![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •Судовые энергетические установки и их эксплуатация
- •1 Вводная часть 5
- •2 Общее устройство и принцип действия дизелей 23
- •3 Основы теории дизелей 61
- •4 Устройство котельных установок 61
- •5 Согласовать 106
- •6 Техническая эксплуатация сэу 106
- •Список иллюстраций.
- •1Вводная часть
- •1.1Обзор мирового судостроения
- •1.2Типы главных сэу
- •1.2.1Дизельные установки
- •1.2.2Газотурбинные двигатели
- •1.2.3Паровые машины
- •1.2.3.1Классификация паровых машин
- •1.2.3.2Вакуумные машины
- •1.2.3.3Паровые машины высокого давления
- •1.2.3.4Паровые машины двойного действия
- •1.2.3.5Парораспределение.
- •1.2.3.6Прямоточные паровые машины
- •1.2.4Паротурбинные установки
- •1.2.5Комбинированные установки
- •1.2.6Атомные судовые установки
- •1.2.7Реверсирование в главных сэу
- •2Общее устройство и принцип действия дизелей
- •2.1Классификация дизелей
- •2.2Принцип работы и общее устройство двух- и четырехтактных дизелей
- •2.2.1Четырехтактные дизеля
- •2.2.2Двухтактные дизеля.
- •2.2.3Сравнение двух- и четырехтактных дизелей.
- •2.3Детали остова
- •2.3.1Фундаментная рама.
- •2.3.2Рамовые подшипники.
- •2.3.3Станины.
- •2.3.4Втулки цилиндров.
- •2.3.5Крышки цилиндров.
- •2.4Детали движения
- •2.4.1Поршни
- •2.4.2Поршневые кольца и пальцы.
- •2.4.3Шатуны
- •2.4.4Коленчатые валы
- •2.4.5Маховики
- •2.5Механизмы газораспределения и агрегаты наддува
- •2.5.1Клапаны и их приводы
- •2.5.2Распределительные валы
- •2.5.3Газообмен в двухтактных дизелях
- •2.5.4Наддув
- •4.1.2Основные разновидности котлов
- •4.1.3Классификация и конструктивные особенности топочных устройств
- •4.1.4Топочные устройства
- •4.1.5Показатели качества воды. Накипеобразование на поверхностях нагрева
- •4.1.6Обработка питательной воды
- •4.1.7Обработка котловой воды
- •4.1.8Коррозия в судовых котлах
- •4.1.9Причины изменения технического состояния элементов котла
- •4.1.10Разрушения кирпичной кладки и металла элементов котла
- •Кратковременном до 700 с (а), длительном до 600 - 620 с (б) жаровой трубы под слоем отложений шлама с водяной стороны (в).
- •(Стрелками показаны места непроваров).
- •4.1.11Приложения к Руководству по техническому наблюдению за судами в эксплуатации. Инструкция по техническому наблюдению за ремонтом котлов, теплообменных аппаратов и сосудов под давлением.
- •4.1.11.1Общие положения
- •4.1.11.2Техническая документация
- •4.1.11.3Материалы
- •4.1.11.4Сварка
- •4.1.11.5Характерные повреждения элементов котлов, теплообменных аппаратов и сосудов под давлением, методы их обнаружения и устранения
- •5.1.5 Топочные устройства.
- •4.1.11.6Гидравлические испытания
- •4.1.11.7Паровая проба котла
- •4.1.11.8Возможность допуска к эксплуатации котлов, теплообменных аппаратов и сосудов под давлением при сниженных параметрах
1.2.3Паровые машины
На речном флоте до 50-х годов 20-го века в качестве главных двигателей применялись в основном паросиловые установки с поршневыми машинами. В то время и на морских судах было достаточно много поршневых машин. Обычно это были горизонтальные или вертикальные двухцилиндровые или трёхцилиндровые машины мощностью до 5000 л.с. Сейчас судов с такими машинами осталось очень мало.
1.2.3.1Классификация паровых машин
Паровые машины разделяются:
по назначению
стационарные
нестационарные (передвижные и транспортные)
по используемому пару
низкого давления (до 12 кг/см²)
среднего давления (до 60 кг/см²)
высокого давления (свыше 60 кг/см²)
по числу оборотов вала
тихоходные (до 50 об/мин, как на колёсных пароходах)
быстроходные
по давлению выпускаемого пара
на конденсационные (давление в конденсаторе 0,1—0,2 ата)
выхлопные (с давлением 1,1—1,2 ата)
теплофикационные с отбором пара на нагревательные цели или для паровых турбин давлением от 1,2 ата до 60 ата в зависимости от назначения отбора (отопление, регенерация, технологические процессы, срабатывание высоких перепадов в предвключённых паровых турбинах).
