Размещено на http://www.allbest.ru/

ОБЛАСТНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ профессиональное ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«КАРГАСОКСКИЙ техникум ПРОМЫШЛЕННОСТИ И речного транспорта»

Выпускная квалификационная работа

По специальности: «Состав и эксплуатация главного энергетического комплекса буксира-толкача проекта Р-96»

Работу выполнил:

Сыркин Н.Д.

с. Каргасок 2020 г



Содержание

Введение

1. Главный энергетический комплекс дизельной энергетической установки грузового судна

1.1 Состав и общее назначение

1.2 Функция основных элементов

2. Судовой дизель

2.1 Принцип действия

2.2 Топливная система

2.3 Масляная система

2.4 Система водяного охлаждения

2.5 Система сжатого воздуха

2.6 Газовыпускная система

2.7 Система пуска дизельного двигателя

2.8 Техническое обслуживание дизелей

3. Система управления главного энергетического комплекса

3.1 Подготовка к пуску, пуск и остановка дизелей

4. Порядок и этапы действия при подготовке главного энергетического комплекса к началу рейса

4.1 Общие требования

4.2 Порядок подготовки судна проекта Р-96

5. Технические характеристики судна проекта Р-96

6. Охрана труда при производстве работ с главным энергетическим комплексом

6.1 Общее положение

6.2 Основные правила безопасного обслуживания дизелей

Заключение

Список литературы



Введение

Современное развитие транспортного флота характеризуется созданием высокопроизводительных грузовых, буксирных и пассажирских судов; повышением их мощности и скорости хода; оборудованием высокоэффективными и экономичными механизмами, устройствами, системами, средствами автоматизации и механизации; стандартизацией и унификацией отдельных механизмов и судовых энергетических установок в целом. С ростом грузоподъёмности и скорости хода судов увеличивается их энергооснащённость и мощность главных двигателей. В связи с этим судовые энергетические установки, затраты на которые составляют около 35% общей строительной стоимости судов, оказывают большое влияние на технико-эксплуатационные и экономические показатели флота. Большое значение в повышении эффективности работы речного транспорта имеет техническая эксплуатация флота; на неё приходится около 50% расходов, отнесённых на себестоимость перевозок грузов и пассажиров.

Судовая энергетическая установка состоит из комплекса оборудования (тепловых двигателей, механизмов, аппаратов, магистралей, систем), предназначенного для преобразования энергии топлива в механическую, электрическую и тепловую энергию и транспортировки её к потребителям. Указанные виды энергии обеспечивают: движение судна с заданной скоростью; безопасность и надёжность плавания; работу механизмов машинного помещения, палубных механизмов и устройств; электрическое освещение; действие средств судовождения, управления механизмами, сигнализации и автоматики; общесудовые и бытовые нужды экипажа и пассажиров; выполнение различных производственных операций на транспортных судах, судах технического флота и специального назначения.

Судовая энергетическая установка должна удовлетворять следующим основным технико-экономическим и эксплуатационным требованиям:

быть экономичной, т. е. строительная стоимость и эксплуатационные затраты на неё должны быть оптимальными;

ГСЭУ должна обеспечивать заданную скорость хода судна, обладать достаточными маневренными качествами на всех режимах его движения и иметь высокий моторесурс;

снабжать потребителей различными видами энергии и холодом при высокой экономичности процессов превращения тепловой энергии в механическую и электрическую;

процессы управления и регулирования должны быть автоматизированы;

быть надёжной, т. е. иметь оптимальную вероятность безотказной работы, требовать минимальное время на устранение неисправностей и сохранять работоспособность в аварийных ситуациях;

при работе не оказывать вредного воздействия на обслуживающий персонал, пассажиров и не загрязнять окружающую среду;

иметь малые габариты и массу.

В качестве главных и вспомогательных двигателей в ДЭУ применяются поршневые ДВС - дизели, работающие по отрытому циклу.

Дизельные энергетические установки получили широкое распространение на судах различного назначения вследствие ряда положительных особенностей:

возможности создания большого диапазона агрегатных мощностей на базе стандартных типоразмеров цилиндров;

доступности использования различных типов передач;

сравнительно высокой экономичности;

относительной простоты автоматизации управления.

На речных транспортных судах новой постройки в качестве главных и вспомогательных двигателей устанавливают исключительно дизели.

На речном флоте в большинстве случаев в качестве главных применяют четырёхтактные дизели с наддувом, реверсивные среднеоборотные и нереверсивные повышенной оборотности.

В качестве вспомогательных обычно устанавливаются четырёхтактные дизели без наддува повышенной оборотности.

Широкому распространению дизелей в СЭУ способствует непрерывное улучшение их технико-экономических показателей путём совершенствования наддува и рабочего процесса, применения тяжёлых сортов топлива, использования двухконтурной системы охлаждения, повышения надёжности и моторесурса, автоматизации процессов управления, контроля и диагностирования.

Дальнейшее повышение экономичности судовых дизелей в основном должно происходить за счёт утилизации теплоты выпускных газов и охлаждающей дизель воды. Теплота, получаемая в утилизационном котле, работающем на выпускных газах, и охлаждающей дизель воды может быть использована в системе теплоснабжения судна или для получения искусственного холода. На теплоходах с большими агрегатными мощностями, работающих длительное время на постоянном режиме и потребляющих большое количество электроэнергии, пар, получаемый в утилизационных котлах, можно использовать в паровой турбине турбоэлектрогенератора.

Повышение экономичности ДЭУ тесно связано с увеличением уровня их надёжности и ресурса. Поэтому на перспективу предусматривается увеличение ресурса дизелей, приближение сроков службы дизеля к срокам службы судна, резкое увеличение сроков службы до первой переборки, сроков необслуживаемой работы, что позволит значительно снизить затраты на техническое обслуживание и ремонт.

Эффективное использование ДЭУ, надёжная их эксплуатация и высокая производительность труда обслуживающего персонала обеспечиваются комплексной автоматизацией установки. Автоматизированные ДЭУ с безвахтенным обслуживаем получили широкое распространение на судах речного флота.



