книги из ГПНТБ / Королев Н.И. Эксплуатация судовых дизелей

(S02) и сернистый (S03) ангидриды, которые повышают корро­ зионный износ деталей ЦПГ. Агрессивность сернистых соединений намного повышается при обводнении топлива, особенно морской водой.

Многие исследователи считают, что износ деталей ЦПГ резко возрастает с повышением серы в топливе. Например, считают, что при увеличении содержания серы в дизельном топливе с 0,2 до 1% износ цилиндровых втулок возрастает на 70%. С применени­ ем тяжелых сернистых топлив износ втулок возрастает примерно на 30% на каждый процент серы.

Предельно допустимое содержание серы в топливе зависит от конструкции, температурного режима работы и частоты враще­ ния дизеля, а также от содержания щелочей в смазочном масле. Малооборотные судовые дизели менее чувствительны к сере, чем высокооборотные.

Топливо с содержанием серы более 0,5% следует улучшать специальными присадками. Смазочные масла также должны иметь присадки, нейтрализующие вредное действие серы и ее соедине­

фильтрацию топлива. Высокое содержание воды и неравномерное распределение его по объему могут вызвать остановку дизеля.

Обводнение топлива, особенно морской водой, вызывает быст­ рую коррозию прецизионных пар и выход из строя топливной ап­ паратуры. Случалось, что топливая аппаратура из-за обводнения сернистого топлива морской водой выходила из строя через 100— 150 ч работы.

Некоторые исследователи считают, что причиной коррозии прецизионных деталей топливной аппаратуры дизелей является не сера, содержащаяся в топливе, а его обводнение.

Содержание смолистых веществ в топливе влияет на нагарообразование деталей дизеля (форсунки, ЦПГ и т. д.), а также на осадкообразование при хранении. Смолы представляют собой сложные высокомолекулярные органические соединения, образу­ ющиеся в процессе окисления, полимеризации и конденсации угле­ водородов. По методу анализа различают два вида смол: факти­ ческие (в дистилляторных дизельных топливах) и акцизные (в ос­ таточных топливах или смесях).

В дистиллятном дизельном топливе содержание фактических

сточки зрения коррозионного действия на топливную аппаратуру,

атакже топливохранилища' и трубопроводы. Кроме того, кислот­

167

ность влияет на нагарообразование, а следовательно, на износ втулок и колец.

Кислотность дистиллятных дизельных топлив, применяемых для высокооборотных дизелей, должна быть не более 5 мг КОН на 100 мл.

§ 2 5 . ТОПЛИВНЫЕ СИСТЕМЫ И ПОДГОТОВКА ТОПЛИВА

Топливная система предназначена для подготовки, подачи топ­ лива из запасных и расходных цистерн к двигателю. Она должна обеспечивать приемку топлива в емкости судна и откачку из них топлива. Запасные цистерны, отдельные для каждого вида топли­ ва, располагают обычно в междудонном пространстве. Емкости для хранения топлива с температурой застывания выше —5°С оборудуют системами обогрева. Расходные и отстойные цистерны, отдельные для каждого вида топлива, располагают над вторым дном судна. В отстойных цистернах отделяется вода от механиче­ ских примесей. Отстойные цистерны снабжают по высоте несколь­

сводятся к следующему.

Количество топлива, подаваемого системой, должно быть в 2—3 раза больше расхода топлива, потребляемого установкой при полной нагрузке. Запас производительности системы использует­ ся для создания циркуляции топлива через насосы, что улучшает их наполнение. На некоторых дизелях часть производительности используется для охлаждения форсунок топливом.

Температура дизельного топлива не должна превышать 50°С. так как в противном случае вязкость его может быть ниже 1,1° ВУ, а это приведет к ухудшению условий смазки плунжерных пар. Если форсунки охлаждаются дизельным топливом, нагретое топ­ ливо не следует подавать к насосам.

Давление топлива на входе в топливные насосы желательно поддерживать постоянным. Минимальное давление, при котором дизель может работать, должно быть не ниже 0,3—0,5 кгс/см2 (при подаче топлива самотеком из расходной цистерны). Если топливные насосы высокого давления (НВД) работают без на­ гнетательных клапанов, то давление топлива на входе в насосы должно быть 2—4 кгс/см2. Автономный топливоподкачивающий насос дает возможность прокачивать систему перед пуском дизеля и улучшает его работу на маневрах.

Топливная система должна обеспечивать качественную очистку

топливом. Перед подачей НВД топливо должно проходить через фильтры грубой и тонкой очистки.

158

В случае применения тяжелых сортов топлива необходимо, что­ бы топливная система имела устройства для очистки и подогрева, а также возможность переключения дизеля с тяжелого топлива на дизельное при работе на маневрах. Подготовка высоковязкого топлива должна быть автоматизирована.

