Насос охлаждения забортной водой

Система охлаждения забортной воды

Забортная вода в системе охлаждения двигателя играет немаловажную роль. Забортная вода охлаждает в холодильниках цилиндров, поршней, форсунок, пресную воду, которая циркулирует внутри двигателя. Забортная система состоит из: кингстонов, приемных и отливных клапанов, арматуры, фильтров, трубопроводов и насосов забортной воды. Забортной водой охлаждается циркуляционное масло, пресная вода, охлаждения продувочного воздуха при помощи различных теплообменных сепараторов. Два заборных насоса берут воду из кингстона через фильтр. При этом один из насосов находится в работе, а второй в резерве. На линии нагнетания насосов стоят невозвратные клапана, предотвращая этим возврат забортной воды через не работающий насос. С линии нагнетания насосов, забортная вода поступает на холодильник продувочного воздуха. Часть воды с холодильника отбирается на конденсатор опреснительной установки. Остальная вода поступает на холодильник охлаждения циркуляционного масла, цилиндров, поршней и форсунок после этого вода отливается за борт. Также в системе имеется клапан, находящийся на отливной трубе, управляемый автоматическим регулятором с датчиком температуры установленным на входной трубе. Если вода слишком холодная, теплая забортная вода после теплообменника возвращается обратно на всасывание забортного насоса.

1. кингстон забортной воды 7. терморегулирующий клапан

2. опреснительная установка 8. холодильник цилиндров

3. двигатель 9. холодильник масла

4. холодильник продувочного воздуха 10. автоматический регулятор

5. холодильник поршней 11. забортные насосы

6. холодильник форсунок 12. всасывающий фильтр

Пусковая система двигателя

Для того чтобы двигатель начал работать, необходимо осуществить предварительное проворачивание коленчатого вала двигателя до появления в цилиндрах двигателя первых вспышек. Для пуска судового двигателя используется самым главным образом энергия сжатого воздуха. На процесс пуска значительное влияние имеют температурные условия. При низкой температуре двигателя, момент сопротивления сильно возрастает в следствии увеличении вязкости масла. На условия пуска существенное влияние оказывает угол опережения подачи топлива. Поздняя подача, также и ранняя, затрудняет пуск. Пуск сжатым воздухом является основным для всех тихоходных, судовых двигателей.

При пуске сжатый воздух из пусковых баллонов подается непосредственно в цилиндры двигателя в тот момент, когда нормально во время работы двигателя в цилиндре сгорает топливо. Воздух поступает через главный пусковой клапан и пневматические пусковые клапана, расположенные на крышках цилиндров. Пусковой ресивер соединяется с трубопроводом с главным пусковым клапаном, расположенным на двигателе. Далее по трубопроводу воздух подводится к пусковым клапанам, расположенным по цилиндрам. Также главного пускового клапана, управляющий воздух поступает на клапан аварийного запуска, воздухораспределители расположены вокруг распределительного вала. Каждый воздухораспределитель подсоединяется через управляющий трубопровод с пусковыми клапанами на крышках цилиндров. Когда открывается стопорный клапан, на пусковом баллоне в трубопроводе идущему к главному пусковому клапану, появляется давление. В момент запуска двигателя, воздействуя на клапан аварийного пуска, подаем воздух к воздухораспределителям, в результате этого клапана воздухораспределителя прижимаются к кулачковой шайбе обратного профиля. Воздухораспределитель открывает воздух на пусковой клапан цилиндра, который находится в такте рабочего хода, при этом происходит перемещение поршня в нижнюю мертвую точку. Так продолжается до тех пор, пока кулак обратного профиля распределительного вала не поднимет плунжер воздухораспределителя этого цилиндра. После этого воздухораспределитель закрывает подачу воздуха к пусковому клапану и открывает разгрузочное отверстие, через которое воздух сбрасывается в атмосферу и пусковой клапан закрывается. По мере вращения коленчатого вала кулачок распределительного вала воздействует на золотники воздухораспределителей согласно порядку роботы цилиндров и выше описанный процесс повторяется. Также в момент пуска управляющий воздух воздействует на пневматический сервопривод, связанный с топливной рейкой. Для пополнения убыли в пусковых баллонах сжатого воздуха, на время маневров судна, включается в работу вспомогательный воздушный компрессор и пополняет баллоны сжатым воздухом.

Источник

Судовые системы охлаждения

При сгорании топлива в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания лишь 38—42 % получаемой при этом теплоты превращается в полезную работу. Остальная теплота — это неизбежные тепловые потери. Примерно половина потерянного тепла уходит в атмосферу с продуктами сгорания топлива, остальная часть передается деталям, соприкасающимся с горячими газами. Если эти детали не охлаждать, то работа двигателя станет невозможной и он выйдет из строя. Невозможной станет и смазка двигателя, так как смазочное масло будет сгорать. Во избежание этого все детали и узлы двигателя, соприкасающиеся с горячими газами, необходимо охлаждать. Обязательному охлаждению подлежат цилиндры, крышки цилиндров и выпускной коллектор.