1. Главный энергетический комплекс дизельной энергетической установки грузового судна

1.1 Состав и общее назначение

Первые судовые двигатели внутреннего сгорания (ДВС) появились в начале 20-го века. Датское судно Зеландия, построенное в 1912 г, имело дизельную установку с 2-мя дизелями мощностью по 147,2 кВт.

В настоящее время основную часть устанавливаемых на судах главных энергетических установок составляют ДВС.

Паротурбинные установки имеют только суда с мощностью двигателей от 14700 до 22 100 кВт.

Дизельная энергетическая установка состоит из 1-го или нескольких основных двигателей, а также из обслуживающих их механизмов.

В зависимости от способа осуществления рабочего цикла ДВС разделяют на 4-тактные и 2-тактные.

Дополнительное увеличение мощности достигается с помощью наддува.

По частоте вращения ДВС разделяются на: малооборотные дизели с частотой вращения 100-150 об/мин, которые непосредственно приводят в движение судовой движитель; среднеоборотные - 300-600 об/мин, которые приводят в движение судовой движитель через редуктор.

До конца 60-х гг на судах устанавливали реверсивные главные двигатели, позволяющие судну осуществлять задний ход. Только при малых мощностях для реверса ДВС использовали специальные устройства (реверсредукторы), дающие возможность маневрирования.

В 60-х гг одновременно с появлением винтов регулируемого шага начали в качестве главного двигателя применять нереверсивные ДВС вначале на малых судах, траулерах и буксирах, а затем и на больших торговых судах. За счет этого конструкция двигателей упростилась.

Машинное отделение (дизель со вспомогательными механизмами).

Судовая энергетическая установка с ДВС изображена на рисунке.

Кроме главного двигателя предусмотрены еще 2 вспомогательных, которые приводят во вращение генераторы.

1.2 Функция основных элементов

В ГД химическая энергия топлива преобразуется механическую энергию (в некоторое её количество) с промежуточным преобразованием в тепловую.

В ГП механическая энергия, произведенная ГД, преобразуется в энергию необходимого качества. В частности, производится стабилизация частоты вращения, преобразование её в оптимальную частоту работы движителя. Так же ГП может использоваться для деления или суммирования мощности одного или нескольких ГД. В случае отсутствия в дизеле режима реверса, этот режим реализуется в ГП. Итоговой функцией ГП является передача мощности ГД движителям.

Упорный подшипник служит для передачи упора, создаваемого движителями, на корпус судна. В общем случае может быть встроен в ГП.

Соединение ГД и ГП производится эластичной разобщительной муфтой. Эластичная часть муфты защищает ГП от резких изменений крутящего момента дизеля и демпфирующих крутильных колебаний. Соединительно-разобщительная (сцепная) часть служит для отключения ГД от ГП. Сцепная часть муфты устанавливается, например, при прямой передаче для разделения ГД и винта, в ряде других случаев.

Валопровод служит для передачи крутящего момента с выхода ГП на движитель. Частью валопровода является дейдвудное устройство, функцией которого в частности является обеспечение герметичности выходного отверстия валопровода в корме. В общем случае валопровод состоит из нескольких промежуточных валов, гребного вала; валопровод в любом случае массивное устройство, требующее опор. Таким образом передача крутящего момента на движитель осуществляется с неизбежными потерями. Так же валопровод передает упор, создаваемый движителем, на упорный подшипник.

Движитель, в ГЭК СЭУ ГС жестко закрепленный на выходном фланце гребного вала, служит для создания упора (в водную среду) и полезной тяги. Физические особенности водной среды, в частности отличных друг от друга морской и речной, ограничивают диапазон эффективных рабочих частот вращения гребного винта. В ГЭК ДЭУ ГС обычно используется винт фиксированного шага.



2. Судовой дизель

2.1 Принцип действия

Для обслуживания главного и вспомогательных двигателей используются вспомогательные механизмы и системы, а также система трубопроводов и клапанов.

Топливная система предназначена для подачи топлива из цистерн к двигателю.

При этом для уменьшения вязкости топливо подогревается и освобождается в сепараторах и фильтрах от жидких и твердых примесей.

Система смазки служит для прокачивания смазочного масла через двигатель с целью уменьшения трения между трущимися поверхностями, а также для отвода части полученного от двигателя тепла и очистки масла.

Система охлаждения предусмотрена для отвода от двигателя тепла, которое проникает в основном через стенки цилиндра и возникает во время сжигания топлива, а также для охлаждения циркулирующего смазочного масла.

Эта система состоит из насосов для пресной и морской воды и охладителей воды и масла.

Пусковая установка, включающая в себя компрессоры, резервуары сжатого воздуха, а также трубопроводы и клапаны, служит для пуска главного и вспомогательных двигателей.

Наряду с указанными выше вспомогательными системами главного и вспомогательных двигателей в машинном отделении находятся и другие судовые механизмы общего назначения.

Принцип действия 4-тактного ДВС показан на рисунке ниже.

В 4-тактном двигателе рабочий цикл осуществляется за 2 поворота коленчатого вала, т. е. за 4 хода поршня.

Механическая работа совершается только за время 1-го такта, 3 остальных служат для подготовки.

При 1-м такте поршень движется в направлении коленчатого вала.

Под воздействием возникающего при этом разрежения воздух через открытый всасывающий клапан устремляется в цилиндр.

В дизеле без наддува давление всасываемого воздуха равно атмосферному, в дизеле с наддувом к цилиндру подводится уже предварительно сжатый воздух. Во время 2-го такта при закрытых всасывающих клапанах предварительно поступивший воздух перед поршнем подвергается сжатию, за счет чего повышаются температура и давление.

Топливоподкачивающий насос, привод которого согласован с движением соответствующего поршня, повышает давление топлива.

При достижении давления 19,62-39,24 МПа топливо через форсунку впрыскивается в цилиндр, в котором у дизелей без наддува давление сжатого воздуха составляет 2,94-3,43 МПа и температура 550-600°С, а у дизелей с наддувом соответственно 3,92-4,91 МПа и 600-700°С.

Принцип действия 4-тактного дизеля.

Топливо впрыскивается незадолго до того момента, когда поршень достигнет верхнего положения.

