В систему входят:
Насосы пресной воды центробежные типа KRZV-150/360 – две штуки, производительностью – 30м 3 /ч, при давлении – 0,3мПа;
Охладитель пресной воды типа 524.15112/3253 с поверхностью охлаждения 66,9 м 2 ;
Подогреватель типа 521.12089/625 с поверхностью нагрева 11,89 м 2 ;
Трубопроводы, арматура, цистерна расширительная;
Охлаждающая вода для цилиндров подводится в двигатель со стороны противоположной муфте, через главный распределительный коллектор. Поступая в блок цилиндров, вода поднимается вверх, обтекая цилиндровые втулки, и поступает в крышки цилиндров, а оттуда в сборный коллектор, расположенный выше головок блока цилиндров. Выше него расположены распределительный и сборный коллекторы для охлаждения клеток выпускных клапанов. Вода подводится и отводится от каждой клетки отдельно.
С целью предотвращения явления коррозии в цикле охлаждающей воды в охлаждающую пресную воду добавляется антикоррозионное средство. Рекомендуется «Ароста М» или ферроман 90 БФ,3*К-0 или Rokor NB.
Количество пресной воды в цикле составляет около 8,5 м 3 .
Система охлаждения забортной водой
В систему входят:
Насос забортной воды типа KRZV150/360 – две штуки, производительностью – 230 м 3 /ч, при давлении – 0,3 мПа;
Насосы забортной воды типа KRZIH200/315 – две штуки, производительностью - 400 м 3 /ч, при давлении – 0,33 мПа;
Насосы забортной воды охлаждения воздушных компрессоров типа WBJ32/I-200 – две штуки, производительностью – 5 м 3 /ч;
Кингстоны, трубопроводы, арматура, фильтры;
К системе подключены:
Охладители пресной воды ГД;
Охладители масла ГД;
Охладители пресной воды ВДГ;
Опреснительные установки;
Охлаждение подшипников валопровода;
Охладитель конденсата котельной установки;
Охладители наддувочного воздуха ГД;
Охладители воздушных компрессоров.
Система охлаждения рекуперативного типа, так как стоит цистерна забортной воды и можно регулировать температуру забортной воды.
Система пуска и управления
Запуск ГД осуществляется тремя воздушными баллонами для общего потребления. Запуск ГД также возможен баллоном пускового воздуха.
Один из двух воздушных компрессоров работает главным, а второй находится в резерве. С помощью работающего воздушного компрессора заполняются все баллоны сжатого воздуха. Управление воздушным компрессором осуществляется в зависимости от давления воздуха в баллонах автоматически при достижении предельных значений 2 -х позиционной регулировки. Дальнейшее снижение давления ниже предельного значения вызывает подключение резервного воздушного компрессора. Схема защиты в случае отсутствия давления смазочного масла и охлаждающей воды, а также при отклонениях от нормальных значений промежуточного давления в цилиндрах вызывает отключение компрессоров. В случае исчезновения питания в пустых воздушных баллонах возможно заполнение баллона воздуха ёмкостью 40 л ручным компрессором. Этим самым можно запустить один из ВДГ.
Пусковые клапана, установленные в крышках цилиндров, открываются пневматическим способом распределительными золотниками пускового распределительного золотника, приводимыми в действие пусковым кулачком распределительного вала, и закрываются усилием пружины.
Пост управления размещён на стороне дизеля, противоположной муфте. На посту управления, с помощью маховика, можно установить необходимую подачу топлива, наряду с возможностью установки подачи на регуляторе скорости.
Характерные неисправности двигателя.
Основными неисправностями являются повреждение антифрикционного сплава верхних вкладышей рамовых подшипников, закоксовывание соплового аппарата турбины.
Анализ показывает, что при работе двигателя рамовые шейки совершают поперечные колебания, как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях. При этом рамовые подшипники воспринимают весьма значительные нагрузки, которые приводят к разрушению антифрикционного слоя.