Топливные системы теплоходов разделяют на два основных типа:

для установок с главными и вспомогательными дизелями, рабо­ тающими на легких (дистиллятных) дизельных топливах;

для установок с главными дизелями, работающими на тяже­ лых (остаточных) топливах, и вспомогательными дизелями, рабо­ тающими на легких топливах.

Рис. 77. Топливная система для работы на дизельном топливе

Схема топливной системы для работы на дизельном топливе показана на рис. 77. Топливо из запасных топливных цистерн, расположенных в междудонном пространстве, с помощью топливо­ перекачивающего насоса 1 подается в отстойные цистерны 2. Пос­ ле отстоя топливо через сепаратор 3 поступает в расходные топ­ ливные цистерны 4, откуда с помощью автономных или навешен­ ных на двигатель топливоподкачивающих насосов 5 подается че­ рез фильтр 6 тонкой очистки к топливным НВД главного двига­ теля 7. Лишнее топливо от НВД сливается в расходные цистерны.

Форсунки главного дизеля охлаждаются дизельным топливом, для чего система имеет уравнительный бачок 8, насосы 9 охлаж­ дения форсунок и холодильник 10 топлива. Топливо для вспомога­ тельных дизелей поступает также из цистерн 4.

159

Подогрев топлива в междудонных, отстойных и расходных цистернах отсутствует. Не предусмотрен и промежуточный подогре­ ватель. Поэтому силовая установка, имеющая подобную систему', может работать только на дистиллятном дизельном топливе с температурой застывания не ниже •—10°С.

Установки, работающие на тяжелых остаточных топливах или смесях, обычно имеют две системы: систему дистиллятного топ­ лива для маневровых целей и работы вспомогательных дизелей и систему основного высоковязкого топлива для главных дизелей.

На рис. 78 показана принципиальная схема топливоподготов­ ки главного дизеля, работающего на тяжелом топливе.

В системе топлнвоподготовки судна для очистки тяжелого и дизельного топлива имеются два самоочищающихся сепаратора 1, перед которыми установлены топливные автономные подогревате^- ли 2, снабженные термостатами для поддерживания постоянной температуры подогрева топлива. У обоих сепараторов имеется один подогреватель воды. Вода подается от гидрофоров для до­ бавки в сепарируемое топливо и для промывки сепараторов.

Перед дизелем установлен топливоподогреватель 3, обеспечи­ вающий необходимую температуру подогрева топлива перед фор­ сунками и снабженный термостатом. Перед каждым топливопод­ качивающим насосом установлено по два сетчатых топливных фильтра грубой очистки, а перед насосами высокого давления — один фильтр тонкой очистки. Топливные трубки высокого давле­ ния имеют паровые спутники обогрева.

Топливо, очищенное в сепараторе, подается в одну из расход­ ных цистерн 5 тяжелого топлива, откуда забирается подкачиваю­ щим насосом и направляется к топливным насосам 7 высокого давления.

160

Сливное топливо от НВД поступает в газоотводную перелив­ ную цистерну 4 и, смешиваясь с топливом, поступающим из рас­ ходных цистерн, нагревает его и возвращается обратно к топлнвоподкачивающим насосам.

Использование газоотводной цистерны позволяет уменьшить потери топлива в системе, обеспечивает постепенный перевод ди­ зеля с одного вида топлива на другой, исключая резкое охлаж­ дение или перегрев системы, насосов и форсунок.

Рассмотренная топливная система устроена так, что запуск главного дизеля и его работа во время маневров могут осущест­ вляться на дизельном топливе из расходной цистерны 6 для вспо­ могательных дизелей (последние работают на дизельном топливе).

Отсепарированиые отходы топлива сбрасываются из сепара­ торов в две емкости: вода и взвешенные частицы — в сточную цис­ терну 9 грязного топлива н масла, а скапливающаяся в барабане сепаратора более плотная масса периодически выбрасывается по трубопроводу в цистерну 10.

Сточная цистерна 9 имеет паровой подогрев, вода и шлам по­ ступают в нее самотеком, а удаляются за борт с помощью порш­ невого осушительного насоса. Цистерна 10 оборудована пароподо­ гревателем. Шлам из цистерны отбросов сепараторов может уда­ ляться за борт осушительным насосом или выдуваться паром. Топливо хранится в запасных цистернах 8.

Недостатком этой топливной системы является отсутствие вис­ козиметра, измеряющего и автоматически поддерживающего за­ данную вязкость топлива, которое подается к дизелю.

Перед пуском дизеля топливную систему необходимо проверить и подготовить к работе. В первую очередь следует проверить уро­ вень топлива в расходных цистернах, спустить отстой воды из них и подкачать топливо до установленного уровня.

