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今日船舶主机动车前的调试与外围系统的准备

发布时间:2021-07-13 21:42:03 阅读: 来源:中开泵厂家

船舶主机动车前的调试与外围系统的准备

摘 要:主机作为船舶的动由核心,是船舶最重要的没备,在调试动车后由于监控管理以及报管系统的高度自动化,主机的故障可以得到及时处理,所以主机动车之前的系统调试与准备尤为重要。调试与准备工作的不足会严重威胁着船舶和人身的安全,也会检测效果也就不同给船舶公司造战重人的经济损大。本文以马尾造船股份有限公司生产的880TEU集装箱船为例,主要从燃制供给系统,预热系统,启动空气系统,润滑系统,高低温冷却系统,探讨主机动车前的调试与外围系统的准备。

造船是一项庞大而复杂的系统工程,在全船体系中,船体和全船的设备构建了整艘船的框架,而主机则是船舶的动力心,是全船最承要的设备。随着科技的迅猛发展,船舶的监控管理以及报警系统已经高度的自动化,主机的故障可以在监控和报警系统中得到及时的体现,最大限度保证主机在运行过程中,减少损失,避免承大事故的发生。但是为了保证船舶在航行时的正常运作,在造船过程中,主机的第一次动车前的调试与准备工作显得极为重要,调试与准备工作不足会严承威胁着船舶和人身的安全,也会给船舶公司造成承大的损失。本义以码尾造船股份有限公刊生产的880TEU集装箱船为例,主要从燃料供给系统

,预热系统,启动空气系统,润滑系统,高低温冷却系统等方而,探讨主机动车前的调试与外围系统准备的技术工作。

1 、880TEU集装箱船l号主机与外围系统的准备

880TEU集装箱船l号,主机采用的是MAK系列的产品。

燃油是主机动力能源,燃油系统的设计和生产是主机学者们逐步意想到使用聚醚聚氨酯(PEU)可能存在之前未发现的失败机制而需进1步研究产业的关键,只有根据主机的运行工况以及外围的环境条件,将适量的燃油、以适当的压力,适当的粘度,在适当的时间内以适当的空间状态喷入燃烧室,才能形成良好的混合气,达到正常的燃烧要求。只有这样,主机才能发出最大的功率和转矩,同时满足燃油消耗、功率、排放等异方而的要求。

淡水预热系统主要是为了改善船舶主机启动时的工作状况,避免主机在冷态启动时,机体敲缸的现象,同时对缸套的热保护作用延长了主机的使用寿命。

本船主机采用的是压缩空气启动方式,高压的启动空气传送到主机各气缸,进入气缸的高压空气,推动活塞运动,随着活塞运转速度上升,达到主机可以开始喷油要求时,将燃油喷入气缸,主机开始做功。

在主机的工作过程中,各运动部件的相对运动会在表面之间会产生摩擦。若不给予润滑或润滑不良,就会造成严承的磨损甚全烧坏,从而影响主机的寿命,导致停车或主机彻底瘫痪。滑油系统在主机的运行过程中起到不可替代的作用,是动车的必备条件。

在滑油冷却主机内部零件的同时,主机的内外部的一整套水冷却系统包括缸套冷却水系统对主机缸套的合理冷却将减轻主机缸套的磨损,同时配合外围的温控仪器通过精确的温度控制有效地控制主机缸套的温度,减少热应力.因此,船舶主机冷却水系统性能的优劣直接影响到船舶主机的工作性能。

1.1主机的燃油系统

燃料是主机里流动的血液,是主机的动力能源,主机的运行以及功率的输出是通过燃料的消耗水做功的。随着世界经济的起伏,世界范围内物流量筛增,导致全世界能源日趋紧张,因此合理利用能源便成为可减少集成进程中所用的部件数工业生产和物资运输过程的热门话题。在船舶制造过程中,必须根据主机本身结构特点,制造上的要求,运行工况以及外围的环境条件,将适量的燃油、以适当的压力,适当的粘度,在适当的时间内以适当的空间状态喷入燃烧室,才能形成良好的混合气,达到正常的燃烧要求。只有这样,主机才能发出最大的的功率和转矩,达到低油耗、低损耗的预计目标,同时满足功率、排放,磨损等异方而的要求,减少船

舶的制造成本。

880工EU集装箱船,在主机的燃油系统设计技术上已经成熟。为了同时满足燃油对压力,粘度,温度,以及燃油消耗和回收的要求,该船为主机专门配套了燃油单元(供油单元),主机可以燃烧柴油和承油,提高燃油经济性。

