Система охлаждения на судах это

Обновлено: 28.03.2024

При рассмотрении теплового баланса двигателя было установлено, что только часть тепла, выделяемого при сгорании топлива внутри цилиндров дизеля, превращается в индикаторную работу (до 47%). Из оставшегося тепла примерно 25% уносится с отходящими газами, а остальное тепло (25—28%) для предотвращения перегрева деталей двигателя отводят охлаждающей водой. Для отвода тепла в основных деталях двигателя (цилиндр, цилиндровая крышка, поршень, корпус выпускного клапана) устраивают специальные полости или зарубашеч-ные пространства, через которые пропускают охлаждающую воду.

Для охлаждения судовых дизелей применяют две системы: проточную и замкнутую. При проточной системе охлаждения специальный насос забирает воду из кингстона и прокачивает ее через зарубашечное пространство дизеля; при замкнутой системе через зарубашечное пространство дизеля прокачивается пресная вода, которая затем в специальном теплообменнике (охладителе) охлаждается забортной водой и снова направляется в двигатель. Проточная система значительно проще замкнутой, однако имеет ряд существенных недостатков, поэтому для охлаждения дизелей на судах, построенных в последние годы, не применяется.

Основные недостатки проточной системы охлаждения дизеля: возможность засорения зарубашечного пространства дизеля илом и другими взвешенными частицами, содержащимися в морской воде; интенсивное отложение солей в зарубашечном пространстве и образование накипи, плохо проводящей тепло и резко ухудшающей теплообмен, в результате чего происходит перегрев деталей и даже их разрушение. Для того чтобы предотвратить образование накипи в зарубашечном пространстве, приходится снижать температуру воды на выходе из дизеля до 50—55° С и тем самым ухудшать температурный режим двигателя и полезное использование тепла. При низкой температуре забортной воды для уменьшения температурных напряжений на входе воды в двигатель устраивают специальные смесители, куда подается вода из кингстона и часть воды, выходящей из двигателя. Минимальная допустимая температура воды на входе в двигатель +15° С. Однако необходимый перепад при охлаждении двигателя забортной водой составляет 10—20° С, таким образом, температура воды на входе составляет 35—45° С.

При замкнутой системе охлаждения применяют пресную воду, которая проходит техническую обработку и не содержит солей, в результате удается поддерживать высокий температурный режим двигателя (температура воды на выходе из систем, сообщенных с атмосферой, — до 85° С, а при наличии паровоздушного клапана у некоторых напряженных четырехтактных дизелей—до 105° С). Необходимый перепад при охлаждении двигателя пресной водой 7—15° С. Для того чтобы предотвратить засоление воды в случае нарушения плотности водоохладителя, давление в системе пресной воды устанавливают несколько большим, чем в системе забортной воды.

Для контроля пресной воды из системы периодически проводят анализ проб воды для определения содержания солей, и если соленость достигает критических значений, воду в системе заменяют.

Следует также отметить, что при охлаждении двигателя пресной водой масляный холодильник, как правило, охлаждается забортной водой.

Для предотвращения коррозии охлаждаемых деталей и трубопроводов в пресную воду добавляют различные присадки (например, бихромат калия) или антикоррозионные масла.

При охлаждении двигателя пресной водой система должна предусматривать аварийное охлаждение забортной водой. Переход на аварийное охлаждение должен осуществляться постепенно, чтобы не вызвать резких температурных напряжений, при этом необходимо соблюдать требования в отношении температур, рекомендуемых для проточных систем (не ниже 15° С на входе и не выше 50—55° С на выходе).

Некоторые фирмы в целях страховки рекомендуют при аварийном охлаждении еще более низкие температуры на выходе воды из двигателя (до 45° С). Если учесть, что двигатель, как правило, работает на аварийном охлаждении короткое время и потери тепла незначительны, эти рекомендации целесообразно выдерживать.

При проточной системе охлаждения (рис. 68, а) забортная вода от кингстона насосом 1 прокачивается через масляный холодильник 2 (часть воды прокачивается мимо масляного холодильника) и смеситель 3, подается через регулировочные вентили 4 в нижнюю часть за-рубашечного пространства цилиндров 5. Из зарубашечного пространства цилиндров вода по патрубкам переходит в цилиндровые крышки 6, а оттуда в сливной коллектор 9 и из него через невозвратный клапан 10 сливается за борт.

Часть воды через терморегулятор 8 направляется в смеситель 3, который необходим для поддержания минимально допустимой температуры воды на входе. Импульс на терморегулятор 8 поступает от сливного коллектора 9, и поэтому он работает автоматически: чем выше температура воды на выходе, тем меньше воды терморегулятор направляет в смеситель 3. Индивидуальное регулирование температуры воды, выходящей из цилиндров, осуществляется вентилями 4 и 7.