Впрыснутое и тщательно распыленное топливо в сжатом воздухе нагревается, испаряется и вместе с воздухом образует горячую самовоспламеняющуюся смесь. 3-й такт является рабочим.

Во время процесса сгорания топлива образуются горячие газы, которые вызывают увеличение давления над поршнем в дизелях без наддува от 4,41 до 5,4 МПа, а в дизелях с наддувом - от 5,89 до 7,85 МПа.

Под давлением силы, возникающей за счет давления газов, поршень движется вниз, газы расширяются и производят при этом механическую работу.

Во время 4-го такта открывается выпускной клапан и отработавшие газы выходят наружу.

4-тактные судовые ДВС изготовляются как многоцилиндровые двигатели. Они устроены так, что рабочие такты равномерно распределяются по отдельным цилиндрам.

4-тактный дизель (рядный двигатель).

1 - наддувочный агрегат; 2 - охладитель наддувочного воздуха; 3 - трубопровод отработавших газов; 4 - трубопровод наддувочного воздуха; 5 - трубопровод охлаждающей воды; 6 - масляный трубопровод; 7 - топливный трубопровод; в - распределительный вал; 9 - приводное колесо; 10 - промежуточные шестерни; 11 - приводное колесо коленчатого вала; 12 - коленчатый вал; 13 - шатун; 14 - поршень; 15 - цилиндровая гильза; 16 - камера охлаждающей воды; 17 - крышка цилиндра; 18 - выпускной клапан; 19 - впускной клапан; 20 - топливный клапан; 21 - штанга; 22 - топливный насос; 23 - маслоразбрызгивающее кольцо; 24 - масляная ванна картера; 25 - станина двигателя; 26 - блок цилиндров.

Четырехтактные дизели применяют на судах либо в составе дизель-генераторных установок, либо в качестве главного двигателя в многовальных энергетических установках (по одному дизелю на один движитель) и, соответственно, в многодвигательных установках для одного движителя. Применение среднеоборотных дизелей в качестве главного двигателя дает следующие преимущества:

- увеличение надежности (при выходе из строя одного двигателя остальные продолжают работать);

- уменьшение габаритов и собственной массы деталей (например, клапанов, поршней, кривошипных механизмов, подшипников и т. д.);

- уменьшение удельной массы, которая в зависимости от мощности составляет от 14 до 35 кг/кВт (для мощностей около 2200 кВт).

Среднеоборотные дизели используются также в дизель-электрических энергетических установках в качестве главного двигателя.

4-тактный дизель V-образной конструкции.

1 - поршень; 2 - цилиндровая гильза; 3 - коленчатый вал.



2.2 Топливная система

Насосы.

Для перекачки топлива из запасных цистерн в расходные должны быть предусмотрены топливоперекачивающий насос с механическим приводом и резервный ручной насос. При наличии сепаратора топлива в качестве резервного может быть использован насос сепаратора.

На судах с суточным расходом топлива не менее 1 т допускается устанавливать один ручной насос.

Топливоперекачивающие насосы, а также насосы сепараторов, кроме местного управления, должны иметь средства для их остановки из всегда доступных мест вне помещений, в которых они установлены.

Расположение трубопроводов.

Топливные трубопроводы, как правило, должны быть отделены от трубопроводов других систем.

Трубопроводы, предназначенные для перекачки подогретого топлива под давлением, должны располагаться в хорошо видимых и доступных местах.

Топливные трубопроводы, как правило, не должны прокладываться над двигателями внутреннего сгорания, газовыпускными трубопроводами, паропроводами (за исключением паропроводов для подогрева топлива), паровыми котла ми и их дымоходами.

В исключительных случаях допускается прокладка топливных трубопроводов над указанным выше оборудованием при условии, что в этих районах трубопроводы не будут иметь разъемных соединений.

Приемные трубопроводы топлива от цистерн вместимостью более 50 л, расположенных вне междудонного пространства, а также трубопроводы, предназначенные для выравнивания уровня жидкости в цистернах, должны быть снабжены запорными клапанами, установленными непосредственно на цистернах. Эти клапаны должны иметь дистанционное закрытие из всегда доступных мест, расположенных вне того помещения, в котором находятся цистерны.

На расходных цистернах должны быть клапаны быстрозапорного типа.

Приемные трубопроводы из междудонных цистерн должны быть снабжены запорными клапанами, расположенными выше цистерн.

Устройства для подогрева топлива в системах.

Подогрев жидкого топлива может осуществляться только с помощью паровых или водяных змеевиков. Применение электронагревательных устройств для этой цели является предметом специального рассмотрения Речного Регистра.

Змеевики подогрева топлива должны располагаться в наиболее низких местах цистерн. В глубоких цистернах, в которых змеевики подогрева расположены на высоте, следует предусматривать возможность отключения отдельных секций змеевиков по мере снижения уровня топлива в цистернах.

Концы приемных топливных труб в расходных и отстойных цистернах должны располагаться над змеевиками подогрева таким образом, чтобы не происходило оголение последних.

С ниже температуры вспышки паров топлива.Максимальная температура подогретого топлива в цистернах должна быть не менее чем на 10

Для контроля за температурой подогреваемого топлива в необходимых местах должны быть установлены термометры.

Конденсат греющего пара должен проходить через смотровое устройство, позволяющее контролировать его чистоту.

Давление пара, применяемого для подогрева топлива, не должно превышать 0,5 МПа.

Устройства для удаления воды из топливных цистерн.

Для удаления воды в расходных и отстойных цистернах должны предусматриваться клапаны самозапорного типа и трубопроводы к сточным цистернам.

На сточных трубопроводах должны устанавливаться смотровые стекла. При наличии поддонов вместо стёкол допускается применение открытых воронок.

Устройства для сбора утечек топлива.

Вкладные цистерны, насосы, фильтры и другое оборудование в местах возможной утечки топлива должны снабжаться поддонами.

Сточные трубы от поддонов должны быть отведены в сточные цистерны.

Внутренний диаметр сточных труб должен быть не менее 15 мм.

Сточные трубы должны доводиться до днища сточной цистерны с минимальным зазором.

