Механизмы и оборудование систем охлаждения СЭУ

Как было отмечено ранее, система охлаждения СЭУ включает

следующие элементы: насосы охлаждающей воды, теплообменные аппараты (водоохладители, маслоохладители), расширительную цистерну, арматуру (клапаны, кингстоны, термодатчики), трубопроводы и контрольно-измерительные приборы.

Насосы. Для системы охлаждения дизелей применяются центробежные насосы. Эти насосы имеют высокий КПД, просты по конструкции и обеспечивают свободный проход воды при опорожнении системы.

Простота конструкции существенно облегчает эксплуатацию центробежных насосов, которая сводится к наблюдению за работой, замене сальниковых уплотнений и профилактическим осмотрам подшипников, крылаток, вала и муфты сцепления. Пуск насоса производится при открытом всасывающем клапане и закрытом или слегка приоткрытом нагнетательном. После пуска нагнетательный клапан открывается и производительность доводится до нормальной. Критериями требуемой производительности служат давление воды в системе и температура воды на входе и ввыходе.

Центробежные насосы бывают вертикальные и горизонтальные. Предпочтение отдается вертикальным насосам, так как они занимают меньшую площадь. Как правило, это – автономные моноблочные вертикальные агрегаты с электродвигателем переменного или постоянного тока, имеющим удлиненный конец вала, соединенные между собой фонарем и водокольцевой ступенью самовсасывания.

Судовые насосы типа НЦВ 100/80 АП отечественного изготовления имеют следующие рабочие характеристики: производительность Q=100м³/ч, напор (полный) Н=8.0 м вод.ст., высоту всасывания 5 м вод. ст., мощность на валу N=35 кВт, частоту вращения вала 2900 об/мин, габариты 625х605х1145 мм, массу насоса с электроприводом 464 кг, величину водяных протечек через сальник с мягкой набивкой 10 дм³/ч. Насосы типа НЦВС (насос центробежный вертикальный самовсасывающий) предназначены для перекачивания морской воды температурой до 35 ^оС и пресной температурой до 70 ^оС. Иногда в системах охлаждения вспомогательных двигателей используются вихревые насосы. Рабочее колесо вращается с угловой скоростью 1900-2800 об/мин. Вихревой насос, как и простой центробежный, не обладает способностью к «сухому» всасыванию (вода в корпус насоса заливается через специальный кран, или приемная полость насоса сообщается с заполненным водой трубопроводом). В кольцевом канале жидкость движется по винтовым траекториям. Корпуса и крышки корпусов изготавливают из чугуна, рабочие колеса – из бронзы или нержавеющей стали.

Технические характеристики вертикальных одноступенчатых центробежных насосов типов WOCII, WZB со встроенной ступенью водокольцевого насоса обеспечивают насосу свойства сухого всасывания. Чтобы заполнить водокольцевой насос водой и удалить из корпуса насоса воздух, предусмотрена пробка с краном, соединенная трубками и каналом с соответствующими полостями насоса.

Насосный агрегат состоит из центробежной ступени, водокольцевого насоса, фонаря и электродвигателя. Максимально допустимая температура перекачиваемой воды 60^оС, высота всасывания у всех типов насосов 0.07 Мпа (7 м вод.столба).

Водоохладители. Наибольшее распространение на судах получили трубчатыеводоохладители. Преимущество приведенной конструкции заключается в том, что обе крышки могут быть сняты без нарушения плотности полости пресной воды. Такая конструкция водоохладителя существенно облегчает глушение и вальцовку трубок в судовых условиях. Ремонт и профилактика водоохладителя сводятся к очистке полостей забортной воды от грязи, замене протекторных пластин и вальцовке или глушению трубок.

При плавании в «чистой» воде рекомендуется осматривать полости забортной воды не реже одного раза в год. Осмотр обычно производится через смотровые лючки, к которым с внутренней стороны прикреплены протекторные пластины. Если пластины разъедены более чем на 50%, они должны быть заменены. При плавании в загрязненной воде и на мелководье рекомендуется осматривать полости забортной воды при увеличении сопротивления в охладителе и при ухудшении теплообмена.

Известно, что в процессе эксплуатации давление забортной воды всегда ниже, чем пресной, и нарушение плотности трубок охладителя определяется по увеличению утечки пресной воды. Обнаружив утечку, следует при первой возможности устранить неисправность развальцовкой или глушением трубок.

На судах неограниченного района плавания в системе охлаждения устанавливается два охладителя, каждый из которых обеспечивает отвод тепла при нагрузке ГД 60%, при температуре забортной воды 30 ^оС. Водоохладители оборудуются спускными клапанами (или глухими пробками) в нижне части и воздушными кранами в верхней.

