СУДОВ
Глава 11 ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ОБРАБОТКИ
РЫБЫ ХОЛОДОМ
11.1 Оборудование для охлаждения рыбы перед замораживанием
Оборудованием для охлаждения рыбы служат баки, ванны, чаны, механизированные установки и системы предварительного охлаждения. Системой предварительного охлаждения называют совокупность аппаратов и трубопроводов.
Баки и ванны применяют для охлаждения и хранения рыбы, пересыпая ее мелкодробленым или чешуйчатым льдом; в брезентовых чанах охлаждают рыбу в морской воде, добавляя к ней лед.
В качестве емкости может быть также использован трюм судна, в который укладывают рыбу, послойно пересыпанную льдом.
Расход льда (в кг) на охлаждение рыбы определяют по формуле:
где М - масса охлаждаемой рыбы, кг;
с - теплоемкость рыбы, кДж/(кг-К);
tн. tк-начальная и конечная температура рыбы, С С;
334,88 - теплота плавления водного льда, кДж/кг.
Система предварительного охлаждения рыбы морской водой, охлажденной рассольными батареями, представлена на рисунке 11.1. Процесс охлаждения ускоряют, добавляя чешуйчатый лед. Оборудование системы состоит из цистерн-охладителей общей емкостью 10 т морской воды с рассольными батареями, циркуляционных насосов, трубопроводов, цистерны загрязненной воды и льдогенераторов.
В цистерны с водой, охлажденной до температуры -1°С, загружают пересыпанную льдом рыбу. Продолжительность охлаждения в цистерне составляет 1,5 - % ч, В этих же цистернах рыбу можно хранить в течение 5-б ч. Выгружают рыбу из цистерн специальным элеватором.
В системе предварительного охлаждения рыбы, приведенной на рисунке 11.2 предусмотрено наличие специального водоохладителя.
В систему включен приемный бункер, льдогенератор, цистерны-охладители, цистерны-аккумуляторы (стокеры), транспортер, водоохладители и циркуляционные насосы.
Рисунок 11.1 - Система предварительного охлаждения рыбы морской водой,
охлажденной рассольными батареями, смонтированными в ваннах-цистернах.
Рисунок 11.2 - Система предварительного охлаждения рыбы морской водой,
предварительно охлажденной в водоохладителе:
1 - охладители; 2 - отделитель рыбы от воды; 3 - отстойный фильтр; 4 - льдогенератор;
5 - бункер емкостью 20 т; 6 – транспортер; 7 - трубопровод сжатого воздуха;
8 - бункеры емкостью 9 - стокеры; 10 - насосы.
Выловленную рыбу без предварительной сортировки выгружают из трала в приемный бункер через люк, расположенный на приемной палубе. Одновременно рыба пересыпается чешуйчатым льдом, поступающим из льдогенератора, установленного над бункером. Приемный бункер выполнен с наклонным дном и двумя люками для выгрузки рыбы.
Выгруженную из бункера рыбу подвергают первой грубой сортировке, после чего передвижным транспортером подают в цистерну-охладитель или цистерну-аккумулятор, где она охлаждается или хранится в охлажденной до -1°С морской воде. Каждая цистерна, вмещающая 9 т рыбы и 9 м 3 воды, имеет индивидуальный водоохладитель, центробежный насос, систему трубопроводов и пневматических клапанов.
Водоохладитель выполнен в виде закрытого бака емкостью 4 м 3 , в котором размещена гладкотрубная батарея непосредственного кипения аммиака.
Управление работой стокеров осуществляется с центрального пульта управления.
Перед загрузкой рыбы в систему цистерну-охладитель заполняют морской водой, температура которой в результате циркуляции по схеме цистерна-охладитель - насос - водоохладитель - цистерна-охладитель понижается до -1 о С.
Затем загружают рыбу, а циркуляция воды продолжается по той же схеме. Перед выгрузкой рыбы система пневматических клапанов переключается таким образом, чтобы насос забирал воду из водоохладителя и нагнетал в цистерну-охладитель рыбы, а рыба вместе с водой поступает в водоотделитель (общий для четырех цистерн-охладителей-аккумуляторов).
