Судовые энергетические установки

629.5.03(076)

Г-70

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

 РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное

 учреждение высшего образования

«Севастопольский государственный университет»

 

Институт кораблестроения и морского транспорта

Кафедра энергоустановок морских судов и сооружений

 

 

Судовые энергетические установки

Учебно-методическое пособие

По проведению лабораторного практикума

Рекомендовано Учебно-методическим советом института

 в качестве учебно-методического пособия для студентов

специальности 26.05.07

«Эксплуатация судового электрооборудования и средств автоматики»

 

Севастополь

СевГУ

2015

УДК 629.5.03(076)

ББК:39.455я73

Г-70

 

Рецензенты:

А.М. Олейников - профессор каф. СЭО, д.т.н.

В.А. Очеретяный - доцент каф. ЭМСС, к.т.н.

 

Ответственный за выпуск:

К.Ю. Федоровский – заведующий кафедрой ЭМСС, д.т.н., профессор

 

 

Составители Г.В.Горобец, А.И. Мальчиков, В.В. Душко

 

   Г-70   Судовые энергетические установки:  учеб.-метод. пособие  

             по проведению лабораторного практикума /  Сост. Г.В.Горобец¹,  

             А.И. Мальчиков², В.В. Душко³. – Севастополь: СевГУ,  2015. –

             64 стр.: ил.

 

Изучаются вопросы состава, конструкции, принципа действия двигателей, входящих в состав СЭУ, главной и вспомогательной; обслуживающих  их систем. Анализируются рабочие циклы двигателей. Выполнение лабораторных работ направлено на формирование следующих профессионально-специализированных компетенций (Конвенция ПДНВ): ПСК-1 – начальное понимание работы механических систем, включая: первичные двигатели, в том числе главную двигательную установку.

Пособие предназначено для студентов очной и заочной форм обучения Севастопольского государственного университета Института кораблестроения и морского транспорта, специальности 26.05.07 «Эксплуатация судового электрооборудования и средств автоматики».

 

УДК 629.5.03(076)

 

 