Эксплуатационные мероприятия, улучшающие гидродинамический режим смазки рамовых подшипников заключается в следующем: величины масляных зазоров при монтаже рамовых и мотылевых подшипников следует устанавливать по минимальным значениям зазоров, рекомендованными инструкциями завода-изготовителя. Это позволит снизить амплитуду поперечных колебаний рамовых шеек в подшипниках и динамические нагрузки на них. Давление смазочного масла (СМ) подшипников следует поддерживать у верхнего значения, рекомендованного инструкцией завода-изготовителя.
При эксплуатации газотурбонагнетателей (ГТН), установленных на двигателях 6 ЧН 42/48, наблюдаются следующие повреждения: задиры и риски в лопатках рабочего колеса компрессора (КМ), образование трещин в рабочем колесе КМ, закоксовывание соплового аппарата турбины, деформация лопаток рабочего колеса и направляющих лопаток соплового аппарата турбины.
Причиной этих повреждений может быть касание лопатками рабочего колеса турбины и направляющих лопаток соплового аппарата турбины, вследствие вибрации ротора при предельном износе его подшипников.
Для предотвращения вибрации деталей ГТН заменять подшипники ротора следует в сроки, рекомендованные заводом-изготовителем ГТН.
Также встречаются отказы топливной аппаратуры (ТА): у топливных насосов высокого давления (ТНВД)- заклинивание плунжерных пар, потеря плотности плунжерных пар и потеря плотности нагнетательного клапана; у форсунок - зависание иглы в корпусе, снижение качества распыла.
Основной причиной отказа ТА является коррозия поверхностей прецизионных деталей в результате некачественной топливоподготовки. Опыт эксплуатации показал, что там, где топливоподготовке уделяется серьезное внимание, случаи отказов ТА весьма редки даже при работе на тяжелых и сернистых сортах топлива.
Таким образом, можно сделать вывод, что для безаварийной работы двигателя необходимо соблюдать правила технической эксплуатации (ПТЭ) рекомендованные заводом-изготовителем.
Судовая электростанция.
Для обеспечения электроэнергией электропотребителей на судне установлены два дизель-генератора переменного тока, два валогенератора переменного тока, один аварийный дизель-генератор.
Характеристика валогенератора переменного тока:
Тип DGFSO 1421- 6
Мощность, кВт 1875
Напряжение, В 390
Частота вращения, мин -1 986
Род тока переменный
КПД при номинальной нагрузке, % 96
Приводным двигателем генератора переменного тока типа DGFSO 1421- 6является главный двигатель. Ротор генератора приводится во вращение через редуктор посредством отключающейся эластичной муфты. Генератор выполнен на лапах с двумя подшипниками скольжения, смонтированными в щитах. Смазкаподшипников осуществляется от коробок передач. Токосъемные кольца и генератор начального возбуждения расположены с противоположной стороны привода.
Генератор оснащен четырьмя электронагревательными элементами общей мощностью 600 Вт.
Для дистанционного замера температур в пазы генератора заложены шесть термосопротивлений. Три термосопротивления являются рабочими, остальные – запасными. По одному аналогичному термосопротивлению установлено в поток входящего и выходящего воздуха. Все термосопротивления подключены к логометру через переключатель. Для дистанционной сигнализации предельных температур генератор оснащен двумя термостатами, установленными в поток выходящего воздуха. Один из термостатов является резервным. Термостаты настроены на срабатывание при температуре 70° С.
Сигнализация о предельной температуре подшипников производится с помощью контактных термометров с непосредственным указателем температуры и контактом дистанционной сигнализации, который срабатывает при температуре 80° С. Для сигнализации о предельной температуре обмоток предусмотрены два специальных термостата.
Характеристика дизель-генератора:
Количество 2
Мощность номинальная, кВт 950
Напряжение, В 390
Частота вращения, с -1 (мин -1) 16,6 (1000)
Род тока переменный
Приводным двигателем генератора переменного тока типа S 450 LG является вспомогательный двигатель. Ротор генератора приводится во вращение через редуктор посредством отключающейся эластичной муфты. Генератор выполнен на лапах с двумя подшипниками скольжения, смонтированными в щитах. Смазкаподшипников осуществляется от коробок передач. Токосъемные кольца и генератор начального возбуждения расположены с противоположной стороны привода.