Вода из водоотделителя стекает в отстойник, а затем в водоохладитель. Охлажденная рыба поступает на транспортер второй сортировки и направляется на дальнейшую обработку.
Конвейерная система охлаждения (рисунок 11.3) состоит из пластинчатого конвейера 6, циркуляционного насоса 1, водоохладителя 3 и водяных трубопроводов 4. Рыба поступает на пластинчатый транспортер, который проходит через закрытый бункер 7, заполненный охлажденной морской водой. Морская вода циркулирует по схеме: закрытый бункер 7 -насос 1- водоохладитель 3 - закрытый бункер. Изменение скорости движения конвейера позволяет охлаждать рыбу различных размеров. Рыба в охладитель поступает через загрузочное устройство 5, охлажденная рыба отводится через разгрузочное устройство 2. Конвейерная система проста в эксплуатации и эффективна. Система предварительного охлаждения рыбы на транспортере путем орошения ее морской охлажденной водой показана на рисунке 11.4.
Оросительный рыбоохладитель представляет собой, сетчатый многоярусный транспортер, при движении которого сверху вниз рыба охлаждается морской водой или хладоносителем.
Но она не является единственной. Судовому дизельному двигателю внутреннего сгорания необходимо быть в меру разогретым. Во-первых, эффективная работа двигателя обеспечивается температурными зазорами его частей, рассчитанными для горячего состояния. Во-вторых, нагретое смазочное масло становится более текучим и лучше выполняет свои функции.Конечно, речь идет только о рабочем диапазоне температуры судового дизельного двигателя, который должен поддерживаться исправной работой системы охлаждения. Перегрев двигателя может привести к тяжелым последствиям в яхтинге. Нет ничего удивительно в том, что яхтенные моторы охлаждаются забортной водой.
Система охлаждения судового двигателя.
В редких случаях эта вода подается прямо в блок цилиндров, после чего сбрасывается за борт. Такая система охлаждения называется одноконтурной, ее простота имеет свои положительные и отрицательные стороны.
Практически все современные судовые дизельные двигатели на парусных и моторных яхтах оснащены двухконтурной системой охлаждения.
Через вентиль (1) забортная вода поступает на фильтр (2). Прокачка забортной воды производится помпой (3), которая подает эту воду в теплообменник (5), после чего происходит сброс ее в выхлопную трубу судового дизельного двигателя (7). Насос внутреннего контура (4) прокачивает через теплообменник антифриз, циркулирующий внутри блока цилиндров с целью их непосредственного охлаждения. Если выпускной коллектор двигателя расположен ниже ватерлинии, для предотвращения попадания в него забортной воды через выхлопную трубу остановленного двигателя, на трубопроводе сброса забортной воды устанавливается сифонный клапан (6).
Такова принципиальная схема системы охлаждения судового дизельного двигателя. На практике она дополняется необходимыми элементами, в число которых могут входить:
Датчик температуры внутреннего контура охлаждения, обеспечивающий показания стрелочного прибора и включающий звуковую и световую сигнализацию в случае перегрева;
Термостат, подключающий циркуляцию забортной воды в теплообменнике только после того, как температура внутреннего контура достигнет рабочих параметров;
В некоторых случаях — сигнализатор превышения температуры выхлопных газов, который в первую очередь должен предупредить о неисправности в системе подачи забортной воды на охлаждение судового дизельного двигателя.
Несмотря на относительную сложность конструкции, эта система имеет существенные преимущества: в судовом дизельном двигателе циркулирует не морская вода, агрессивная по отношению к конструкционным материалам, а специальная охлаждающая жидкость — смесь пресной воды и хладагента, не вызывающая коррозию металла и засорения осадками и накипью очень тонких каналов системы охлаждения. Кроме того, охлаждающая жидкость не замерзает при минусовых температурах, что также увеличивает срок службы и надежность судового двигателя.
Сиcтемы воздухозабора и выхлопа судового двигателя.
Если открытие входа в моторный отсек сопровождается повышением оборотов судового двигателя (и такое бывает!) — ему не хватает воздуха. Свободный приток воздуха из салона к мотору даже способствует ускоренной вентиляции помещений, т.к. работающий судовой двигатель в этом случае играет роль мощной вытяжки.