При расположении сточной цистерны в междудонном пространстве должны быть приняты конструктивные меры, предотвращающие поступление воды в машинные помещения через открытые концы сточных труб в случае повреждения наружной обшивки. Должна быть предусмотрена предупредительная сигнализация по верхнему предельному уровню в сточных цистернах.

Если сточная цистерна является общей для сточных труб от поддонов, расположенных в разных непроницаемых отсеках, то должны быть предусмотрены конструктивные меры, предотвращающие перелив воды из одного затопленного отсека в другой через открытые концы сточных труб.

Наполнение запасных цистерн.

Прием жидкого топлива на судно должен производиться через постоянный трубопровод, снабженный необходимой арматурой, обеспечивающей подачу топлива во все цистерны основного запаса.

Трубопровод наполнения топлива должен доводиться до днища цистерны с минимальным зазором.

На пассажирских судах для приема топлива должны предусматриваться специальные приемные станции, отделенные от других помещений и оборудованные сточными трубами, идущими в сточные топливные цистерны.

Наполнительные трубопроводы цистерн, расположенных выше двойного дна, а также наполнительные трубопроводы цистерн междудонного пространства должны присоединяться к верхним частям цистерн. Если это осуществить нельзя, то наполнительные трубы должны иметь невозвратные клапаны, устанавливаемые непосредственно на цистернах.

В тех случаях, когда наполнительная труба используется в качестве приемной, вместо невозвратного клапана следует устанавливать запорный клапан с дистанционным закрытием, выведенным в доступное место, расположенное за пределами помещения, в котором находится цистерна.

Топливные цистерны.

Топливные цистерны, расположенные на открытых палубах и надстройках, а также в других местах, подверженных влиянию атмосферы, должны быть защищены от воздействия солнечных лучей.

Расходные топливные цистерны, предназначенные для непосредственного питания главных двигателей в машинных помещениях без постоянной вахты, должны иметь устройство, подающее оптический и звуковой сигнал в рулевую рубку по допускаемому низшему уровню топлива в цистернах, или автоматическое наполнение расходной топливной цистерны.

Отсеки, расположенные в нос от таранной переборки, не должны использоваться для перевозки топлива или других жидких воспламеняющихся веществ.

Подвод топлива к двигателям внутреннего сгорания.

Оборудование топливной системы должно обеспечивать подвод топлива, подготовленного надлежащим образом и очищенного в степени, требующейся для данного двигателя.

Фильтры топлива должны допускать их очистку без остановки двигателей.

Судовые механические установки, в состав которых входят двигатели, работающие на тяжелом топливе, должны быть оборудованы двухтопливными системами.

При работе главных двигателей на двух сортах топлива (дизельном и тяжелом) должны быть приняты меры против смешивания тяжелого топлива с дизельным топливом для вспомогательных двигателей.

Для удаления паровоздушных включений из трубопроводов подачи подогретого тяжелого топлива к насосам высокого давления должны быть установлены деаэрационные устройства.

В системах тяжелого топлива рекомендуется предусматривать установку автоматизированных фильтров.

При наличии расходомеров последние не должны прерывать работу двигателя в случае их регулировки или выхода из строя.

Подвод топлива к дизель-генераторам, предназначенным для использования в качестве аварийных, должен осуществляться от автономной расходной цистерны, расположенной в помещении аварийного дизель-генератора. Не допускается расход топлива из этой цистерны для других целей.

Трубопровод подачи топлива к дизель-генераторам должен быть отдельным, с самостоятельными фильтрами и запорной арматурой.

Подвод топлива к котлам.

На трубопроводе, подающем топливо к форсункам каждого котла, следует предусмотреть быстрозапорный клапан с местным управлением. При установке автоматизированного вспомогательного котла быстрозапорный клапан не требуется.

Для проверки температуры и давления тяжёлого топлива, подаваемого к форсункам, в соответствующих местах трубопроводов необходимо предусматривать термометры и манометры.

При подаче топлива к котлам под гидростатическим давлением на трубопроводе, подающем топливо к форсункам, должны предусматриваться фильтры.

Расчёт системы

Вместимость запасной цистерны:

м3,

где - коэффициент ходового времени;

и ч);- удельные эффективные топлива масла главного и вспомогательного двигателя, кг/(кВт

- коэффициент использования автономного котла;

кг/м3 - плотность топлива;

ч - продолжительность автономного плавания.

Вместимость расходной цистерны главных двигателей:

м3.

Вместимость расходной цистерны вспомогательных двигателей:

м3.

Вместимость расходной цистерны автономного котла:

м3.



Вместимость сточной цистерны:

м3,

где кВт - суммарная мощность всех дизелей СЭУ.

Вместимость цистерны аварийного запаса топлива:

м3.

Подача топливоперекачивающего насоса:

м3/ч,

где ч - время заполнения цистерны.

Производительность сепаратора:

м3/ч,

где ч - время работы сепаратора в сутки.

Ёмкость запасной цистерны проекта равна 22 м3. Следовательно, менять запасную цистерну не надо.



2.3 Масляная система

Масляные насосы двигателей внутреннего сгорания.

При одном главном двигателе мощностью 220 кВт и более должно быть не менее двух масляных циркуляционных насосов - основного и резервного, один из которых может иметь привод от двигателя.

Подача резервного насоса должна быть не менее подачи основного насоса.

При наличии двух и более главных двигателей резервный масляный насос не требуется.

Следует предусматривать средства контроля за протоком масла в подшипниках турбонагнетателей.

Каждый вспомогательный двигатель должен иметь независимую масляную систему.

Объединение масляных систем вспомогательных двигателей является в каждом случае предметом специального рассмотрения Речным Регистром.

Если масляный насос не оборудован предохранительным или перепускным клапаном, установка такого клапана должна предусматриваться на напорном трубопроводе.

Подвод смазочного масла к двигателям внутреннего сгорания.

Масляная система должна исключать возможность смешения различных сортов масла.

Концы сливных труб из картера двигателя в сточно-циркуляционную цистерну должны быть в ней расположены таким образом, чтобы во время работы двигателя они были постоянно погружены в масло.

Сливные трубы от двух или более двигателей не должны соединяться между собой.

Трубопроводы масляной системы не должны соединяться с трубопроводами другого назначения, за исключением присоединения к сепараторам, которые могут использоваться для сепарирования топлива при наличии надёжных устройств, предотвращающих смешение топлива и масла.

