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

При водяном охлаждении форсунок систему выполняют авто­ номной (чтобы иметь чистую воду), включающей в себя все необ­ ходимые механизмы (как система охлаждения дизеля).

Если главные дизели работают только на дизельном топливе;' систему охлаждения форсунок выполняют совместно с топливной системой. В случае работы дизеля на тяжелом топливе, применяют автономную систему охлаждения форсунок (дизельным топливом).

Система забортной воды предназначена для охлаждения прес­ ной воды, масла и топлива, воздуха (в дизелях с наддувом). Она комплектуется темп же механизмами, что и система пресной воды.

Рис. 85. Схемы телескопических устройств:

а — «Гетаверкен» (масло); б — МАН К2 70/120С(вода); в — чБурмепстер н Ванн» (масло); г — «Зульцер» (вода); / — вход масла или воды; 2 — воздушный колпак;3 — уплотнение; 4 — подвод воздуха из магистрали низкого давления: 5 — невозвратный клапан6 ;— отвод протечек воды; 7 — неподвижная труба телескопа8; — вентиляционная труба

На случай выхода из строя системы пресной воды на судах обычно предусматривают аварийное охлаждение дизелей забортной водой.

Обслуживание системы охлаждения сводится к поддержанию температур и давлений охлаждающей жидкости в пределах, обес­ печивающих минимальный износ деталей дизеля и высокие тех-

188

нпко-экономпческпе показатели его работы. Рекомендуемые давле­ ния и температуры указаны в инструкции по эксплуатации дизеля.

Давление пресной воды, в зависимости от типа дизеля, поддер­ живают в пределах 1,5—2,5 кгс/см2; в системе забортной воды — на 0,3—0,5 кгс/см2 меньше. Так делают для того, чтобы при нару­ шении плотности холодильников забортная вода не попала в систе­ му пресной воды.

Температуру охлаждающей воды на входе в дизель поддержи­ вают 50—60° С, на выходе — 60—70° С.

Температуру выходящей воды необходимо поддерживать по­ стоянной и на верхнем пределе, рекомендованном заводом. Пере­ пад температур воды на выходе и входе должен быть минималь­ ным (5—10°С), это сокращает износ цилиндровых втулок (колец) и уменьшает потери тепла с отходящей охлаждающей водой. Тем­ пературу пресной воды в системе регулируют перепуском выходя­ щей из дизеля воды мимо холодильника во всасывающую маги­ страль циркуляционного насоса (перепуск осуществляют регуля­ тором температуры).

Температура воды, вытекающей из отдельных цилиндров, долж­ на быть примерно одинаковой (допустима разница не более 2—3°С). Клапаны на патрубках, по которым вода подводится к цилиндрам, должны быть полностью открыты. Подрегулировку температур на выходе из цилиндров делают с помощью клапанов на сливных патрубках, которые при нормальном состоянии охлаж­ дения дизеля должны быть открыты не более чем на 1—2 оборота.

При сильном повышении температуры охлаждающей воды, вы­ ходящей из какого-либо цилиндра, следует проверить равномер­ ность распределения мощности дизеля по цилиндрам, а также температуры выхлопных газов. Если нагрузка перегретого цилинд­ ра нормальная (температура выхлопных газов примерно такая же, как в остальных цилиндрах), повышение температуры воды может быть вызвано засорением проходов в цилиндре или в регулиро­ вочном кране.

До выяснения причины повышения температуры и ее устране­ ния необходимо нагрузку перегретого цилиндра снизить или ци­ линдр вывести из работы (выключением топливного насоса).

В случае сильного перегрева цилиндра категорически запреща­ ется снижать его температуру путем быстрого увеличения подачи воды, так как это может привести к заеданию поршня н появлению трещин на крышке. Температуру воды надо понижать медленно, постепенно увеличивая открытие приемного клапана на нагнета­ тельной магистрали.

При внезапном падении давления охлаждающей воды необходи­ мо включить в работу резервный насос, а дефектный осмотреть и отремонтировать. Если один насос не обеспечивает заданного дав­ ления, включают второй.

