Методика назначения эксплутационных режимов работы главного судового дизеля

    Газотурбонагнетатели фирмы Броун  – Бовери  типа VTR-630 установлены на двигателях 9РД 90 и 6РД76 судов «Лисичанск» и «Муром». Схема наддува двигателя типа РНД дана на рис. 29. Высокая точность изготовления подшипников ГТтипа Броун-Бовери в сочетании с демпферной подвеской ротора обеспечивает 

Рис. 29.   Схема наддува дизелей типа РНД Зульцер                                                                                                                            со вспомогательной воздуходувкой

 Рис.  30.    Зоны работы гаэотурбонагнетателей:

1 — зона  устойчивой  работы;   2 — зона помпажа;                                                                                                                                                     Г— характеристика дизеля;  II— граница помпажа;    АВ — запас работы без помпажа 

их надежную работу.

  На  судах «Лианы», «Ленкораны», «Лиски», судах японской постройки типа «Лисичанск»  в ГТН, наблюдались поломки входных  кромок сопловых лопаток, что вело к выходу из строя рабочих лопаток. Аналогичные поломки имели место в ГТН дизелей 6РД 76 судов типа «Муром». После замены сопловых лопаток более прочными (из стали 1Х18Н9Т толщиной 3 мм вместо 2 мм) отмеченный недостаток был устранен.

            Имели место и единичные, нехарактерные отказы: поломка  шарикоподшипников ГТН на теплоходе «Люботин», трещина газов пускового корпуса турбины на теплоходе «Лебедин».

          При неустойчивой работе компрессора, характеризующейся сильными пульсациями потока воздуха (помпаж), наблюдается вибрация ротора ГТН, и могут возникнуть резонансные колебания рабочих лопаток турбины и компрессора с последующей их поломкой. Причинами помпажа (рис. 30) являются: повреждение ротора турбины или соплового аппарата из-за попадания посторонних предметов; износ упорных подшипников, увеличивающий нагрузку на ротор турбины и снижающий к.п.д. Загрязнение продуктами сгорания соплового аппарата, воздушных фильтров, воздухоохладителей, продувочных и выпускных окон, лопаток, предохранительной решетки в результате неудовлетворительной работы топливной аппаратуры либо повышенной дозировки цилиндрового масла; быстрый выход дизеля на режим полной нагрузки на недостаточно подогретом тяжелом топливе.

  Наиболее  частый в эксплуатации случай—занос продуктами сгорания ГТН при неправильной организации топливоподготовки я топливоподачи. Например, после работы дизеля  в штормовых условиях на, малых ходах за 300 ч занос проточной части ГТН может достигнуть такой величины, что из-за роста температуры  выпускных газов невозможна работа  дизеля  на  эксплуатационной  мощности.

  Рис. 31.  Система   мойки  воздушной  части  газотурбонагнетателя (компрессора) 
 

  Рис. 32. Система мойки  газовой  части  гааотурбояагиетателя:

/—шланг  резиновый; 2—клапаны запорные;

3 — шайба дроссельная;    4 — решетка предохранительная;  5—корпус турбины

  Особо внимательно следует следить  за дозировкой масла в период обкатки  дизеля. Усиленная смазка на малой  частоте вращения ведет не только к интенсивному загрязнению ГТН, но и к возгоранию остатков нефтепродуктов в выпускном тракте  дизеля и в утилизационных котлах при выходе на режим  полного хода.

  Для поддержания  в чистоте дизелей ГТН фирма  предлагает производить регулярную водяную промывку. Организованная в  Черноморском и Дальневосточном пароходствах мойка ГТН показала хорошие результаты. Промывка ГТН возможна непосредственно после механической или химической очистки, выполняемой через 8—10 тыс. ч. При наличии отложении на соплах и лопатках промывка ГТН водой не эффективна, даже вредна.

  Схема промывки ГТН газовой турбины  и воздушного компрессора приведена  на рис. 31, 32. При промывке компрессоров газотурбонагнетателя VTR 630 (750) под давлением продувочного воздуха в течение 9—10 с должно впрыскиваться около 2,5 л воды. Если промывка компрессора не дала нужного результата, то через 10 мин.  операцию повторяют.

