Проектування енергетичної установки судна

перевіряється система змащування;

відкриваються клапана на нагнітальному і всасуючому трубопроводах;

пускається двигун;

4 перевіряється дія системи змащування.

6.5 Обґрунтування зміни аксіально-поршневого насоса типу НК перемінної подачі на пластинчатий насос постійної подачі

Час маневрування морських суден при більших кутах відхилення керма становить невеликий відсоток або навіть частку відсотка ходового часу.

Від РМ потрібна безвідмовна, надійна робота при повних навантаженнях, але найбільш характерним режимом є робота КМ на прямих курсах при малих кутах відхилення керма. Тому доцільно ставити машини з насосами постійної подачі, тому що їх можливості при роботі на малих кутах перекладки керма краще.

При перекладці керма на малі кути, припустимо, що тиск не впливає на величину витоків у системі, тобто на подачу насоса. При нульовому ексцентриситеті подача насоса дорівнює нулю. Для пуску машини створенням ексцентриситету включається подача насоса, а не сам насос. У зв'язку з тим, що ексцентриситет можна задати довільно й швидко, розглянемо випадок, коли завдання здійснюється практично миттєво, що для ГКМ із насосами постійної подачі таке положення відповідає дійсності, тому що насос включається на таку подачу миттєво. Після завдання, при нерухливому штурвалі, зворотні зв'язки машини здійснюють поступове відпрацьовування, зменшуючи ексцентриситет насоса й подачу до нуля, а у машин з насосом постійної подачі відпрацьовування, до самого останнього моменту не зменшує подачі насоса.

Аналіз результатів - спостережень показує, що час відпрацьовування заданого малого кута для машини з насосами змінної подачі в 2 - 2,6 рази більше, ніж для машин з насосами постійної подачі. Крім того, точність відпрацьовування заданого кута у машин з насосами постійної подачі у кілька разів вище. Миттєве підключення насоса постійної подачі і його миттєве вимикання, дозволяє кермовій машині працювати зі значно більшим ККД, ніж при поступовому розвитку або поступовому вимиканні подачі. Все це приводить до зменшення часу маневру, а отже судно стає більш стійким на курсі, що значно скорочує загальну рейсову витрату палива.

А на практиці постійно йде вдосконалювання суднових ГКМ у напрямку спрощення конструкції, зниження маси й габаритних розмірів, підвищення ККД, надійності й безвідмовності в роботі, а також важливий аспект - це економія палива.

6.6 Опис і розрахунок пластинчатого насосу

Конструктивна схема насоса й принцип його дії представлений на малюнку 6.3 і на 7 кресленні графічної частини проекту. Насос подвійної дії скла дається із чавунного корпуса, кришки й статорного сталевого кільця 3. Сталевий ротор 1 має дванадцять пазів, у яких розміщенні лопати 2 з високоякісної сталі. Ротор 1 через шлицеве з'єднання пов'язаний з валом. При обертанні ротора 1, лопати 2 вільно висуваються, переміщуючись у його пазах і сковзають на профільованій поверхні статорного кільця 3. До торцевих поверхонь статорного кільця й ротора притиснуті розподільні диски 4 у яких є по два вікна для усмоктування й нагнітання. Щільність прилягання пластин до поверхні сталевого кільця забезпечується відцентровою силою й тиском масла у середині паза, що підводить із порожнини нагнітання.

При обертанні ротора, пластини відповідно до профілю статорного кільця висуваються проти вікна. Так здійснюється усмоктування. Проти вікна вони йдуть усередину ротора, робочий обсяг зменшується й виробляється нагнітання. За один оборот насоса цикл повторюється двічі. Ущільнення між кришкою, корпусом і статорним кільцем здійснюється гумовим кільцем. Для усунення витоків у фланці встановлена манжета з мастило стійкої гуми. Диск 4 виконаний плаваючою. Він притискається пружинами 6, забезпечуючи безпечний пуск насоса. Під час роботи насоса диск притискається повним тиском нагнітання, зменшуючи до мінімуму перетікання рідини.

Переваги насосу постійної дії

1 Кут перекладання керма у рульової машини з насосом постійної продуктивності буде менший, ніж у еквівалентної по потужності машини з насосом змінної продуктивності для досягнення однакових результатів при управлінні судами на прямих курсах.

2 Машина з насосом змінної продуктивності, здійснюючи перекладання керма на кути б_п.к(2) > б _п.к(1) при меншій використовуваній продуктивності насоса, виконує значно велику роботу при нижчому, п. д., чим машина з насосом постійної продуктивності. Це пов'язано з великою витратою енергії і палива на рульове управління для другого судна, обладнаного рульовою машиною з насосом змінної продуктивності.

