretanje propelerske osovine.

Centrifugalni kornpresor usisava vazduh i sabija ga kroz difuzorCentrifugalni kornpresor usisava vazduh i sabija ga kroz difuzor

gdje mu se gdje mu se povepoveććava brzina proticanja. Na kraju difuzora postavljeni su gorionciava brzina proticanja. Na kraju difuzora postavljeni su gorionci

u koje se u koje se dovodi gorivo, koje se na podovodi gorivo, koje se na poččetku rada turbine upali. etku rada turbine upali.

Gorivo sagorijeva u struji vazduha i stvara veliku koliGorivo sagorijeva u struji vazduha i stvara veliku količčinu gasova. U trenutku inu gasova. U trenutku sagorjevanja goriva dolazi do ekspanzije gasova i povesagorjevanja goriva dolazi do ekspanzije gasova i poveććanja pritiska. Gasovi anja pritiska. Gasovi pod pritiskom protipod pritiskom protičču kroz turbinsko kolo gdje lopaticama turbine predaju svoju u kroz turbinsko kolo gdje lopaticama turbine predaju svoju kinetikinetiččku energiju, pri ku energiju, pri ččemu na osovini turbine nastaje obrtni moment, koji se emu na osovini turbine nastaje obrtni moment, koji se dalje preko reduktora prenosi na propelersku osovinu. dalje preko reduktora prenosi na propelersku osovinu.

8

Na brodovima se susreNa brodovima se susrećću gasnou gasno--turbinska postrojenja sa jednom turbinska postrojenja sa jednom osovinom i turbinska postrojenja sa dvije osovine. osovinom i turbinska postrojenja sa dvije osovine.

--Turbinsko postrojenje sa jednom osovinom, prikazano na slici 1, Turbinsko postrojenje sa jednom osovinom, prikazano na slici 1, primjenjuje se uglavnom za pogon generatora, za pogon manjih primjenjuje se uglavnom za pogon generatora, za pogon manjih brodova i tamo gdje se turbinsko postrojenje kombinuje sa drugimbrodova i tamo gdje se turbinsko postrojenje kombinuje sa drugim

vrstama pogona. vrstama pogona.

--

Turbinska postrojenja sa dvije osovine Turbinska postrojenja sa dvije osovine ččija je ija je ššema prikazana na ema prikazana na sledesledeććoj slici se koriste na veoj slici se koriste na veććim brodovima. im brodovima.

9

5.2.2 Parne turbine5.2.2 Parne turbineParne turbine se uglavnom Parne turbine se uglavnom primjenjuju na veprimjenjuju na veććim brodovima, im brodovima, najnajččeeššćće tankerima kojima je za e tankerima kojima je za postizanje odgovarajupostizanje odgovarajuććih brzina ih brzina potrebna velika snaga koju dizel potrebna velika snaga koju dizel motori ne mogu da daju. motori ne mogu da daju.

5.2.2 Parne turbine5.2.2 Parne turbine5.2.2 Parne turbine5.2.2 Parne turbine

10

Glavne prednostiGlavne prednosti

parnih turbina u odnosu na ostale vrste parnih turbina u odnosu na ostale vrste pogona su: mogupogona su: moguććnost postizanja velikih snaga, relativno nost postizanja velikih snaga, relativno velika proizvedena snaga po jedinici tevelika proizvedena snaga po jedinici težžine postrojenja i ine postrojenja i mogumoguććnost korinost korišštenja raznih vrsta kako tetenja raznih vrsta kako teččnih tako i nih tako i ččvrstih vrstih goriva. goriva.

Glavni nedostaci suGlavni nedostaci su: mali stepen korisnosti u odnosu na dizel : mali stepen korisnosti u odnosu na dizel motore i komplikovano postrojenje.motore i komplikovano postrojenje.

11

Teorijski, Teorijski, princip radaprincip rada

parne turbine se ne razlikuje mnogo od parne turbine se ne razlikuje mnogo od principa rada gasnih turbina. principa rada gasnih turbina. Kod parnih turbina, vodena para proizvedena u kotlovima prolazi Kod parnih turbina, vodena para proizvedena u kotlovima prolazi kroz turbinu i svoju kinetikroz turbinu i svoju kinetiččku energiju predaje lopaticama parne ku energiju predaje lopaticama parne turbine. Tako se stvara obrtni moment na osovini turbine, koji sturbine. Tako se stvara obrtni moment na osovini turbine, koji se e preko reduktora prenosi na propelersku osovinu. preko reduktora prenosi na propelersku osovinu. Radi boljeg iskoriRadi boljeg iskoriššććenja energije pare, parne turbine se grade u enja energije pare, parne turbine se grade u nekoliko stepeni. nekoliko stepeni.

