Топливо и топливные системы судовых дизелей. Часть 6


Warning: Use of undefined constant nw_noteworthyLink - assumed 'nw_noteworthyLink' (this will throw an Error in a future version of PHP) in /var/www/1gsites/www/wp-content/themes/black-minimalism-10/theloop.php on line 102

Warning: Use of undefined constant template_directory - assumed 'template_directory' (this will throw an Error in a future version of PHP) in /var/www/1gsites/www/wp-content/themes/black-minimalism-10/theloop.php on line 104

Новые испытания были проведены совместно с фирмой Mitsui, ее дочерней компанией BWSC и JNTEVEP, S А (Исследовательский и технологический нефтяной центр в Венесуэле). Эти испытания проводились на одном цилиндре двигателя 4Т50МХ с измененной оримульсией, которая подобно тяжелому топливу, эмульгированному водой, может подогреваться до температуры 180°С, обеспечивающей нормальную вязкость топлива перед ТНВД.
Оптимизированные характеристики и расход топлива очень похожи на таковые при работе дизеля на тяжелом топливе. Однако ключевой проблемой является влияние оримульсии на чрезмерный износ цилиндровой втулки и поршневых колец, а также повышенная дымность выхлопа.
Хотя на первый взгляд эти дешевые топлива выглядят очень привлекательно, но для их широкого использования необходимо специальное оборудование для подготовки оримульсии перед подачей к дизелю.
Оримульсия испытывалась также фирмой Wartsila на среднеоборотном двигателе W6L46 размерностью 46/58 с номинальной частотой вращения 500 мин1.
В системе тошшвоподготовки был установлен электростатический фильтр, и на дизеле были установлены специальной конструкции ТНВД и форсунки, при этом установлено, что характеристики двигателя практически не изменились, но снизился удельный расход топлива, отмечаются также проблемы с износами цилиндровой втулки и колец (см. рис. 1.26).
Подготовка и подача газообразного топлива
Огромные запасы природного газа в мире выдвигают проблему возможности использования его в качестве топлива в транспортных установках ДВС, в том числе в судовых установках. Опыт эксплуатации показывает, что при работе на природном газе срок службы двигателя возрастает. Это обусловлено следующим:
1)    при оптимальном составе рабочей газовой смеси процесс сгорания смеси в цилиндре двигателя протекает с малой скоростью нарастания давления;
2)    при работе на газе не возникает нагарообразования на деталях цилиндропоршневой группы;
3)    в природном газе отсутствуют абразивные и сернистые соединения;
4)    отсутствует непосредственное воздействие топлива на свойства смазочного масла, подаваемого на стенки цилиндра.
Природный газ состоит преимущественно из метана и имеет низшую теплоту сгорания около 8400 ккал/м3.
В настоящее время строятся газотанкеры – суда для перевозки сжиженного природного газа при низкой температуре (_162°С). Новым и перспективным направлением применения газовых двигателей является их установка в качестве главных и вспомогательных двигателей на газотан-керах. При этом, перевозимый газ может быть использован в качестве топлива для газовых двигателей судна.
Наряду с природным газом может получить применение сжиженный газ, являющийся продуктом переработки нефти и нефтегазов. Из всех сжиженных газов наиболее пригодны в качестве топлива для судовых двигателей бутан и пропан, благодаря их высокой теплоте сгорания, хорошей стабильности и небольшой упругости насыщенных паров. Невысокая упругость паров данной смеси позволяет применять для ее хранения относительно легкие баллоны и цистерны, рассчитанные на рабочее давление до 1,6 МПа.
Низкая стоимость природного и сжиженного газов, повышенный моторесурс газового двигателя служат технико-экономическими предпосылками применения горючих газов в качестве топлива для судовых дизелей. При переводе дизеля на газообразное топливо возникает необходимость выяснить возможность стабилизации параметров его рабочего цикла, мощности и экономичности. В связи с этим рассмотрим особенности работы топливоподачи газового двигателя.
Рабочая смесь в газовых двигателях создается путем смешения газа с воздухом в газовых смесителях до поступления смеси в цилиндр двигателя или непосредственно в цилиндре двигателя. Поступившая в цилиндр смесь газа с воздухом сжимается, причем значения параметров конца сжатия зависят от способа воспламенения смеси. В газовых двигателях применяют воспламенение смеси от постороннего источника, которым служит электрическая искра или жидкое запальное топливо.
Газовые двигатели с искровым зажиганием смеси обычно работают с коэффициентом избытка воздуха а = 1,1—1,2-
Работа двигателей с воспламенением газовой смеси жидким запальным топливом, или, как их называют, газожидкостных двигателей, может быть основана на одном из двух принципов. В первом случае цилиндр заполняется воздухом, необходимым для горения газа, а газ в сжатом состоянии вдувается в цилиндр через форсунку в конце такта сжатия в смеси с жидким запальным топливом. Жидкое топливо в среде сжатого нагретого воздуха самовоспламеняется и воспламеняет газ. Данный способ может быть эффективным при работе двигателя на газах с высокой теплотой сгорания, а подача газа осуществляется под высоким давлением. Преимуществом данного принципа является то, что сохраняется такой же термический КПД и мощность двигателя как при сгорании жидкого топлива, а газ не принимает участия в процессе сжатия. Это полностью устраняет риск детонации, которая является ограничивающим фактором для повышения среднего эффективного давления для двигателей с использованием системы подачи газа под низким давлением, т.е. по второму принципу.
Однако в первом варианте усложняется и удорожается схема подачи топлива, так как необходима установка компрессора для сжатия газа, емкость для накопления газа под высоким давлением и необходимы мероприятия, предотвращающие протечки газа и взрыв его при сжатии в компрессоре.
Во втором случае, в цилиндр двигателя поступает газовая смесь, затем она сжимается за ход сжатия до температуры, при которой впрыснутое в цилиндр в небольшом количестве жидкое топливо самовоспламеняется. Горение начальных и последующих капель топлива вызывает воспламенение газовой смеси.
В газожидкостных двигателях для получения надежного самовоспламенения жидкого запального топлива применяют степень сжатия газовой смеси е =12,5—15.
При подаче в цилиндр газа с низким давлением упрощается схема топливоподачи, но снижаются КПД и мощность из-за низкой степени сжатия для предотвращения детонации, а также возможна потеря газовой смеси в случае перекрытия фаз продувочных и выпускных органов.
Важным эксплуатационным преимуществом работы дизеля по газожидкостному циклу является то, что подающая система жидкого топлива остается без изменений, поэтому дизель в случае необходимости может работать только на жидком топливе.
Добавка к сжиженному газу дизельного топлива – в количестве 10—15% по весу позволяет получить требуемый эффект предпламенных реакций и сократить период задержки воспламенения рабочей смеси.
Принципиальная схема топливоподачи сжиженного газа в цилиндр дизеля приведена на рис. 2.11. Кроме насоса подачи сжиженного газа с тягой управления 1, она включает односекционный насос 7 для подачи дизельного топлива через форсунку б, смеситель 5. Сжиженный газ, подводимый к насосу по трубопроводу 2, в холодильнике 3 охлаждается для сохранения его в жидкой фазе самим газом, поступающим через регулировочный клапан 4. Охлаждающий газ из холодильника 3 в парообразном виде подводится к всасывающему тракту дизеля.
Применение природного газа в качестве топлива для судовых дизелей целесообразно не только в установках газотанкеров, но и в установках различных теплоходов. Возможность хранения запаса газа, сжатого до высокого давления, в специальных баллонах на судне также обусловливает целесообразность использования природного газа в качестве топлива для дизеля.
В течение последних нескольких лет возрос интерес к использованию природного газа в двухтактных крейцкопфных малооборотных дизелях. Фирмами MAN-B&W совместно с Mitsui предложена система подачи газа под высоким давлением. Конструкция двигателя и соответствующие системы включают ряд специфических изменений по сравнению с двигателем, предназначенным для работы только на тяжелом топливе.
Рис. 2.11. Схема подачи сжиженного газа в цилиндр двигателя
Сравнение схем подачи газообразного топлива в цилиндры дизеля с низким давлением и с впрыском при высоком давлении приведено на рис. 2.12.
Рис. 2.12. Схема подачи сжиженного газообразного топлива: а) система подачи газа под низким давлением, б) под высоким давлением. 1 – выпускной коллектор,