Для обеспечения непрерывной подачи воды (пресной или забортной) для охлаждения двигателей, механизмов или аппаратов и предназначена система охлаждения судовой энергетической установки. На судне эта система обеспечивает подачу охлаждающей жидкости не только к главным двигателям, но и к таким механизмам, аппаратам и устройствам, как подшипники валопроводов, холодильники масла, паро- и электрокомпрессоры, конденсатные насосы и др.

Для перемещения охлаждающей воды по трубопроводам к местам охлаждения необходимы насосы. Их включают в общую магистраль, от которой идут отростки, подводящие воду ко всем потребителям.

Системы охлаждения двигателей внутреннего сгорания являются автономными, т. е. предусматривают наличие насосов пресной или забортной воды, которые обслуживают только данный двигатель.

Системы охлаждения двигателей делятся на открытые (одноконтурные) и закрытые (двухконтурные). Открытая система на морских судах почти не применяется. В этой системе охлаждение двигателя производится забортной водой, которая насосом прокачивается по всей системе охлаждения и отводится за борт. Систему открытого типа допустимо применять там, где температура нагрева выходящей из двигателя воды не превышает 55 °С. При большей температуре растворенные в воде соли становятся нерастворимыми и оседают на омываемых водой поверхностях в виде накипи, ухудшая условия теплоотдачи, а также засоряя проточные каналы и полости охлаждения, особенно в литых конструкциях головок и блоков цилиндров двигателей. Это нарушает нормальное протекание рабочего процесса в двигателе и может служить причиной аварии.

На рис. 3.58 изображена схема открытой системы охлаждения двигателя. Забортная вода при открытом кингстоне 10 поступает в теплый ящик забортной воды 9, снабженный фильтром. Кингстон открывается и закрывается рукояткой 5, выведенной на крышку ящика. При открытом приемном клапане 11 вода для охлаждения забирается насосом 12 и по трубе 13 подается к двигателю. Поступившая в полость охлаждения блока цилиндров 1 вода поднимается вверх и перетекает в крышки 2 цилиндров, откуда через патрубок 3 направляется в полость охлаждения выпускного коллектора 6. Из последнего она отводится за борт по трубе 7. Температура охлаждающей воды, прошедшей через каждый цилиндр, контролируется термометром 4 и регулируется клапаном 5 путем пропуска большего или меньшего количества воды, проходящей через него. Давление воды во время работы системы контролируется манометром 14.

В большинстве современных судовых дизелей применяется закрытая система охлаждения. В этой системе для охлаждения работающего двигателя используется пресная вода, непрерывно циркулирующая в замкнутой системе охлаждения, которая состоит из двух контуров: внутреннего и внешнего. Первый служит для охлаждения двигателя, второй — для охлаждения воды, циркулирующей во внутреннем контуре. Для охлаждения пресной воды устанавливают водо-водяной холодильник, через который прокачивается забортная вода.

На рис. 3.59 приведена схема закрытой системы охлаждения двигателя. Циркуляционным насосом 15 пресная вода по внутреннему контуру подается в блок цилиндров 1. Охладив крышку 2 цилиндра двигателя, вода по патрубку 3 поступает в полость охлаждения выпускного коллектора 5, а оттуда в термостат или в терморегулятор 7, который служит для автоматического регулирования температуры воды, прошедшей через двигатель. Если температура этой воды окажется выше требуемого значения, то термостат большую часть воды пропустит в холодильник 11, а меньшую — в трубу 16, Таким образом, в термостате постоянно происходит перераспределение двух потоков воды: подводимой к насосу 15 и вновь направляемой на охлаждение двигателя.

Температура воды контролируется термометром 6. В связи с высокой температурой воды, выходящей из двигателя, в отдельных точках внутренних полостей, заполненных водой, образуется некоторое количество пара. Пар отводится по трубе 4 в расширительный бак 5, являющийся компенсатором объема, в который по трубе 9 вытесняется избыточное количество расширившейся при нагревании воды. Благодаря этому предотвращается нарушение плотности соединений элементов системы.

Забортная вода через кингстон 13 и приемный клапан 14 забирается насосом 12 и прогоняется через холодильник, где охлаждает пресную воду внутреннего контура, после чего отводится за борт по трубе 10. Такая система охлаждения двигателей предохраняет полости охлаждения двигателя от отложения солей и уменьшает вероятность образования коррозии и электрохимической эрозии. Установленный на приемной ветви фильтр забортной воды предохраняет систему от попадания ила и песка.

В двигателях с высокой средней температурой цикла приходится применять охлаждение поршней путем подвода охлаждающей жидкости в их головки. В частности, это можно осуществить с помощью специального телескопического механизма. Как видно на рис. 3.60, охлаждающая жидкость подается в трубу 1 телескопического механизма поршня, далее переходит в подвижную трубу 5, укрепленную в поршне 4, а затем в полость 5 поршня и охлаждает его головку. Отвод жидкости можно произвести с помощью такого же телескопического механизма, расположенного с другой стороны поршня. Имеющийся на телескопической трубе сальник 2 не допускает пропуска охлаждающей жидкости в картер двигателя.