При замкнутой системе охлаждения (рис 68, б) пресная вода, подаваемая насосом 5 из расширительного бака 14 через входные вентили 6, поступает на охлаждение цилиндров 7 и цилиндровых крышек 8, через вентили 9 индивидуальной регулировки горячая вода стекает в коллектор 10 и направляется в холодильник пресной воды 15, откуда поступает в расширителный бак 14, с которым связан коллектор 10.

Забортная вода из кингстона забирается насосом 1, прогоняется через масляный холодильник 2 и прокачивается далее через холодильник пресной воды 15 и невозвратный клапан 16 за борт.

Для автоматического поддержания постоянной температуры в замкнутую систему включают терморегулятор 12, который при низкой температуре пропускает часть воды мимо холодильника 15. Импульс на терморегулятор поступает от трубопровода горячей воды. Во время работы дизеля часть воды испаряется, а часть уходит через сальники насосов. Для пополнения утечек предусмотрен трубопровод и насос подачи воды из запасных танков, а также отвод воды из расширительного бака обратно в танк в случае ее перекачки.

Система предусматривает аварийное охлаждение двигателя забортной водой. Переход на забортную воду осуществляется поворотом трехходовых кранов 4 и 11 на 90°, а также отключением вентилями 3 и 13 расширительного бака 14 и водоохладителя 15. При этом температуру воды, выходящей из двигателя, регулируют вручную при помощи вентилей 6 и 9.

Недостатки замкнутой системы охлаждения: наличие дополнительного оборудования и трубопроводов. С целью предупреждения засоления пресной воды при нарушении плотности водоохладителя в системе пресной воды поддерживают более высокое давление.

В своем блоге буду описывать основы технологии судоремонта, методы дефектоскопии, восстановления и упрочнения деталей, виды и методы ремонта судов и механизмов.Будет приведена технологическая документация на ремонт и изготовление деталей.

Оглавление

Система охлаждения ДВС.

Система охлаждения предназначена для отвода тепла от деталей двигателя, подверженных нагреву горячими газами и для поддержания допустимых температур, определяемых жаропрочностью материалов, термостабильностью масла и оптимальными условиями протекания рабочего процесса. В зависимости от конструкции ДВС количество тепла, отводимого в охлаждающую жидкость, составляет 15—35 % тепла, выделяемого при сгорании топлива в цилиндрах.
В качестве охлаждающей жидкости используется пресная и забортная вода, масло и дизельное топливо.
Для судовых ДВС используются проточная и замкнутая системы охлаждения. При проточной системе охлаждение двигателя осуществляется забортной водой, прокачиваемой насосом. Система забортной воды включает следующие основные элементы: кингстонные ящики с кингстонами, фильтры, насосы, трубопроводы, арматуру и приборы управления, сигнализации и контроля. Согласно Правилам Регистра СССР система должна иметь один днищевой и один—два бортовых кингстона. Система забортной воды может иметь два насоса, один из которых является резервным одновременно для пресной и забортной воды. Аварийное охлаждение двигателей может обеспечиваться от насосов холодильной установки или пожарной системы судна.
Проточная система охлаждения проста по конструкции, требует небольшого количества насосов, но двигатель охлаждается относительно холодной забортной водой (не более 50—55 С). Выше температуру поддерживать нельзя, так как уже при 45 С начинается интенсивное отложение солей на поверхности охлаждения. Кроме того, все полости системы, в которых протекает охлаждающая забортная вода, сильно загрязняются шламом. Отложения солей и шлама значительно ухудшают теплопередачу и нарушают нормальное охлаждение двигателя. Омываемые поверхности подвергаются значительной коррозии.
Современные судовые ДВС имеют, как правило, замкнутую (двухконтурную) систему охлаждения, при которой в двигателе циркулирует пресная забортная вода, охлаждаемая в специальных водяных холодильниках. Водяные холодильники прокачиваются забортной водой.
Одним из основных преимуществ этой системы является возможность поддержания охлаждаемых полостей в более чистом состоянии, так как система заполнена пресной или специально очищенной водой. Это в свою очередь позволяет легко поддерживать наивыгоднейшую температуру охлаждающей воды в зависимости от режима работы двигателя. Температура пресной воды, выходящей из двигателя, поддерживается следующая: для тихоходных ДВС 65—70 С, для быстроходных — 80—90 С. Замкнутая система охлаждения является более сложной, чем проточная и требует повышенного расхода энергии на работу насосов.
Для защиты поверхностей втулок и блоков со стороны охлаждения от коррозионно-кавитационного разрушения и образования накипи применяют антикоррозионные эмульсионные масла ВНИИНП—117/119, «Шелл Дромус ойл В» и другие. Эти масла имеют практически одинаковые физико-химические свойства и методику применения. Они нетоксичны и хранятся в металлической таре при температуре не ниже минус 30 С.
Антикоррозионные масла образуют с пресной водой стойкую непрозрачную эмульсию молочного цвета. Стойкость эмульсии зависит и от жесткости воды. Тонкая пленка антикоррозионного масла, покрывая поверхность охлаждения ДВС, предохраняет ее от коррозии, кавитационного разрушения и отложения накипи. Для сохранения этой пленки на поверхности охлаждения двигателя необходимо постоянно поддерживать рабочую концентрацию масла в охлаждающей воде около 0,5 % и применять воду определенного качества.
Антикоррозионные эмульсионные масла широко применяются в системах охлаждения ДВС, применяемых на промысловых судах. Методы обработки охлаждающей пресной воды приводятся в инструкциях по эксплуатации двигателей.
В системах охлаждения используются центробежные насосы с электроприводом. Иногда встречаются поршневые насосы, которые приводятся в действие от самого ДВС. Насосы охлаждения создают давление 0,1—0,3 МПа. Охлаждение современных среднеоборотных ДВС осуществляется в основном при помощи навешенных центробежных насосов забортной и пресной воды.
Принципиальная схема замкнутой системы охлаждения двигателя приведена на рисунке:



