книги из ГПНТБ / Плаксионов Н.П. Судовые турбинные установки учебник

В современных судовых турбинных установках применяют три ти­ па масляных систем: форсированную, гравитационную и напорногравитационнуго.

При ф о р с и р о в а н н о и системе в магистрали, снабжаю­ щей маслом места смазки, создается давление 3—4 кгс/см2 непо­ средственно насосом, откачивающим масло из сточных цистерн. Такая система проста, имеет небольшой вес и занимает мало места, но менее надежна, чем гравитационная, так как внезапная остановка насоса может привести к аварии турбин. Масло совершает в такой системе около 10—12 круговоротов в час.

Г р а в и т а ц и о н н а я система более надежна, она обеспечи­ вает в течение нескольких минут смазку при внезапной остановке на­ соса и лучший отстой масла. Эта система получила наибольшее рас­ пространение у судовых ТЗА.

Характерным признаком гравитационной системы являются напор­ ные цистерны, расположенные на 8—12 м выше оси турбины и пода­ ющие масло под давлением у места смазки 0,8—1,2 кгс/см2. Аварийный запас масла в гравитационной цистерне обеспечивает пуск резервного масляного насоса в течение 5—7 мин.

При внезапном закрытии БЗК из-за остановки масляного насоса или падения давления масла у подшипников торможение турбин контр­ паром затруднено и ротор продолжает вращаться в течение 5—10 мин, что может привести к выплавлению баббита подшипников. Поэто­ му указанное преимущество гравитационной системы является реша­ ющим. Кроме того, система гарантирует лучшие условия работы мас­

через магнитные фильтры 15, невозвратные клапаны 10, сдвоенные

дроссельные клапаны или шайбы к подшипникам ТВД 9 и ТНД 6, а также в зубчатую передачу 5, откуда масло сливается в сточную цис­ терну 16 (сливной трубопровод 7 показан пунктиром).

На систему регулирования и защиты (РУЗ) масло поступает по трубопроводу 13. До редукционного клапана давление масла состав­ ляет 4—4,5 кгс/см2, необходимое для действия системы РУЗ. За кла­ паном давление снижается до 1,5 кгс/см2.

На судне обычно устанавливают две гравитационные цистерны, каждая из которых должна обеспечить работу турбоустановки в те­ чение 5 мин после остановки насоса. Суммарная емкость их соответ­ ствует примерно 10% часовой производительности масляного насоса, а сточных цистерн 15—18%.

Производительность масляных насосов должна иметь запас 5—10% на систему регулирования и защиты; 10—15% — на перелив из грави-

171

тационных цистерн (что контролируют через смотровое стекло 4). Система обеспечена запасной цистерной 1.

Все цистерны снабжены масломерными стеклами н воздушной труб­ кой, которая выводится за пределы машинно-котельного отделения. Масло может быть пропущено через сепаратор 19 с подогревателем 18, приемным насосом 17 и нагнетательным 20.

Рис. 145. Принципиальная схема гравитационной смазки

Для заполнения системы маслом приемо-перекачивающий масло­ провод снабжен специальными приемными патрубками, прикреплен­ ными к палубе. В гравитационных цистернах расположены сигналь­ ное устройство и автоматическое регулирование для поддержания оп­ ределенного уровня масла, а также чувствительные элементы поплав­ кового типа, связанные с силовыми механизмами масляных насосов.

Резервный насос должен быть всегда подготовлен к немедленному пуску; он запускается автоматически при падении давления масла в системе. Пуск резервного насоса с развитием полной частоты вращения производится не более чем за 8—10 сек,

172

При большом падении давления и уровня в цистернах срабатывает защита и БЗК закрывает доступ пара в турбину. Сдвоенные клапаны и задвижки на основных магистралях маслопровода блокируют, чтобы одновременно не могли быть закрыты оба клапана на нагнетательной магистрали, а основные клапаны фиксируются в рабочем положении.