2 ~ продувочный ресивер, 3 ~ рабочий ход, 4 ~ вспрыск жидкого топлива,
5 ~ подача газа под высоким давлением, 6 ~ подача газа низкого давления,
7 ~ такт сжатия
Схема устройства системы подачи газа под высоким давлением приведена на рис. 2.13. Принципиально она содержит следующие основные специальные части:
♦ компрессор 1 высокого давления сжатия газа до давления примерно 25 МПа, необходимого для подачи газа в цилиндры дизеля в конце процесса сжатия, и холодильник, снижающий температуру газа после его сжатия;
♦    аккумулятор газа высокого давления 2 совместно с сепаратором влаги,
♦    систему управления компрессором,
♦    систему защиты от утечек газа и его взрыва,
♦    систему очистки газовых трубопроводов от газа при переходе работы дизеля на жидкое топливо.
Подвод газа осуществляется по трубопроводу с двойными стенками (труба в трубе). На рис. 2.13 вторая стенка показана пунктирными линиями. Это мероприятие предотвращает утечку газа в машинное отделение в случае разрыва газоподводящей трубы.
Рис. 2.13. Схема устройства и регулировки системы подачи газа под высоким давлением двигателей MAN-B&W. 1 – компрессор с холодильником,
2 ~ аккумулятор, 3 – топливогазовая форсунка, 4 ~ ТНВД, 5 – насос управляющего масла, 6 – позиционеры, 7 – регулятор, 8 – переключатель, 9 – балансировочный рычаг, 10 – экран, 11 ~ к вентиляционной трубе
Все пуски, остановки и переход с работы двигателя на газе на жидкое топливо при определенной нагрузке осуществляются после автоматической продувки трубопроводов инертным газом – азотом. Для предотвращения образования взрывоопасной смеси в машинном отделении в случае утечек газа помещение хорошо вентилируется и оборудуется газоанализатором с автоматической сигнализацией о наличии газа. Пространство между двойными стенками трубопровода соединяется с вентиляционной системой.
Необходимые соотношения между впрыскиваемым в цилиндр запальным топливом и газом достигаются за счет действия балансирного механизма 9, управляемого регулятором 7, и позиционером б (см. рис. 2.13).
Для обслуживания морских нефтяных месторождений, от которых невозможна прокладка трубопроводов к берегу, используются челноч-
* ные танкеры.
Во время погрузки нефти в танкеры большое количество легких компонентов сырой нефти испаряется в атмосферу. Эти пары нефти представляют летучие органические компоненты, сокращенно – VOC (от Volatile Organic Compounds). Измерения, проведенные Норвежской компанией Statoil, показали, что энергия, теряемая из-за выброса VOC в атмосферу, соизмерима с общим расходом тяжелого топлива судном за рейс. Поэтому возникла идея использования VOC в качестве основного топлива для двигателей челночных танкеров. Во-первых, это снижает эффект воздействия VOC на окружающую среду, во-вторых, сокращает затраты на топливо и снижает количество токсичных выбросов с выхлопными газами от двигателя. В связи с этим фирмы Statoil и MAN-B&W разработали технологию использования этой концепции на челночных танкерах.
Система топливоподачи для работы двигателя на VOC очень похожа на системы двигателей, работающих на природном газе с впрыском под высоким давлением, описанные выше.
Принципиальная схема сбора, хранения и подготовки VOC к сжиганию в двигателе приведена на рис. 2.14. Большая часть VOC испаряется при погрузке 1, когда сырая нефть льется в судовые грузовые танки 5, заполненные инертным газом 7. Разбрызгивание, как и присутствие инертного газа, способствует испарению легких фракций, особенно метана, этана, пропана, бутана, пентана и некоторых более высоких углеводородов. Обьчно пропан и более тяжелые углеводороды VOC конденсируются в блоке 3 и находятся в жидком состоянии, в то время как метан и этан выходят в атмосферу вместе с инертным газом 4.
Газ VOC содержит, таким образом, вышеуказанные углеводороды, а также инертный газ. При погрузке пропорция содержания инертного газа изменяется примерно от 80% объема выброса в начале погрузки до примерно 30%, когда танки почти полные. Состав углеводородной части VOC изменяется во время погрузки, зависит от нефтяных месторождений и срока их эксплуатации.
9 Зак. 2160
На первом этапе (см. рис. 2.14) система собирает и хранит неметановую часть VOC, т.е. главным образом пропан, бутан и более высокие углеводороды, которые находятся в жидком состоянии, в то время как метан и этан безвозвратно теряются. В будущем возможно использование и этих составляющих VOC в качестве топлива для двигателя.
Рис. 2.14. Принципиальная схема топливоподготовки VOC к сжиганию.
1 ~ устройство погрузки нефти в танки; 2 – смесь VOC и инертного газа;
3 – конденсатор VOC; 4 ~ выход в атмосферу метана и инертного газа;
5 ~ загружаемый танк; 6 – полный танк; 7 – танк с инертным газом и углеводородом;
8 – цистерна с жидким VOC; 9 – подача VOC к двигателю; 10 -двигатель
Сжиженный VOC хранится в изолированной цистерне при низкой температуре и атмосферном давлении. Он подается к двигателю под высоким давлением насосом мембранного типа. Предварительно подогретые VOC впрыскиваются непосредственно в камеру сгорания сразу после впрыска жидкого топлива (в количестве 8% от расхода топлива при 100%-ной нагрузке), которое действует как запальное топливо и обеспечивает стабильное и надежное воспламенение в цилиндре на всех нагрузках двигателя. Если нет достаточного количества VOC, то увеличивают подачу жидкого топлива, чтобы обеспечить требуемую мощность двигателя. Поэтому важным требованием двухтопливной системы является способность двигателя работать при любом соотношении между жидким топливом и газом.
Такая система обработки VOC была использована на челночном танкере Navion Viking для подачи его к двум главным двигателям типа GL55GUCA мощностью 6,6 МВт. Отмечается, что за счет использования VOC значительно снижены затраты на топливо, токсичность и дымность выхлопных газов.
2.2. Устройства и агрегаты топливной системы низкого давления
Топливные цистерны, измерители уровня и смесители
Топливо на судне хранится в корпусных цистернах (танках). Эти цистерны могут быть днищевыми, бортовыми и поперечными. Поперечные цистерны называются диптанками.
Различают: цистерны запаса, в которых хранится принимаемое на судно топливо; отстойные цистерны, в которых топливо очищается от механических примесей и воды; расходную, из которой топливо подается на последующую обработку, грязевую цистерну, в которую сбрасывают отстоявшийся шлам и воду и отсепарированные механические примеси и воду.
Цистерны запаса топлива включают: наполнительные и приемные трубы с арматурой, воздушно-переливные трубы, устройства для измерения уровня топлива, устройства для обогрева горловины и внутренние трапы для доступа людей в цистерны.
Цистерны предварительного отстоя должны быть хорошо изолированы и подогреваться с использованием двух или трех комплектов паровых нагревательных элементов для обеспечения быстрого достижения температуры 70-80°С. В Машинном Отделении (МО)рекомендуется иметь две отстойные цистерны или цистерну с двумя отсеками, с размерами каждого отсека, обеспечивающими нагрев и осаждение частиц топлива минимум в течение 24 ч.
Обогрев топливных цистерн осуществляется с помощью паровых или водяных змеевиков; все чаще применяют местный обогрев методом размыва (горячеструйный обогрев) – циркуляция топлива по замкнутому контуру через мощный подогреватель (ПТК-20В или НТК-10В). Змеевики обогрева выполняют обычно из стальных труб и размещают в нижней части цистерн. Давление греющего пара 0,4-0,5 МПа (но не более 0,7 МПа). При положительных температурах застывания топлива необходимо предусматривать плоские змеевики по всему днищу цистерн, при отрицательных можно ограничиться устройством змеевиков местного подогрева в районе расположения приемных труб. Обогрев цистерн методом горячего размыва дает возможность значительно уменьшить количество обогревающих змеевиков в цистернах.
Объем расходных цистерн тяжелого топлива составляет 65-70% суточного расхода топлива, расходных цистерн дизельного топлива -20-25% суточного расхода ГД и ДГ, цистерн отходов сепарации – 5-10% суточного расхода топлива, цистерн сбора утечек – 3~5% общего суточного расхода топлива.
Для контроля уровня топлива в цистернах устанавливают специальные приборы и устройства. На рис. 2.15 приведена схема дистанционного измерения уровня в цистернах фирмы «Контрам Танклевел» (Финляндия), основанная на том, что если в трубку, находящуюся в цистерне, подается небольшое количество воздуха, то давление в трубке повышается до значения, равного гидростатическому давлению жидкости в нижней оконечности трубки. Избыточный воздух медленно удаляется из жидкости в виде пузырьков. Гидростатическое давление определяется произведением плотности жидкости на высоту столба от уровня поверхности жидкости до нижней оконечности трубки. Во время измерения количество воздуха, подавае-Рис. 2.15. Схема измерения уровня в цистернах мого в измерительную трубку, системы «Контрам Танклевел».    поддерживается постоянным
1 ~ обратный клапан; 2 – клапан переключения при помощи регулятора расхо-«измерение – продувка»; 3 ~ регулятор да во избежание влияния ко-расхода; 4 – золотниковый клапан;    лебаний уровня ЖИДКОСТИ на

5 – индикатор уровня; 6 ~ параллельный точность измерения.
индикатор; 7 ~ поплавковый клапан    Поплавковый клапан рас
полагают непосредственно на цистерне или во всяком случае выше максимального уровня жидкости между трубкой-датчиком и сигнальной трубкой. Он предназначен для предотвращения попадания жидкости из цистерны в сигнальную трубку в случае прекращения подачи воздуха по какой-либо причине и превышения уровня жидкости в цистерне или в переливной трубке. Технические характеристики системы измерения уровня: диапазон измерения давления 0,01-0,25 МПа, точность измерения ±1% полной шкалы, длина шкалы 260 мм, максимальное давление подаваемого воздуха 0,35 МПа, расход воздуха 12 л/ч, вибрация не влияет в диапазоне 0~50 Гц, температура окружающей среды от -20 до 55°С.
Измеритель уровня типа С-150 MC/MR фирмы «Аукситрол» (рис. 2.16) основан на том же принципе, но позволяет измерять уровень в жидкостях (смазочном масле, топливе, морской или пресной воде и др. разных физических характеристик и даже в таких очень вязких продуктах, как битум. Аппарат выполнен в виде двух частей: А – механизм указателя Ст050МС или MR и В – модулятор расхода СтТООМ (колпачок из-
Рис. 2.16. Дистанционный изеритель уровня фирмы «Аукситрол». 1 ~ регулятор расхода; 2 – предохранительный клапан; 3 ~ регулировочный винт; 4 ~ колпачок модуля расхода; 5 -дроссельный клапан; 6 ~ указатель; 7 – иголка указателя;
8 ~ сильфон; 9, 11 ~ клапаны; 10 – фильтр; 12 – измерительная трубка;
13 ~ поплавок; 14 ~ игольчатый клапан; 15 ~ предохранительный сосуд
мерительный). Воздух должен быть очищен от воды и масла, при необходимости устанавливаются фильтр и сепаратор.
Для получения топлив с заранее заданной вязкостью используют топливные смеси, которые получают в специальных смесителях статического или динамического типа.
В статическом смесителе потоки смешиваемых топлив делятся на отдельные струи и перемешиваются при изменении направления течения струй. Типичным примером статического смесителя является смеситель SMX фирмы «Зульцер» (рис. 2.17). Смеситель состоит из заключенных в корпус последовательно соединенных право- и левосторонних спиралей, вдоль которых протекают легкое и тяжелое топлива. Для создания гомогенной смеси необходимо, чтобы при прохождении через смеситель топливо совершило 2000-4000 оборотов.
В смесительной установке со статическим смесителем (рис. 2.18), работающей в автоматическом режиме и обеспечивающей возможность приготовления и подачи смеси непосредственно в    ^