Замкнутый внутренний контур служит для охлаждения двигателя, а проточный внешний — для охлаждения холодильников пресной воды и масла.
Циркуляция воды по замкнутому контуру осуществляется при помощи центробежного насоса 8, подающего воду в нагнетательный трубопровод 10, из которого по отдельным патрубкам она подводится к нижней части блока двигателя для охлаждения каждого цилиндра. Из верхней части блока по переливным патрубкам вода поступает в крышки цилиндров, а из них по отводящему трубопроводу направляется в водяной холодильник 4 и далее во всасывающий трубопровод насоса 8. В системе охлаждения ДВС имеется терморегулятор 3 с термобаллоном 2, который автоматически поддерживает необходимую температуру воды за счет перепуска части ее мимо водяного холодильника 4. Первоначальное заполнение водой внутреннего контура производится через расширительный бак 1. Туда же направляется паровоздушная смесь из отводящего трубопровода двигателя.
Подача воды во внешний контур осуществляется автономным центробежным электронасосом 7, который забирает воду из кингстона через спаренный сетчатый фильтр 9 с запорными клапанами и подает ее последовательно к масляному 5 и водяному 4 холодильникам. Из водяного холодильника вода сливается за борт. Перед масляным холодильником установлен терморегулятор 6, который в зависимости от температуры масла регулирует количество воды, проходящее через холодильник.Температура и давление воды в системе охлаждения контролируется приборами местного и дистанционного контроля и системой аварийно-предупредительной сигнализации.

При сгорании топлива в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания лишь 38—42 % получаемой при этом теплоты превращается в полезную работу. Остальная теплота — это неизбежные тепловые потери. Примерно половина потерянного тепла уходит в атмосферу с продуктами сгорания топлива, остальная часть передается деталям, соприкасающимся с горячими газами. Если эти детали не охлаждать, то работа двигателя станет невозможной и он выйдет из строя. Невозможной станет и смазка двигателя, так как смазочное масло будет сгорать. Во избежание этого все детали и узлы двигателя, соприкасающиеся с горячими газами, необходимо охлаждать. Обязательному охлаждению подлежат цилиндры, крышки цилиндров и выпускной коллектор.

Для обеспечения непрерывной подачи воды (пресной или забортной) для охлаждения двигателей, механизмов или аппаратов и предназначена система охлаждения судовой энергетической установки. На судне эта система обеспечивает подачу охлаждающей жидкости не только к главным двигателям, но и к таким механизмам, аппаратам и устройствам, как подшипники валопроводов, холодильники масла, паро- и электрокомпрессоры, конденсатные насосы и др.

Для перемещения охлаждающей воды по трубопроводам к местам охлаждения необходимы насосы. Их включают в общую магистраль, от которой идут отростки, подводящие воду ко всем потребителям.

Системы охлаждения двигателей внутреннего сгорания являются автономными, т. е. предусматривают наличие насосов пресной или забортной воды, которые обслуживают только данный двигатель.

Системы охлаждения двигателей делятся на открытые (одноконтурные) и закрытые (двухконтурные). Открытая система на морских судах почти не применяется. В этой системе охлаждение двигателя производится забортной водой, которая насосом прокачивается по всей системе охлаждения и отводится за борт. Систему открытого типа допустимо применять там, где температура нагрева выходящей из двигателя воды не превышает 55 °С. При большей температуре растворенные в воде соли становятся нерастворимыми и оседают на омываемых водой поверхностях в виде накипи, ухудшая условия теплоотдачи, а также засоряя проточные каналы и полости охлаждения, особенно в литых конструкциях головок и блоков цилиндров двигателей. Это нарушает нормальное протекание рабочего процесса в двигателе и может служить причиной аварии.

