+7 (812) 4-673-673
Система запуска судового двигателя. Выхлопные газы.
Система запуска судового двигателя
Для того чтобы запустить двигатель внутреннего сгорания, как известно, его надо несколько раз провернуть, чтобы цилиндры заполнились рабочей смесью, она сжалась и воспламенилась, толкая поршни. Рукоятка, которой заводились старые советские автомобили, для двигателя размеров с дом не подойдет, нужно что-то помощнее. На судах для этого традиционно используется сжатый воздух, хранящийся в баллонах под давлением 30 бар.
При этом главные двигатели малой мощности или вспомогательные двигатели могут заводиться с помощью электрических или пневматических стартовых моторов, работающих от аккумуляторов или сжатого воздуха. Для этого должна быть предусмотрена система зарядки аккумуляторных батарей, или компрессор для закачки воздуха в баллоны при работающем двигателе. Такой стартовый мотор прокручивает двигатель за зубчатый маховик, пока он не заведется.
Когда двигатель заводится от сжатого воздуха, он подается в цилиндры через работающий от распредвала отдельный распределитель с клапанами, в том же порядке, как и при работе двигателя. Когда двигатель проворачивается, впрыскивается топливо и подача воздуха прекращается.
Для старта обычно достаточно 10 бар. Тем не менее, в баллонах обязательно должно быть давление в 30 бар, чтобы при необходимости завести мотор несколько раз. В воздуховоде устанавливают предохранительные клапаны, предотвращающие распространение пламени в баллоны при самопроизвольном зажигании смеси.
Выхлопные газы
По составу выхлопные газы – это очень горячая смесь углекислого газа, водяного пара, несгоревшего топлива и смазки, оксида азота (продукт окисления атмосферного азота), диоксида серы (образуется при сгорании содержащейся в топливе серы) и углерода в виде сажи. Оксид серы реагирует с водой, образую серную кислоту, которая разъедает сталь выхлопных труб судна. Настройкой рабочего цикла двигателя получается в определенных пределах уменьшить количество вредных для экологии оксидов азота и серы.
В некоторых морских районах действует ограничение на использование судами тяжелого топлива с высоким содержанием серы (0.50% по всему миру, а в зонах ECA (Балтика, Северное море) - всего 0.10%), чтобы уменьшить выбросы оксида серы в атмосферу. Судно бывает вынуждено перейти на более «чистое» дизельное топливо. Так же для соблюдения этих норм суда оснащают системами EGCS (Exhaust Gas Cleaning Systems), известными как скрубберы (от scrubbers). Скрубберы работают в открытом или замкнутом цикле, нейтрализуя сернистые соединения (более 98% SOₓ) щелочными реагентами, и интегрируются с существующими экономайзерами без потери эффективности утилизации тепла.
Тепло от выхлопных газов можно утилизировать, например, для подогрева топлива, нагрева воды или отопления помещений судна. Иначе оно будет буквально выброшено на воздух. Эту функцию выполняют специальные теплообменники на выхлопных трубах, называемые экономайзерами.
Выхлопные газы могут нагревать специальное масло-теплоноситель, или производить водяной пар для судовых нужд, обычно для разогрева тяжелого топлива.
Несмотря на наличие таких «бесплатных» источников тепла, на корабле все равно должны быть независимые от работы главного двигателя нагреватели, обеспечивающие отопление и другие нужды судна при стоянке в порту, или когда главный двигатель не работает на полную мощность.
Воздух для горения топлива на судне
Для сгорания топлива в цилиндрах необходим воздух. Он поступает из машинного отделения, при этом туда при помощи вентиляторов подается наружный свежий воздух, охлаждая помещение. Но все равно там очень жарко.
Поправки добавляют новые определения и положения к правилу II-2/4 СОЛАС (Вероятность воспламенения), в том числе требуют, чтобы суда, перевозящие нефтяное топливо, перед бункеровкой предоставляли подписанную и заверенную представителем поставщика мазута декларацию о том, что поставляемое нефтяное топливо соответствует правилу II.2/4.2.1 СОЛАС и методу испытаний, использованному для определения температуры вспышки.
В цилиндры воздух подается с некоторым избытком, чтобы улучшить процесс горения и снизить температуру выхлопных газов. Подача воздуха под давлением резко повышает мощность двигателя, поэтому энергия выхлопных газов используется в турбокомпрессорах - от простых турбин с теплообменником до современных двухступенчатых систем ABB с титановыми лопатками. Они обеспечивают надув до 4,0 бар для 2-тактных дизелей, поддерживают dual-fuel режимы с LNG (природный газ) или метанолом, снижают температуру газов на 50°C, а охлаждение нагнетаемого воздуха в теплообменнике предотвращает детонацию.
- Входной патрубок (сечение для подачи рабочей среды, например, газа).
- Диффузор (неподвижный элемент, замедляющий поток и преобразующий кинетическую энергию в давление).
- Волют (спиральный корпус, собирающий сжатый поток из диффузора и направляющий его к выходу).
- Рабочее колесо (импеллер) (вращающаяся часть с лопатками, сообщающая энергию потоку).
- Выходной патрубок (сечение для отвода сжатой среды).
Смотрите также:
