Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
реферат.docx
Скачиваний:
46
Добавлен:
10.02.2016
Размер:
1.28 Mб
Скачать

69

Зміст

Вcтуп…………………………………………………………………….....................3

Перелік прийнятих скорочень…….………………………………………………...5

Реферат……………………………………………………………………………….6

1. Опис судна……………………………...................................................................7

1.1. Малообертові двигуни внутрішнього згарання : тенденції розвитку, характеристики …………………………………………………………………….9

1.2. Короткий опис ГД…………………………………….……………………...13

1.3. Опис системи охолодження ГД……………………………………………...19

2. Опис досліджуваного процесу………………………………………………….26

2.1. Аналіз сучасних технічних рішень………………………………………….28

3. Розрахунок кількості відведеного від двигуна тепла………………………….31

3.1. Визначення кількості теплоти відведенної від ГД………………………....31

3.2. Тепловий і конструктивний розрахунок головного охолоджувач………...32

4. Опис нового елемента в системі охолодження ГД…………………………….34

4.1. Технічна експлуатація пластинчатого холодильника……………………...39

5. Безпека життєдіяльності………………………………………………………...44

5.1. Охорона праці………………………………………………………………...44

5.2. Цивільний захист / оборона………………………………………………….58

Висновки …...............................................................................................................69

Список використаної літератури…………………………………………………..71

Додатки …………………………………………………………………………….72

Вступ

Морський транспорт є політично економічно значимою для країни галуззю. Він забезпечує зовнішньоекономічні зв'язки країни, без чого неможлива інтеграція у світову економічну систему, життєдіяльність економічних регіонів, де є основним або єдиним видом транспорту. . Важливим етапом розвитку вітчизняного морського флоту був радянський період. Однак, в даний час Україна практично втратила статус великої морської держави. Сформовані негативні тенденції такі, як скорочення національного морського флоту, велика питома вага застарілих судів, недосконалість податкового і митного законодавства, а також втрата вітчизняної вантажної бази - не могли не відбитися на конкурентоспроможності та інвестиційної привабливості вітчизняних суднових компаній.

Зміна ситуації можливо, в першу чергу, за рахунок оновлення та поповнення флоту - основи функціонування судноплавних компаній є інвестиційна. В умовах ринкової економіки посилилася роль виробників і споживачів транспортної продукції. Крім того, висока вартість суден, тривалий інвестиційний цикл, мінливість кон'юнктури фрахтового ринку, а також недосконалість законодавства в галузі вимагають ефективного управління інвестиційною діяльністю судноплавних компаній, прийняття раціональних інвестиційних рішень на основі вибору оптимального співвідношення дохідності та ризику, науково - обґрунтованого управління специфічними, властивими судноплавству факторам ризику. . Розвиток морського флоту вимагає інтенсифікації освоєння прибережних акваторій для будівництва зручних гаваней і підхідних шляхів. Такий гідрологічний ресурс, як акумулююча здатність, може використовуватися при створенні нових портових площ та огорож, дамб судноплавних каналів. У теперішній час в багатьох районах земної кулі (США, Англія, Голландія, Саудівська Аравія, Сінгапур, Гонконг та ін..) спостерігається розширення корисних площ суші за рахунок морських акваторій. У західнонімецькому порту Вільгельмсхафен планується створення штучної суші в 7,5 тис. га.

На Чорному морі відчуження морських акваторій на будівництво проводиться в Одеському, Іллічівському, Білгород - Дністровському, Южному та інших портах. Що б зменшити витрати на створення штучних портових територій, необхідно враховувати конфігурацію берегової лінії, морфометрію дна, можливість використання твердих інертних відходів. Щоб скоротити збиток, що наноситься морським екосистемам, основою інженерних рішень може служити принцип природного аналога, наприклад процес розвитку дельтового берега рівнинних річок. Висування в море дельт відбувається поетапно. Річкові насоси утворюють бари, які блокують лагуни від хвильового впливу. Лагуни в свою чергу заповнюються насосами. Так річка прориває нове русло. Процес цей повторюється неодноразово. Аналогічно і організовується і відсипання новій території.

У даний час морський флот України знаходиться в тяжкому фінансовому і матеріальному стані. Будівництво нових суден практично припинилося через відсутність капіталовкладень. Не вистачає обладнання для суден, які знаходяться в експлуатації. Відсутні кошти для ремонту та обслуговування. Однак, у таких тяжких умовах плавсклад та робітники берегових служб шукають шляхи удосконалення технологічної та матеріальної бази флоту[13].