ÓГоробец Г.В¹., сост., 2015

ÓМальчиков А.И.²

ÓДушко В.В.³

ÓФГАОУВО «Севастопольский

государственный университет», 2015

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение	5
1. Лабораторная работа № 1  «Изучение состава, конструкции, основ технического обслуживания судового парового котла на   базе КВС-68, КВЦ-15/8 и их систем»……………………………..	6
1.1. Состав котельного отделения…………………………………	6
1.2. Конструкция котла КВС-68 ………………………………….	7
1.3. Конструкция котла КВЦ-15/8…………………………………	8
1.4. Оборудование котельного отделения ……………………......	8
1.5. Трубопроводы и арматура ……………………………………	10
1.6. Условные обозначения элементов котельного отделения на функциональных схемах…………………………………………...	11
1.7. Работа котельного отделения…………………………………	13
1.8. Арматура систем котельного отделения……………………...	14
1.9. Основы технического обслуживания и эксплуатации   вспомогательных котельных установок…………………………..	17
1.9.1. Обслуживание действующей установки……………………	17
1.9.2. Надзор за техническим состоянием судовых вспомогательных котельных установок и их освидетельствование………	18
1.10. Порядок выполнения работы и оформления отчета………	18
1.11. Примеры контрольных вопросов……………………………	19
2. Лабораторная работа № 2  «Изучение состава, конструкции,  основ технического обслуживания судового паротурбогенера- тора и его систем»…………..............................................................	20
2.1. Описание установки …………………………………………..	20
2.2. Назначение и характеристика элементов установки………...	20
2.3. Схема установки. Трубопроводы……………………………..	21
2.4. Конструкции паровой турбины……..………………………...	22
2.5. Основы технического обслуживания и эксплуатации паротурбогенератора……………………………………………………	25
2.6. Порядок выполнения работы и оформления отчета…………	28
2.7. Примеры контрольных вопросов……………………………..	28
3. Л абораторная работа № 3 «Анализ цикла, режимов работы газо турбинного двигателя (ГТД) ВК-1 на основе изучения конструкции  и принципа действия его элементов и систем»……………………...	29
3.1. Краткий анализ циклов и схем компоновки ГТД ……………	29
3.2. Краткое описание конструкции двигателя ВК-1, его элементов……………………………………………………………………	30
3.3. Состав систем, обеспечивающих работу ГТД ВК-1…………	31
3.4. Режимы работы турбоагрегата и судна………………………	35
3.5. Порядок выполнения работы и оформления отчета…………	37
3.6. Примеры контрольных вопросов……………………………..	37
4. Лабораторная работа № 4 «Изучение состава, конструкции,  основ технического обслуживания газотурбогенератора на базе ГТД-3Ф и его систем»…………........................................................	38
4.1. Судовые газотурбогенераторы. Общие сведения……………	38
4.2. Назначение и состав газотурбогенераторной установки…….	39
4.3. Конструкция газотурбинного двигателя и его элементов…...	40
4.4. Системы двигателя ГТД -3Ф………………………...………..	43
4.5. Основы технического обслуживания и эксплуатации ГТД-3Ф………………………………………………………………	45
4.6. Порядок выполнения работы и оформления отчета…………	47
4.7. Примеры контрольных вопросов……………………………...	47
5. Лабораторная работа № 5 «Изучение состава, конструкции  судового дизельгенератора на базе ДГ 50-1»…….................................	48
5.1. Основные технические характеристики дизельгенератора ДГ 50-1………………………………………………………………	48
5.2. Основные технические характеристики дизеля К 457………	49
5.3. Конструкция дизеля К 457 ……………………………………	49
5.4. Основы технического обслуживания судового дизельгенератора ДГ 50-1………………………………………………………	53
5.5. Порядок выполнения работы и оформления отчета…………	53
5.6. Примеры контрольных вопросов……………………………..	53
6. Лабораторная работа № 6 «Изучение состава, принципа  действия систем, обслуживающих судовой дизельгенератор ДГ 50-1….............................................................................................	56
6.1. Топливная система дизеля…………………………………......	56
6.2. Система смазки дизеля…………………………………………	57
6.3. Система охлаждения дизеля…..……………………….……....	58
6.4. Система запуска дизеля………………………………………..	59
6.5. Основы техобслуживания ……………………………………..	59
6.6. Порядок выполнения работы и оформления отчета…………	62
6.7. Примеры контрольных вопросов……………………………...	62
Литература	63

ВВЕДЕНИЕ

Целью изучения дисциплины «Судовые энергетические установки» студентами специальности 26.05.07 "Эксплуатация судового электрооборудования и средств автоматики" является получение необходимых теоретических знаний и практических навыков в области устройства и основ эксплуатации судовых энергетических установок в рамках профессиональной подготовки судовых инженеров-электромехаников. Сознательное изучение устройства и принципа работы основных узлов, деталей и систем двигателей дает возможность осуществлять мероприятия по предотвращению отказов элементов СЭУ;  самостоятельно находить правильные способы устранения неисправностей; обладать знаниями правил поддержания судна в мореходной состоянии в области СЭУ.

Для привода электрогенераторов, входящих в состав электроэнергетического комплекса, используются различные вспомогательные двигатели, а также главные двигатели, от которых часть мощности отбирается с помощью различных передач.

Материалы, изложенные в учебно-методическом пособии знакомят с конструкциями реальных двигателей (газовых, паровых турбин; двигателя внутреннего сгорания, парового котла), входящих в состав главных и вспомогательных судовых энергетических установок; системами, обслуживающими эти установки, а также специальными вопросами, связанными с циклами и режимами работы двигателей, основами эксплуатации. Все описываемые объекты, элементы и системы представлены в лабораториях кафедры «Эксплуатации морских судов и сооружений».

К лабораторным работам допускаются студенты, прошедшие инструктаж по технике безопасности в лабораториях кафедры ЭМСС. Во время защиты лабораторных работ преподаватель проверяет полученные студентом практические результаты и его теоретические знания.

Методические указания содержат контрольные вопросы для закрепления теоретического материала при самоподготовке студентов.

 

 

Лабораторная работа № 1

Изучение состава, конструкции, основ

Состав котельного отделения

 

Назначение котельного отделения - подача пара заданных параметров в необходимом количестве в турбинное отделение.

Состав котельного отделения представлен на рис. 1.1.