г    Рис. 2.17. Статическии смеситель топлив
дизели, минуя расходную ци-    5МХ<<3ульцер>> стерну, существенно сокращается время нахождения смеси в системе. Тяжелое и дизельное топлива из расходных цистерн поступают к винтовым насосам. Насос 5 дизельного топлива снабжен электроприводом с регулируемой частотой вращения, что позволяет при необходимости менять его подачу. Из насосов топлива подаются в статический смеситель, откуда смесь одним из бустерных насосов 9 подается в подогреватель. На выходе подогревателя установлен конденсационный горшок. Температура топлива измеряется датчиком, сигнал которого сравнивается с установ-
Рис. 2.18. Смесительная установка МСМ-201 mo-Marine: 1,2 ~ цистерны соответственно тяжелого и дизельного топлив; 3,5,6,9 ~ насосы; 4 ~ деаэратр; 7 * клапан; 8 ~ статический смеситель; 10 – фильтры; 11 -датчик температуры; 12 ~ подогреватель; 13 – конденсационный горшок
кой электронного регулятора Туст, соответствующей соотношению компонентов смеси, при котором должна быть обеспечена необходимая вязкость. Если заданная вязкость смеси обеспечивается при температуре, отклоняющейся отТуст, “ это является свидетельством нарушения в соотношении компонентов смеси (либо в изменении их начальной вязкости). Тогда электронный регулятор выдает сигнал на увеличение или уменьшение частоты вращения вала насоса дизельного топлива. Подача насоса меняется до тех пор, пока достигаемая, благодаря этому, корректировка смеси не обеспечит Т= Туст. Цель корректировки состоит в том, чтобы заданная вязкость обеспечивалась при заданной температуре.
После фильтров топливо поступает к дизелям. Лишнее топливо из дизелей направляется в деаэратор, снабженный поплавковым клапаном для выпуска газов, а затем в расходную цистерну. Из деаэратора смесь поступает на всасывание бустерных насосов, где с помощью клапана поддерживается давление 0,1 МПа. При превышении давления (большой возврат от ДГ) излишняя часть смеси сбрасывается на прием к насосу тяжелого топлива б. Это приводит к изменению соотношения тяжелого и дизельного топлива в смесителе и за ним, что в свою очередь фиксируется датчиком и регулятором температуры. Температура топлива уменьшается и становится ниже заданной клапаном 7. Это является свидетельством того, что потребность в дизельном топливе уменьшается. Регулятор частоты вращения уменьшает частоту вращения вала насоса дизельного топлива и его подачу до тех пор, пока не будет достигнут желаемый состав компонентов. В установке предусмотрены байпасные трубопроводы для насоса 5, подогревателя и фильтра, что позволяет использовать бус-герные насосы для подачи в дизели чистого дизельного топлива с помощью отдельного насоса 3. Известно, что при снижении нагрузки на дизель качество процессов распыливания и сгорания топлива ухудшается, так как снижаются среднее давление впрыска и давление наддува, а также температура в камере сгорания, поэтому крайне желательно, чтобы состав смеси при достижении нагрузки 30-40% и менее “ облегчался, а при нагрузках, близких к холостому ходу, дизель переходил на работу на чистом дизельном топливе. На этом же топливе желательно останавливать и пускать дизели. В рассматриваемой установке такая возможность предусмотрена: в электронный регулятор состава смеси подается сигнал от установленного на двигателе датчика нагрузки.
Действие динамического смесителя основано на турбулизации потоков и использовании кавитационных явлений, возникающих вследствие создаваемой смесителем высокочастотной пульсации струй смешиваемых топлив. Динамические смесители обеспечивают более высокую гомогенность.    »
Для динамического смешивания топлив применяют гидродинамические сирены. Последняя состоит из размещенных в корпусе подвижного и неподвижного дисков с прорезями. При вращении ротора с частотой 3000 об/ мин струи топлива продавливаются через узкие прорези статора. Частота возникающих при этом колебаний составляет 3,6~7,2 кГц. Но в сирену нужно подавать предварительно смешанное топливо.
Подогреватели топлива и вискозиметры
Для создания нормальных условий перекачки, сепарирования и обеспечения требуемой вязкости топлива оно подогревается в топли-во-подогревателях кожухотрубного или пластинчатого типа. В кожухотрубном подогревателе используются U-образные трубки или штыкового типа (рис. 2.19).
Рис. 2.19. Подогреватели топлива: а ~ с U-образными трубками; б ~ штыкового типа. 1 – нагревательны тубки; 2 – корпус; 3 – подвод пара; 4 ~ отвод конденсата; 5 – трубные доски;
6 ~ выход топлива; 7 – крышка; 8 ~ вход топлива

Достоинством подогревателей с прямыми трубками является возможность легкой очистки от загрязнений механическим путем с последующей продувкой и промывкой трубок. Недостатком нагревателей с U-образными трубками является более высокая начальная стоимость и трудность очистки, что ограничивает их применение. В качестве греющей среды в основном используется пар.
В пластинчатых подогревателях фирмы «Альфа-Лаваль» (рис. 2.20) с одной стороны пластин движется греющая среда, а с противоположной – топливо. Пластины выполняют из титана, алюминиевой бронзы или из нержавеющей стали. Уплотнительные прокладки изготовляют из бутадион-нитрильного каучука, иногда из специальных материалов, стойких к высоким температурам, таких, как спрессованное асбестовое волокно. Лучший материал для пластин охладителей – титан, так как он не подвержен коррозии.
Пластинчатый охладитель состоит из двух основных элементов – рамы 1 и набора пластин 2. Пакет пластин прижат подвижной нажимной плитой 3 к неподвижной боковой плите-станине 4 с помощью горизонтальных несущих стержней 5 и зажимных боковых болтов (два или более с каждой стороны). Сжатые пластины, образующие теплопередающие перегородки, подвешены к верхнему несущему стержню и зафиксированы с помощью нижнего. Чередующиеся каналы обеспечивают противоток для лучшей эффективности теплопередачи. Все каналы для каждой среды соединены параллельно так, чтобы входные и выходные отверстия были расположены на закрепленном (неподвижном) конце станины. Одна среда проходит через угловые отверстия слева, а другая – справа.
Все пластины имеют одинаковые форму и размеры, при этом каждая вторая пластина переворачивается, чтобы получилась система чередующихся каналов. Две концевые пластины отличаются тем, что у них наглухо закрыты углы. Гофрировка делает пластины более жесткими, увеличивает полезную площадь, повышает турбулентность потока.
Рис. 2.20. Пластинчатый подогреватель M30FM фирмы «Аль фа -Лаваль ». а ~ общий вид; б ~ схема потоков в пластине; в ~ схема потоков между пластинами

Топливоподогреватели имеют максимальное рабочее давление в зависимости от их типов: FM-1,0 МПа, FG-1,6 МПа и FD-2,5 МПа. Площадь поверхности нагрева зависит от количества и размеров набранных пластин. Так, для подогревателя МЗО максимальная поверхность нагрева -1335 м2.
Количество теплоты, кДж/ч, подводимой к рабочей жидкости для доведения ее до температуры, при которой она будет иметь требуемую вязкость, Q – GBpc(T2 “Т^, где GB – расход подаваемой жидкости, м3/ч; р – плотность подогреваемой жидкости, кг/м3; с – удельная теплоемкость, равная 1,68-2,10 кДж/ (кг К); Т2, Т, – начальная и конечная температуры жидкости, К.
Греющая поверхность подогревателя, м2, F = QK-,/(kAT), требуемое количество греющего пара, кг/ч, Gn- Q/[(in ~ iK)r[]. В этих формулах Кт = 1,1-1,15 – коэффициент запаса греющей поверхности; к – коэффициент теплопередачи, кДж/(м2-ч-К), который в ориентировочных расчетах может быть принят равным 400-1600 – от конденсирующего пара к мазуту; AT = Ts – (Т, + Т2)/2 – температурный напор; Ts~ температура греющего пара при рабочем давлении) = 1 МПа; in ~iK ~ энтальпии греющего пара и конденсата, кДж/кг; г — 0,85~0,95.
Важным параметром в процессе подогрева топлива является его вязкость, которая должна быть правильно выбрана и поддерживаться постоянной на различных режимах работы дизеля. Это способствует повышению экономичности дизеля, улучшению работы топливной аппаратуры, уменьшению нагарообразования и износа деталей ЦПГ, ТНВД и форсунок.
Очень важно соблюдать определенную скорость изменения вязкости топлива при переходе с легкого топлива на тяжелое, в процессе которого сокрость повышения температуры не должна превышать 3°С в минуту. В системе регулирования вязкости топлива с помощью вискозиметра предусматриваются установка автоматического клапана, регулирующего подачу свежего пара на топливоподогреватель, и рециркуляция топлива в смесительный бак (рис. 2.21).
Рис. 2.21. Принципиальная схема включения вискозиметра и регулирование вязкости топлива. 1 ~ расходная цистерна тяжелого топлива; 2 ~ змеевик парового подогревателя; 3 ~ расходная цистерна дизельного топлива; 4 – смесительный клапан; 5 – расходомер; 6 – смесительная цистерна; 7 ~ трубопровод прокачки топлива; 8 – дизель; 9 – ТНВД; 10 – обводный трубопровод; 11 ~ вискозиметр;
12 ~ паровой регулирующий клапан; 13 – топливоподкачивающий насос
Наибольшее распространение получили измерители вязкости капи-лярноготипа, основанные на использовании формулы Пуазейля, которая показывает, что динамическая вязкость прямо пропорциональна гидравлическому сопротивлению капилляра при постоянном расходе жидкости через него. Обеспечение постоянного расхода в различных конструкциях решается по-разному.
Вискозиметр системы «ВАФ-Вискотерм» с системой управления «ФАВ-Конофлоу» (Нидерланды) обеспечивает непосредственное регулирование вязкости топлива за счет автоматического регулирования температуры топлива на выходе из топливоподогревателя.
Автоматический прибор «ВАФ-Вискотерм» (рис. 2.22) включает в себя:
♦    вискотерм (чувствительный элемент), в котором вязкость топлива обусловливает перепад давления (рис. 2.23);
♦    датчик перепада давления (рис. 2.24), в котором разность давления (вязкость топлива) преобразуется в прямо пропорциональный воздушный сигнал;
♦    регулирующий прибор типа УСТ, в котором воздушный сигнал передается для указания и регулирования вязкости;
♦    регулирующий клапан системы «ВАФ-Конофлоу», который изменяет количество пара, поступающего в топливоподогреватель;
♦    редукционный клапан-фильтр системы «ВАФ-Конофлоу», в котором воздух фильтруется и поддерживается его постоянное давление перед регулирующим клапаном;
♦    приборы ВАФ и УСГ, регистрирующие вязкость топлива графически.
Шестеренный насос, приводимый в действие электродвигателем через редуктор, непрерывно прокачивает небольшое, но постоянное количество топлива через измерительный прибор и капиллярную трубку, в которой разность давлений прямо пропорциональна вязкости. Этот пере-
———-ft—С*3—–
u Воздух
Конденсат
Топливо
Рис. 2.22. Схема автоматического регулирования и регистрации вязкости регулятором «ВАФ-Вискотерм». 1 ~ регистрирующий прибор ВАФ; 2 ~ регистрирующий прибор УСГ; 3 – регулирующий прибор УСГ; 4 ~ вискотерм; 5 ~ топливо к ТНВД;
6 – редукционный клапан-фильтр; 7 – регулирующий клапан в паропроводе;
8 ~ фильтр тонкой очистки; 9 – датчик разности давлений; 10 – предварительный
топливоподогреватель