У комплексі питань, пов’язаних з підвищенням ефективності використання флоту, одне з найважливіших місць займає підвищення експлуатаційної надійності суден. Це стосується і суднових енергетичних установок.

Перелік прийнятих скорочень

ГД - головний двигун

ДГ - дизель-генератор

АДГ - аварійний дизель-генератор

ДВЗ - двигун внутрішнього згоряння

ГТН - газотурбонагнітач

МВ - машинне відділення

ДК - допоміжний котел

УК - утилізаційний котел

ГТЗА - головний турбозубчатий агрегат

ГТУ - газотурбінна установка

ГТД - газотурбінний двигун

ДТ - допоміжна турбіна

ПКВ - поворот колінчатого валу

НМТ - нижня мертва точка

ЦПГ - циліндро-поршнева група

ФГО - фільтр грубої очистки

ФТО - фільтр тонкої очистки

ВТК - високотемпературний контур

НТК - низькотемпературний контур

АПС - аварійно-попереджувальна сигналізація

КВП - контрольно-вимірювальні прилади

ККД - коефіцієнт корисної дії

МТП - максимально тривала потужність

Реферат

Система охолодження в дизельних установках служить для відводу теплоти від ДВС, передач, компресорів, опорних і завзятих підшипників валопроводу, дейдвуда (при їхньому водяному змащенню) і інших механізмів.

Системи охолодження ДВС виконують проточними (одноконтурними) і замкненими (двоконтурними). Проточна система застосовується звичайно для охолодження робітничих середовищ у теплообмінниках. Замкнені системи використовують для відводу теплоти від ДВС, тому що при температурах 50-55°С починається інтенсивне випадання солей із забортної води.

У двоконтурних системах двигун прохолоджується прісною водою, яка у водо - водяному охолоджувачі прохолоджується забортною водою. У таких системах температура охолодної води на виході із двигуна допускається до 65-90°С, що приводить до зниження витрати палива на 5-7% і скороченню зношування двигуна.

У систему прісної води ДВС входять відцентровий насос прісної води навісний або автономний, водо - водяний охолоджувач, розширювальна цистерна й терморегулятор. Розширювальна цистерна встановлюється вище двигуна, і підключається до усмоктувальної лінії насоса, забезпечуючи компенсацію зміни обсягу води при коливаннях температури й підпір на усмоктуванні насоса. У її верхню частину вбудовані трубки видалення повітря з верхніх точок порожнин охолодження ДВС і магістралей. Через розширювальну цистерну поповнюється система прісною водою й уводяться присадки, що знижують відкладання накипу й корозію в порожнинах ДВС.

Система забортної води забезпечує охолодження масло охолоджувачів, охолоджувачів прісної води, ДВС, повітроохолоджувачів генераторів і гребних електродвигунів, підшипників валопроводу, масло охолоджувачів гідрозубчастих передач і допоміжного устаткування (конденсатори, компресори і т.д. ).

При проектуванні систем охолодження необхідно враховувати вимоги Регістру. У кожнім машиннім відділенні повинно бути передбачене не менш двох прийомних кінгстонів забортної води; один з них днищовий. За кінгстонами встановлюють фільтри, очищення яких повинно проводитися без припинення роботи насосів забортної води. Насоси охолодження ДВС повинні бути зарезервованими. Для систем забортної й прісної води допускається установка загальних розширювальних цистерн за умови, що буде виключене змішування прісної й забортної води.

1. Основні характеристики судна

Судно двопалубне, двоострівне, з подовженим баком, з настройкою і машинним відділенням (MB), зміщеними в корму. Корпус складається з двох безперервних палуб і семи водонепроникних переборок. Система набору змішана. Непотопляемість забезпечується при затопленні одного відсіку. Судно має п'ять трюмів.

Швидкість судна в повному завантаженні складає 20 вузлів, а в баласті – 22 вузлів. Екіпаж судна складає 27 чоловіка, а також чотири запасних місця.

Як головний двигун (ГД), використовується дизель марки MAN B&W 7S70MC потужністю 19670 кВт при 88 об/хв. Двигун у повному обсязі обладнаний штатними пристроями і приладами, пристосований для роботи на важкому паливі IFO380 в'язкістю 380 сСт при 50°С. Двигун обладнаний валоповоротним пристроєм і системою ГТН.

На судні встановлені три дизель-генератори (ДГ), кожен потужністю по 600 кВт, частотою 50 Гц, підготовлені й обладнані для рівнобіжної роботи.