 

Рис. 1.1. Расположение оборудования в лаборатории котлов:

1 – щит управления, индикации и сигнализации; 2 – вентиляторы; 3 – насос топливный винтовой; 4 – фильтр тонкой очистки; 5 – подогреватель топлива; 6 – насос топливный пусковой; 7 – главный топливный паровой насос; 8 – насос дозерный; 9 – фильтр грубой очистки; 10 – котел КВЦ15-8; 11 – паровой питательный насос (два насоса);

12 – расходная цистерна;13 - питательный центробежный насос главного котла; 14 - теплый ящик; 15 – главный питательный паровой насос; 16 – водоподогреватель;

17, 19 – столы; 18 – манометрический щит; 20 – котел главный КВС-68; 21 – верстак

Конструкция котла КВС-68

 

Котел КВС-68, конструкция которого представлена на рис. 1.2 - с естественной циркуляцией, вертикальный, водотрубный, шатрового типа с двухсторонним протоком дымовых газов. Паропроизводительность 10 т/ч, рабочее давление 2,5 МПа.

Корпус котла состоит из пароводяного коллектора Ø770, соединенного симметричными конвективными пучками водогрейных трубок Ø29×2,5 с двумя водяными коллекторами 500мм.

 

 

Рис. 1.2. Конструкция котла КВС-68:

1 – пароводяной коллектор; 2 – испарительный трубный пучок 3 – опора; 4 – кирпичная обмуровка переднего фронта; 5 – фурменное отверстие; 6 – питательный трубопровод; 7 – водяной коллектор

                  

Каждый конвективный пучок состоит из 13 рядов водогрейных трубок. Расположение трубок в пучке - шахматное. Трубки крепятся к коллекторам вальцовкой. Для установки котла на фундамент к водяным коллекторам приварены стальные опоры по 2 штуки на каждый коллектор.           Передние опоры крепятся к котельному фундаменту наглухо, а задние опоры свободно скользят по поверхности фундамента.

Каркас и обшивка котла крепятся к коллекторам. Каркас представляет решетку, сваренную из профильной и листовой стали. Щиты обшивки выполнены из стальных листов и крепятся на штырях к каркасу и коллекторам. Нижняя часть топки ограничена поддоном, который по длине котла примыкает к водяным коллекторам, а по фронтам сопрягается с фронтовыми стенками обшивки.

Фронтовые стенки обшивки топки и поддон изнутри облицованы огнеупорным шамотным кирпичом. Котел имеет одностороннее отопление. Топочное устройство парогенератора состоит из двух механических форсунок и двух воздухонаправляющих устройств. На котле в соответствии с Правилами Регистра России установлена необходимая арматура.

 

Конструкция котла КВЦ-15/8

 

Котел вертикальный (рис. 1.3), цилиндрический, состоит из двух обечаек (внутренней и внешней) и двух днищ. Между обечайками находится вода, которая нагревается теплом газов, движущихся по внутренней обечайке снизу вверх. Во внутреннюю обечайку вварены трубы, в которых находится вода, обогреваемая уходящими газами.

   

 

Рис. 1.3. Конструкция котла КВЦ 15/8:

1 – средний рабочий уровень воды в котле; 2 – внешняя обечайка; 3 – внутренняя обечайка; 4 – трубы испарительного пучка; 5 – кирпичная обмуровка топки;

 6 – фурменное отверстие

 

Топка представляет собой жаровую трубу, соединяющую внешнюю и внутреннюю обечайку. Для подачи топлива в котел установлена паро-воздушная форсунка. Необходимый для горения воздух поступает в топку за счет самотяги. Для обеспечения нормальной эксплуатации котел снабжен необходимым количеством арматуры.    

 

Трубопроводы и арматура

 

Трубопроводы острого пара служат для подачи пара от котлов в турбинное отделение и к вспомогательным механизмам котельного отделения.                   

Трубопроводы отработанного пара служат для отвода отработанного

пара от вспомогательных механизмов в турбинное отделение.

Трубопроводы питательной воды служат для подачи воды из цистерны или из теплого ящика к котлам.

Трубопровод мазута служит для подачи топлива к котлу КВС-68.

Трубопроводы дизельного топлива служат для подачи топлива к котлам КВС-68 и КВЦ-15/8.

Трубопровод сжатого воздуха служит для подачи воздуха на паровоздушную форсунку котлу КВЦ-8-15 и для подачи воздуха на привод питательных насосов. Возможна подача сжатого воздуха на обдувку поверхностей нагрева котла КВС-68.

