249

5 ЭКСПЛУАТАЦИЯ СУДОВЫХ ТУРБОКОМПРЕССОРОВ

Нарушение воздухоснабжения способно повлиять на работу дизеля следующим образом: происходит уменьшение заряда и расхода воздуха и,

как следствие, недоиспользование мощности или ухудшение экономичности; повышение теплонапряженности деталей цилиндропоршневой группы и выпускных клапанов; снижение ресурса деталей; падение давления воздуха и возможность заброса газов из цилиндра в подпоршневые простран-

ства и воздушный ресивер; загрязнение продувочно-выпускных трактов; закоксовывание окон в стенках цилиндра, а иногда и аварии деталей ци-

линдропоршневой группы.

В системе наддува обычно контролируют следующие показатели:

давление и общую температуру наддувочного воздуха в ресивере, потерю давления в подводящем трубопроводе компрессора, потерю давления в воздухоохладителе, температуру выпускных газов перед турбиной и за турбиной, температуру воды на входе в воздухоохладитель и на выходе из него, температуру воздуха за воздухоохладителем, частоту вращения тур-

бокомпрессоров.

Многолетний опыт эксплуатации судовых дизелей с турбонаддувом свидетельствует о том, что в процессе их работы происходит неизбежное постепенное ухудшение технического состояния ТК и его характеристик.

Основной причиной изменения характеристик ТК является занос (загрязнение) проточных частей турбины и компрессора, приводящий к сниже-

нию их КПД и изменению пропускной способности, в результате чего уменьшается расход воздуха на дизель, повышаются температура выпуск-

ных газов и удельный расход топлива.

Таким образом, в процессе эксплуатации степень согласованности ха-

рактеристик дизеля и ТК, достигнутая при расчете, проектировании и доводке, частично или полностью нарушается.

Отложения на лопатках турбины условно можно разделить на три основных типа: зольные сухие пеплообразные отложения толщиной 0,1 – 0,3

мм, обладающие относительно высокой шероховатостью (первый тип); сажистые мазеобразные отложения, достигающие толщины 3 мм (второй тип); твердые пористые отложения, образующиеся вследствие выгорания отложений второго типа или при работе дизелей на высоковязких тяжелых сортах топлива (третий тип). Химический анализ отложений в турбине,

21

определение их адгезии свидетельствуют о том, что наиболее легко удаляемыми являются отложения первого типа: они практически полностью смываются при движении моющей жидкости (воды) по поверхности лопаток. Отложения второго типа толщиной до 1 мм также достаточно хорошо удаляются водой, однако для этого необходимо ударное воздействие капель. Таким образом, частота промывки турбины должна быть такой, что-

бы на лопатках турбины не успевали образовываться значительные отложения. Это выполняется при периодической промывке через 80—200 ч ра-

боты, в зависимости от характера нагрузки дизеля, сорта применяемого топлива и т. д.

К технической эксплуатации дизелей с газотурбинным наддувом предъявляются дополнительные требования, обусловленные особенностя-

ми их конструкции и условиями работы. Эти требования предусматривают проверку плотности впускных и выпускных коллекторов, тщательное на-

блюдение за работой и состоянием турбокомпрессора, проверку его температурного режима, умение обнаруживать неисправности в системе наддува и своевременно устранять их. Воздухозаборное устройство дизеля следует поддерживать в таком состоянии, чтобы оно обеспечивало очистку возду-

ха, всасываемого турбокомпрессором, а турбокомпрессор должен быть разгружен от массы присоединяемых к нему трубопроводов во избежание возможной деформации его корпуса и нарушения установленных в нем монтажных зазоров (особенно в подшипниках ротора газотурбинного над-

дува.

Турбокомпрессоры судовых дизелей работают с большой частотой вращения роторов (10 000-40 000 об/мин). Этим обусловлены весьма высокие требования к динамической уравновешенности ротора, техническому состоянию его деталей и подшипников, в которых он вращается. Несвоевременное устранение неисправностей, влияющих на динамическую не-

уравновешенность ротора (ее увеличение), нередко приводит к авариям с выходом турбокомпрессора из строя. По названной причине периодиче-

ские ремонты турбокомпрессоров в весьма большой степени зависят от своевременного и тщательного выполнения технического обслуживания в процессе эксплуатации.

22

6 ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Объем курсовой работы не должен превышать 25-30 страниц. Курсо-

вая работа может быть написана от руки, либо распечатана на принтере на одной стороне листа A4(210х297мм). Основной текст оформлять шрифтом

(Arial или Times New Roman). Предпочтительно использовать 14 Times New Roman, интервал 1,15.

Оформление листа:

-отступ слева – 3см; справа, снизу и сверху – 2 см.

Нумерация:

-титульный лист считается первым, однако не нумеруется; -задание на курсовую работу является вторым листом; -содержание – 3 страница (нумеруется).

Расчетную часть рекомендуется помещать в работе в виде таблиц. Расчетные формулы должны содержать обязательное заполнение вручную числовых значений и результата расчёта.