■4*3—^…..(у

Воздух

са

Топливо
Топливо
Рис. 2.23. Чувствительный элемент «ВАФ-Вискотерм». 1 ~ капиллярная трубка; 2 ~ к датчику разностного давления; 3 ~ корпус; 4 ~ шистерни насоса;
5 ~ всасывающая полость топливного шестеренного насоса; 6 – термометр
LT
Рис. 2.24. Датчик перепада давлений. 1 – чугунный кожух; 2 ~ мембрана; 3 ~ сильфоны; 4 ~ блок установки нулевой точки и диапазона измерений; 5 ~ балансирный рычаг;
6 ~ винт для установки нулевой точки; 7 ~ ось вращения балансирного рычага;
8 ~ сильфон обратной связи; 9 ~ удаление воздуха в атмосферу; Ю ~ впускная форсунка (подача воздуха давлением 0,14 МПа); 11 ~ выходной сигнал к регистрирующему и регулирующему приборам; 12 – винт установки диапазона измерений
пад давлений передается на мембрану датчика. Возникающая избыточная сила передвигает мембрану и балансирный рычаг налево, в результате чего открывается впускная форсунка. Создается напор воздуха в воздуходувке возвратного действия.
Редукционный клапан-фильтр служит для очистки воздуха и поддержания постоянным установленного воздушного давления, питающего датчик разности давлений и регулирующий прибор типа УСГ. Максимальное впускное давление 1 МПа, выпускное давление 0,175 МПа. Датчик разности давлений наполнен глицерином, так что топливо не может проникнуть в прибор.
Автоматическая установка фирмы ВАФ обеспечивает длительную и надежную работу системы. Недостаток установки – ее сложность и необходимость поддержания рабочего воздуха в чистом и осушенном состоянии.
Регуляторы вязкости типа 2ИРВПД (СНГ) двухимпульсные прямого действия. Регулятор (рис. 2.25) состоит из следующих основных узлов:
I – измеритель вязкости, II – регулятор расхода. III – исполнительный механизм, IV-показывающий прибор.
Вязкость измеряется с помощью двух узлов: регулятора расхода и измерителя вязкости. Регулятор расхода установлен за измерителем вязкости по потоку топлива и предназначен для поддержания постоянного рас-
,13
Рис. 2.25. Схема двухимпульсного регулятора вязкости прямого действия 2ИРВПД.
1 – дроссельная шайба; 2 – игла для очистки шайбы; 3 ~ регулирующий клапан;
4 ~ седло; 5 ~ запорный клапан; 6 ~ корпус; 7, Ю, 11 – мембраны; 8 ~ настроечная пружина; 9 ~ измеритель-капилляр (длина 0,4 м, диаметр 2,4 мм); 12 ~ сильфон; 13 ~ парорегулирующий клапан; 14 – пружина; 15 ~ тарелка пружины;
16 ~ шток; 17-запорный клапан; РТ1, РТ2, РТз, РТ4. ” давелние топлива на различных
участках регулятора
хода топлива через капилляр измерителя. В качестве регулирующего органа использован парорегулирующий клапан компенсационного типа. Перепад давлении Pj2 И РтЗ. пропорциональный вязкости, открывает или закрывает клапан подачи греющего пара.
Вискозиметр «Вискозимат» фирмы «Аскания-МАЫ» работает по аналогичному принципу.
Вискозиметр типа ВИСК-21 фирмы «Евроконтроль» (рис. 2.26) обеспечивает измерение вязкости жидкости или смеси жидкостей с выходным сигналом по давлению 0,02-0,10 МПа.
Технические характеристики пневматического вискозиметра ВИСК-21Р («Сеффле», Швеция) следующие: диапазон измерения вязкости 18-1500 мм2/с; точность измерения ±1% измеряемого значения; максимальное рабочее давление 10 и 6,4 МПа; максимальная температура среды 200°С; максимальная температура окружающей среды 60°С. Давление воздуха питания 0,14 МПа, расход воздуха питания 2,5 л/мин, выходной сигнал 0,02-0,10 МПа.
Вискозиметр работаете измерением силы трения в потоке при помощи двух дисков “ вращающегося и неподвижного чувствительного (см. рис. 2.26). Шайба, вращающаяся с постоянной скоростью, имеет радиальные пазы, у каждого из которых край изогнут наружу. Эти края (лопатки) постоянно захватывают новую порцию жидкости сданной вязкос-
Рис. 2.26. Принцип действия вискозиметра ВИСК-21Р. 1 – вал, проводимый электрическим двигателем; 2 ~ вращающаяся шайба; 3 ~ стационарная шайба;
4 ~ регулируемый зазор между шайбами; 5 ~ эластичное уплотнение измеряющего вала; 6 ~дроссель; 7 – усилительное реле; 8 ~ механические споры; 9 – сопло;
10 ~ откидная заслонка; 11 ~ пружина регулирования нулевой точки; 12 – реакция на измеряемый момент; 13 ~ перемещение сильфонадля регулирования чувствительности; 14 ~ сильфоны обратной связи; 15 ~ редукционный клапан подачи воздуха
тью и нагнетают ее в зазор между двумя шайбами. На неподвижную шайбу воздействует крутящий момент, пропорциональный измеряемому значению вязкости и расстоянию между шайбами. Приводной вал вращающейся шайбы установлен в двух шарикоподшипниках. Неподвижная измеряющая шайба прочно соединена с измеряющим валом, который также расположен в двух шарикоподшипниках. Резиновое кольцо с двумя коническими поверхностями, установленное непосредственно позади стационарной шайбы, действует в качестве уплотнения между жидкостью в измерительной коробке и наружным воздухом. Измерительный преобразователь является рычажной системой с откидной заслонкой, соплом и двумя сильфонами обратной связи. Измеряемый момент вызывает движение, которое передается через посредство измерительного вала рычажной системе откидной заслонки. Когда измеряемый момент (вязкость) увеличивается, заслонка приближается к соплу, и давление в контуре сопла растет. Усиленный выходной сигнал поступает в сильфоны обратной связи и вызывает силу, противодействующую рычажной системе, которая уравновешивает измеряемый момент.
Вискозиметр не рекомендуется применять для измерения всего диапазона вязкости жидкости. Измерения необходимо начинать в области эксплуатационных температур, для чего датчик вискозиметра оснащен термовыключателем, который одновременно защищает его от перегрузки.
Фильтр, предусмотренный в трубопроводе подачи воздуха, рекомендуется очищать один раз в год, а если воздух загрязнен, то чаще. Надо следить за степенью утечки измеряемой жидкости из коробки сальника, при необходимости следует со всей осторожностью зажать кольцо сальника. Если набивка сальника изношена настолько, что верхнее поступающее кольцо доходит до своего нижнего положения, целесообразно установить еще одно кольцо. Шарикоподшипники вращающегося вала смазывают один раз в год.
Аналогичный принцип регулирования вязкости топлива заложен в вискозиметрах двигателей 8RND-90 фирмы «Зульцер-Цегельски».
Топливо, проходящее через зазор между вращающимися цилиндром и корпусом и оказывающее давление на поршень с наружной пружиной, используется для измерения вязкости в вискозиметре типа VM-200A (рис. 2.27).
Насосы топливоподкачивающие и перекачивающие
В топливных системах судовых дизелей применяются топливоподкачивающие и перекачивающие насосы. Первые должны обеспечить непрерывное поступление топлива постоянного давления в насосы высоко-i о давления, вторые – предназначены в основном для перекачки топлива на судне, с судна на другие объекты или служат в качестве резервных.
Топливоподкачивающие и топливоперекачивающие насосы используются в основном шестеренного и винтового типа.
Шестеренные насосы просты по конструкции, надежны и удобны в эксплуатации, имеют невысокую стоимость, небольшие габариты и массу. Выпускаются насосы производительностью от 0,2 до 200 м3/ч при давлении до 3,5 МПа в одной ступени, с частотой вращения до 3 тыс. мин1. В судовых условиях в зависимости от мощности установки производительность насосов редко превышает 50“60 м/ч при давлении 0,5 МПа. КПД этих насосов колеблется в пределах 50~74%. Всасывающая способность достаточно высока, но уступает поршневым. Изменение напора, которое может иметь место в судовых дизельных установках (СДУ), незначительно меняет подачу. Однако производительность быстро падает с ростом сопротивления на всасывании. Насосы приводятся во вращение от электродвигателя или от коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания. Недостатком шестеренных насосов является пульсирующая подача, вызывающая вибрацию трубопроводов, довольно высокий уровень шума (82-85 дБ у нового насоса и 95-100 дБ при значительном износе). Малые зазоры между зубьями шестерен не допускают перекачки сильно засоренных жидкостей.
Топливоподкачивающий насос шестерного типа (рис. 2.28) состоит из электродвигателя 1 и насоса 2, установленных на плите 4 и соединенных муфтой 5. Муфтовое соединение валов электродвигателя и насоса закрыто ограждением. Ведущая втулка 8, выполненная за одно целое с валом, имеет зубья с внутренним зацеплением, причем впадины зубьев сквозные, а наружной поверхностью втулка плотно прилегает к корпусу насоса 11.
Топливо
Рис. 2.27. Вискозиметр VM-200A фирмы «Дудвелл». 1 – электродвигатель;
2 – магнитная соединительная муфта;
3 “ винтовой насос; 4 — поршень;
5 – пружина; 6 – чувствительный элемент

