Система охлаждения пресной водой. Холодильные машины на кораблях Технологическая схема водоохладитель судовой

Для осуществления нормальной смазки цилиндров двигателей необходимо, чтобы температура на внутренней поверхности их стенок не превышала 180-200°С. При этом не происходит коксование смазывающего масла и потери на трение сравнительно малы.

Основное назначение системы охлаждения состоит в отводе тепла от втулок и крышек цилиндров и в некоторых двигателях от головок поршней, в охлаждении циркуляционного масла к охлаждении воздуха при наддуве дизелей. Система охлаждения форсунок автономная.

Современные дизельные установки имеют двухконтурную систему охлаждения, состоящую из замкнутой системы пресной воды, которая охлаждает двигатели, и открытой системы забортной волы, которая через теплообменники отводит тепло от пресной воды, масла, надду­вочного воздуха и непосредственно от некоторых элементов установки (подшипники валопровода и др.).

Сами системы пресной воды делятся на три основные подсистемы охлаждения:

Цилиндров, крышек и турбонагнетателей;

Поршней (если они охлаждаются водой);

Форсунок (если они охлаждаются водой);

Система охлаждения цилиндров, крышек и турбонагнетателей может иметь три исполнения:

На ходу судна охлаждение осуществляется главным насосом, а на стоянке - стояночным; перед пуском главный двигатель прогревается водой от

дизель-генераторов;

Главный двигатель и дизель-генераторы имеют раздельные систе­мы, причем каждый дизель-генератор снабжен автономным насосом и общим для всех дизелей охладителем;

Каждый из дизелей оборудован автономной системой охлаждения.

Наиболее рационален первый вариант системы, где высокая эксплуа­тационная надежность и живучесть обеспечиваются минимальным числом насосов, охладителей, трубопроводов. В общем случае в состав системы пресной воды входят два главных насоса - основной в резервный (ма­кет использоваться насос забортной воды), один стояночный (портовый) насос, один-два охладителя, терморегуляторы (регулирование перепус­ком пресной воды через холодильник), расширительные цистерны (компенсация изменения объема пресной воды в замкнутей системе при изменении температуры, пополнение количества вода в системе), деаэраторы

(удаление растворенного воздуха), трубопроводы, вакуумные опреснительные установки, контрольно-измерительные приборы.

На рис.1 показана принципиальная схема двухконтурной системы охлаждения. Циркуляционным насосом II пресная вода подается в водоохладитель 8, после которого она поступает в полости рабочих втулок 19 и крышки 20. Нагретая вода от двигателя подается по трубопроводу 14 к насосу II и снова в охладитель 8. Наиболее высоко расположенный участок трубопровода 14 соединен трубой 7 с расширительной цистерной 5, которая сообщается с атмосферой. Расширительная цистерна обеспечивает заполнение водой циркуляционной системы охлаждения двигателя. Одновременно через расширительную цистерну отводится воздух из этой системы.

Чтобы уменьшить коррозионную активность пресной воды, в нее добавляют раствор хромпика (бихромат калия К2Сr2O7 и соды) в количестве 2-5 г на литр воды. Раствор приготавливают в растворном бочке 6, а затем спускают в расширительную цистерну 5. Для регулирования температуры пресной воды, поступающей к двигателю, служит термостат 9, перепускающий воду помимо водоохладителя.

Циркуляционная система пресной воды имеет резервный насос 10,включенный параллельно основному насосу II.

Забортная вода для охлаждения принимается через бортовой или донный кингстон 1.От кингстона вода через фильтры 18, задерживающие частицы ила, песка и грязи, поступает к насосу забортной охлаждающей воды 16, который подает ее на маслоохладитель 12 и водоохладитель 8, а также по трубе 15 на охлаждение компрессоров, подшипников валопровода и другие нужды. Но байпасному трубопроводу 13 вода может быть пропущена мимо маслоохладителя. Нагретая вода после водоохладителя 8 отводится за борт через отливной забортный клапан 4. При чрезмерно низкой температуре забортной воды и при попадании битого льда в приемные кингстоны часть нагретой воды по трубопроводу 2 можно перепустить во всасывающую магистраль. Регулирование поступления количества нагретой воды производится клапаном 3.