Таблицу следует располагать в работе непосредственно после текста,

в котором она упоминается впервые, или на следующей странице. Иллюстрации (чертежи, графики, схемы, рисунки) следует распола-

гать в работе непосредственно после текста, в котором они упоминаются впервые, или на следующей странице, если в указанном месте они не по-

мещаются. На все иллюстрации должны быть даны ссылки в работе. Чертежи вычерчиваются с помощью чертежных инструментов в мас-

штабе и размещаются с учетом наиболее равномерного размещения всего задания в пределах формата согласно ГОСТ 2.302-68. Разрешается выполнение чертежей, схем на персональном компьютере в графической системе "Автокад" или ей подобных. Обязательное заполнение основной надписи и специ-

фикации к схемам, чертежам вручную. Надписи, наносимые от руки на чертежи, должны выполняться шрифтами, установленными ГОСТ 2.304-81.

При оформлении курсовой работы принята следующая структура:

1.Титульный лист должен содержать: название учебного заведения, ка-

федры, дисциплины, курс, номер шифра, Ф.И.О. (приложение Б).

2.Задание выдаётся на кафедре «Эксплуатации судовых энергетических установок» и должно содержать основные исходные данные и подпись преподавателя.

23

3.Содержание с указанием страниц.

4.Введение должно содержать описание назначения судовых турбокомпрессоров и обзор их конструкций, со ссылками на использованную литературу.

5.Расчёт судового турбокомпрессора.

6.Правила технической эксплуатации судовых турбокомпрессоров.

7.Заключение содержит выводы, итоги курсовой работы, где поощряет-

ся самостоятельность суждений и оценок.

8.Список использованных источников по ДСТУ, ГОСТ 7.1-2006.

По вопросам оформления или расчёта можно обратиться к преподавателю на кафедре либо по электронной почте: [e-mail].

7 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Назначение судовых турбокомпрессоров.

2.Типы судовых турбокомпрессоров.

3.Принцип работы судового турбокомпрессора.

4.Материалы, используемые при изготовлении основных деталей.

5.Неисправности, возникающие при работе турбокомпрессоров.

6.Какие параметры контролируют в процессе наддува.

7.Причины явления «помпажа» и мероприятия по его устранению.

8.Эксплуатация судовых турбокомпрессоров.

9.Динамическая балансировка роторов турбокомпрессоров.

10.Действия вахтенного механика при выходе из строя турбокомпрессора.

11.Состав систем обслуживающих судовые турбокомпрессоры.

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.Корнилов Э.В. Системы газотурбинного наддува судовых дизелей / Э.В. Корнилов, П.В. Бойко. – Одесса: Негоциант, 2006. – 224 с.

2.Половинка Э.М. Наддув судовых дизелей: Учебное пособие / Э.М. Половинка. – Одесса: ОНМА, 2006. – 80 с.

3.Гречко Н.Ф. Судовые турбинные установки: справочное пособие / Н.Ф. Гречко. – Одесса: Феникс, 2005. – 318 с.

24

Приложение А

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ

Номер варианта для расчёта определяется по сумме четырёх последних цифр номера зачетной книжки. Тип турбокомпрессора : ТКР (с центростремительной турбиной) – четная сумма последних цифр номера зачетной книжки; ТК (с осевой турбиной)- нечётная сумма последних цифр номера зачетной книжки.

Таблица А1 – Варианты заданий

№	Эффективная	Удельный	Давление	Коэффициент
	мощность,	эффективный	наддува PK ,	избытка
Варианта		расход топлива,		воздуха,
	Ne , кВт	ge , кг/(кВт∙ч)	МПа	α
1	2000	0,190	0,2	2,3
2	400	0,193	0,21	1,95
3	2750	0,195	0,22	2,0
4	500	0,197	0,23	2,1
5	3100	0.200	0,24	2,2
6	540	0,202	0,25	1,95
7	3700	0,205	0,26	2,0
8	600	0,207	0,27	2,1
9	4000	0,209	0,28	2,2
10	800	0,211	0,29	2,3
11	4500	0,190	0,3	2,0
12	830	0,193	0,31	2,1
13	5000	0,195	0,32	2,2
14	1000	0,197	0,33	1,95
15	5500	0,200	0,34	2,0
16	1100	0,190	0,35	2,1

25

Продолжение табл. А1

	№	Эффективная	Удельный	Давление	Коэффициент
		мощность	эффективный	наддува PK ,	избытка
	Варианта		расход топлива		воздуха
		Ne , кВт
			ge , кг/(кВт∙ч)	МПа	α
	17	6000	0,190	0,25	1,95
	18	1200	0,193	0,26	2,0
	19	6500	0,195	0,27	2,1
	20	1300	0,197	0,28	2,2
	21	7000	0,200	0,29	2,3
	22	1400	0,202	0,3	1,95
	23	7500	0,205	0,2	2,0
	24	1500	0,207	0,21	2,1
	25	8000	0,209	0,22	2,2
	26	1600	0,211	0,23	2,3
	27	8500	0,190	0,24	2,1
	28	1800	0,200	0,25	2,1
	29	9000	0,193	0,35	2,2
	30	2000	0,195	0,26	2,3
	31	10000	0,197	0,27	1,95
	32	2200	0,200	0,28	2,3
	33	11000	0,202	0,29	1,95
	34	3000	0,205	0,3	2,0
	35	17000	0,207	0,31	2,1
	36	4500	0,209	0,32	2,2
	37	20000	0,211	0,33	2,3

Другие коэффициенты и геометрические соотношения принимаются по методическому указанию.