На рис. 3.58 изображена схема открытой системы охлаждения двигателя. Забортная вода при открытом кингстоне 10 поступает в теплый ящик забортной воды 9, снабженный фильтром. Кингстон открывается и закрывается рукояткой 5, выведенной на крышку ящика. При открытом приемном клапане 11 вода для охлаждения забирается насосом 12 и по трубе 13 подается к двигателю. Поступившая в полость охлаждения блока цилиндров 1 вода поднимается вверх и перетекает в крышки 2 цилиндров, откуда через патрубок 3 направляется в полость охлаждения выпускного коллектора 6. Из последнего она отводится за борт по трубе 7. Температура охлаждающей воды, прошедшей через каждый цилиндр, контролируется термометром 4 и регулируется клапаном 5 путем пропуска большего или меньшего количества воды, проходящей через него. Давление воды во время работы системы контролируется манометром 14.

В большинстве современных судовых дизелей применяется закрытая система охлаждения. В этой системе для охлаждения работающего двигателя используется пресная вода, непрерывно циркулирующая в замкнутой системе охлаждения, которая состоит из двух контуров: внутреннего и внешнего. Первый служит для охлаждения двигателя, второй — для охлаждения воды, циркулирующей во внутреннем контуре. Для охлаждения пресной воды устанавливают водо-водяной холодильник, через который прокачивается забортная вода.

На рис. 3.59 приведена схема закрытой системы охлаждения двигателя. Циркуляционным насосом 15 пресная вода по внутреннему контуру подается в блок цилиндров 1. Охладив крышку 2 цилиндра двигателя, вода по патрубку 3 поступает в полость охлаждения выпускного коллектора 5, а оттуда в термостат или в терморегулятор 7, который служит для автоматического регулирования температуры воды, прошедшей через двигатель. Если температура этой воды окажется выше требуемого значения, то термостат большую часть воды пропустит в холодильник 11, а меньшую — в трубу 16, Таким образом, в термостате постоянно происходит перераспределение двух потоков воды: подводимой к насосу 15 и вновь направляемой на охлаждение двигателя.

Схема открытой и закрытой системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания

Температура воды контролируется термометром 6. В связи с высокой температурой воды, выходящей из двигателя, в отдельных точках внутренних полостей, заполненных водой, образуется некоторое количество пара. Пар отводится по трубе 4 в расширительный бак 5, являющийся компенсатором объема, в который по трубе 9 вытесняется избыточное количество расширившейся при нагревании воды. Благодаря этому предотвращается нарушение плотности соединений элементов системы.

Забортная вода через кингстон 13 и приемный клапан 14 забирается насосом 12 и прогоняется через холодильник, где охлаждает пресную воду внутреннего контура, после чего отводится за борт по трубе 10. Такая система охлаждения двигателей предохраняет полости охлаждения двигателя от отложения солей и уменьшает вероятность образования коррозии и электрохимической эрозии. Установленный на приемной ветви фильтр забортной воды предохраняет систему от попадания ила и песка.

В двигателях с высокой средней температурой цикла приходится применять охлаждение поршней путем подвода охлаждающей жидкости в их головки. В частности, это можно осуществить с помощью специального телескопического механизма. Как видно на рис. 3.60, охлаждающая жидкость подается в трубу 1 телескопического механизма поршня, далее переходит в подвижную трубу 5, укрепленную в поршне 4, а затем в полость 5 поршня и охлаждает его головку. Отвод жидкости можно произвести с помощью такого же телескопического механизма, расположенного с другой стороны поршня. Имеющийся на телескопической трубе сальник 2 не допускает пропуска охлаждающей жидкости в картер двигателя.

Система охлаждения дизелей

1 - охладитель топлива; 2 - маслоохладитель турбонагнетателей; 3 - расширительная цистерна ГД; 4 - водоохладитель ГД; 5 - маслоохладитель ГД; 6 - кингстонный ящик; 7 - фильтры забортной воды; 8 - кингстонный ящик; 9 - приемные фильтры ВДГ; 10 - насосы забортной воды ВДГ; 11 - насос пресной воды ГД; 12 - основной и резервный насосы забортной воды ГД; 13 - маслоохладитель ВДГ; 14 - водоохладитель ВДГ; 15 - ВДГ; 16 - расширительная цистерна ВДГ; 17 - опорный подшипник валопровода; 18 - главный упорный подшипник; 19 - главный двигатель; 20 - охладитель наддувочного воздуха; 21 - вода на охлаждение компрессоров; 22 - заполнение и пополнение системы пресной воды; 23 - подключение системы прогрева ДВС; 1оп - пресная вода; 1оз - забортная вода.

Требования Морского Регистра судоходства

Системы водяного охлаждения забортной и пресной воды должны иметь кроме основных - резервные насосы или один насос на обе системы при условии не смешения сред. Для каждой системы один из насосов должен иметь независимый привод. Подача резервных насосов должна быть не менее чем в основных. При не менее двух ГД может быть один резервный насос с независимым приводом. Резервный насос может не предусматриваться, если на судне имеется запасной, доступный к монтажу в судовых условиях.

Несколько двигателей могут охлаждаться одним насосом с независимым приводом с одним резервным насосом, подача которых обеспечивает работу всех двигателей на максимальном режиме.

В установках со знаком автоматизации А должны предусматриваться отдельные резервные насосы для каждого ГД с подачей не менее основных.

