книги из ГПНТБ / Эпельман Т.Е. Судовые теплоэнергетические установки и их оборудование учеб. пособие

Принципиальные схемы подачи топлива к главным двигателям, работающим на тяжелом топливе, приведены на рис. 146 в двух вариантах. В варианте а тяжелое топливо подается к двигателю 7 автономными насосами 2 через подогреватель 4 и фильтр 5. Темпе­ ратура ^подогрева топлива регулируется терморегулятором 3 путем перепуска части топлива помимо подогревателя, а вязкость кон­ тролируется вискозиметром 6. Излишек топлива возвращается в рас­ ходную цистерну /. В варианте б на двигателе имеется навешенный

насос 9, который может прини­ мать топливо, минуя насос 2, непосредственно из циркуля­ ционной цистерны 8, куда воз­ вращается избыток топлива. Последнее исключает возмож­ ность перегрева топлива в рас­ ходных цистернах.

Трубопровод подогрева топ­ лива. Предназначен для под­ вода пара ко всем подогрева­ телям топлива, а также для отвода конденсата через кон­ денсационные горшки в смотро­ вую цистерну. Подогрев топ­ лива производят насыщенным паром.

Элементы топливных систем, их параметры и характери­ стики. Топливные насосы глав­ ных парогенераторов должны обладать достаточной всасываю­ щей способностью для возмож­ ности приема топлива из дон­ ных отсеков. Для этой цели пригодны шестеренные (при ма­ лых расходах) и винтовые (при больших расходах) насосы

с электрическим приводом. Топливные насосы главных парогене­ раторов резервируют. Спецификационная производительность на­ сосов Wjn„ зависит от мощности Ne двигателей, обслуживаемых парогенераторами, удельного расхода топлива Ье и числа действую­

220

ра — атмосферное давление;

рт — массовая плотность топлива.

Обычно топливные насосы парогенераторов на всех режимах работы установки работают с одинаковой спецификационной произ­ водительностью и одинаковым спецификационным полным давлением, что значительно облегчает управление горением топлива в топках парогенераторов.

Топливоперекачивающие насосы принимают топливо из отда­ ленных отсеков двойного дна. Поэтому они должны обладать зна­ чительной всасывающей способностью. Этому условию в наиболь­ шей мере отвечают насосы поршневого типа. Так как продолжи­ тельность выкачивания топлива из отсеков не должна превышать 3— 4 ч, то производительность топливоперекачивающих насосов полу­ чается высокой. По статистическим данным, производительность насосов перекачки легкого топлива в установках с ДВС составляет до 10 т/ч, а тяжелого топлива 10—50 т/ч. Производительность пере­ качивающих насосов и условия их работы позволяют использовать их для обслуживания судовой балластной системы. При этом, однако, должны быть приняты меры для надежного разобщения этих систем. Полное давление, создаваемое топливоперекачивающим насосом, расходуется на преодоление сопротивлений перекачивающего тру­ бопровода и столба жидкости от наинизшего уровня в наиболее низко расположенной топливной цистерне до наивысшего уровня в хра­ нилище, в которое перекачивают топливо из топливных отсеков. Обычно полное давление составляет 300—600 кН/м2 .

Количество тепла, необходимое для подогрева топлива,

221

нии веществ, имеющих различную плотность, вследствие различия в величине центробежной силы, действующей на частицы, вращаю­ щиеся с одинаковой угловой скоростью. Сепараторы бывают несамоочищающиеся и самоочищающиеся. В первом случае после не­ скольких часов работы барабан сепаратора должен быть разобран для очистки от отложений; во втором случае в этом надобности нет, так как конструкция сепаратора предусматривает устройство для самоочистки барабана. На многих современных судах самоочищаю­ щиеся сепараторы работают автоматически с программным управле­ нием всеми процессами сепарации топлива.

Топливные фильтры в зависимости от требований, предъявляе­ мых к качеству очистки топлива в той или иной установке, служат для грубой или тонкой очистки топлива. Фильтры тонкой очистки топлива устанавливают на напорных линиях, а грубой очистки — на напорных и приемных линиях трубопроводов. В последнем слу­ чае их сопротивление не должно быть большим, во избежание срыва работы топливных насосов. Это достигается увеличением поверх­ ности фильтрующих элементов и подогревом топлива.

Необходимую емкость отсеков и цистерн определяют исходя из массы помещаемого в них топлива и его плотности при наибольшей возможной в эксплуатации температуре топлива в отсеке. При этом учитывают загромождение отсеков и цистерн конструктивными элементами корпуса, трубопроводами и арматурой, а также невоз­ можность во многих случаях полностью заполнить и осушить топливохранилища.

кает вследствие разности статических давлений окружающего воз­

Схема подачи воздуха к парогенераторам с помощью нагнетаю­ щих вентиляторов приведена на рис. 147. Вентиляторы, располо­ женные в верхней части помещения, принимают наиболее нагретый воздух и по воздуховодам подают его в пространство между двойной обшивкой парогенераторов. В межобшивочном пространстве воздух частично подогревается и поступает в воздухоподогреватель, а за­ тем через воздухонаправляющие устройства в топку парогенератора.

