Методика назначения эксплутационных режимов работы главного судового дизеля

 В инструкции по эксплуатации двигателей типа РД оговаривается  другой ограничивающий параметр—температура выпускных газов после турбо  нагнетателя. При нормальных условиях отрегулированный двигатель работает без  превышения заданной температуры выпуска. Возрастание температуры свидетельствует о загрязнении выпускной системы двигателя.

§ 27.      ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС  и  УТИЛИЗАЦИЯ  ОТБРОСНОГО  ТЕПЛА

  Распределение тепла, получаемого при  сгорании топлива,  в качестве примера поясняется для двигателя 9РД 90 по данным фирмы Бри Тиш Петролеум Танкер следующими  величинами.

  Количество  тепла, полученное от сгорания топлива, 100% плюс дополнительно 4,.1 % с продувочным  воздухом. Полезно используется на гребном валу 40,9%. Потери тепла в системах охлаждения  18%, из которых: 13 при охлаждении цилиндров, 4,2—поршней,  0,13—форсунок,  0,65%—в масляной системе. Потери тепла с выпускными газами 45,2% распределяются  следующим образом: в воздухоохладителе 5,8%, смазка ГТН 0,13%, охлаждающая вода  ГТН 2,27%, в коллекторе перед утилизационным котлом 2%, с уходящими газами за утилизационным котлом  22,8 %. Используя схему глубокой утилизации, предусматривающей работу турбогенератора на ходовом режиме, восстанавливается 12,2% тепла, из которых 5,l % идет на бытовые нужды, 1,01% — на  привод турбогенератора и 6,09%—в отработавший пар.

     Как видно из приведенных данных, наиболее значительными  являются  потери тепла с уходящими газами  и в системе охлаждения.

  На  большинстве сухогрузных и пассажирских теплоходов отбросное  тепло в системе охлаждения используется для получения  пресной воды в вакуумных испарителях «Атлас», «Нирекс».

  Широко  используется, особенно на сухогрузных  теплоходах, схема утилизации тепла  выпускных  газов дизелей  в котлах «Линдхольман» с естественной циркуляцией. Это суда серии «Красноград», «Новгород» и др. Но такая схема имеет ряд существенных   недостатков: значительная часть тепла не используется, парогенераторная  установка громоздка.  Применение  схемы с принудительной циркуляцией в утилизационных котлах позволяет улучшить ряд показателей (рис. 52).

Рис. 52.     Эксплуатационные показателя двигателя 7 РД 76 и утилизационной  парогенераторной                                                     установки  теплохода «Александр Пушкин»:

Gr - удельный  расход  выпускных газов; Ni - мощность;  aS— суммарный   коэффициент избытка воздуха;                          ps — давление продувочного воздуха;    Dh — аэродинамическое сопротивление утилизационного котла;

Dус — паропроизводительность    парогенераторной установки;   pк — давление пара в сепараторе;                                      dук —удельная паропроизводительность;  hi гл.дв. — индикаторный  к.п.д.;  DI— теплоперепад на  утилизационный котел; Gвг—расход выпускных газов.

  Для получения максимальной паропроизводительности утилизационной установки применяется  подогрев питательной воды :  экономайзерами, смешением с циркуляционной водой; косвенный;

двухконтурный (системы двух давлений); смешанные  контуры, использующие тепло системы охлаждения главного двигателя.

  Чаще  всего используются утилизационные котлы Ла Монт, Дж. Томпсон, Грин Дизекон, причем предпочтение отдается прямоугольной  компоновке поверхностей нагрева.

В качестве вспомогательных широкое применение, особенно на дизельных танкерах, находят водотрубные котлы, с контурами  «двух давлений»; например типа «Аальборг».

  Предложенная  компанией Петер Бразерхуд схема  предусматривает на ходовом режиме обеспечение всех потребителей пара и электроэнергии от утилизационного котла. Необходимая минимальная  мощность электростанции на ходовом режиме оценивается  выражением:   Рмин =65 + 0,0238 Ne, кВт.