燃油单元主要由三通切换阀(轻承油转换)、滤器、注入泵、流量计、燃油混合柜、增压泵、加热器、粘度控制,温度控制装置等组成。以该船的燃油单元为例,简单闸述燃油单元的运作原理:

(1)主机燃油首先经过三通切换阀,即轻承油转换装置,其作用是可以选择燃料的种类,用的是柴油还是承油。在三通阀上采用了限位开关,用于区别柴油和承油模式。

(2)在经过三通切换阀后,燃油必须经过一级过滤,即燃油单元中的粗滤器,其作用是对燃油进行简单的过滤,过滤掉燃油中较大的杂质。

(3)经过初步过滤的燃油进入注入泵(共两台,分为主用和备用),注入泵是燃油单元中燃油用柜或是承油日用柜中通过真空抽吸,再提供动力将燃油送往下一级处理。由于作为燃油单元的第一级动力输出,泵的压力则有一定的限制,在这一环节中泵出口设定了一个低压报警开关,通常设定值是2.6bar,当压力低于设定值2.6bar时,开关动作,同时由燃油单元控制箱控制,自

动切换另一台泵,保证油压正常。

(4)通过注入泵后的燃油,再次进入滤器,这一级滤器俗称精滤器,其构造以及功能都超出粗滤器很多,具有自动过滤,排渣,燃油压差检测,报警等功能,并通过报警信号连入燃油单元控制箱和集控室报警系统,是燃油进入主机前的承要步骤。

(5)经过进一步过滤的燃油,直接进入燃油混合柜,燃油混合柜是燃油注入以及回油的中转站,其作用是提供临时的燃油存储和主机回油选择,为下一级的燃油增压做准备。燃油混合柜本身带有低位报警,混合柜透气,以及主机回油的三通阀转换。混合柜的三通阀主要是在主机回油时可选择进混合柜还是回油柜,其回承油油柜功能只限于主机在承油模式下运作。

(6)当混合柜的油量正常时,燃油将经过下一级的增压,就是增压泵(共两台,分为主用和备用),以本船MAK主机为例,其对燃油压力的要求在5bar左右,压力过低,则达不到主机使用要求,压力过高则对主机不利。在这一级的增压过程中必须设定一个压力开关,作为低压报警,通常设定值是4bar,当压力低于设定值时,增压泵自动切换另一台,同时在燃油出口安装安全阀用于保证油压不会过高。

(7)通过前面几步的处理,燃油在压力以及品质上达到了要求。但主机对燃油的粘应有要求,本船主机可燃烧柴油和承油,承油的粘度大,必须经过加热器的加热。燃油单元采用的是外接热油管,交换加热的方式求加热承油,在燃油管设置了一个粘度计,为了将粘度稳定在一定得范围内,通过热油加热管的一个温控阀求控制流量,当粘度计检测燃油粘度不符合设定范围时,通过控制热油的温控阀,及时调整热油流量,改善燃油的加热效果。在使用柴油的情况下,由于柴油粘度较为稳定,基本上不需经过加热。

加载速度为0.5mm/min 在经过加热器后的燃油,基本上是符合主机使用要求,最后在燃油送主机的出口端设有一个流量计,作为监控油耗的工具,对于主机的燃油消耗和燃油的存储有着承要的作用。

本船燃油单元作为压力式燃油供油系统,本身具有自动反冲洗、粘度控制、泵切换、自动除气、故障报警等PLC自动控制功能,效率高,大大缩短造船周期,是船舶主机燃油供给系统必备设备。

1.2高温水预热系统

高温水进出口温度是气缸冷却以及导热过程中极承要的外围条件。主机高温水进出口温度越低,主机动车时的燃烧过程会造成缸壁内外温荠增大,相应的热应力,热变形增加;同时,温差又使热流量增加,相应的散热损失增大,导致缸壁温度降低,使缸套内温度降低。

而主机预热系统的作用主要是为了动车前在主机高温水系统中充满一定温度的热水,俗称高温水预热,提高发动机进水温度,降低缸套内外温差,减少热流量,使缸套温度及燃烧过程更快达到正常工作的水平,主机启动时工作更平稳,避免在冷态启动时,机体敲缸的现象,同时对缸套的热保护作用也会延长主机的使用寿命。

本船在主机高温冷却水系统中,采用了一个电加热的预热单元,通过持续的加热以及自带循环泵的工作,将高温水的温度逐步的提高以达到预热缸套的效果。主机高温水预热单元采用的是自动化的温度控制。在预热单元控制箱内装备了高低温温控开关,其装置内部出水口装有高低温温度传感器,高温触点起高温保险作用。当出水口温度触点达到设定值时,电热芯停止加热,同时循环水泵断电停止工作,直到低温温度传感器触点回到设定值时恢复工作。主机预热单元是一个功率小大的加热装置,但同时配备了一个小型的独立循环泵,通过循环泵带动水体流动,半衡高温水循环系统的散热损失,较快地把预热工作完成,极大的改善了船舶主机启动时的工作状况,是主机动车前必须完成的一项系统。

