Управление техническим использованием энергетической установки БАТМ пр.1288

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по рыболовству

Балтийская государственная академия рыбопромыслового флота

Судомеханический факультет

Кафедра: Судовые энергетические установки

по: 180403.65 "Эксплуатация судовых энергетических установок"

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

на тему: "Управление техническим использованием энергетической установки БАТМ пр.1288"

Разработал студент Я.А. Павлов

Калининград

2015



Содержание

Список принятых сокращений

Введение

1. Тактико-технические характеристики судна

2. Анализ условий эксплуатации судна

3. Технические характеристики оборудования, не входящего в состав СЭУ

4. Состав и тактико-технические данные СЭУ

5. Анализ режимов нагружения элементов СЭУ

5.1 Анализ нагружения главного двигателя

5.2 Анализ нагружения СЭС

6. Анализ топливоиспользования

6.1 Марки топлив, применяемых для энергоагрегатов СЭУ

6.2 Анализ расхода топлива

6.3 Обработка вязкого топлива

6.4 Обработка маловязкого топлива

7. Анализ маслоиспользования

7.1 Марки масел, применяемых для оборудования СЭУ

7.2 Анализ расхода масла

7.3 Очистка масел

7.4 Контроль за качеством масел

8. Анализ водоиспользования

8.1 Эксплуатационные режимы системы охлаждения пресной водой

8.2 Подготовка охлаждающей пресной воды

8.3 Контроль качества пресной воды

9. Информация о надежности оборудования и систем СЭУ

9.1 Безотказность, долговечность и ремонтопригодность

9.2 Информация об отказах

10. Ремонтно-эксплутационные циклы СЭУ

11. Техническое использование ГД

12. Расчетно-теоретический анализ влияния нагаров на теплонапряженность деталей ЦПГ двигателя 6 ЧН 40/46

Заключение

Список использованных источников



Список принятых сокращений

ВГ - валогенератор.

ГД - главный двигатель.

МДК - машинно-движительный комплекс.

СЭС - судовая электростанция.

СЭУ - судовая энергетическая установка.

ТНВД - топливный насос высокого давления.

ЦПГ - цилиндро-поршневая группа.

ЦПУ - центральный пост управления.



Введение

Целью настоящей дипломной работы является оценка организации технического использования СЭУ БАТМ пр.1288, для чего необходимо выполнить анализ условий эксплуатации элементов судовой энергетической установки.

Для решения данной задачи необходимо:

· произвести анализ технического использования судна;

· произвести анализ режимов нагружения элементов СЭУ;

· дать оценку эффективности топливо- и маслоиспользования;

· проанализировать изменение показателей качества смазочного масла и охлаждающей воды в течение рейса;

· произвести анализ результатов теплотехнического контроля главных двигателей.

В связи с значительным влиянием уровня нагарообразований на деталях ЦПГ на теплонапряженность поставлена задача, на базе расчетно-теоретического метода установить количественное значение изменения температуры поршня и цилиндровой втулки в процессе нагароотложений.



1. Тактико-технические характеристики судна

Имя - ,,Павел Батов”

Владелец - АО "Атлантрыбфлот"

Флаг - Россия

Позывной - UATY

Номер ИМО - 8721090

Год постройки - 1986

Класс судна - КМ Л2 А2

Тип судна - Рыболовное

Длина - 104,50 м

Ширина - 16,00 м

Высота борта - 10,20 м

Водоизмещение - 5720 т

Осадка по летнюю грузовую марку - 5,90 м

Начальная метацентрическая высота:

- судно порожнем - 0,56 м;

- судно при выходе на промысел - 0,83 м

Дедвейт - 1810 т

Регистровый тоннаж - 4407 т

Груз рыбопродукции - 1364 т

- мороженная продукция в таре - 1150 т

- рыбная мука в таре - 160 т;

- консервы - 25 т;

- технический жир - 20,8 т.

Запас воды - 107,50 т

Скорость - 16,5 узлов

Якорь - Холла

Количество мест для экипажа - 93

- запасных - 5

Ёмкость и грузовместимость трюмов для рыбной продукции указаны в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Ёмкость и грузовместимость трюмов для рыбной продукции

Наименование грузовых помещений	Объем нетто, м3	Грузовместимость, т
Трюм N2 1 мороженой продукции	960	520
Трюм №2 мороженой продукции	1180	630
Трюм рыбной муки	370	160
Склад консервов	50	25
Цистерна технического жира	25	20,8
Цистерна полфабриката медицинского жира	10	8,3
Итог	2595	1363

Вместимость нетто цистерн основных судовых запасов:

- дизельного топлива, м3	1226
- смазочного масла, м3	58
- котловой воды, м3	12,7
- питьевой воды, м3	53,2
- мытьевой воды, м3	37,6
- топливобалластной системы, м3	863



2. Анализ условий эксплуатации судна

Большой морозильный траулер проект 1288 предназначен для промысла посредством донного и разноглубинных тралов. Добываются такие виды рыбы как морской окунь, треска, камбала, хек, скумбрия, сардины, также судно предназначено для переработки основного сырья в мороженую продукцию в разделанном и неразделанном виде; переработки пищевого улова и прилова, отходов от разделки на пищевую муку и технический жир; приготовления из печени трески консервов и полуфабриката медицинского жира; хранения вырабатываемой продукции, сдачи ее на транспортные суда в районе промысла или транспортировки продукции в порт назначения. Район плавания - неограниченный. Основные районы эксплуатации - умеренные широты, так же обеспечена работа судна в тропических условиях. Район промысла моего рейса представлен в таблице 2.1. Тип судна - двухпалубное, с удлиненным баком, смещенной в нос надстройкой, с кормовым слипом для спуска и подъема тралов, с единой навигационной и промысловой рубкой с избыточным надводным бортом, одновинтовое, с винтом регулируемого шага в направляющей насадке.

Таблица 2.1 - Район промысла Калининград - Северо-Восточная Атлантика

Наименование режима работы судна	Продолжительность, сутки
Переход в район промысла	4
Промысел поиск траление выбор трала	92
Дрейф	2
Переход с промысла	4

Для оценки эффективности использования судна в рассматриваемый период произведем расчет коэффициента технического использования по следующей формуле:

, (1)

где Тэкс - время эксплуатации;

Тто - время технического обслуживания;

Тр - время ремонтов;

Тп - время простоя.

За год работы судно становилось на 60 суток в сухой док на ремонт, ежемесячный простой составлял 1 сутки для бункеровки, вынужденный простой (внезапные отказы, постановка на якорь и др.) составил 10 суток. То есть время эксплуатации судна составило 283 суток.

Коэффициент использования судна по времени будет равен:

Диаграмма годового баланса судна изображена рисунке 2.1

Рисунок 1.1 - Диаграмма годового баланса судна



3. Технические характеристики оборудования, не входящего в состав СЭУ

Механизмы в насосном отделении

Санитарный насос

ЦВС 3/40

Тип - центробежный

Q=3 м/час, H=40 м в.ст

Мощность - 2,3 кВт

Насос горячей воды

ЭКН 10/1-П

Тип - центробежный

Q=1 м/час, H=10 м в.ст

Мощность - 6 кВт

Минерализатор дистиллата

МВ

Q=50 м/час

Бактерицидная установка

ОВ1П

Q=5 м/час

Палубные механизмы

Ваерная лебедка.

Т-20 С

Тип - электрическая

Мощность - 290 кВт

Кабельная лебёдка.