На рис. 146 показана н а п о р н о - г р а в и т а ц и о н н а я масляная система судов типа «Ленинский комсомол». Из маслосборной цистерны

стекло

Рис. 146. Система смазки на судах типа «Ленинский комсомол»

клапан 8 и маслоохладитель 9 в напорную масляную цистерну 1, от­ куда поступает на смазку подшипников турбин и редуктора. В на­ порную систему масло может подаваться, минуя маслоохладитель, для чего надо закрыть или открыть соответствующие задвижки или клапаны. Возле масляных насосов установлены невозвратно-напор­ ные клапаны 10, перекрывающие доступ обратному потоку масла в маслосборную систему.

После фильтра тонкой очистки, масло, кроме напорных цистерн, поступает также к регулятору давления 6 распределительно­ го клапана 5, быстрозацорному клапану 4, масляному выкдюча-

173

телю 3 и валоповоротному механизму. Регулирование давления масла, поступающего на опорные подшипники, форсунки зубчатого зацепле­ ния и главный упорный подшипник, производится дроссельными кла­ панами 2. Давление масла в системе обычно указано в инструкциях по обслуживанию ТЗА.

Отработавшее масло стекает обратно в маслосборную цистерну по

тью 3000 л/ч, снабженный подогревателем, поверхность которого \ ,4м2. Греющий пар идет от ИГк;.

Цистерны снабжены змеевиком для подогрева масла паром давле­ нием до 0,4 ати и Дистанционными указателями уровня масла, кото­ рые выводят на общий щ и т уровнемеров (рис. 147).

Цистерны отработавшего масла должны обеспечивать емкость для всего масла, находящегося в системе; в них хранится отработавшее масло, подлежащее регенерации. Грязное масло хранится в цистернах емкостью 0,2—0,4 ж3 (отходы от сепарации и другие масляные осадки).

§ 46. МАСЛООХЛАДИТЕЛИ И МАСЛЯНЫЕ ФИЛЬТРЫ

Охлаждение масла. Для сохранения свойства масла, поддержания необходимой вязкости и температуры, обеспечивающей надежную смазку и охлаждение трущихся деталей ТЗА, устанавли­ вают маслоохладители поверхностного типа.

174

Маслоохладители применяют сдвоенные, горизонтальные или вер­ тикальные (обычно двухпроточные). Охлаждающая среда — забортная вода, протекающая по трубкам; снаружи трубки омываются маслом.

Главные маслоохладители серийных турбоходов типа «Ленинский комсомол» (рис. 148) — горизонтальные с прямыми трубками, с по­ верхностью охлаждения 223 с'2 . Расход охлаждающей воды состав­ ляет 6—15% расхода ее на главный конденсатор, в зависимости от температуры забортной воды. Температура масла регулируется из­

менением расхода воды или байпасированием части масла мимо масло­

ная доска 12, которую уплотняет сальник, имеющий два кольца 13 уплотнительной набивки и распорное кольцо 14.

В корпусе 3 установлены поперечные перегородки — диафрагмы 5, заставляющие масло двигаться петлеобразно, многократно сопри­ касаясь с трубками. Для защиты от коррозионных разъеданий в крыш­ ках 6 установлены цинковые протекторы 8.

175

Масляные фильтры. При фильтрации смазочных масел необходимо освободить масло от продуктов его распада, а также от продуктов из­ носа трущихся металлов, грязи и т. д. В зависимости от степени очист­ ки, фильтры бывают грубые и тонкие. Фильтры грубой очистки задер­ живают частицы размером более 0,07 -мм, тонкие 0,005—0,01 мм.

Фильтры применяют: сетчато-магнитные, сетчатые и щелевые. С е т ч а т ы й фильтр бывает сдвоенный (когда в одном корпусе

установлено два фильтра), либо состоящий из двух отдельных филь­ тров. Фильтр состоит из бронзового или алюминиевого корпуса, в ко­

торый вставлены две цилиндрические сетки с ячейками соответственно 0,4 и 0,2 мм. Фильтр обеспечен клапанами и кранами, позволяющими переходить от одной сетки к другой, а также для спуска осадков.