На судні встановлений один аварійний дизель — генератор (АДГ), потужністю 300 кВт, частотою 50 Гц, з повітряним охолодженням і автоматичним пуском від акумуляторних батарей і автоматичним включенням на шини у випадку зникнення напруги.

Гребний гвинт 4-х лопатевий діаметром 5300 мм і кроком 4980 мм, числом обертів 88 хв-1. Судно обладнане одним допоміжним котлом (ДК) КВВА з

продуктивністю 2,5 тони пари за годину при тиску 0,5 МПа і одним утилізаційним котлом (УК) КУП з продуктивністю 3,4 тони пари за годину при тиску 0,5 МПа. Допоміжний котел розрахований на забезпечення парою споживачів.

На судні передбачено два основних пожежних насоси із подачею 120 м ³/год і один аварійний пожежний насос із подачею 80 м3/год. Баластна система містить у собі два баластні насоси із подачею 150 м3/год.

Для пуску ГД передбачено два балони пускового повітря з робочим тиском З МПа й один балон для пуску ДГ.

Судно контейнеровоз 1994 року

Дедвейт 42317мт

Повна регістрова  місткість 30917мт

Довжина 202м

Ширина 32,20м

Осадка 12,52м

Рятувальні плоти / Рятувальні шлюбки 5×6 / 1×30

Тип ГД AESA MAN-B&W 7S70MC

Потужність ГД 19670кВт

Номінальна кількість обертів 88 об/хв

Експлуатаційна швидкість судна 20 вуз

Добова витрата палива 70 т

1.1. Малообертові двигуни, і тенденції розвитку, характеристики

Висока надійність, великий моторесурс, простота конструкції і висока економічність є відмінними рисами мапообертових двигунів. Цим, а також можливістю забезпечити високі агрегатні потужності (80000 кВт) визначається їх переважне використання в пропульсивних установках морських судів.

До класу мапообертових двигунів відносяться потужні двотактні дизелі з числом зворотів до 300 в хвилину. Двигуни 2-х тактні, оскільки використання 2-х тактного циклу порівняно з 4-х тактними дозволяє при рівності розмірів циліндрів і зворотів отримати в 1,4 -1,8 разу велику потужність. Діаметр циліндрів знаходиться в-діапазоні 260 - 980 мм, відношення ходу поршня до діаметру циліндра в двигунах ранніх моделей лежало в межах 1,5-2,0. Проте прагнення підвищити потужність шляхом збільшення об'єму циліндра, не збільшуючи його діаметр, а також забезпечити кращі умови для розвитку факелів палива і відповідно, створити кращі умови для суміші в камері згорання за рахунок збільшення її висоти, привело до зростання відношення S/D Тенденцію до збільшення S/D можна прослідити на прикладі двигунів Зульцер RТА: 1981 р. -ЯТА S/D=2,9; 1984 р. - RТА М-коду S/D =3,45; 1991 р. -RТА Т S/D=3,75; 1995 р. - RТА48 Т S/D= 4,17.

Циліндрова потужність сучасних малообертових двигунів залежно від розмірів циліндрів і рівня форсировки лежить в межах 945-5720 кВт при Ре = 18-18,6 бар (Зульцер RТА). 400-6950 кВт при Ре = 18-19 бар(МАН МЕ і МС). Частота обертання лежить в межах 70 - 127 1\хв. і лише в двигунах з розмірами циліндрів менше 50см. п = 129-250 1\. хв.

Важливо відзначити, що в 50-60 роки вартість палив була низькою і знаходилася на рівні 20-30 $/тонну, і тому завдання досягнення максимальної економічності двигуна і пропульсивного комплексу в цілому не було таким, що превалює. Цим можна пояснити, що вибір частоти обертання двигуна, а, отже, і грибного валу, визначався двигунобудївниками без врахування ККД грибного гвинта. У восьмидесяті роки вартість палив виросла в 10 і більше разів і завдання підвищення економічності роботи всього пропульсивного комплексу встали на перше місце. Відомо, що ККД грибного гвинта зростає із зменшенням швидкості обертання, до речі, зменшення швидкості обертання двигуна сприяє і зниженню питомої витрати палива. Це обставина при створенні сучасних дизелів, поза сумнівом, враховується і, якщо в двигунів ранніх поколінь частота обертання не спускалася нижче 100 об/хв, то в новому поколінні двигунів діапазон обертів лежить в межах 50-190. Зниження потужності при зменшенні обертів компенсується збільшенням об'єму циліндрів за рахунок зростання S/D і подальшою форсировкою робочого процесу по наддуву. Середній ефективний тиск збільшився до 19,6-20 барів. В даний час малообертові двигуни виробляють три фірми: МАН & Бурмейстер і Вайн, Вяртсиля - Зульцер, Мітсубіши.