Масло- и воздухоохладители гребных электродвигателей должны иметь резервные насосы, эквивалентные основным.

Если ВД имеют автономные насосы охлаждения, то резервные не требуются.

Если для группы ВД предусмотрена объединенная система охлаждения, достаточно иметь один резервный насос для пресной и забортной воды.

Для ДГ, находящихся в «горячем резерве» предусматривается постоянная прокачка горячей пресной водой.

В качестве резервных охлаждающих насосов могут использоваться балластные, осушительные или другие общесудовые насосы, используемые для чистой воды.

В независимой системе охлаждения форсунок и поршней, кроме основных, предусматриваются резервные насосы с подачей не менее основных.

Маслоохладители ГТЗА обслуживаются циркуляционными насосами главных конденсаторов, а если автономными, то нужен резервный насос с подачей не менее 66% от основного. В качестве резервного может быть использован любой общесудовой насос.

В независимой системе охлаждения дейдвудных подшипников забортной водой должен быть резервный насос с подачей не менее основного насоса, в качестве которого можно использовать любой насос общесудовых систем.

Система охлаждения должна обслуживаться не менее, чем двумя кингстонными ящиками (донным и бортовым), расположенными в МКО и соединенными между собой кингстонной перемычкой.

Для систем охлаждения ВД и ВТ рекомендуется предусматривать самостоятельные кингстоны и соединять их с кингстонами перемычками охлаждения ГД.

На приемных магистралях охлаждения ГД и ВД устанавливают фильтры забортной воды с устройством индикации давления, с возможностью очистки фильтров без остановки охлаждающих насосов.

В системе охлаждения пресной воды ДВС должна быть расширительная цистерна с уровнем выше двигателя и контролем этого уровня, которая присоединяется к приемным трубопроводам насосов.

Расположение отливного трубопровода насоса забортной воды должно обеспечивать заполнение самых высоких точек холодильников и исключить застойные зоны.

Система охлаждения должна быть оборудована термометрами и термостатами для регулировки температуры воды.

Система охлаждения АДГ должна быть автономной.

Если в системах охлаждения форсунок и поршней используется топливо или масло, эти системы должны соответствовать требованиям к этим системам.

Система охлаждения корпуса ГТД выполняется аналогично ДВС. Система охлаждения воздухоохладителей выполняется аналогично циркуляционной системе конденсаторов паровых турбин, в том числе для самопроточных. Резервный насос может не устанавливаться, если при прекращении подачи воды обеспечивается:


Килевые системы охлаждения ДВС допускается применять на судах, исключая ледоколы и суда с ледовым усилением УЛА, УЛ, Л1. При одном ГД должно быть не менее двух забортных охладителей (один резервный). При не менее двух ГД должен быть один резервный охладитель, обеспечивающий работу каждого двигателя. Каждый охладитель должен иметь воздушную трубу и устройство для спуска воды.

  • приводы управления должны располагаться в легко доступных местах и иметь индикатор положения (открыт или закрыт);
  • в МКО без постоянной вахты эти клапаны, расположенные ниже ватерлинии, а также клапаны эжекторной системы осушения должны быть доступны для быстрого закрытия при поступлении воды в МКО с площадок при затоплении МКО при полной загрузке судна.

Параметры функционирования систем охлаждения

В инструкции по эксплуатации приводятся параметры функционирования (рабочий диапазон изменения параметров, точки замеров, нормы срабатывания АПС, нормы срабатывания аварийной защиты, индикация в ЦПУ).

Техническая эксплуатация систем водяного охлаждения

Меры безопасности и противопожарной защиты

  • изоляцию трубопроводов держать в исправном состоянии;
  • путевая арматура и КИП должны быть исправны и проверяться в установленные сроки;
  • необходимо постоянно следить за состоянием фланцевых и штуцерных соединений и подвесок трубопроводов;
  • категорически запрещается производить ремонтные работы на трубопроводах и арматуре, находящихся под давлением;
  • к эксплуатации системы допускаются лица, полностью изучившие материальную часть и инструкции по эксплуатации систем и оборудования.
  • поддерживать трубопроводы, арматуру, механизмы и аппараты в состоянии постоянной готовности к действию;
  • содержать механизмы, приборы и арматуру в чистоте;
  • следить за исправностью трубопроводов, механизмов, аппаратов, приборов и арматуры, не допуская их повреждения и своевременно устранять выявленные неисправности;
  • производить регулярный осмотр и ремонт системы;
  • техническую эксплуатацию механизмов и аппаратов производить в соответствии с инструкциями по их эксплуатации.
  • проверить уровень воды и при необходимости пополнить расширительные цистерны охлаждения цилиндров, поршней и форсунок;
  • подготовить к работе и при необходимости очистить фильтры;
  • подготовить к работе охладители и подогреватели воды;
  • установить клапаны на трубопроводах в рабочее положение и проверить в действии дистанционно управляемые клапаны;
  • подготовить к работе и пустить электроприводные насосы охлаждения цилиндров, поршней и форсунок, насосы забортной воды, удалить воздух из системы и поднять давление воды до рабочего;
  • подогреть воду при прокачивании замкнутого контура охлаждения, если ее температура ниже рекомендованной для пуска инструкцией по эксплуатации;
  • проверить показания всех КИП системы и перепады давления на фильтрах, а также наличие потока воды в смотровых стёклах.