Стерильность морского воздуха не только полезна для здоровья, но и позволяет не усложнять системы воздухозабора и очистки его на входе в дизель. Воздушный фильтр (air filter) (1) обычно выполнен из поролона, который периодически просто промывается и сушится.
Через впускной коллектор (2) воздух поступает к впускным клапанам цилиндров (3), обеспечивая сгорание топлива.
Выхлопные газы через выпускные клапаны (4) и выпускной коллектор, смешавшись с водой внешнего контура охлаждения, через выхлопную трубу (5) сбрасываются в водяной замок/глушитель (6) и через гусек (7) выводятся за борт.
Система электрооборудования судового дизельного двигателя.
На всех яхтах запуск судового дизельного двигателя производится электроэнергией аккумулятора (1), предназначенного исключительно для этой цели, не допуская возможности его разрядки на любых других потребителях. При неработающем судовом двигателе размыкатель (2) обрывает случайные токи утечки. Реле электромотора стартера срабатывает поворотом ключа в замке зажигания (4) и приводит в действие стартер (3). Работающий судовой двигатель вращает навешенный на него генератор (5), который производит зарядку стартерного аккумулятора и батарей бытовых потребителей через выход (6) в систему электрооборудования самой яхты.
Для повышения надежности в бортовой системе постоянного тока предусмотрена возможность подключения батарей бытовых потребителей в режим запуска двигателя, на случай, если со стартерным аккумулятором произошла неприятность. Все современные моторы снабжены приборами контроля рабочих параметров: число оборотов, температура, давление. Иногда и управление судовым дизельным двигателем производится посредством электроники.
На этом обзор систем судового дизельного двигателя закончим. А в следующей статье поговорим еще об одном неотъемлемом элементе современной яхты.
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.
В систему входят:
Насосы пресной воды центробежные типа KRZV-150/360 – две штуки, производительностью – 30м 3 /ч, при давлении – 0,3мПа;
Охладитель пресной воды типа 524.15112/3253 с поверхностью охлаждения 66,9 м 2 ;
Подогреватель типа 521.12089/625 с поверхностью нагрева 11,89 м 2 ;
Трубопроводы, арматура, цистерна расширительная;
Охлаждающая вода для цилиндров подводится в двигатель со стороны противоположной муфте, через главный распределительный коллектор. Поступая в блок цилиндров, вода поднимается вверх, обтекая цилиндровые втулки, и поступает в крышки цилиндров, а оттуда в сборный коллектор, расположенный выше головок блока цилиндров. Выше него расположены распределительный и сборный коллекторы для охлаждения клеток выпускных клапанов. Вода подводится и отводится от каждой клетки отдельно.
С целью предотвращения явления коррозии в цикле охлаждающей воды в охлаждающую пресную воду добавляется антикоррозионное средство. Рекомендуется «Ароста М» или ферроман 90 БФ,3*К-0 или Rokor NB.
Количество пресной воды в цикле составляет около 8,5 м 3 .
Система охлаждения забортной водой
В систему входят:
Насос забортной воды типа KRZV150/360 – две штуки, производительностью – 230 м 3 /ч, при давлении – 0,3 мПа;
Насосы забортной воды типа KRZIH200/315 – две штуки, производительностью - 400 м 3 /ч, при давлении – 0,33 мПа;
Насосы забортной воды охлаждения воздушных компрессоров типа WBJ32/I-200 – две штуки, производительностью – 5 м 3 /ч;
Кингстоны, трубопроводы, арматура, фильтры;
К системе подключены:
Охладители пресной воды ГД;
Охладители масла ГД;
Охладители пресной воды ВДГ;
Опреснительные установки;
Охлаждение подшипников валопровода;
Охладитель конденсата котельной установки;
Охладители наддувочного воздуха ГД;
Охладители воздушных компрессоров.
Система охлаждения рекуперативного типа, так как стоит цистерна забортной воды и можно регулировать температуру забортной воды.
Система пуска и управления
Запуск ГД осуществляется тремя воздушными баллонами для общего потребления. Запуск ГД также возможен баллоном пускового воздуха.