12

Parne turbine su toplotne maParne turbine su toplotne maššine koji energiju vodene pare ine koji energiju vodene pare pretvaraju u mehanipretvaraju u mehaniččku rad. Energija vodene pare (visoke ku rad. Energija vodene pare (visoke temperature i pritiska), ekspanzijom u sapnicama ili privodnim temperature i pritiska), ekspanzijom u sapnicama ili privodnim lopaticama turbine pretvara se u kinetilopaticama turbine pretvara se u kinetiččku energiju. Kinetiku energiju. Kinetiččka ka energija na lopaticama rotora pretvara se u mehanienergija na lopaticama rotora pretvara se u mehaniččki rad tj. stvara ki rad tj. stvara se obrtni momenat na osovini koji neposredno dovodi do se obrtni momenat na osovini koji neposredno dovodi do okretanja osovine. okretanja osovine. Pojednostavnjena Pojednostavnjena ššema parnog turbinskog postrojenja na ema parnog turbinskog postrojenja na savremenom tankeru od 80000 BRT prikazana je na slici. savremenom tankeru od 80000 BRT prikazana je na slici.

13

Osnovni djelovi parne turbine suOsnovni djelovi parne turbine su: temeljna plo: temeljna pločča na kojoj se a na kojoj se turbina postavlja, kuturbina postavlja, kuććiiššte u kojoj je smjete u kojoj je smješšteno lopatiteno lopatiččno kolo, no kolo, mlaznice (sapnice) koje usmjeravaju paru na lopatimlaznice (sapnice) koje usmjeravaju paru na lopatiččno kolo no kolo pretvarajupretvarajućći pritisak u brzinu, odnosno toplotnu energiju u i pritisak u brzinu, odnosno toplotnu energiju u kinetikinetiččku energiju, lopatiku energiju, lopatiččno kolo, leno kolo, ležžajevi itd. ajevi itd.

14

Pojednostavnjena Pojednostavnjena ššema parnog turbinskog postrojenja na ema parnog turbinskog postrojenja na savremenom tankeru od 80000 BRT prikazana je na slici. savremenom tankeru od 80000 BRT prikazana je na slici.

11--

kotao, kotao, 22--

turbina visokog pritiska, turbina visokog pritiska,

33--

turbina niskog pritiska, turbina niskog pritiska, 44--

turbina za voturbina za vožžnju krmom, nju krmom,

55--

glavni kondenzator, glavni kondenzator, 6 i 76 i 7--

grijagrijačči kondenzata, i kondenzata,

88--

napojna pumpa, napojna pumpa, 99--

otplinjaotplinjačč, ,

1010--

turbogenerator, turbogenerator, 1111--

pomopomoććni kondenzator, ni kondenzator,

1212--

pumpe za krcanje tereta, pumpe za krcanje tereta, 1313--

atmosferski kondenzator, atmosferski kondenzator,

1414--

pretvarapretvaračč

pare pare

15

Pojednostavnjena Pojednostavnjena ššema parnog turbinskog postrojenja na ema parnog turbinskog postrojenja na savremenom tankeru od 80000 BRT prikazana je na slici. savremenom tankeru od 80000 BRT prikazana je na slici.

11--

kotao, kotao, 22--

turbina visokog pritiska, turbina visokog pritiska,

33--

turbina niskog pritiska, turbina niskog pritiska, 44--

turbina za voturbina za vožžnju krmom, nju krmom,

55--

glavni kondenzator, glavni kondenzator, 6 i 76 i 7--

grijagrijačči kondenzata, i kondenzata,

88--

napojna pumpa, napojna pumpa, 99--

otplinjaotplinjačč, ,

1010--

turbogenerator, turbogenerator, 1111--

pomopomoććni kondenzator, ni kondenzator,

1212--

pumpe za krcanje tereta, pumpe za krcanje tereta, 1313--

atmosferski kondenzator, atmosferski kondenzator,

1414--

pretvarapretvaračč

pare pare

16

Pojednostavnjena Pojednostavnjena ššema parnog turbinskog postrojenja na ema parnog turbinskog postrojenja na savremenom tankeru od 80000 BRT prikazana je na slici. savremenom tankeru od 80000 BRT prikazana je na slici.

17

Sklop parnoSklop parno--turbinske propulzione maturbinske propulzione maššine ine

18

5.2.3 Parni kotlovi5.2.3 Parni kotloviZa pokretanje pamih turbina koristi se para koja se na Za pokretanje pamih turbina koristi se para koja se na brodovima proizvodi u pamim kotlovima. brodovima proizvodi u pamim kotlovima.

Glavni kotlovi na brodovima Glavni kotlovi na brodovima ččine sastavni dio pamog ine sastavni dio pamog postrojenja kapacitet i radne karakteristike su im projektovane postrojenja kapacitet i radne karakteristike su im projektovane u u skladu sa zahtjevima parne turbine. skladu sa zahtjevima parne turbine.

Brodski kotaoBrodski kotao

19

5.2.3 Dizel5.2.3 Dizel--elektrielektriččna propulzijana propulzijaNa brodovima se sve viNa brodovima se sve višše susree susrećće i dizele i dizel--elektrielektriććna propulzija. na propulzija.

