Характеристики самоочищающихся фильтров фирмы «Болл и Кирх»

Марка фильтра фирмы	Номинальная пропускная способность, м3/ч	Условный проход, мм	Масса, кг	Габаритные размеры, мм
174-21	3,5	32	110	597×266×500
	6	40	165	736×285×590
	10	50	200	951×285×810
174-30У(Н)	40	80	170	470×505×920
	100	150	250	580×550×1081
	170	200	450	800×650×1210
	280	250	600	940×700×1320

В топливных и масляных системах энергетических установок судов зарубежной постройки находят широкое применение фильтры «Болл и Кирх» (ФРГ) с обратной промывкой и агре­гатом первичной обработки фильтрующего продукта. Самоочи­щающимися фильтрами этой фирмы комплектуются почти все установки с дизелями «Зульцер», «Бурмейстер и Вайн», «Пилстик». Особенностью их является удовлетворяющая заказчика тонкость очистки топлив и масел в фильтрую­щих элементах, высокая надежность, несложная конструкция, небольшие массогабаритные показатели и удобство обслуживания.

В тa6л. 3.2 приведены основные характеристики наиболее распространенных моделей автоматических фильтров компании «Болл и Кирх».

Особенностью фильтров марки 174-21 является то, что в них очистка фильтрующего элемента осуществляется обратным то­ком фильтруемой жидкости, находящейся под давлением не ниже 0,2 МПа. Процесс фильтрования непрерывный, пропуск­ная способность небольшая. Фильтры, имеющие большую про­пускную способность, очищаются сжатым воздухом. Фильтры большей пропускной способностью марки 174-30У и 174-30Н имеют соответственно автоматическое и ручное управление. Они надежно работают и не требуют ручной очистки в течение 1000 и более часов эксплуатации. Каждый фильтр имеет более 12 фильтрующих элементов (свечей), которые подходят для фильт­ров разных марок, что обеспечивает удобство в эксплуатации.

Рис. 3.17. Фильтрационная установка фирмы «Софранс»:

а — вид установки; б — схема установки при работе ле­вого фильтрующего элемента; в — схема установки при ра­боте правого фильтрующего элемента и очистке левого эле­мента обратным потоком.

1 — дренажный клапан; 2 — отстойная цистерна; 3 — перепускной клапан; 4 — фильтрующий элемент; 5 — корпус; 6 — программное устройство; 7, 8, 9 — топливо; 10 — переливная цистерна

Рис. 3.18. Автоматический са­моочищающийся фильтр типа 174-З0У.

1 — патрубок отвода шлама; 2 — кла­пан спуска шлама; 3 — двухступенча­тый закрывающий клапан; 4 — кольце­вая камера (грязная сторона); 5 — ка­налы промывки; 6 — чистая сторона кольцевой камеры; 7 — рычаг переклю­чения; 8 — корпус фильтровочной ка­меры; 9 — фильтрующий элемент; 10 — автоматический выпуск воздуха; 11 — переключающий вал; 12 — переключаю­щий диск; 13 — сервомотор; 14 — крыш­ка корпуса (воздушный резервуар); 15 — отводящий патрубок; 16 — подво­дящий патрубок

Общий вид самоочищающегося фильтра показан на рис. 3.18. Фильтр работает следующим образом. Загрязненный нефтепро­дукт подводится через нижний патрубок корпуса и поступает в нижнюю кольцевую по­лость картера, расположен­ную под распределитель­ным диском. Из этой поло­сти по специальным клапа­нам топливо (или масло) подводится в фильтроваль­ные камеры и, пройдя че­рез фильтрующие эле­менты, очищается. Отфиль­трованная жидкость из внутренних полостей филь­трующих свечей через полые наконечники и каналы попадает в верхнюю часть картера, а оттуда к выходному патрубку.

Загрязнение фильтрующих элементов фиксируется разно­стью давлений 0,06÷0,1 МПа, после чего требуется их очистка. С этой целью поочередно выводится яз работы одна камера по­средством рычага, воздействующего через передающий вал на распределительный механизм. В это время входное и выходное отверстия фильтровальной камеры сообщаются между собой и с воздушным резервуаром, а тарелка клапана золотника подни­мается, освобождая выход шлама, грязного масла и воздуха через дренажный патрубок. Фильтрующая свеча очищается под­веденным воздухом (давление 0,4÷0,6 МПа) по схеме обрат­ного тока.