1.3启动空气系统

与普通的小型发动机采用电启动方式启动不同,本船主机是大型发动机,采用的是压缩空气启动。高压的启动空气传送到主机异缸的启动阀上,异缸启动阀打开,使高压空气进入气缸。进入气缸的高压空气,推动活塞运动,当活塞运转速度达到一定要求时,才开始将燃油喷入气缸,主机进入正常运转。由于主机在正常消耗燃油做功之前,必须由启动空气带动两轴活塞运动,可以随启动空气是主机的动力起点。

880工EU集装箱船的压缩空气系统为主机单独设计了一路主启动空气管路用于主机的启动。在动车前启动空气的准备必须从外围的压缩空气系统开始。压缩空气系统的功能实现主要包括2个储气瓶和2个空压机(分为主用和备用)以及压力开关。通过空压机打入压缩空气,储存在空气瓶中,在空气瓶的进口端设置一压力开关,压力开关绘制实验特性曲线主要有高压和低压触点。在调试压缩空气系统时设定主用空压机低压开关动作值为22bar,高压开关动作值为30bar,备用空压机低压开关动作值为20bar,高压开关动作值为28bar。当空气瓶中的压力低于22bar时主空压机启动,如果压力来不及打入,继续降全20bar以下,则备用空压机也启动,两台同时运行。当压力达到28bar时,备用空压机停止,主空压机继续运行直到空气瓶压力到达30bar停止。当压缩空气准备完毕后,必须对主机的启动空气进行调试,主机的就地控制板上对启动空气方而设定了一个低压报警,以mak主机为例,设定值为12.5bar,当由压缩空气送全主机空气入口的压力低于12.5bar时主机安全控制板报警,预示主机可能无法启动。此时,必须等待启动空气压力符合要求才能启动主机。此外,由于管路的制造会残留杂质,在主机启动前,必须对管路进行吹气清理,通过释放压缩空气,求排出残留在管路中的杂质。以确保启动空气在进入气缸后,不会对主机造成损害。根据GL规范要求,空气瓶容量必须给小可逆转主机提供不少于6次的启动。

1.4滑油系统

主机滑油的作用主要包括以下几个方面:

(1)润滑作用:减少机械阻力,提高机械效率和有功功率,降低机械磨损。滑油在摩擦表面之间形成油膜,使之避免发生干摩银胶菊天然橡胶擦,从而减少零件之间的相互摩擦与磨损,延长零件使用寿命。

(2)冷却作用:由于相对运动的不可避免,摩擦产生的热量也是不可避免的。在大型主机运行时,润滑油在主机内小断地循环,流经异摩擦表面,将摩擦产生的热量带出,防止机械(尤其是轴承)过热,降低工作零件的温度。

(3)保护作用:主机的启动,燃油消耗以及冷却,接触到空气水等物质,当滑油流经零件表面,润滑油粘附在机械表面,使其与空气、水等隔离,防止主要部件与杂质发生化学反应,影响主机整体构造。

(4)密封作用:主机机械的间隙中保持一定厚度的润滑油膜,例如可以帮助活塞环起到一定的密封作用。

(5)清洁作用:利用润滑油的循环过滤,因摩擦而产生的金属碎屑、炭渣也可随滑油的流动而带走,经过滤器加以洁除

(6)液压阻尼作用:在主机的做功过程,机件的相对运动以及震动冲击是难免的,润滑油在机件表面形成薄膜,将冲击振动的机械能转变为液压能,起缓冲减震作用。

因此在主机的运行时,必须利用滑油系统向各相应的部位供给足够的合乎要求的滑油,以保证主机可靠的运转。

本船为主机的滑油运行单独设计了一台主机滑油备用泵(主机有自带一台滑油泵),在动车前的主机调试需要先预润滑,在启动前主机滑油备用泵运转,将滑油抽进主机进行预润滑,预润滑全过程目的主要在于提前给主机零件润滑,防止主机启动时瞬间干摩擦造成巨大损害。在此过程中压力保持在5bar以上,当主机启动后,转由主机自带的泵开始供油,随着压力的提高与稳定,主机备用滑油泵停止运行。在主机报警系统中设置了滑油的几个报警开关,包括主机滑油压力低备用泵启动、主机滑油显示以及主机滑油低压停车。

(1)主机滑油压力低备用泵启动:主要作用是在主机自带的滑油泵出现问题或停车时,滑油压力小够,引发低压开关动作,进而启动备用泵,通常设置为3.3bar。

(2)主机滑油显示:这是一个压力的显示点,通过压力传感器的探测,将滑油压力实时显示在集控室报警系统中。

(3)主机滑油低压停车:当滑油压力不足,滑油的润滑作用不足以保护各零件运动时,压力开关动作导致主机保护性停车。

当滑油进入主机后为主机零件冷却,由于在高速运转过程中产生大量热量,零件通过滑油的冷却得以持续的运转,但是如果仅仅依靠循环滑油,是无法降低滑油本身的温度,为此本船在滑油系统中设计了滑油冷却器,通过与淡水的热交换求降低滑油本身的温度,这样经过冷却后的滑油进入主机,可以再次冷却零件、达到循环冷却的效果。

为了配合主机自带滑油滤器的过滤,主机外围冷却系统之中也配置了粗滤器,两个滤器均有滑油压差报警,用于监控滑油的油质,保证滑油在流动过程或主机内部运行过程的金属杂质不会对主机的零件产生影响。

1.5冷却水系统

主机在运行时,一部份零件由滑油直接冷却,另一部份是采用淡水冷却,这部份冷却水的温度控制对主机安全、可靠和经济运转都是十分重要的。本船设计的主机内外部水冷却系统可以合理冷却主机机件,减轻主机缸套的磨损以及热应力,同时配合外围的温控仪器通过精确的温度控制有效地控制机体的温度,减少热磨损。因此,船舶主机冷却水系统性能的优劣会直接影响到船舶主机的工作性能。

880TEU集装箱船采用的是中央冷却系统的方式求冷却主机,其设计的冷却系统包括高温水冷却系统和低温水冷却系统。

1.5.1高温水冷却系统:

由于燃料燃烧做功,在主机气缸内产生大量的热量以及压力,在没有冷却系统维持的情况下,气缸会由于高温高压,产生变形,导致事故。高温冷却水直接冷却缸套,通过流动的高温水将热量带走。因为高温冷却水直接冷却缸套等高温机件,其温度会大大高于低温冷却水,这就必须在高温冷却系统设计一个专门的高温水冷却器,在这个冷却器中通过与低温水交换求降低自身温度。

1.5.2低温冷却水系统:

在整套冷却系统中,低温冷却水除了冷却主机一些机件外,最主要的是在高温冷却器中和高温水进行热交换,以降低高温水的温度,使得高温水可以循环地冷却主机。此外,由于低温冷却水与高温冷却水的交换换热,低温水温度升高,为了更有效的冷却主机和高温水,在低温冷却水系统也设置了专门冷却低温水的低温水冷却器,其原理是引进了海水冷却机制,通过低温水与海水的换热,达到冷却低温水的目的,而当船舶在航行过程中,由于海水的无限量循环,所以不必考虑冷却海水。

与滑油系统类似,高温水系统中主机自带了一台高温冷却水泵,本船的高温水系统中在主机之外配置一台备用的高温冷却水泵。结合主机对高温水压力的要求,高温水系统中安装了高温水压力切换开关,其设定值为2bar。当主机在未运

行时,高温水泵必须先行启动,以保证高温水在主机内有效的循环,当主机运行水压力稳定后,备用水泵自动停止。同时主机设置了高温停车与压力低停车这两个保护点,当水的温度过高时主机白行停车,当高温水压力过低时,主机也同样保护性的停车。为了达到控制温度以及冷却量的效果,本船在高温水系统中采用了机械式的温控三通阀,根据三通阀内部温敏元件,自动控制进入高温冷却器的高温水流量。

与高温水系统有所不同,低温水系统为主机配置了两台的低温冷却水泵,为了确保水泵的正常运行,同样设置了压力转开关,设定值为

2.2bar。当其中一台压力不足或水泵出现问题,自动切换到另一台,保证主机和全船的低温水使用。同时,在水温控制上,采用了电动的温控三通阀,可以根据水温设定值,自动调节进入冷却器的水量。

2、结束语

主机的准备与调试工作旨在为主机提供必备的运行条件,本文探讨的燃料供给系统,预热系统,启动空气系统,润滑系统,以及高低温冷却系统虽然只作为主机运行环节中的一小部份,但却是主机运行的基石。只有在了解五大系统作用的基础上,理论联系实际,不断地积累经验,完善技术,能合理的把握准备工作的尺度,提高主机与外转围设备的协调性,不仅是确保主机的首次动车,又为主机以后的顺畅运行打下良好的基础。

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