Генератор выполнен с самовентиляцией. Забор охлаждающего воздухапроизводится из машинного отделения через специальные фильтры. Выход воздухаиз генератора осуществляется в систему судовой вентиляции посредством патрубка.
Генератор рассчитан на длительную работу при несимметричной нагрузке до 25 % междулюбыми фазами. Несимметрия напряжения при этом не превышает 10 % номинального значения. Генератор, работающий в установившемся тепловом номинальном режиме, допускает следующие перегрузки по току: 10 %в течение одного часа при коэффициенте мощности 0,8; 25 % в течение 10 мин при коэффициенте мощности 0,7; 50 % в течение 5 мин при коэффициенте мощности 0,6.
Система самовозбуждения и АРН генератора типа 2А201 выполнена по принципу токового компаундирования с применением полупроводникового регулятора напряжения. Для надежного самовозбуждения в схему введен генератор начального возбуждения.
Элементы системы самовозбуждения и АРН расположены на генераторе в специальном съемном шкафу. Система АРН обеспечивает постоянство напряжения на зажимах генератора с погрешностью, не превышающей ±2,5 % при коэффициенте мощности от 0,6 до 1. При набросе на генератор 100 % нагрузки или сброса нагрузки, соответствующей 50 % номинального тока, при коэффициенте мощности, равном 0,4 %, мгновенное изменение напряжения не превышает 20 % номинального значения и восстанавливается с погрешностью не более ±2,5 % за 1,5 с.
Защита дизель-генераторов от токов короткого замыкания производится максимальными расцепителями селективных автоматов (номинальный ток автомата – 750 А, максимального расцепителя – 375 А, время срабатывания – 0,38 с, ток срабатывания – 750 А). Защита валогенератора переменного тока выполнена автоматическим выключателем (номинальный ток автомата – 1500 А, номинальный ток максимального расцепителя – 125 А, время срабатывания – 0,38 с, ток срабатывания – 2500 А). Минимальная защита генераторов осуществляется реле минимальной защиты.
Защита дизель-генераторов от перегрузок выполнена в две ступени. При 95 %-ной нагрузке генератора срабатывает соответственно реле перегрузки первой ступени с выдержкой времени 1 с и включает световую и звуковую сигнализацию. Если нагрузка на дизель-генераторе продолжает увеличиваться и достигнет 105 %, срабатывает другое реле перегрузки второй ступени с выдержкой времени 2,5 с, включается дополнительная световая сигнализация и одновременно подается питание на отключение следующих потребителей: грелки, грузовые устройства, холодильная установка, вентиляция, РМУ, рыбцех, камбузное оборудование и некоторые другие неответственные потребители. При достижении нагрузки 110 % генераторы отключаются от сети.
Защита валогенератора выполнена в три очереди.
Защита фидеров от тока короткого замыкания обеспечивается автоматическими выключателями серии АЗ-100 и АК-50.
На судне предусмотрена электроэнергетическая установка трехфазного тока напряжением 380 В, частотой 50 Гц. Для питания потребителей с параметрами, отличающимися от параметров судовой электростанции, предусмотрены соответствующие преобразователи и трансформаторы.
Для приводов электрифицированных механизмов установлены асинхронные короткозамкнутые электродвигатели трехфазного переменного тока с пуском от магнитных станций или магнитных пускателей.
Все электрооборудование, установленное на открытых палубах и рыбообрабатывающих цехах, имеет водозащищенное исполнение. Электрооборудование, установленное в специальных выгородках и шкафах, имеет защищенное исполнение. Для привода механизмов рыбцеха применены электродвигатели серии АОМ.
На судне предусмотрены следующие виды освещения: основное освещение, прожекторы и плотиковые огни – 220 В; аварийное освещение (от аккумуляторных батарей) – 24 В; переносное освещение – 12 В; сигналъно-отличительные огни – 24В.
Эти теплообменные аппараты предназначены для охлаждения нагретых жидкостей и газов (питьевой воды, смазочного масла, наружного воздуха и т. д.). Особенно важное значение для нормальной работы судовой энергетической установки имеют маслоохладители, предназначенные для охлаждения масла, нагретого в процессе смазки главного двигателя, вспомогательных механизмов и отдельных узлов валопровода.