  При проектировании схем глубокой утилизации существенным  является выбор давления пара. Многие проектанты, считают, что давление порядка 5 кг-с/см² обеспечивает  минимальные затраты на теплообменники и турбогенератор. Исследования фирмы Бритиш Петролеум свидетельствуют о целесообразности использования на дизельных танкерах давления пара около 8 кг-с/см², так как давление в котле 10 кг-с/см² позволит использовать лишний пар для привода вспомогательных механизмов и подогрева топлива.                                           

  Работу  утилизационной установки определяют конструктивные факторы. Примером являются схемы, для двигателей 9РД90 Харима—Зульцер и Кларк—Зульцер, реализованные соответственно на судах типа «Лисичанск» японской постройки и «Бритиш Коммерс» и «Бритиш Веончури» английской  постройки. Поскольку мощности дизелей растут, стоянки судов в портах сокращаются, вероятно, в ближайшем  будущем утилизационный турбогенератор будет использоваться на большинстве судов.

§ 28.     ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЕ И РЕГУЛИРОВКА   ДИЗЕЛЯ

Конструкция двигателя позволяет производить  регулировки: подачи пускового воздуха  и топлива в цилиндр, моментов закрытия выпускного клапана. Подача пускового воздуха в цилиндр, моменты и продолжительность, указанные на рис. 53, являются теоретическими. Продолжительность фаз газораспределения измеряется в градусах поворота коленчатого вала. Действительные моменты поступления воздуха в цилиндр зависят от частоты вращения двигателя, давления пускового воздуха. После ремонта эксплуатационные показатели необходимо проверить по круговой  диаграмме и при необходимости отрегулировать.  

  Подача  топлива в цилиндр. При регулировке топливных насосов процесс подачи топлива можно изменять перестановкой кулака. Смещение топливного кулака по направлению вращения уменьшает угол опережения,  против — увеличивает. Так как топливный насос двигателей типа РД имеет регулировку по началу подачи, то момент конца подачи—величина неизменная при данной заклинке кулака.  На частичных режимах начало подачи смещается в сторону  в. м. т.  и  на малых ходах топливо может поступать в цилиндр на ходе расширения.

Моменты закрытия выпускного клапана. Выпускной клапан  вращается в 2 раза  медленней коленчатого вала двигателя и к моменту открытия выпускных окон открыт на 40% полного сечения, а к моменту открытия продувочных окон—на 67% сечения. Это обеспечивает хорошую очистку цилиндра от выпускных газов и наполнение его свежим зарядом воздуха.  При движении поршня вверх, в момент закрытия продувочных окон, обеспечивается открытие на  12 % полного сечения.

  Регулировка двигателя обеспечивает равномерное  распределение мощности по цилиндрам, создание одинаковых давлений горения, температур выпускных газов и т. п. Достигается это правильной установкой моментов топливоподачи насосами высокого давления. Во всех случаях эксплуатации регулировка топливных насосов должна соответствовать стендовым данным, записанным в специальную таблицу. Фирма запрещает нарушать регулировку толкателей всасывающих клапанов насосов с целью изменения параметров, двигателя. Критерием равномерного распределения

Рис.  58.   Диаграмма газораспределения двигателей типа РД76 и  РД90 

мощности  по цилиндрам может являться только количество податного топлива. Такие  параметры, как среднее индикаторное давление, температура   выпускных  газов, давление горения, являются производными от этого показателя. Косвенно  количество поданного в цилиндр в определенные   моменты топлива характеризует  эффективный ход плунжера насоса высокого давления,  начало и конец, подачи. При выставлении этих регулировочных величин в соответствии   со   стендовыми данными распределение мощности по цилиндрам должно быть равномерным, а давление горения и температуры выпускных газов—не отличаться от предусмотренных Правилами технической эксплуатации дизелей.

В эксплуатации при необходимой регулировке  топливных насосов величина среднего индикаторного давления отдельных цилиндров может уменьшаться. Это объясняется увеличением протечек в плунжерных парах вследствие их естественного износа. Изношенные плунжерные пары следует заменить, а не уменьшать для улучшения распределения  pi длину толкателя всасывающего клапана, т. е. изменять эффективный ход плунжера. Изменение эффективного хода плунжера вызывает изменение, момента начала подачи топлива.

  Различия  в температурах выпускных газов  по цилиндрам при равномерном  распределении мощности чаще всего  свидетельствуют о неудовлетворительной работе форсунок. Подтекание форсунки дает повышение температуры выпуска. Такую форсунку следует  заменить,  ибо она является одной из возможных причин прогорания головок поршней. 

                          Т а б л и ц а     12

Периодичность проведения осмотров и ремонтов основных узлов дизеля 6РД 76 Зульцер                                                       судов серии «Коммунист». Трудоемкость и состав работ.