Судовые установки (стр. 2 из 6)

Утилизационный котел (расположен над газоотводом ГТД) — водотрубный с многократной принудительной циркуляцией, в сечении имеет прямоугольную форму. Котел состоит из экономайзера, испарителя и пароперегревателя, между которыми предусмотрены пазухи для размещения опорных балок крепления трубных пакетов, осмотра и ремонта поверхности горения. Котел включает в себя также сепаратор пара, служащий для отделения пара от пароводяной смеси, поступающей из испарителя котла.

Рис. 3. Тепловая схема ГТУ с ТУК газотурбохода «Капитан Смирнов» (одного борта)

Паровая турбина состоит из регулировочной ступени в виде двухвенечного колеса и семи ступеней давления. Ее сварнолитой корпус изготавливается с корпусами (стульями) подшипников. На верхней крышке крепится паровпускной быстрозапорный клапан, а на выпускном патрубке — дроссельно-увлажнительная установка.

Ротор паровой турбины составной — с насадными дисками. Упорный гребень выполнен заодно с валом. Турбина имеет два опорных и один упорный подшипники. Опорные подшипники имеют стальные вкладыши, залитые баббитом. Упорный подшипник двусторонний с самоустанавливающими упорными сегментами.

Конденсатор двухпроточный, он одновременно является рамой, на которой располагаются турбина и вспомогательное оборудование. Редуктор позволяет подключить и отключить паровую турбину при работающем и остановленном ГТД, обеспечивает проворачивание валопровода при неработающих ГТД и паровой турбине и стопорение валопровода.

В правой части рис. 3 представлен теплоутилизирующий контур одного борта установки. Питательная вода из теплого ящика 15 электропитательным насосом 14 подается через двухимпульсный регулятор 12 питания в сепаратор 11 питания. Из него насос 13 многократной циркуляции подает воду в экономайзер 8. Из него вода по опускным трубам идет в испаритель 9. Затем пароводяная смесь поступает в сепаратор. Из него влажный пар направляется в пароперегреватель 10 и далее (уже перегретый пар) через главный стопорный клапан 19 - к быстрозапорному клапану 20 паровой турбины. Схемой ТУК предусматривается отбор 6000 кг/ч перегретого пара из главного паропровода на турбогенератор мощностью 1000 кВт и 2000 кг/ч насыщенного пара из сепаратора на общесудовые нужды.

Главный стопорный клапан открывается автоматически при давлении пара 0,4 МПа. При достижении давления в конденсаторе 5—6 КПа открывается быстрозапорный клапан в положение холостого хода, и паровая турбина начинает набирать частоту вращения. Как только паровая турбина сравняется по частоте вращения с турбиной винта, происходят синхронизация и подключение паровой турбины к редуктору. Избыток пара при этом стравливается через редукционное охладительное устройство 22 и дроссельно-увлажнительное устройство 23 в выпускной патрубок турбины на конденсатор 18. Оттуда электрокон-денсатный насос 17 возвращает конденсат в теплый ящик через регулятор уровня конденсата 16. После прогрева паровой турбины на режиме холостого хода в течение 12—15 мин БЗК открывается полностью, и паровая турбина начинает работать в режиме полной мощности.

Газотурбинная установка может устойчиво эксплуатироваться как при работе с ТУК, так и без него. Включение ТУК происходит при подаче питательной воды в котел и может производиться при любом режиме работы ГТД (горячий пуск) и при неработающем ГТД (холодный пуск). Пуск ТУК и управление им осуществляются с центрального поста'управления. Отбор пара на турбогенератор производится вручную.

В установке предусмотрена возможность работы перекрестным путем. В этом случае работает газовая турбина с ТУК одного борта, пар подается на паровую турбину другого борта. При этом газовая турбина этого борта не работает (снимают рессору от ТВ к редуктору), при такой работе подача топлива уменьшается почти в 2 раза (при скорости судна примерно 20 уз).

Ресурс всего агрегата составляет 100 000 ч (примерно 25 лет). В то же время ресурс ГТД до заводского ремонта составляет 25 000 ч. После заводского ремонта ресурс ГТД восстанавливается. Технический ресурс ГТД (до замены) равен 50 000 ч (приблизительно 12,5 года). При наличии запасного ГТД на судне (или обменного фонда ГТД| его замена может быть проведена силами судового экипажа в течение двух суток, т. е. во время погрузочно-разгрузочных работ в порту. Лю-бой из навешенных на ГТД агрегатов может быть заменен в течение 1-2 ч.

Газотурбинный двигатель (рис. 4) изготавливается в морском (корабельном) исполнении. Он состоит из осевых расположенных последовательно компрессоров — семиступенчатого КНД 1 и девятиступенчатого КВД 2 трубчато-кольцевой камеры сгорания 3, в корпусе: которой находятся десять жаровых труб 4 с форсунками и из распо-ложенных последовательно двухступенчатых ТВД 5 и ТНД 6 и четырех-ступенчатой ТВ 7. Корпуса компрессоров, камеры сгорания и трубки соединяются между собой последовательно вертикальными фланцами и образуют единый корпус.