Необхідність збільшення циліндрової і агрегатної потужностей, підвищення економічності і зниження емісії вихлопних газів були домінуючими чинниками в розвитку двигунобудівництві в останніх 30 років. За цей період фірма досягла значних успіхів, зокрема, питома витрата палива понижена до 171 г\кВтгод, але не зажадало двократного збільшення максимального тиску робочого никлу (до 150 барів). Середній ефективний тиск зріс з 10 до 19 барів. Зростанню економічності сприяло також підвищення ефективності газотурбінного наддуву (перехід на наддув при постійному тиску, пізвитення ККД турбокомпресорів), збільшення відношення ходу поршня до діаметру циліндра з 2 до 4, вдосконалення паливної апаратури і ін.

Збільшення S/D також сприяло зниженню зворотів і підвищенню пропульсивного ККД. Настільки висока форсировка не могла не відбитися на рівні теплової і механічної напруги в елементах камери згорання. Як відомо, пониження механічної напруги можна досягти шляхом збільшення товщини стінок камери згорання, але це приводить до зростання в них температурних перепадів і, відповідно, збільшення температурної напруги. Щоб цього уникнути, фірми Зульцер і МАН, збільшуючи товщину стінок, одночасно наблизили до теплосприймающих поверхонь потоки води, що охолоджувала, понизивши, тим самим, створюваний в них температурний і перепад, а з ним і температурна напруга. Для цього воду направили по свердліннях в стінках голівки поршня, верхній фланцевій частині втулки і вогневого днища кришки циліндра. Кількість форсунок в одному циліндрі збільшена до трьох.

Розпилювачі форсунок мали в своєму розпорядженні ближче до центру камери згорання, де знаходиться найбільша концентрація необхідного для згорання повітря. Це збільшило відстань розпилювача від голівки поршня і у поєднанні із зміною геометрії факела распилювання привело до зниження температури денця поршня на 100°С.

Надійність елементів камері згорання у великій мірі залежіть від якості роботи пакету поршневих кілець, тому матеріалам кілець було приділено велику увагу. Зокрема, верхнє поршневе кільце було виготовлене з газощільнім замком, це дозволило зменшити притиснення подальших кілець до стінки циліндра за рахунок зниження тиску газів в цій зоні.

Небезінтересно відзначити, що за останніх ЗО років потужність великорозмірних двигунів подвоїлася, тоді як їх довжина залишилася незмінною і навіть скоротилася, але збільшилася маса. Це було викликано необхідністю підсилити конструкцію у зв'язку із зростанням механічних навантажень, як вже наголошувалося, максимальний тиск згорання зріс в два рази.

Фірма планує найближчими роками довести середній ефективний тиск до 21 бара, максимальний тиск згорання до 180 барів, середню швидкість поршня до 9,1 м/с і відношення S/D до 4,4 при збереженні одноступінчатого наддуву.

Програма виробництва ряду двигунів МС була розгорнута з початку 80-х років. Загальний діапазон потужностей, представлений 19 моделями, охоплює діапазон потужностей від 2400 до 93120 еле в одному агрегаті (двигун з діаметром циліндрів 980мм). А в 1996 р. була введена нова серія двигунів з індексами МС-С, друга буква розшифровується як компактний (compact). У цій серії удалося за рахунок збільшення Ре до 19 барів і відношення S/D до 4 - 4,2 при збереженні діаметру циліндра і, не знижуючи потужність двигуна, скоротити довжину орієнтування на 10% і масу на 13%.

1.2.Конструкція ДВЗ (з перерізом)