В топке давление устанавливается выше атмосферного. Наличие двойной обшивки предотвращает попадание газов из топки в поме-

222

нагнетательных патрубков обоих вентиляторов обеспечивает резерви­ рование их производительности и возможность подачи воздуха от любого из вентиляторов к любому парогенератору. Отключение вен­

противлением движению воздуха и газов на их пути в воздушногазовом тракте. Спецификационное полное давление Ар™ прини­ мается на 5—10% больше номинального и обычно составляет 4,0—8,0 кН/м2 . Мощность, потребляемая вентилятором на спецификационном режиме (без учета изменения плотности воздуха)

N1

(г]вП — к. п. д. вентилятора на спецнфикационном режиме). Выбор двигателя для вентилятора производится по найденной

мощности с коэффициентом запаса 1,1—1,5.

223

Подача воздуха к дизелям и газотурбинным двигателям. В дизель­ ных установках прием воздуха осуществляется или непосредственно из машинного отделения, или с помощью воздухопроводов из атмо­ сферы через заборные устройства, расположенные на палубе. В пер­ вом случае отпадает надобность в воздухопроводах, которые обычно имеют большие площади сечения, а также обеспечивается интенсив­ ная вентиляция машинных отделений. Однако места приема воздуха

ках масло применяют для смазки трущихся поверхностей в двига­ телях и механизмах, для охлаждения нагревающихся поверхностей, одновременно для смазки и охлаждения трущихся поверхностей, в качестве рабочей жидкости в гидромуфтах и сервомоторах, в ка­ честве рабочей жидкости в автоматических устройствах. Особен­ ности указанных способов использования масел обусловливают различные требования к их физико-химическим свойствам.

Из совокупности физико-химических свойств, характеризующих масло, наибольшее значение при его использовании в судовых уста­ новках имеют:

— вязкость, определяющая внутреннее трение частиц масла при его движении;

224

— маслянистость — способность масла образовывать прочную адсорбированную пленку на поверхности трения;

— кислотность, характеризующая содержание в масле орга­ нических и неорганических кислот;

— склонность к образованию нагара и лаковой пленки на по­ верхностях;

— температуры вспышки и застывания, характеризующие, со­ ответственно, склонность к образованию взрывоопасных смесей и текучесть при низких температурах.

Длительный опыт эксплуатации судовых энергетических уста­ новок определил наиболее целесообразное сочетание свойств масел для установок различных типов и различных условий работы сма­ зочного слоя.

В установках с малооборотными дизелями для смазки деталей движения применяют моторные масла по ГОСТ 1519—42; для смазки рабочих цилиндров наиболее стабильным при высоких температурах оказывается цилиндровое масло по ГОСТ 1841—51. Для смазки среднеоборотных дизелей выпускаются дизельные масла Д-11, ДП-11, ДП-14 (ГОСТ 5304—54). Для многооборотных и форсированных ди­ зелей применяют масла МТ-14п, МТ-16п (ГОСТ 6360—58), ДС-11 (ГОСТ 8581—63) и масла авиационного типа МС-20 и МД-22 (ГОСТ 1013—49). Для смазки цилиндров поршневых компрессоров при­ меняют компрессорные масла «М» и «Т» (ГОСТ 1861—44), отличаю­ щиеся высокими температурами вспышки, что важно для безопас­ ной работы компрессоров.

В судовых установках с паровыми турбинами для смазки под­ шипников главных и вспомогательных турбин применяют турбин­

Высокие требования, предъявляемые к смазочным маслам в уста­ новках различных типов, особенно с быстроходными дизелями, удовлетворяются добавлением к маслам специальных компонентов (присадок), улучшающих одно или одновременно несколько их свойств. В настоящее время имеются присадки для увеличения вяз­ кости масла, понижения температуры застывания, уменьшения нагарообразования, повышения моющих свойств и уменьшения вспе­ нивания масла в циркуляционных цистернах и картерах двигате­ лей и др.

Из отечественных присадок наибольшее применение получили присадки многофункциональные, составленные из компонентов, обладающих перечисленными свойствами. Используются присадки моющие (ВНИИНП-370, СБ-3, БФК-1, ПМС, АСК, АФБ), антиокис­ лительные (ИНХП-21), антиокислительные и моющие (МНИИП-22к, ВНИИНП-360), антикоррозионные и моющие (ЦИАТИМ-339), анти­ окислительные и антикоррозионные (ДФ-11, ЛАНИ-17), антипенная (ПМС-200), противозадирная (Л3-23к), многофункциональная

(MACK). Одни и те же свойства масел можно получить при различ­ ных комбинациях компонентов.

По новой классификации ВНИИНП моторные масла для дизелей разделяются на семь групп по вязкости и на шесть групп по эксплуа­ тационным свойствам.