VJ-10 B

Тип - электрическая

Мощность - 125 кВт

Вытяжная лебёдка.

WVJ-20

Тип - электрическая

Мощность - 125кВт

Грузовая лебёдка для выливки улова.

ЛЭ65

Тип - электрическая

Мощность - 32 кВт

Грузовая лебёдка для подтягивания сетной части трала и грунтропа.

ЛЭ96

Тип - электрическая

Мощность - 40 кВт

Шпиль швартовый

Ш4

Тип - электрический

Тяговое усилие - 3,0 тс

Мощность электродвигателя - 2,5 кВт

Брашпиль

Б-7

Калибр якорь-цепи - 46

Номинальное тяговое усилие на звездочке - 91 кН

Номинальное тяговое усилие на турачке - 64 кН

Потребляемая мощность максимальная - 30 кВт

Радионавигационное оборудование

Радиопередатчик - Муссон 2

Радиолокационная станция - Чайка-СМ

Эксплуатационный передатчик коротких волн - Бриг 2

Радиопередатчик коротких волн - Корвет 2

Средства аварийной связи

Комплекс - АСП-4

Автоматический приемник - Штиль и ПАС-ЗМ

Аварийная радиостанция - Шторм

Электронавигационное оборудование

Гирокомпас - Курс 4

Лаг - ЛГ-2

Магнитный компас - Сектор

Эхолот - НЭЛ-10

Холодильное оборудование

Компрессорный агрегат - FMS 3-900

Рабочая жидкость - фреон R-22

Максимально-допустимое рабочее давление - 2 МПа

Частота вращения - 2950 об/мин

Мощность - 190 кВт

Компрессорный агрегат - S 3-1800

Рабочая жидкость - фреон R-22

Максимально-допустимое рабочее давление - 2,1 МПа

Частота вращения - 2950 об/мин

Мощность - 320 кВт

Установка холодильная судовая для провизионных камер - МАК 6 Рб/П

Холодопроизводительность - 7,2 кВт

Мощность электромотора - 3,5 кВт

Установка холодильная судовая для технических нужд - МАК 80РЭ/П

Холодопроизводительность - 95200*194000 кДж/ч

Установка холодильная судовая для системы кондиционирования воздуха - МАК 40 РЭ/11

Холодопроизводительность - 47300ч97000

Мощность потребляемая - 23,1ч31,5 кВт

Конвейерный морозильный агрегат - LBH

Производительность - 140000 кДж/ч

Температурный режим - 30 °С

Технологическое оборудование

Судовая агрегатированная жиромучная установка - А-1-ЖР

Производительность - 6 т/сут

Потребляемая мощность - 25 кВт

Рыбомойка универсальная модернизированная - В5-ИРМ

Машинауниверсальная рыборазделочная - ИРА-115

Транспортеры - 12 шт



4. Состав и тактико-технические данные СЭУ

В состав судовой энергетической установки входят:

- главные двигатели 6ЧН 40/46 х 2 шт.;

- суммирующий редуктор ASL 2x155;

- валогенераторы, тип СБГ-1600-1500 Ом4 х 2 шт.;

- стояночные дизель-генераторы 6ЧН 18/22 х 3 шт.;

- паровой котел КАВ 4/7.

Главный двигатель.

Русский дизель 6ЧН 40/46

Тип - четырёхтактный

Число цилиндров - 6

Мощность - 2x2575 kw

Тип топлива - ДТ/Ф5

Максимальное число оборотов - 520 об/мин

Диаметр цилиндра - 400 мм

Ход поршня - 460 мм

Давление сжатия - 8,8 МПа

Давление наддува - 0,177 МПа

Средний эффективный расход топлива - 205 г/кВт час

Средний эффективный расход масла - 1,4 г/кВт час

Нереверсивный

Гильзы цилиндров, крышки цилиндр и надувочный воздух пресной водой

Поршни с масляным охлаждением

Запуск - сжатым воздухом 2,5 МПа

Стояночный дизель-генератор.

3Ч6ЧН 18/22

Тип - четырехтактный

Род тока - переменный, трехфазный

Число цилиндров - 6

Номинальная мощность -160 кВт

Напряжение - 400 В

Частота вращения - 750 об/мин

Тип топлива - ДТ

Диаметр цилиндра - 180 мм

Ход поршня - 220 мм

Давление сжатия - 3,8 МПа

Направление вращения двигателя - правое

Запуск - сжатый воздух

Аварийный дизель-генератор.

Дальдизель АДГР-100/1500

Мощность - 100 кВт

Частота вращения - 1500 об/мин

Число цилиндров - 6

Диаметр цилиндра - 150 мм

Ход поршня - 180 мм

Редуктор.

Renk ASL 2Ч155

Номинальная частота вращения выходного редуктора - 146 об/мин

Номинальная частота вращения выходных валов - 1496 об/мин

Направление вращения - правое

Соединительные муфты между дизелями и редуктором.

В 72/17,5/130 (фирма "Гейсленгер")

Соединительные муфты между редуктором и валогенератором.

EZS195 SBR1200(типа "Вулкан")

Валогенератор.

2хСБГ 1600-1500 Ом-4

Частота вращения - 1500 об/мин

Номинальная мощность - 1600 кВт

Номинальный ток нагрузки - 2890 А

Напряжение - 400 В

Коэффициент мощности 0,8

Рулевое устройство:

Р15М1-1

Рабочий угол перекладки руля- 35 град

Время перекладки - 28 сек

Потребляемая мощность - 15 кВт

Тип - гидравлическое

Вспомогательный котёл.

КАВ 4/7-22

Рабочее давление пара в котле - 0,75 МПа

Производительность - 4 т/час

КПД котла - 80%

Электрическая мощность - 16 кВт

Сепаратор топлива и масла

6хAlfa Laval MARX-207

Время запуска 4-5 мин

Скорость вращения электродвигателя 1460 об/мин

Производительность - 80 м3/сут

Мощность электродвигателя 6,5 кВт

Скорость вращения барабана 8500 об/мин

Максимальная плотность: - жидких продуктов очистки - 1,0 г/см3 - твёрдых продуктов очистки - 1,4 г/см3

Утилизационная опреснительная установка.

Д5М

Тип - испаритель

Производительность -15-25 м3/сут

Установка по очистке сточных вод.

ЛК-100

Производительность - не более 0,3 м3/сут на человека

Тип очистки - биохимический

Сепаратор льяльных вод:

СК-10М

Производительность - 1 м3/ч

Винт МДК.

ВРШ - ВР 1288

Производитель - Германия

Материал - бронза

Шаг - переменный

Диаметр - 3,7 м

Масса - 7385кг

Количество винтов - 1

Количество лопастей - 4

Дейдвудное устройство.

Тип - составное

Постоянное давление масла - 0,05 МПа

Ёмкость масляного бака - 40 л

Диаметр подшипника вала - 645 мм



5. Анализ режимов нагружения элементов СЭУ

В течение рейса главные двигатели преимущественно работали синхронно, в равных режимах нагружения, поэтому анализ режимов нагружения ГД целесообразно проводить в совокупности для двух главных двигателей.

5.1 Анализ нагружения главного двигателя

Данные для анализа режимов нагружения элементов СЭУ взяты из судовых машинных журналов за один промысловый рейс, при этом суммарная длительность рейса составила 102 суток, из них переход на промысел 4 суток (96 ч), промысел 92 суток (2208 ч), переход с промысла 4 суток (96 ч). Наработка главных двигателей составила: ГД №1 - 2050 часов и ГД №2 - 2050 часов.