Один из двух воздушных компрессоров работает главным, а второй находится в резерве. С помощью работающего воздушного компрессора заполняются все баллоны сжатого воздуха. Управление воздушным компрессором осуществляется в зависимости от давления воздуха в баллонах автоматически при достижении предельных значений 2 -х позиционной регулировки. Дальнейшее снижение давления ниже предельного значения вызывает подключение резервного воздушного компрессора. Схема защиты в случае отсутствия давления смазочного масла и охлаждающей воды, а также при отклонениях от нормальных значений промежуточного давления в цилиндрах вызывает отключение компрессоров. В случае исчезновения питания в пустых воздушных баллонах возможно заполнение баллона воздуха ёмкостью 40 л ручным компрессором. Этим самым можно запустить один из ВДГ.
Пусковые клапана, установленные в крышках цилиндров, открываются пневматическим способом распределительными золотниками пускового распределительного золотника, приводимыми в действие пусковым кулачком распределительного вала, и закрываются усилием пружины.
Пост управления размещён на стороне дизеля, противоположной муфте. На посту управления, с помощью маховика, можно установить необходимую подачу топлива, наряду с возможностью установки подачи на регуляторе скорости.
Характерные неисправности двигателя.
Основными неисправностями являются повреждение антифрикционного сплава верхних вкладышей рамовых подшипников, закоксовывание соплового аппарата турбины.
Анализ показывает, что при работе двигателя рамовые шейки совершают поперечные колебания, как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях. При этом рамовые подшипники воспринимают весьма значительные нагрузки, которые приводят к разрушению антифрикционного слоя.
Эксплуатационные мероприятия, улучшающие гидродинамический режим смазки рамовых подшипников заключается в следующем: величины масляных зазоров при монтаже рамовых и мотылевых подшипников следует устанавливать по минимальным значениям зазоров, рекомендованными инструкциями завода-изготовителя. Это позволит снизить амплитуду поперечных колебаний рамовых шеек в подшипниках и динамические нагрузки на них. Давление смазочного масла (СМ) подшипников следует поддерживать у верхнего значения, рекомендованного инструкцией завода-изготовителя.
При эксплуатации газотурбонагнетателей (ГТН), установленных на двигателях 6 ЧН 42/48, наблюдаются следующие повреждения: задиры и риски в лопатках рабочего колеса компрессора (КМ), образование трещин в рабочем колесе КМ, закоксовывание соплового аппарата турбины, деформация лопаток рабочего колеса и направляющих лопаток соплового аппарата турбины.
Причиной этих повреждений может быть касание лопатками рабочего колеса турбины и направляющих лопаток соплового аппарата турбины, вследствие вибрации ротора при предельном износе его подшипников.
Для предотвращения вибрации деталей ГТН заменять подшипники ротора следует в сроки, рекомендованные заводом-изготовителем ГТН.
Также встречаются отказы топливной аппаратуры (ТА): у топливных насосов высокого давления (ТНВД)- заклинивание плунжерных пар, потеря плотности плунжерных пар и потеря плотности нагнетательного клапана; у форсунок - зависание иглы в корпусе, снижение качества распыла.
Основной причиной отказа ТА является коррозия поверхностей прецизионных деталей в результате некачественной топливоподготовки. Опыт эксплуатации показал, что там, где топливоподготовке уделяется серьезное внимание, случаи отказов ТА весьма редки даже при работе на тяжелых и сернистых сортах топлива.
Таким образом, можно сделать вывод, что для безаварийной работы двигателя необходимо соблюдать правила технической эксплуатации (ПТЭ) рекомендованные заводом-изготовителем.
Судовая электростанция.
Для обеспечения электроэнергией электропотребителей на судне установлены два дизель-генератора переменного тока, два валогенератора переменного тока, один аварийный дизель-генератор.
Характеристика валогенератора переменного тока:
Тип DGFSO 1421- 6
Мощность, кВт 1875
Напряжение, В 390
Частота вращения, мин -1 986
Род тока переменный
КПД при номинальной нагрузке, % 96
Приводным двигателем генератора переменного тока типа DGFSO 1421- 6является главный двигатель. Ротор генератора приводится во вращение через редуктор посредством отключающейся эластичной муфты. Генератор выполнен на лапах с двумя подшипниками скольжения, смонтированными в щитах. Смазкаподшипников осуществляется от коробок передач. Токосъемные кольца и генератор начального возбуждения расположены с противоположной стороны привода.