Трубопроводы масляных систем подразделяются на приемно-пере- качивающий, циркуляционный, проточной смазки, подогрева масла, масляных сепараторов, дренажный. Рассмотрим важнейшие из них.

Приемно-перекачивающий масляный трубопровод. Приемно-пере- качивающий трубопровод служит:

—для приема масла с палубы и направления его к местам хра­

нения;

—для перекачки или перепуска самотеком масла из цистерн запаса в циркуляционные цистерны главных и вспомогательных дви­ гателей, в напорные цистерны гидромуфт, в циркуляционные ци­

в бочках и сливают в одну-две цистерны через воронку и переносной фильтр. На суда с установками большой мощности и с большой даль­ ностью плавания подача масла на судно производится с берега или с баржи-маслораздатчика средствами, установленными на берегу или на барже.

Налив в отсеки обычно производится через наливные палубные втулки и короткие наливные трубы. Запасы масла хранят в одном или нескольких отсеках, расположенных непосредственно в машин­ ных отделениях или вблизи от них, чаще всего вне двойного дна. Схема приемно-перекачивающего трубопровода показана на примере масляной системы установки с главным дизель-редукторным агре­ гатом на танкере (рис. 149).

Запас циркуляционного масла хранится в цистерне 13, примы­ кающей к машинному отделению с носовой стороны и расположен­ ной на уровне платформы машинного отделения. Наполнение отсека маслом производится с верхней палубы через наливную втулку / и трубу 2. Воздушная труба И выведена на верхнюю палубу. На кор­ мовой стенке отсека, выходящей в машинное отделение, расположены маслоуказатедьный прибор и арматура.

В циркуляционные цистерны 3 главных двигателей и 5 гидро­ зубчатой передачи, расположенные в двойном дне в районе машин­ ного отделения, и в картеры 14 вспомогательных двигателей масло поступает самотеком из цистерны 13 или из цистерн сепарирован­ ного масла 12. В кормовой части машинного отделения с левого борта под платформой парогенераторного отделения расположена цистерна отработавшего масла 7, обслуживаемая насосом 8.

Для обслуживания гидрозубчатой передачи в шахте машинного отделения расположена напорная цистерна 9, в которую масло по-

226

дается из отсека 5 насосом 6 гидрозубчатой передачи или резервным насосом 4. В машинном отделении имеются также небольшие цис­ терны 10 ручного разбора масла.

, Циркуляционная система смазки. В подшипниках тяжело нагру­ женных или быстровращающихся валов двигателей и некоторых вспомогательных механизмов во время работы выделяется такое количество тепла, что поддерживание допустимого температурного режима возможно только прокачкой подшипников большим коли­ чеством холодного масла. При этом охлаждающее (и смазывающее) подшипники масло может поступать к ним либо под давлением на­ соса (форсированная система смазки), либо самотеком из высоко расположенной цистерны (гравитационная система смазки).

К сервомотору регулятора

Вода.

Рис. 150. Схема форсированной системы смазки в Д У .

Схема форсированной системы смазки в дизельной установке показана на рис. 150.

Циркуляционный масляный насос /, навешенный на дизель или автономный, принимает масло из циркуляционной цистерны 2, проталкивает его через фильтр грубой очистки масла 8 в маслоохла­ дитель 7. Из него очищенное и охлажденное масло поступает к дви­ гателю через клапан 4. Здесь поток масла может разветвляться: часть масла направляется на смазку и охлаждение подшипников, другая часть — к сервомотору регулятора дизеля, третья часть — в систему охлаждения поршней (если поршни охлаждаются маслом).

Масло, стекающее из кольцевых зазоров в подшипниках, из серво­ мотора и из системы охлаждения поршней, собирается в поддоне ди­ зеля, а оттуда стекает в циркуляционную цистерну.

После фильтра грубой очистки часть масла направляется в фильтр тонкой очистки 5, пропускная способность которого составляет при­ мерно 8—10% производительности циркуляционного насоса.

228

Отфильтрованное масло возвращается в цистерну циркуляционного масла или в поддон дизеля.

трубе 6. Горячее масло из головок поршней иногда выводят в смотро­ вую коробку 3 с целью визуального наблюдения за охлаждением каждого поршня и контроля температуры стекающего масла. Кон-

5)

Рис. 151. Варианты форсированной системы смазки в ДУ: а — с ох­ лаждением масла перед циркуляционной цистерной; б — с охлаж­ дением масла перед двигателем.

троль за работой циркуляционного насоса осуществляется при по­ мощи манометра 10 и вакуумметра И, а за работой фильтра 8 — при помощи дифманометра 9. На современных судах контроль за работой маслосистемы осуществляется дистанционно.

Вмасляных системах современных малооборотных дизелей

фильтры тонкой очистки ставятся на полный поток. Давление масла на входе в дизель поддерживается постоянным автоматически.

Схемы, приведенные на рис. 151, допускают расположение цирку­ ляционной цистерны на любой высоте и различаются между собой взаимным расположением циркуляционной цистерны и маслоохлади­ теля. В схеме, изображенной на рис. 151, б, достигается более легкое

229