Между зубьями ведущей втулки 8 и зубьями малой шестерни 7 расположен серповидный выступ крышки 10. Шестерня 7 установлена на оси 6, впрессованной в отверстие крышки 10 и расположенной эксцентрично относительно оси вращения ведущей втулки 8.- Прокладка 12 обеспечивает осевой зазор между шестернями и корпусом насоса. Топливо всасывается через ФГО из бака по всасывающему трубопроводу в полость В, заполняет промежутки между зубьями втулки и малой шестерни и силой вращения выдавливается зубьями в полость Г, штуцер 3 и далее в нагне-
Рис. 2.28. Конструкция топливоподкачивающего насоса: 1 – электродвигатель; 2 ~ насос;
3 ~ штуцер; 4 ~ плита; 5 ~ муфта; 6 ~ ось; 7 – малая шестерня; 8 ~ ведущая втулка;
9 ~ крышка-пластина; 10 – крышка; 11 ~ корпус насоса; 12 – прокладка; 13 ~ пружина;
14 ~ трубка сильфона; 15 ~ уплотнительное кольцо; 16 ~ уплотнительная втулка;
17 ~ накидная гайка; 18,19 – втулки
тательную магистраль, идущую к ФТО. Для предотвращения утечек топлива со стороны вала втулки 8 имеется уплотнение, состоящее из втулок 16,18, 19, уплотнительного кольца 15, трубки 14 и пружины 13. Латунная гофрированная трубка 14 припаяна одним концом к бронзовой уплотнительной втулке 16, а другим – к бронзовой втулке 18, которая распирается пружиной 13 и прижимается торцом к торцу втулки 19, напрессованной на вал втулки 8, не допуская попадания топлива внутрь уплотнительного элемента. Для устранения вытекания топлива, просочившегося внутрь уплотнительного элемента, установлено дополнительное уплотнительное кольцо 15. Просочившееся топливо попадает на плиту и удаляется по трубе, соединенной с трубой слива грязного топлива.

Основные характеристики шестеренных насосов приведены в табл. 2.8.
Винтовые насосы находят широкое применение для перекачки вязких жидкостей. Они выпускаются производительностью от 0,2 примерно до 1 тыс. м3/ч, с давлением до 25,0 МПа. В системах СДУ производительность их редко превышает 300-400 м3/ч, а давление 1,0~1,2 МПа.
Производительность насоса с увеличением напора меняется незначительно, но падаете ростом сопротивления на всасывании.
Относительно высокий КПД, доходящий до 85%, небольшие габариты и масса (особенно при большой производительности), равномерная.
10 Зак. 2160
Та блица 2. 8
Характеристика шестеренных насосов
Показатель
Р-З-За
Р-3-4,5а
П роизводител ьность:
Давление нагнетания.
Частота вращения, мин 1
Номинальная мощность
на валу насоса, кВт
Высота всасывания, кПа
Масса насоса, кг
Габариты, мм
235х213х
250х213х
275х213х
без пульсации подача, достаточная высота всасывания, отсутствие шума и вибрации явились причинами широкого распространения насосов этого типа. Основным недостатком винтовых насосов является сложность изготовления, а следовательно, более высокая стоимость по сравнению с шестеренными. Кроме того, из-за малых зазоров между винтами перекачиваемая жидкость должна иметь смазывающие свойства и быть тщательно очищенной.
Отечественной промышленностью выпускаются трехвинтовые насосы с циклоидальным профилем винта для перекачивания чистых нефтепродуктов без абразивных примесей, двухвинтовые – для перекачивания чистых и загрязненных жидкостей и одновинтовые для перекачивания чистых и загрязненных химически активных жидкостей с содержанием механических примесей (табл., 2.9).
Условное обозначение насосов Al ЗВ 8/25—11 /10Б-3 расшифровывается следующим образом: А – конструктивный признак, I – исполнение, 25 ~ обозначение типоразмера, 11 – округленное значение подачи насоса, мЗ/ч, 10 _ давление на выходе из насоса, кгс/см2, Б ~~ обозначение материала проточной части – бронза, К – сталь 12х18Н9Т, 3 – индекс после буквы Б обозначает модификацию агрегата по типу электродвигателя. Изменение потребляемой насосом мощности N, производительности Q и КПД -т] винтового насоса ЗВ 8/25 от давления перекачиваемого дизельного топлива вязкостью 0#07-10 4 м2/с (1,6°ВУ) при вакуум-метрической высоте всасывания – 5 м показано на рис. 2.29.
Насосы могут поставляться для работы на высоковязких нефтепродуктах с температурой до 150°С и давлении 1,0 МПа. Давление, развиваемое насосом, равно сопротивлению системы и определяется разностью уровней во всасывающем и напорном резервуарах и давлением в них.
Современные винтовые насосы делятся на три основные группы: с циклоидальным зацеплением, с геликоидальным зацеплением (негерметичные) и героторные (одновинтовые) или насосы «Моно».
Топливоперекачивающие насосы типа «Моно» (рис. 2.30) применяют на современных ролкерах с двумя СОД. Винтовые насосы с Рис. 2.29. Зависимость характеристик винтового насоса циклоидальным зацеп-
2.5

отдавления    лением – трехвинтовые,
являются наиболее рас-
Характеристика винтовых насосов

Таблица 2. 9
Условное
обозначение
типоразмера
насоса4
Максимально допустимое давление МПа (кгс/м2) при вязкости м2/с (°ВУ)
0,03-10 д (1.25)
0,21-10 4 Лз)
0,38-10“
0,76-10 4 (10) и более
ЗВ 0,25/25
0,63 (6,3)
ЗВ 0,6/63
ЗВ2,5/100
0.63 (6.3)
ЗВ125/16
0,25 (2,5)
ЗВ400/16
0,25 (2,5)
0,63 (6,3)

Рис. 2.30. Поперечный разрез топливоперекачивающего насоса типа «Моно».
1 – статор (резиновый); 2 – изгибаемый стержень; 3 – радиальное уплотнение;
4 – дистанционная втулка; 5 ~ приводной вал; 6 – подшипник качения; 7 ~ крышка подшипника; 8 ~ кольцо Зегера; 9 – корпус подшипника; 10,12 ~ уплотнительные кольца;
11 ~ пружинное стопорное кольцо; 13,15 ~ предохранительные втулки;
14 ~ цилиндрические штифты
пространенными на флоте. Их достоинства: высокий КПД (до 85%), умеренные масса и габариты, отсутствие пульсации расхода, хорошая всасывающая способность, отсутствие вибрации и шума. Недостатки: повышенная чувствительность к чистоте перекачиваемого топлива, высокая стоимость. Основными поставщиками винтовых насосов с циклоидальным зацеплением за рубежом являются фирмы IMO (Швеция), «Хамварти» (Англия), «Хутгуин» (Нидерланды), предприятия Венгрии и др. (табл. 2.10).
Винтовые геликоидальные насосы отличаются отсутствием соприкосновения между винтами с прямоугольной или трапецеидальной нарезкой. Вращение от ведущего вала к ведомому передается с помощью редуктора. Эти насосы отличаются усиленными протечками по длине винта при повышении давления нагнетания до 3,5~4,0 МПа, их КПД составляет 75~80%. Наличие редуктора увеличивает массу и габариты насоса.
Шестеренные и винтовые насосы малой производительности выпускаются в горизонтальном исполнении, а большей производительности -в вертикальном исполнении (рис. 2.31).
При выборе насоса необходимо располагать характеристикой трубопровода, представляющей зависимость полного сопротивления от расхо-
Таблица 2. 10
Топливоперекачивающие и топливоподкачивающие насосы СДУ
Марка
(фирма, страна) насоса
Количество
насосов
Производительность, Ом3/ч
Напор Н, МПа
Назначение
насоса
AAE-38-3NF/y
Топливоподка
чивающий
ABF-80-3 (IMO)
Топливопере
качивающий
ACG (ШО) 52-2N2F/60
Топливопод -качивающий
AAH-45-3 (тип D)
Топливопод -качиваюший
ABF-80-3 (тип С)
Топливопере-
качиваюший
АСО-70-2 (ШО)
Топливопере
качивающий
ASE-38-2 NC/60 (ШО)
Топливопод-
качиваюший
ACG-70-2N2F/60
Топливопере-
качиваюший
РА-452 (Польша)
Топливопод
качивающий
Топливопод-
качиваюший
ABF-8-3 (Польша)
Топливопере
качивающий
да жидкости. Рабочий режим насоса определяется точкой пересечения характеристик насоса и трубопровода.
При выборе производительности насоса и развиваемого им давления необходимо учитывать, что слишком большие их значения ведут к росту мощности привода и соответственно к снижению экономичности установки.
Производительность топливоперекачивающего насоса должна быть такой, чтобы продолжительность заполнения цистерны наибольшего объема составляла не более 1 ч и была достаточной для перекачки суточного расхода топлива за 1,5 ч. Производительность судовых топливоподкачивающих насосов должна в 1,5~2,5 раза превышать часовой расход топлива главного двигателя (ГД) и, как правило, она не превышает 10_13 м3/ч.
Давление, развиваемое топливоперекачивающим насосом, принимается от 0,25 до 0,50 МПа в зависимости от условий его работы. Давление, развиваемое топливоподкачивающим насосом, зависит от типа двигателя, который он питает, и лежит в пределах 0,25-1,0 МПа.
В общем случае производительность насоса, м3/ч,
Q=^K1>^m К„ it х2р
где V – объем жидкости, которую необходимо перекачивать на но минальном режиме работы установки, м3;
i – число одновременно действующих насосов; х – время, в течение которого необходимо перекачивать заданный объем, ч;
K1f – коэффициент запаса производительности, равный 1,15-1,18;
Grfl – расход топлива на ГД, кг/ч; т2 = 1-2ч;
р – плотность топлива, кг/м3.
Мощность электродвигателя насоса, кВт
к. _ QH ■ 103 к 3600т) 2′
где Н – спецификационное давление, МПа; г) – общий КПД насоса,
К2 -коэффициент запаса мощности, равный 1,1—1,5 (с увеличением мощности уменьшается).
Сепараторы, схемы их включения и автоматического управления
В сепараторах используется принцип расслоения жидкостей различных плотностей или жидкости и взвешенных в ней частиц под действием центробежных сил, возникающих при вращении барабана. Для создания центробежного поля при очистке жидкости применяют аппараты двух ти пов: неподвижный – гидроциклон, в котором поток жидкости вращается в неподвижном корпусе цилиндрической, цилиндроконической или конической формы, и вращающийся- центрифуга, ротор которой вращается вместе с жидкостью. Центрифугу, имеющую ротор с пакетом конических тарелок, обычно называют тарельчатым центробежным сепаратором. Подобные устройства наиболее широко распространены на морском флоте для очистки топлив и масел.
В тарельчатой центрифуге жидкость, введенная в ротор по центральной внутренней трубе, движется к периферии пакета конических тарелок, которые делят поток в роторе на ряд тонких слоев. В результате путь осаждения механических частиц и глобул воды становится короче и процесс осаждения ускоряется.
Эффективность очистки жидкости в тарельчатой центрифуге повышается с увеличением максимального радиуса тарелок. Однако увеличение гтах ограничено диаметральным размером ротора, так как при rmax равном внутреннему радиусу ротора, на его стенках не остается места для
<    бора шлама, и грязеемкость центрифуги в этом случае будет очень маленькой. В тарельчатой центрифуге существует предел разделения суспензии, который определяется минимальным критическим размером ча-
<    шц, выделяемых в осадок.
Очистка высоковязких топлив в сепараторах может осуществляться в режиме пурификации или кларификации в зависимости от содержания в юпливе воды. Режим пурификации обеспечивает непрерывное удаление из топлива воды и постепенное накопление в барабане сепаратора механических примесей, выброс которых в грязевую емкость производится периодически. Режим кларификации предусматривает после очистки вы-
<    оковязкого топлива сепаратором в режиме пурификации дополнитель-»ую очистку от оставшихся механических примесей, которые скапливают-
<    я в барабане и по мере заполнения его грязевой полости выбрасывают -| я в грязевую цистерну.
Обычно для очистки топлива используется, по меньшей мере, два сепаратора, устанавливаемых последовательно (рис. 2.32, а) и параллельно (рис. 2.32, б). При сепарации остаточных сортов топлива в случае до-1аточной производительности каждого сепаратора самая эффективная очистка обеспечивается при последовательном расположении сепараторов, работающих в режиме пурификации и кларификации.
Каждый сепаратор по своей производительности должен быть спо-
* обен очищать все количество топлива, потребляемого двигателем, не превышая величины потока, рекомендуемой заводом-изготовителем.
Если производительность установленного сепаратора низкая (для данной вязкости используемого топлива) и если устанавливается более одного сепаратора, то для обеспечения меньшей скорости потока рекомендуется параллельная работа. Производительность, при которой за установленное время будет сепарироваться из топлива максимальное количество примесей, является оптимальной. Она определяется по формуле:
Ge = 24geNe/(tkp),
Рис. 2.32. Схема сепараторов: а ~ последовательное расположение сепараторов; 6 “ параллельное расопложение сепараторов;
7 – отстойный бак; 2 ~ подогреватель;
3,4 ~ сепараторы; 5 ~ расходный бак