Генератор оснащен четырьмя электронагревательными элементами общей мощностью 600 Вт.
Для дистанционного замера температур в пазы генератора заложены шесть термосопротивлений. Три термосопротивления являются рабочими, остальные – запасными. По одному аналогичному термосопротивлению установлено в поток входящего и выходящего воздуха. Все термосопротивления подключены к логометру через переключатель. Для дистанционной сигнализации предельных температур генератор оснащен двумя термостатами, установленными в поток выходящего воздуха. Один из термостатов является резервным. Термостаты настроены на срабатывание при температуре 70° С.
Сигнализация о предельной температуре подшипников производится с помощью контактных термометров с непосредственным указателем температуры и контактом дистанционной сигнализации, который срабатывает при температуре 80° С. Для сигнализации о предельной температуре обмоток предусмотрены два специальных термостата.
Характеристика дизель-генератора:
Количество 2
Мощность номинальная, кВт 950
Напряжение, В 390
Частота вращения, с -1 (мин -1) 16,6 (1000)
Род тока переменный
Приводным двигателем генератора переменного тока типа S 450 LG является вспомогательный двигатель. Ротор генератора приводится во вращение через редуктор посредством отключающейся эластичной муфты. Генератор выполнен на лапах с двумя подшипниками скольжения, смонтированными в щитах. Смазкаподшипников осуществляется от коробок передач. Токосъемные кольца и генератор начального возбуждения расположены с противоположной стороны привода.
Генератор выполнен с самовентиляцией. Забор охлаждающего воздухапроизводится из машинного отделения через специальные фильтры. Выход воздухаиз генератора осуществляется в систему судовой вентиляции посредством патрубка.
Генератор рассчитан на длительную работу при несимметричной нагрузке до 25 % междулюбыми фазами. Несимметрия напряжения при этом не превышает 10 % номинального значения. Генератор, работающий в установившемся тепловом номинальном режиме, допускает следующие перегрузки по току: 10 %в течение одного часа при коэффициенте мощности 0,8; 25 % в течение 10 мин при коэффициенте мощности 0,7; 50 % в течение 5 мин при коэффициенте мощности 0,6.
Система самовозбуждения и АРН генератора типа 2А201 выполнена по принципу токового компаундирования с применением полупроводникового регулятора напряжения. Для надежного самовозбуждения в схему введен генератор начального возбуждения.
Элементы системы самовозбуждения и АРН расположены на генераторе в специальном съемном шкафу. Система АРН обеспечивает постоянство напряжения на зажимах генератора с погрешностью, не превышающей ±2,5 % при коэффициенте мощности от 0,6 до 1. При набросе на генератор 100 % нагрузки или сброса нагрузки, соответствующей 50 % номинального тока, при коэффициенте мощности, равном 0,4 %, мгновенное изменение напряжения не превышает 20 % номинального значения и восстанавливается с погрешностью не более ±2,5 % за 1,5 с.
Защита дизель-генераторов от токов короткого замыкания производится максимальными расцепителями селективных автоматов (номинальный ток автомата – 750 А, максимального расцепителя – 375 А, время срабатывания – 0,38 с, ток срабатывания – 750 А). Защита валогенератора переменного тока выполнена автоматическим выключателем (номинальный ток автомата – 1500 А, номинальный ток максимального расцепителя – 125 А, время срабатывания – 0,38 с, ток срабатывания – 2500 А). Минимальная защита генераторов осуществляется реле минимальной защиты.
Защита дизель-генераторов от перегрузок выполнена в две ступени. При 95 %-ной нагрузке генератора срабатывает соответственно реле перегрузки первой ступени с выдержкой времени 1 с и включает световую и звуковую сигнализацию. Если нагрузка на дизель-генераторе продолжает увеличиваться и достигнет 105 %, срабатывает другое реле перегрузки второй ступени с выдержкой времени 2,5 с, включается дополнительная световая сигнализация и одновременно подается питание на отключение следующих потребителей: грелки, грузовые устройства, холодильная установка, вентиляция, РМУ, рыбцех, камбузное оборудование и некоторые другие неответственные потребители. При достижении нагрузки 110 % генераторы отключаются от сети.
Защита валогенератора выполнена в три очереди.
Защита фидеров от тока короткого замыкания обеспечивается автоматическими выключателями серии АЗ-100 и АК-50.
На судне предусмотрена электроэнергетическая установка трехфазного тока напряжением 380 В, частотой 50 Гц. Для питания потребителей с параметрами, отличающимися от параметров судовой электростанции, предусмотрены соответствующие преобразователи и трансформаторы.
Для приводов электрифицированных механизмов установлены асинхронные короткозамкнутые электродвигатели трехфазного переменного тока с пуском от магнитных станций или магнитных пускателей.
Все электрооборудование, установленное на открытых палубах и рыбообрабатывающих цехах, имеет водозащищенное исполнение. Электрооборудование, установленное в специальных выгородках и шкафах, имеет защищенное исполнение. Для привода механизмов рыбцеха применены электродвигатели серии АОМ.
На судне предусмотрены следующие виды освещения: основное освещение, прожекторы и плотиковые огни – 220 В; аварийное освещение (от аккумуляторных батарей) – 24 В; переносное освещение – 12 В; сигналъно-отличительные огни – 24В.
Система охлаждения судовой энергетической установки предназначена для охлаждения деталей главных и вспомогательных двигателей, нагревающихся от теплоты сгорания топлива (так называемые «огневые поверхности) с тем, чтобы снизить их температурную деформацию и повысить прочность, а также для отвода теплоты от рабочих сред (масла, топлива, воды и наддувочного воздуха). Кроме того, с помощью системы охлаждения обеспечивается отвод теплоты от других различных механизмов, устройств, приборов, размещенных в машинно-котельном отделении.
Режим охлаждения двигателя оказывает влияние на эффективность его работы. С повышением температуры охлаждающей воды индикаторный КПД двигателя падает, что объясняется уменьшением коэффициента наполнения, периода задержки воспламенения и скорости нарастания давления. Вместе с тем благодаря снижению вязкости масла уменьшаются потери на трение (механический КПД растет) и износ деталей двигателя. В результате при изменении температуры воды от 50 о до 150 о С наблюдается незначительное увеличение эффективного КПД дизеля.
Температурный уровень охлаждения влияет на количество и характер лако- и нагарообразования, выпадения осадка и окисления масла. С ростом температуры ускоряется окисление масла, однако лакообразование уменьшается. Таким образом, повышение температуры охлаждающей воды в двигателе сопровождается некоторым улучшением его показателей. Кроме того, наблюдается благоприятное с точки зрения утилизации теплоты перераспределение потоков вторичных энергоресурсов: количество теплоты, отводимой отходящими газами, возрастает, а охлаждающей водой - уменьшается.
Система охлаждения состоит из следующих основных элементов: насосов пресной и забортной воды, фильтров, расширительных и сточных цистерн и цистерн для приготовления присадок, охладительной пресной воды, подогревателей пресной и забортной воды, приемных и отливных устройств, трубопроводов с запорной и регулирующей арматурой и контрольно-измерительных приборов. Охладители предназначены для отвода в воду избыточной теплоты от охлаждающих жидкостей и наддувочного воздуха. Расширительная цистерна служит для компенсации изменений объема воды в системе вследствие изменения ее температуры, для восполнения потерь воды в системе из-за утечек и испарения, а также удаления из системы воздуха и водяных паров. Терморегуляторы должны автоматически поддерживать температуру воды и охлаждаемых жидкостей в заданном диапазоне.
В настоящем проекте применяется трехконтурная система охлаждения с центральным охладителем пресной воды. Такой выбор обусловлен стремлением повысить надежность всего охлаждаемого оборудования, где для отвода тепла используется только пресная вода, обладающая меньшей коррозионной активностью. В связи с тем, что в заданном проекте фидерного контейнеровоза укомплектована дизелем 5G50ME - B9, имеющих два контура охлаждения (низкотемпературный и высокотемпературный), то и контур пресной воды состоит из двух частей. Согласно технической документации на дизель 5G50ME - B9 фирмы MAN B&W для охлаждения втулок цилиндра с целью снизить тепловые потери с охлаждающей водой используется пресная вода с температурой на входе в зарубашечное пространство 75°С и 85°С на выходе из него. Для обеспечения этого требования в контуре пресной воды системы охлаждения выделяется специальный высокотемпературный контур, который имеет сообщение с низкотемпературным контуром пресной воды через регулировочный клапан с термостатом. Во избежание вскипания воды в зарубашечном пространстве и охлаждающих каналах крышки цилиндров, где охлаждаются огневые поверхности, в контуре поддерживается давление не менее 0,25 МПа.
Устойчивая циркуляция пресной воды достигается благодаря постоянному отводу паровоздушной смеси из полостей охлаждения, обеспечению полного заполнения водой циркуляционного контура (периодическим пополнением воды) и возможности изменения объема воды из-за динамичности процессов охлаждения во время эксплуатации. Для этого в каждой системе последовательно с основным контуром циркуляции воды (или параллельно ему) устанавливают дренажно-компенсаторный контур с расширительной цистерной, связанной с атмосферой. В этой цистерне происходит выделение паровоздушной смеси из воды. Она служит для пополнения утечек воды и является буферной емкостью при изменении объема воды.
Согласно требованиям Регистра каждое машинное отделение должно иметь не менее двух кингстонных ящиков циркуляционной или охлаждающей воды, обеспечивающих приём забортной воды в любых условиях эксплуатации. В настоящее время, предусматривают кингстонно-распределительный канал, в который вода поступает из кингстонных ящиков, а затем через клинкетные задвижки - в систему охлаждения. Отвод воды за борт осуществляется через невозвратно-запорные клапаны. Во избежания попадания нагретой воды в приёмные отверстия, отливные и приёмные отверстия разносят по длине судна, располагая последние в нос от отливных. Отливные забортные отверстия размещаются на днище или на борту, как правило, не менее 300 мм ниже ватерлинии наибольшей осадки.
Принцип действия и состав системы охлаждения ГД.
На рисунок 7 изображена схема системы охлаждения ГД, состоящая из трех контуров (два контура пресной воды, имеющих сообщение, и контур забортной воды). Забортная вода поступает в систему охлаждения через днищевые (поз. 2) и бортовые (поз. 1) кингстонные ящики. Затем забортная вода, пройдя через кингстонный клапан (поз. 3) и фильтр грубой очистки (грязевые коробки) (поз. 4), поступает в кингстонный канал (поз. 5), в который забортная вода может поступать от другого кингстонного ящика. Из кингстонного канала очищенная вода забирается насосом забортной воды (поз. 6) и подается в центральный охладитель пресной воды (поз. 7), где она нагревается и отводится в отливной ящик (поз. 8). В случае очень низкой температуры забортной воды часть нагретой забортной воды после центрального охладителя с помощью терморегулятора возвращается в кингстонный ящик, поддерживая таким образом требуемую температуру забортной воды на входе центрального охладителя.
В свою очередь пресная вода после охлаждения в центральном охладителе поступает на вход циркуляционного насоса низкотемпературного контура (НКТ) пресной воды (поз. 10), где получив необходимую энергию, идет на параллельно включенные охладитель масла ГД (поз. 11) и охладитель наддувочного воздуха (поз. 12). Пройдя через указанные теплообменные аппараты подогретая пресная вода после слияния разделяется на два потока. Один поток через дроссельную шайбу (поз. 13) проходит в усреднительный узел (поз. 14), где смешавшись с излишками пресной воды высокотемпературного контура (ВТК) возвращается к центральному охладителю, замыкая таким образом низкотемпературный контур. Для регулирования температуры воды низкотемпературного контура часть ее после усреднения с помощью автоматического клапана (поз. 15) направляется в обход центрального охладителя пресной воды. Второй поток пресной воды после слияния подходит к клапану терморегулятора температуры пресной воды высокотемпературного контура (поз. 16), который дозирует количество воды низкотемпературного контура, поступающей на разбавление нагретой воды ВТК. После терморегулятора (поз. 16) пресная вода высокотемпературного контура поступает к циркуляционным насосам ВТК (поз. 17). Эти насосы, сообщая воде необходимую энергию, подают ее к главному двигателю (поз. 18) для охлаждения цилиндров. Нагретая вода из главного двигателя поступает в пароотводящий клапан (поз. 19), установленный с целью удаления из системы паров воды и воздуха, которые образуются в незначительном количестве на огневых поверхностях двигателя и могут накапливаться в системе. Выделившийся в этом клапане воздух и пар отводятся в расширительную цистерну (поз. 22) по трубопроводу (поз. 24). Выйдя из пароотводящего клапана, вода, разделившись на два параллельных потока, идет частью через утилизационную опреснительную установку (поз. 20) и частью через дроссельную шайбу (поз. 21), которая создает необходимый перепад давления для работы опреснительной установки. Указанные параллельные потоки воды, пройдя дроссельную шайбу и опреснительную установку, сливаются и подходят к клапану терморегулятора температуры пресной воды высокотемпературного контура, который пропускает необходимую часть горячей воды на смешение с водой НТК, а излишки направляются в усреднительный узел.
Для компенсации объема воды в замкнутом контуре пресной воды при ее нагреве в период работы двигателя и ее охлаждении в период стоянки устанавливается расширительная цистерна (поз. 22), которая с помощью трубопровода компенсационной воды (поз. 23) подключается на вход циркуляционного насоса ВТК, надежно обеспечивая таким образом ему необходимый кавитационный запас.
Кроме того, при помощи специального трубопровода (поз. 25) через расширительную цистерну в систему вводится дополнительная вода, компенсирующая утечки и испарение, а также вводятся различные присадки. При прогреве двигателя перед пуском в системе охлаждения цилиндров используется паровой подогреватель (поз. 26).
Определение параметров основного оборудования для комплектации системы охлаждения.
В расчёт системы охлаждения в объеме данного проекта входит определение основных параметров для ее комплектации следующим оборудованием - насосами пресной и забортной воды, теплообменными аппаратами.
Производительность насоса пресной воды.
Производительность насоса забортной воды.
где W 4 =41,7
По производительности из типоразмерного ряда подбираем насос забортной воды марки НЦВ 315/10А-1-11 производительностью 315м 3 / час
Определение количества теплоты отводимого водой.
Отвод теплоты от пресной воды - ;
Отвод теплоты с маслом - ;
Отвод теплоты от продувочного воздуха - 5685 = 2840 .
Расчет охладителя пресной воды.
где: = 1100 кВт - отвод теплоты от пресной воды;
= (25003500) Вт/ - коэффициент теплопередачи от пресной воды к забортной, для пластинчатого охладителя;
Принимаем 3000 Вт/.
Температурный напор, .
где: - разность температур пресной и забортной воды на том конце теплообменника, где она имеет большее значение;
Температура пресной воды на входе в охладитель;
Температура пресной воды на выходе из охладителя,
=(30 - 35) - температура забортной воды после охладителя;
принимаем 35
=(40 - 45) - температура забортной воды после охладителя;
Принимаем 45
70 - 35 = 35
60 - 45 = 15
Расчет маслоохладителя
Определение площади теплопередающей поверхности
где: - отвод теплоты маслом;
350 Вт/ - коэффициент теплопередачи от масла к забортной воде, для пластинчатого охладителя;
Температурный напор, .
где: - большая разность температур;
Меньшая разность температур.
Температура масла на входе в охладитель;
Температура масла на выходе из охладителя,
35 - температура забортной воды после охладителя.
55 - 30 = 25
45 - 35 = 10
Расчет воздухоохладителя
Определение площади теплопередающей поверхности
где: - отвод теплоты от продувочного воздуха;
=(5075) Вт/- коэффициент теплопередачи от воздуха к забортной воде;
Принимаем 60 Вт/.
Температурный напор, .
Где: - большая разность температур;
Меньшая разность температур.
Температура воздуха на входе в охладитель;
Температура воздуха на выходе из охладителя.
30 - температура забортной воды после охладителя;
40 - температура забортной воды после охладителя.
Объём расширительной цистерны.