При сепарировании масла необходимо предусматривать меры, исключающие возможность смещения масла главного и вспомогательного двигателей, если они работают на разных марках масла.

На трубопроводах масляных циркуляционных систем должны быть установлены:

на всасывающем трубопроводе насоса зубчатых передач - магнитный фильтр;

на всасывающем трубопроводе насоса - один фильтр грубой очистки (сетка);

на нагнетательном трубопроводе насоса главного двигателя - два параллельных фильтра или один сдвоенный переключаемый фильтр, или один самоочищающийся фильтр.

При общей масляной системе двигателя и турбонагнетателей перед подшипниками турбонагнетателей должны устанавливаться фильтры тонкой очистки, конструкция которых должна допускать их очистку без прекращения циркуляции масла. После фильтров следует устанавливать манометр.

Пропускная способность каждого масляного фильтра должна превышать на 10% наибольшую подачу насоса.

Масляная система должна снабжаться необходимыми контрольно-измерителными приборами.

На масляном трубопроводе редуктора должно предусматриваться смотровое стекло для контроля за протоком масла.

Масляные цистерны.

Приёмные трубопроводы от цистерн, расположенных вне двойного дна, должны быть снабжены запорными клапанами, установленными непосредственно на цистернах.

При устройстве подогрева масла должны быть выполнены требования для устройств подогрева топлива.

Расчёт системы Вместимость запасной цистерны:

м3,

где - коэффициент ходового времени;

и ч);- удельные эффективные расходы масла главного и вспомогательного двигателя, кг/(кВт

кг/кВт - удельная масса масла в картерах двигателей;

кг/м3 - плотность масла;

ч - продолжительность автономного плавания;

кВт - суммарная мощность всех дизелей СЭУ.

Вместимость маслосборников главных двигателей:

м3.

Вместимость маслосборников вспомогательных двигателей:

м3.

Вместимость расходной цистерны главных двигателей:

м3.

Вместимость расходной цистерны вспомогательных двигателей:



м3.

Подача маслоперекачивающего насоса:

м3/ч,

где ч - время заполнения цистерны.

Производительность сепаратора:

м3/ч,

где - кратность очистки масла;

- суммарная вместимость маслосборников главных и вспомогательных дизелей, м3;

ч - время работы сепаратора в сутки.

2.4 Система водяного охлаждения

Система охлаждения двигателя должна быть двухконтурной; при этом должна быть предусмотрена возможность охлаждения двигателя забортной водой от насоса внешнего контура. На судах длиной менее 20 м допускается замкнутая одноконтурная система.

На судах классов «М» и «О» с одновальной установкой должен быть предусмотрен один насос с независимым приводом достаточной подачи для резервирования работы насосов внешнего и внутреннего контуров; при мощности установки менее 220 кВт резервный насос допускается не устанавливать.

Допускается охлаждать несколько двигателей одним насосом с независимым приводом. Подача насоса в этом случае должна быть достаточной для одновременного охлаждения всех двигателей при их работе с максимальной нагрузкой.

На охлаждающем трубопроводе перед каждым двигателем должен быть предусмотрен клапан для регулирования количества охлаждающей воды.

Если каждый из вспомогательных двигателей имеет самостоятельный насос водяного охлаждения, то резервные насосы для этих двигателей не требуются.

Если для группы вспомогательных двигателей предусматривается общая система охлаждения, достаточно иметь один резервный насос для внутреннего и внешнего контуров.

В объединённой системе охлаждения главных и вспомогательных двигателей резервные насосы для охлаждения вспомогательных двигателей не требуются.

В качестве резервных охлаждающих насосов могут применяться балластные или другие насосы общесудового назначения, используемые для чистой воды.

Расположение трубопроводов.

В системе охлаждающей воды должно быть предусмотрено не менее двух приёмников, соединенных между собой.

На судах с одним главным двигателем мощностью менее 220 кВт допускается один приёмник, расположенный в машинном помещении; при этом должны быть предусмотрены два параллельно соединенных фильтра.

Фильтры охлаждающей воды.

На приёмных магистралях охлаждающей забортной воды главных и вспомогательных двигателей внутреннего сгорания следует устанавливать фильтры.

Должна предусматриваться возможность очистки фильтров без прекращения работы охлаждающих насосов.

Охлаждение двигателя внутреннего сгорания.

На судах с ледовыми усилениями рекомендуется предусматривать устройства для подогрева двигателей перед пуском. Прогрев должен осуществляться подогретой охлаждающей водой, прогрев двигателей паром не допускается.

В двухконтурной системе охлаждения двигателя должна быть предусмотрена расширительная цистерна, уровень воды в которой должен быть выше максимального уровня в двигателе. Расширительная цистерна должна присоединяться к приёмным трубопроводам насосов и может быть общей в системе охлаждения нескольких двигателей.

В системе охлаждения двигателей расположение отливного трубопровода забортной воды должно обеспечить заполнение водой самых высоких охлаждаемых полостей двигателей, водоохладителей и маслоохладителей, а также исключать образование застойных зон.

Расчёт системы

В дизельных установках система водяного охлаждения двухконтурная. Вода внутреннего контура охлаждает двигатели, а в открытом внешнем контуре через водяной и масляный охладители прокачивается забортная вода. Циркуляция воды в системе охлаждения обычно осуществляется центробежными насосами.

Подача насосов внутреннего контура:

м3/ч,

где - доля теплоты, отводимая водой;

К) - теплоёмкость пресной воды внутреннего контура;кДж/(кг

кг/м3 - плотность воды внутреннего контура;

С - разность температур воды на выходе и входе в дизель.

В целях унификации подачу насосов внешнего контура принимают равной подаче насосов внутреннего контура:

м3/ч.

Принимаем:

охлаждающий насос пресной воды: подача - 30 м3/ч, количество - 2 шт.;

охлаждающий насос забортной воды: подача - 30 м3/ч, количество - 2 шт.

Поверхность охлаждения водяного холодильника:

м2,

где - общий коэффициент теплопередачи от воды к воде для пластинчатого холодильника;

С - среднелогарифмическая разность температур.

