3.2. Система сжатого воздуха.
Основное назначение этой системы заключается в получении сжатого воз-духа определенных параметров, необходимого для: -пуска и реверсирования дизелей; -подачи сигналов; -продувки кингстонов; - привода в действие пневматических инструментов;
-создания напора в пневмоцистернах и других нужд.
Исходя из функционального назначения такие системы включают в свой состав ряд подсистем, в частности, пуска главных и вспомогательных двигателей, хозяйственных нужд, пневмоавтоматики и дистанционного автоматического управления, продувки кингстонов, пневмоинструмента и других специальных нужд.
Аналогично ранее рассмотренным системам в зависимости от типа МУ они имеют также свои особенности. Например, применительно к ДУ в состав системы сжатого воздуха входят следующие элементы:
- главный автоматизированный компрессор (от 2 до 3, причем один из них выполняет функции подкачивающего);
- баллоны пускового воздуха главного двигателя (в количестве двух бал-лонов);
- баллоны пускового воздуха вспомогательного двигателя (от 1 до 2 бал-лонов);
- водомаслоотделители;
- арматура, контрольно-измерительные приборы и трубопроводы; - воздухохранители.
В составе системы сжатого воздуха важная роль отводится воздухоохра-нителям. В них давление сжатого воздуха может поддерживаться в пределах от 30 до 60 МПа и снижаться (по мере необходимости) с помощью редукцион-ных клапанов. Имеются предохранительные клапаны, отрегулированные на давление, превышающее рабочее не более 10% и манометры, показывающие давление до и после редукционных клапанов.
Емкость воздухохранителей определяется исходя из требуемого запаса воздуха. Согласно Правил Регистра запас воздуха должен быть достаточным для 12-ти последовательных пусков и реверсов (без подкачки) всех главных двигателей (реверсивных) и для 4-х последовательных пусков всех главных двигателей нереверсивных) или для 3-х последовательных пусков всех вспо-могательных двигателей. Относительно количества воздухохранителей суще-ствует такое требование, а именно, для пуска главных двигателей в каждом машинном отделении их должно быть не менее двух. Удельный объем пуско-вого воздуха составляет в пределах 6 - 9 л на 1 л суммарного рабочего объема цилиндров двигателя. Для определения полного объема может быть использо-вана следующая формула:
V = v * i*Vh* m, (3.9.)
где v - удельный расход воздуха; i - число цилиндров; Vh - рабочий объем цилиндра; т -число возможных пусков и реверсов.
Следует отметить, что воздух, находящийся в любом баллоне главного двигателя (по мере необходимости) может быть использован для пуска вспо-могательных двигателей, а также питания потребителей низкого давления и тифона. В этих случаях с целью обеспечения необходимого запаса воздуха, предназначенного для двигателей, баллоны должны иметь на магистрали ра-зобщительные клапаны, позволяющие исключить возможность расхода воз-духа из 2-х и большего количества пусковых баллонов.
Опыт эксплуатации свидетельствует о том, что даже при частых маневрах обеспечивается поддержание (или рост) давления в пусковом баллоне при ус-ловии работы одного воздушного компрессора. Однако следует отметить, что во всех случаях второй пусковой баллон должен иметь полное рабочее давле-ние и быть отсеченным от пусковой магистрали. Это обусловлено следующи-ми ситуациями, а именно, в случае выхода из строя воздушного компрессора или превышения расхода пускового воздуха над производительностью компрессоров при осуществлении большого количества пусков. Наибольший рас- ход воздуха на один пуск (реверс) наблюдается в диапазоне - 2 МПа.
Основным элементом системы сжатого воздуха является компрессор. Его назначение заключается в сжатии воздуха и заполнении воздухо-
охранителей. В конструктивном отношении это механизм объемного принципа действия вертикального расположения с электроприводом, числом цилиндров от одного до четырех, ходом поршня от 125 до 180 мм и диаметром поршней не более 270 мм (для цилиндров низкого давления).
Применительно к этому элементу предъявляются ряд требований. Сущ-ность основных: требований состоит в следующем. На судах неограниченного плавания должен устанавливаться первичный дизель-компрессор с ручным пуском. Производительность компрессоров с механическим приводом (за ис-ключением первичного) должна обеспечивать в течение одного часа пополнение сжатым воздухом всех пусковых баллонов главного двигателя с повышением давления от начального (5 кг/см2) до рабочего.
Давление сжатого воздуха, создаваемое компрессором (в зависимости от функционального назначения), изменяется в следующих пределах:
- пуск малооборотных и среднеоборотных двигателей (2,0 - 3,0 МПа);
- общесудовые нужды (0,6 - 1,0 МПа);
- пневмоинструмент (0,8 -1,0 МПа);
- подача сигналов (0,6 - 0,8 МПа);
- продувание кингстонов (3 МПа).
Другой элемент системы сжатого воздуха (водомаслоотделитель) устанавливается в магистрали от компрессора до баллонов. В его состав входят две трубы, входящие в корпус (одна подачи воздуха из компрессора, другая перепуска на баллоны); клапан, находящийся в днище корпуса; манометр, рас-положенный в горловине. В корпусе баллона (с целью удаления накапливаю-щейся влаги) устанавливается клапан продувания. С тем, чтобы скапливаю-щаяся в магистралях влага не попадала в двигатель, трубопровод прокладыва-ется с уклоном в сторону баллонов. Процесс удаления масла и воды из водо-маслоотделителей баллонов и магистралей автоматизирован.
Применительно к другим типам МУ (ПТУ, ГТУ) система сжатого воздуха в основном используется для обеспечения хозяйственных нужд.
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
кВт
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
Рисунок 3 – Зависимость давлений от частоты вращения
Рисунок 4 – Зависимость мощностей от частоты вращения
1)
2)
3)
4)
5)
1)
2)
3)
4)
5)
1)
2)
3)
4)
5)
1)
2)
3)
4)
5)
1)
2)
3)
4)
5)
млн.руб
млн.руб
млн.руб
млн.руб
млн.руб
Рисунок 6. – Зависимость «условной» прибыли от скорости судна