3 У зв'язку з повільнішим розвитком кута б _пк(2) можна чекати, що рульова машина другого судна на початку маневру гірше стримуватиме судно, що йде з курсу під дією зовнішніх причин, і на значній ділянці шляху траєкторія другого судна може виявитися зовнішньою при більшому відхиленні судна від курсу.

4 При великих кутах відхилення керма для другого судна гальмування, пульсація його швидкості, погіршення умов роботи гребного гвинта, витрата палива, викликані перекладаннями керма, будуть більшими, ніж для першого.

На прямих курсах при постійній потужності N_c силової установки буде падіння швидкості судна і необхідне збільшення потужності N_c для збереження швидкості постійної залежно від кута відхилення керма б. За цими даними падіння швидкості вельми помітно навіть при малих кутах відхилення керма і до 8-10° приблизно пропорційно величині кута.

Для першого прикладу, якщо прийняти б _п.к(2) 6° і б _п.к{1, величина швидкості для другого судна впаде на -1,1% (рульова машина з насосом змінної продуктивності) для першого - на ~ 0,6% (рульова машина з насосом постійної продуктивності) при незмінній потужності силової установки. При збереженні швидкості на колишньому рівні для другого судна потужність І витрата палива буде короткочасна при найбільших зростати до ~ 103,8%, для першого - до - 101,8%. Дані приведеного прикладу типові для крупних морських транспортних суден.

При розгляді справжніх висновків може виникнути питання, а чи слід обмежувати умови маневрування другого судна, якщо це не пов'язано із зовнішньою обстановкою, тим же часом, що і для першого. Якщо розтягнути час маневру другого судна, то можна значно зменшити кут відхилення керма. Але не слід забувати, що така ж можливість зберігається і для першого судна, використання якої приведе до початкових умов і вищевикладених висновків. Можливостями для скорочення часу маневру рульова машина другого судна, обладнана насосом змінної продуктивності, в порівнянні з машиною першого судна не володіє.

Застосування авторульових для першого і другого суден при однаковій чутливості (чутливість - кут відхилення судна від курсу, при якому починає працювати авторульовою) не вносить принципових змін в передбачувану картину поведінки судів на прямих курсах.

Слід вважати, що у всіх випадках, при роботі на малих рогах, рульові машини з насосами постійної продуктивності володітимуть більшими можливостями, ніж рульові машини з насосами змінної продуктивності.

Розрахунок пластинчатого насоса постійної подачі для штатної рульової машини

1 Обсяг рідини, переданий при перекладці керма на кут від 35° до 30° протилежного борта

2 Подача насоса

Розрахунок насоса

Вхідні данні для розрахунку

подача насоса

Q = 12 м³ /годину;

частота обертання

п = 1450 хвилин^-1;

номінальний тиск нагнітання

Р _н = 12,5 МПа.

об'ємний ККД насоса

з ₀ = 0,88.

теоретична подача

6.7 Вимоги СОЛАС і Регістра до рульових машин. Технічне використання й обслуговування РМ

Протягом 12 ч до виходу судна з порту кермова машина повинна бути підготовлена до дії, перевірена в роботі й випробувана відповідно до вимог СОЛАС 131. При цьому варто керуватися фірмовими інструкціями для експлуатації й діючими керівними технічними матеріалами. Перевірку й випробування виконують особи командного состава, зайняті експлуатацією й (або) обслуговуванням ГРМ (ЕГРМ).

При підготовці до дії, перевірках і випробуваннях кермових машин варто звертати особливу увагу на наступне: легкість переміщень золотників і відсутність їхніх заїдань, перекосів і більших люфтів у з'єднаннях з керуючими валиками; стан поверхонь золотників і їхніх ущільнень; легкість провертання вручну валів насосів регульованої подачі при їхньому нульовому ексцентриситеті; спрацьовування стопорних храповиків або гідро замків, рівні робочої рідини в розширювальних баках; положення запірних клапанів. Не повинне бути нехарактерних шумів і стукотів, зовнішніх витоків робочої рідини, стрибків і затримок рулячи при його перекладках, а також автоколебаний (незатухаючих періодичних рухів) керуючих валиків приладів ІМ, золотників гідропідсилювачів (або важільних механізмів керування насосами), що сковзають блоків радіально-поршневих насосів (або колисок аксиально-поршневых насосів) і руля.

