Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Энергетические установки судов различных типов и назначения. Методические рекомендации для выполнения лабораторных работ
.pdf
21
где:
1 – ротор турбины гидротрансформатора
заднего хода;
2 – неподвижный направляющий аппарат
гидротурбины;
3 - ротор насоса гидротрансформатора
заднего хода
4 – повышающая зубчатая передача
(мультипликатор);
5 – ведущий вал;
6 – ротор турбины гидротрансформатора
переднего хода;
7 – ротор насоса гидротрансформатора
переднего хода;
8 – ротор насоса гидромуфты;
9 – ротор турбины гидромуфты;
10 – ведомый пал;
11 – зубчатая муфта;
12 – двухступенчатый соосный редуктор;
13 – упорный подшипник;
14 – гребной винт;
15 – шинно-пневматическая муфта;
16 – дизель
n1, n2 – частоты вращения гребного винта и вала двигателя;
i
– передаточное отношение редуктора.
ред
Работу комбинированной передачи рассмотрим на примере
универсальной гидрозубчатой передачи типа ГЗПС-2000 с
гидротрансформаторами переднего и заднего ходов и гидромуфтой переднего
хода в составе дизель-редукторного агрегата толкача мощностью 2*1470 кВт.
Рис. 3.3. Схема универсальной гидрозубчатой передачи типа ГЗПС-2000.
Вращающий момент дизеля, имеющего частоту вращение 700 об/мин,
передается через повышающий редуктор (мультипликатор) с передаточным
отношением 1,7 валу, который соединен с насосными колесами гидромуфты и
гидротрансформаторов. Мультипликатор увеличивает частоту вращения вала
гидропередачи, а это позволяет использовать гидропередачу с меньшими
массой и габаритами.
22
При работе дизеля с полной нагрузкой в ходовом режиме гидромуфта
заполняется рабочим маслом. Вал дизеля вращает ротор насоса гидромуфты.
Гидравлическая связь через ротор турбины передает вращение ведомому валу и
через зубчатый редуктор – гребному валу. Гидротрансформаторы освобождены
от масла, и они вращаются вхолостую. Коэффициент полезного действия
передачи на номинальном режиме составляет около 0,92. Гидромуфта в этом
случае осуществляет только эластичную связь. Во время швартовки, маневров,
формирования составов, малого хода, когда требуется повысить вращающий
момент, гидромуфта освобождается от масла, которым заполняют
гидротрансформатор переднего хода.
При переднем ходе вращающий момент дизеля передается ротору насоса
гидротрансформатора переднего хода. Последний через гидравлическую связь
вращает ротор турбины и через зубчатый редуктор – гребной вал. Коэффициент
полезного действия передачи в данном случае составляет около 0,82.
Для работы на задний ход маслом заполняется гидротрансформатор
заднего хода, и вращающий момент дизеля передается ротору его насоса. При
этом в гидротрансформаторе переднего хода и гидромуфте рабочего масла нет,
и они вращаются вхолостую. Ротор насоса через гидравлическую связь вращает
ротор турбины гидротрансформатора заднего хода и через зубчатый редуктор –
гребной вал. Коэффициент полезного действия передачи при работе на задний
ход составляет около 0,7.
В установке с универсальной гидродинамической передачей гидромуфта
и гидротрансформаторы заполняются рабочим маслом с помощью
питательного и маневрового насосов, включаемых отдельной муфтой.
Управление подачей масла к гидромуфте и гидротрансформатору
переднего и заднего хода осуществляется дистанционно посредством
золотникового распределителя. Для охлаждения масла установлен
холодильник.
Комбинированные передачи такого типа используют в энергетических
установках толкачей судов ледового плавания.
Порядок выполнения работы:
1. Изучить принципы действия реверс-редукторов гидродинамической и
комбинированной передач.
2. Выполнить принципиальные схемы реверс-редукторов и
комбинированной передач, составив к каждой схеме спецификацию согласно
описанию.
3. Ответить на контрольные вопросы.
Контрольные вопросы:
1. В каких случаях, и для каких судов применяется прямая передача, ее
достоинства и недостатки.
2. Какие функции могут выполнить главные передачи?
3. Зубчатые передачи, их основные элементы, КПД, передаточное
отношение.
4. Назначение, схема устройства и принципы действия каждого из
рассмотренных реверс-редукторов.
23
5. Гидродинамическая передача, схеме устройства, основные элементы,
назначение каждого из них.