Запас воздуха, находящегося в крышке корпуса, достаточно для продувки одной фильтровальной камеры.

Система автоматической очистки фильтра электрическая с пневматической силовой частью, а на фильтрах большой про­пускной способности применяют и чисто пневматическую. Эти системы надежны в эксплуатации и получили широкое приме­нение на судах. Для очистки топлив применяются и другие фильтры фирмы «Болл и Кирх». В частности, хорошо зареко­мендовали фильтры с элементами корзиночного типа.

Сепараторы. На современных судах в топливных и масля­ных системах применяют центробежные сепараторы и статиче­ские фильтры-сепараторы.

Широкое распространение получили центробежные сепара­торы с тарельчатыми барабанами отечественного производства и зарубежных фирм «Де Лаваль» (Швеция), «Шарплес» (Ве­ликобритания), «Вестфалия» (ФРГ), «Титан» (Дания), «Мицубиси» (Япония), «Лакта» (Финляндия) и др.

На судах сепарируют все виды жидких топлив и масел.

По принципу очистки барабана от грязи сепараторы делят на две группы:

• несамоочищающиеся (несаморазгружающиеся), из которых скопившуюся в барабане грязь удаляют вручную, для чего тре­буется периодическая остановка и разборка сепаратора;

• самоочищающиеся (саморазгружающиеся), из которых грязь удаляется промывочной водой автоматически под воздействием центробежных сил во время работы сепаратора.

И те и другие сепараторы могут быть настроены на режим, при котором будут одновременно отделяться вода, и механиче­ские примеси (пурификация), или на режим для отделения только механических примесей (кларификация).

Необходимость настройки сепаратора на режим пурификации возникает в том случае, когда нефтепродукты сильно об­воднены (содержание воды в них более 0,3, например при про­мывке их горячей водой). Отделение механических примесей в этом режиме менее эффективно, чем в режиме кларификации.

В режиме пурификации (рис. 3.19, а) топливо или масло по­ступает во внутреннюю вертикальную полость тарелкодержателя и через отверстия в его коническом основании попадает в распределительные отверстия конических тарелок и заполняет все пространство между ними. При вращении барабана благо­даря разности плотности нефтепродуктов, воды и механических примесей происходит их разделение. Вследствие наклона таре­лок частицы воды и механические примеси, как более тяжелые, перемещаются вниз по нижним поверхностям тарелок и отбра­сываются к стенкам корпуса барабана. Более легкие очищен­ные нефтепродукты поднимаются по верхним поверхностям та­релок и по кольцевому зазору между тарелкодержателем и водяной горловиной попадают в камеру-сборник, откуда на­правляются в систему.

Механические примеси тяжелее воды и нефтепродуктов, по­этому они откладываются на стенках корпуса барабана. Вода, отброшенная с тарелок к стенкам корпуса, перемещается по ним вверх и через зазор между водяной горловиной и регули­ровочной шайбой попадает в нижнюю камеру крышки-сборника сепаратора, откуда она и отводится.

Во время работы сепа­ратора в режиме пурифи­кации в барабан подают горячую воду, количестве 3÷5% и деэмульгатор — 0,1% топлива. Деэмульгатор способствует разделению водотопливной эмульсии и облегчает отде­ление воды от топлива при его сепарировании.

Если нефтепродукты со­держат небольшое количе­ство воды, сепараторы на­страивают на режим та­рификации (рис. 3.19, б). При этом путь движения очищенных нефтепродук­тов такой же, как и в ре­жиме пурификации, а более тяжелые частицы (механи­ческие примеси и вода) скапливаются на стенке корпуса барабана и удаля­ются при очистке этого корпуса.

При двухступенчатой се­парации топлива в первом сепараторе обычно отделя­ются вода и основная масса шлама, а во втором проис­ходит тонкая отчистка топ­лива.

В процессе сепарирова­ния тяжелых топлив, осо­бенно мазутов, отделяется много шлама (2÷3 % и бо­лее), поэтому сепараторы часто загрязняются и их необходимо останавливать для очистки через каждые 1,5÷2 ч работы. Это связано с большими неудобствами и высо­кой трудоемкостью обслуживания в связи с использованием ручного труда. Поэтому в системах топливоподготовки приме­няются только самоочищающиеся сепараторы периодического или непрерывного действия. Для осуществления самораз­грузки в вертикальных стенках барабана такого сепаратора имеются разгрузочные щели, которые перекрываются запираю­щим поршнем.