Маслоохладители. На теплоходах в большинстве случаев устанавливают по два маслоохладителя, каждый из которых расчитан на отвод тепла при мощности ГД, составляет 60% от номинальной. Такое резервирование по сравнению с дублированием маслоохладителей, расчитанных на максимальную нагрузку двигателя, позволяет уменьшить габарит массу и стоимость маслоохладителей судно может развивать скорость в пределах 80-85% от номинальной. Установка одного маслоохладителя допускается на теплоходах сравнительно небольшой мощности с ограниченным районом плавания. Суммарная поверхность охлаждения обоих маслоохладителей может составлять около 37 м²на 1000 кВт мощности ГД при охлаждении поршней маслом и до 20 м² на 1000 кВт при охлаждении ГД пресной водой. На турбинных судах устанавливаются, как правило, два маслоохладителя, один из которых является резервным.

Расширительная цистерна. Для создания подпора на всасывающей стороне насосов, удаления воздуха из системы и пополнения утечек, имеющих место в эксплуатации, служит расширительная цистерна.

Цистерна устанавливается выше верхней точки системы охлаждения и соединяется с ней трубопроводами в двух, трех и, иногда, четырех местах. Характерными участками является всасывающий трубопровод у насоса и верхняя полость водоохладителя. На многих двигателях («Зульцер», «Бурмейстер и Вайн» и других) цистерна соединяется трубопроводами с полостями крышек цилиндров, а иногда и с коллектором выходящей охлаждающей воды.

Эксплуатация цистерны сводится к ее очистке, учету количества воды, добавляемой в систему, и наблюдением за чистотой воды. Учет воды необходим для определения количества антикоррозийного материала, введенного в систему, и своевременного обнаружения утечек воды.

Кингстоны – специальные устройства для приема забортной воды (на судах ледового плавания и ледоколах устанавливают ледовые ящики). Их располагают на днище судна и по бортам в машинном отделении ниже ватерлинии. Во избежание проникновения воздуха в трубопроводы и срывов потока воды в них на ходу судна используют донные кингстоны, а на стоянке и в портах для уменьшения попадания грязи – бортовые кингстоны. В корпусе судна вырезается отверстие и в него вставляется решетка для предохранения от попадания крупных посторонних предметов.

Кингстонный ящик служит емкостью, из которой через кингстонный клапан заборная вода поступает к судовым насосам забортной воды. Продувание решетки производится паром или воздухом. Трубопровод служит для выпуска воздуха из кингстонного ящика. Фильтр забортной воды, сдвоенный, устанавливается за кингстоном. Он представляет собой обычную чугунную или стальную коробку цилиндрической формы, в которую вставляется фильтрующий элемент из сетки с ячейками 1 – 1.5 мм.

Трубопроводы и арматура. Для систем охлаждения пресной водой применяются стальные бесшовные трубы, стальная и чугунная арматура, а для систем забортной воды – медные и медно-никелевые трубы, бронзовая и стальная арматура. Соединения трубопроводов и арматуры – фланцевые и штуцерные. В качестве прокладочных материалов применяют пароонит, клингерит, фибру и резину.

Наиболее часто встречающиеся неисправности – свищи в трубах и неплотности клапанов. Свищи устраняются постановкой хомутов и заваркой, а неплотность клапанов – проточкой и притиркой. Прокладки под хомуты изготавливают из резины. Стальные и чугунные клапаны притираются карборундовыми пастами, а бронзовые – стеклянной пудрой или пастой ГОИ. Неплотность клинкетов устраняется шабровкой. Заварка свищей в медных и медно-никелевых трубах осуществляется газовой сваркой с применением медных и медно-никелевых припоев, а стальных труб – электросваркой с применением электродов диаметром 2- 3 мм.

В повседневной эксплуатации ведется наблюдение за состоянием сальниковых клапанов. При необходимости сальниковую набивку добавляют или заменяют полностью.

Контрольно-измерительные приборы. В непосредственной близости от центробежных насосов устанавливаются мановакуумметры на всасывающей стороне и манометры – на нагнетательной. Кроме того, манометры систем охлаждения устанавливаются у постов управления дизелями, а на судах с автоматизированным управлением – в центральной станции управления.

Термометры устанавливаются в характерных точках системы: до и после охладителей, на входе в дизели, на выходе из дизелей и т.п. В системах охлаждения устанавливают так же приборы автоматического регулирования и сигнализации.