После остановки дизеля, во избежание его перегрева, необхо­ димо поддерживать циркуляцию охлаждающей воды в системе не менее 10—15 мин.

189

Перед запуском дизеля вода в охлаждающей системе главного дизеля должна быть подогрета до 35—45° С охлаждающей водой вспомогательных дизелей или в специальном подогревателе.

Если во время бездействия дизеля температура в машинном по­ мещении опускается ниже 2° С, то, во избежание размораживания, нужно спустить охлаждающую воду из дизеля п трубопроводов. При этом обязательна продувка системы охлаждения сжатым воз­ духом.

Качество охлаждения поршней проверяют по температуре охлаждающей жидкости и характеру ее потока, выходящего из каждого цилиндра.

Температуру масла на входе поддерживают не ниже 40° С, на выходе — не выше 55° С (во избежание интенсивного окисления масла). Циркуляционный насос, прокачивающий поршни маслом, выключают из работы ие раньше чем через 30 мин после останов­ ки дизеля.

Давление пресной воды в автономной системе охлаждения поршней поддерживают выше, чем в системе охлаждения цилинд­ ров. Оно равно примерно 3—4 кгс/см2. Температуру воды на выхо­ де из поршней поддерживают в пределах 55—60° С; перепад тем­ ператур воды до и после поршней должен составлять 8—12° С.

В системе охлаждения форсунок температуру воды на выходе поддерживают примерно 60° С, давление 1,5—3 кгс/см2.

Для обеспечения нормальной эксплуатации дизелей необходи­ мо тщательно наблюдать за всеми механизмами и устройствами охлаждающей системы, производить регулярные профилактические осмотры и вскрытия.

Обслуживание насосов охлаждающей воды состоит в наблю­ дении за их работой, замене сальниковых уплотнений и профилак­ тических осмотрах подшипников, крылаток и муфты сцепления. Насосы осматривают через 5000 ч работы (примерно одни раз в год).

Водяные холодильники (трубчатого пли пластинчатого типа) осматривают один раз в год. Наиболее распространенным дефек­ том холодильников является потеря ими плотности, что определя­ ют по увеличению утечки пресной воды. Герметичность холодиль­ ников восстанавливают развальцовкой или глушением дефектных трубок.

После длительной работы дизеля на охлаждаемых поверхностях откладывается небольшой налет накипи и ила. Полости охлажде­ ния рубашек и крышек очищают не реже одного раза в год. При осмотрах рыхлый налет счищают стальными щетками (ершами) п про/мывают поверхности теплой пресной водой. Маслянистую грязь и масло, впитавшиеся в накипь, удаляют щелочением. При твер­ дой накипи, не поддающейся ручной очистке, и значительной кор­ розии поверхностей применяют кислотный раствор.

От накипи н продуктов коррозии поверхности очищают с по­ мощью кислоты в следующей последовательности. Удаляют с по­ верхности масло 5%-ным раствором едкого натра, затем очпщае-

190

мую поверхность промывают пресной водой. После этой предвари­ тельной работы заливают полости охлаждения 5%-ным раствором ингибированной соляной кислоты и создают циркуляцию раство­ ра (насосом). Температуру раствора поддерживают равной 50— 70° С.

Конец очистки (растворения накипи) определяют по прекраще­ нию падения концентрации кислоты в растворе, делая для этого анализы раствора каждые 0,5—1 ч.

Независимо от результатов анализа, держать кислотный раст­ вор в дизеле более 12 ч не разрешается.

Закончив очистку, раствор из полостей охлаждения дизеля уда­ ляют (за борт в специальную баржу), очищаемое пространство тщательно промывают пресной водой, а затем нейтрализуют остат­ ки кислоты.

Поверхности очищают от накипи при помощи кислотного раст­ вора под наблюдением представителя теплотехнической лаборато­ рии пароходства.