На рис. 32 показана конструкция трубчатого маслоохладителя, наиболее распространенного на морских судах. Маслоохладитель состоит из стального цилиндрического корпуса 5, верхней и нижней крышек 1, двух трубных досок 2, диафрагм 10, охлаждающих трубок 4 и стяжных стержней 12. С обоих концов к корпусу приварены фланцы, к которым при помощи шпилек прикреплены крышки. В трубных досках развальцованы латунные трубки 4, по которым протекает охлаждающая забортная вода. Для возможности теплового расширения трубок нижняя «трубная доска выполнена подвижной, вместе с днищем 1 она может перемещаться в сальнике 13, Масло, подлежащее охлаждению, поступает в корпус маслоохладителя через верхний патрубок 6 и омывает трубки снаружи. Для лучшего омывания трубок маслом внутри корпуса установлены диафрагмы 10, которые заставляют поток масла несколько раз менять направление. Охлажденное менее вязкое, масло для смазки подшипников валопровода и турбин отводится через средний патрубок 11, а более вязкое масло для смазки редуктора - через нижний патрубок 3.
Рис. 32. Маслоохладитель.
В полости верхней крышки имеется перегородка, поэтому охлаждающая вода, поступив в приемный патрубок 8 верхней крышки, по трубе 9 опускается вниз, а затем поднимается вверх по охлаждающим трубкам и отводится за борт через патрубок 7 верхней крышки.
Для контроля давления и температуры масла маслоохладитель снабжен приборами и арматурой.
Современные суда оборудуют установками для кондиционирования воздуха, в состав которых входят воздухоохладители. По принципу действия воздухоохладитель аналогичен маслоохладителю. В стальной сварной корпус, обычно прямоугольного сечения, вставляют трубные доски с ввальцованными в них трубками, имеющими ребра по наружной поверхности для увеличения поверхности охлаждения. К корпусу с обеих сторон крепят крышки. Охлаждающая вода или другая жидкость (например, рассол) протекает по трубкам, а воздух поступает внутрь корпуса охладителя и после охлаждения направляется в помещение, подлежащее охлаждению. В холодное время года воздухоохладитель может работать как воздухонагреватель, если пропускать через трубки не холодную, а горячую воду.
Кроме указанных, имеются охладители и других конструкций: маслоохладители с телескопическими трубками, водоохладители и воздухоохладители с трубками, выполненными в виде змеевиков.
СУДОВ
Глава 11 ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ОБРАБОТКИ
РЫБЫ ХОЛОДОМ
11.1 Оборудование для охлаждения рыбы перед замораживанием
Оборудованием для охлаждения рыбы служат баки, ванны, чаны, механизированные установки и системы предварительного охлаждения. Системой предварительного охлаждения называют совокупность аппаратов и трубопроводов.
Баки и ванны применяют для охлаждения и хранения рыбы, пересыпая ее мелкодробленым или чешуйчатым льдом; в брезентовых чанах охлаждают рыбу в морской воде, добавляя к ней лед.
В качестве емкости может быть также использован трюм судна, в который укладывают рыбу, послойно пересыпанную льдом.
Расход льда (в кг) на охлаждение рыбы определяют по формуле:
где М - масса охлаждаемой рыбы, кг;
с - теплоемкость рыбы, кДж/(кг-К);
tн. tк-начальная и конечная температура рыбы, С С;
334,88 - теплота плавления водного льда, кДж/кг.
Система предварительного охлаждения рыбы морской водой, охлажденной рассольными батареями, представлена на рисунке 11.1. Процесс охлаждения ускоряют, добавляя чешуйчатый лед. Оборудование системы состоит из цистерн-охладителей общей емкостью 10 т морской воды с рассольными батареями, циркуляционных насосов, трубопроводов, цистерны загрязненной воды и льдогенераторов.
В цистерны с водой, охлажденной до температуры -1°С, загружают пересыпанную льдом рыбу. Продолжительность охлаждения в цистерне составляет 1,5 - % ч, В этих же цистернах рыбу можно хранить в течение 5-б ч. Выгружают рыбу из цистерн специальным элеватором.