Кермові машини повинні бути добре відрегульовані. Показниками якості регулювання є: найбільша точність установки руля в задане положення, обумовлена різницею заданого (на пості керування) і фактичного (по шкалі кермового привода) кутів перекладки (досяжна точність ±0,5° при кутах перекладки руля ±10°); мінімальну неузгодженість нульових положень насосів (не більше 0,5° зміни положення руля при перемиканні діючих насосів); обмежений (не більше 10% номінального переміщення) люфт на керуючому органі головного насоса; невелика загальна зона нечутливості системи керування (визначається шляхом плавного повороту штурвала до моменту страгіванія руля в тім або іншому напрямку); мінімальна швидкість сповзання руля в режимі керування «Простий»; відсутність автоколебаний.

Під час ходу судна вахтовий механік, приймаючи вахту, зобов'язаний оглянути румпельне приміщення й кермову машину, а вахтовий моторист (машиніст) повинен оглядати їх два рази за вахту. При цьому варто звертати увагу на наступне: наявність мастильного масла на тертьових деталях, у прес-маслянках і оглядових стеклах редукторів; стан регулюючих і стопорних пристроїв (не повинно бути стукотів і перегріву підшипників); відповідність покажчиків положенню руля; температуру (повинна бути не нижче 5°С у зимовий час) і відносну вологість румпельного приміщення (не повинна перевищувати 85% для запобігання різкого зменшення опору ізоляції електроустаткування).

Особливу увагу варто обертати на рівні робочої рідини й розширювальних баків, показання манометрів гідравлічних контурів (силового й керування), плавність перекладок руля (без затримок і стрибків); не повинно бути перегріву робочої рідини й зовнішніх витоків, нехарактерних шумів і стукотів у насосах і механічних з'єднаннях кермового привода, а також автоколебаний деталей і вузлів ГРМ (ЕГРМ).

При виявленні істотних відхилень від спецификаційних параметрів і показників роботи кермової машини вахтовий механік зобов'язаний організувати постійне спостереження за її роботою, доповісти про цьому старшому (головному) механікові й зробити в машинному журналі відповідний запис.

Протягом вахти механік повинен періодично контролювати справність дії кермової машини за показниками наявних на пульті керування приладів і сигналізаторів.

Перед підходом до районів, плавання в які вимагає особливої обережності (протоках, каналах, шлюзах, у льодовій обстановці, стиснутих акваторіях), повинна бути перевірена справність дії систем дистанційного керування кермовою машиною на ручних режимах роботи (наприклад, «Следящий» і «Простий»), У цих районах повинні бути наведені в дію два насоси, якщо вони можуть надійно працювати одночасно.

У випадку відмови одного з насосів кермової машини перехід на іншій виконує вахтовий помічник капітана на наявних постах керування, а вахтовий механік зобов'язаний при цьому прийняти негайні й ефективні заходи по з'ясуванню й усуненню причин відмови, доповівши про те, що трапилося, старшому (головному) механікові.

Переходи з роботи одного насоса на іншій у звичайних умовах повинні виконуватися після попередження об цьому вахтового механіка, що зобов'язаний контролювати при цьому справність дії кермової машини за показниками наявних на пульті керування приладів і сигналізаторів.

У випадку відмови всіх систем дистанційного керування здійснюється перехід на керування «Місцевий» (у румпельному приміщенні).

Після закінчення швартовних операцій і зняття готовності, кермову машину треба зупинити й оглянути, звернувши особливу увагу на відсутність перегріву й зовнішніх витоків робочої рідини, нормальні рівні у видаткових баках і нейтральні (середні) положення керуючих органів системи керування й насосів. Перо руля повинне бути встановлене в діаметральній площині. При експлуатації ЕГРМ, якій властиве «сповзання» керма в режимі керування «Простий», варто встановити на пості керування режим «Следящий».

У процесі технічного обслуговування пристроїв, що підрулюють, як і інших машин і механізмів, необхідно керуватися фірмовою інструкцією. Звичайно виконують наступні роботи.

У ході щоденного огляду перевіряють герметичність з'єднань трубопроводів і рівні масла в баках. При огляді через 50 ч роботи беруть пробу масла на обводненність.

У щомісячний огляд входить перевірка роботи ПУ протягом 10 хв. на різних режимах, всіх робітників параметрів електродвигунів і насоса, а також видів керування, блокувань і сигналізаторів. Щорічно додатково перевіряють якість масла, що при необхідності заміняють, контрольно-вимірювальні прилади й регулювання запобіжного клапана, промивають фільтри.