Наработка стояночных дизель-генераторов составила: СДГ №1 - 24 часа, СДГ №2 - 24 часа. Все СДГ использовались только при запуске для проверки работоспособности и нагружались, когда была необходимость остановки ГД для механической чистки контура забортной воды охладителя масла смазки редуктора.

Анализы режимов нагружения ГД представлены представлены в таблицах 5.1 - 5.4 и на рисунках 5.1 - 5.4.

Таблица 5.1- Нагружение ГД при переходе на промысел

N, кВт	N?	tчас	t?
0-500	0-0,1	0	0
500-1000	0,1-0,2	0	0
1000-1500	0,2-0,3	0	0
1500-2000	0,3-0,4	0	0
2000-2500	0,4-0,5	0	0
2500-3000	0,5-0,6	8	0,083
3000-3500	0,6-0,7	0	0
3500-4000	0,7-0,8	15	0,16
4000-4500	0,8-0,9	0	0
4500-5000	0,9-1,0	72	0,75
У=	96	1

Рисунок 5.1 -Гистограмма нагружения ГД при переходе на промысел

Таблица 5.2- Нагружение ГД на промысле

N, кВт	N?	tчас	t?
1	2	3	4
0-500	0-0,1	0	0
500-1000	0,1-0,2	0	0
1000-1500	0,2-0,3	0	0
1500-2000	0,3-0,4	0	0
2000-2500	0,4-0,5	0	0
2500-3000	0,5-0,6	173	0,093
3000-3500	0,6-0,7	0	0
3500-4000	0,7-0,8	0	0
4000-4500	0,8-0,9	557	0,3
4500-5000	0,9-1,0	1128	0,6
У=	1858	1

Рисунок 5.2 -Гистограмма нагружения ГД на промысле

Таблица 5.3- Нагружение ГД при переходе с промысла

N, кВт	N?	tчас	t?
1	2	3	4
0-500	0-0,1	0	0
500-1000	0,1-0,2	0	0
1000-1500	0,2-0,3	0	0
1500-2000	0,3-0,4	0	0
2000-2500	0,4-0,5	20	0,2
2500-3000	0,5-0,6	0	0
3000-3500	0,6-0,7	0	0
3500-4000	0,7-0,8	0	0
4000-4500	0,8-0,9	0	0
4500-5000	0,9-1,0	76	0,8
У=	96	1

Рисунок 5.3 -Гистограмма нагружения ГД при переходе с промысла



Таблица 5.4 - Режимы нагружения ГД за исследуемое время

N, кВт	N?	tчас	t?
1	2	3	4
0-500	0-0,1	0	0
500-1000	0,1-0,2	0	0
1000-1500	0,2-0,3	0	0
1500-2000	0,3-0,4	0	0
2000-2500	0,4-0,5	20	0,009
2500-3000	0,5-0,6	180	0,087
3000-3500	0,6-0,7	0	0
3500-4000	0,7-0,8	25	0,01
4000-4500	0,8-0,9	555	0,27
4500-5000	0,9-1,0	1270	0,62
У=	2050	1

Рисунок 5.4 -Гистограмма нагружения ГД за рейс



5.2 Анализ нагружения СЭС

Анализы режимов нагружения валогенератора №1, №2 представлены представлены в таблицах 5.5 - 5.7 и на рисунках 5.2 - 5.7.

Режимы нагружения валогенератора №1, №2 при переходе на промысел и обратно

N, кВт	N?	tчас	t?
0-150	0-0,1	0	0
150-300	0,1-0,2	0	0
300-450	0,2-0,3	192	1
450-600	0,3-0,4	0	0
600-750	0,4-0,5	0	0
750-900	0,5-0,6	0	0
900-1050	0,6-0,7	0	0
1050-1200	0,7-0,8	0	0
1200-1350	0,8-0,9	0	0
1350-1500	0,9-1,0	0	0
У=	192	1

4- Гистограмма нагружения валогенератора №1,2 при переходе на промысел и обратно

Режимы нагружения валогенератора №1, №2 на промысле

N, кВт	N?	tчас	t?
0-150	0-0,1	0	0
150-300	0,1-0,2	186	0,1
300-450	0,2-0,3	0	0
450-600	0,3-0,4	0	0
600-750	0,4-0,5	0	0
750-900	0,5-0,6	1356	0,73
900-1050	0,6-0,7	0	0
1050-1200	0,7-0,8	316	0,17
1200-1350	0,8-0,9	0	0
1350-1500	0,9-1,0	0	0
У=	1858	1

- Гистограмма нагружения валогенератора №1,2 на промысле

Режимы нагружения валогенератора №1, №2 за исследуемое время

N, кВт	N?	tчас	t?
0-150	0-0,1	0	0
150-300	0,1-0,2	204	0,099
300-450	0,2-0,3	122	0,059
450-600	0,3-0,4	0	0
600-750	0,4-0,5	0	0
750-900	0,5-0,6	1418	0,69
900-1050	0,6-0,7	0	0
1050-1200	0,7-0,8	306	0,15
1200-1350	0,8-0,9	0	0
1350-1500	0,9-1,0	0	0
У=	2050	1

- Гистограмма нагружения валогенератора №1,2 за рейс



6. Анализ топливоиспользования

6.1 Марки топлив, применяемых для энергоагрегатов СЭУ

На судне применяются топлива двух типов: тяжёлое топливо и газойль. Их характеристики указаны в таблицах 6.1 и 6.2

Таблица 6.1 - Характеристики вязкое топлива

Характеристика	Значение
Марка	IFO 30
Вязкость при 500C	30,0 мм2/с
Плотность при 150C	934,0 кг/м3
Содержание серы	0,008%
Температура вспышки	750C
Коксуемость	10,00 %
Температура застывания	5 0C
Содержание воды	0,5 %
Зольность	0,1 %
Содержание ванадия	0,015 %
Содержание натрия	2 %
Содержание алюминия и кремния	0,008 %

Вязкое топливо используется в главных двигателях, вспомогательном ДГ и вспомогательном паровом котле.

Таблица 6.2 - Характеристики дизельного топлива

Характеристика	Значение
Марка	MDO
Вязкость 400C	5 мм2/с
Плотность при 150C	890 кг/м3
Содержание серы	1,5 %
Цетановое число	40
Температура вспышки	600C
Содержание сероводорода	2,00 мг/кг
Щелочное число	0,5 мгKOH/г
Окисляемость	25 г/ м3
Коксуемость	0,3 %
Температура застывания	00C
Содержание воды	-
Зольность	0,01 %

Дизельное топливо используется в главных двигателей, вспомогательном ДГ, аварийном ДГ, вспомогательном паровом котле и инсинераторе.

6.2 Анализ расхода топлива

Средний суточный расход топлива для главного двигателя в период рейса составлял 11.7 т/сут.

Расход за сутки согласно документации:

(2)

Где

gei - эффективный удельный расход топлива в i-ом диапазоне нагружения;

ti - наработка двигателя за сутки в i-ом диапазоне нагружения;

Nei - эффективная мощность двигателя в i-ом диапазоне.

Исходя из этого:

Рассчитаем коэффициент топливоиспользования по формуле:

(3)

где GТД - действительный суточный расход топлив;

GТП - паспортный суточный расход топлива.