При разности температуры воздуха в машинном отделении и температуры застывания топлива менее 15—20°С топливо в рас­ ходных цистернах надо подогреть. Затем следует спустить холод­ ное топливо из трубопроводов, подводящих топливо из расходной цистерны к двигателям, проверить чистоту топливных фильтров, спустив из них отстой воды, заполнить трубопровод топливом до полного вытеснения воздуха из системы.

Если производили переборку топливных насосов или форсунок или отсоединяли форсуночную трубку, нужно прокачать вручную топливные насосы через открытые контрольные краны форсунок до полного вытеснения воздуха. При этом надо следить, чтобы топливо не попало в цилиндры дизеля.

Если применяется тяжелое топливо, то дополнительно необхо­ димо проверить, подготовить к работе, а затем пустить в дейст­ вие устройства для подогрева, сепарации и фильтрации топлива. После этого следует убедиться в отсутствии заеданий в приводе топливных насосов и установить устройства управления подачей топлива II рукоятку управления регулятором в положение «Стоп».

Топливо перед поступлением в цилиндры дизеля надо очистить

случаев применяют одноступенчатый процесс очистки. Необходи­ мое количество очистки достигают уменьшением производитель­ ности сепаратора, а количество — увеличением продолжительно­ сти его работы.

В эксплуатационных условиях очень важно знать оптимальную производительность сепаратора. В инструкциях производитель­ ность обычно указывается для маловязкнх жидкостей (2°Е). Что­ бы найти оптимальную производительность при других значениях вязкости и удельного веса, заводы рекомендуют специальную но­ мограмму, прилагаемую к инструкции.

Вообще же при работе на тяжелом топливе необходимо всегда стремиться к минимально возможной производительности.

Предварительной обработке топливо подвергается в фильтрах грубой очистки при помощи проволочно-щелевых (сетчатых) или пластинчато-щелевых (дисковых) фильтров. Такие фильтры за­ держивают частицы загрязнений размером более 0,06—0,07 мм. Сетчатые фильтры обеспечивают хорошую очистку, но требуют при эксплуатации больших затрат труда. Очистка дисковыми фильтрами более проста.

Для удаления мелких частиц механических примесей приме­ няют фильтры тонкой очистки, у которых в качестве фильтрую­ щих материалов используют войлок (фетр), фильтрованную бума­ гу, хлопчатобумажную пряжу и т. д.

Фильтр грубой очистки устанавливают перед расходной топ­ ливной цистерной или между цистерной и топлпвоподкачивающнм насосом, фильтр тонкой очистки — между подкачивающими насосами и НВД дизеля.

Чтобы не останавливать дизель при чистке, фильтры делают двойными, а для ускорения очистки фильтрующие элементы в большинстве случаев изготовляют съемными.

Для контроля за состоянием работающего фильтра на нагне­ тательном трубопроводе до фильтра іг после него устанавливают манометры, по которым определяют перепад давлений. Эта величи­ на обычно составляет 0,2—0,4 кгс/см2. Повышение перепада дав­ лений более 0,5 кгс/слі2 свидетельствует о загрязнении фильтра, а отсутствие его — о неисправности фильтра (обрыв сетки, непра­ вильная сборка и т. п.). Очистку фильтров производят не реже 3—4 раз в сутки.

§ 26. ЭКСПЛУАТАЦИЯ ДИЗЕЛЕЙ, РАБОТАЮЩИХ НА ТЯЖЕЛОМ ТОПЛИВЕ

Под тяжелым (высоковязким) топливом, как уже указывалось, следует понимать остатки перегонки нефти (мазуты) пли их смеси с более легкими нефтепродуктами. Из отечественных сортов тяже­ лого топлива в судовых дизелях применяют топлива: ДТ-1, ДТ, дизельный мазут ДМ, флотские мазуты Ф5 и ФІО и экспортные мазуты. Топлива ДТ-1, ДТ и Ф5 примерно равноценны, поэтому взаимозаменяемы.

Тяжелые топлива содержат в своем составе механические при­ меси, соли, воду II т. п. При работе дизеля на тяжелом топливе содержащиеся в нем тяжелые частицы могут вызвать повышенный износ деталей, топливной аппаратуры и цилиндро-поршневой груп­ пы. Значительное содержание в топливе воды может привести к отдельным перерывам в горении пли даже к остановке дизеля. Поэтому применение тяжелого топлива допускается в дизельных установках при наличии специальных устройств для подогрева п

Перед использованием тяжелое топливо должно пройти соот­ ветствующую подготовку, которая имеет первостепенное значение для обеспечения надежной, бесперебойной и экономичной работы дизеля.