В системе предварительного охлаждения рыбы, приведенной на рисунке 11.2 предусмотрено наличие специального водоохладителя.
В систему включен приемный бункер, льдогенератор, цистерны-охладители, цистерны-аккумуляторы (стокеры), транспортер, водоохладители и циркуляционные насосы.
Рисунок 11.1 - Система предварительного охлаждения рыбы морской водой,
охлажденной рассольными батареями, смонтированными в ваннах-цистернах.
Рисунок 11.2 - Система предварительного охлаждения рыбы морской водой,
предварительно охлажденной в водоохладителе:
1 - охладители; 2 - отделитель рыбы от воды; 3 - отстойный фильтр; 4 - льдогенератор;
5 - бункер емкостью 20 т; 6 – транспортер; 7 - трубопровод сжатого воздуха;
8 - бункеры емкостью 9 - стокеры; 10 - насосы.
Выловленную рыбу без предварительной сортировки выгружают из трала в приемный бункер через люк, расположенный на приемной палубе. Одновременно рыба пересыпается чешуйчатым льдом, поступающим из льдогенератора, установленного над бункером. Приемный бункер выполнен с наклонным дном и двумя люками для выгрузки рыбы.
Выгруженную из бункера рыбу подвергают первой грубой сортировке, после чего передвижным транспортером подают в цистерну-охладитель или цистерну-аккумулятор, где она охлаждается или хранится в охлажденной до -1°С морской воде. Каждая цистерна, вмещающая 9 т рыбы и 9 м 3 воды, имеет индивидуальный водоохладитель, центробежный насос, систему трубопроводов и пневматических клапанов.
Водоохладитель выполнен в виде закрытого бака емкостью 4 м 3 , в котором размещена гладкотрубная батарея непосредственного кипения аммиака.
Управление работой стокеров осуществляется с центрального пульта управления.
Перед загрузкой рыбы в систему цистерну-охладитель заполняют морской водой, температура которой в результате циркуляции по схеме цистерна-охладитель - насос - водоохладитель - цистерна-охладитель понижается до -1 о С.
Затем загружают рыбу, а циркуляция воды продолжается по той же схеме. Перед выгрузкой рыбы система пневматических клапанов переключается таким образом, чтобы насос забирал воду из водоохладителя и нагнетал в цистерну-охладитель рыбы, а рыба вместе с водой поступает в водоотделитель (общий для четырех цистерн-охладителей-аккумуляторов).
Вода из водоотделителя стекает в отстойник, а затем в водоохладитель. Охлажденная рыба поступает на транспортер второй сортировки и направляется на дальнейшую обработку.
Конвейерная система охлаждения (рисунок 11.3) состоит из пластинчатого конвейера 6, циркуляционного насоса 1, водоохладителя 3 и водяных трубопроводов 4. Рыба поступает на пластинчатый транспортер, который проходит через закрытый бункер 7, заполненный охлажденной морской водой. Морская вода циркулирует по схеме: закрытый бункер 7 -насос 1- водоохладитель 3 - закрытый бункер. Изменение скорости движения конвейера позволяет охлаждать рыбу различных размеров. Рыба в охладитель поступает через загрузочное устройство 5, охлажденная рыба отводится через разгрузочное устройство 2. Конвейерная система проста в эксплуатации и эффективна. Система предварительного охлаждения рыбы на транспортере путем орошения ее морской охлажденной водой показана на рисунке 11.4.
Оросительный рыбоохладитель представляет собой, сетчатый многоярусный транспортер, при движении которого сверху вниз рыба охлаждается морской водой или хладоносителем.
Система охлаждения обеспечивает отвод тепла от различных механизмов, устройств, приборов и рабочих сред в теплообменных аппаратах. В судовых энергетических установках распространены системы водяного охлаждения из-за целого ряда преимуществ. К ним относится и высокая эффективность (теплопроводность воды в 20 - 25 раз выше чем, у воздуха), меньшее влияние внешней среды, более надежный пуск, возможность использования отводимого тепла.