Мал.1.2.1. Поперечный переріз двигуна AESA MAN B&W 7S70MC

MAN B&W 7S70MC – двотактний, крейцкопфний, реверсивний, з газотурбінним наддувом, з прямоточно-клапанної системою газообміну. Двигун призначений для роботи в якості головного з прямою передачею на гребний гвинт. Завдяки перевагам прямоточно-клапанної системи газообміну в організації робочого процесу двигун B & W зарекомендував себе досить економічним, з високим ступенем використання об'єму циліндрів в робочому процесі. . Фундаментна рама коробчатої форми складається з високих поздовжніх балок, зварених зі зварювально-литими поперечними балками, в яких розміщені ліжку рамового підшипників із сталевого литва. Станина зварена і має високу жорсткість; блок циліндра чавунний. Фундаментна рама, станина і циліндровий блок стягнуті між собою довгими анкерними зв'язками. Втулка циліндра спирається на блок циліндрів, причому верхня її частина виведена з блоку і охоплюється тонкої сорочкою, що створює порожнину охолодження водою, що підводиться з свердління тангенціальним каналам, завдяки чому температура дзеркала циліндра на верхньому рівні кільця при положенні поршня в ВМТ не перевищує 160-180 ° С, що забезпечує надійність роботи і збільшує термін служби поршневих кілець. Втулка має просту симетричну конструкцію, в нижній частині якої розташовані продувні вікна, рівномірно розподілені по всьому колу.Осі каналів, утворює продувні вікна, спрямовані по дотичній до окружності циліндра, що створює закручування потоку повітря при його надходженні в циліндр.штуцера для підведення циліндрового масла розташовані у верхній частині втулки (трохи вище верхньої полиці блоку циліндрів). . Кришка циліндра сталева кована колпачковой типу, тому при знаходженні поршня в ВМТ головка поршня розташовується вище району ущільнення кришки і втулки циліндра .. Кришка відрізняється легкістю демонтажу .. Для інтенсифікації охолодження у самої поверхні вогневого днища просвердлені отвори радіальних каналів, по яких циркулює охолоджуюча вода. У кришці розміщується корпус випускного клапана з клапаном, дві форсунки, а також пускової і запобіжні клапани.Випускний клапан має гідропневматичних привід.  Гідропривід передає зусилля поршневого штовхача, що приводиться від кулачковою шайби розподільного вала, через гідросистему на поршень серводвигуна, що діє на шпиндель випускного клапана.  Для провертання клапана застосована крилатка, що підвищує надійність їх сполучення з охолоджуваними сідлами. Клапанне гніздо охолоджується водою. Форсунки неохолоджуваного типу, їх температура регулюється циркулюючим паливом.  Сопла виконані стеллітової і мають досить великий термін служби. Суцільний відлитий із чавуну ресивер продувного повітря разом з діафрагмою охолоджується водою, що сприяє більшій безпеці експлуатації дизеля. .       Поршень розрахований на підвищення тиску згорання, виконаний з хромолібденовой стали, і охолоджується маслом, яке підводиться по телескопічним пристрою до штоку поршня в районі крейцкопфні з'єднання. У зв'язку з периферійним розташуванням форсунок днище поршня має напівсферичну форму. . Шатун має порівняно короткий стрижень, що сприяє зниженню загальної висоти двигуна. . Колінчастий вал зварного типу, причому зварювання здійснена посередині рамового шийок.  Наполегливий вал складає одне ціле з колінчастим валом, що зменшує загальну довжину двигуна з наполегливим підшипником. Розподільний вал приводиться в обертання від колінчастого вала ланцюговою передачею, яка добре себе зарекомендувала в експлуатації. Розподільний вал приводить в рух золотникові паливні насоси високого тиску і поршні гідравлічних приводів випускних клапанів. Паливні насоси золотникового типу зі змішаним регулюванням подачі забезпечують низькі витрати палива. . Наддування здійснюється Ізобаричний турбокомпресорами з неохолоджуваними корпусами.  Реверсування двигуна здійснюється без реверсування розподільного вала.  При зміні напрямку обертання двигуна реверсують тільки повітророзподільник і привід ТНВД. Реверсування ТНВД здійснюється шляхом перестановки ролика штовхача плунжера в нове положення.    Економічність двигуна підвищується за рахунок утилізації тепла випускних газів в стандартизованої турбокомпаундной системі, яка пропонується в двох варіантах: ГТН з електрогенератором, вбудованим в повітряний фільтр-глушник, або утилізаційний турбогенератор. При цьому додаткова енергія може віддаватися гвинту або в суднову електромережу. . Остов підтримує і спрямовує рухомі деталі, сприймає всі зусилля при роботі двигуна; являє собою сукупність нерухомих деталей - фундаментної рами, картера, циліндрів до встановлених в них циліндровими втулками і кришок циліндрів, а також анкерних зв'язків, шпильок і болтів, що стягають ці деталі. Для зручності монтажу остов виконують з трьома горизонтальними роз'ємами і з колінчастим валом, покладеним в підшипники фундаментної рами. Жорсткість його забезпечується за рахунок збільшення перетину поздовжніх і поперечних зв'язків рами, застосування картера коробчатої конструкції, з'єднання деталей довгими анкерними зв'язками. Кривошипно-шатунний механізм (КШМ) сприймає зусилля від тиску газів і перетворює зворотно-поступальний рух поршня в обертальний рух колінчастого вала. Основними деталями КШМ є: поршень, шток поршня, крейцкопфа, шатун, колінчастий вал. Поршень сприймає силу від тиску газів і передає її через шатун на колінчастий вал. Днище поршня сприймає тиск і теплоту гарячих газів, обмежує і формує камеру згоряння.  