Прокачивание автономным насосом замкнутого контура охлаждения дизеля необходимо производить в течение всего времени его подготовки. Насосы забортной воды запускаются только на время проверки системы. При подготовке дизеля нужно избегать длительного прокачивания охладителей забортной водой.

После пуска насосов охлаждения необходимо убедиться в исчезновении аварийных световых и звуковых сигналов при достижении контролируемыми параметрами системы рабочих значений.

  1. заполнение кингстонных перемычек;
  2. ввод в действие НЗВ ГД;
  3. охлаждение ГД;
  4. ввод в действие насосов охлаждения инертных газов;
  5. ввод в действие охлаждения ВДГ, механизмов и аппаратов;
  6. охлаждение турбоприводов грузовых насосов;
  7. охлаждение турбоприводов зачистных насосов;
  8. охлаждение турбогенераторов;
  9. охлаждение вакуумной конденсационной установки;
  10. откачка забортной воды из циркуляционных трубопроводов осушительным насосом;
  11. охлаждение холодильника масла дейдвуда;
  12. охлаждение конденсатора;
  13. охлаждение охладителя грязных конденсаторов;
  14. подача воды в бассейн;
  15. подача воды через шланг на регенерацию катионитовых фильтров ВК;
  16. подача воды на холодильник рулевой машины;
  17. охлаждение воздушных компрессоров;
  18. охлаждение компрессоров хознужд;
  19. охлаждение компрессоров высокого давления;
  20. осушение МКО;
  21. осушение фильтров;
  22. охлаждение охладителя топлива.
  1. поддерживать давление и температуру охлаждающей жидкости в системах охлаждения цилиндров, поршней, форсунок, турбокомпрессора в рекомендованных инструкцией по эксплуатации пределах;
  2. следить за температурой охлаждающей жидкости на выходе из цилиндров и поршней, а в случае изменения этой температуры на каком-либо цилиндре по сравнению с другими цилиндрами на установившемся режиме, выяснить причину неисправности и принять меры к её устранению;
  3. периодически контролировать уровень охлаждающей жидкости в расширительных и сточных цистернах и при необходимости пополнять их;
  4. следить за сливом охлаждающей жидкости из каждого поршня, а в случае прекращения потока дизель необходимо останавливать для устранения неисправностей;
  5. при охлаждении поршней водой надо следить за герметичностью труб и проверять, не попадает ли вода в циркуляционное масло;
  6. периодически проверять, не попадает ли топливо в воду, охлаждающую форсунку;
  7. периодически, но не реже одного раза в месяц, брать пробы охлаждающей воды замкнутого контура, контролировать её качество (жёсткость, щёлочность, содержание хлоридов) и наличие присадки;
  8. периодически удалять масло с поверхности воды сточной цистерны охлаждения поршней и расширительной цистерны.

При падении давления в системе, сопровождаемом резкими колебаниями стрелки манометра на нагнетании насоса, необходимо выяснить, откуда попадают газы из цилиндра в охлаждающую жидкость, и остановить дизель для устранения неисправности.

Если температура охлаждающей воды (масла) на выходе из цилиндра (поршня) вышла за рекомендуемые пределы и привести её в норму не удаётся, необходимо до устранения неисправности уменьшить нагрузку на указанный цилиндр или выключить его.

Подготовка системы охлаждения к остановке

  • если двигатель выведен из действия, система охлаждения должна продолжать работать для охлаждения его деталей;
  • при понижении температуры пресной воды необходимо прекратить прокачивание водоохладителя забортной водой, насос забортной воды остановить, кингстоны и клапаны на системе закрыть;
  • прокачивание дизеля пресной водой можно прекратить, когда разность ее температур на входе и выходе станет близкой нулю, циркуляционный насос пресной воды остановить и закрыть клапаны на системе;
  • если дизель остановлен на продолжительное время и температура в машинном отделении ниже +5°С, необходимо спустить воду из полостей охлаждения дизеля и для полного ее удаления продуть систему сжатым воздухом давлением 0,20—0,29 МПа.
  • закрыть арматуру на участке системы или системе в целом;
  • проверить состояние арматуры, КИП, устранить неисправности;
  • осмотреть и при необходимости очистить фильтры;
  • обслуживание механизмов во время длительной стоянки производить в соответствии с их инструкциями.