В дизельных установках система охлаждения служит для охлаждения рабочих цилиндров главных и вспомогательных двигателей, газовыпускного коллектора, наддувочного воздуха, масла циркуляционной смазочной системы и воздухоохладителей компрессоров пускового воздуха.
Система охлаждения в паротурбинных установках предназначена для отвода тепла от конденсаторов, маслоохладителей и других теплообменных аппаратов.
Система охлаждения газотурбинных установок используется для промежуточного охлаждения воздуха при многоступенчатом сжатии, охлаждения маслоохладителей, деталей газовых турбин.
Кроме того, в установках любого типа система служит для охлаждения опорных и упорных подшипников валопровода, для прокачки дейдвудных труб, используется в качестве резерва противопожарной системы. В качестве рабочего тела судовые системы охлаждения применяют забортную и пресную воду, масло и воздух. Выбор теплоносителя зависит от температур теплоотвода, конструктивных особенностей и размеров охлаждающих узлов и аппаратов. Самое широкое применение в качестве теплоносителя находит пресная и забортная вода. Масло применяется в системах охлаждения довольно редко, например, для охлаждения поршней двигателей внутреннего сгорания. Это объясняется его существенными недостатками по сравнению с водой (высокой стоимостью, малой теплоемкостью). В то же время масло как охлаждающая жидкость обладает ценными свойствами, высокой температурой кипения при атмосферном давлении, низкой температурой застывания, малой коррозионной активностью.
Воздух в качестве охлаждающей среды используется в газотурбинных установках. Для охлаждения деталей ГТУ воздух требуемого давления отбирается из напорных трубопроводов компрессоров.
Системы охлаждения разделяются на проточные и циркуляционные. В проточных системах охлаждающее рабочее тело на выходе из системы выбрасывается.
В циркуляционных системах охлаждения по замкнутому контуру многократно проходит постоянное количество охлаждающего вещества, а тепло от него отводится охлаждающему рабочему телу проточной системы. В этом случае в охлаждении принимают участие два потока, а системы носят название двухконтурных.
В качестве циркуляционных насосов пресной и забортной воды используются центробежные насосы.
Системы охлаждения дизельных энергетических установок почти всегда двухконтурные: двигатели охлаждаются пресной водой замкнутого контура, которая, в свою очередь, охлаждается забортной водой в специальном холодильнике. В случае охлаждения двигателя проточной системой к нему будет подводиться холодная забортная вода, температура нагрева которой не должна быть выше 50 - 55°С. При этих температурах из воды могут выделяться растворенные в ней соли. В результате отложения солей затрудняется передача теплоты от двигателя воде. Кроме того, охлаждение деталей двигателя холодной водой приводит к повышенным тепловым напряжениям и снижению экономичности дизеля. Применяемые в ДЭУ замкнутые системы охлаждения позволяют иметь чистые полости охлаждения и легко поддерживать наивыгоднейшую температуру охлаждения воды, регулируя ее в соответствии с режимом работы двигателя.
Каждое машинное отделение согласно требованиям морского Регистра судоходства должно иметь не менее двух кингстонных ящиков, обеспечивающих прием забортной воды в любых условиях эксплуатации.
Приемные кингстоны забортной воды рекомендуется размещать в носовой части машинных отделений, как можно дальше от гребных винтов. Это делается для уменьшения вероятности попадания воздуха в приемные трубопроводы забортной воды при работе винта на заднем ходу.
Расчетная температура забортной воды для судов неограниченного района плавания составляет 32°С, а для ледоколов 10°С. Наибольшее количество теплоты отводится забортной водой в системе охлаждения ПТУ, которое составляет 55 - 65% всей выделенной при сгорании топлива. В этих установках теплота, в основном отводится при конденсации пара в главных конденсаторах.
Режим охлаждения дизелей определяется разностью температур пресной воды на входе в двигатель и на выходе из него. В главных малооборотных двигателях температура на входе в двигатель находится на уровне 55°С, а на выходе 60 - 70°С. В главных среднеоборотных и вспомогательных дизелях эта температура составляет 80 - 90°С. Ниже этих значений температуру не опускают из соображений увеличения термических напряжений и снижения эффективности рабочего процесса, а повышение температур охлаждения, несмотря на улучшение показателей работы дизеля, заметно усложняет сам двигатель, систему охлаждения и эксплуатацию.