Поршневий шток, що виконується з вуглецевої сталі, служить для з'єднання поршня з крейцкопфа, передачі КШМ зусилля від тиску газів на поршень. Шатун перетворює зворотно-поступальний рух поршня зі штоком в обертальний колінчастого вала, передає зусилля від поршня колінчастого валу; з'єднується Мотильова шийкою колінчастого вала посредствам Мотильова підшипника і з поперченного крейцкопфа. Шатун піддається дії сили від тиску газів, сил інерції поступально рухомих мас і сил інерції, що виникають при гойданні шатуна. Колінчастий вал «одна з найбільш відповідальних, дорогих і складних у виготовленні деталей. . Ефективна потужність, що розвивається дизелем, знімається з фланця колінчастого вала. Крутний момент через лінію валопровода передається гребного гвинта. Маховик на вихідному кормовому кінці колінчастого вала, що має більшу розрахункову масу для підтримки заданого ступеня нерівномірності обертання колінчастого вала і лінії валопровода, акумулює надлишкову енергію під час робочого ходу поршнів і віддає її в систему при інших допоміжних ходах поршня. . Комбінований механізм газорозподілу призначений для управління процесами впускання і випуску відповідно до прийнятих фазами газообміну; складається з робочих клапанів і деталей, що передають рух від колінчастого вала до клапанів, розподільного валу, роликових штовхачів, гідроприводів випускних клапанів.Випуск газів здійснюється через клапани, керовані механізмом газорозподілу, відкриття і закриття продувних вікон - верхньою кромкою днища поршня. Моменти відкриття і закриття клапанів і продувних вікон, виражені в градусах кута повороту колінчастого валу (ПВК), називають фазами газорозподілу.  Процеси газообміну здійснюються на частині ходів розширення і стиснення до і після НМТ.  Діаграма має відносно симетричний вид по відношенню до НМТ за рахунок наддуву при постійному тиску і тривалого продування. . Паливна система забезпечує подачу палива в робочі циліндри, тому є однією з найважливіших систем дизеля. Вона складається з систем високого і низького тиску. Система низького тиску призначена для підготовки і подачі палива до системи високого тиску і включає в себе цистерни, фільтри, насоси, сепаратори, підігрівачі і паливо проводи. . Паралельно з видатковою цистерни важкого палива система низького тиску включає в себе, також здвоєну цистерну дизельного палива, на якому двигун працює в період пусків, маневрів, перед зупинкою і нерідко на малих навантаженнях. Система високого тиску здійснює впорскування палива в камері згоряння двигуна і включає в себе паливний насос високого тиску (ТНВД) і форсунку, з'єднані паливо проводом високого тиску. ТНВД - золотникового типу з регулюванням по кінцю подачі, індивідуальні для кожного циліндра, вертикальне положення втулки плунжера всередині ТНВД змінюється в залежності від навантаження двигуна, що сприяє зниженню витрати палива. Форсунки призначені для впорскування палива в циліндр і розпилювання його на дрібні краплі. Особливістю форсунок є центральний підведення палива до сопловому наконечника розпилювача без додаткового охолодження. Система високого тиску забезпечує: впорскування точно дозованої циклової подачі палива; задані фази паливоподачі (початок і кінець) і характеристику впорскування, що сприяють робочому процесу дизеля на будь-якому його експлуатаційному режимі; якісне розпилювання палива, тобто висока його тиск перед розпилюють отворами на всіх експлуатаційних режимах дизеля, включаючи малі навантаження і холостий хід. Система високого тиску виконана розділено-розгалуженого типу.  Регулювання системи високого тиску полягає в зміні її циклової подачі, а також початку і закінчення процесу впорскування. . Система мастила забезпечує подачу масла до тертьових поверхонь для зменшення їх тертя, відведення теплоти, що виділяється при терті, а також для очищення поверхонь тертя від продуктів зносу, нагару та інших сторонніх часток. Мастило подається по втулці циліндрів, підшипників колінчастого вала, і розподільних валів, турбокомпресорів, насосів, що направляють клапанів, штовхачі паливних насосів та механізму газорозподілу, приводів клапанів. Система змащення включає в себе масні насоси, масні фільтри, кожухотрубні водомасляні охолоджувачі, напірні, циркуляційні, запасні масляні цистерни, мастилопроводи. Масні насоси служать для безперервної або періодичної подачі певної кількості масла в нагнітальний трубопровід; масляні фільтри - для очищення масла від сторонніх включень (нагару, відкладень металевих частинок). В охолоджувачах масло віддає теплоту, відведену їм від гарячих поверхонь деталей двигуна. .