Для нормальной работы топливной системы топливо в запас­ ных, отстойных и расходных цистернах, перед фильтрами, сепара­ торами II форсунками подогревают до температуры, обеспечиваю­ щей требуемую вязкость. При этом необходимо помнить, что пре­ дельная температура подогрева топлива в емкостях, сообщенных с атмосферой, должна быть не менее чем па 15° С ниже температуры вспышки в закрытом тигле.

Вязкость, обеспечивающая легкость прокачивания топлива,

В отстойных и расходных цистернах температура топлива по­ вышается до 50—65° С.

Перед поступлением в сепаратор топливо нужно дополнительно подогреть с целью снижения его вязкости (до 2—6°ВУ) для обес­ печения надежного качества сепарирования.

Вязкость отсепарированного топлива, поступающего к форсун­ кам дизеля, должна быть не выше 3,5—4° ВУ (предельно допусти­ мая). При более высокой вязкости возникает чрезмерно высокое давление в системе распыливания, которое может привести к по­

J64

вреждению деталей дизеля. Наиболее рациональная вязкость перед форсунками 2—2,5° ВУ, при которой условия распылпвания тяже­ лого топлива становятся приблизительно такими же, как и при работе на дистиллятном дизельном топливе.

Взаимосвязь между температурой топлива и его вязкостью вы­ ражена номограммой (рис. 79).

Рис. 79. Номограмма зависимости вязкости топлива от его температуры

Топливные системы дизелей, работающих на тяжелом топливе, обычно предусматривают два варианта работы главного дизеля: запуск и работа на тяжелом топливе, запуск на дизельном топливе с последующим переключением на тяжелое топливо.

Запуск малооборотных дизелей можно производить на средне­ вязком топливе типа ДТ-1 или дизельном, среднеоборотных — только на дйзельном топливе. Во всех случаях при входе судна в

165

порт за 1—1,5 ч дизель должен быть переведен на дизельное топ­ ливо для полной очистки системы впрыска от тяжелого топлива.

До запуска дизеля на тяжелом топливе подогреватель, фильтр и трубопроводы, соединяющие топливный трубопровод с топливным НВД, прогревают. Затем запускают автономный топлнвоподкачивающий насос для создания циркуляции топлива из смесителя об­ ратно в смеситель через указанные выше элементы системы топ­ ливоподачи. Если имеется соединительная труба между трубопро­ водом подогревателя и возвратным трубопроводом от топливного НВД к смесителю, прокачивать топливную систему можно через эту трубу. После этого продувают топливом форсунки, для чего создают несколько повышенное давление в напорном трубопроводе против номинального до тех пор, пока из предварительно открытых отверстий для залива форсунок не начнет вытекать топливо.

Цель вышеназванных операций — прогрев топливных трубопро­ водов и разжижение выходящего из форсунки топлива. Если эти операции проделаны тщательно со всеми цилиндрами и в топлив­ ном трубопроводе достигнута заданная температура предваритель­ ного подогрева топлива, дизель готов к пуску.

При непрерывной работе дизеля на тяжелом топливе температу­ ру топлива, а следовательно, и его вязкость необходимо поддер­ живать оптимальным. При слишком холодном топливе не обеспе­ чивается его полное сгорание, двигатель дымит. Нельзя топливо и перегревать, так как в этом случае топливо способно образовывать нагар на деталях топливной аппаратуры.

При работе дизеля на тяжелом топливе рекомендуется периоди­ чески проверять давление топлива после НВД, которое не должно превышать нормы, установленной заводом-стронтелем. Если давле­ ние превышает эту величину, температуру топлива увеличивают или смешивают его с дизельным. Давление топлива проверяют по манометру, установленному на насосах.

При работе на топливе с высоким содержанием серы темпера­ туру охлаждающей воды дизеля следует поддерживать возможно высокой, а перепад температур воды на входе в дизель и выходе из него — не более 7—8° С.

При длительной работе на тяжелом топливе и полной нагрузке дизеля пар на обогрев фильтров и трубопроводов может быть вы­ ключен. Чтобы не произошло охлаждение топлива при перетекании его от подогревателя до форсунок, необходимо температуру подо­ грева топлива поднять на 10—12° С выше минимально допустимой для данного сорта топлива.

При частичной нагрузке дизеля система подогрева топливного трубопровода должна быть включена.

Если дизель неожиданно был остановлен, а топливная система заполнена тяжелым топливом, ее необходимо прокачивать легким топливом. При этом надо следить, чтобы через неисправные форсунки топливо не попало в цилиндры.

Цилиндры дизеля, работающего на тяжелом топливе, нужно ■смазывать высокощелочными цилиндровыми маслами. При работе

166