АДГ - аварийный дизель-генератор;
АПС - аварийно-предупредительная сигнализация;
БЗК - быстрозапорный клапан;
БТОФ - база технического обслуживания флота;
ВВХ - водоводяной холодильник;
ВД - вспомогательный двигатель;
ВК - вспомогательный котел;
ВКУ - вспомогательная котельная установка;
ВПУ - валоповоротное устройство;
ВТ - вспомогательная турбина;
ВТЭ - водотопливная эмульсия;
ГВТ - газовоздушный тракт;
ГВТ - газовыхлопной трубопровод;
ГГК - главный газовый клапан;
ГД - главный двигатель;
ГТД - газотурбинный двигатель;
ГК - главный котел;
ГМН - главный масляный насос;
ГТН - газотурбонагнетатель;
ГТЗА - главный турбозубчатый агрегат;
ГТУ - газотурбинная установка;
ДВС - двигатель внутреннего сгорания;
ДГ - дизель-генератор;
ЗИП - запасные части и приборы;
ИЭ - инструкция по эксплуатации;
ИФ - ионообменный фильтр;
КИП - контрольно-измерительные приборы;
КЗ - короткое замыкание;
КВД - компрессор высокого давления;
КНД - компрессор низкого давления;
КК - комбинированный котел;
МКО - машинно-котельное отделение;
МО - маслоохладители;
МРС - Морской Регистр Судоходства;
НЗВ - насос забортной воды;
НПВ - насос пресной воды,
ОУ - опреснительная установка;
ППО - планово-предупредительный осмотр;
СГУТ - система глубокой утилизации теплоты;
СОЗВ - система охлаждения забортной воды;
СОПВ - система охлаждения пресной воды;
СРЗ - судоремонтный завод;
СЭУ - судовая энергетическая установка;
ТНВД - топливный насос высокого давления;
ТПН - топливоподкачивающий насос;
ТО - техническое обслуживание;
УТГ - утилизационный турбогенератор;
ТОА - теплообменный аппарат;
ТОР - техническое обслуживание и ремонт;
УК - утилизационный котел;
ФГО - фильтр грубой очистки;
ФТО - фильтр тонкой очистки;
ХНВ - холодильник наддувочного воздуха;
ЦПУ - центральный пост управления;
N - номинальная эффективная мощность.

Необходимость охлаждения двигателей внутреннего сгорания обусловливается большим количеством тепла, которое выделяется в результате сгорания в цилиндре топлива, а также вследствие трения отдельных частей двигателя.

  • Сущность охлаждения состоит в отводе с охлаждающей жидкостью избыточного тепла от деталей двигателя во время его работы.

Главный судовой, двухтактный, крейцкопфный двигатель "B&W", и дизель-генераторы "DAIHATSU" (на заднем плане). Машинное отделение. Фото автора.

Главный судовой, двухтактный, крейцкопфный двигатель "B&W", и дизель-генераторы "DAIHATSU" (на заднем плане). Машинное отделение. Фото автора.

  • К числу деталей двигателя, подвергающихся при работе значительным нагревам, относятся рабочие втулки, крышки цилиндров, поршни, выпускные и топливные клапаны, выпускные коллекторы и глушители, рамовые подшипники, параллели и упорные подшипники, цилиндры и крышки компрессоров, холодильники масла и воды.

Холодильник наддувочного воздуха Главного судового двигателя (воздухоохладитель) и трубопровод системы охлаждения. Фото автора.

Холодильник наддувочного воздуха Главного судового двигателя (воздухоохладитель) и трубопровод системы охлаждения. Фото автора.

  • Охлаждение цилиндров двигателя и компрессора производится для предотвращения перегрева стенок цилиндра и выгорания смазки на стенках рабочей втулки, уменьшения нагрева воздуха, поступающего в цилиндр (что увеличивает весовое наполнение цилиндра), и уменьшения тепловых напряжений стенок цилиндров.
  • Охлаждение поршней двухтактных двигателей применяется в тех случаях, когда диаметры их превышают 250 мм.

Главный судовой малооборотный, двухтактный, крейцкопфный, длинно-ходовой двигатель "B&W". Палуба цилиндровых крышек, выпускные клапаны. Фото автора.

Главный судовой малооборотный, двухтактный, крейцкопфный, длинно-ходовой двигатель "B&W". Палуба цилиндровых крышек, выпускные клапаны. Фото автора.

  • В четырёхтактных двигателях охлаждение поршней применяется при диаметре 350 мм и выше.
  • Специальное охлаждение параллелей при обеспечении надлежащей смазкой необязательно.

Картер судового Главного двигателя: параллели, шток, и сальник штока на ремонтном столе. Фото автора.

Картер судового Главного двигателя: параллели, шток, и сальник штока на ремонтном столе. Фото автора.

  • Рамовые подшипники охлаждаются лишь у быстроходных дизелей. Охлаждение форсунок (топливом) производится также не всегда.

Охлаждение судовых дизельных двигателей, вспомогательных механизмов и установок, осуществляется:

  • морской или пресной водой,
  • воздухом,
  • а иногда маслом или топливом.

Главный судовой двигатель "B&W". Цилиндровые крышки, выпускные клапаны и ТНВД (топливные насосы высокого давления) и топливные форсунки. Фото автора.