1.3. Короткий опис системи охолодження ГД.

Призначення системи охолоджування - відведення тепла і забезпечення нормальної роботи головних і допоміжних двигунів, турбокомпресорів, підшипників і пристроїв дейдвуда валопроводів, компресорів стислого повітря.

Як середовища, що охолоджують, використовуються прісна і забортна вода. Це дозволяє виконувати помірними об'єми порожнин, що охолоджують, і охолоджувачів, створюючи певні передумови для кращого розташування устаткування в МВ теплоходів.

В той же час вода володіє істотними недоліками: вона викликає корозію ряду металів, а механічні домішки і розчинені у воді солі, випадаючи у вигляді опадів і накипу на охолоджувані поверхні, забруднюють їх і погіршують умови тепловідвода. Це є причиною обмеження використання для охолоджування забортної води і необхідності попередньої і експлуатаційної обробки прісної води (додавання антикорозійних і антинакипних присадок, фільтрація).

Залежно від організації руху середовища, що охолоджує, розрізняють циркуляційні і проточні системи, що охолоджують. Середовище, що по-перше охолоджує, прокачується по замкнутій системі, відбираючи тепло від охолоджуваного об'єкту, нагріваючись при цьому і віддаючи це тепло охолоджувачу, охолоджуючись в нім до первинної температури.

У проточних системах середовище, що охолоджує, після відбору тепла від охолоджуваного об'єкту віддаляється за борт.

Робочим тілом в проточних системах охолоджування можуть служити забортна вода, повітря, а в циркуляційних - прісна вода, масло, паливо, фреон таін.

У свою чергу, принципові схеми проточних систем забортної води, що охолоджує, можуть бути:

  • послідовні, коли основні охолоджувачі, через які прокачується забортна вода (охолоджувачі масла, прісної води, продувального повітря і ін.), розташовані послідовно по струму води;

  • паралельні, коли головні охолоджувачі (масла і прісної води) включені в систему паралельно.

Крім того, системи забортної води, що охолоджує, можуть бути класифіковані по своєму призначенню:

об'єднані системи, коли вони виконуються загальними для головних і допоміжних двигунів;

автономні системи, роздільні для головних і допоміжних двигунів.

Системи прісної води, що охолоджує, також можуть бути послідовними або паралельними, автономними або змішаними. Але головним чинником, що визначає комплектацію і конструктивні особливості системи, є конструктивні особливості головних двигунів. В деяких двигунів форсунки охолоджуються паливом, а поршні - маслом. В цьому випадку система прісної води, що охолоджує, найбільш проста, - вона призначається для охолоджування циліндрів і циліндрових кришок.

Для двигунів фірми МАН, наприклад, організовується, як правило, два самостійні контури, що охолоджують, - один для охолоджування циліндрів і поршнів, а інший для охолоджування форсунок. Для двигунів «Зульцер» великій потужності зазвичай передбачаються три контури охолоджування прісною водою. І - циліндрів, II - поршнів, III - форсунок, оскільки лише в цьому випадку удається забезпечити хорошу якість води, що йде на охолоджування циліндрів, і, отже, чистоту зарубашечного простору двигуна. Але при цьому, природно, система прісної води, що охолоджує, стає складнішою: доводиться встановлювати більше насосів, фільтрів, охолоджувачів, подовжувати трубопровід і т. д.

Комплектація системи води, що охолоджує, також може бути виконана в декількох варіантах. Якщо, наприклад, допоміжні двигуни обладнані насосами, що навісили, і охолоджувачами, то портові насоси прісної води не передбачаються. На судах, що мають силову установку з символом автоматизації, передбачається надійне резервування насосів і автоматичне управління їх роботою.