где ge – удельный расход топлива, кг/(кВт ч);
t – время работы основного очистителя в течение суток (при наличии резервного очистителя – от 8 до 20 ч, при отсутствии – не более 8 ч);
к, р – вязкостный коэффициент и плотность топлива соответственно (для дизельного топлива к = 1, р = 840 кг/м3; 0,56, р = 903 кг/м3; для мазу-
дпя моторного топлива ДТ и мазута Ф5 к : та флотского Ф12 к =0,44, р = 918 кг/м3);
Ne – эффективная мощность ЭУ,кВт.
По принципу очистки барабана от грязи сепараторы делятся на две группы: несамоочищающиеся, из которых накопившуюся в барабане грязь удаляют вручную, для чего требуется остановка и разборка сепаратора, и самоочищающиеся, из которых грязь удаляется автоматически под действием центробежных сил на ходу сепаратора во время открытия барабана.
Процесс очистки топлива в барабане сепаратора представлен на рис. 2.33, на котором барабан показан в сборе.
Условно левая часть чертежа показывает настройку сепаратора на пу-рификацию, а правая – на кларификацию. При пурификации топливо поступает во внутреннюю вертикальную полость тарелкодержателя и через отверстия в его коническом основании попадает в распределительные отверстия конических тарелок. В результате непрерывной подачи грязное топливо по каналу А через распределительные отверстия в та-релкодержателе заполняет межтарелочное пространство.
Здесь, при вращении барабана 2 топливо очищается, благодаря разности центробежных сил, действующих на частицы топлива, воды и механических примесей.
Рис. 2.33. Барабан несамоочищающегося сепаратора

Вследствие наклона тарелок, образующих пакет, частицы воды и механические примеси, как более тяжелые, идут вниз, к периферии тарелок по их нижним поверхностям, а очищенное топливо “ вверх, по верхним поверхностям тарелок к центру барабана. Достигнув наружной поверхности вертикальной части тарелокодержателя, топливо перемещается вверх и по кольцевому зазору между тарелкодержателем и водяной горловиной попадает в среднюю камеру Б крышки – сборника 1 сепаратора. Отсюда его забирает насос и направляет в систему.
Механические примеси, будучи тяжелее воды и топлива, отбрасываются на стенки корпуса барабана. Вода, отброшенная к стенкам барабана, перемещается по ним вверх и через зазор между водяной горловиной и регулировочной шайбой попадает в нижнюю камеру крышки-сборника.
Принцип действия автоматизированного сепаратора с периодической очисткой барабана состоит в следующем.
При пуске сепаратора вначале через электромагнитный клапан 2 (рис. 2.34) подводится вода для запирания барабана сепаратора поршнем-затвором 3, который, поднимаясь в верхнее положение, входит в полость 14 и запирает разгрузочные окна 5, расположенные по окружности барабана. Примерно через четыре минуты работы сепаратора открывается электропневматический клапан 12, подводящий сжатый воздух в сервомотор топливного клапана 13, который, открываясь, пропускает подогретое топливо в барабан сепаратора. Топливо подается насосом 18 через подогреватель 16.
Производительность сепаратора устанавливают дроссельным клапаном 19, регулируя разность давлений перед и за этим клапаном. Очищенное топливо из полости 6 сепаратора откачивается насосом 17.
По сигналу на пульте управления «Барабан засорен», который подается датчиком 7, производится очистка барабана. Это происходит следующим образом. Топливный клапан 13 перекрывает поток топлива в сепаратор.
Электромагнитный клапан 1 открывает доступ воды в полость 4, в результате чего поршень-затвор опускается вниз и открывает разгрузочные окна 5 барабана для удаления шлама. Через 15 с клапан 1 закрывается, и вода из полости 4 отводится по отверстию 15 в барабане. Клапан водяного затвора 10 открывается через 100 с после включения программы очистки и остается открытым примерно 35 с.
Сепарирование прекращается включением программ остановки. Электродвигатель при этом продолжает работать еще около 70 с, что является достаточным для полной очистки барабана сепаратора. При включении тока закрываются все электромагнитные клапаны. Таким образом, барабан остается опорожненным, и все клапаны закрытыми.
ТОПЛИВО
Рис. 2.34. Схема автоматизации сепаратора:
1,2 ~ электромагнитный клапан; 3 ~ поршень-затвор; 4, 6 и 14 ~ полость; 5 -разгрузочные окна; 7-датчик; 8 и 9 ~ трубопроводы; 11 ~ клапан водяного затвора; 11 – трубопровод сжатого воздуха; 12 -электропневматический клапан;
13 ~ топливный клапан; 15 – отверстия для отвода воды; 16 ~ подогреватель; 17 – откачивающий насос; 18 ~ топливный насос; 19 – дроссельный клапан

I—85-1 1

Работа сепаратора обеспечивается холодной пресной водой, подводимой в бак по трубопроводу 8, и теплой пресной водой, которая подается к сепаратору по трубопроводу 9. К клапану 12 подводится сжатый воздух по трубопроводу 11.
На рис. 2.35 в последовательности, соответствующей порядку сборки, показаны детали барабана: порядок сборки на режим пурификации (рис. 2.35, а) и на режим кларификации (рис. 2.35, б}.
Отличием при настройке на пурификацию является установка над комплектом тарелок 5 на тарелкодержателе 3 водяной горловины 6 и закрепление на крышке барабана 9 регулировочной шайбы 12 с помощью кольцевой гайки 14.
При настройке на кларификацию водяную горловину, регулировочную шайбу и нижнюю тарелку из комплекта удаляют, а вместо них устанавливают нижнюю тарелку 4 без выпускных отверстий, верхнюю тарелку 7 с высокими ребрами и на крышку барабана вместо регулировочной шайбы закрепляют грязевую горловину 13. На рисунке показаны кольцо 2, резиновые кольца 8 и
11 и кольцевая гайка 10.
Для нормального процесса сепарации, большое значение имеет правильный выбор размера регулировочной шайбы. В комплект барабана входят несколько шайб с различными внутренними диаметрами. Использование той или иной шайбы зависит от разности плотности сепарируемого топлива и воды и от процентного содержания воды в топливе.
Рис. 2.35. Порядок сборки деталей барабана: а ~ на режим пурификации; б ~ на режим кларификации

Чем больше разница плотности и чем больше содержание воды в топливе, тем больше должен быть внутренний диаметр регулировочной шайбы. Это объясняется следующим. В процессе сепарации между топливом и водой в барабане устанавливается граница раздела, при которой вода не должна выходить из сепаратора с очищенным топливом, а топливо не должно выходить из барабана вместе с отсепарированной водой через зазор, создаваемый регулировочной шайбой Если зазор слишком велик (рис. 2.36, а), то сопротивление канала, по которому вода выходит из барабана, уменьшается и граница раздела приближается к стенкам барабана, в результате чего часть топлива уходит с водой.
Если зазор меньше требуемого (рис. 2.36, б), то сопротивление выходного канала для воды возрастает и граница раздела приближается к центру барабана, из-за чего часть воды может уйти с очищенным топливом. И только при правильно подобранной регулировочной шайбе (рис. 2.36, в) вода полностью отделяется от сепарируемого топлива, а потери топлива с удаляемой из барабана водой незначительны.
При выборе регулировочной шайбы следует учитывать следующее. Чем больше плотность топлива, тем ближе к периферии будет приближаться граница раздела. Чтобы не допустить этого, необходимо устанавливать регулировочную шайбу с меньшим внутренним диаметром. И, наоборот, при сепарации легких топлив выбирают шайбу с большим внутренним диаметром.