Таким образом:

Вывод

Расход топлива ГД выше нормы на 5 %. Из этого можно сделать вывод, что топливная аппаратура ГД и детали цилиндро-поршневой группы двигателя находятся в удовлетворительном техническом состоянии.

6.3 Обработка вязкого топлива

На данном типе судна, перед подачей к ГД, очистка топлива осуществляется методами: отстаиванием, сепарацией, фильтрацией. Из танков основного запаса мазут IFO-30 закачивается в отстойную цистерну, где посредством паровых змеевиков нагревается до 70 °С (температура нагрева топлива должна быть на 10 °С меньше температуры воспламенения паров топлива). Отстой периодически удаляется через спускной кран. Перед сепаратором мазут подогревается в паровом подогревателе до температуры 85 °С. После того, как цистерна сепарированного топлива наполняется, сепарация мазута переводится из нее в расходную цистерну. Из расходной цистерны, через фильтры грубой и тонкой очистки и паровой подогреватель мазута, производится подача мазута к ГД №1, 2. Подача мазута к ГД производится с температурой 80 °С, при такой температуре вязкость мазута IFO-30 равна 12 мм2/с. Это является конечной задачей топливоподготовки. Топливные сепараторы фирмы "Alfa Laval" настроены на режим "пурификация" - отделение воды и механических примесей. Это дает уменьшение в мазуте IFO-30 количества воды на 95-100 % и количества механических примесей на 60-70 %.

Для улучшения сгорания и предотвращения вредного воздействия на клапана, крышки цилиндров, втулки цилиндров высокотемпературной коррозии применяются следующие присадки фирмы UNITOR

Продукт, улучшающий качество топлива, FUELCARE. FUELCARE препятствует образованию и растворяет осадки, приостанавливает расслаивание топлива в цистернах, разрушает водотопливную эмульсию и способствует удалению воды и отложений из топлива. Он подготавливает более однородное топливо для сгорания. Отделение воды и примесей становится более эффективным. Получающееся в результате чистое топливо дает улучшение качества сгорания, потому что медленно сгорающие частицы топлива находятся в крайне растворенном состоянии. Ингибитор коррозии покрывает все детали топливной системы водоотталкивающей пленкой, в то время, как кислотные нейтрализаторы сдерживают действие кислоты.

Дозировка ввода присадки: 0,5 л на 3 т мазута при бункеровке, и 0,5 л на 3 т мазута вводится в отстойную цистерну ежедневно при закачке топлива.

Сочетание: катализатор сгорания и модификатор золы DIESELITE. DIESELITE - многофункциональная присадка к топливу, содержащая катализаторы сгорания и модификаторы золы. Она предназначается для использования в дизелях и котлах работающих на остаточных топливах. Образование углеродных остатков сгорания сдерживается катализаторами, которые уменьшают температуру воспламенения тяжелых асфальтеновых частиц. Время сгорания, следовательно, увеличивается, приводя к снижению смолистых отложений и углеродистой окалины. Модификаторы золы при сгорании соединяются с золой топлива для поднятия точек спекания и плавления золы выше температуры выхлопных газов двигателя или котла.

При высокой температуре расплавленной ванадиевой золы коррозия, таким образом, сводится к минимуму, облегчая техническое обслуживание и увеличивая срок службы деталей. Большинство образующейся золы выбрасывается с выхлопными газами в размельченном, более устойчивом виде, и какая-либо оставшаяся в выхлопном тракте зола легко удаляется щетками. Превращение серы топлива в возможно коррозионный газ трехокиси серы также сдерживается. Трехокись серы вступает в реакцию с конденсированным паром в выхлопном тракте, дымоходах и других более холодных зонах, чтобы образовать серную кислоту. Используя DIESELITE, препятствуем образованию трехокиси серы, снижая количество серной кислоты, присутствующей в выхлопном тракте. Для наилучших результатов DIESELITE должна вводиться автоматическим дозировочным насосом в трубопровод подачи топлива, как можно ближе к ТНВД, но за неимением этого насоса присадку вводим в цистерну сепарированного топлива. Дозировка ввода присадки:

Для мазута IFO-30 необходимо 1 л присадки на 2 т мазута, но за неимением такого количества присадки вводим 1 л на 3 т мазута.

6.4 Обработка маловязкого топлива

Из танков основного запаса топливо MDO с помощью топливоперекачивающего насоса закачивается в отстойную цистерну. После отстоя топливо через сепаратор фирмы "Alfa Laval" поступает в расходную цистерну. Затем топливо с помощью автономных топливоподкачивающих насосов подается через фильтр тонкой очистки к ТНВД двигателя. Подача топлива к ГД производится с температурой 40 °С, при такой температуре вязкость топлива MDO равна 5 мм2/с. Это является конечной задачей топливоподготовки. Топливные сепараторы фирмы "Alfa Laval" настроены на режим "пурификация" - отделение воды и механических примесей.



7. Анализ маслоиспользования

7.1 Марки масел, применяемых для оборудования СЭУ

Марки масел, применяемых для оборудования СЭУ представлены в таблице 7.1

Таблица 7.1 - Марки масел, применяемых для оборудования СЭУ

Главный двигатель	Подшипники и цилиндры	Mobilgard-430
Редуктор	Индивидуальная система	Mobilgarв-630
ВРШ	Гидравлическая среда	И40А
Дейдвудные подшипники	Индивидуальная система	Тп-46
Валогенераторы	Подшипники	Mobilgard-312
Дизель-генератор	Подшипники и цилиндры	Mobilgard-312
Рулевое устройство	Гидравлическая среда	И20А
Воздушные компрессоры	Подшипники и цилиндры	КС-19
Сепараторы	Закрытая передача	Mobilgard-430

Физико-химические показатели масел представлены в таблицах 7.2-7.8

Таблица 7.2 - Физико-химические показатели циркуляционного масла "Mobilgard-430"

Параметр	Значение
Вязкость при 100 °С, мм2/с	14,4
Температура вспышки паров, оС	256
Температура застывания, °С	-9
Щелочное число, мг КОН\г	30
Плотность при 15 °С, кг/м3	914

Таблица 7.3 - Физико-химические показатели масла "Mobilgard-630"

Параметр	Значение
Вязкость при 40 °С, сСт	198
Температура вспышки паров, оС	216
Температура застывания, °С	-18
Плотность при 15 °С, кг/м3	890

Таблица 7.4 - Физико-химические показатели масла "Mobilgard-312"

Параметр	Значение
Вязкость при 100 °С, мм2/с	12
Температура вспышки паров, оС	225
Температура застывания, °С	-18
Плотность при 15 °С, кг/м3	890

Таблица 7.5 - Физико-химические показатели масла "И-40А"

Параметр	Значение
Вязкость при 40 °С, мм2/с	65,9
Температура вспышки паров, оС	236
Температура застывания, °С	-16
Плотность при 20°С, кг/м3	883

Таблица 7.6 - Физико-химические показатели масла "И-20А"

Параметр	Значение
Вязкость при 40 °С, мм2/с	31,5
Температура вспышки паров, оС	210
Температура застывания, °С	-17
Плотность при 20 °С, кг/м3	869

Таблица 7.7 - Физико-химические показатели масла "Тп-46"

Параметр	Значение
Вязкость при 50 °С, мм2/с	68
Температура вспышки паров, оС	220
Температура застывания, °С	-10
Плотность при 20 °С, кг/м3	895

Таблица 7.8 - Физико-химические показатели масла "КС-19"

Параметр	Значение
Вязкость при 100 °С, мм2/с	19
Температура вспышки паров, оС	260
Температура застывания, °С	-15
Плотность при 20 °С, кг/м3	905



7.2 Анализ расхода масла

Средний суточный расход масла для главного двигателя в период рейса составлял 0,140 м3/сут.

