Сепаратори палива і мастил. Вибір режиму роботи для забезпечення високої якості сепарації.

В даний час на судах світового флоту найбільш поширені суднові дизельні установки, що працюють на важких сортах палива (мазутах).
У процесі зберігання палива на судні воно обводнюється і забруднюється механічними домішками (частки піску, пилу, залізної окалини) і в силу цього погіршуються його характеристики. Використання палива з великим вмістом механичних домішок призводить до забруднення форсунок, великим зносу плунжерних пар паливних насосів, циліндро - поршневої групи.
Залежно від наявності домішок сепаратор може бути налаштований на два режими: "пурифікація" і "Кларіфікация". В режимі Кларіфікация, в якому сепаріруемая рідина (паливо або мастило) надходить в обертовий барабан через центральний канал а в тарілкотримач і подається до периферії барабана. Потім рідина проходить між тарілками і через горловину відводиться з барабана. Під дією відцентрових сил знаходжені в нафтопродуктах механічні домішки осідають на стінках барабана і на конічних поверхнях тарілок. Якщо у паливі або маслі є вода, то вона буде виділятися разом з домішками і з часом заповнить весь об'єм барабана. При цьому вода утворює гідравлічний затвор і перекриє шлях для вступу нафтопродукту в простору між тарілками. Нормальна робота сепаратора порушується, потрібно його чищення, що ускладнює експлуатацію сепаратора: Тому по розглянутій схемі сепарують паливо або мастило з незначним вмістом води, а працює за цією схемою барабан називають кларіфікатором. При сепаруванні значно обводнених нафтопродуктів бажано забезпечити безперервний відведення виділяється води. Для цього барабан збирають як пуріфіттор. Кларіфікаторну горловину знімають і замість неї встановлюють регулювальну шайбу. Замість верхньої тарілки ставлять розділову тарілку більшого діаметра. Нижню суцільну тарілку знімають, даючи можливість проходити паливу або маслу з тарілко тримача в канали, утворені отворами в тарілках.

На початку роботи сепаратора (з метою запобігання витоку очищеного нафтопродукту через отвір шайби) у обертовий барабан заливають воду, яка утворює гідравлічний затвор. Після цього подається сепарована рідина через канал. Потім через тарілко тримач вона проходить в канали, утворені отворами в тарілках, і надходить в зазори між тарілками. Під дією відцентрових сил вода, що міститься в паливі або маслі, як більш важка складова відкидається до периферії Барабана. Там вона змішується з водою гідравлічного затвора і відводиться з барабана через отвори в змінній регулювальної шайбі. Очищений нафтопродукт, як більш легкий, відтісняється до центру барабана і відводиться через патрубок б розділової тарілки 6.

Для безаварійної і ефективної роботи суднових дизелів при використанні важких сортів палива (мазуту в’язкістю до 700 сСт.) Необхідно особливу увагу до його очищення. На судні використовуються три способи очищення важкого палива. Перший спосіб - відстій в відстійнії цистерні 20-22 годин. За цей час важкі частинки і вода осідають на дні відстійної цистерни з подальшим видаленням через спускний кран.
Другий спосіб (найбільш ефективний) - сепарація палива за допомогою відцентрового сепаратора, де проходить відділення сторонніх часток і води від палива і їх видалення за рахунок різниці щільності компонентів, що містяться в паливі, за допомогою відцентрових сил.
Третій спосіб - фільтрація. Відсепароване паливо з видаткової цистерни паливопідкачювальним насосом під тиском (0,4-0,6) МПа пропускається через паливний зливний фільтр і після нього подається до паливних насосів дизеля. Розглянемо роботу сепаратора тарілчастого типу.

Розглянемо роботу сепаратора тарілчастого типу. На (рис. 1) наведена схема барабана - кларіфікатора і стрілками показано рух палива. Неочищене паливо по центрального каналу 3 безперервно подається у обертовий барабан 7.

Рисунок. 1. Схема барабана - кларіфікатора. 1 - пакет тарілок барабана; 2 - кларіфікаторна насадка; 3 - центральний канал; 4 - тарілкотримач; 5 - верхня захисна тарілка; 6 - канали втарілках.

Далі воно надходить до периферії барабана, протікає між тарілками 1 і відводиться через кільцьовий канал кларіфікаторної насадки 2, як показано стрілками. Забруднюючі паливо домішки під дією відчентрової сили осідають на внутрішніх стінках барабана Г і на кінцевих поверхнях тарілок 1.
Якщо в сепаріруемом паливі є вода, то вона, видалялась разом з механічними домішками, заповнить весь грязьовий обсяг 8 барабана, утворивши гідравлічний затвор, який перекриє шлях надходження палива в міжтарільчастий простір 1. З цієї причини неочищене паливо заповнить канал 3 в тарілкотримачем 4 і почне виливатися з патрубка переповнення. Процес сепарування припиняється.