Рис. 2.36. Сепарация с различными регулировочными шайбами

При кларификации, как и при пурификации, неочищенное топливо подается во внутреннюю полость тарелкодержателя. Однако, благодаря наличию нижней сплошной тарелки, топливо входит в межтарелочные зазоры с периферии, что делает его путь длиннее, увеличивает время нахождения в барабане и обеспечивает более тонкую очистку.
Отделяемые частицы механических примесей центробежной силой прижимаются к нижним поверхностям тарелок, собираются в более крупные соединения и сбрасываются с нижних кромок в грязевую камеру к стенкам барабана.
Скорость движения топлива в межтарелочных зазорах определяет качество очистки. При высокой скорости мелкие частицы пройдут вместе с топливом весь зазор, так и не успев отсепарироваться. Поэтому на качество очистки влияет подача сепаратора, в связи с чем предусмотрено ее регулирование.
Для обеспечения удовлетворительной сепарации в обычных сепараторах плотность тяжелых топлив не должна превышать 0,99 кг/л при 15°С. Максимальная разница в плотностях топлива и воды находится в диапазоне 80~90оС. Вязкость топлива при сепарации должна быть 12~16 сСт (двухтактные дизели) и 9,5~14 сСт (четырехтактные дизели). Фирма «Альфа-Лаваль» рекомендует соблюдать следующие оптимальные соотношения производительности сепаратора и температуры сепарации в зависимости от вязкости:
Топливо, прошедшее подогреватель, поступает в сепаратор сверху через патрубок / (рис. 2.37) и далее по центральному каналу движется в нижнюю часть барабана, приводимого во вращение электродвигателем посредством вала. При поступлении в барабан топливо приходит во вращение вместе с ним, и по мере продвижения по узким щелям, образованным между тарелками, в направлении оси вращения, скорость топлива увеличивается и приходит в соответствие с частотой вращения барабана. В щели между тарелками топливо попадает через отверстие в распределительном диске и аналогичные отверстия в тарелках. В зависимости от размеров сепаратора число тарелок составляет 15_50. В целях повышения эффективности очистки, зазор между тарелками в современных сепара-юрах уменьшен до 0,5~0,б мм.
Вязкость, сСт при 50°С
Температура сепарации,°С
Пропускная способность, %
Одновременно с вращением, топливо под действием напора, создаваемого на входе сепаратора, движется между тарелками, где происходит его очистка, и далее направляется к выходному патрубку 2.
При работе в режиме пурификации в барабане сепаратора поддерживается водяной затвор (см. рис. 2.37). Граница раздела воды с топливом должна располагаться у внешней кромки распределительных отвер-
< I ий и ни в коем случае не проходить по отверстиям или правее них. В первом случае будет наблюдаться торможение потока топлива на входе в тарелки, что приведет к резкому ухудшению сепарации, а во втором – в зону очищенного топлива будет поступать вода.
Эффективность сепарации повышается, когда поверхность раздела
• подвигается влево от отверстий, так как увеличивается эффективная поверхность тарелок. Но в этом случае растет опасность исчезновения (разрыва) водяного затвора и, как следствие, утечка топлива к водоотводному патрубку 3. Для создания водяного затвора в сепаратор по каналу 12 подводится вода, которая служит и для промывки барабана при его раз-iрузке.
Рис. 2.37. Принципиальная схема центробежного сепаратора фирмы «Альфа-Лаваль»: 1~3 ~ патрубки; 4~5~ напорный и гравитационный диски; 6 – тарелки;
7 ~ водяной затвор; 8 ~ распределительный диск, 9 ~ вал; 10 ~ барабан;
11 ~ граница раздела воды с топливом; 12 ~ водоотводной канал
Обычно водяной затвор пополняется за счет воды, сепарируемой из топлива. Для поддержания равновесного положения между количествами воды, отбираемой из топлива (поступающей в зону гидравлического затвора) и уходящей из него, на выходе установлен гравитационный диск. Поскольку давление на границе раздела топлива с водой, а значит, и положение границы зависят от плотности топлива, размеры диска подбирают в соответствии с ней. Неправильно подобранный диск приведет к смещению поверхности раздела и нарушению эффективности сепарации.
Необходимость в регулировании водяного затвора путем подбора гравитационного диска в новых моделях сепараторов АЛКАЛ («Альфа-Лаваль») и Секутрол («Вестфалия») полностью исключена, так как в них осуществлен непрерывный контроль за выходящим из сепаратора топливом и при появлении в нем воды автоматически увеличивается проходное сечение клапана, осуществляющего разгрузку барабана от воды. Вода отводится непрерывно с помощью напорного диска по каналу 3.
Рис. 2.38. Схема самоочищающегося сепаратора.
I    – маслоуказательное стекло; 2 – червячное колесо; 3 ~ фрикционная муфта;
4 -пробка для залива масла; 5 – тормоз; 6 – счетчик частоты вращения; 7 ~ подвод регулирующей воды для закрытия, 8 – подвод воды для «выстреливания»;
9 – барабан; 10 – подвод воды для жидкостного уплотнения (водяного затвора);
II    – термометр; 12 -указатель расхода; 13 – загрязненное топливо к барабану сепаратора; 14 – выход чистого топлива; 15 ~ выход воды; 16 ~ отверстия для выгрузки осадка; 17 – выход воды и опорожнение станины; 18 ~ загрязненное
топливо к питательному насосу; 19 – запорный клапан; 20 ~ фильтр; 21 ~ шпиндель барабана; 22 – червяк; 23 – питательный насос; 24 ~ выход осадка;
25 ~ загрязненное топливо к подогревателю
Наиболее распространенными и эффективными являются сепараторы фирмы «Альфа-Лаваль» (рис. 2.38). Сепаратор может работать как кларификатор (отделение твердых частиц из топлива) или как пурифика-тор (сепарация воды и отстоя, причем вода непрерывно удаляется из барабана). При работе в режиме пурификатора вода и очищенное топливо покидают сепаратор через свой выход.
Выход более тяжелой фазы воды расположен на несколько большем радиусе, чем выход более легкой жидкости.
Степень достигаемой сепарации зависит от положения поверхности раздела, которая определяется диаметром гравитационной тарелки. Разделительная поверхность пурификатора должна располагаться как можно ближе к периферии барабана, однако она не должна находиться вне наружного диаметра верхней тарелки, иначе топливо будет выходить через выход воды. Для предотвращения этого барабан заполнен до края разделительной поверхности уплотняющей водой, образующей жидкостное кольцо, внутренняя сторона которого служит жидкостным затвором для топлива. При работе сепаратора в режиме кларификатора тяжелый выход воды с примесями должен быть заблокирован, что достигается путем установки наименьшей гравитационной тарелки. Кларификатор имеет лишь один выход (для топлива), а отстой, твердые включения и вода удаляются через отстойное отверстие при автоматической очистке.
Во время работы сепаратора поверхность раздела может смеситься к центру (при снижении плотности, вязкости, расхода топлива или при повышении температуры), что ухудшает качество сепарирования, или к периферии (при повышении плотности, вязкости и расхода топлива или при понижении температуры), что приводит к разрушению водяного затвора и поступлению топлива в водоотводящую полость. Влияние изменения вязкости, температуры и расхода на смещение поверхности раздела обусловливается изменениями перепада давления, возникающего на наборе тарелок в барабане. В связи с этим очень важно выбрать правильную гравитационную тарелку (самая большая тарелка, не вызывающая разрушения водяного затвора, будет правильной) и работать при постоянном расходе топлива с постоянной температурой сепарирования.
Следует избегать дросселирования и рециркуляции топлива перед сепарацией. Вместо встроенных в сепаратор насосов фирма «Альфа-Ла-валь» предлагает применять отдельные нагнетательные насосы, работающие с одинаковой производительностью, причем рекомендуются два насоса (один – рабочий, другой _ резервный) при последовательной работе сепараторов. Оба насоса работают, когда сепараторы действуют параллельно. Насосы должны устанавливаться как можно ближе к месту выхода из отстойного бака, причем величина подачи топлива насосами не должна превышать максимального расхода топлива на дизель более чем на 10%. В связи с этим необходимо предусмотреть перелив чистого топлива из расходной суточной цистерны в отстойный бак.
Наиболее простым и надежным режимом при обработке низкосортного тяжелого топлива является последовательный (пури-фикатор за кларификато-ром). Это служит также защитной мерой в случае смещения поверхности раздела в предшествующем пурификаторе, хотя с теоретических позиций параллельная работа обеспечивает большую производительность сепаратора при условии правильного положения поверхности раздела.
Сепараторы МАРХ-205TGT (типоразмеры 207,

Рис. 2.39. Схема включения сепаратора типа МАРХ фирмы «Альфа-Лаваль»: 1 ~ бак с жидкостью для механизма открытия барабана; 2 ~ смягчающий фильтр; 3 -манометр;
4 – добавление воды для создания гидравлического затвора; 5 ~ клапан для добавления воды на гидравлический затвор;
6 -расходомер; 7 – термометр; 8 ~ смотровое стекло; 9 ~ подогреватель; 10 – сообщительный клапан; 11 ~ отсепарированное топливо;
12 – соленоидный клапан для несепарированного топлива; 13 -рециркуляция в бак;
14 – несепарированное топливо; 15 – клапан для выпуска воды; 16 -удаление воды; 17 – выпуск шлама; 18 ~ навешенный шестеренный насос;
19    -регулировочный клапан перед насосом;
20    ~ клапан для подачи открывающей воды;
21 ~ клапан для запирающей воды