Устройство п л а с т и н ч а т о - щ е л е в о г о фильтра судового типа показано на рис. 149. Фильтрующий элемент представляет собой набор пластинок 2, отделенных друг от друга кольцами 3. Толщина колец, равная величине зазора между фильтрующими пластинками, определяет минимальную толщину частиц, задерживаемых фильтром.

Для очистки щелей от застрявших частиц весь комплект фильтрую­ щих пластин поворачивают валиком 4 относительно неподвижно за­ крепленных скребков 6, вставленных в фильтрующую щель. Скребки собираются на направляющей 5 поочередно с проставками 7. Направ­ ляющие закреплены на крышке 1. При повороте валика 4 неподвиж­ ные скребки 6 сбрасывают грязь на дно фильтра.

Недостатки пластинчатых фильтров: быстрый износ скребков, боль­ шой вес, возможность изменения зазора между пластинками в связи с деформацией пакета при затяжке.

176

§ 47. СЕПАРАЦИЯ М А С Л А

Отстойные цистерны не могут полностью отделить во­ ду из масла. Для этой цели судовая турбоустановка снабжена диско­ выми сепараторами, которые в СССР выпускают производительностью 500, 1500 и 3000 м3/ч, в зависимости от мощности установки.

Сепарация масла производится при температуре 75—80° С; до этой температуры масло нагревается в специальном маслоподогревателе с поверхностью нагрева около 2 м" на 1 м3/ч производительности сепара­

ответствующую ей по удельному весу. Очищенное масло сосредоточит­ ся ближе коси вращения барабана. Новые порции жидкости, посту­ пающие в барабан, вытеснят очищенную жидкость, которая направля­ ется вверх и удаляется через кольцевые отверстия в верхней части ба­ рабана.

На рисунке частицы с большим удельным весом изображены чер­ ными кружками, а частицы очищенного масла — светлыми.

Между конусными тарелками через отверстие 2 масло заполняет пространство; тяжелые частицы отойдут от оси барабана, как указыва­ лось выше.

В зависимости от характера и количества примесей, масло сепари­ руют по методу п у р и ф и к а ц и и (если масло содержит большое количество воды) или к л а р и ф и к а ц и и (если в масле преоб­ ладают механические примеси).

Барабан сепаратора (рис. 151) состоит из корпуса 6, в котором раз­ мещены тарелкодержатель 3 и набор тарелок 7. В зависимости от ме­ тода сепарации, барабан собирают как пурификатор или как кларификатор.

В случае пурификации в барабан опускают нижнюю тарелку, имею­ щую шипы с обеих сторон; поверх тарелок кладут горловину — пурификатор 4, а под малую гайку — регулирующую шайбу 5 для от­ вода воды.

177

В случае кларификации, во избежание значительной утечки масла через регулирующую шайбу барабан собирают иначе. Ставят нижнюю тарелку 8 без отверстий, вместо пурификатора кладут тарелку 9, а вместо регулирующей шайбы под малую гайку кладут горловину — кларификатор ) .

Направление потока воды и масла, а также расположение слоя за­ грязнений показаны стрелками. Барабан в сборе с тарелками насажи­ вают на вертикальный вал приводного механизма.

На рисунке левая часть барабана собрана как кларификатор, пра­ вая—как пурификатор (стрелка в камере Б показывает выход масла).

Рис. 151. Барабан сепаратора

Барабан закрывает сборник масла 2. Назначение сборника (на ри­ сунке показано стрелками) — подводить очищаемое масло в барабан сепаратора, собирать очищенное вбарабане масло и отводить его к наг­ нетательному насосу, собирать отходы сепарации при пурификации для отвода их в цистерну отходов. Кроме того, сборник должен соби­ рать и отводить масло в случае переполнения сепараторов. Для выпол­ нения указанных функций на поверхности сборника имеются каналы для подвода и отвода масла и отходов сепарации, а внутренний объем его разделен крышками на три камеры: переполнения А, чистого масла Б и отходов пурификации В.

Существуют следующие способы сепарации: частичная (параллель­ ная), полная, двойная запасного и отработавшего масла.

