Эксплуатация систем охлаждения СЭУ

МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ К ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЕ: «ЭКСПЛУАТАЦИЯ СИСТЕМ ОХЛАЖДЕНИЯ СЭУ»

ПО ДИСЦИПЛИНЕ: «ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК И БЕЗОПАСНОЕ НЕСЕНИЕ ВАХТЫ В МАШИННОМ ОТДЕЛЕНИИ»

ЭКСПЛУАТАЦИЯ СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ

Назначение системы охлаждения:

• отвод теплоты от ГД;
• отвод теплоты от вспомогательного оборудования;
• подвод теплоты к ОУ и другому оборудованию (ГД перед пуском, ВДГ поддержание в "горячем" резерве и т.д.);
• прием и фильтрация забортной воды;
• продувание кингстонных ящиков летом от забивания медузами, водорослями, грязью, зимой - ото льда;
• обеспечение работы ледовых ящиков и др.

Структурно система охлаждения подразделяется на систему охлаждения пресной воды и систему охлаждения заборной воды. Системы охлаждения АДГ выполняются автономно.

Рис. 1. 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.

На входе и выходе воды в охладителе должны быть запорные клапаны, отвечающие требованиям к донной и бортовой арматуре:

• 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.

Допускается установка этой арматуры на приварных патрубках, если они прямые и имеют достаточную жесткость, минимальную длину и защиту от контактной коррозии. Толщина стенок должна быть не менее толщины обшивки, но не менее 12 мм. Отверстия под шпильки не должны быть сквозными.

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

При наладке, испытаниях и эксплуатации системы охлаждения следует:

• 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.

Общие наблюдения и уход:

• 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.

Подготовка системы водяного охлаждения ДВС к работе

При подготовке системы водяного охлаждения к работе необходимо:

• 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.

Для уменьшения тепловых напряжений в деталях дизеля нужно нагревание воды производить по возможности медленно. Скорость повышения температуры воды для малооборотных дизелей не должна превышать 10 град/ч, а разность температур воды на входе и выходе из прогретого дизеля не должна превышать 3°С, если в инструкции по эксплуатации нет других указаний.

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.

Пример: ввод в действие СОЗВ дизельного танкера водоизмещением 82000 т:

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.

Использование системы охлаждения при работе дизелей

При использовании системы охлаждения необходимо:

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 внезапном падении давления или чрезмерном повышении температуры охлаждающей воды в системе необходимо уменьшить нагрузку дизеля и перейти на охлаждение резервным насосам. Если после этого давление и температура не достигнут рекомендованных значений, то следует для устранения неисправности остановить дизель, продолжая прокачивать его водой и маслом. При спуске воды из системы охлаждения необходимо остановить дизель и проворачивать его ВПУ, с одновременным прокачиванием масла. Заполнять систему охлаждения можно только после остывания дизеля.

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

При подготовке системы охлаждения к остановке необходимо:

• 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.

При выводе из действия одного из трубопроводов после остановки соответствующего механизма:

• 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.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

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.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

• Камкин С.В. Эксплуатация судовых дизельных энергетических установок/ С.В. Камкин, И.В. Возницкий, В.Ф. Большаков и др. - М: Транспорт, 1996. -432 с,
• Правила классификации и постройки морских судов. Морской Регистр Судоходства. - C-Пб.: Регистр России, 2001. - 843 с.
• Правила технической эксплуатации морских и речных судов. КНД 31.2.002.-96. - Министерство транспорта Украины, 1996.
• Слободнюк Л.И., Поляков В.И. Судовые паровые и газовые турбины и их эксплуатация.-Л.: Судостроение., 1983. -360 с.
• Техническая эксплуатация судовых газотурбинных установок/ Под ред. Г.Ш. Розенберга. - М.: Транспорт, 1986. - 222 с.