Kod dizelKod dizel--elektrielektriččne propulzije dizel motori se koriste za ne propulzije dizel motori se koriste za pokretanje generatora koji proizvodi struju. Struja se zatim pokretanje generatora koji proizvodi struju. Struja se zatim prenosi ka elektromotorima koji pogone propelerprenosi ka elektromotorima koji pogone propeler

ŠŠema dizel elektriema dizel električčne propulzijene propulzije

20

Prednosti dizelPrednosti dizel--elektrielektriččne propulzije u odosu na klasine propulzije u odosu na klasiččnunu: : --

dizel motori sa elektridizel motori sa električčnim generatorima mogu se razmestiti u nim generatorima mogu se razmestiti u

brodu u vibrodu u višše manjih pogonskih jedinica koje proizvode velike e manjih pogonskih jedinica koje proizvode velike snage, snage, --

brod nema dugih osovinskih vodova, brod nema dugih osovinskih vodova,

--

proizvedena elektriproizvedena električčna energija prenosi se kablovima do na energija prenosi se kablovima do elektromotora koji su smjeelektromotora koji su smješšteni u neposrednoj blizini propelera, teni u neposrednoj blizini propelera, --

mogumogućće je vre je vrššiti nezavisno optimalizaciju rada motora i iti nezavisno optimalizaciju rada motora i

optimalizaciju rada propelera,optimalizaciju rada propelera,

21

Konstrukcijski propeler i pogonski elektro motor mogu biti fiksnKonstrukcijski propeler i pogonski elektro motor mogu biti fiksni, i, u tom sluu tom sluččaju brod mora imati kormilo. aju brod mora imati kormilo.

Ako se propeler i pogonski elektro motor moAko se propeler i pogonski elektro motor možže okretati oko svoje e okretati oko svoje ose kao azimutna jedinica u tom sluose kao azimutna jedinica u tom sluččaju nema potrebe za aju nema potrebe za kormilom, a brod dobija i izuzetne manevarske osobine. kormilom, a brod dobija i izuzetne manevarske osobine.

Ovi motori su naOvi motori su naššli svoju primjenu prvenstveno na brodovima za li svoju primjenu prvenstveno na brodovima za krstarenje i zbog krstarenje i zbog ččinjenice da stvaraju mnogo manje vibracija i injenice da stvaraju mnogo manje vibracija i buke nego buke nego ššto je to sluto je to sluččaj sa klasiaj sa klasiččnom propulzijom. nom propulzijom.

22

Nedostaci dizelNedostaci dizel--elektrielektriččne propulzijene propulzije

leležže u e u ččinjenici da se ukupni injenici da se ukupni stepen korisnosti smanjuje zbog dvostruke transformacije stepen korisnosti smanjuje zbog dvostruke transformacije mehanimehaniččke energije (jednom u elektrike energije (jednom u električčnu, a zatim opet u nu, a zatim opet u mehanimehaniččku).ku).

Ovi gubici se djelimiOvi gubici se djelimiččno kompenzuju nepostojanjem gubitaka u no kompenzuju nepostojanjem gubitaka u osovinskom vodu, poveosovinskom vodu, poveććanjem stepena korisnosti samog dizel anjem stepena korisnosti samog dizel motora i propelera, kao i jednostavnijim prenosom energije, kao motora i propelera, kao i jednostavnijim prenosom energije, kao i i smanjenjem trosmanjenjem trošškova odrkova održžavanja u odnosu na klasiavanja u odnosu na klasiččnu propulziju. nu propulziju.

23

Na slikama su prikazani azipodni propeleri na jednom brodu za Na slikama su prikazani azipodni propeleri na jednom brodu za krstarenje i blok krstarenje i blok ššema rada dizel elektriema rada dizel električčne propulzije. ne propulzije.

Izvor snage su dva srednjohodna motora ukupne snage od 47520 Izvor snage su dva srednjohodna motora ukupne snage od 47520 kW, koji pokrekW, koji pokrećću dva generatora naizmjeniu dva generatora naizmjeniččne struje svaki od ne struje svaki od 11000 kVA. Generatori daju struju 6.6 kV i 60 Hz, koja preko 11000 kVA. Generatori daju struju 6.6 kV i 60 Hz, koja preko ciklokonvertora pokreciklokonvertora pokrećće dva sinhrona elektromotora svaki od po e dva sinhrona elektromotora svaki od po 14 MW. Snaga sa elektromotora prenosi se na propeler. Elektro 14 MW. Snaga sa elektromotora prenosi se na propeler. Elektro motor i propelerska osovina su smjemotor i propelerska osovina su smješšteni u posebnoj gondoli na teni u posebnoj gondoli na krmi broda. krmi broda.

24

Pitanja ?Pitanja ?

HVALA NA PAHVALA NA PAŽŽNJINJI