Расход за сутки согласно документации:

(4)

где gei - эффективный удельный расход масла в i-ом диапазоне нагружения;

ti - наработка двигателя за сутки в i-ом диапазоне нагружения;

Nei - эффективная мощность двигателя в i-ом диапазоне.

Исходя из этого:

Рассчитаем коэффициент маслоиспользования по формуле:

(5)

где GМД - действительный суточный расход масла;

GМП - паспортный суточный расход масла.

Таким образом:

Вывод

Расход масла ГД выше нормы на 6 %. Увеличение расхода масла связано с удовлетворительным техническим состоянием главного двигателя.



7.3 Очистка масел

Сепарация масла проводится сразу с начала работы двигателя, что соответствует "Руководству по эксплуатации". Сепараторы фирмы "Alfa Laval" настроены на пурификацию (вода, механические примеси). Перед поступлением в сепаратор, циркуляционное масло ГД прокачивается через паровой подогреватель, нагреваясь до температуры 85 °С. Производительность сепаратора составляет - 30 % от номинальной.

Контроль качества циркуляционного масла производился - раз в 7 дней с помощью судовой экспресс-лаборатории "LUBMARINE".

7.4 Контроль за качеством масел

Контролируемые параметры масла для ГД.

Браковочные показатели качества для циркуляционного масла ГД:

- вязкость - +\- 20% от исходной;

- Температура вспышки паров масла - 180 °С;

- Содержание воды - 0.2%;

- Щелочное число - 9 мг КОН\г;

- Содержание механических примесей (НРБ) - 2 %.

Данные результатов исследований приведены в таблицах 7.10 и 7.11

- Результаты исследования масла для ГД1

Дата взятия пробы	18.06.15	25.07.15	07.09.15
Кинематическая вязкость при 100оС, мм2/с	14,2	14,4	14,6
Массовая доля воды, %	0,10	0,11	0,12
Щелочное число, мг КОН\г	25	30	29

Графические зависимости изменений контролируемых параметров для ГД1 показаны на рисунках

- Графическая зависимость изменения вязкости циркуляционного масла ГД1 в процессе эксплуатации

Графическая зависимость изменения содержания воды в циркуляционном масле ГД1

Графическая зависимость изменения щелочного числа циркуляционного масла ГД1

Результаты исследования масла для ГД2

Дата взятия пробы	18.06.15	25.07.15	07.09.15
Кинематическая вязкость при 100оС, мм2/с	14,3	14,2	14,4
Массовая доля воды, %	0,11	0,10	0,12
Щелочное число, мг КОН\г	28	30	29

Графические зависимости изменений контролируемых параметров для ГД2

- Графическая зависимость изменения вязкости циркуляционного масла ГД2 в процессе эксплуатации

- Графическая зависимость изменения содержания воды в циркуляционном масле ГД2

- Графическая зависимость изменения щелочного числа циркуляционного масла ГД2

Вывод. Показатели масла обоих ГД не выходят за пределы браковочных. Этому способствует хорошее состояние ГД, регулярная и качественная очистка работающего масла и постоянные доливки свежего масла. Процесс маслоиспользования на судне организован удовлетворительно.



8. Анализ водоиспользования

8.1 Эксплуатационные режимы системы охлаждения пресной водой

На судне используется трёхконтурная система охлаждения. Принцип работы данной системы заключается в следующем: забортная вода охлаждает низкотемпературный контур пресной воды за счет двух теплообменных аппаратов до температуры 20 0С, далее низкотемпературный контур пресной воды охлаждает все судовые потребители, нуждающиеся в охлаждении. К таким потребителям относятся: масляная система ГД, теплообменники и холодильные установки.

Для охлаждения высокотемпературного контура ГД и имеется один теплообменный аппарат, охлаждаемый забортной водой. Холодильник надувочного воздуха ГД охлаждается низкотемпературным контуром пресной воды.

Температура высокотемпературного контура перед ГД составляет 70 0С, на выходе 84 0С.

8.2 Подготовка охлаждающей пресной воды

Еженедельно брались пробы охлаждающей воды на содержание нитритов и pH.

Обработка воды производится химическим препаратом DIESELGUARD NB.

Предпосылки, необходимые для достижения удовлетворительной антикоррозионной защиты

Для охлаждающей воды, обработанной присадкой "DIESELGUARD NB", рекомендуются следующие испытания:

- нитрит - 1000ч2400 мг/л в качестве N02;

- рН -8,3ч10;

- хлориды - 50 мг/л максимум.

Незначительные количества воды, добавляемые для сохранения уровня в системе, не требуют обработки и добавления антикоррозионной присадки.

Ингибитор коррозии для охлаждающей пресной воды двигателей

"DIESELGUARD NB" - это высокоэффективный ингибитор коррозии для всех черных и цветных металлов в системах охлаждающей воды, использующих дистиллированную воду.

Стабильное пленочное покрытие - результат того, что присадка предотвращает коррозию, образующуюся электролитическим действием между различными металлами, используемыми в системе.

"DIESELGUARD NB" - не оказывает вредного влияния на неметаллические предметы: шланги, сальники, прокладки. Это щелочное соединение, следовательно, оно будет сдерживать кислотную коррозию, которая будет результатом коррозионного повреждения, такого как точечная коррозия.

Однако щелочность отрегулирована таким образом, что даже, если продукт будет случайно передозирован, рН воды будет лимитирован и металлы, которые могут быть подвержены воздействию чрезмерной щелочности, удут защищены. "DIESELGUARD NB" смешивается и вступает в реакцию с отстоями, накипью, отложениями ржавчины и будет гарантировать их постепенное удаление.

Эта присадка вводится в расширительную цистерну, после того как тщательно перемешается с водой.

Дозировки необходимо проводить в соответствии с дозировочной таблицей (таблица 8.1).

Таблица 8.1 - Количество дозировки препарата Dieselguard NB.

Nitrite NO2 ppm	0	250	500	750	1000	1250	1500	2000	3000	4000
Dieselguard NB кг/т	3,0	2,5	2,0	1,5	1,0	0,5	0	0	0	0

В случае повышения уровня хлоридов в охлаждающем контуре, воду следует заменить.

8.3 Контроль качества пресной воды

Контроль качества воды производится тестовым пакетом “Spectrapak 309”. Этот пакет позволяет определить содержание нитритов и выполнить рН-тест. Перед проведением теста воду необходимо охладить. Контроль качества воды проводится еженедельно. Пробы воды отбираются всегда из одного места.

Требования к питьевой воде приведены в таблице 8.2.

Таблица 8.2 - Требования к пресной воде

Контролируемый параметр	Минимальное содержание	Максимальное содержание
Показатель рН при 20 0С	8,3	10
Содержание нитритов, ppm	1000	2400
Хлориды, ppm	40	50

В соответствии с данными о проверках, представленными в таблице 8.3, построим графические зависимости изменений параметров охлаждающей воды ГД №1 и ГД №2 в процессе эксплуатации (Рисунки 8.1 - 8.6).