Охлаждающая система забортной воды имеет резервный насос 17, включенный параллельно основному насосу 16. В некоторых случаях устанавливают один резервный насос для забортной и пресной воды.

Особенно активной в коррозионном отношении является морская вода, содержащая хлористые, сернокислые и азотнокислые соли. Коррозионная активность морской воды в 20-50 раз выше, чем у пресной. На судах трубопроводы охлаждающей системы забортной воды иногда изготавливают из цветных металлов. Для уменьшения коррозионного действия морской воды внутреннюю поверхность стальных труб покрывают

Рис. I Схема системы охлаждения

цинковыми, бакелитовыми и другими покрытиями. Температуру в системах забортной воды не следует допускать выше 50-550С, так как при более высокой температуре происходит выпадение солей. Давление в системе забортной воды, создаваемое насосами, находится в пределах 0,15-0,2 МПа, а в системе пресной воды 0,2-0,3 МПа.

Температура забортной воды на входе в систему зависит от температуры воды в бассейне, где плавает судно. В качестве расчетной принимают температуру 28-30°С. Температуру пресной воды на входе из двигателя принимают в пределах 65-90°С, причем нижний предел относится к малооборотным двигателям, а верхний - к высокооборотным. Температурный перепад между температурой на выходе и входе в двигатель принимают Δt =8-100C.

Для создания статического напора расширительную цистерну устанавливают выше двигателя. Заполнение системы охлаждения производится из общесудовой системы пресной воды.

Правила Регистра СССР к охлаждающим системам пресной воды допускают установку общей расширительной цистерны для группы двигателей. Система охлаждения поршней должна обслуживаться двумя насосами равной производительности, один из которых резервный. Такое же тре­бование предъявляется к системе охлаждения форсунок.

В случае включения в систему вакуумной опреснительной установки следует предусмотреть обеззараживающие устройства. Полученный дистиллят может использоваться для технических, санитарных и бытовых нужд. Испарительные установки должны выполняться в виде одного агрегата, иметь автоматизацию и должны эксплуатироваться без специальной вахты.

Система забортной охлаждающей воды, включающая второй контур системы охлаждения двигателя, предназначена для снижения температуры пресной воды, масла и наддувочного воздуха главного двигателя и дизель-генераторов, вспомогательного оборудования машинно-котельных отделений (компрессоров, конденсаторов пара, испарителей, рефрижераторных установок), подшипников гребного вала, дейдвуда и др. Эта система может выполняться по схеме с последовательным и с параллельным расположением теплообменных аппаратов.

Требования Правил Регистра СССР к системе забортной охлаждающей воды в отношении резервирования агрегатов аналогичны требованиям к системе пресной воды.

Вопросы для самопроверки

1. От каких деталей и узлов отводят теплоту системы охлаждения дизелей?

2. Как подразделяются системы пресной охлаждающей воды?

3. Какие варианты может иметь система охлаждения цилиндров, крышек и турбонагнетателей?

4. Какие агрегаты и устройства входят в систему пресной охлаждающей воды?

5. То же - для системы забортной охлаждающей воды?

6. Какие функции выполняет расширительная цистерна?

7. Как регулируется температура пресной воды?

8. Какие агрегаты в системе охлаждения обязательно резервируются?

9. Каковы параметры пресной и забортной воды системы охлаждения?

10. Для каких целей используется дистиллят, полученный в вакуумной опреснительной установке?

11. Каковы требования Правил Регистра СССР к системам пресной и забортной воды.

12. Почему для охлаждения двигателя применяется двухконтурная схема?

