Обеспечение технической эксплуатации судовой автоматики

Обеспечение технической эксплуатации судовой автоматики

Контрольная работа

по дисциплине

"Обеспечение технической эксплуатации судовой автоматики"

Задание № 1. Приведите принципиальную схему регулятора вязкости "Ваф-Вискотерм", опишите устройство и принцип работы

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 скорость 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. 1).

вязкость топливо регулятор дизель

Рис. 1. 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; б - 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 капилярного типа, 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.) включает в себя:

1.      вискотерм (чувствительный элемент), в котором вязкость топлива обусловливает перепад давления (рис. 2.2.3);

2.      датчик перепада давления (рис. 2.2.4), 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.

Рис. 2. 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

- 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; 10 - впускная форсунка (подача воздуха давлением 0,14 МПа); 11 - выходной сигнал к регистрирующему и регулирующему приборам; 12 - винт установки диапазона измерений

Этот перепад 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. Макси мальное 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.

Задание №2. Поясните, с приложением схемы, устройство и принцип действия регулятора угловой скорости коленчатого вала дизеля 6ЧСП 18/22

Назначение и классификация регуляторов частоты вращения

Скорость коленчатого вала является важным качественным параметром работы дизеля, определяющим количество вырабатываемой им энергии. Количество энергии, вырабатываемой дизелем и потребляемой гребным винтом или генератором, определяется в каждом конкретном случае условиями эксплуатации судна.

С увеличением нагрузки, как известно, угловая скорость вала дизеля падает, а с уменьшением - возрастает. Чтобы сохранить заданную угловую скорость вала при любой нагрузке (от нагрузки при холостом ходе до максимальной) с возрастанием нагрузки следует увеличить подачу топлива в цилиндры дизеля и наоборот: с падением нагрузки уменьшить подачу топлива.

Условия протекания рабочего процесса в цилиндрах дизеля при малых нагрузках таковы, что незначительное уменьшение нагрузки может привести к резкому повышению угловой скорости вала, а случайное падение угловой скорости - к остановке дизеля. При аварийных ситуациях (поломке гребного вала или соединительных муфт, потере лопастей винта, оголениях винта в штормовых условиях плавания и т. п.) потребление энергии у дизеля резко уменьшается и вся его избыточная мощность тратится на увеличение угловой скорости коленчатого вала. Время разгона дизеля невелико, и составляет для главных дизелей 0,6÷2,5 с, по этому в подобных случаях он может "пойти в разнос", а обслуживающий персонал за такое короткое время не сумеет что-либо предпринять. Это могут сделать только устройства автоматического регулирования скорости. Дизель-генератор при любой нагрузке в сети должен обеспечить постоянные напряжения и частоту тока. Поскольку нагрузка в сети нестабильна, регулирование угловой скорости вала дизель генератора вручную практически затруднительно, а в ряде случаев и просто невозможно. Исходя из изложенного выше, все без исключения главные и вспомогательные дизели оборудуют автоматическими регуляторами угловой скорости вала.

По назначению и предъявляемым техническим требованиям к режиму работы судовых дизелей регуляторы угловой скорости коленчатого вала подразделяют на однорежимные, всережимные и предельные.

Однорежимные регуляторы (с одним режимом настройки) применяют сравнительно редко (у некоторых дизелей небольшой мощности, работающих на генератор). Такие регуляторы автоматически поддерживают скоростной постоянный режим дизеля независимо от колебаний электрической нагрузки на генератор.

Всережимные регуляторы поддерживают любой заданный скоростной режим дизеля: от минимально устойчивой до максимальной угловой скорости вала.

Во избежание "разноса" при непредвиденном резком уменьшении нагрузки дизели снабжают предельными регуляторами, или автоматами остановки. Последние не оказывают регулирующего воздействия на топливные насосы высокого давления (ТНВД) до тех пор, пока угловая скорость вала не достигнет определенного значения, при котором они полностью выключают подачу топлива в цилиндры дизеля.

По конструктивному исполнению регуляторы могут быть встроены в двигатель (дизели: 2Ч10,5/13, 2Ч8,5/11), навешенными на ТНВД (дизели 6ЧСП15/18) и автономными в виде отдельных узлов (дизели 6ЧРН32/48, 6ЧРП27,5/36, 6ЧРН36/45).

Описание и схема регулятора дизеля 6 ЧСП 18/22

Вал 13 всережимного регулятора дизелей 6ЧСП18/22 приходит во вращение от привода через коническую шестерню. На поперечине 14 регулятора шарнирно закреплены два груза 9 в виде угловых рычагов. При вращении вала 13 регулятора грузы воздействуют на муфту и стакан 1.

Между муфтой и стаканом установлен упорный подшипник, поэтому при работе регулятора стакан не вращается. Центробежные силы грузов, приложенные к муфте, уравновешиваются силой натяжения главной пружины 2. Угловая скорость вала регулируется изменением натяжения этой пружины. Верхней опорой главной пружины является стакан 6, перемещаемый вверх или вниз эксцентриком 4, связанным через звездочку с постом управления дизеля в рулевой рубке.

Перед пуском дизеля с помощью маховика 3 и регулировочного винта 5 стакан 6 сдвигается вниз до появления зазора между ним и эксцентриком 4. Главная пружина в этом случае сжимается настолько, что регулятор при положении рукоятки управления в рулевой рубке на "Стоп" может обеспечить минимально устойчивую угловую скорость коленчатого вала дизеля.

Рисунок 3 - Регулятор дизеля 6ЧСП 18/22

Исполнительным элементом регулятора является рычаг 5, соединенный через вал 10 и рычаг 11 с рейкой 12 ТНВД. Рычаг 8 прижимается к стакану 1 пружиной неравномерности 7.

Когда дизель не работает, грузы регулятора сведены, муфта и рычаг 8 под действием пружины сдвинуты до положения, при котором рейка 12 устанавливает подачу топлива, необходимую для облегчения пуска. С включением дизеля в работу угловая скорость коленчатого вала начинает увеличиваться, грузы регулятора расходятся и передвигают муфту вверх. Рычаги 8, 11 и вал 10 исполнительного механизма, воздействуя на рейку 12, приводят цикловую подачу топлива в соответствие с заданной угловой скоростью вала дизеля.

При изменении нагрузки наступает несоответствие между подачей топлива и угловой скоростью вала. Если, например, произошло уменьшение нагрузки, то в первый момент увеличенная подача топлива приведет к повышению угловой скорости вала. Грузы регулятора расходятся от центра вращения, рычаг 8 через валик 10 смещает рейку 12 влево так, что подача топлива уменьшается.

Степень неравномерности регулятора можно изменять перемещением точки подвеса пружины 7. Изменение длины плеча, на котором действует пружина, приводит к изменению момента, оказывающего воздействия на вал 10 регулятора. Сила натяжения пружины 7, приложенная к стакану 1, уменьшается при перемещении ее правой опоры вниз и увеличивается при ее смещении вверх. В первом случае статическая неравномерность регулятора уменьшается, во втором - увеличивается.

Задание № 3. Опишите, с приложением схемы, устройство и принцип действия регуляторов уровня давления пара в котлах КВВА 1/5

На каждом судне независимо от типа главного двигателя всегда необходима установка, вырабатывающая пар или горячую воду для отопления жилых помещений, подогрева топлива, обогрева ванн, душевых, камбуза, разогрева нефтегруза (на танкерах) и т. д. На пароходах для этой цели обычно используют пар от главных паровых котлов, а на теплоходах устанавливают паровые или водогрейные вспомогательные котлы.

Основные параметры, характеризующие работу вспомогательных котлов, следующие: давление пара, уровень и температура воды, а также соотношение между количествами сжигаемого топлива и воздуха (соотношение топливо-воздух). Управление работой котельных установок заключается в поддержании этих параметров в пределах, определяемых режимом их эксплуатации.

Различают непрерывное, позиционное и комбинированное регулирование параметров работы котельных установок. Для непрерывного (беспозиционного) регулирования обычно используют сложные гидравлические или пневматические устройства, обеспечивающие повышенную чувствительность регуляторов и максимальную точность регулирования заданных параметров. Позиционное регулирование осуществляется, как правило, электромеханическими регуляторами, поддерживающими регулируемые величины в заданных пределах путем включения или выключения вентилятора, питательного и топливного насосов. Комбинированные средства автоматизации представляют собой комплекс двух регуляторов позиционного и непрерывного действия. Паровые котлы оборудуют двухконтурной системой регулирования: автоматическим регулятором питания уровня воды) и автоматическим регулятором горения (давления пара). Вспомогательные паровые котлы имеют невысокую производительность, поэтому для регулирования уровня воды в них чаще всего используют одноимпульсные регуляторы с гидростатическими или поплавковыми измерительными элементами.

Регулятор уровня воды с конденсационным сосудом котла КВВА 1/5

В качестве измерительного элемента в системе гидромеханического регулятора уровня, установленного на водотрубных котлах КВВА1/5, используют конденсационный сосуд 1 и дифференциальное реле 11. Конденсационный сосуд как измерительный преобразователь сообщен с паровым пространством котла 3, Вследствие конденсации пара сосуд 1 постоянно заполнен конденсатом на высоту дренажной трубки 2. Излишки конденсата по этой трубке сливаются обратно в котел. Постоянный уровень конденсата в сосуде обеспечивает постоянное гидростатическое давление в полости под мембраной 4 дифференциального реле. Полость реле над мембраной сообщена с водяным пространством котла и в ней создается давление, определяемое уровнем воды в котле. Под действием разности Н₀ между постоянным уровнем воды в конденсационном сосуде и изменяющимся уровнем воды в котле 3 мембрана 4 реле деформируется и перемещает рычаг 5.

Рисунок 8 - Регулятор уровня воды с конденсационным сосудом

Для уравновешивания начальной разности в гидростатических давлениях к мембране сверху и снизу прикреплены грузы различной массы. Регулятор обеспечивает беспозиционное регулирование уровня. При понижении уровня воды в котле давление в верхней полости дифференциального реле 11 падает и мембрана 4 прогибается вверх. Рычаг 5 поворачивает струйную трубку 6 усилительного элемента влево. Вода из насоса поступает в верхнюю полость гидроцилиндра 7. Поршень гидроцилиндра смещается вниз и приоткрывает клапан 5, подача воды в котел увеличивается. Пружина 9 обратной связи стремится восстановить равновесие струйной трубки (сдвинуть ее в среднее положение), при котором вода через отверстие в корпусе усилительного элемента сбрасывается в теплый ящик. Питательный регулирующий клапан удерживается поршнем гидроцилиндра в положении, при котором достигается рабочий уровень воды в котле. Регулирующий клапан при необходимости можно открывать и закрывать вручную рукояткой 10.