Рис. 4. ГТУ М-25 со схематическим разрезом ГТД

Вопрос 3. Как производится подготовка к работе и пуск двигателя (ДВС)

Ответ

Пуск, равно как и маневрирование, сопряженное с остановками, реверсированием и сменой нагрузок, относится к числу неустановившихся режимов. Эти режимы являются наиболее напряженными, на них приходится наибольшее число аварийных повреждений двигателей.

Напряженность переходных режимов определяемся тем, что в процессе смены режима (нагрузки и частоты вращения) происходят резкие изменения рабочего процесса, меняются условия нагрева и охлаждения цилиндров и поршней.

Величины напряжений, возникающих в деталях цилиндро-поршневой группы и кривошйпно-шатунного механизма, растут с увеличением скорости смены режима и становятся наибольшими при пуске холодного двигателя, резком выведении его на полную нагрузку и при внезапной остановке с полного хода.

В этих условиях элементы конструкции двигателей подвергаются деформации и интенсивным износам, меняются зазоры и натяги в сопряжениях. В деталях, испытывающих действие высоких температур, благодаря смене режимов развиваются термоусталостные явления, с течением времени приводящие к образованию трещин.

При пуске холодного двигателя в цилиндрах создаются неблагоприятные условия для самовоспламенения топлива. Сгорание его сопровождается возникновением чрезмерно высоких давлений и большой скоростью нарастания давления во времени.

Детали цилиндропоршневой группы двигателей — поршень, крышка и втулка цилиндра — в период переходных режимов испытывают высокие тепловые нагрузки, под влиянием которых в них возникают термические напряжения, деформация, а в отдельных случаях, при значительных перегрузках и частых сменах режимов, происходят термоусталостные разрушения.

Температурные условия переходных процессов,, определяющие величину термических напряжений, характеризуются максимальным и минимальным уровнями изменения температуры детали, величиной и характером перепада температур по толщине (температурного градиента), зависящего, в свою очередь, от темпа изменения температур на внутренней и наружной поверхностях.

При пуске и в следующий за ним период разгона и прогрева двигателя происходит интенсивное повышение температуры его деталей, и в первую очередь деталей цилиндров поршневой группы, повышение температуры и снижение вязкости смазочного масла, возрастание температуры охлаждающей воды и изменение зазоров между сопрягаемыми поверхностями. Неравномерность прогрева деталей цилиндропоршневой группы, вызванная наличием на пути потоков тепла термических сопротивлений, обусловливает появление в них высоких температурных градиентов. В поршне в первую очередь прогревается головка, тронк же разогревается вяло, накапливая тепло главным образом в процессе теплопроводности. Поэтому колебания температуры тронка, как и нижней части втулки рабочего цилиндра, с изменением режима работы двигателя, как правило, мало заметны. Независимо от размеров и быстроходности двигателя наиболее интенсивный рост температуры деталей цилиндропоршневой группы отмечается в начальный период их прогрева, особенно в течение 40—60 с после первой вспышки в цилиндре.

Вопрос 4. Перечислите системы, которые обслуживают главный двигатель, объясните их работу и требования к маслянным системам.

Ответ

К системам обслуживающим ГД судна относятся: Система подачи воздуха, система выпускных газов, топливная система, масляная система, система охлаждения, система пуска, реверса и управления.

СИСТЕМА ПОДАЧИ ВОЗДУХА В ЦИЛИНДРЫ

Впускнойтрубопровод, илиресивер, служитдляподводавоздуха вцилиндрыдвигателя. Вчетырехтактныхдвигателяхбезнаддува воздухзасасываетсявресиверизмашинногоотделенияилиможет приниматьсяспалубыпоспециальномутрубопроводу. Вдвигателях снаддувомивдвухтактныхдвигателяхвоздухнагнетаетсявцилиндрывоздухонагнетателями. Дляуменьшенияколебанийдавленияобъемресивераделаютдостаточнобольшим, проходноесечение должнообеспечитьскоростьвоздуханеболее 20 м/с. Внутриресивера вдвигателяхснаддувомустанавливаютвоздухоохладители.

Дляизмерениядавлениявоздуха, поступающеговцилиндр, на ресивереустанавливаютманометры, адляизмерениятемпературы— термометры. Изсистемысмазкинагнетателейвресивервместесвоздухоммогутпопадатьпарымасла. Чтобыснизитьдавлениегазов привзрывепаровмасла, ресиверснабжаютпредохранительными автоматическимиклапанами. Горловины, закрытыекрышками, служатдляочисткиресивера. Ресиверизготовляютизлистовойстали. Дляуменьшенияшумавмашинномотделенииресиверснаружи обшиваютасбестомипокрываютстальнымкожухом.