Кожні 5 років експлуатації заміняють гумовотехнічні вироби. Строк їхньої служби 7 років, з них 2 роки доводяться на зберігання й 5 - на період експлуатації. При зберіганні понад двох років, строк експлуатації скорочується.

У процесі експлуатації ПУ можливі наступні типові несправності.

При завданні нульового положення лопати встановлюються з великою помилкою. Таку несправність усувають регулюванням механізму зворотного зв'язку за допомогою з'єднань. При завданні певного кута лопати можуть продовжувати повертатися до граничного кута. Це відбувається у випадку обриву важелів у зворотному зв'язку DEFGHBC.

Під час включення ПУ лопати гвинта можуть не повертатися. При цьому необхідно перевірити роботу елементів блокування. Можливі також обриви в електричній системі керування.

Уповільнена швидкість повороту лопат зв'язана, як правило, з витоками робочої рідини в системі через зношування ущільнень. Заміна їх можлива тільки в доці.

Лопати можуть не повертатися на повний кут внаслідок порушення регулювання запобіжного клапана. Можливе заїдання золотника у крайніх положеннях, а також значне зношування насоса. При наявності в системі гідрозамків їхнє зношування може викликати аналогічну несправність.

Багато несправностей пов'язані із забрудненням робочої рідини або її обводнюванням. Необхідний періодичний контроль над станом рідини й чистотою фільтрів.

Висновки

У даному дипломному проекті розглядається проектування енергетичної установки універсального судна водотоннажністю 22000 тон. Був зроблений розрахунок ходових характеристик судна і на їхній підставі був обраний головний двигун фірми MAN B&W марки 7S50MC (7ДКРН50/91). По головному двигуну, був зроблений тепловий розрахунок, а також його опис.

Виконано розрахунок допоміжних механізмів і систем, вибір елементів систем і механізмів, згідно правил Регістра і на його підставі була визначена потужність суднової електростанції і її первинних двигунів, а також аварійного дизель-генератора.

Перелік джерел

Акимов ПЛ. Судовые силовые установки. - М: Транспорт, 1972. - 375 с.

Ваншейдт В.А. Судовые двигатели внутреннего сгорания. - Л.: Судостроение, 1977. - 392 с.

Волошин В.П., Охрана морской среды: Учебное пособие - Л.: Судостроение, 1987. - 208 с.

Завиша В.В., Декин Б.Г. Судовые вспомогательные механизмы и системы. - М: Транспорт, 1984. - 360 с.

Иванов Б.Н. Охрана труда на морском транспорте - М.: Транспорт, 1989. -287 с.

Котелко В.Ю., Эксплуатационные режимы СЭУ: Учебное пособие - Одесса: ОГМА, 1992. - 76 с.

Международная Конвенция СОЛАС - 74, консолидированный текст Ж:

ИМО. - С-Петербург: ЦНИИМФ, 1993. - 760 с.

Писклов В.Т. Исследование режимов работы судовых рулевых машин в условиях морского волнения: Афтограф. - дис. конд. техн. наук. - Одесса:

ОВИМУ, 1980. - 24 с.

Позолотин А.А., Торский В.Г. МАРПОЛ: Практическое пособие / Ассоциация морских капитанов Одессы; Российский морской Регистр судоходства. - Одесса: ИКЦ ОГМА, 1999 - 259 с.

10 Позолотин Л.А., Торский В.Г. МКУБ в вопросах и ответах / Ассоциация морских капитанов Одессы; Российский морской Регистр судоходства. - Одесса: ИКЦ ОГМА, 1997. - 45 с.

11 Позолотин Л.А., Торский В.Г. Конвенция ПДМНВ 78/95 (STCW code 95): обзор основных изменений / Ассоциация морских капитанов Одессы; - Одесса: ИКЦ ОГМА, 1998. - 37 с.

Правила классификации и постройки морских судов: Морской Регистр судоходства. - С-Петербург, Транспорт,: 1995. - 560 с.

ПТБ на судах морского флота. - М.: «Мортехинформреклама», 1985. - 91 с.

Самсонов В.И., Худов М.И. Двигатели внутреннего сгорания морских судов. - М.: Транспорт, 1990. - 367 с.

Харин В.М. и др. Судовые вспомогательные механизмы и системы. - М.: Транспорт, 1992. - 319 с.

Харин В.М. Судовые машины судов промыслового флота. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. - 184 с.

Размещено на Allbest.ru