6. Чем гидромуфта отличается от гидротрансформатора?
7. Почему гидротрансформаторы в СЭУ самостоятельно используют
редко?
8. Схема устройства и принцип действия универсальной гидрозубчатой
передачи.
9. Достоинства комбинированной передачи и область применения.
10. Электропередача двойного тока, чем она характеризуется, что
позволяет достигнуть.
24
Практическая работа №4. Назначение, принцип действия и
1 – вентилятор
2 – трубопровод насыщенного пара
3 – электромагнитный клапан
4 – подача пара к станции паротушения
5 – регулятор давления
6 – утилизационный котел
7 – трубопровод перегретого пара
8 – циркуляционный насос
9 – сепаратор пара утилизационного котла
10 – питательный насос
11 – вспомогательный котел
12 – насос подпитки теплого ящика
13 – трубопровод подпитки теплого ящика
15 – подогреватель
16 – топливный насос
17 – фильтр
18 – расходная топливная цистерна
14 – теплый ящик
классификация судовых котельных установок.
Цель работы: изучить судовые котельные установки.
Основными элементами судовой котельной установки являются паровые
котлы и обеспечивающие их работу технические средства (питательные и
топливные насосы, вентиляторы, подогреватели топлива и воды, деаэраторы и
т. п.), а так же трубопроводы. Указанные элементы котельной установки
связаны между собой протекающими в них процессами энергии и среды.
Вспомогательные котлы, обеспечивающие их работу оборудование
(насосы, вентиляторы, подогреватели и др.), сообщающиеся трубопроводами с
соответствующей арматурой, контрольно-измерительные приборы и средства
автоматики составляют вспомогательную котельную установку.
Утилизационные котлы, сепараторы пара, теплообменники, глушители и
газоперепускные устройства, циркуляционные и питательные насосы с
соответствующими трубопроводами, арматурой, контрольно-измерительными
приборами и средствами автоматики составляют утилизационную котельную
установку.
Вспомогательная и утилизационная котельные установки, связанные
между собой, образуют котельную установку теплохода или газотурбохода
(рис.4.1). Ее тип и компоновка зависят в основном от паропроизводительности
и условий размещения на судне.
Рис. 4.1. Принципиальная схема котельной установки теплохода или газотурбохода.
25
Котельная установка, применяемая на отечественных судах, состоит из
вспомогательного котла 11 и утилизационного котла 6 с обслуживающими их
системами и оборудованием. Топливо в топку котла подают из расходной
цистерны 18 через фильтр 17 и подогреватель 15 топливным насосом 16, а
воздух - вентилятором 1.
Питательная вода из теплого ящика 14 в пароводяной коллектор
вспомогательного котла паровой сепаратор утилизационного котла подается
одним из насосов 10. Из сепаратора циркуляционными насосами 8 вода
подается к поверхностям нагрева утилизационного котла, омываемым
выпускными газами двигателя. Пароводяная смесь от утилизационного котла
подается к паровому сепаратору 9, откуда пар направляется к потребителям
насыщенного пара 2 и в пароперегреватель утилизационного котла, после
которого по трубопроводу 7 поступает к утилизационному турбогенератору.
Пар от вспомогательного котла направляется к потребителям также по
трубопроводу 2. Излишки пара из сепаратора 9 посредством регулятора
давления 5 сбрасываются в конденсатор. Пар от потребителей сбрасывают в
конденсатор, откуда конденсатным насосом подают в теплый ящик, подпитку
которого водой осуществляют насосом 12 через трубопроводы 13.
Трубопровод 4 предназначен для подачи пара к станции паротушения, а
электромагнитные клапаны 3 – для отключения потребителей насыщенного
пара при резком уменьшении нагрузки или внезапной остановке двигателя.
Посредством клапанов и перепускных труб можно отключить отдельные
поверхности нагрева утилизационного котла.
На судах речного флота, за исключением крупных пассажирских судов и
танкеров, а также на некоторых морских сухогрузах каботажного плавания и
небольших промысловых судах в качестве теплоносителя применяется не пар, а
горячая вода, в этом случае котельная установка более компактна и проще по
устройству.
Водогрейная котельная установка (рис. 4.2), которой оборудуют
отечественные теплоходы, представляет собой замкнутую систему горячего
водоснабжения. С помощью соответствующей арматуры можно осуществить
совместную или раздельную работу вспомогательного водогрейного котла типа
КОАВ и утилизационного водогрейного котла типа КУВ. Их совместная работа
происходит следующим образом.