Трубопровод воздуха низкого давления служит для подачи воздуха от вентиляторов к котлу КВС-68.

Трубопроводы конденсата служат для подачи конденсата в теплый ящик.

 

  1.6. Условные обозначения элементов котельного отделения

   на функциональных схемах

 

Hа всех перечисленных трубопроводах котельного отделения установлена арматура, условные обозначения которой представлены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 – Условные обозначения элементов в судовых функциональных схемах

 

Обозначение	Содержание
1	2
	Трубопровод воды (без указания типа воды)
	Трубопровод питательной воды
	Трубопровод конденсатно-питательный
	Трубопровод паровой
	Трубопровод острого пара
	Трубопровод отработанного пара
	Топливные трубопровод (без указания типа топлива)
	Трубопровод тяжелого топлива
	Трубопровод легкого топлива
	Воздушный трубопровод
	Трубопровод сжатого воздуха
	Трубопровод воздуха для горения
	Указание направления движения среды (жидкость)
	Указание направления движения среды (газ, пар)
	Обводка трубопроводов (соединение отсутствует)
	Соединение трубопроводов
	Котел КВС-68, трехбарабанный, водотрубный, с двухпроточным движением газов
	Котел КВЦ 15-8
	Насос паровой
	Центробежный насос

Продолжение табл. 1.1

1	2
	Насос (без указания типа)
	Насос ручной
	Теплообменный аппарат (подогреватель) с указанием подвода и отвода греющей и обогреваемой сред
	Баллон под давлением
	Вентилятор
	Фильтр
	Цистерна
	Форсунка
	Насос винтовой
	Насос шестеренчатый
	Клапан проходной запорный
	Клапан угловой запорный
	Клапан невозвратный
	Клапан невозвратно-запорный
	Клапан быстродействующий
	Клапан регулирующий
	Клапан с дистанционным управлением
	Кран двухходовой
	Кран трехходовой
	Задвижка
	Заслонка
	Конденсатоотводчик

Продолжение табл.1.1

1	2
	Клапан предохранительный с тросиковым приводом
	Клапан предохранительный
	Клапан с электромагнитным приводом на закрытие
	Клапан для манометра
	Клапан дроссельный
	Клапан редукционный

Работа котельного отделения

 

Котельное отделение работает следующим образом.

Главный котел, вырабатывающий пар в турбинное отделение – котел КВС-68. Котел вспомогательный КВЦ 15/8 служит для запуска главного котла и для работы на стояночных режимах. В начальном состоянии котлы порожние, т.е. без воды.

Вспомогательный котел КВЦ 15/8 заполняется питательной водой одним из двух горизонтальных питательных паровых насосов 11 (рис. 1.1). Насосы паровые, поэтому имеется внешний источник их привода – два баллона со сжатым воздухом (давление до 6 МПа). Объема баллонов хватает на заполнение котла КВЦ 15/8 водой и распыл топлива на паровоздушной форсунке котла КВЦ 15/8 для его запуска. Таким образом из баллонов сжатый воздух подается на привод насоса 11, который подает воду в котел КВЦ 15/8 из питательной цистерны, расположенной в соседнем помещении.

После заполнения водой запускается вспомогательный котел КВЦ 15/8. Воздух подается самотягой. Зажигание форсунки – факелом. Топливо котла – легкое, поступает самотеком, за счет подпора высотой 3 м (0,03 МПа). Распыл топлива – сжатым воздухом.

После запуска котла подается пар от него на питательные насосы 11 и на форсунку. С помощью насосов питательная вода подается в главный котел 20 и в теплый ящик 14.

Для запуска главного котла КВС-68 вентиляторами 2 воздух подается в топку котла 20.

Легкое топливо из топливной цистерны легкого топлива, расположенной в соседнем помещении, подается шестеренчатым насосом 6.

Пар от главного котла 20 подается на главный топливный насос 7 и питательный насос 15, отработанный пар - на топливоподогреватель 5, водоподогреватель 16 и в турбинное отделение на главный конденсатор.

В случае использования топливного и питательного насосов с электрическим приводом, отработанный пар поступает на подогреватели из турбинного отделения.

Конденсат от подогревателей отводится через конденсатоотводчики в теплый ящик.

 

Примеры контрольных вопросов

        

1. Каково назначение котельного отделения и его отдельных элементов?