2.5 Система сжатого воздуха

Требования Регистра к системе сжатого воздуха

Число воздухохранителей и запас пускового воздуха.

Система сжатого воздуха главных двигателей должна обеспечивать одновременный пуск и реверсирование всех главных двигателей.

Запас сжатого воздуха для пуска главных двигателей и действия системы управления должен храниться не менее чем в двух воздухохранителях или в двух группах воздухохранителей, при этом в каждом из этих двух воздухохранителей или в каждой группе воздухохранителей должен храниться запас пускового воздуха не менее половины требуемого.

Запас сжатого воздуха во всех воздухохранителях, предназначенный для пуска и реверсирования главных двигателей, должен обеспечивать не менее 12 пусков попеременно на передний и задний ход каждого двигателя, подготовленного к действию.

Общий запас сжатого воздуха для пуска главных нереверсивных двигателей, а также главных дизель-генераторов должен быть достаточным для выполнения не менее 6 пусков наибольшего по мощности из установленных двигателей, подготовленного к действию, а при наличии более двух двигателей - не менее 4 пусков каждого двигателя, подготовленного к действию.

Для пуска вспомогательных двигателей должен быть предусмотрен как минимум один воздухохранитель вместимостью, достаточной для выполнения 6 пусков каждого вспомогательного двигателя, подготовленного к действию, а при наличии более двух вспомогательных двигателей - не менее 4 пусков каждого двигателя, подготовленного к действию.

При установке одного такого воздухохранителя должна предусматриваться возможность пуска вспомогательных двигателей от одного воздухохранителя или от одной группы воздухохранителей главных двигателей.

Запас пускового воздуха из воздухохранителей главных двигателей может быть использован для работы тифона и на хозяйственные нужды при следующих условиях:

- один воздухохранитель (группа воздухохранителей) отделен от остальных невозвратным клапаном и предназначен только для пуска главных двигателей;

- предусмотрены автоматическое пополнение запаса воздуха в воздухохранителе и сигнализация, включающаяся при падении давления не более чем на 0,5 МПа ниже рабочего.

Воздухохранители вспомогательных двигателей допускается пополнять воздухом из воздухохранителей главных двигателей; при этом должна исключаться возможность перепуска воздуха в обратном направлении.

Воздухохранители должны устанавливаться таким образом, чтобы в любых условиях эксплуатации было возможно полное удаление из них влаги.

Компрессоры.

Количество основных компрессоров, как правило, должно быть не менее двух, один из которых может быть навесным. При этом в случае выхода из строя компрессора наибольшей подачи подача остальных компрессоров должна быть достаточной для заполнения воздухохранителей главных двигателей в течение 1 ч, начиная от давления, при котором возможен последний пуск и маневр.

На скоростных судах допускается установка одного независимого компрессора с приводом от вспомогательного дизеля, имеющего электростартёрный и ручной пуск, или установка одного навесного компрессора, если предусмотрена возможность заполнения воздухохранителей береговыми средствами.

На судах с нереверсивными двигателями заполнение воздухохранителей может производиться независимым компрессором. В качестве второго пускового средства могут быть использованы сжатый газ от газоотборочного устройства, электростартёрный пуск или другие пусковые средства.

Расположение трубопроводов.

Трубопроводы, предназначенные для заполнения воздухохранителей, должны быть полностью отделены от пусковых трубопроводов.

Каждый из пусковых воздухохранителей должен иметь возможность заполнения от каждого основного компрессора.

На трубопроводе после каждого компрессора должны устанавливаться невозвратно-запорные клапаны.

На трубопроводе, подающем воздух к каждому двигателю, перед его пусковым клапаном должен быть установлен невозвратный клапан.

Если в конструкции двигателя предусмотрены устройства, предотвращающие распространение взрыва, установка невозвратного клапана не обязательна.

Трубопроводы должны прокладываться по возможности прямолинейно с небольшим уклоном для спуска воды. Трубопроводы не должны иметь уклон в направлении главного пускового клапана двигателя.

В необходимых случаях должны быть предусмотрены соответствующие охладители.Температура воздуха или сжатых газов, поступающих в воздухохранители, не должна превышать 90

Трубопроводы сжатого газа от газоотборных устройств не должны прокладываться под настилом машинных помещений.

На трубопроводах между компрессорами и воздухохранителями должны быть предусмотрены устройства для удаления воды и масла, если такие устройства отсутствуют на самих компрессорах.

Расчёт системы

Вместимость пусковых баллонов определяется по формуле, м3:

,

где м3/м3 - удельный расход свободного воздуха на 1 м3 объёма цилиндра дизелей при пуске;



- рабочий объём цилиндра, м3;

z - число цилиндров;

- число двигателей;

- число последовательных пусков двигателя для нереверсивных дизелей;

МПа - давление окружающей среды;

МПа - начальное давление воздуха в баллонах;

МПа - нижний предел давления воздуха в баллонах, при котором ещё возможен пуск двигателя.

Вместимость баллонов для тифона, м3:

,

где - коэффициент насыщения сигналами;

м3/мин - расход тифоном свободного воздуха;

мин - продолжительность подачи сигнала;

МПа - начальное давление воздуха в баллонах;

МПа - нижний предел давления воздуха в баллонах, при котором ещё возможна подача сигнала.

Вместимость пусковых баллонов для главных двигателей:

м3.



Вместимость пусковых баллонов для вспомогательных двигателей:

м3.

Вместимость баллонов для тифона:

м3.

Принимаем:

ёмкость пусковых баллонов главного двигателя - 60 литров;

количество - 2 шт.;

ёмкость пусковых баллонов вспомогательных двигателей - 50 литров;

количество - 2 шт.;

ёмкость баллона для тифона - 100 литров;

количество - 2 шт.

Подача компрессора по свободному воздуху:

м3/ч,

где ч - время заполнения баллонов.

Принимаем:

подача компрессора - 3 м3/ч;

количество - 2 шт.

2.6 Газовыпускная система

Газовыпускные трубопроводы.

Газовыпускные трубопроводы должны выводиться, как правило, на открытые палубы.

