Приводными двигателями дизель-генераторов

Для обеспечения непрерывной работы судовой электроэнергетической системы, для увеличения ее надежности при различных режимах работы судна должна быть предусмотрена возможность использования как резервного, так и аварийного дизель-генераторов (РДГ и АДГ). Необходимость использования РДГ обычно возникает при перегрузке работающих дизель-генераторов, а также при уменьшении частоты вращения валогенератора. Переход на АДГ, как правило, является следствием аварийной ситуации на СЭС.

Во всех случаях требуются запуск приводного двигателя дизель-генератора и последующее управление им.

Согласно требованиям Российского Речного Регистра пуск и управление ДГ должны осуществляться как с поста непосредственно у приводного двигателя, так и дистанционно с центрального или другого поста управления (например, из рулевой рубки), а также и автоматически от специальных датчиков, программного устройства или ЭВМ. Система управления ДГ должна обеспечивать автоматизированное выполнение всех необходимых операций, в том числе и предпусковых. Поддержание ДГ в горячем резерве должно осуществляться посредством устройств, не требующих ручного управления.

Время от момента подачи сигнала на пуск до готовности к приему 100%-й нагрузки для прогретого двигателя не должно превышать 15 с при его мощности до 100 кВт и 30 с при мощности 100–500 кВт включительно. Для аварийных ДГ требование еще более жесткое – 10 с.

При дистанционном ручном управлении при экстренном пуске Речной Регистр требует предусмотреть возможность приема нагрузки непрогретым ДГ.

Схема автоматизации ДГ со стартерным пуском должна обеспечивать три попытки пуска с перерывами между ними не более 6 с (для АДГ это время составляет 5 с). При воздушном пуске число попыток не оговаривается, но зато регламентируется продолжительность подачи воздуха, которая в случае неудавшегося пуска не должна превышать 12 с.

Выбор управления (местного ручного, дистанционного ручного или автоматического) должен осуществляться только с постов местного ручного управления, расположенных непосредственно у ДГ.

Управление приводным двигателями ДГ обычно включает в себя следующие операции: подготовку к пуску, пуск, регулирование частоты вращения, поддержание нормальной работы, контроль за состоянием, остановку двигателя.

В схеме управления приводным двигателем дизель-генератора пассажирского теплохода типа «Валериан Куйбышев» (проект № 092-16) предусмотрено питание от сети постоянного тока напряжением 24 В, а управление – с помощью переключателя S5 – контакт 1 (рис. 106). Предохранители FU1 и FU2 служат для защиты системы от токов КЗ.

В схеме предусматривается воздушный пуск приводного двигателя ДГ двух видов: первый – без предварительного смазывания двигателя при помощи электромагнитного клапана У1, второй – с предварительным смазыванием с помощью другого ЭМК (на съемке У2). Пуск без предварительного смазывания разрешается использовать в случае крайней необходимости. Вид пуска выбирается вахтенным электромехаником с помощью переключателя S4, расположенного на ЦПУ.

Команда на пуск ДГ может быть подана тремя способами: во-первых, вахтенным электромехаником с помощью кнопочного выключателя S1, расположенного на генераторной секции ГЭРЩ; во-вторых, вахтенным штурманом из рулевой рубки с помощью расположенного там кнопочного выключателя (на схеме не показан), следствием чего является замыкание контакта К01; в-третьих, автоматическим устройством (в частности, когда нагрузка работающих генераторов превышает допустимое значение), при этом замыкаются контакты КОЗ или К04. Выбор того или иного способа подачи команды на пуск осуществляется с помощью переключателей S5 и S6.

Для пуска ДГ с предварительным смазыванием необходимо переключатель S4 поставить в положение 1. При этом замкнутся контакты S4 : 2 в цепи реле К8 и S4 : 4 в цепи ЭМК У2.

При подаче одним из трех способов команды на пуск получат питание катушки реле К1 и К4.Реле К1 срабатывает и замыкает свои контакты. Контакт К1 : 1 обеспечивает питание своей катушки К1 при исчезновении команды на пуск, а К1 : 2 подаст питание на катушку магнитного пускателя КМ1 электродвигателя предварительного смазывания, который начнет работать. Реле К4 также сработает и мгновенно разомкнет свои контакты, не давая питание катушкам реле пуска К2 и реле КЗ ограничения подачи пускового воздуха.