2. Как устроен и как работает котел КВС-68?

3. Где установлены трехходовые краны?

4. Как работает топливная система котла КВС-68 и котла КВЦ-15/8;

5. Как обозначаются названные преподавателем элементы котельных установок в функциональных схемах?

6. Какие мероприятия во время работы котельной установки осуществляет обслуживающий ее персонал?

7. К каким последствия приводит образование накипи внутри труб котельной установки?

8. В каких случаях котельная установка должна быть выведена из действия?

 

 

 

Лабораторная работа № 2

 Изучение состава, конструкции, основ

Описание установки

Паротурбогенераторная установка служит для снабжения судовых механизмов и устройств электроэнергией и состоит из парового котла со вспомогательными котельными механизмами, турбогенератора и конденсатора со вспомогательными механизмами машинного отделения.

В лаборатории турбин и вспомогательных механизмов расположены:

1. Турбогенератор, состоящий из паровой турбины, редуктора и электрогенератора.

2. Конденсационная установка, состоящая из конденсатора, эжектора, конденсационного насоса с электроприводом (циркуляционный насос с электроприводом находиться возле брызгательного бассейна с охлаждающей водой).

3. Водоподогреватель.

4. Электрощит и нагрузочный реостат.

 

Конструкция паровой турбины

Продольный разрез однокорпусной активной турбины представлен на рис. 2.2. Корпус турбины отлит из стали и имеет горизонтальный разъем. Внутри корпуса имеется 2 прохода для пара дроссельного клапана к сопловому обводу: один - к регулирующим соплам, второй - к перегрузочному соплу.

 

 

Рис. 2.2. Продольный разрез турбины:

1 – опорный подшипник; 2 – масляные уплотнения;  3 – коробка угольных уплотнений; 4 – корпус турбины; 5 – диафрагма;  6 – ротор турбины; 7 – коробка угольных уплотнений; 8 – масляные уплотнения; 9 – опорный подшипник; 10 – червяк привода регулятора скорости и масляного насоса; 11 – упорный подшипник; 12 – гибкая опора;

13 – перегрузочный клапан; 14 – отбор пара

 

Передняя опора корпуса гибкая, задняя - неподвижная.

Ротор состоит из вала, двух дисков ступени скорости и шести дисков ступеней давления. Каждый диск насажен в горячем состоянии и закреплен шпонкой на валу.

Сопла первой ступени обработаны в сопловом ободе, который крепится винтами к корпусу турбины.

Диафрагмы с залитыми лопатками изготовлены разъемными по горизонтали. Наружная обойма диафрагмы имеет буртик, входящий в выточку корпуса. Центральное отверстие диафрагмы снабжено угольным уплотнительным кольцом.

Наружные уплотнения вала (угольные) предусмотрены там, где вал выступает из корпуса турбины. Уплотнительные коробки, где расположены угольные элементы колец, разъемные по горизонтали.

Подшипники скольжения, воспринимающие вес ротора (опорные), имеют бронзовые вкладыши; залитые внутри баббитом. Нижняя половина вкладыша входит своими заплечиками в углубления корпуса подшипника, верхняя - в углубления крышки.

Упорный подшипник фиксирует ротор в осевом направлении. Состоит из двух пар упорных сегментов, размещенных с обеих сторон упорного гребня ротора, двух основных колец и двух упорных обойм.

Упорные сегменты фиксируются на основных кольцах с помощью штифтов, основные кольца передают осевое усилие через упорные обоймы корпусу турбины. Между упорными обоймами и выточками корпуса размещается набор стальных прокладок. Зазор регулируется добавлением или удалением этих прокладок с одного конца подшипника на другой. Масло для смазки входит снизу, заполняет подшипник и выходит сверху, затем через углубления, сделанные в корпусе, спускается обратно в масляный бак.

Соединительная муфта, установленная между турбиной и редуктором, полужесткая, зубчатого типа.

Масляная система схематически изображенная на рис. 2.3.