Вывод газовыпускных труб через обшивку в корме допускается на судах длиной менее 20 м, на остальных судах такой вывод является в каждом случае предметом специального рассмотрения Речным Регистром. Вывод газовыпускных труб через бортовую обшивку в атмосферу не допускается.

Каждый главный двигатель должен иметь отдельный газовыпускной трубопровод. В необходимых случаях могут быть допущены отступления, которые являются предметом специального рассмотрения Речным Регистром.

Газовыпускные трубопроводы вспомогательных двигателей могут быть объединены в общий газовыпускной трубопровод при условии наличия надежно действующего предохранительного устройства, предотвращающего:

- поток газа из общего трубопровода в трубопроводы неработающих двигателей;

- повреждение любого двигателя при его пуске.

При объединении дымоходов котлов допускается установка дымовых заслонок, оборудованных устройством для крепления их в открытом состоянии. Для осмотра и очистки дымоходов, а также воздухопроводов котла в необходимых местах должны предусматриваться лазы и скоб-трапы.

В утилизационных и комбинированных котлах, которые по своей конструкции не могут находиться без воды при обогреве их выхлопными газами, должны предусматриваться обводные трубопроводы с перепускными заслонками, отключающими котлы от выпускного трубопровода.

Газовыпускные трубопроводы котлов и двигателей внутреннего сгорания должны быть теплоизолированы с помощью изолирующего материала, двойных стенок или экрана.

С.Газовыпускные трубопроводы двигателей с «мокрым» выхлопом допускается не изолировать, если температура на поверхности трубопровода не превышает 60

Газовыпускные трубы двигателей должны снабжаться тепловыми компенсаторами. Там, где это возможно, газовыпускные трубопроводы должны иметь лючки для очистки и в необходимых случаях спускные краны.

Газовыпускные трубы, проходящие через жилые помещения или рулевую рубку, должны быть выгорожены внутри этих помещений газонепроницаемым защитным кожухом. Пространство между газовыпускными трубами и защитным кожухом должно сообщаться с открытой атмосферой.

Глушители и искрогасители

Глушители и искрогасители должны быть расположены таким образом, чтобы обеспечивалась возможность их очистки. Для этой цели они должны оборудоваться лючками и спускными кранами.

При установке утилизационных котлов и искрогасителей мокрого типа должны предусматриваться меры против возможного попадания воды в двигатель при появлении течи в трубах котлов или других неисправностей.

Спускные трубы должны направляться в льяла машинного отделения и иметь гидравлические затворы.

Расчёт системы

В состав газовыпускной системы входят газовыпускные трубы на каждый главный и вспомогательный двигатель и автономный котёл, компенсаторы, изоляция, глушители и искрогасители.

Площадь сечения газовыпускных трубопроводов двигателей и котлов определяется по формуле, м2:

,

где - часовой расход топлива, кг/ч;

- коэффициент избытка воздуха;

кг/кг - теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива;

К) - газовая постоянная продуктов сгорания;кДж/(кг

T - температура выпускных газов, К;

- допустимая скорость движения газов в трубопроводе, м/с;

кПа - допустимое давление в трубопроводе.

Площадь сечения газовыпускных трубопроводов главных двигателей:

м2.

Площадь сечения газовыпускных трубопроводов вспомогательных двигателей:

м2.

Площадь сечения газовыпускного трубопровода котла:

м2.

2.7 Система пуска дизельного двигателя

Существует несколько способов пуска ДВС; главные из них: ручной пуск, стартерный пуск, пуск двигателя сжатым воздухом.

Вручную запускаются вспомогательные ДВС малой мощности, аварийные двигатели ( и для питания радиостанции) и главные двигатели спасательных шлюпок и небольших катеров: при помощи специального привода раскручивают коленчатый вал двигателя, при этом поршни совершают возвратно-поступательное движение; при определенной частоте вращения вала, когда температура в цилиндре становится выше температуры самовоспламенения топлива, включают топливные насосы. Многие двигатели с ручным пуском имеют декомпрессионное устройство, которое снимает компрессию в цилиндре двигателя во время разгона коленчатого вала, после чего декомпрессионное устройство отключается и включаются топливные насосы.

Главное при ручном пуске -- обезопасить обслуживающий персонал; с этой целью пусковые приспособления должны отключаться автоматически, как только частота вращения коленчатого вала становится больше частоты вращения рукоятки, т. е. когда двигатель начинает работать на топливе.

Суть стартерного пуска заключается в том, что коленчатый вал двигателя раскручивается электродвигателем или небольшим двигателем внутреннего сгорания, который предварительно запускается вручную (последний способ для пуска судовых дизелей не применяется). Электростартерный пуск применяется при запуске некоторых вспомогательных дизелей и главных двигателей небольших катеров, что особенно удобно при дистанционном управлении.

Разновидностью электрического пуска является пуск двигателя обратимым генератором; этот способ применяется в дизель-генераторной установке постоянного тока, когда на время пуска генератор работает как электродвигатель и раскручивает коленчатый вал дизеля. Источником электрической энергии при этом может быть аккумуляторная батарея или работающий дизель-генератор.

Запуск дизелей мощностью свыше 100 квт осуществляется, как правило, сжатым воздухом. Суть пуска дизелей сжатым воздухом заключается в следующем: в цилиндры дизеля поочередно, согласно порядку работы, через специальные пусковые клапаны направляется сжатый воздух, создающий усилие, достаточное для раскручивания коленчатого вала до пусковой частоты вращения, после чего включаются топливные насосы и некоторое время происходит параллельная работа системы пускового воздуха и системы подачи топлива, затем пусковую систему отключают и двигатель работает на топливе.

В систему пуска двигателя сжатым воздухом входят следующие устройства: воздухохранители (баллоны) сжатого воздуха, главный пусковой (маневровый) клапан, пусковой воздухораспределитель, пусковые клапаны цилиндров и трубопровод пускового воздуха.