Литература

Судовые системы и трубопроводы — Овчинников И.Н., Овчинников Е.И. [1988]

Источник

Охлаждение двигателя — подача забортной воды

Насосы с гибким импеллером F-серии, обеспечивают эффективное решение большинства задач по перекачке забортной воды. Главное преимущество насоса с гибким импеллером — это способность самовсасывания. Поскольку лопасти импеллера сгибаются и разгибаются, они создают вакуум и затягивают жидкость в насос. Сухой насос может поднять воду на высоту 3 метра. Таким образом насос с гибким импеллером, используемый для охлаждения двигателя, не требует установки ниже ватерлинии или ручной подкачки. Еще одна особенность насосов с гибким импеллером — это то, что они могут пропускать через себя довольно большие твердые частицы, не засоряясь и не повреждаясь. Это исключает потребность в фильтрации поступающей жидкости. Для перекачки забортной или пресной воды используется стандартный долговечный неопреновый импеллер. Главной особенность всех насосов с гибким импеллером это то, что им нельзя работать в сухом режиме более 30 секунд. И импеллер и уплотнения зависят от воды для смазывания и быстро изнашиваются если работают в сухом режиме. Изношенные части легко заменяются, а для всех стандартных моделей имеются ремонтные комплекты.

Различные типы охлаждающих систем

Управление контуром пресной воды

Для циркуляции пресной воды внутреннего, закрытого, контура системы охлаждения, SPX Johnson Pump Marine может предложить различные варианты элекронасосов СМ — и C0- серии (см. страницу 22 для дополнительной информации). Также для этих целей можно использовать насос с гибким импеллером, если он распологается на холодной стороне системы (максимально до 55°C). Также могут использоваться другие типы ременно-приводных центробежных насосов. Замкнутая система передает тепло от двигателя к теплообменнику. Жидкость — вода и антифриз.

Охлаждающая способность

Требуемая производительность охлаждающего насоса – как для забортной воды так и для пресной воды – связана с

• размером двигателя и типом (бензиновый или дизель)
• типом системы охлаждения (размер теплообменника)
• водяного охлаждения машинного масла, реверс- редуктора, выхлопной системы

За дополнительной информацией обращайтесь к местному дилеру, или для информации по косвенному охлаждению системы к вашему поставщику теплообменников.

Крепление насоса

Насосы для охлаждения двигателя, F-серии, представлены различными моделями и размерами, для удовлетворения различных потребностей системы охлаждения. Фланцевые насосы, которые крепятся непосредственно на двигатель и насосы для крепления на шкив коленчатого вала, подходят для широкого спектра двигателей. SPXJohnson Pump Marine Brand – один из основных поставщиков насосного оборудования для крупнейших мировых производителей стационарных судовых двигателей. В сочетании с фланцевым креплением и насосы с ременным приводом, могут использоваться для обеспечения охлаждения с максимальной простотой и гибкостью. Входные и выходные отверстия насоса варьируют от 3/8″ к 2.½».

Насосы с фланцевым креплением

Фланцевые насосы — обычные насосы, которые производятся в больших объемах, разработанные по индивидуальным проектамс фланцевым креплением для использования энергии от двигателя. Могут использоваться различные типы приводов , но главным образом используются шестеренчатые или любые другие типы приводного узла.

Насосы для крепления на шкиве коленчатого вала

Эти насосы разработаны для прямого крепления на шкиве коленчатого вала двигателя. Максимальная частота вращения 5.000 об./мин. Для предотвращения вращения насоса , должен исрользоваться кронштейн соединяющий корпус насоса с подходящей точкой на двигателе.

Насосы с пьедестальным креплением

Управляемые от привода шкива, пьедестальные насосы используется тогда, когда имеется свободный привод от шкива на двигателе. Поставляются два различных типа пьедестальных насосов:

Серия насосов из бронзы в компактном исполнении.
Идеальны как насосы для охлаждения морских двигателей.
Выпускаются с размерами от 3/8″ до 1.½», все с постоянно
смазываемыми двумя шарикоподшипниками
и механическим уплотнением.

FB-3000

Линейка пьедестальных насосов для сверхтяжелых условий эксплуатации, превосходно подходят для охлаждения на коммерческих судах. Особенностью констукции является является подшипники изолированный корпус для двух постоянно смазываемых шарикоподшипников, механическим уплотнением для меньшего изнашивания и более продолжительной службы. Смачиваемые части такие как пластина компенсирующая износ, торцевая крышка легко заменимы.

Вакуумный клапан — антисифон

Вакуумный клапан — дешевая страховка от попадания воды в двигатель с последующим -дорогим ремономт. Температура окружающей среды не должна превышать 60 ºC. Клапан открывается при давлении эквивалентентном 3-5 см водяного столба.Используемые материалы, устойчивы к морской и пресной воде, и к гликолевой смесям в соответствующих концентрациях. Избегайте попадания на клапан нефтепродуктов и смазочных материалов. Если контакт с такими веществами все же был, а почистите клапан или замените его.

Источник