Таблица 8.3 - Результаты проверок качества пресной воды ГД №1

Дата	Параметр
	Хлориды, мг/л	Нитриты, мг/л	Кислотность, рН
24.06.15	41	1550	9,0
01.07.15	40	1550	8,9
08.07.15	40	1500	9,1
15.07.15	40	1500	9,0
22.07.15	40	1500	9,0
29.07.15	41	1400	8,9
05.08.15	43	1400	8,9
12.08.15	41	1550	8,9
19.08.15	41	1550	9,0
26.08.15	42	1500	9,1
02.09.15	43	1500	9,0
09.09.15	40	1400	9,0
16.09.15	40	1400	9,0

Рисунок 8.1 - Изменение содержания хлоридов в пресной воде контура охлаждения ГД №1

Рисунок 8.2 - Изменение содержания нитритов в пресной воде контура охлаждения ГД №1

Рисунок 8.3 - Изменение показателя кислотности pH в пресной воде контура охлаждения ГД №1

Таблица 8.4 - Результаты проверок качества пресной воды ГД № 2

Дата	Параметр
	Хлориды, мг/л	Нитриты, мг/л	Кислотность, рН
24.06.15	41	1550	9,0
01.07.15	41	1550	9,0
08.07.15	41	1500	9,0
15.07.15	40	1550	8,9
22.07.15	40	1550	8,9
29.07.15	41	1450	8,9
05.08.15	42	1450	8,9
12.08.15	40	1500	9,0
19.08.15	41	1550	9,0
26.08.15	41	1500	9,1
02.09.15	42	1500	9,0
09.09.15	41	1400	9,0
16.09.15	40	1400	9,0

Рисунок 8.4 - Изменение содержания хлоридов в пресной воде контура охлаждения ГД №2

Рисунок 8.5 - Изменение содержания нитритов в пресной воде контура охлаждения ГД №2

Рисунок 8.6 - Изменение показателя кислотности pH в пресной воде контура охлаждения ГД №2



9. Информация о надежности оборудования и систем СЭУ

Большинство дефектов и повреждений оборудования и систем СЭУ выявляется при плановых работах согласно инструкции по эксплуатации.

Для решения проблемы повышения надёжности необходимо выработать эффективные конструктивно-технологические и организационно-эксплуатационные мероприятия по повышению надёжности оборудования и систем СЭУ. Также необходимо проводить анализ и уделять внимание частоте отказов, устанавливая истинную причину отказа или нарушения в работоспособности оборудования и систем.

9.1 Безотказность, долговечность и ремонтопригодность

Надежность дизелей характеризуется такими показателями, как безотказность, долговечность и ремонтопригодность.

Под отказом понимают утрату изделием работоспособности и возникновение внепланового простоя в межремонтный период эксплуатации. С помощью информации об отказах, которая накапливается в журналах технического состояния и другой документации, определяются показатели безотказности. К основным показателям безотказности дизеля в целом относятся:

- наработка на отказ ti (час) - характеризует среднее время между отказами объекта, определяемое путем деления суммарной наработки всех подконтрольных элементов на суммарное число отказов за время работы;

- ресурс - наработка объекта от начала его эксплуатации или после ремонта до перехода в предельное состояние;

- срок службы - календарная продолжительность от ее начала или после ремонта до перехода в предельное состояние.



9.2 Информация об отказах

1.Во время очередной проверки котловой воды было выявлено высокое солесодержание в дистилляте. В итоге опреснитель №2 был остановлен и проведена химическая очистка подогревателя забортной воды и конденсатора с их опрессовкой и подвальцовкой дефектных трубок.

Причина.

Присос забортной воды в паровое пространство конденсатора вследствие коррозионной водотечности отдельных трубок.



10. Ремонтно-эксплутационные циклы СЭУ

Для обеспечения надёжной и безотказной работы оборудования, завод-изготовитель разрабатывает инструкцию по обслуживанию, в которой указывает сроки ремонтно-эксплуатационных циклов и проведения проверок, регулировок и замены деталей оборудования. Строгое выполнение данных рекомендаций позволяют повысить надёжность СЭУ, а также свести эксплуатационные затраты к минимуму, определяя максимальный срок службы комплектующих деталей до появления критических износов. Периодичность проверок, обслуживания, регулировок и замены основных узлов ГД от наработки по часам указана в таблице 10.1

Таблица 10.1 - Периодичность проверок, обслуживания, регулировок и замены основных узлов ГД от наработки по часам

Наименование детали	Вид обслуживания	Наработка часов
Зазор впускных и выпускных клапанов	Проверка / регулировка	1000
Картер	Осмотр	1000
Подшипники распределительного вала	Проверка / обслуживание	1000
Элементы сигнализации и защиты	Проверка / обслуживание	1000
Отбор проб смазочного масла	Проверка	2000
Форсунки	Опрессовка	3000
Привод распределительного вала	Проверка / обслуживание	3000
ТНВД	Переборка одного из насосов	3000
Воздушные фильтры	Замена	3000
Распределительный вал	Обслуживание / переборка	6000
Цилиндровые втулки	Обмер одной из втулок	6000
Впускные и выпускные клапаны	Проверка / обслуживание	6000
Направляющие клапанов	Замена	18000
Охладитель наддувочного воздуха	Чистка	18000
Крышка цилиндров	Обслуживание / чистка	18000
Рамовые подшипники	Замена	18000
Мотылёвые подшипники	Замена	18000
Поршень и поршневые кольца	Замена	18000
Гильзы цилиндров	Замер	18000
Противовесы	Проверка	18000
ТНВД	Замена	18000
Пружины клапанов	Замена	24000
Уплотнение гильз цилиндров	Замена	36000

На основании данных таблицы 10.1 построен ремонтно-эксплуатационный цикл ГД , представленный на рисунке 10.1.

Рисунок 10.1 - Ремонтно-эксплуатационный цикл ГД

ТО1:

- 1. проверка зазоров впускных и выпускных клапанов;

- 2. осмотр картера;

- 3. проверка подшипников распределительного вала;

- 4. проверка элементов сигнализации и защиты;

- 5. отбор проб смазочного масла;

- 6. проверка привода распределительного вала;

- 7. переборка одного из ТНВД;

- 8. замена воздушных фильтров;

- 9. обслуживание распределительного вала;

- 10. обмер одной цилиндровой втулки;

- 11. проверка впускных и выпускных клапанов.

ТО2:

- 12. производятся работы по ТО1.

СР:

- 13. производятся работы по ТО1;

- 14. замена направляющих клапанов;

- 15. чистка охладителя наддувочного воздуха;

- 16. обслуживание крышек цилиндров;

- 17. замена рамовых подшипников;

- 18. замена мотылёвых подшипников;

- 19. замена поршней и поршневых колец;

- 20. проверка противовесов;

- 21. замена всех ТНВД.

ТО4:

- 22. производятся работы по ТО3;

- 23. замена пружин клапанов.

ТО5:

- 24. производятся работы по ТО1.

КР:

- 25. производятся работы по СР;

- 26. замена уплотнений гильз цилиндров.

Вывод

На основании построенного ремонтно-эксплуатационного цикла можно сделать вывод, что двигатель имеет небольшие межремонтные периоды, что говорит о невысоком качестве и качество применяемых деталей и используемых в данном двигателе технологий. Такой двигатель не позволяет максимально эффективно использовать судно по назначению, не затрачивая дополнительного времени на проведение ремонтов.