Во время очистки сепаратора запирающий поршень отводят вниз, разгрузочные щели открываются, и скопившийся шлам под воздействием центробежных сил выбрасывается из бара­бана. Затем запирающий поршень возвращают в верхнее поло­жение. Дистанционное управление движением поршня осущест­вляется специальной гидравлической системой. Принцип очи­стки и осветления нефтепродуктов в саморазгружающих сепа­раторах такой же, как и в обычных центробежных тарельчатых сепараторах со сплошным барабаном.

Рис. 3.19. Схема работы центробежного сепаратора.

1 — канал отвода отсепарированных нефте­продуктов; 2 — регулировочная шайба; 3 — по­лость тарелкодержателей; 4 — водяная горло­вина; 5 — конические тарелки; 6 — корпус ба­рабана; 7 — механические примеси

На рис. 3.20 показана схема барабана самоочищающегося сепаратора типа МАРХ-207 «Де Лаваль» (слева — барабан за­крытый, а справа — открытый для очистки). Корпус 7 барабана сепаратора закреплен на вертикальном валу 17.

Рис. 3.20. Барабан самоочищающегося сепаратора МАРХ-207.

Подвижной поршень-затвор 4 служит днищем внутренней полости барабана. Пакет тарелок 16 барабана набран на тарелкодержателе 15.

При работе сепаратора в режиме пурификации грязное топ­ливо подается в барабан по трубе 8. Отсепарированная вода проходит между крышкой 13 и водяной горловиной 14 и через кольцевой зазор регулировочной шайбы 10 удаляется из бара­бана. Очищенное топливо, пройдя между тарелками, поднима­ется и поступает в камеру Б через кольцевую щель кольца центробежного уровня 12, откуда идет в напорный диск 11, который создает давление в выпускном топливном трубопро­воде 9.

В режиме кларификации топливо очищается аналогичным образом, только в барабане открыт один выход для очищенного топлива.

Открытие и закрытие окон 18 в стенках барабана осущест­вляется поршнем-затвором, управляемым распределительным краном путем подачи воды в соответствующие полости.

При работе сепаратора открыт доступ воды из напорного бака по трубе 20 через распределительное устройство 2 и от­верстие 3 к днищу корпуса барабана в полость А, находя­щуюся под подвижным поршнем-затвором. Напором воды пор­шень удерживается в этом положении и перекрывает окна барабана.

Когда необходимо произвести очистку барабана, прекра­щают подачу в него топлива (масла) и с помощью распреде­лительного крана направляют воду по трубе 21 через распре­делительное устройство по каналу 19 в камеру В. При этом под напором воды подвижное кольцо 5 отжимается вниз, откры­вая каналы 6 и пропуская воду, которая вытекает из полости А в канал В и через отверстия в подвижном кольце удаляются из барабана в емкость.

Поршень-затвор под давлением шлама в не опускается, открываются окна 18, и под воздействием центробежных сил происходит удаление грязи через шламосборник 1. После очистки барабана его вновь переводят в режим работы посредством подачи воды через распределительное устройство в полость А для подъема и удаления в верхнем положении поршня-затвора можно вновь подавать топливо (масло) с цель. очистки в режиме пурификации.

Пресс очистка барабана сепаратора длится 3÷6 с.

В табл. З.3 приведены характеристики центробежных сепа­раторов. Как видно из данных таблицы, с увеличением вяз­кости топлива производительность сепараторов снижается, что необходимо учитывать при комплектации топливных систем сепараторами.

Характеристики сепараторов зарубежных марок, применяемых на судах оте­чественного флота, даны в табл. 3.4.

При подборе сепараторов для топливных, масляных и гид­равлических систем СЭУ необходимо учитывать условия одно­ступенчатой (параллельной) очистки сепарируемой жидкости. В случае применения средне- или высоковязких топлив, тре­бующих в процессе очистки предварительной промывки водой с введением соответствующих присадок, должна быть приме­нена двухступенчатая очистка последовательно включенными сепараторами. Сепаратор первой ступени работает в режиме пурификации, сепаратор второй — в режиме кларификации.