У період пуску сепаратора (для попередження виходу неочищеного палива через отвір 6 регульовочної шайби 2) у обертовий барабан попередньо заливають воду для утворення гідравлічного затвора. Тільки після цього можна подавати паливо, яке через тарілкотримач 3 надійде в канали 10, наявні в нижній і інших тарілках 8, і буде розподілятися по міжтарільчастому просторі. Під дією відцентрових сил вода, як більш тяжка складова, відкидається до периферії барабана 9, змішується з водою гідравлічного затвора і відводиться через кільцевий отвір 6 регулювальної шайби 2 а паливо, як більш легка частина , відтісняється до центру барабана і відводиться через патрубок 5 розділової тарілки Г по стрілці А. При сталому процесі сепарування в барабані створюється так званий "нейтральний шар" - умовного циліндрична поверхня розділу фаз палива і води. Зазвичай діаметр цієї поверхні має бути приблизно дорівнює діаметру Дот розташованих отворів 10 в дисках 8, однак він може бути і менше, і більше Дот, тобто "Нейтральний шар" може зміщуватися або до центру барабана 9, або до його періферіі. Положення "нейтрального шару" залежить від гідродинамічної рівноваги трьох потоків: вступника палива і вихідних потоків чистого палива і води. Необхідна рівновага досягається регулюванням одного по струму - отсепарірованої води - за допомогою підбору регулювальної змінної шайби 2. До сепаратора додається комплект таких шайб. Вони відрізняються різними діаметром рами вихідних отворів Д_ш.

Робота насоса в судновій системі. Основні показники роботи насоса: подача, напір, потужність, ККД, вакууметрична висота всмоктування.
Робочі параметри. Робота насоса характеризується його подачею, напором, висотою всмоктування, потужністю. Подачею (витратою) насоса називаєте; кількість рідини {об'ємне, масове), перекачують насосом за одиницю часу. Об'ємна Q і масова G подачі пов'язані залежністю:

G = Qγ.

Напором насоса Н називають прирощення енергії 1 кг рідини при вході в насос і виході з насоса. Якщо енергію 1 кг рідини у всмоктуючого і нагнітального патрубків позначити відповідно ЕВ та ЕН, то напір насоса Н = Eн + Eв. Потужність - енергія, передана потоку рідини в насосі за одиницю часу.

Безпечне обслуговування систем головного двигуна. Система охолодження двигуна.

Підготовка дизелів до дії повинна проводитися відповідно до вимог заводської інструкції з експлуатації та цих Правил.
Розпорядження капітана головному (старшому) механіку про підготовку дизелів до роботи має бути дано завчасно з урахуванням часу на підготовку, встановленого заводською інструкцією по експлуатації дизеля, і вимог Правил.
За розпорядженням головного (старшого) механіка підготовка дизелів до дії повинна проводитися під керівництвом вахтового механіка або особи, в завідуванні якого знаходиться дане устаткування. Одночасно з підготовкою дизеля до дії повинні бути підготовлені механізми відбору потужності, привідні агрегати, редуктори, з'єднувальні муфти, валопровод, а також засоби автоматизації, паливна система, системи охолодження і змащення.
Дизель перед введенням в дію в зимовий час при низькій температурі в машинному приміщенні слід обігріти наявними на судні або у судновласника засобами і прогріти у відповідності з вимогами заводської інструкції з експлуатації та цих Правил.

До підготовки дизелів до дії необхідно перевірити справність протипожежних, водовідливних і осушувальних засобів, пожежної сигналізації в машинному приміщенні, аварійного освітлення. Крім того, при підготовці головних дизелів перевірити правильність показань машинного телеграфу, справність дії всіх засобів зв'язку машинного приміщення з рульовою рубкою і іншими постами керування енергетичною установкою.
Система охолодження двигуна внутрішнього згоряння - сукупність пристроїв, що забезпечують підведення охолоджувальної середовища до нагрітих деталей двигуна і відведення від них в атмосферу зайвої теплоти, яка повинна забезпечувати найвигіднішу ступінь охолодження і можливість підтримання в необхідних межах теплового стану двигуна при різних режимах і умовах роботи.