Циркуляционные насосы 2 и 3 забирают охлажденную воду от
потребителей и подают ее сначала в утилизационный котел 9 (может быть
установлено один или два котла), а потом во вспомогательный (автономный)
котел 1. Из котла 1 горячая вода по трубе 8 поступает в распределительную
коробку и далее к потребителям. Насос 3 предназначен для забора охлажденной
воды по трубе 5 из подогревателя, где происходит нагрев расходуемой пресной
воды. Насос 2 забирает охлажденную воду по трубе 4 от всех остальных
потребителей. Оба насоса взаимозаменяемы и входят в состав
агрегатированного котла.
26
Рис.4.2. Принципиальная схема водогрейной котельной установки.
1 – автономный водогрейный котел
2 – циркуляционный насос
3 – циркуляционный насос
4 – трубопровод охлажденной воды
5 – трубопровод охлажденной воды
6 – клапан
7 – пневмобак
8 – трубопровод горячей воды
9 – утилизационный водогрейный котел
10 – шиберная заслонка
11 – трубопровод пресной воды
12 – редукционный клапан
Регулирование температуры пресной воды на выходе из
водоподогревателя производится отключением или включением насоса 3.
Регулирование температуры воды на выходе из водогрейной установки в
пределах 85-105°С осуществляется перепуском газов мимо утилизационного
котла с помощью шиберной заслонки 10 и включением или отключением
топочного устройства автономного котла.
Пневмобак 7 предназначен для плавного регулирования давления в
замкнутой системе в пределах 0.18 ± 0.01 МПа. После заполнения системы
водой пневмобак сообщают с магистралью сжатого воздуха с помощью клапана
6, вытесняют из него воду до соответствующего уровня, а потом клапан 6
закрывают. Уровень воды контролируется по водомерному стеклу. Подпитка
системы производится от трубопровода пресной воды 11 через редукционный
клапан 12, отрегулированный на давление 0,18 МПа.
Порядок выполнения работы:
1. Изучить назначение, состав и принцип действия судовых котельных
установок.
27
2. Выполнить принципиальную схему котельной установки теплохода
или газотурбохода.
3. Выполнить принципиальную схему водогрейной котельной установки.
4. Ответить на контрольные вопросы.
Контрольные вопросы:
1. Назначение судовой котельной установки.
2. Назначение всех элементов, входящих в состав котельной установки.
3. Принцип действия котельной установки.
4. Чем вспомогательная котельная установка отличается от
утилизационной?
5. В каком случае котельная установка называется водогрейной, на каких
судах она может применятся, ее достоинства?
6. Есть ли принципиальное отличие в котельных установках теплохода и
газотурбохода?
28
Практическая работа №5. Типы водоопреснительных установок.
1. испарительный сосуд
2. сепаратор пара
3. вакуумный насос
4. охладитель паровоздушной смеси.
5. конденсатор
6. охлаждающий насос
7. дистиллятный насос
8. охладитель дистиллята
9. охладитель рассола
10. рассольный насос
11. батарея нагревательных элементов
поверхностного типа
Цель работы: изучить конструкцию и принцип действия судовых
водоопреснительных установок
Водоопреснительные установки поверхностного типа.
К водоопреснительным установкам поверхностного типа (рис. 5.1)
относятся установки, в которых морская вода испаряется с поверхности
нагревательных элементов.
Такие установки - самые распространенные на судах морского
транспортного флота.
В верхней части пространства испарительного сосуда 1 размещен
сепаратор пара 2 для отделения от пара частиц влаги, несущей основную долю
солей, а в нижней част – батарея нагревательных элементов II поверхностного
типа. В качестве греющей среды может использоваться водяной пар или
нагретая вода. Из испарительного сосуда пар, образовавшийся в результате
испарения морской воды и поэтому называемый вторичным, с помощью насоса
поступает в конденсатор 5, который прокачивается забортной водой с помощью
насоса охлаждения 6. Из конденсатора дистиллят забирается дистиллятным
насосом 7 и перекачивается в сборную цистерну или другие емкости (теплый
ящик, запасные цистерны, деаэратор). Забортная морская вода, проходя через
конденсатор ВОУ нагревается на 4 8
а оставшаяся проходит последовательно через охладитель дистиллята 8,
охладитель паровоздушной смеси 4, охладитель рассола 9 и направляется в
Рис. 5.1. Принципиальная схема одноступенчатой вакуумной ВОУ
поверхностного типа.
°
С и основная ее часть сливается за борт,
29
испарительный сосуд для питания ВОУ морской водой. Часть морской воды с
повышенной концентрацией солей, называемая рассолом, удаляется
рассольным насосом 10 за борт, для поддержания разряжения в испарительном
сосуде, трубопроводах и конденсаторе служит вакуумный насос 3.
Наличие разряжения в испарительном сосуде позволяет решить две
проблемы, весьма важные для ВОУ: использование для испарения морской
воды низко потенциальной теплоты пара низкого давления или охлаждающей
двигатели пресной воды; снижение интенсивности образования накипи на
поверхностях нагрева (при температуре ниже 60
0
С скорость образования
накипи резко снижается).
При работе вакуумный ВОУ возникает необходимость в установке
устройства для отсоса воздуха, поступающего в испарительный сосуд вместе с
морской водой. Такими устройствами могут быть пароструйные эжекторы,
работающие на насыщенном или охлажденном паре (эжекторы применяются
чаще в ВОУ ПТУ), или вакуумные насосы водокольцевого типа с
электроприводом. Рассольный и дистиллятный насосы в вакуумных ВОУ
работают с низким давлением на всасывании и во избежание кавитации их
необходимо устанавливать ниже уровня рассола в испарительном сосуде и
дистиллята в сборнике конденсатора.
В поверхностных ВОУ на нагревательных элементах образуется в
процессе эксплуатации слой накипи, который снижает коэффициент
теплопередачи и, в конечном итоге, производительность ВОУ. Для борьбы с
накипью применяют целый ряд мер:
- предварительную химическую обработку морской воды;
- холодное душирование (подача вместо пара холодной воды);
- механическую очистку нагревательных элементов.
Один из путей предотвращения накипеобразования – применение
бесповерхностных (адиабатных) ВОУ.
Водоопреснительные установки адиабатного типа.
Адиабатной водоопреснительная установка называется потому, что
морская вода испаряется без подвода теплоты от внешнего источника за счет
собственной теплоты при снижении давления в распылителях, форсуночных
или редукционных клапанах.
Главное отличие адиабатных ВОУ (рис. 5.2) от поверхностных состоит в
том, что теплота к морской воде подводится в отдельном паровом (или
водяном) подогревателе 1, в котором вода находится под давлением выше
атмосферного. В испарительном сосуде 2 давление поддерживается меньше
атмосферного, и попадающая туда морская вода оказывается в перегретом
состоянии, благодаря чему с поверхности ее струи небольшая часть (1÷2%)
испаряется. Эти пары, свободные от солей, поступают затем в конденсатор 4,
откуда уже в виде дистиллята забираются дистиллятным насосом 6. Рассол
удаляется рассольным насосом 3.
30
1. - подогреватель
2. - испарительный сосуд
3. - рассольный насос
4. - конденсатор
5. - вакуумный насос
6. - дистиллятный насос
Рис. 5.2. Принципиальная схема одноступенчатой
адиабатной водоопреснительной установки.
Масса и стоимость ВОУ адиабатного типа на 30-40% выше, чем ВОУ
поверхностного типа, однако они имеют больший период работы между
очередными чистками поверхности нагревательных элементов.
Водоопреснительные установки адиабатного типа могут выполняться
многоступенчатыми с числом ступеней от трех до пяти и использоваться на
пассажирских судах и промысловых базах, где их производительность
достигает 200 т/сут.
Порядок выполнения работы:
1. Изучить основные элементы и устройства, входящие в состав каждой
из изучаемых типов ВОУ.
2. Выполнить принципиальные схемы рассматриваемых типов ВОУ,
изучить их принцип действия.
3. Ответить на контрольные вопросы.
Контрольные вопросы
1. Перечислить существующие методы опреснения морской воды, кратко
охарактеризовать каждый из них.
2. Какие из существующих методов опреснения нашли применение на
судах*
3. Водоопреснительные установки какого типа называются
поверхностными, их достоинства, недостатки.
4. В каком случае водоопреснительные установки называются
адиабатными, их достоинства, недостатки.
5. В каком случае водоопреснительные установки называют
утилизационными, при каком давлении в них происходит кипение морской
воды и каким образом это обеспечивается.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]