Главный судовой двигатель "B&W". Цилиндровые крышки, выпускные клапаны и ТНВД (топливные насосы высокого давления) и топливные форсунки. Фото автора.

Охлаждающая жидкость, соприкасаясь с нагретыми частями двигателя, уносит до 35 % тепла, выделившегося при сгорании топлива. Чем быстроходнее двигатель и чем меньше размеры цилиндра, тем относительно больше потери тепла.

Для уменьшения тепловых потерь с охлаждающей водой, а также тепловых напряжений, возникающих в нагретых частях, двигатель целесообразно охлаждать горячей водой.

Однако морская вода, содержащая большое количество солей, образует в охлаждающих полостях двигателя отложения накипи, для удаления которой необходимо производить очистку поверхностей.

  • Слой накипи значительно затрудняет передачу тепла от стенок к воде, вследствие чего могут возникнуть перегревы стенок, образование трещин и заклинивание движущихся деталей.

Количество солей, оседающих на стенках охлаждаемых поверхностей в виде накипи, зависит от состава воды, её температуры, скорости движения и температуры охлаждаемых стенок. Для устранения выпадения солей температура охлаждающей морской воды не должна превышать 50˚C.

  • Если применяемая для охлаждения пресная вода имеет большую жёсткость, не следует допускать значительного повышения её температуры при выходе из двигателя.

При использовании в качестве охлаждающей жидкости пресной воды с малым содержанием солей температура её при выходе из двигателя может достигать 80-90˚C.

  • Чтобы увеличить скорость протока воды, её подают под давлением в 2-3 кг/см², а в местах наибольшего нагрева устраивают суженные проходные сечения.

Система замкнутого (циркуляционного) охлаждения, Главного судового двигателя: насосы охлаждения, арматура, трубопроводы, воздухоохладители. Фото автора.

Система замкнутого (циркуляционного) охлаждения, Главного судового двигателя: насосы охлаждения, арматура, трубопроводы, воздухоохладители. Фото автора.

  • Во избежание резкого охлаждения стенок цилиндра температура входящей забортной воды должна быть не ниже 20-25˚C.
  • Резкое охлаждение стенок вызывает появление на них трещин, ухудшает процесс горения, снижает мощность и к.п.д. двигателя!

Если температура поступающей воды ниже указанных пределов, её направляют в смесительные камеры (тёплые ящики), где она смешивается с горячей водой в определённой пропорции и нагревается до необходимой температуры.

Внутренняя секция охлаждения, холодильника (теплообменника) масла, после мойки и хим. обработки, вспомогательного дизельного двигателя. Фото автора.

Внутренняя секция охлаждения, холодильника (теплообменника) масла, после мойки и хим. обработки, вспомогательного дизельного двигателя. Фото автора.

  • Отлагающаяся в охлаждаемых полостях накипь удаляется при помощи скребков или химическим способом. Конец растворения накипи определяется прекращением выделения пузырьков (химический способ):
  • после этого нужно произвести промывку всех полостей охлаждения двигателя горячей пресной водой и щелочение цилиндров.

Помимо образования накипи, морская вода вызывает коррозию деталей и, проникая в картер двигателя, сильно ухудшает качество масла, стекающего в поддон.

Коррозия металла при охлаждении морской водой усиливается ещё больше вследствие образования гальванических токов.

Главный двигатель "B&W" в районе маховика. С правой стороны на фото: воздухоохладитель и трубопроводы системы охлаждения двигателя. Фото автора.

Главный двигатель "B&W" в районе маховика. С правой стороны на фото: воздухоохладитель и трубопроводы системы охлаждения двигателя. Фото автора.

Для ослабления действия этих токов в местах охлаждения двигателя устанавливают цинковые пластины толщиной 20-30 мм (протекторы), которые необходимо заменять примерно через 600-700 час работы двигателя.

  • Отмеченные недостатки, хотя и в меньшей мере, присущи также пресной воде. При охлаждении двигателей морских судов пресной водой необходимо иметь дополнительные цистерны для её хранения, специальный водоохладитель и так далее, т.е., отдельную систему.

Внутренняя секция охлаждения водо-масленого холодильника (теплообменника), вспомогательного дизель-генератора, Фото автора.

Внутренняя секция охлаждения водо-масленого холодильника (теплообменника), вспомогательного дизель-генератора, Фото автора.

  • Такой же охладитель необходимо устанавливать и при масляном охлаждении;
  • в последнем случае приходится иметь в системе большое количество масла, так как теплоёмкость его почти в два с половиной раза меньше теплоёмкости воды.

Следует отметить, что двухтактные двигатели по сравнению с четырёхтактными работают со значительно большими тепловыми нагрузками, так как в двухтактных двигателях после каждого рабочего хода следует один холостой, а в четырёхтактных – три холостых хода.

Автор статьи

Куприянов Денис Юрьевич

Куприянов Денис Юрьевич

Юрист частного права

Страница автора

Читайте также: