Плавание во льдах может вызвать различную степень повышения сопротивления движению судна, а работа ГД в этих условиях соответствовать как швартовному, так и буксирному режимы. Повышение сопротивления способствует переводит его на работу по «утяжеленной» винтовой характеристике.
Влияние изменения температуры наружного воздуха на режим работы ГТУ. Влияние превышения допустимого крутящего момента и упора на состояние зубчатой передачи и главного упорного подшипника. Параметры, определяющие перегрузку отдельных элементов ГТУ в процессе ее эксплуатации.
Изменение условий (например t наружного воздуха) в основном сказывается на режиме работе ГТУ. Не исключается влияние др. факторов (загрязнения проточных частей ГТД, значительный износ уплотнений и увеличение зазоров в проточных частях, нарушение регулировки и др.) В принципе сюда же можно отнести и условия плавания (в шторм, при сильном обрастании корпуса, парциальной работе установки, при буксировке и во льдах).
Суд. ГТУ выполняются из 2-х частей, механически не связанных между собой (газогенератора и независимой силовой турбины, работающей на винт). Изменение параметров кол-во вырабатываемого газа осуществляется с помощью регулирующих органов. Характер работы силовой турбины изменяется под действием внешней нагрузки, воспринимаемой от винта и энергии газового потока, вырабатываемого газогенератором. Указанные конструктивные особенности и условия регулировки позволяет изменять нагрузки силовой турбины независимо от работы газогенератора. При этом она реагирует на снижение и увеличение нагрузки соответствующим, изменением част. вращ. Подобное положение может привести к неблагоприятным явлениям, связанным с существенным превышением допустимого крутящего момента и упора, что может вызвать повреждение зубчатой передачи и гл. упорного подшипника. При эксплуатации ГТУ в таких условиях необходимы постоянный контроль, аннализ и ограничение ее нагруз. мощности. В судовых условиях это осуществляется путем наблюдения за величинами развиваемых част.вращ. турбокомпрессорным блоком высок. давления, силовой турбины, винтом и скоростью судна.
Отличительные особенности работы комплекса ГД - гребной винт в период старта судна. Факторы, определяющие перегрузку ГД, валопровода. Мощностные характеристики дизеля за этот период при наличии всережимного регулятора и ручном управлении.
Периоды разгона судна характеризуются переходными процессами СЭУ. Их отличительной особенностью явл. быстрое изменение во времени положения органов управления ГД и перемещение винтовой характеристики.
Для избежания перегрузки ГД, валопровода и передачи, вызванной механической напряженностью по вращательному моменту во время старта судна, необходимо поддерживать част.вращ. на возможно меньшем уровне.
Характеристики дизеля в период старта судна
а)- при наличии всережимного регулятора (1-номинальная внешняя характеристика; 2- частичная хар-ка; 3- частичная хар-ка; 4- регуляторная хар-ка)
б)- при ручном управлении (5,6- частичная хар-ка)
Нарастание N и n дизеля после старта 
Соответствует швартовой характеристике
=0, но при наличии регулятора количественно ограничивается затяжкой пружины, которой соответствует регуляторная характеристика 4. Точка В пересечения швартовной и регуляторной характеристик определяет относительную мощность и част.вращ. дизеля винта непосредственно после старта. Через эту точку проходит частичная хар-ка 2.
По истечении определенного времени работы после старта инерция судна преодолевается и оно начинает перемещается. При этом винтовая хар-ка облегчается, нагрузка дизеля падает, а част.вращ. увеличивается по регуляторной характеристике до тех пор, пока не будет достигнут режим соответствующий точке С на номинальной хар-ке 
=1. В этом слу-чае скорость судна будет определятся положением хар-ки 
=const, проходящей через точку С, а подача топлива по частичной хар-ке 3, проходящей через эту же точку.
При использовании ручного управления ГД вывод судна на режим малого хода в момент старта производится путем многократного перемещения рукоятки управления с целью подачи топлива (или пара) в зависимости от типа СЭУ по мере ускорения движения судна.
б) Точка С определяет N и n дизеля после пуска. При этом судно движется с малой скоростью, равной 
, а подача топлива соответствует частичной хар-ке 5. Точка d соответствует N и n при скорости 
и при переводе рычага управления на меньшую подачу топлива соответственно частичной хар-ке 6. Аналогичный процесс продолжается до тех пор, пока точка С не займет положение точки Е на номинальной винтовой хар-ке 
=1. Эта точка будет определять установившийся режим малого хода.
Цель подготовительных операций при вводе в действие ДЭУ и их продолжительность. Время циркуляции рабочих сред в основных системах. Основные операции после прогревания ГД. Основные условия при выводе ДЭУ из действия. Цель прокачки ГД после его остановки охлаждающей водой и маслом.
Ввод в действие и вывод из действия
Ответственным этапом эксплуатации ДЭУ является подготовка ее к действию. Последовательность подготовительных операций и качественное их выполнение во многом определяют техническое состояние элементов ДЭУ, их долговечность, расходы на техническое Обслуживание и ремонт. В конечном итоге от этого зависит длительность эксплутационнго периода судна.
Неправильные действия обслуживающего персонала по выполнению подготовительных операций могут привести к значительному ухудшению технического состояния ДЭУ, вплоть до возникновения аварийных ситуаций. Поэтому подготовка и ввод в действие ДЭУ в каждом случае должна проводиться в строгом соответствии с инструкциями завода-строителя, а при их отсутствии необходимо руководствоваться ПТЭ.
Основная цель подготовительных операций заключается в обеспечении равномерного прогревания ГД и подачи смазки ко всем трущимся поверхностям. В противном случае, например, при недостаточном прогревании элементов ГД с различными массами, наличие повышенных температурных градиентов после пуска может привести к увеличению их теплонапряженности, появлению трещин, задиров, интенсификации коррозионного износа.
При работе ГД в пусковом режиме в условиях смазки его элементов маслом повышенной вязкости и в недостаточном количестве возможно возникновение полусухого (граничного) трения повышенных образивных износов и задиров.
Для поддержания ДЭУ в надежном техническом состоянии в процессе подготовки и вводе в действие используется комплекс мероприятий, среди которых первоначальное значение имеет заблаговременная подготовка масляной, топливной, охлаждающей и воздушной систем.
В зависимости от мощности ДЭУ продолжительность подготовительных операций может колебаться от 0,5 до 6 ч. Особое значение приобретает режим подготовки для ДЭУ с мощными ДЭУ.
Например, для ДЭУ мощностью примерно 30 000 л. с. и более, циркуляция в топливной, масляной и охлаждающей системах ГД должна начинаться за 6 ч., а поддержание температур на должном уровне - за 4 часа до отхода судна. Для стабилизации температурных градиентов вывод ДЭУ на полную мощность при выходе из порта регламентируется специальным графиком, утвержденным соответствующей службой пароходства. С этой же целью циркуляция в системах прекращается только через 6-8 часов после отбоя.
Для подготовки к действию необходимо выполнить следующие операции, а именно:
проверить неисправность машинного телеграфа;
сверить показания часов МО и мостика, проверить действие средств аварийного освещения, наличие и исправность противопожарных, водоотливных и осушительных средств.
В процессе подготовки в вахтенном журнале фиксируется команда поступающая с мостика, распоряжение старшего механика, время выполнения основных операций, а также результаты проверок и производимых при этом замеров.
Процессы подготовки ДЭУ к действию после продолжительной и кратковременной стоянок по объему и трудоемкости существенно различаются.
При кратковременной стоянке и исправной ДЭУ ее подготовка осуществляется за 2 часа до отхода судна. В частности, подготовка ГД включает в себя наружный осмотр и проверку действия:
-пусковых, впускных, выпускных, продувочных и предохранительных клапанов;
-открытие клапанов к манометрам и вакуумметрам;
-механизма реверса, неисправности регулятора частоты вращения и системы аварийно-предупредительной сигнализации и защиты;
Основная цель подготовительных операций масляной и охлаждающей систем заключается в возможно более равномерном прогревании ГД. При температуре масла и охлаждающей воды ниже 15° С рекомендуется прогреть масло (не выше 45° С) любым из доступных способов, а также охлаждающую воду (до 25 - 45° С) с помощью водоподогревателя или отходящей водой вспомогательных двигателей.
При разности температур воздуха в МО и застывания топлива менее 15 - 20° С топливо в расходных цистернах необходимо подогреть.
Сжатый воздух перед поступлением в баллоны должен быть охлажден в воздухоохладителях компрессоров до температуры не более 40° С. Подача в баллоны неохлажденного воздуха запрещается, так как это может привести к взрыву.
После прогревания ГД производятся подготовка валопровода, прокачивание и пробные пуски.
При отсутствии специальных указаний завода-строителя начальная нагрузка ГД при пуске без предварительного прогрева не должна превышать 25 - 30% номинальной, а частота вращения должна соответствовать малому ходу.
Вывод ДЭУ из действия производится в обратной последовательности. При этом основным условием является обеспечение
равномерного изменения температурных полей ГД, предотвращение повышеных износов деталей ЦПГ и заклинивания поршней, закоксовывания топливной аппаратуры и повышенного нагарообразования. Для очистки топливной системы от остатков тяжелого топлива, обладающего повышенной коксуемкостью, необходимо заблаговременно (за 15 - 20 мин. до остановки) перевести ГД на легкое топливо.
Во избежание заклинивания поршней не допускается без необходимости внезапная остановка ГД с полного хода. После остановки в целях обеспечения равномерного остывания ГД следует продолжать его прокачку охлаждающей водой (до температуры 25 - 32° С) и маслом (до температуры 30 - 35° С).
Особенности обслуживания при работе ДЭУ на переходных и нерасчетных режимах. Основные критерии, используемые для анализа работы ДЭУ на частичных нагрузках. Характер изменения основных параметров ГД при работе с выключенными цилиндрами.
Переходные режимы имеют при переходе от одного эксплутационного режима работы к другому. К ним относятся режимы холостого хода, номинальной нагрузки и перегрузочные, другими словами, любой режим, отличный от номинального, отеляется переходным (например, пуск из холодного и горячего состояний, реверсирование, прием и сброс нагрузки). Они по сравнению со станционарными режимами характеризуются изменением всех параметров ДЭУ во времени (расход рабочего тела, мощность, частота вращения и пр.). Продолжительность перехода от одного стационарного режима к другому определяет важное свойство ДЭУ ее маневренность.
Для анализа работы ДЭУ на частичных нагрузках в качестве исходных критериев могут быть использованы основные показатели ГД, которые для его конкретного типа и постоянных параметров наружного воздуха определяются по выражениям:
Таким образом, характер изменения мощности, крутящего момента и среднего эффективного давления с переходом на частичные нагрузки определяется сочетанием коэффициента наполнения цилиндра, совершенства рабочего цикла и механическим КПД.
Изменение основных параметров рабочего процесса ГД при ра6оте по винтовой характеристике приведено на рис.
Характер изменения основных параметров ГД при работе по винтовой характеристике
Превышение номинальной мощности и частоты вращения до пускается в случаях угрозы человеческой жизни и безопасности судна. Кратковременная перегрузка ГД должна быть не более 1 2 ч. до 10% при n = 1,03 n0.
При работе ДЭУ в таком режиме рекомендуется вести усиленные наблюдения за температурами отходящих газов, масла, охлаждающей воды, которые не должны превышать значений, указанных заводом-строителем, температурами рамовых, мотылевых, головных, упорных, промежуточных подшипников и других трущихся деталей (проверка должна осуществляться не реже, чем через 15 мин.).
При работе ДЭУ с минимальной мощностью рекомендуется:
- следить за тем, чтобы все цилиндры были в рабочем состоянии, а в случае пропусков вспышек необходимо увеличивать подачу топлива;
- поддержать температуру охлаждающей воды и масла ближе к верхнему допустимому пределу;
- осуществлять проверку наличия смазочного масла и топлива в выпускном коллекторе.
При выходе из строя цилиндра и соответственно его отключения необходимо:
уменьшить подачу смазки к цилиндровой втулке;
периодически открывать индикаторный кран на отключенном цилиндре во избежание cкапливания масла и вспышки паров.
В двухтактных дизелях во избежание перегрузки шатунных болтов не рекомендуется снимать цилиндровую крышку, пусковой клапан или форсунку отключенного цилиндра. Если дальнейшая работа деталей движения (поршень, шатун, крейцкопф) недопустима, нёобходим6"йх вынуть из поврежденного цилиндра. При этом в двухтактных двигателях выпускные и продувочные окна втулки цилиндра должны быть закрыты специальной вставкой или же с помощью поршня, подвешенного в районе окон.
Кроме того, необходимо:
выключить подачу смазки к цилиндровой втулке;
выключить охлаждение поршня и цилиндра;
отсоединить пусковой клапан от общей магистрали;
открыть индикаторный кран.
При работе с выключенными цилиндрами рекомендуется уменьшить топливоподачу во избежание перегрузки работающих цилиндров, усиления вибрации двигателя и корпуса, а также вести наблюдение за параметрами работы ДЭУ.
Фактор, ограничивающий возможность работы дизеля на перегрузочном режиме. Параметры, оценивающие механическую напряженность. Основные причины остановки дизеля после перевода его на топливо, снижение частоты вращения ниже заданной и ее увеличение. Предпринимаемые в этих случаях меры.
Одним из основных факторов, ограничивающих возможность работы ГД на перегрузочном режиме, является тепло напряженность, определяющая работоспособность деталей ЦПГ (втулка, крышка, поршень).
Основным критерием теплонапряженности (кроме удельного отвода тепла) служит средняя температура стенки детали со стороны газа (t1) и температурный перепад t1 — t2, (t2 - температура стенки со стороны охлаждения).
При чрезмерном повышении температуры ti могут возникнуть трещины в цилиндровой крышке и головке поршня, а также пригорание поршневых колец и заедание поршня в рабочей втулке.
По данным экспериментальных исследований, (1) .кривая
почти эквидистантна кривой для ВОД и МОД рис. По этой причине температура отходящих газов является косвенным критериём напряженности.
К вопросу определения теплонапряженности двигателя
Однако в тех случаях, когда величины Мe и Pe достигают номинальных значений при частоте вращения n < n0 (работа на швартовых или в шторм), температура отхддяших газов не всегда будет точно отражать теплонаоряженность цилиндра. С юнижением частоты вращения уменьшается количество отходящих газов и сопротивление газовыпускного тракта, а следовательно, увеличивается степень расширения газа. Поэтому максимально допустимой величине отходящих газов может соответств6вать более высокая, чем в обычных условиях, температура стенки при
n = 0,7n0 на 30 - 40° С. Механическая (динамическая) напряженность ГД оценивается значениями Me, максимального давления сгорания Pz, скорости нарастания давления Р/А и отношения Рz/Рi
Для того, чтобы напряжения вала во всем диапазоне не превышали номинальных, мощность ГД должна составлять
При Me = const будем иметь Ne = Cn
Ограничительные характеристики ГД
1 – характеристика по топливному насосу
2 – тоже по моменту
таким образом, работа ГД по ограничительной характеристике Meo = const одновременно ограждает его от перегрузки по Ре, т.е ограничивается механическая напряженность вала и теплонапряженность деталей ЦПГ.
Двигатель не запускается или останавливается после перевода на топливо.
Основными причинами могут быть попадание воздуха в топливную систему или сильное обводнение топлива;
повышенная вязкость топлива;
неисправность отдельных топливных насосов, механизма регулятора, форсунок, неправильное газораспределение;
двигатель недостаточно прогрет;
рычаг (маховик) управления заедает при переводе в положение "РАБОТА".
В последнем случае при необходимости экстренного запуска рекомендуется произвести 2 - 3 повторных пуска. В случае, если ГД не переводится на топливо, нужно запустить его в противоположном направлении, а затем в заданном. Если и при этом рычаг управления заедает, необходимо его установить в положение "ПУСК", обеспечив работу ГД на воздухе «плоть до полного израсходования запасов последнего.
Частота вращения ниже заданной.
Возможный вариант – ГД не развивает частоту вращения полного хода при нормальном положении топливорегулирующих органов. Это может быть следствием таких причин:
- плохое распыление топлива из-за неисправностей топливных насосов, форсунок или его повышенной вязкости;
- образование в системе большого количества паров топлива (топливо перегрето);
- повышено сопротивление газовыпускного тракта или низкое давление наддувочного воздуха;
- увеличилось сопротивление движению судна из-за изменившихся условий плавания, (встречный ветер, волнение, мелководье, обрастание корпуса).
Другой вариант - частота вращения ГД постепенно падает. Это может быть при наличии воды в топливе, заклинивания плунжеров или зависании клапанов части топливных насосов. Если в процессе работы ГД появились стуки при перемене хода поршня, то это означает, что в одном из цилиндров начался задир. В этом случае необходимо выключить топливо на аварийный цилиндр, снизить частоту вращения до минимальной, а затем остановить ГД и осмотреть цилиндр.
Внезапная остановка ГД может быть следствием попадания в топливо воды или воздуха, неисправности регулятора, срабатывания системы защиты при пониженном давлении масла или охлаждающей воды.
Частота вращения двигателя увеличивается. Одним из возможных случаев может быть резкое повышение частоты вращения. Причинами такого явления может быть внезапный сброс нагрузки, неисправность регулятора или его привода (например, в случае потери винта, ослабления его посадки на гребном валу, потери лопасти, оголении при килевой качке). В подобной ситуации следует уменьшить частоту вращения в ручную или остановить ГД.
Другой вариант - ГД идет "ВРАЗНОС". В этом случае необходимо закрыть приемники воздуха подручными средствами и отключить подачу топлива или масла в продувочном ресивере, а также при неисправности регулятора безопасности.
Дата: 2019-03-05, просмотров: 594.