Ч а с т и ч н у ю сепарацию масла применяют во время параллель­ ной работы турбоустановки и сепаратора, этот способ более распро-

178

стране?!. Недостатком является смешивание очищенного масла с работающим.

П о л н у ю сепарацию производят на стоянке; отсепарированное масло направляется в запасную или отстойную цистерну, а затем в об­ ратном порядке спускается в сточную цистерну. Этот вид сепарации применяют при повышенном влагосодержании или загрязнении масла.

Сепарацию запасного и отработавшего масла производят при попол­ нении запасным маслом сточной цистерны. Отработавшее масло се­ парируют с перекачкой его в цистерну сепарированного масла.

Масляная система должна предусматривать все способы сепарации.

§ 48. С П О С О Б Ы ЭКОНОМИИ М А С Л А

Лучшим способом экономии масла является его пра­ вильная эксплуатация, обеспечение абсолютной чистоты всей масля­ ной системы.

Масло на судне должно находиться в емкостях, очищенных от гря­ зи, ржавчины, шлама и остатков отработавшего масла, насухо протер­ тых стираной, подрубленной полотняной ветошью. Все приемные тру­ бы, пробки, воронки, фильтры должны быть совершенно чистыми.

Поступившее масло проверяют в лаборатории пароходства, а проба хранится не менее 3 месяцев на судне. Через каждые три месяца масло повторно проверяют в лаборатории пароходства. В судовых условиях (экспресс-лаборатории) содержание воды в масле проверяют через каж­ дые 150 ч работы, а затем через каждые 250 ч\ наличие воды и шлама по внешнему виду (прозрачность масла), а также соленость отстоянной воды контролируют не реже одного раза в сутки.

При появлении в масле кислоты, взвешенного шлама или эмульсии масло промывают подогретым до 95—100° С конденсатом, который по­ дают в маслоприемник сепаратора. Сепарацию производят до полного удаления воды из масла.

Промывать масло рекомендуется также профилактически один-два раза в год, с целью удаления из масла низкомолекулярных кислот и солей (кроме ингибированных масел, чтобы не вымыть присадки).

В случае засоления масла устанавливают источник попадани мор­ ской воды в масляную систему, устраняют неисправность, масло сепа­ рируют. Если соленость отсепарированной воды превышает 50 мгліл СУ — выводят установку из действия, засоленное масло перекачивают в отстойную цистерну и отмывают.

При наличии ржавчины на деталях и отложениях шлама в масляных карманах и трубопроводах вскрывают все подшипники, зубчатую пере­ дачу, органы регулирования и защиты для очистки и промывки.

В целях экономии отработавшее, непригодное для дальнейшей эксплуатации масло по указанию службы судового хозяйства сдают на регенерацию (восстановление). Сбор масла от ГТЗА и вспомогательных турбин производят отдельно.

Маслопроводы по возможности делают прямыми с равномерным ук­ лоном, чтобы не было застойных мест или карманов, где могла бы скап­ ливаться вода и осадки.

179

На переливных трубах устанавливают воздухоохладители для уда­ ления воздуха, попадающего в трубы при колебаниях уровня в грави­ тационных цистернах. На судах, предназначенных для плавания в рай­ онах с повышенной влажностью воздуха, масляные цистерны оборуду­ ют замкнутой системой вентиляции, снабженной чоздухоосушителями.

Практика многих лет эксплуатации масла на судах типа «Ленин­ ский комсомол» «Варшава», и «София» показала, что при грамотном отношении к ГТЗА масло служит несколько лет, т. е. свыше 20 ООО ч.

Контрольные вопросы

1. Какие бывают виды трения?

2.Каковы особенности жидкостного трения?

3.Какие сорта масел применяют в ГТЗА?

4.Какими физико-химическими свойствами обладают масла?

5.Какие типы смазки применяют в турбоустановках?

6.Что должна обеспечивать смазка в ГТЗА?

7.Какова принципиальная схема гравитационной смазки?

8.В чем сущность сепарации масла и что представляет собой метод пурификации и кларифнкацнн в сепарировании?

9.Каково устройство маслоохладителя?

10.Какие бывают масляные фильтры?

180