209, 210, 213) фирмы «Альфа-Лаваль» применяются для дизелей мощностью от 4000 до 27000 кВт при использовании топлива вязкостью 780 мм2/с при 50°С (3500 cRI). Схема включения сепараторов (рис. 2.39) обеспечивает их последовательную (и параллельную) работу в автоматическом режиме с помощью программного оборудования опорожнения МАСЕ-25. Фирма «Альфа-Лаваль» рекомендует выбирать диаметр отверстий регулирующих шайб по специальным номограммам (рис. 2.40 и 2.41). На рис. 2.40 при плотности масла 0,96 кг/дм3 при 15°С и температуре сепарации 70°С необходим диаметр шайбы 90 мм (линия 1); при плотности топлива (масла) 0,87 кг/дм3 при 25°С и температуре сепарации 60°С диаметр шайбы равен 114 мм (линия II). На рис. 2.41 для сепаратора МАРХ-210 при юпливе с вязкостью 80 мм2/с при 50° С производительность составляет /000 л/ч.
II »«ж. 2160
Самоочищающиеся сепараторы отечественного производства имеют марку СЦС-3. Ими можно сепарировать дизельное топливо, тяжелое топливо (не тяжелее мазутов марки М40), а также смазочные масла. Спецификационная производительность сепаратора 3000 л/ч при вязкости сепарируемого нефтепродукта 45 мм2/с (б°ВУ).
Дисковый барабан сепаратора приводится в движение электродвигателем переменного тока типа АМ-61 мощностью 4,8 кВт через фрикционно-центробежную муфту, обеспечивающую плавную работу сепаратора при пуске. Для подачи и отвода топлива служит двухсекционный шестеренный насос с высотой всасывания 0,06 МПа и давлением нагнетания 0,4 МПа. Во всех центробежных сепараторах барабан вращается со скоростью 4000-9000 мин-1, что предъявляет повышенные требования к сборке барабана, эксплуатации, чистке и ремонту.
Р, кг/дм3
0,75-
15 20 30 40 50 60 70 80 t°C
I—I—I—I—i—I—I—1—I—I—I—I—I—г~
50 70 90 110 130 150 170 t°C
Рис. 2.40. Номограмма для выбора пробной регулирующей шайбы по плотности топлива (масла) при определенной температуре для сепаратора МАРХ-207

Дальнейшим усовершенствованием аппаратов фирмы «Альфа-Лаваль» являются се-парационные установки АЛКАЛ с сепараторами ФОПКС (рис. 2.42), предназначенных для судовых силовых установок (ССУ). Эта система очистки тяжелых сортов топлива предельной плотностью 1010 кг/м3 при 15°С. В обычных сепараторах производится очистка
мУч

с R1 при 100°F 3500 1500 600 v мм2/с при 5СГС 380 180 80 MAPX 313
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 G,
Рис. 2.41. Рекомендуемая производительность сепараторов МАРХ в зависимости от вязкости
топлива:—— дизельное топливо;
тяжелое топливо
жидкости плотностью 991 кг/м3 при 15°С. С увеличением плотности тяжелого топлива затрудняется сохранение правильного положения поверхности раздела для получения оптимальных результатов.
Рис. 2.42. Сепарационная установка ФОПКС 605: а) принципиальная схема; б) вид установки. 1 ~ подвод топлива; 2 ~ выход чистого топлива; 3 ~ заглушки; 4 – вход воды на уплотнение; 5 ~ вход воды для запирания барабана; 6 ~ клапан дренажа воды; 7 ~ выход воды; 8 ~ гравитационный диск; 9 ~ диск раздела поверхностей; 10 ~ верхний диск; 11 – вход воды для очистки
Сепарационная установка АЛКАЛ не требует регулирования из-за колебаний плотности, вязкости, расхода и др. (рис. 2.43).
При оптимальной сепарации колебания температуры не должны превышать ±5°С. Это очень важно для тяжелых топлив вязкостью 380 мм2/с при 50°С и более, так как рекомендуемая температура сепарации равна 98°С Поток топлива не прерывается, когда выходит грязь или вода. Из сепаратора постоянно выходит чистое топливо.
Выделенные грязь и вода собираются по окружности камеры (рис. 2.44). Когда эта вода достигнет дисков, часть ее начинает выходить вместе с чистым топливом, что моментально фиксируется специальным датчиком содержания воды, расположенным на выходе чистого топлива. При достижении в очищенном топливе определенного количества воды (приблизительно 0,2%) автоматическое устройство начинает выпускать иоду, которая собралась в камере сепаратора. Вода выпускается с грязью через специальные отверстия по окружности камеры или через сливной
Чистая вода
Рис. 2.43. Схема включения сепараторной установки АЛКАЛ. 1 ~ сепаратор ФОПКС;
2 ~ соленоидный блок подачи воды; 3 ~ кромка аварийной остановки; 4 ~ блок контроля ЕРС-400; 5 – пневматический исполнительный механизм; 6 ~ соленоид включения подачи воздуха; 7 ~ эластичный рукав; 8 – датчик воды WT-200;
9 -расходомер; 10 ~ переключатель высокого давления; 11 – переключатель низкого давления; 12 ~манометр; 13 ~ регулирующий клапан; 14 – пневматический трехходовой клапан; 15 – подогреватель; 16 ~ питательный насос; 17 ~ блок управления подогревателем; 18 – блок управления пуском
клапан для воды. Если вода достигает комплекта дисков за время менее 15 мин после предыдущего выхода грязи, то вода выходит через сливной клапан.
Сепараторы ФОПКС являются дальнейшим усовершенствованием сепараторов типа WHPX. Сепаратор ФОПКС имеет контролируемый выход. Пропускная способность воды сепараторов ФОПКС составляет 3% расчетной емкости, что соответствует максимуму: 12% воды при очистке тяжелого топлива вязкостью 380 мм2/с при 50°С и 19% воды при очистке топлива вязкостью 700 мм2/с при 50°С. Точность измерения содержания воды датчиком составляет ±5% в случае содержания воды в тяжелом топливе до 10%.
Принцип измерения содержания воды основан на изменении емкостного сопротивления. Измеряется содержание чистой и эмульгированной воды. Конденсатор датчика содержания воды в очищенном топливе регистрирует изменения электрического тока в зависимости от содержания воды в очищенном топливе. (Диэлектрическая постоянная тяжелого
Рис. 2.44. Правильное (а) и неправильное (б) положения поверхности раздела сепаратора фирмы «Альфа-Лаваль» 1 ~ гравитационный диск; 2 ~ комплект дисков;
3 ~ верхний диск; 4 ~ поверхность раздела
топлива 2~4, воды – 80.) Действие датчика проверяется через каждые 6 с. Сливной клапан для воды представляет собой соленоидный клапан.
Каждый сепаратор ФОПКС, выбранный в соответствии с требуемой производительностью, комплектуют запасным сепаратором того же размера, который также включает датчик содержания воды. Оба сепаратора работают последовательно, однако предусматривается возможность их параллельной работы в случае чрезмерно больших количеств грязи или воды. В схеме включения сепаратора (рис. 2.45) используются отдельные нагнетательные насосы, сепараторы не имеют навешенных насосов.
Рис. 2.45. Схема контроля содержания воды. 1 ~ вход топлива; 2 – блок контроля; 3 – датчик воды; 4 -выход чистого топлива; 5 – выход воды;
6 ~ слив шлама и воды; 7 ~ сепаратор

При скоплении большой массы воды в тяжелом топливе через 2~3 мин поступает сигнал тревоги, и топливо с большим количеством воды возвращается в отстойник. Система АЛКАЛ позволяет снизить содержание морской воды в тяжелом топливе плотностью 1013 кг/м3 при 15°С от 4 до 0,3~05%. Плотности тяжелого
кг/мз    топлива и дистилли
рованной воды при 98°С одинаковы, тогда как плотность топлива составляет около 1016 кг/м3 при 15°С (рис. 2.46). Поэтому максимальная плот-
Рис. 2.46. Зависимость плотности тяжелого топлива и воды от температуры: а – тяжелое топливо с плотностью р = 990, 1000, 1010, 1015 кг/мЗ; 6′ – дистиллированная вода; в – соленая вода с содержанием солей NaCl0.5%o,l%o,2%o.

ность топлива должна быть между 1016 и 993 кг/м3 при 15°С, чтобы получить удовлетворительное снижение количества пресной воды (табл. 2.11).
Необходимость отделения .пресной воды из топлива плотностью 1013 кг/м3 при 15°С объясняется тем, что пресная вода может включать соли из
топлива, что приводит
к образованию более «тяжелой» воды, а также тем, что пресная вода на борту судна содержит какое-то количество солей.
Типы сепараторов различных фирм и их основные характеристики приведены в табл. 2.12. Критериями для выбора типа сепаратора являются производительность Q и коэффициент очистки сепаратора
Ф=[(х1-х2)/х2]-100, где Х-, – х2 – содержание механических примесей в топливе до и после сепарирования.
Центробежные сепараторы обеспечивают удаление примесей неорганического происхождения, размером более 1 мкм и неметаллических частиц размером 2~3 мкм, а также понижение содержания: воды до
Таблица 2.11
Результаты отделения воды из тяжелого топлива плотностью 1013 кг/м3 при 15 °С в сепараторе АЛКАЛ
Количество воды в топливе, %
Количество воды в топливе, %
до сепарации
после сепарации
до сепарации
после сепарации
Пресная
Таблица 2. 12
Марка сепаратора (фирма, страна)
СЦС-З(РФ)
(«Титан», Дания) CNS-70 »»
CNS-80 »»
CNS-150 »»
(«Вестфалия»,
Германия)
5AOQ-3016 »»


Материалы по теме:

Связанные статьи:
No related posts


Хостинг

VPS - Хостинг

аренда сервера

Dedicated server

Регистрация доменов

Русские темы для WordPress. Бесплатные шаблоны для блогов WordPress на любой вкус

В этой категории
Май 2018
M T W T F S S
    Jun »
 123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
28293031