Давление воды внутреннего контура охлаждения дизелей должно быть несколько выше давления забортной воды, чтобы исключить попадание забортной воды в пресную в случае течи в трубах охладителя.
На рис. 25 дана принципиальная схема даухконтурной системы охлаждения ДЭУ. Втулки рабочих цилиндров 21 и крышки 20 охлаждаются пресной водой, которая подается циркуляционным насосом 11 через водоохладитель 8. Нагретая в двигателе вода подается по трубопроводу 14 к насосу 77.
Из наиболее высокой точки этого контура отходит труба 7 к расширительной цистерне 5, сообщенной с атмосферой. Расширительная цистерна служит для пополнения водой циркуляционной системы охлаждения и отвода воздуха из нее. Кроме того, из бачка 6 в расширительную цистерну при необходимости может подводиться реактив, снижающий коррозионные свойства воды. Регулирование температуры пресной воды, поступающей к двигателю, производится автоматически термостатом 9, который перепускает большее или меньшее количество воды помимо холодильника. Температура пресной воды, выходящей из двигателя, поддерживается термостатом на уровне 60...70°С для малооборотных дизелей и 8О...9О°С для средне- и высокооборотных. Параллельно основному циркуляционному насосу пресной воды 11 подключен резервный насос 10 такого же типа.
Забортная вода принимается центробежным насосом 17 через бортовой или донный кингстоны 7, через фильтры 19, которые производят частичную очистку охладителей воды от ила, песка и грязи. Параллельно основному насосу забортной воды 77 в системе предусмотрен резервный насос 18. После насоса забортная вода подается на прокачку маслоохладителя 12, охладителя пресной воды 8.
Кроме того, часть воды по трубопроводу 16 направляется для охлаждения наддувочного воздуха двигателя, воздушных компрессоров, подшипников валопровода и на другие нужды. Если предусматривается охлаждение поршней главного дизеля пресной водой или маслом, то, кроме перечисленного, забортная вода охлаждает и теплоотводящую среду поршней.
Рис. 25.
Магистраль забортной воды у маслоохладителя 12 имеет обводной (байпасный) трубопровод 13 с термостатом 75 для поддержания определенной температуры смазочного масла перепуском забортной воды помимо холодильника.
Нагретая вода после водоохладителя 8 отводится за борт через отливной клапан 4. В случаях слишком низкой температуры забортной воды и попадания ледовой шуги в кингстоны система предусматривает повышение температуры забортной воды в приемном трубопроводе за счет рециркуляции нагретой воды по трубе 2. Количество возвращаемой в систему воды регулируется клапаном 3.
Система охлаждения
предназначена для отвода тепла от деталей двигателя, подверженных нагреву горячими газами и для поддержания допустимых температур, определяемых жаропрочностью материалов, термостабильностью масла и оптимальными условиями протекания рабочего процесса. В зависимости от конструкции ДВС количество тепла, отводимого в охлаждающую жидкость, составляет 15—35 % тепла, выделяемого при сгорании топлива в цилиндрах.
В качестве охлаждающей жидкости используется пресная и забортная вода, масло и дизельное топливо.
Для судовых ДВС используются проточная и замкнутая системы охлаждения. При проточной системе
охлаждение двигателя осуществляется забортной водой, прокачиваемой насосом. Система забортной воды включает следующие основные элементы: кингстонные ящики с кингстонами, фильтры, насосы, трубопроводы, арматуру и приборы управления, сигнализации и контроля. Согласно Правилам Регистра СССР система должна иметь один днищевой и один—два бортовых кингстона. Система забортной воды может иметь два насоса, один из которых является резервным одновременно для пресной и забортной воды. Аварийное охлаждение двигателей может обеспечиваться от насосов холодильной установки или пожарной системы судна.
Проточная система охлаждения проста по конструкции, требует небольшого количества насосов, но двигатель охлаждается относительно холодной забортной водой (не более 50—55 С). Выше температуру поддерживать нельзя, так как уже при 45 С начинается интенсивное отложение солей на поверхности охлаждения. Кроме того, все полости системы, в которых протекает охлаждающая забортная вода, сильно загрязняются шламом. Отложения солей и шлама значительно ухудшают теплопередачу и нарушают нормальное охлаждение двигателя. Омываемые поверхности подвергаются значительной коррозии.
