8. Характеристики гребного винта. Относительная поступь гребного винта. 33
 Скачать 3.6 Mb.
|
3. Состав, назначение систем охлаждения, разновидности, охлаждающая среда. Основные требования к системам охлаждения.Основное назначение таких систем состоит в отводе теплоты от различного рода механизмов, устройств и рабочих сред в теплообменных аппаратах. В этих системах в качестве охлаждающей среды могут быть использованы: - вода (забортная и пресная); - масло; - топливо; - воздух. Однако в судовой практике наибольшее распространение получила система водяного охлаждения. Например, с использованием забортной воды производится охлаждение следующих элементов СЭУ: - главные и вспомогательные конденсаторы паровых турбин (ПТУ); - холодильники пресной воды дизелей (ДЭУ); - газотурбинные двигатели (ГТУ); - маслоохладители циркуляционных систем смазки (редукторы, компрессоры, подшипники валопроводов и т.п.). В элементах (в зависимости от типа СЭУ) отводится различное количество теплоты. Например, в ДЭУ с маслооборотными двигателями потери тепловой энергии составляют в пределах 22 – 24%, а в главных конденсаторах ПТУ, соответственно, 55 – 65% от теплоты, выделяющейся от сгорания топлива. Системы охлаждения применительно к главным двигателям ДЭУ подразделяются на два типа: - открытые (одноконтурные); - закрытые (двухконтурные). Одноконтурный вариант может быть использован в двух случаях, а именно, для охлаждения продувочного воздуха системы наддува и охлаждения масляных холодильников двигателей внутреннего сгорания. На современных судах преимущественно используется двухконтурный вариант, например, для охлаждения дизелей. Их зарубашечное пространство охлаждается контуром пресной воды. Поршни (в зависимости от типа двигателя) могут охлаждаться маслом (или водой). При этом водяная система охлаждения поршней должна быть автономной. Применительно к форсункам двигателей внутреннего сгорания в качестве охлаждающей среды могут быть использованы вода, дизельное топливо (или масло). В системе охлаждения главных двигателей ДЭУ должны быть предусмотрены подогреватели. Однако возможен вариант подогрева и от системы охлаждения вспомогательных двигателей. Одним из требований, предъявляемым к системам охлаждения, является оборудование их автоматическим регулятором температуры и приборами аварийно-предупредительной сигнализации и защиты. На современных судах в конструктивном отношении преимущественно используется смешанная (одноконтурно-двухконтурная) система охлаждения. При таком варианте забортной воды охлаждаются: - масло и продувочный воздух (главных и вспомогательных двигателей); - конденсаторы вспомогательных паровых турбин; - опреснительная установка; - установка кондиционирования воздуха. Применительно к главному двигателю ДЭУ, в частности, его зарубашечному пространству охлаждение осуществляется по 2-х контурной схеме (в первом контуре используется пресная вода, а во втором – забортная). Основное требование, предъявляемое к системе охлаждения забортной водой, состоит в обеспечении потребителей необходимым количеством охлаждающей среды при требуемом (по условиям эксплуатации) давлении. При плавании судна в устьях рек, на мелководье и в тропических морях в процессе эксплуатации элементы (фильтры, холодильники) системы охлаждения, в частности, их проточная часть забивается илом, песком, посторонними предметами, а также подвергается обрастанию микроорганизмами и ракушками. Критерием оценки степени засорения системы может служить величина вакуума на всасывании насосов забортной воды, а также высокая температура охлаждаемых сред. Для борьбы с указанными обрастаниями могут быть использованы: - механическая очистка; - биологические средства; - катодная электрическая защита; - тепловая защита. Для защиты системы забортной воды от различного рода обрастателей и электро-химической коррозии могут быть использованы цинковые протекторы. Применительно к системам охлаждения пресной водой предъявляются следующие требования: - поддержание температуры в соответствии с требованиями инструкции по эксплуатации; - исключение резких изменений температуры во время эксплуатации ; - поддержание рекомендуемого водного режима при работе системы. Важным моментом при эксплуатации системы охлаждения является выполнение требований, предусмотренных инструкцией, в частности, относящихся к качеству воды, заполняемой систему охлаждения, и поддержанию параметров водного режима. С целью предотвращения накипеобразования жесткость воды не должна превышать 6 – 9о dH (2-3 мг –экв/л) при водородном показателе в пределах рН = 5 – 8 (при t = 20 оС). При этом наличие хлоридов должно быть менее 50, сульфатов, соответственно, 100 и селикатов - 150 мг/литр. Для предотвращения развития коррозионных процессов, происходящих в материале элементов систем охлаждения, может быть использован способ добавления в воду ингибиторов. Такие химические препараты позволяют смягчить циркулирующую воду, предотвратить накипеобразование и образовать на поверхности элементов проточной части защитную антикоррозионную пленку. Особый практический интерес представляют ингибиторы, основанные на нитритно-баратной базе. Такие препараты рекомендуется добавлять в охлаждающую воду в такой пропорции: от 2,5 до 3,2 кг на 1 тонну воды. Для оценки энергетических характеристик элементов системы охлаждения используется основной исходный параметр – это количество тепла, отводимое от обслуживаемого объекта в процессе его работы, например, главного двигателя ДЭУ. Применительно к этому элементу (в частности, его зарубашечному пространству) для определения такого количества тепла может быть использована формула: Qтпотв = Kт ве Nе Qрн, где Kт - доля тепла сгоревшего топлива, которое отводится с водой в процессе охлаждения цилиндра двигателя (для МОД Kт = 0,11 – 0,15; СОД Kт = 0,17 – 0,25); ве – удельный расход топлива; Nе – эффективная мощность двигателя; Qрн – теплотворная способность топлива. С учетом исходного параметра и (в соответствии с этим) определенных значений количества теплоты, отводимой в теплообменных аппаратах (например, холодильниках пресной воды, масла, продувочного воздуха), производится расчет производительности охлаждающего насоса забортной воды в соответствии с выражением: WЗБВ = Аз (Qотвтп + Qтр + Qохл + Qпр )/Сзв t1 зв, где Аз – коэффициент запаса производительности насоса (Аз = 1,2 – 1,4); Qтр – количество отводимого маслом тепла от трущихся деталей двигателя; Qохл – количество отводимого тепла от головок поршней; Qпр – количество тепла, отводимое в холодильнике продувочного воздуха; Сзв – теплоемкость забортной воды; tзв – температурный перепад забортной воды в холодильниках (tзв 10 оС); зв - удельный вес забортной воды. Для определения производительности насоса охлаждения пресной воды можно воспользоваться формулой: Wпрв = Аз Qотвтп /Спв tпв пв, где Аз – коэффициент запаса производительности насоса (Аз = 1,15 – 1,20); Спв – теплоемкость пресной воды; tпв – температурный перепад воды на холодильнике (tпв = 8 – 12 оС). |