Принципиальная схема пуска двигателя сжатым воздухом показана на рис. 80. Сжатый воздух из баллона 1 по трубопроводу 2 поступает к главному пусковому (маневровому) клапану 15 и к посту управления по трубопроводу 20, Для открытия маневрового клапана воздух от поста управления по трубопроводу 19 направляют в полость 18; в результате воздействия воздуха на поршень 17 открывается маневровый клапан 15 и пусковой воздух по магистрали 14 поступает одновременно ко всем пусковым клапанам 3; пусковой воздух действует на тарелку клапана и на разгрузочный поршень 4, площади которых равны, поэтому за счет пружины 5 пусковые клапаны остаются закрытыми.

Управляющий воздух по магистрали 12 поступает к золотниковым коробкам 9 и воздействует на золотники 10, Золотник, находящийся против косого среза кулачковой шайбы 13, преодолевает сопротивление пружины 11 и, перемещаясь вниз, открывает канал 7 для прохода управляющего воздуха к пусковому клапану. Воздействуя на поршень 6, управляющий воздух открывает пусковой клапан, и пусковой воздух из магистрали 14 поступает в цилиндр. За счет энергии пускового воздуха поршень в этом цилиндре перемещается вниз, и коленчатый вал двигателя начинает проворачиваться. От коленчатого вала вращается кулачная шайба 13. Если золотники управления всеми пусковыми клапанами расположены радиально и приводятся в действие от одной кулачной шайбы, то при ее проворачивании открывается золотник управления клапаном следующего цилиндра и т. д., согласно порядку работы цилиндров. При рядном расположении золотников каждый из них приводится в действие от своей кулачной шайбы, закрепленной на общем валу, однако принцип остается тот же. Система пуска остается включенной до тех пор, пока частота вращения коленчатого вала не станет достаточной для включения топливных насосов. Закрытие пусковых клапанов осуществляется следующим образом: кулачная шайба 13, поворачиваясь, перемещает вверх золотник 10, который сообщает надпоршневое пространство пускового клапана 3 через трубопровод 7 с каналом 8, -- управляющий воздух стравливается в атмосферу, и пружина 6 закрывает пусковой клапан. После окончания пуска и закрытия главного маневрового клапана воздух из системы пуска стравливается в атмосферу через канал 16.

2.8 Техническое обслуживание дизелей

При техническом обслуживании дизеля должны быть приняты меры предосторожности, исключающие, возможность несчастных случаев с личным составом и повреждения дизеля. Особые меры принимаются при работах, связанных с подъемом, перемещением и опусканием тяжеловесных деталей, а также при одновременной работе нескольких человек на различных участках валопровода, требующей его проворачивания.

Все снятые с дизеля в процессе разборки детали должны быть тщательно промаркированы, очищены, промыты, а затем осмотрены для выявления износа, местной выработки, трещин, волосовин, царапин, задиров, наволакивания материала, вмятин, забоин, выкрашивания, коррозии и других дефектов. Дефектоскопический контроль ответственных деталей должен производиться во всех случаях, предусмотренных инструкциями завода-изготовителя, техническими условиями на ремонт дизеля или другими утвержденными судовладельцем документами.

Указания по техническому обслуживанию отдельных сборочных единиц и деталей:

1. Раскепы коленчатого вала должны проверяться с периодичностью, предусмотренной инструкцией по эксплуатации и планом-графиком ТО, а также в случаях затяжки анкерных связей и фундаментных болтов (до и после затяжки) и в аварийных случаях: при повреждении вкладышей рамовых подшипников, обрыве шатунных болтов, сильной вибрации, при посадке судна на мель и т. п.

2. Контроль затяжки анкерных связей необходимо производить усилием и в сроки, указанные в инструкции завода-изготовителя или судовладельца, с использованием специальных ключей и приспособлений, входящих в комплект инструмента для обслуживания двигателя. При обнаружении ослабления связей периодичность контроля и перезатяжки должна быть сокращена. В процессе затяжки связей необходимо контролировать упругий изгиб коленчатого вала по раскепам.

3. При техническом обслуживании подшипников должно уделяться особое внимание состоянию рабочих поверхностей, установке требуемых зазоров и прилеганию вкладышем к постелям. Признаки для выбраковки и замены подшипников (предельный износ, растрескивание белого металла, срабатывание металла в многослойных подшипниках) устанавливаются инструкциями завода-изготовителя, техническими условиями на ремонт дизеля или другими утвержденными судовладельцем документами.

4. Необходимо периодически замерять остаточные удлинения и производить дефектоскопический контроль шатунных болтов четырехтактных дизелей. При достижении предельного удлинении пли при обнаружении дефектов (трещины, повреждения резьбы) болты подлежат обязательной замене.

5. При разборке цилиндра с выемом поршня все детали необходимо тщательно очистить, осмотреть и обмерить на предмет обнаружения предельных износов и трещин. Участки рабочих поверхностей втулок, тронков поршней и поршневых колец, на которых обнаружены задиры или цвета побежалости, необходимо обработать в соответствии с указаниями инструкции по эксплуатации. Обработка наждачным камнем или бумагой должна производиться только в поперечном направлении.

6. При техническом обслуживании впускных и выпускных клапанов необходимо обращать особое внимание на состояние посадочных полей. При наличии износа, выгорания, забоин, рисок на клапанах и седлах посадочные поля должны быть обработаны и сопрягаемые детали притерты.

7. При техническом обслуживании механизма распределения следует особое внимание уделять состоянию рабочих поверхностей кулачных шайб, роликов привода, подшипников, посадке шестерен, центровке вала. После сборки механизма распределения должна быть проверена его регулировка в части установки требуемых углов распределения и зазоров в механизмах привода.

8. Техническое обслуживание зубчатых и цепных передач должно сопровождаться проверкой состояния зубьев шестерен (звездочек) и роликов цепей с целью определения неравномерного износа, наличия дефектов зубьев и роликов: выкрашивания, накатывания, трещин, пластической деформации и пр. В зубчатых передачах должны быть проверены зазоры между зубьями шестерен.



3. Система управления главного энергетического комплекса

3.1 Подготовка к пуску, пуск и остановка дизелей

Понятие о технической эксплуатации СЭУ. Под технической эксплуатацией СЭУ понимается комплекс организационных и производственно-технических мероприятий, обеспечивающих постоянную готовность установок к действию, эффективное использование и содержание их в исправном состоянии при минимальных затратах труда, материалов, времени и финансовых средств. энергетический дизельный грузовой судно