 

 

Рис. 2.3. Схема масляной системы:

1 – подшипник носовой; 2 - предохранительный клапан Р=0,055 МПа; 3 – предохранительный клапан Р=0,34 МПа; 3 – контрольный клапан; 4 – ручной масляный насос; 5 – масляный паровыпускной клапан; 6 – выключ. клапан; 7 – силовой поршень; 8 – маслоохладитель; 9, 11 - трехходовой клапан; 10 – фильтр;12 – масляный насос;13- масляный бак; 14 – подшипник генератора; 15 – аварийный выключатель пониженного давления; 16 – подшипник редуктора зацепления; 17 – подшипник кормовой

 

Масло в систему регулирования подается под давлением 0,34 МПа, в систему смазки - 0,042-0,055 МПа. Снижение давления до указанного осуществляется редукционным клапаном. На главной магистрали системы смазки установлен фильтр, имеющий 2 параллельные секции, из которых одна находится в работе, а вторая может быть заменена без остановки турбины.

Масляный насос шестеренчатого типа приводится в движение от вала турбины через червячную передачу. Для смазки подшипников перед пуском турбины используется ручной насос. Для охлаждения масла применяется двухоборотный маслоохладитель. Охлаждающая вода проходит через латунные трубки, а масло - между трубками. Резервуар для масла расположен на фундаментной плите, имеет вместимость 113 литров. Для контроля уровня масла используется масломерный щуп.

Регулирование турбины - дроссельное, предусматривает поддержание постоянного числа оборотов ротора при изменяющейся нагрузке и включает в себя:

- регулятор центробежного типа, который приводится в действие через червячную передачу от вала турбины;

- золотник, направляющий силовое масло к той или другой стороне поршня сервомотора;

- рычажную передачу от регулятора к золотнику;

- сервомотор, перемещающий дроссельный клапан;

- дроссельный клапан, регулирующий подачу пара к соплам.

- свыше 0,14 МПа выключающий механизм, состоящий из датчика мембранного типа и системы рычагов, освобождает быстрозапорный клапан.

Примеры контрольных вопросов

1. Каково назначение элементов установки?

2. Каков путь рабочего тела от котла и до теплого ящика?

3. Каковы конструктивные особенности элементов паровой турбины?

4. Турбина является активной или реактивной, пояснить, что это означает?

4. Как работает система регулирования и защиты турбинного агрегата?

5. Каково назначение элементов масляной системы, путь масла?

6. Как обеспечивается безопасность работы ПТГ?

7. В  каких случаях прекращается доступ пара в установку?

Лабораторная работа № 3

ДВИГАТЕЛЯ (ГТД) ВК-1 на основе изучения конструкции и принципа действия его  элементов и систем

 

Цель лабораторной работы и формируемые компетенции. Приобретение знаний конструкции элементов судового газотурбинного двигателя, его узлов и деталей, основных показателей, критериев работоспособности. Методов исследования, анализа в области СЭУ. Формирование умения воспринимать, анализировать, ставить цель и формулировать задачи по её решению в области СЭУ, решать на их основе практические задачи профессиональной деятельности. Работа выполняется на тренажерной установке ГТД ВК-1.

 

3.1. Краткий анализ циклов и схем компоновки ГТД

 

Кинематические связи между элементами ГТД определяют его схему. Особенности преобразования тепловой энергии в механическую характеризуются циклом ГТД. Различают ГТД простого и сложного; открытого и закрытого циклов.

Наибольшее распространение получили ГТД, работающие по простому открытому циклу, [3]. Они имеют меньшее количество элементов и выполняются прямоточной конструкции. В результате этого их габариты, масса и стоимость значительно меньше, обслуживание проще, а надежность выше. Структурные схемы ГТД, работающие по простому, открытому циклу, представлены на рис. 3.1.

 

Рис. 3.1. Структурные схемы ГТД простого цикла:

Т – турбина; КС – камера сгорания; К – компрессор; К1, К2 – компрессоры низкого и высокого давлений; Т1, Т2, Т3 – турбины высокого, среднего и низкого

давлений соответственно

 

ГТД сложного цикла выполняются с регенерацией теплоты уходящих газов и промежуточным охлаждением воздуха в процессе его сжатия. Такие двигатели обладают более высоким КПД. На судах находят применение комбинированные СЭУ, состоящие из главного газотурбинного двигателя и паротурбинного утилизационного контура.

 Структурные схемы ГТД, работающие по сложному циклу, представлены на рис. 3.2.