При промывке турбин мощность главного двигателя  снижают  и  частота вращения газотурбонагнетателя   VTR630 равна 2000 об/мин, VTR 750—1800 об/мин. Подаваемая для промывки вода дозируется дроссельными  шайбами (рис. 33). Рекомендуемые  диаметры проходного сечения шайб в зависимости от давления воды даны в табл. 5.

Таблица  5.

 Внутренние  диаметры дроссельных шайб,  мм   

 

  Промывают турбину 10—20 мин не реже чем через 200 ч работы дизеля. После мойки  турбину следует хорошо осушить: выпускной тракт осушается дренажными клапанами, которые в период промывки держат открытыми, а двигатель до перевода на полную нагрузку должен отработать не менее 30 мин  при частоте вращения режима промывки.

 Рис.  3З.   Шайба дроссельная:

1 - прокладка медная;   2 — труба выпускная 

Рис.  34.     Корреляционная зависимость между давлением сжатия и наддува для дизелей 6РД 78                      судов типа «Красноград». 

  Двигатели 6РД 76 на судах типа «Красноград» снабжены ГТН типа RT67 Зульцер, которые в эксплуатации показали себя достаточно надежными, хотя и наблюдались случаи интенсивного засорения воздушных фильтров, установленных на входе в компрессор, и отложения накипи в полости охлаждения.

  В эксплуатации на ряде судов давление продувочного воздуха  имеет пониженное по сравнению со стендовыми испытаниями  давление из-за запаса проточных частей ГТН, изменения внешних  условий, ухудшения  гидродинамических  показателей судна. Рис. 34 иллюстрирует значения давления продувочного воздуха для ряда теплоходов типа «Красноград». Основное влияние на характер кривой сжатия и величину давления сжатия оказывает давление наддува. Это подтверждает корреляционная зависимость между Рс и Рк для этих дизелей. Разница максимального значения давления сжатия в диапазоне изменения Pк==1,20—1,65 кг-с/см² составляет 28%.

  Исследования  ЦНИИМФа показывают, что снижение давления наддува в эксплуатации способствует тому, что силы инерции поступательно движущихся масс могут превысить давление на линии сжатия, что приводит к инерционному отрыву группы, движения, перекладке зазора и ударной нагрузке на слой заливки крейцкопфных подшипников и соответствующим повреждениям.

§ 11.    ПОДШИПНИКИ

  Основными являются подшипники — крейцкопфные, моты левые, рамовые и упорные.

Двигатели типа РД Зульцер имеют характерные  дефекты:

- выход  из строя крейцкопфных, мотылевых  и рамовых подшипников. Основные  повреждения подшипников: трещины,  отслоение, и выкрашивание белого металла. Частый выход из строя рамовых и мотылевых подшипников отмечается у двигателей 9РД 90 судов типа «Лисичанск» с лицензионными двигателями Ха Рима—Зульцер и типа «Луганск» с двигателями Мицубиси—Зульцер. На двигателях РД76 чаще выходят из строя крейцкопфные подшипники. Несмотря на оригинальное конструктивное решение головного соединения, предложенного фирмой, усиление постели путем установки на шатуне массивных фланцев и размещение на них двух корпусов подшипников, имеющих сравнительно высокую податливость, проблема надежности подшипников не решена.

  В Балтийском пароходстве на ряде судов  типа «Красноград» с двигателями 6РД 76 имелись повреждения головных подшипников в первый период их эксплуатации. Так, на одиннадцати судах было заменено сорок головных подшипников. Полностью заменены подшипники теплоходов «Красноуфимск», «Клим», «Красноуральск», «Краснодон». По четыре комплекта головных подшипников заменено на судах «Каспийск», «Карачаево—Черкессия», «Касимов», «Ковров».

     Характер повреждения головных подшипников: растрескивание белого металла и разъедания типа, коррозионных на шейках крестовины.