11. Техническое использование ГД

Использование главных и вспомогательных дизелей по назначению как часть общей задачи технической эксплуатации состоит в обеспечении ходовых и маневренных режимов работы судна в нормальных и сложных условиях плавания. В целом эксплуатация дизелей сводится к заданию режимов работы и поддержанию работоспособности путем рационального обслуживания и ремонта. Это в свою очередь требует знание и понимание связей и закономерностей изменений теплотехнических параметров, определяющие уровни механических и тепловых нагрузок. В связи с этим, производится контроль процессов, протекающих в камере сгорания двигателя, с целью своевременного обнаружения всех возможных отклонений от заданного режима, которые могут привести к нарушению работоспособности и экономичности двигателя, появлению внезапных и преждевременных отказов, влекущих за собой серьезные аварийные повреждения.

На данном судне механиками производится регулярный контроль оборудования СЭУ по заведованию. Заводами изготовителями с этой целью разработаны сроки проведения и перечень необходимых проверок и работ, которые представлены в чек-листах.

1 Контроль за рабочими параметрами

Контроль за рабочими параметрами осуществляется вахтенным механиком непосредственно в ЦПУ. В ЦПУ находятся специальные КИП, на которых выведены все показатели ГД. Кроме того на данных КИП отображаются практически все важные показатели СЭУ. При выходе каких-либо параметров из допустимых пределов срабатывает аварийно-предупредительная сигнализация. Вахтенный механик осуществляет сбор информации о текущих значениях параметров работы оборудования в течении каждой вахты. На КИП в ЦПУ можно посмотреть значения давлений и температур практически всего оборудования СЭУ. Эта система позволяет быстро осуществлять сбор данных и обеспечивает быстрый доступ к конкретным значениям без необходимости перемещения по машинному отделению. Все эти значения также дублируются на контрольно - измерительных приборах непосредственно на оборудовании.

2 Контроль и диагностика дизелей

Согласно инструкции по эксплуатации каждый месяц необходимо заполнять специальную форму контроля параметров ГД и ВДГ, в которую заносятся особенности движения судна (скорость, груз, направление ветра), а также значения температур выхлопных газов, значения давлений и температур в его системах.

Контроль дизеля производится также после:

- обнаружения неисправности в работе одного или нескольких цилиндров, замены форсунок цилиндровой крышки;

- перехода на новый вид топлива.

Теплотехнический контроль производится на установившемся эксплуатационном или близком к нему режиме работы дизеля.

В инструкции на главный двигатель завод изготовитель ограничил разницу температур между цилиндрами не более 30 0С. По среднему индикаторному и максимальному давлению сгорания разность по цилиндрам не более 0,4 МПа. В случае отсутствия норм необходимо руководствоваться отклонением параметров по цилиндрам, считая от средних значений для всех цилиндров, которые не должны превышать:

- по максимальному давлению сгорания - ± 3,5%;

- по температуре выхлопных газов - ± 5%.

3 Теплотехнический контроль

Регулировка ГД производиться изменением подачи топлива, чтобы вернуть все параметры в заданные пределы только после того, как механики убедятся что топливная аппаратура и система газораспределения находятся в удовлетворительном техническом состоянии и не влияют на разницу температур и давлений по цилиндрам.

В таблицах 11.1-11.4 и на рисунках 11.1-11.8 представлены результаты индицирований двух ГД.

Таблица 11.1 - Результаты индицирования ГД1 от 20.06.2015

	1	2	3	4	5	6	Сред	Наибольшая разность
, МПа	10,6	10,5	10,3	10,7	10,3	10,5	10,5	0,4
Tг, оС	400	390	410	420	405	400	404	30
Поло-жение топлив-ной рейки	27	27	27	27	27	27	27	0

Рисунок 11.1 - Диаграмма значений температуры выпускных газов по цилиндрам по результатам индицирования ГД1 от 20.06.2015

Рисунок 11.2 - Диаграмма значений максимального давления сгорания по цилиндрам по результатам индицирования ГД1 от 20.06.2015

Таблица 11.2 - Результаты индицирования ГД2 от 20.06.2014

	1	2	3	4	5	6	СРЕД.	Наибольшая разность
, МПа	10,7	10,4	10,3	10,5	10,4	10,4	10,4	0,4
Tг, оС	430	420	430	420	400	410	418	30
Поло-жение топлив-ной рейки	27	27	27	27	27	27	27	0

Рисунок 11.3 - Диаграмма значений температуры выпускных газов по цилиндрам по результатам индицирования ГД2 от 20.06.2015

Рисунок 11.4 - Диаграмма значений максимального давления сгорания по цилиндрам по результатам индицирования ГД2 от 20.06.2015



Таблица 11.3 - Результаты индицирования ГД1 от 07.09.2015

	1	2	3	4	5	6	СРЕД.	Наиболь-шая разность
, МПа	10,3	10,4	10,5	10,6	10,2	10,5	10,4	0,4
Tг, оС	420	430	410	420	410	400	415	30
Поло-жение топлив-ной рейки	27	27	27	27	27	27	27	0

Рисунок 11.5 - Диаграмма значений температуры выпускных газов по цилиндрам по результатам индицирования ГД1 от 07.09.2015

Рисунок 11.6 - Диаграмма значений максимального давления сгорания по цилиндрам по результатам индицирования ГД1 от 07.09.2015

Таблица 11.4 - Результаты индицирования ГД2 от 07.09.2015

	1	2	3	4	5	6	СРЕД.	Наиболь-шая разность
, МПа	10,7	10,5	10,2	10,4	10,3	10,5	10,4	0,5
Tг, оС	430	420	430	420	410	400	418	30
Поло-жение топлив-ной рейки	27	27	27	27	27	27	27	0

Рисунок 11.7 - Диаграмма значений температуры выпускных газов по цилиндрам по результатам индицирования ГД2 от 07.09.2015

Рисунок 11.8 - Диаграмма значений максимального давления сгорания по цилиндрам по результатам индицирования ГД2 от 07.09.2015

Вывод.

Из результатов теплотехнического контроля от 20.06.15 следует, что:

1. Для ГД1 допустимое отклонение температуры Тг составляет 30 0С от средней величины. Средняя температура по всем цилиндрам 404 0С. Таким образом, все температуры должны лежать в диапазоне от 374 0С до 434 0С. Допустимое отклонение максимального давления сгорания составляет 0,4 МПа от средней величины, которая составляет 10,5 МПа. Таким образом, все максимальные давления сгорания должны находиться в диапазоне от 10,1 МПа до 10,9 МПа;

2. Для ГД2 допустимое отклонение температуры Тг составляет 30 0С от средней величины. Средняя температура по всем цилиндрам 418 0С. Таким образом, все температуры должны лежать в диапазоне от 388 0С до 448 0С. Допустимое отклонение максимального давления сгорания составляет 0,4 МПа от средней величины, которая составляет 10,4 МПа. Таким образом, все максимальные давления сгорания должны находиться в диапазоне от 10,0 МПа до 10,8 МПа.

Из результатов теплотехнического контроля от 07.9.15 следует, что:

1. Для ГД1 допустимое отклонение температуры Тг составляет 30 0С от средней величины. Средняя температура по всем цилиндрам 415 0С. Таким образом, все температуры должны лежать в диапазоне от 385 0С до 445 0С. Допустимое отклонение максимального давления сгорания составляет 0,4 МПа от средней величины, которая составляет 10,4 МПа. Таким образом, все максимальные давления сгорания должны находиться в диапазоне от

10,0 МПА до 10,8 МПа;

2. Для ГД2 допустимое отклонение температуры Тг составляет 30 0С от средней величины. Средняя температура по всем цилиндрам 418 0С. Таким образом, все температуры должны лежать в диапазоне от 388 0С до 448 0С.Допустимое отклонение максимального давления сгорания составляет 0,35 МПа от средней величины, которая составляет 10,4 МПа. Таким образом, все максимальные давления сгорания должны находиться в диапазоне от 10,0 МПа до 10,8 МПа.

