Проверка 11: Защиты снижением оборотов и аварийной остановкой
Проверить измерительное оборудование.
Проверка 12: Аварийная сигнализация давления (датчики)
Общие требования:
Следует проверить работу и настройку сигналов тревоги.
Очень важно тщательно проверять работу и настройку датчиков давления и датчиков температуры. Их необходимо проверять при условиях, для которых датчики предназначены с целью обеспечения своевременного срабатывания сигнализации.
Это означает, что датчики низкого давления (температуры) следует тестировать при понижении давления (температуры), а датчики высокого давления (температуры) следует проверять при повышении давления (температуры).
Проверка:
Если специального испытательного оборудования нет, проверка может быть произведена следующим образом:
датчики аварийного давления в системах смазки и охлаждения могут быть снабжены контрольным краном, с помощью которого можно снизить давление на датчике и тем самым проверить аварийный сигнал;
если такого контрольного крана нет, точку срабатывания сигнализации необходимо сместить до тех пор, пока не сработает сигнализация. При возникновении аварийного сигнала проверяется соответствие шкалы реле давления фактическому давлению. (Некоторые типы реле давления имеют регулируемую шкалу).
Проверка 13: Термостаты
Большинство термостатических клапанов в системах охлаждения также можно проверить, сместив точку срабатывания сигнализации, чтобы датчик реагировал на фактическую температуру.
Однако в некоторых случаях настройка не может быть уменьшена в достаточной степени, и такие клапаны необходимо испытывать либо при достижении рабочей температуры, либо путем нагревания чувствительного элемента в водяной бане вместе с эталонным термометром.
Проверка 14: Детектор масляного тумана
Проверьте детектор масляного тумана. Регулировка и проверка функции сигнализации осуществляется в соответствии с инструкциями на оборудование, или в отдельной инструкции по эксплуатации детектора масляного тумана.
Проверка 15: Наблюдения
Сделайте полный набор наблюдений с помощью системы PMI. Убедитесь, что все параметры, характеризующие работу двигателя в порядке. Проверьте распределение нагрузки между цилиндрами.
Перед приходом в порт следует определиться на каком топливе проводить маневры. Переход на другое топливо должен производиться за час до предполагаемых первых маневров.
1. Надо запустить дополнительный вспомогательный двигатель, чтобы обеспечить запас мощности электростанции для маневров, осуществить пробное реверсирование (для установок с ВФШ), что гарантирует, что пусковые клапаны и механизм реверса работают, удалить конденсат из систем пускового и управляющего воздуха непосредственно перед маневром.
1.3.2.5. Остановка двигателя
Всегда следует выполнить маневр остановки перед входом в гавань по прибытии, чтобы убедиться, что ECS работает должным образом.
Когда поступит команда «Отбой двигателя (FWE)» следует:
проверить пусковые клапаны на герметичность (это связано с тем, что негерметичный пусковой клапан может вызвать вращение коленчатого вала):
получить разрешение с мостика;
убедиться, что валоповоротный механизм выключен;
закрыть главный воздушный клапан в системе распределения пускового воздуха;
о ткрыть индикаторные краны;
осуществить переход на ручное управление двигателем с LOP;
активировать кнопку START. Это позволяет подать пусковой воздух, но не управляющий воздух, к пусковым клапанам.
проверить, не выходит ли воздух из каких-либо индикаторных кранов;
В случае выхода воздуха из крана соответствующий пусковой клапан негерметичен. Если цилиндр находится в НМТ, обнаружение может быть затруднено из-за выхода воздуха через продувочные окна в втулке цилиндра.
заменить или отремонтировать неисправный пусковой клапан.
зафиксировать главный пусковой клапан в крайнем нижнем положении с помощью стопорной пластины;
включить валоповоротный механизм;
проверить контрольную лампу;
убедитесь, что клапан пусковой системы распределения воздуха закрыт.
закрыть и удалить воздух из систем подачи управляющего воздуха и воздуха системы защиты.
Не следует прекращать подачу запирающего воздуха в привод выпускного клапана, так как тяга воздуха через открытый выпускной клапан может вызвать вращение вала турбонагнетателя, что приведет к повреждению подшипников, если подача смазочного масла к турбонагнетателю прекращена.
После остановки двигателя насосы работают не менее 15 минут, чтобы предотвратить перегрев охлаждаемых поверхностей и образование нагара, потом надо остановить насосы смазочного масла и охлаждающей воды.
Эксплуатация после прихода в порт
1. Эксплуатация топливных насосов.
Таблица 1.6. Циркуляционные топливные насосы.
2. Предварительный прогрев пресной воды во время простоя.
Таблица 1.7. Предварительный прогрев.
Необходимо отключить другое оборудование, которое не должно работать при остановленном двигателе.
Выполните необходимые проверки, выполняемые при остановленном двигателе (см. главу 702 инструкции [16].
1.3.3. Конструктивные особенности и техническое использование среднеоборотных двигателей
Среднеоборотные дизели нашли широкое применение на различных судах, главным образом в установках с ВРШ. Более широко применяются двигатели компаний MAN, Wärtsilä и Caterpillar. Конструкция, технические данные и эксплуатация двигателей последней компании достаточно подробно изложены в источниках [12,20,25,26].
Конструктивные особенности двигателей MAN модельного ряда L58/64
Среднеоборотные мощные двигатели серии L58/64, а также другие двигатели этого семейства (L32/40, L40/54, L48/60, L21/31) являются лучшими и высокоэффективными четырехтактными среднеоборотными дизелями. Среднее эффективное давление номинальное 21,9 бар, удельный эфффективный расход топлива 167 г/(кВтчас). Наддув при постоянном давлении. Используются тяжелые топлива с вязкостью до 700 сСт [12].
Конструктивные особенности: высокое давление впрыска топлива; поддержание высокого уровня максимального давления сгорания, а следовательно и экономичности двигателя, на частичных режимах за счет модифицированных отсечных кромок плунжера ТНВД; применение качающегося рычага между роликом плунжера и кулачком распредвала для оптимизации угла опережения впрыска; применение в ТНВД нагнетательного клапана с разгрузочным пояском для снижения колебаний остаточного давления; использование подвесных рамовых подшипников; конструктивное упрочнение с целью обеспечения минимальной деформации цилиндровой втулки и ее эффективное охлаждение в верхней части; модернизации клапанов, поршней, крышек.
Подробнее конструкция и параметры изложены в источниках [12,19,20]. В двигателе L48/60B использован Мюллер-процесс (за счет более раннего закрытия впускных клапанов происходит увеличение степени сжатия и улучшение экономичности).
В линейке компании MAN широко присутствуют и успешно используются на судах двигатели с технологией CR (Common Rail), например, двигатели L58/64 CR. Макет системы изображен на рисунке 1.12.
CR позволяет непрерывно и независимо от нагрузки контролировать время впрыска, давление впрыска и объем впрыска. Это означает, что технология Common Rail обеспечивает высочайший уровень гибкости для всех диапазонов нагрузок.
Коллектор, выполняющий функцию аккумулятора давления и объема топлива, состоят из закрытой торцевыми крышками высокопрочной трубы, в которую встроен держатель регулирующего клапана. Регулирующие клапаны закреплены.
Рис. 1.12. Макет системы CR [17].
Соединения для трубопроводов высокого давления расположены радиально на держателе регулирующего клапана; эти соединения ведут к форсункам, а также к следующему коллектору. Такая конструкция не предусматривает сверления коллектора и, следовательно, значительно надежнее.
Равномерный впрыск топлива гарантируется за счет низкого уровня колебаний давления в системе. Это достигается за счет использования коллекторов оптимального объема и нескольких (от двух до четырех) насосов высокого давления вместо одного насоса. В насосы высокого давления подается столько топлива, сколько необходимо для поддержания давления в коллекторе на заданном уровне.
Давление в коллекторе будет рассчитываться по программе в системе управления впрыском в соответствии с нагрузкой двигателя. Затем дроссельная заслонка с электромагнитным управлением в зоне низкого давления будет соответствующим образом измерять количество топлива, подаваемого в насосы высокого давления. Каждый отдельный коллектор (рис. 1.11) содержит компоненты для управления подачей топлива и опережения впрыска.
3/2-ходовой клапан внутри регулирующего клапана приводится в действие и управляется без какой-либо дополнительной жидкости сервомеханизм с помощью 2/2-ходового клапана с электромагнитным управлением. Он позволяет подавать топливо под высоким давлением из блока распределителя через ограничитель потока в форсунку.
Рис. 1.13. Управляющий клапан и другие компоненты [17].
На рисунке 1.13 показана схема регулирующего клапана и другие компоненты в системе CR с регулируемым давлением с названиями на английском. Функциональные утечки, возникающие в процессе управления 3/2-ходовым клапаном, будут сбрасываться обратно в систему низкого давления через обратный клапан.
Рис. 1.14. Принципиальная схема управляющего клапана системы common rail [17].
F вход топлива в ограничитель потока; A топливо на контроль подачи; B отсечное топливо; C топливо в следующий аккумулятор; D протечки топлива (к системе обнаружения). 1 обратный клапан; 23/2-ходовой клапан; 3 ограничитель потока; 42- ходовой электромагнитный клапан; 5 форсунка.
Обратный клапан (non return valve) также предотвращает обратный поток из системы низкого давления в цилиндр, например, в случае заедания иглы форсунки. Клапан ограничения (Flow limiter) расхода, расположенный на блоке клапанов, защищает систему высокого давления от перегрузки. Система подачи топлива оснащена системой предварительного подогрева тяжелого топлива, которая позволяет запускать и останавливать двигатель во время работы на нем.
Управляющий клапан состоит из 3/2-ходового клапана 2, управляемого 2/2-ходовым электромагнитным клапаном 4 (рисунок 1.14). Подвод топлива к 3/2 ходовому клапану осуществляется через ограничитель потока (подачи) 3.
Он состоит из подпружиненного полого поршня в корпусе, который при впрыске перемещается к седлу (под воздействием динамического напора топлива, а также перепада давления топлива на входе и выходе из-за дросселирования), а после его завершения (и прекращения действия потока топлива) возвращается пружиной в исходное положение. При этом величина хода поршня пропорциональна количеству впрыскиваемого топлива. Если управляющий клапан окажется неисправным и откроет подачу топлива к форсунке, впрыск станет непрерывным. Тогда сохранившим свое действие динамическим напором и перепадом давления поршень прижмется к седлу и перекроет поток топлива к форсунке.
Рис. 1.15. Позиции управляющего клапана при работе [17].
Позиции при работе управляющего клапана показаны на рисунке 1.15 (ограничитель потока после аккумулятора 1 для упрощения не показан):
1) после получения команды на окончание впрыска закрывается 2/2-ходовой электромагнитный клапан, т. е. закрывается его затвор 3 для контроля подачи. Им же закрывается 3/2-ходовой клапан 5 (т. е. перемещается вправо на рисунке). При этом закрывается подача топлива из аккумулятора 1 в форсунку 7, открывается отсечное отверстие 6 и топливо из нагнетательной трубки и полости форсунки 7 стравливается в систему низкого давления;
2) получив соответствующую команду, начинает открываться 2/2-ходовой клапан и топливо через его затвор 3 начинает поступать на контроль подачи. 3/2-ходовой клапан 5 находится еще в закрытом положении;
3) начинает открываться 3/2-ходовой клапан 5 (т. е. перемещаться влево на рисунке). Перекрывается отсечное отверстие 6 и открывается поступление топлива из аккумулятора 1 в нагнетательную трубку форсунки 7;
4) возросшим давлением топлива под подъемным конусом иглы открывается форсунка 7 и топливо впрыскивается в цилиндр до получения команды на закрытие 2/2-ходового клапана (т. е. окончания подачи) и, соответственно 3/2-ходового клапана.
Рис. 1.16. Результаты сравнительных испытаний традиционной системы впрыска топлива и системы Common Rail [17].
В традиционной системе нарастание величины давления впрыска ограничивается допустимой крутизной профиля топливного кулака и сжимаемостью топлива. Впрыск в начале вялый и распыливание некачественное. В системе CR происходит мгновенный подъем иглы форсунки и возрастание давления впрыска и гораздо лучшее распыливание топлива. Сгорание происходит полнее и при меньших температурах, что сокращает количество образующихся оксидов азота.
Чтобы запустить холодный двигатель, работающий на мазуте, часть системы высокого давления CR постоянно прогревается предварительно прогретым топливом системы низкого давления путем циркуляции.
Это осуществляется через циркуляционный клапан, расположенный на клапанном блоке, открывается этот клапан пневматически. Таким образом, любое остаточное высокое давление в системе снижается, и топливо проходит через насосы высокого давления через распределительные узлы, и проходит через обратный клапан E (байпас для обеспечения более высокого расхода) и обратно в дневную цистерну. Необходимый перепад давления для циркуляции системы регулируется дроссельной заслонкой.
В случае аварийной остановки, технического обслуживания или регулярной остановки двигателя клапан циркуляции обеспечивает сброс давления для всей системы распределительной магистрали высокого давления.
Компоненты высокого давления (аккумуляторы и трубы высокого давления) двустенные, образовавшиеся полые пространства соединяются и вместе с емкостными датчиками (рис. 1.17) и детекторными винтами (рис. 1.18) образуют эффективную систему обнаружения утечек, позволяющую быстро и точно обнаруживать любые утечки, которые могут произойти.
Рис. 1.17. Расположение емкостного датчика [17]
Технология СR, предложенная MAN Diesel & Turbo эффективная и более простая:
нет отдельной схемы сервопривода для активации клапанов впрыска. Используются обычные форсунки с регулируемым давлением, а соленоидные клапаны интегрированы в узлы направляющих и находятся вдали от цилиндровых крышек, что повышает надежность системы и упрощает обслуживание;
использование отдельных 3/2 ходовых клапанов гарантирует, что давление в форсунках будет только во время впрыска. Это позволяет избежать неконтролируемого впрыска, даже если регулирующий клапан или впрыскивающий клапан протекает;