  На  большинстве дизелей растрескивание и расслаивание белого металла происходит на площадке правого борта, которая  наиболее нагружена при ходе поршня  вверх. Подобное характерное разрушение заливки наблюдалось на теплоходе «Краснозаводск» после 8 мес.  эксплуатации. Площадка правого борта на всех подшипниках оказалась раскрошенной, и в канавках наблюдалось выпучивание баббита. Предполагается, что подшипник  должен касаться шейки по углу 80—90°. В инструкции двигателя  РД76 для головного подшипника этот угол не указывается, а практически он получается меньше. Все это свидетельствует, что подшипник перенапряжен по удельным нагрузкам.

  При осмотре головных подшипников на теплоходе «Карачаево—Черкессия»  были отмечены следы работы шеек крейцкопфа по верхним вкладышам. Это дает основание  полагать, что на  определенном угле поворота шейки отходят от нижних вкладышей. В большинстве случаев поврежденным оказывался слой баббита на площадке правого борта, т. е. когда мотыль проходит 270° после в. м. т.  и поврежденная часть оказывается под прямым давлением шейки крейцкопфа. Диаграммы нагрузок на головные подшипники показывают, что нагрузки приближаются  к нулю, когда, угол поворота мотыля около 300° после в. м. т. Не исключено, что на некоторых режимах нагрузка становится отрицательной, шейка крейцкопфа отходит, от подшипника и при  посадке на место возникает ударная нагрузка. Разрушается баббит и при реверсах в случае жестких пусков двигателя.

  Для обеспечения  равномерного распределения нагрузки по всей рабочей поверхности изменена конструкция крейцкопфного подшипника. Ранее на дизелях Зульцер типа РД90, РД76, РД68, РД56 нижние вкладыши имели  шесть продольных масляных канавок одного размера, выполненных со скосом 0,1 мм. Предполагалось, что пришабренные в секторе 60° подшипники обеспечат требуемый масляный клин, однако на практике это не оправдалось (рис. 36, а).

  В результате экспериментальных исследований фирмой была создана новая конструкция подшипника (рис. 35,6), где канавки выполнены без скосов, что позволяет выдерживать более высокие нагрузки. Подшипники не шабрят, а растачивают по окружности  (диаметр D) специальной бор штангой с очень высокой точностью обработки вкладышей в отношении параллельности и расстояния от базовой поверхности. Допускаемая не параллельность до 0,03 мм; разница в высотах двух нижних вкладышей одного цилиндра не должна превышать 0,03 мм. Монтаж головных подшипников должен производиться при отполированных шейках крейцкопфа с точностью до 4 мк. При данной технологии и сборке подшипники показали в эксплуатации хорошие результаты.

  Фирма  выполнила конструктивные изменения  рамовых подшипников, модернизированы  вкладыши и корпуса (рис. 36).

  

Рис. 35. Схема головного подшипника, дизеля тала РД:

а — старый образец;   б — новый образец.  

         Новые подшипники подгоняются по валу без шабровки,  в отличие от старой модели, при которой подгонялась зона нагрузки 60°. Старые поперечные масляные холодильники заменены новыми

Рис. 36.  Рамовый    подшипник:

а—старый;     б—новый

расположенными  на уровне центра шейки, выполненные  в теле корпусов. Масло подводится через верхний; вкладыш  и  распределяется по подшипнику сферическими желобками. Взамен белого металла WdM 80 используется Хойт MR, что позволило уменьшить толщину заливки у двигателей РД90 на 35%, у дизелей других размерностей—на 25%.

  Хотя  новая конструкция рамовых подшипников  оказалась, надежнее, но все недостатки полностью еще не устранены.                                                                                                  § 12.      ФУНДАМЕНТНАЯ РАМА   И   КРЕПЕЖ

  Из  деталей остова эксплуатационные неполадки  вызывают фундаментные рамы дизелей типа РД76 лицензионных двигателей Вяртсиля—Зульцер судов серии «Красаоград» и двигателей Цигельски—Зульцер пассажирских теплоходов типа «Александр Пушкин». У данных двигателей чаще первых серий в фундаментных рамах образуются трещины в основном вдоль отверстий в приливах для установки связей, а также между продольными и поперечными балками, имеющими угловые сварные швы.