После химической очистки обязательно делают гидравлическое испытание очищенных поверхностей на давление, в 1,5—2 раза превышающее рабочее.

Повышенного внимания к себе требуют шарнирные и телеско­ пические устройства, служащие для подвода масла к поршням дизеля.

Шарнирное устройство имеет много соединений и сальников, неплотность которых приводит к утечкам жидкости. Обеспечение плотности шарнирных соединений — очень важно при их обслужи­ вании, хотя при масляном охлаждении поршней незначительные пропуски масла в шарнирах существенного влияния на охлаждение поршней не оказывают. Шарнирное устройство в отличие от теле­ скопического не требует особенно тщательной центровки.

Телескопическое устройство проще шарнирного, но нуждается в тщательной центровке совместно с поршневым движением. На­ блюдаемые в эксплуатации поломки отдельных узлов телескопи­ ческого механизма объясняются в основном их некачественной центровкой или изготовлением. Поэтому после каждой пере­ борки поршней необходимо производить центровку телескопиче­ ских труб.

Общая схема выполнения данной работы такова (применитель­ но к дизелям «Бурмейстер и Вайи»), Магистральный (передаточ­ ный) кронштейн, прицентрованный с крейцкопфом, фиксируется иризонными коксами на заводе-строителе. В эксплуатации и даже в малых ремонтах фирменную центровку кронштейна изменять не рекомендуется.

Центровку телескопической трубы выполняют за счет слабин фланцевого соединения трубы и кронштейна (рис. 85, в). Для это­ го поршень дизеля устанавливают на 30—40° до н.м.т. и телеско­ пическую трубу соединяют с фланцем промежуточного кронштей­ на, следя за тем, чтобы в этом положении зазоры между телеско­ пической трубой и нажимной втулкой были равномерными по всей

191

окружности. Затем поршень устанавливают на 30—40° после п.м.т. н снова проверяют зазоры в четырех положениях: нос — корма, левый — правый борта.

Если большого расхождения в измеренных величинах зазоров при положениях поршня в н. м. т. и в. м. т. нет (разница не больше 0,03 мм), центровку признают удовлетворительной. Теле­ скопическая труба при любых положениях не должна касаться нажимного фланца.

Для нормальной работы уплотнения и предотвращения повы­ шенных пропусков жидкости между сальником и телескопической трубой должен быть установлен зазор, рекомендованный заводомстронтелем. Например, у дизеля «Бурменстер и Вайн» 874VT2BF160 он равен 0,06—0,08 мм (предельный в эксплуатации

0,15—0,2 мм).

В телескопическом устройстве с воздушным колпаком требует­ ся непрерывное пополнение колпака воздухом из магистрали низ­ кого давления (дизели МАН) пли из атмосферы (дизели «Гётаверкен»).

Трубопроводы н арматура системы охлаждения пресной воды работают продолжительное время без ремонта. Их обслуживание заключается в притирке клапанов, перебивке сальников и замене прокладок во фланцах.

Значительно меньший срок работают эти детали в среде за­ бортной воды. В стальных трубах обычно через 2—3 года появля­ ются свищи, и трубы приходится заменять. В условиях эксплуата­ ции (если нет возможности заменить трубы) свищи устраняют по­ становкой хомутов на резиновых прокладках, эпоксидными смола­ ми, заваркой. Отверстия в медных (медно-никелевых) трубах за­ варивают газовой сваркой с применением медных (медно-никеле­ вых) припаев. Заварку стальных труб осуществляют электро­ сваркой. '

§ 30. ОБРАБОТКА ПРЕСНОЙ ВОДЫ В ЗАМКНУТЫХ СИСТЕМАХ ОХЛАЖДЕНИЯ

Вода, циркулирующая в замкнутой системе охлаждения дизеля, содержит растворимые примеси, вследствие которых появляются коррозия и отложения накипи. Для предохранения поверхностей от действия примесей в охлаждающую воду вводят различные при­ садки, которые в судовых дизелях применяют двух видов: химиче­ ские препараты; антикоррозионные масла.