У період згоряння робочої суміші температура в циліндрі досягає 2000 ° C і більше. Система охолодження призначена для підтримання оптимального теплового стану двигуна в межах 300-400 °. Сильний нагрів може викликати порушення нормальних робочих зазорів і, як наслідок, посилений знос, заклинювання і поломку деталей, а також зниження потужності двигуна, за рахунок погіршення наповнення циліндрів горючою сумішшю , самозаймання та детонації. Для забезпечення нормальної роботи двигуна необхідно охолоджувати деталі, дотичні з гарячими газами, відводячи від них тепло в атмосферу безпосередньо, або за допомогою проміжного тіла (води, низько замерзаючої рідини). При надмірно сильному охолодженні робоча суміш, потрапляючи на холодні стінки циліндра конденсується і стікає в картер двигуна, де розріджує моторне масло. Як наслідок цього потужність двигуна зменшується, а знос збільшується. При зниженні температури масло густіє. Це є причиною того, що масло гірше подається в циліндри і збільшується витрата палива, зменшується потужність. Тому система охолодження повинна обмежувати температурні межі, забезпечуючи найкращі умови роботи двигуна.

Розглядаючи проблему реалізації методів і алгоритмів діагностування СЭУ в цілому, структуру СТД варто вибирати виходячи з наступних міркувань:

- призначення судна й режимів його використання;

- наявності в складі системи автоматичного керування (САУ) централізованого контролю;

- состава СЭУ й розміщення її окремого встаткування;

- застосування тих або інших методів діагностування, і у зв'язку із цим апаратурного состава засобів перетворення, обробки й подання діагностичної інформації;

- необхідних показників надійності, живучості й ремонтопридатності засобів діагностування.

При наявності в складі судновий САУ розвинених систем централізованого контролю, побудованих у вигляді інформаційно-обчислювальних комплексів і засобів збору й подання інформації, рішення завдань діагностування повинне бути покладене на ці системи.

Підготувати до роботи фільтри, водоохолоджувачі і водопідігрівачі, встановити клапани і крани на трубопроводах в робоче положення і перевірити їх справність в дії. Перевірити рівень води в розширювальної цистерні контуру прісної води і в цистернах автономних систем охолодження поршнів і форсунок. При необхідності поповнити системи водою.
Підготувати до роботи і включити автономні насоси системи прісної води, що охолоджує (циліндрів, поршнів, форсунок і т.д.). Насоси повинні працювати протягом усього часу підготовки дизеля. Підготувати до роботи і включити насос системи забортної води охолодження для водо-та маслоохолоджувачів. Насос повинен працювати тільки протягом часу, достатнього для перевірки справності системи і насоса (якщо він не призначений для обслуговування інших споживачів).
Перевірити дію дистанційного автоматизованого управління основними та резервними насосами. Довести тиск води до робочого, випустити з системи повітря.
При прокачуванні системи охолодження циліндрів поршнів необхідно підтримувати температуру охолоджуючої води від 45 до 55 град. C, а води охолодження форсунок - від 60 до 80 град. C. Перевірити роботу приладів контролю і регулювання температури. При охолодженні дизеля забортної водою (одно контурна система) встановити клапани на трубопроводах в робоче положення, включити автономний насос, прокачати дизель забортної водою до повного витіснення повітря з системи. Перевірити роботу резервного насоса. При прогріві дизеля паром необхідно попередньо переконатися в тому, що всі порожнини охолодження заповнені водою. Тиск пари в цьому випадку не повинно бути вище 0,25 МПа (2,5 кгс / кв. См), подача пари здійснюється в нижню частину блоку. Прогрів дизеля тільки парою при незаповнених водою порожнинах забороняється.
При досягненні контрольованими параметрами робочих значень переконатися у зникненні аварійно - попереджувальних світлових сигналів.

Технічний догляд за системою охолодження здійснюється в терміни, зазначені в інструкції з експлуатації двигуна, і складається головним чином в періодичній очистці від накипу водяних порожнин блоку, кришок циліндрів, масляних і водоводяних холодильників. Температура охолоджуючої води, контрольована за допомогою термометрів, установлених на відливних патрубках циліндрових кришок, повинна бути приблизно однаковою для всіх циліндрів і відповідати вказівкам інструкції з обслуговування двигуна. При охолодженні морською водою температура її по виході з системи повинна бути не вище 50 ° С щоб уникнути інтенсивного відкладення накипу. Якщо охолодження виробляється прісною водою, то температура води по виході з двигуна підтримується в межах 70-80 ° С. Різниця температур води, що виходить з кришок різних циліндрів, не повинна перевищувати 5 ° С. Для регулювання температури відхідної води в кожному циліндрі є регулювальні крани, установлені на відливних патрубках циліндрових кришок. Підвищення, або зниження температури води в окремих циліндрів при однаковій величині відкриття регулювальних кранів вказує або на нерівномірність розподілу навантаження по циліндрах, чи на порушення режиму охолодження через наявність відкладень. При сильному підвищенні температури відхідної води з якої-небудь кришки циліндра збільшують охолодження відповідного циліндра, перевіряють рівномірність розподілу навантаження між циліндрами, а також температуру відпрацьованих газів.
Швидке підвищення або пониження температури води, що охолоджує двигун, не допускається, оскільки це може призвести до появи температурних напружень і деформацій деталей і, як наслідок, задирів поршнів або виникнення тріщин в кришках циліндра. Температура води одночасно у всіх циліндрах регулюється кількістю води, що надходить в систему охолодження.