26

Приложение Б

ОБРАЗЕЦ ОФОРМЛЕНИЯ ТИТУЛЬНОГО ЛИСТА КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Министерство образования и науки, молодежи и спорта Украины

АЗОВСКИЙ МОРСКОЙ ИНСТИТУТ Одесской национальной морской академии

Кафедра эксплуатации судовых энергетических установок

РАСЧЁТ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО БАЛАНСА СУДОВОГО ТУРБОКОМПРЕССОРА

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Судовые турбинные установки их эксплуатация»

Выполнил: студент группы 3ЭСЭУ2 А.Б. Иванов Шифр 87500

Вариант 12 Проверил: канд. техн. наук, доцент

В.В. Просянок

Мариуполь 2011

27

Приложение В

ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ СУДОВЫХ ТУРБОКОМПРЕССОРОВ

Таблица В.1 – Основные параметры турбокомпрессоров с центростремительной турбиной

	Диаметр колеса компрессора, мм		Максимальная степень повышения давления в компрессоре		Максимальная темпераnура газов перед турбиной, °С	/с	Мощность двигателя на один турбонагнетатель, кВт
				-1		3
Типоразмер				Максимальнаячастота вращенияротора ,мин		Расход воздухам,
	Турбокомпрессоры типа NR фирмы MAN B&W
NR12/S	120		4,5	68000	720	0,62–0,98	400–500
NR14/S	140		4,5	58000	720	0,88–1,38	540–830
NR15/R	150		4,0	57000	650	0,69–1,45	400–800
NR17/S	170		4,5	47800	720	1,24–1,96	800–1200
NR20/R	200		4,0	44000	650	1,08–2,45	600–1400
NR20/S	200		4,5	41400	720	1,77–2,71	1100–1600
NR24/R	240		4,0	36000	650	1,92–3,55	1100–2000
NR24/S	240		4,5	34500	720	2,44–3,91	1500–2300
NR26/R	260		4,0	30800	650	2,76–4,80	1600–2700
NR29/S	290		4,5	29300	720	3,52–5,55	2200–3300
NR34/R	340		4,0	25400	650	4,0–7,10	2000–4400
NR34/R	340		4,0	26300	720	4,99–7,85	3100–4700

28

Таблица В.2 – Основные параметры турбокомпрессоров с осевой турбиной

	Диаметр колеса компрессора, мм		Максимальная степень повышения давления в компрессоре		Максимальная темпераnура газов перед турбиной, °С	/с	Мощность двигателя на один турбонагнетатель, кВт
				-1		3
Типоразмер				Максимальнаячастота вращенияротора ,мин		Расход воздухам,
		Турбокомпрессоры фирмы MAN B&W
NA29/S	290		4,5	31300	650	3,5–5,51	1650–2600
NA34/T	340		4,0	25400	650	4,1–6,85	2031–3394
NA34/S	340		4,5	26300	650	4,9–7,8	2435–3676
NA40/T	400		4,0	22200	650	6,0–9,8	2979–4856
NA40/S	400		4,5	22400	650	7,4–11,27	3677–5600
NA48/T	480		4,0	18000	650	8,9–14,6	4409–7234
NA48/S	480		4,5	18600	650	10,7–16,91	5317–8402
NA57/T	570		4,0	15700	650	13,9–21,7	6887–10752
NA57/T9	570		4,2	15000	650	16,1–24,82	8000–12333
NA70/T	700		4,0	12400	650	21,0–32,3	10400–16000
NA70/T9	700		4,0	12000	650	23,6–37,43	11762–18598
TCA 44	440		4,0	23500	750	7,4–11,27	3000–5400
TCA 55	550		4,2	19800	750	13,9–21,7	5000–7600
TCA 66	660		4,0	16700	750	21,0–32,3	7100–10800
TCA 77	770		4,2	14100	750	23,6–37,43	10000–15200
TCA 88	880		4,0	11800	750	25,8–41,2	14000–21500
TCA 99	990		4,2	10800	750	30,7–45,3	16900–25800

29

Таблица В.3 – Значение адиабатического напорного КПД центробежных компрессоров от диаметра колеса компрессора

D2, мм	Адиабатический напорный КПД
120÷180	0,68÷0,70
230÷300	0,70÷0,72
340÷380	0,70÷0,73
500÷650	0,72÷0,75
700÷990	0,75÷0,78

Таблица В.4 – Зависимость общего КПД турбокомпрессоров от диаметра колеса компрессора

	D2, мм	КПД
		турбокомпрессора
	120÷180	0,70
	230÷300	0,71
	340÷380	0,72
	400÷600	0,725
	700÷800	0,73
	850÷990	0,74

30