по расположению цилиндров
горизонтальные
наклонные
вертикальные
по числу цилиндров
одноцилиндровые
многоцилиндровые
сдвоенные, строенные и т. д., в которых каждый цилиндр питается свежим паром
паровые машины многократного расширения, в которых пар последовательно расширяется в 2, 3, 4 цилиндрах возрастающего объёма, переходя из цилиндра в цилиндр через т. н. ресиверы (коллекторы).
По типу передаточного механизма паровые машины многократного расширения делятся на тандем-машины и компаунд-машины. Особую группу составляют прямоточные паровые машины, в которых выпуск пара из полости цилиндра осуществляется кромкой поршня.
1.2.3.2Вакуумные машины
Ранние паровые машины назывались вначале "огневыми машинами", а также "атмосферными" или "конденсирующими" двигателями Уатта. Они работали на вакуумном принципе и поэтому известны также как "вакуумные двигатели". Такие машины работали для привода поршневых насосов, во всяком случае, нет никаких свидетельств о том, что они использовались в иных целях. При работе паровой машины вакуумного типа в начале такта пар низкого давления впускается в рабочую камеру или цилиндр. Впускной клапан после этого закрывается, и пар охлаждается, конденсируясь. В двигателе Ньюкомена охлаждающая вода распыляется непосредственно в цилиндр, и конденсат сбегает в сборник конденсата. Таким образом создаётся вакуум в цилиндре. Атмосферное давление в верхней части цилиндра давит на поршень, и вызывает его перемещение вниз, то есть рабочий ход.
Постоянное охлаждение и повторное нагревание рабочего цилиндра машины было очень расточительным и неэффективным, тем не менее, эти паровые машины позволяли откачивать воду с большей глубины, чем это было возможно до их появления. В 1774 году появилась версия паровой машины, созданная Уаттом в сотрудничестве с Мэттью Боултоном, основным нововведением которой стало вынесение процесса конденсации в специальную отдельную камеру (конденсатор). Эта камера помещалась в ванну с холодной водой, и соединялась с цилиндром трубкой, перекрывающейся клапаном. К конденсационной камере была присоединена специальная небольшая вакуумная помпа (прообраз конденсатного насоса),приводимая в движение коромыслом и служащая для удаления конденсата из конденсатора. Образовавшаяся горячая вода подавалась специальным насосом (прообразом питательного насоса) обратно в котёл. Еще одним радикальным нововведением стало закрытие верхнего конца рабочего цилиндра, в верхней части которого теперь находился пар низкого давления. Этот же пар присутствовал в двойной рубашке цилиндра, поддерживая его постоянную температуру. Во время движения поршня вверх этот пар по специальным трубкам передавался в нижнюю часть цилиндра, для того, чтобы подвергнуться конденсации во время следующего такта. Машина, по сути, перестала быть "атмосферной", и ее мощность теперь зависела от разницы давлений между паром низкого давления и тем вакуумом, который удавалось получить. В паровой машине Ньюкомена смазка поршня осуществлялась небольшим количеством налитой на него сверху воды, в машине Уатта это стало невозможным, поскольку в верхней части цилиндра теперь находился пар, пришлось перейти на смазку смесью тавота и нефти. Такая же смазка использовалась в сальнике штока цилиндра.
Вакуумные паровые машины, несмотря на очевидные ограничение их эффективности, были относительно безопасны, использовали пар низкого давления, что вполне соответствовало общему невысокому уровню котельных технологий XVIII века. Мощность машины ограничивалась низким давлением пара, размерами цилиндра, скоростью сгорания топлива и испарения воды в котле, а также размерами конденсатора. Максимальный теоретический КПД был ограничен относительно малой разницей температур по обе стороны поршня; это делало вакуумные машины, предназначенные для промышленного использования, слишком большими и дорогими.
Приблизительно в 1811 году Ричарду Тревитнику потребовалось усовершенствовать машину Уатта, для того чтобы приспособить ее к новым котлам Корниша. Давление пара над поршнем достигло 275 кПа (2,8 атмосферы), и именно оно давало основную мощность для совершения рабочего хода; кроме того, был существенно усовершенствован конденсатор. Такие машины получили название машин Корниша, и строились вплоть до 1890-х годов. Множество старых машин Уатта было реконструировано до этого уровня. Некоторые машины Корниша имели весьма большой размер.