Система охолодження служить для охолодження двигунів, що нагріваються від згоряння палива і від тертя, для відведення теплоти від робочих рідин і надувочного повітря. Система охолодження складається з водяних насосів, охолоджувачів, розширювальної цистерни, терморегуляторів, трубопроводів. Водяні насоси забезпечують безперервний рух (циркуляцію) охолоджуючої води в системі. Охолоджувачі призначені для відведення в воду надлишкової теплоти від охолоджуваних рідин і надувочного повітря. Розширювальна цистерна (бачок) служить для компенсації змін об'єму води в системі внаслідок зміни її температури, для заповнення втрат води в системі через витоки і випаровування, а також видалення з системи повітря та водяної пари. Терморегулятори автоматично підтримують температуру води, а також охолоджуваних рідин в заданому діапазоні.

На даному судні використовується замкнута система охолодження. На рис1.1 представлена принципова схема охолодження забортною водою, як головного двигуна так і допоміжних механізмів.

Схема1.3.1.Принципова схема замкнутої системи охолодження забортною водою.

Одноступінчата, багато компресорна, ізобарна, з охолоджувачами повітря, регульована система повітропостачання призначена для подачі повітря, необхідного для згоряння палива і продувки циліндра. .  Система повітропостачання складається з відцентрових газотурбокомпресорів з неохолоджуваними корпусами, теплообмінників, сепараторів вологи, ресиверів, повітроводів, глушників.             Компресори призначені для збільшення маси заряду повітря шляхом попереднього підвищення його щільності при стисненні і подальшого переміщення в ресивер наддуву. В теплообмінниках щільність повітря змінюється за рахунок зміни його температури. Зниження температури продувочного повітря в рекуперативному повітроохолоджувачі сприяє зниженню витрати палива. Сепаратори вологи призначені призначені для відводу з охолодженого повітря конденсату водяної пари.Однотрубний колектор служить для рівномірного розподілу повітря по всіх циліндрах двигуна.  Глушники знижують рівень шуму системи повітропостачання. Ізобарна система газовідводу (газовипуска) з помірною утилізацією теплоти забезпечує найбільш раціональний відвід відпрацьованих в циліндрі газів. Система газовідводу складається з випускних колекторів, утилізаційних газових турбін, газаводов (трубопроводів).  Випускний колектор призначений для відводу з циліндрів відпрацьованих газів з максимально можливим збереженням їх енергії, сприяє отчистке циліндрів від залишкових газів. Утилізаційні газові турбіни перетворюють механічну енергію відпрацьованих в циліндрах газів в обертальний момент, утилізаційні котли - теплову енергію відпрацьованих газів в енергію пари (води).  Глушники шуму призначені для зниження шкідливого звукового впливу відпрацьованих газів на навколишнє середовище. Система управління з пневматично керованими пусковими клапанами, заміною кулачкових шайб переднього ходу шайбами ​​заднього ходу, командної зв'язком і змішаного типу призначена для пуску і зупинки двигуна, зміни напрямку і частоти обертання колінчастого вала. Система управління включає в себе пости керування, пристрої запуску, механізм реверсування, блокуючі пристрої, а також зв'язки між складовими систему.  Пост управління служить для введення команди на виконання якої-небудь операції. Пристрій запуску призначено для початкової розкрутки КШМ з метою приведення двигуна в дію. Механізм реверсування забезпечує правильне чергування і зміни фаз розподілу органів пуску, газорозподілу, паливоподачі, а також реверсування навішених на двигун допоміжних механізмів. . Система регулювання та контролю першого ступеня автоматизації А1 забезпечує підтримку заданого режиму роботи двигуна і значень окремих його параметрів у допустимих межах, а також контроль показників, що характеризують режим і стан працюючого двигуна, а це - регулювання частоти обертання, температури в системі охолодження і мастила; індикація значень контрольованих параметрів; автоматична аварійно-попереджувальна сигналізація і захист; місцеве та дистанційне управління пуском, зупинкою, передпусковим і після зупинковими операціями, а також частотою обертання і реверсуванням.

На данному судні, в якості охолоджувального теплообмінного апарату головного двигуна, використовується низькоефективний горизонтальний кожухотрубний теплообмінний апарат.

Мал.1.3.1. Горизонтальний кожухотрубний водоохолоджувач.

В даній роботі розглянуті питання удосконалення суднової системи охолодження головного двигуна, зокрема розглянуто водяний кожухотрубний охолоджувач, в якості предмета дослідження, та запропонована його заміна на пластинчатий. Об´єктом дослідження є термодинамічні процеси нагріву та охолодження води.

Проведені розрахунки тепловиділення ГД при роботі в повній загрузці на протязі однієї години. Відвід теплоти через воду, мастило та інше.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]