 

 

Рис. 3.2. Структурные схемы ГТД сложного цикла:

Р – регенератор; УПГ – утилизационный парогенератор (котел); НП – питательный

 насос; ПК – конденсатор; ПТ – паровая турбина

 

По конструктивным особенностям, массогабаритным показателям и ресурсу ГТД бывают легкого и тяжелого типов. На судах применяют ГТД легкого и тяжелого типов. К легкому типу относятся двигатели как конвертированные из авиационных, так и специального морского исполнения. Такие двигатели работают по простому циклу.

К ГТД тяжелого типа относятся модификации двигателей, применяемых на газоперекачивающих станциях и двигатели, специально спроектированные для длительной работы в морских условиях. Как правило, такие ГТД работают по сложному циклу, используют низкосортное топливо и обладают ресурсом, который в несколько раз превышает ресурс установок легкого типа.

Выбор цикла, типа и схемы ГТД определяется требованиями, предъявляемыми к экономичности, массогабаритным показателям, условиям работы на переменных режимах, ресурсу, ремонтопригодности и т.д. Большинство судовых ГТД созданы конвертированием авиационных двигателей, при этом учитывались особенности их работы в морских условиях.

Примеры контрольных вопросов

 

1. Охарактеризуйте основные элементы ГТД.

2. Охарактеризуйте основные элементы топливной системы.

3. Охарактеризуйте систему охлаждения, смазки и запуска двигателя.

4. Перечислите приборы контроля двигателя.

5. По какому циклу работает двигатель?

6. К какому типу относится масляная система двигателя циркуляционной гравитационной или циркуляционной напорной?

7. Назначение системы суфлирования?

 

 

Лабораторная работа № 4

 Изучение состава, конструкции, основ техНИЧЕСКОГО

Его систем

Цель лабораторной работы и формируемые компетенции. Изучение конструкции первичного двигателя судового газотурбогенератора на базе ГТД-3Ф, его узлов и систем, основных показателей, критериев работоспособности. Овладение методами и средствами обеспечения надежности и работоспособности элементов СЭУ, знаниями правил поддержания судна в мореходной состоянии в области СЭУ. Формирование умения соблюдать действующие правила, нормы и стандарты в области СЭУ.

Системы двигателя ГТД-3Ф

 

Топливная система и система автоматического регулирования (рис. 4.7) предназначены для автоматического запуска двигателя и регулирования подачи топлива на установившихся и переходных режимах его работы.

Рис. 4.7. Схема топливной системы ГТД-3Ф:

1 - насос-регулятор; 2 – автомат запуска и разгона; 3 – клапан постоянного давления;

4 – запальное устройство; 5 – фильтр тонкой очистки; 6 – топливный бак; 7 – фильтр грубой очистки топлива; 8 – подкачивающий центробежный насос; 9 – насос подкачки;

 10 – штуцер подвода топлива к двигателю; 11 – пожарный кран; 12 – основной регулятор; 13 – основная форсунка; 14 – кран аварийного управления; 15 – сигнализатор давления; 16 – сигнализатор давления

Топливная система включает в себя: топливные баки, подкачивающие насосы, фильтр грубой очистки, установленные на судне или вертолете и, установленные на двигателе подкачивающий насос, фильтр тонкой очистки, клапан постоянного давления, топливный насос-регулятор, автомат запуска и разгона, регулятор оборотов свободной турбины, кран аварийного управления топливом, форсунки запальных устройств, центробежную форсунку и трубопроводы.

Система запуска - обеспечивает запуск от аккумуляторов:

Включает в себя: стартер-генератор, катушки зажигания, пусковые свечи, сигнализатор давления и, установленные отдельно, автоматическую панель пуска стартер-генератора, регулятор напряжения, выносное сопротивление, автомат защиты от перенапряжения, комплексный аппарат, контакторы, кнопки, выклю­чатели, переключатели и электропроводку.

Система смазки (рис. 4.8) состоит из маслобака, маслонасоса, имеющего одну нагнетающую и четыре откачивающих ступеней, фильтров грубой и тонкой очистки, центробежного суфлера, трубопроводов, установленных на двигателе и маслорадиаторе, установленного отдельно.

Рис. 4.8. Схема системы смазки ГТД-3Ф:

1 – масляный бак; 2 – сливной кран; 3 – воздухоохладитель; 4 – датчик замера температуры масла; 5 – заливная горловина и мерная линейка; 6 – суфлирующая магистраль от