Современные судовые ДВС имеют, как правило, замкнутую (двухконтурную) систему
охлаждения, при которой в двигателе циркулирует пресная забортная вода, охлаждаемая в специальных водяных холодильниках. Водяные холодильники прокачиваются забортной водой.
Одним из основных преимуществ этой системы является возможность поддержания охлаждаемых полостей в более чистом состоянии, так как система заполнена пресной или специально очищенной водой. Это в свою очередь позволяет легко поддерживать наивыгоднейшую температуру охлаждающей воды в зависимости от режима работы двигателя. Температура пресной воды, выходящей из двигателя, поддерживается следующая: для тихоходных ДВС 65—70 С, для быстроходных — 80—90 С. Замкнутая система охлаждения является более сложной, чем проточная и требует повышенного расхода энергии на работу насосов.
Для защиты поверхностей втулок и блоков со стороны охлаждения от коррозионно-кавитационного разрушения и образования накипи применяют антикоррозионные эмульсионные масла ВНИИНП—117/119, «Шелл Дромус ойл В» и другие. Эти масла имеют практически одинаковые физико-химические свойства и методику применения. Они нетоксичны и хранятся в металлической таре при температуре не ниже минус 30 С.
Антикоррозионные масла образуют с пресной водой стойкую непрозрачную эмульсию молочного цвета. Стойкость эмульсии зависит и от жесткости воды. Тонкая пленка антикоррозионного масла, покрывая поверхность охлаждения ДВС, предохраняет ее от коррозии, кавитационного разрушения и отложения накипи. Для сохранения этой пленки на поверхности охлаждения двигателя необходимо постоянно поддерживать рабочую концентрацию масла в охлаждающей воде около 0,5 % и применять воду определенного качества.
Антикоррозионные эмульсионные масла широко применяются в системах охлаждения ДВС, применяемых на промысловых судах. Методы обработки охлаждающей пресной воды приводятся в инструкциях по эксплуатации двигателей.
В системах охлаждения используются центробежные насосы с электроприводом. Иногда встречаются поршневые насосы, которые приводятся в действие от самого ДВС. Насосы охлаждения создают давление 0,1—0,3 МПа. Охлаждение современных среднеоборотных ДВС осуществляется в основном при помощи навешенных центробежных насосов забортной и пресной воды.
Принципиальная схема замкнутой системы охлаждения двигателя приведена на рисунке:
Замкнутый внутренний контур служит для охлаждения двигателя, а проточный внешний — для охлаждения холодильников пресной воды и масла.
Циркуляция воды по замкнутому контуру осуществляется при помощи центробежного насоса 8
, подающего воду в нагнетательный трубопровод 10
, из которого по отдельным патрубкам она подводится к нижней части блока двигателя для охлаждения каждого цилиндра. Из верхней части блока по переливным патрубкам вода поступает в крышки цилиндров, а из них по отводящему трубопроводу направляется в водяной холодильник 4
и далее во всасывающий трубопровод насоса 8
. В системе охлаждения ДВС имеется терморегулятор 3
с термобаллоном 2
, который автоматически поддерживает необходимую температуру воды за счет перепуска части ее мимо водяного холодильника 4
. Первоначальное заполнение водой внутреннего контура производится через расширительный бак 1
. Туда же направляется паровоздушная смесь из отводящего трубопровода двигателя.
Подача воды во внешний контур осуществляется автономным центробежным электронасосом 7
, который забирает воду из кингстона через спаренный сетчатый фильтр 9
с запорными клапанами и подает ее последовательно к масляному 5
и водяному 4
холодильникам. Из водяного холодильника вода сливается за борт. Перед масляным холодильником установлен терморегулятор 6
, который в зависимости от температуры масла регулирует количество воды, проходящее через холодильник.Температура и давление воды в системе охлаждения контролируется приборами местного и дистанционного контроля и системой аварийно-предупредительной сигнализации.