Таблица 3.4

Характеристики сепараторов

Марка сепаратора (фирма, страна)	Q при 2° ВУ, м3/ч	N/Q, кВт/(м3/ч)	G/Q, кг∙10-3/(м3/ч)	Vг/Q, м3∙103/(м3/ч)	F/Q, м2/(м3ч)	V/Q, м3/(м3/ч)
CNS-66 («Титан», Дания)	3	1,23	0,33	1,10	0,25	0,32
CNS-70 »	5	1,47	0,29	1,80	0,17	0,27
CNS-80 »	8,4	1,10	0,14	—	0,18	0,36
CNS-150 »	18	1,20	0,18	—	0,12	0,27
SAOG-2016 («Вестфалия», Германия)	3	1,96	0,25	0,80	—	—
SAOG-3016 »	3,8	1,62	0,16	0,80	0,30	0,4
SAOG-4016 »	5	1,47	0,16	0,51	0,19	0,25
SAOG-5016 »	5,8	1,50	0,14	1	0,32	0,48
VIB-2900C («Альфа-Лаваль», Швеция)	10	0,60	0,11	0,98	0,03	—
HVB-310-00 »	11	0,80	0,13	1,10	0,16	0,68
МРХ-207-00 »	5	1,90	0,24	0,80	0,27	0,35
MP X-309-00 »	8	1,40	0,19	0,89	0,17	0,25
МАРХ-205Т-00 »	4,4	0,90	0,16	0,32	0,23	0,29
МАРХ-207-14 »	5,8	1	0,15	0,70	0,24	0,33
МАРХ-210Т-00 («Альфа-Лаваль», Швеция)	12,5	1,90	0,16	0,48	0,15	0,23
МАРХ-313Т-00 »	19	1	0,13	0,67	0,10	0,15
РХ-309-00 »	8	1,12	0,17	0,89	0,38	0,35
РХ-207-00 »	5	1,10	0,19	0,80	—	—
SI-252 («Мицубиси», Япония)	3	1,40	0,28	—	0,37	0,56
SOZ (Германия)	5	1,47	0,34	—	0,38	0,58
Примечание. N/Q — энергоемкость; G/Q — удельная масса; Vг/Q — удельная емкость грязевой камеры; F/Q — удельная площадь фундамента; V/Q — удельный объем сепаратора; G —масса сепаратора; V — объем сепаратора.

Таблица 3.3

Характеристики отечественных и лицензионных центробежных сепараторов

Характеристика	СЦ1,5/1-II	СЦ1,5-4	СЦ3/1-II	СЛ-1	СЛ-2	СЛ-3	СЛ-4	СЛ-5	СЛ-6
Номинальная производительность, м3/ч	2,0	2,5	3,0	2,5	4,5	5,5	9,5	12,0	17,5
Фактическая производительность, м3/ч:
дизельное топливо марки ДС (8 мм2/с; 20 °С)	2,0	2,5	3,0	2,5	4,5	5,5	9,5	12,0	17,5
моторное топливо марки ДТ (20 мм2/с; 65 °С)	—	—	—	1,4	2,5	3,0	5,3	6,7	9,8
моторное топливо марки ДМ и мазута экспортного	—	—	—	0,8	1,6	2,0	3,3	4,2	6,2
по МРТУ 42—63 (30 мм2/с; 85 °С)
мазут Ф5 (20 мм2/с; 80 °С)	—	—	—	1,4	2,5	3,0	5,3	6,6	9,7
мазут Ф12 (25 мм2/с; 85 °С)	—	—	—	1,1	2,0	2,4	4,2	5,3	7,7
мазут топочный марки М40 (38 мм2/с; 90 °С)	—	—	—	0,7	1,2	1,5	2,6	3,3	4,8
масло турбинное 46 (40 мм2/с; 55 °С)	1,1	1,2	1,4	1,2	2,4	2,9	5,0	6,2	9,1 8,1
масло дизельное ДП-11 (46 мм2/с; 65 °С)	0,9	—	1,3	1,1	2,0	2,5	4,4	5,5
Мощность электродвигателя, кВт	2,8—3,2	3,2	3,9—4,5	2,2	4,0	5,5	11,2	11,0	15,0
Масса, кг	269	225	390	270	432	829	1290	1200	1490
Габариты, мм:
длина	1087	1217	1140	905	1160	1705	2070	1470	1470
ширина	500	660	735	890	920	1015	1317	1230	1290
высота	840	840	980	1100	1225	1780	1520	1585	1690