Низька температура охолоджуючої води може викликати деформацію циліндрових втулок і поршнів, збільшує теплові втрати і знижує економічність двигуна. При температурі надходить в дизель води нижче 15 ° С її підігрівають до температури не нижче 25 ° С. Для цього частина нагрітої води із зливного трубопроводу через спеціальний трубопровід з регулювальним клапаном (останній відкривають) перепускають в приймальний трубопровід насоса і змішують з холодною водою, в внаслідок чого температура води, що надходить в систему охолодження двигуна, підвищується.

Для зниження теплових напружень в охолоджуваних деталях двигуна, поліпшення процесу горіння палива і зменшення за коксування поршневих кілець прагнуть до того, щоб різниця температур вхідної та вихідної з двигуна води була невеликою (7-15 ° С для замкнутих систем і 10-20 ° С для проточних систем). Інтенсивність охолодження підвищується за рахунок збільшення швидкості протікання води у водяних сорочках двигуна. Якщо тиск води в системі охолодження нижче 0,75 кгс/см2, швидкість протікання стає дуже малою, що викликає утворення накипу і парових подушок в застійних місцях порожнин охолодження, а отже, і місцеві перегріви.
Підвищений нагрів охолоджуючої води при нормальній температурі відпрацьованих газів і рівномірному навантаженні по циліндрах може відбуватися внаслідок значного відкладення солей і опадів в водяних порожнинах. Якщо при повному відкритті регулювального крана температура води не знижується до норми, то навантаження перегрітого циліндра повинна бути знижена і при першій можливості повинні бути очищені водяні порожнини дизеля. Повітря, що потрапляє в систему охолодження двигуна, погіршує охолодження, і його випускають через повітряні крани, встановлені у верхніх частинах трубопроводів водяного холодильника.
Вода або масло після охолодження поршнів повинні стікати в оглядову воронку безперервними струменями, без міхурів і з однаковою температурою для всіх поршнів, яка вимірюється в кожній дренажній трубі за допомогою термометра. При погіршенні умов охолодження поршнів двигун зупиняють, з'ясовують несправність і усувають її. Тиск в системі охолоджування поршнів складає 2,5 - 4 кгс/см2, в системі охолодження циліндрів 0,75 - 2 кгс/см2; контролюється воно за показаннями манометра і регулюється клапанами, встановленими на трубопроводах системи охолодження.
При замкнутій системі охолодження двигуна перепад температури прісної води у водо-водяному холодильнику регулюється кількістю забортної води, прокачується через нього, і повинен бути в межах, зазначених у заводській інструкції. При виході з ладу водяного насоса охолодження двигуна може бути забезпечено резервним насосом або переведенням двигуна на аварійне охолодження від пожежного насоса. Останній має велику продуктивність і сильний напір. Щоб вода з пожежного насоса не пошкодила систему охолодження двигуна, її необхідно дросселіровать роз'єднувальним клапаном. При заповненні системи охолодження двигунів водою звертають особливу увагу на її хімічний склад, який грає важливу роль в забезпеченні нормальної роботи двигуна. Вода добре розчиняє солі, луги, кислоти і такі гази, як кисень, азот, вуглекислоту та ін. Солі кальцію і магнію, що знаходяться в розчиненому стані у воді, надають їй особливу властивість, яке прийнято називати жорсткістю. За одиницю жорсткості прийнятий міліграм-еквівалент солей на 1 л води. Один міліграм-еквівалент відповідає змісту в 1 л води 20,04 мг Са або 12,16 мг Mg.
Тимчасова, чи переборна, жорсткість залежить від вмісту у воді бікарбонату кальцію Са (НСО3) 2 і бікарбонату магнію Mg (HCO3) 2. При кип'ятінні води ці солі розпадаються на карбонати, які випадають в осад, і вуглекислий газ, який іде в атмосферу. Таким чином, бікарбонати кальцію і магнію знаходяться у воді в розчиненому стані тільки до її кип'ятіння. Постійна жорсткість визначається присутністю у воді солей, які при концентрації менше межі насичення не випадають в осад навіть при нагріванні. До таких солям можна віднести CaSO4, СаСl2, MgSO4 та ін Загальна жорсткість води складається з тимчасовою і постійної жорсткості.