Химические препараты, введенные в охлаждающую воду, спо­ собствуют образованию на поверхностях деталей прочных пленок, защищающих металл от коррозии, а также переводу в шлам накипеобразователей.

Антикоррозионные масла образуют стойкую эмульсию, из кото­ рой на поверхностях деталей отлагается тонкая масляная пленка, предотвращающая коррозию и препятствующая образованию от-

192

ложеннй накипи. При этом тонкий слой масляной пленки практи­ чески не препятствует нормальной теплопередаче.

Из химических присадок используют следующие препараты (в скобках указано их процентное содержание в охлаждающей воде):

фирмами, чаще всего используют масло «Шелл Дромус Ойил В»,

тщательно очищают от накипи, продуктов коррозии, масла и дру­ гих примесей.

При использовании химических присадок в систему охлаждения заливают воду с минимальной жесткостью и солесодержанпем.

Наиболее стойкая масляная эмульсия получается при жестко­ сти воды в пределах 8—29 мг СаС03 на 1 кг воды. При жестко­ сти 30—57 мг воду рекомендуется смягчить (конденсатом или чи­ стым дистиллятом), а при жесткости свыше 55 мг смягчение воды обязательно.

При мягкой воде (меньше 8 мг СаС03) вода вспенивается. Та­ кую воду необходимо сделать более жесткой.

Количество вводимой в систему' присадки при первоначальной зарядке определяют из выражения

Л = Ю(Р0—РЛ)Р кг,

где Ро — заданное содержание присадки в охлаждающей воде, %;

Р— вес воды в системе, г.

Вусловиях эксплуатации количество добавляемой присадки на­ ходят из выражения

Л, = 1О(Р0—Рі)Р кг,

где Р] — фактическое содержание присадки в охлаждающей воде, %•

При пополнении системы свежей водой корректируют ее состав вводя дополнительное количество присадки, определенное по выше­ приведенной формуле.

Снижение концентрации бпхроматовой присадки допускают до 0,1%, а щелочей — до сохранения слабощелочной реакции.

Снижение рабочей концентрации антикоррозионного масла до­ пустимо до 0,3%. Завышение рекомендованной концентрации опас­ но и потому недопустимо.

Состав охлаждающей воды контролируют в начале применения присадок не реже одного раза в неделю, а при установившемся режиме работы — один раз в месяц.

§ 31. РЕГУЛИРОВАНИЕ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА

После предварительной установки и регулирования механизма газораспределения и топливной аппаратуры на неработающем ди­ зеле приступают к окончательной его наладке. Завершающий этап регулирования производят во время работы дизеля по индикатор­ ным диаграммам (нормальным, развернутым, смешанным, диа- граммам-гребенкам и др.), а также по давлениям и температурам газов, охлаждающей воды и масла.

Регулирование рабочего процесса сводится к доведению его эксплуатационных параметров и характеристик до величин, реко­

ших газов по цилиндрам t r и средняя температура отработавших газов t г. к за выпускным коллектором.

В результате регулирования должны быть получены номиналь­ ная мощность дизеля, равномерное ее распределение по отдельным цилиндрам и минимальный удельный расход топлива.

Проверка величии рс , р г , р, и р,- должна осуществляться: через каждые 100—150 ч работы дизеля, но не реже одного ра­

за за рейс; при обнаружении ненормальностей в работе одного или не­

скольких цилиндров (повышение или понижение температуры от­ работавших газов или давления продувочного воздуха и т. и.);

после регулирования топливной аппаратуры, замены форсунки или топливного насоса, переборки или замены деталей ЦПГ;

при переходе на новый сорт топлива.

Температуру отработавших газов по цилиндрам и среднюю тем­ пературу за выпускным коллектором следует измерять каждый ■час.

Регулирование рабочего процесса дизеля начинают при устано­ вившемся тепловом режиме и мощности, равной 50% номинальной. При работе на этом режиме разница температур отработавших газов t r по отдельным цилиндрам в пределах 40—50°С допустима, и регулирования по этому признаку не требуется.