По результатам теплотехнического контроля можно сделать вывод, что нагрузка между цилиндрами распределена равномерно, все параметры находятся в допустимых пределах. Регулировка двигателю не требуется.



12. Расчетно-теоретический анализ влияния нагаров на теплонапряженность деталей ЦПГ двигателя 6 ЧН 40/46

При неполном сгорании топлива, а также масла появляются твёрдые и жидкие продукты сгорания. Жидкая часть попадая на нагретые детали, образовывает лаковую плёнку, которая, загрязняясь частицами сажи и кокса, при высокой температуре уплотняется до твёрдого углистого слоя- нагара. Процесс нагарообразования зависит от режима работы двигателя, степени сжатия и качества топлива. В первые часы работы двигателя происходит интенсивное отложение нагара в камерах сгорания. Затем оно несколько уменьшается и через какое-то время прекращается. Кроме того, при работе двигателя на пусковом режиме отложение нагара на днищах поршней и в камерах сгорания увеличивается. С увеличением степени сжатия количество нагара несколько возрастает.

Чем тяжелее фракционный состав топлива, тем больше образуется нагара. Так, например, дизельное топливо, выкипающее в пределах температур 160-360°С, дает нагара 245-265 мг/кг, выкипающее при 400-420°С - до 360 мг/кг.

С увеличением в топливе серы увеличивается плотность нагарообразования. Если при отсутствии серы в дизельном топливе количество нагара на днище поршня не превышает 5,4 г, то при наличии 1% оно достигает

18,1 г. При этом сера повышает абразивное действие нагара, увеличивая механическое изнашивание деталей двигателя.

Из углеводородов, входящих в состав дизельных топлив, наиболее сильное влияние на нагарообразование оказывают ароматические и непредельные углеводороды, а также фактические смолы и другие смолистые соединения. Так, например, при сгорании топлива с содержанием фактических смол 70 мг/100 мл количество нагара на поршнях и кольцах двигателя составляет 22 г, а при наличии 100 мг/100 мл - около 42 г. Оценку нагарообразовательной способности топлива производят по коксуемости 10%-ного остатка и наличию фактических смол. Коксуемость такого остатка определяют в специальном приборе, в фарфоровый тигель которого заливают около 5 г от оставшихся 20 мл после перегонки в колбе 200 мл топлива, который нагревают до полного испарения жидких фракций. Оставшийся в тигле твердый остаток (кокс) взвешивают и умножают на 100. В результате получают коксуемость в процентах.

По структуре нагар бывает монолитным, пластинчатым и рыхлым. Химический состав нагара крайне не постоянен и зависит от качества масел и топлив, а также от режима работы двигателя, запылённости надувочного воздуха и т.д. Основной частью нагара являются карбены и карбоиды (50-70%), а долю асфальтенов и оксикислот приходится 3-6%, смол и масла 15-40%, золы 1-10%.

Различают две фазы нагарообразования: фазу роста и фазу равновесного состояния. В время фазы роста нагар достигает предельной толщины, после чего наступает фаза равновесного состояния. Количество образующегося нагара во время фазы роста определятся размером зоны низкой температуры, прилегающей к поверхности металла: чем больше эта зона, там больше нагар. В зоне высоких температур нагар не формируется .

При отложении нагара на днище поршня и огневой поверхности крышки цилиндров происходит перераспределение тепловых потоков в деталях цилиндра, изменяется их температура и зазоры в сопряжении поршень-втулка. Всё это приводит к ухудшению функциональных свойств масляной плёни на зеркале цилиндра дизеля.

В расчете приводятся количественные характеристики показателей теплообмена в цилиндре, температуры деталей поршень-втулка дизеля 6ЧН 40/46, полученные на основе расчетно-теоретического анализа.

Основные параметры дизеля 6ЧН 40/46 представлены в таблице 12.1



Таблица 12.1 - Основные параметры дизеля 6ЧН 40/46

Параметры	Обозначение	Значение
Цилиндровая мощность, кВт	Nец	480
Частота вращения коленчатого вала, об/мин	n	520
Диаметр цилиндра/ход поршня, мм	D/S	400/460
Скорость поршня, м/с	Cm	7,97
Число цилиндров	i	6
Среднее эффективное давление, МПа	Pe	1,93
Максимальное давление сгорания, МПа	Pz	11,5
Давление сжатия, МПа	Pc	9,5
Степень сжатия	е	12,2
Давление наддувочного воздуха (избыточное), МПа	Pk	0,177
Удельный расход воздуха, кг/(кВт*ч)	Gв	8,4
Удельный эффективный расход топлива, г/(кВт*ч)	ge	205
Удельный расход масла, г/(кВт*ч)	gm	1,4
Эффективный к.п.д. дизеля, %	зe	37,1
Температура выпускных газов перед/после турбины, °С	tT/'tT	540/420

Исследования проведены при толщине слоя нагара на днище поршня дизеля от 0 до 3 мм. В расчетно-теоретическом анализе средних значений коэффициента теплоотдачи и температуры цикла ТГ.ср применялся метод термодинамической аппроксимации. При этом средние температуры за такты сжатия и расширения определялись с учетом влияния толщины слоя нагароотложений на днище поршня на степень сжатия е, степень предварительного расширения с, степень повышения давления л и показатели политроп сжатия n1 и расширения n2 .

При увеличении толщины слоя нагара изменяется объём при начале такта сжатия и объём камеры сгорания, вследствие чего изменяется и степень сжатия двигателя.

Степень сжатия рассчитывается по формуле:

, (6)

где Va - полный объем цилиндра;

Vc- объём камеры сгорания.

В результате расчётов получаем:

-толщина нагара 0 мм : Vc =0,005159 м3 =12,20;

-толщине нагара 0,5 мм : Vc =0,005096 м3 =12,35;

-толщине нагара 1 мм : Vc =0,005033 м3 =12,50;

-толщине нагара 1,5 мм : Vc =0,004970 м3 =12,66;

-толщине нагара 2 мм : Vc =0,004907 м3 =12,82;

-толщине нагара 2,5 мм : Vc =0,004845 м3 =12,99;

-толщине нагара 3 мм : Vc =0,004782 м3 =13,16.

Соответственно изменяется политропа сжатия и политропа расширения.

Среднее значение температуры в цикле двигателя за такт сжатия рассчитывается по формуле:

, (7)

где °С = 323 K - температура газов в цилиндре в начале такта сжатия;

е - степень сжатия;

n1 - показатель политропы сжатия.

СОД с наддувом имеет показатель политропы сжатия n1=1,281,37. Принимаем n1=1,29 .

Среднее значение температуры в цикле двигателя за такт расширения определится выражением:

(8)

где теплонапряженность пресный ремонтопригодность судовой

- мгновенное значение температуры газов цилиндре, К;

с = 1,43 - степень предварительного расширения;

n2 - показатель политропы расширения.

СОД с наддувом имеет показатель политропы расширения n2=1,271,32. Принимаем n2 = 1,3.

Изменение температуры газов в цилиндре в процессе нагароотложения на днище поршня представлены в таблице 12.2 и на рисунке 12.1