Когда давление масла превысит 50 кПа, контакт реле давления Е1 разомкнется и катушка реле К4 обесточится. После этого через промежуток времени, определяемый уставкой реле К4, замкнется контакт К4 : 1 и катушки реле К2 и КЗ получат питание. Реле К2, получив питание, замкнет свой контакт К2 : 1 в цепи ЭМК У2, который подаст воздух на дизель-генератор, начав тем самым процесс пуска.

Подача воздуха на приводной двигатель ДГ прекратится в следующих случаях:

– во-первых, когда ДГ запустится, частота его вращения достигнет необходимого значения, сработают реле К9 контроля частоты вращения и промежуточное реле К10. Реле К9 разомкнет свой контакт К9 : 1 и обесточит катушки К1, К2, КЗ, а те в свою очередь обесточат обмотки реле К4 и ЭМК У2;

– во-вторых, когда подан сигнал на остановку. При этом сработает промежуточное реле К7, разомкнется его контакт К7 : 1 и далее, как при размыкании контакта К9 : 1;

– в-третьих, когда приводной двигатель ДГ не запустится за установленный промежуток времени согласно уставке реле КЗ. В этом случае контакт КЗ : 1 переключится, обесточив катушку реле К2 и, следовательно, ЭМК У2, и подаст сигнал о том, что дизель-генератор не запустился.

Насос предварительного смазывания может быть включен также с помощью кнопочного выключателя S3, находящегося в цепи контактора КМ1.

Для пуска ДГ без предварительного смазывания переключатель S4 должен быть поставлен в положение 2. При этом замкнутся контакты 1 и 3.

При получении команды на пуск одновременно получат питание катушка реле К1, К2 и КЗ. Реле К2, получив питание, сработает и замкнет свой контакт К2 : 2 в цепи ЭМК У1, который в свою очередь подает воздух, начав пуск ДГ. Подача воздуха прекращается в тех же случаях, что и при пуске с предварительной смазкой.

Команда на остановку дизель-генератора может быть подана двумя способами: с помощью кнопочного выключателя S2, расположенного на генераторной секции ГРЩ, и с помощью кнопочного выключателя в рулевой рубке (на схеме не указан, но нажатие на этот выключатель приводит к замыканию контакта К02).

Схемой предусмотрена остановка дизель-генератора при аварийных режимах: при увеличении частоты вращения дизель-генератора до значения выше допустимого – контакт Е4;апри падении давления масла в случае работы с предварительным смазыванием – контакт К8 : 1.

При наличии сигнала на остановку получают питание катушки реле времени К11, К7 и контактора КМ2. Получив питание, контактор КМ2 сработает и замкнет свои контакты: один КМ2 : 1, подключая реле К11, К7 и контактор КМ2 непосредственно к цепи питания, а другой КМ2 : 2 подает питание на ЭМК УЗ, останавливая тем самым дизель-генератор.

Реле времени КН служит для ограничения времени подачи питания на контактор КМ2 и для приведения системы в исходное состояние.

В системе управления приводным двигателем ДГ предусмотрены контроль его частоты вращения (тахогенератор G, усилительный блок А, реле К9 и К10) и контроль давления масла при его работе (реле давления Е5, реле времени К6 и реле К8. Устройство контроля давления масла подключается только после достижения дизель-генератором необходимой частоты вращения, то есть после срабатывания реле К9.

По Правилам Речного Регистра для каждого ДГ на посту управления судном или в ЦПУ, а в случае отсутствия ЦПУ – в машинном помещении, должна быть предусмотрена аварийно-предупредительная сигнализация (рис. 107).

Эта АПС должна осуществляться по следующим контролируемым параметром:

– максимальной частоте вращения – аварийный сигнал;

– минимальному давлению масла на входе двигателя – предупредительный и аварийный сигналы; – максимальной температуре масла – предупредительный сигнал; – максимальной температуре охлаждающей воды внутреннего контура на выходе из двигателя – предупредительный и аварийный сигналы; – минимальному уровню воды в расположенном отдельно от двигателя расширительном баке охлаждения – предупредительный сигнал.

Рис. 107. Схема аварийно-предупредительной сигнализации

Датчики контролируемых параметров на рис. 107 обозначены В1–В4. Датчик В0 запускается после запуска дизеля.

Аварийно-предупредительная сигнализация должна подавать одновременно световые (HI–Н4, Н6–H7) и звуковые Н5 сигналы и обеспечивать сохранение светового сигнала после исчезновения отклонения контролируемого параметра.