Если значения рг и р, в отдельных цилиндрах будут в преде­ лах, указанных в заводской инструкции для этого режима, нагруз­

195

ка на дизель может быть увеличена до 75% номинальной мощно­ сти. Если величины указанных параметров при 75°/о-ной нагрузке выходят за пределы допусков, необходимо регулирование дизеля.

Окончательно регулируют дизель при номинальных мощности и частоте вращения.

При регулировании рабочего процесса дизеля большое значение имеют индикаторные диаграммы, так как только они дают доста­ точно ясную картину явлений, происходящих в цилиндре.

Контур индикаторной диаграммы показывает изменение давле­ ния газов в цилиндре дизеля в зависимости от хода поршня. Пло­ щадь диаграммы соответствует работе, которая производится газа­ ми в цилиндре дизеля за один оборот коленчатого вала.

С помощью диаграмм можно определить индикаторную мощ­ ность дизеля и распределить ее по цилиндрам, исследовать рабо­ ту механизма газораспределения, топливных насосов и форсунок, выявить н устранить недостатки. По индикаторным диаграммам можно также обнаружить неисправность самого дизеля (пропуски газов через поршневые уплотнительные кольца, неверную уста­ новку объема камеры сжатия н т. д.).

Однако сушить о наличии и характере неисправности в дизеле и его распределительном органе возможно лишь в том случае, если получена нормальная диаграмма, т. с. такая, у которой все моменты распределения (вшуск, сжатие, подача топлива п его горение, расширение, выпуск и продувка) проходят без отклонения от норм, предусмотренных при проектировании дизеля.

Отклонение от контура нормальной диаграммы свидетельствует о наличии дефектов в дизеле.

Необходимо помнить, что искажения индикаторных диаграмм могут происходить не только из-за нарушения распределения и из­ носа отдельных деталей дизеля, но и из-за второстепенных причин, не связанных с его работой (неисправности индикатора пли его привода, неумелое снятие диаграмм п т. д.). В связи с этим перед регулированием дизеля необходимо проверить состояние индикато­ ра, его привода, индикаторных кранов и труб и при необходимости их исправить.

§32. ИНДИКАТОРЫ МОЩНОСТИ И ПИМЕТРЫ

Внастоящее время на морском флоте наиболее распространены индикаторы с наружной пружиной типов 50 и 30. Индикатор типа 50 (рис. 86) применяют для ннднцнрования дизелей с частотой вращения до 300 об/мин; индикатором типа 30 можно снимать диаграммы с дизелей с частотой вращения до 500 об/мин.

Барабаны индикаторов изготовляют двух диаметров: 40 и 50л/лг. При диаметре 40 мм максимальная длина диаграммы равна 90 мм, при диаметре 50 мм— 120 мм.

Диаметр нормального поршенька индикатора типа 50 равен 20,27 мм. Кроме того, к индикатору прилагается так называемый

196

дизельный поршенек диаметром 9,06 мм и площадью, равной 1/5 площади нормального поршенька. Иногда к индикатору прилага­ ются поршеньки и других диаметров.

При индицировании дизелей обычно используют поршенек ди­ аметром 9,06 мм. Нормальный порше­ нек применяют для снятия диаграмм со слабыми пружинами при исследо­ вании процессов всасывания и выпу­ ска четырехтактных дизелей и процес­ сов. продувки и выпуска двухтактных дизелей. Кроме того, нормальный пор­ шенек применяют для индицирования поршневого продувочного насоса и ступени цилиндра низкого давления компрессора. Нормальный (паровой)

поршенек допускает давление до

30 кгс/см2, дизельный— 150 кгс/см2.

Выбор индикаторной пружины за­ висит от максимального давления га­ зов в цилиндре дизеля. На головке каждой пружины поставлено число,

показывающее ее масштаб для нормального поршенька. Масштаб пружин для других поршеньков, а также максимальное давление,

19?