Система охлаждения предназначена для отвода тепла от деталей двигателя, подверженных нагреву горячими газами и для поддержания допустимых температур, определяемых жаропрочностью материалов, термостабильностью масла и оптимальными условиями протекания рабочего процесса. В зависимости от конструкции ДВС количество тепла, отводимого в охлаждающую жидкость, составляет 15—35 % тепла, выделяемого при сгорании топлива в цилиндрах.
В качестве охлаждающей жидкости используется пресная и забортная вода, масло и дизельное топливо.
Для судовых ДВС используются проточная и замкнутая системы охлаждения. При проточной системе охлаждение двигателя осуществляется забортной водой, прокачиваемой насосом. Система забортной воды включает следующие основные элементы: кингстонные ящики с кингстонами, фильтры, насосы, трубопроводы, арматуру и приборы управления, сигнализации и контроля. Согласно Правилам Регистра СССР система должна иметь один днищевой и один—два бортовых кингстона. Система забортной воды может иметь два насоса, один из которых является резервным одновременно для пресной и забортной воды. Аварийное охлаждение двигателей может обеспечиваться от насосов холодильной установки или пожарной системы судна.
Проточная система охлаждения проста по конструкции, требует небольшого количества насосов, но двигатель охлаждается относительно холодной забортной водой (не более 50—55 С). Выше температуру поддерживать нельзя, так как уже при 45 С начинается интенсивное отложение солей на поверхности охлаждения. Кроме того, все полости системы, в которых протекает охлаждающая забортная вода, сильно загрязняются шламом. Отложения солей и шлама значительно ухудшают теплопередачу и нарушают нормальное охлаждение двигателя. Омываемые поверхности подвергаются значительной коррозии.
Современные судовые ДВС имеют, как правило, замкнутую (двухконтурную) систему охлаждения, при которой в двигателе циркулирует пресная забортная вода, охлаждаемая в специальных водяных холодильниках. Водяные холодильники прокачиваются забортной водой.
Одним из основных преимуществ этой системы является возможность поддержания охлаждаемых полостей в более чистом состоянии, так как система заполнена пресной или специально очищенной водой. Это в свою очередь позволяет легко поддерживать наивыгоднейшую температуру охлаждающей воды в зависимости от режима работы двигателя. Температура пресной воды, выходящей из двигателя, поддерживается следующая: для тихоходных ДВС 65—70 С, для быстроходных — 80—90 С. Замкнутая система охлаждения является более сложной, чем проточная и требует повышенного расхода энергии на работу насосов.
Для защиты поверхностей втулок и блоков со стороны охлаждения от коррозионно-кавитационного разрушения и образования накипи применяют антикоррозионные эмульсионные масла ВНИИНП—117/119, «Шелл Дромус ойл В» и другие. Эти масла имеют практически одинаковые физико-химические свойства и методику применения. Они нетоксичны и хранятся в металлической таре при температуре не ниже минус 30 С.
Антикоррозионные масла образуют с пресной водой стойкую непрозрачную эмульсию молочного цвета. Стойкость эмульсии зависит и от жесткости воды. Тонкая пленка антикоррозионного масла, покрывая поверхность охлаждения ДВС, предохраняет ее от коррозии, кавитационного разрушения и отложения накипи. Для сохранения этой пленки на поверхности охлаждения двигателя необходимо постоянно поддерживать рабочую концентрацию масла в охлаждающей воде около 0,5 % и применять воду определенного качества.
Антикоррозионные эмульсионные масла широко применяются в системах охлаждения ДВС, применяемых на промысловых судах. Методы обработки охлаждающей пресной воды приводятся в инструкциях по эксплуатации двигателей.
В системах охлаждения используются центробежные насосы с электроприводом. Иногда встречаются поршневые насосы, которые приводятся в действие от самого ДВС. Насосы охлаждения создают давление 0,1—0,3 МПа. Охлаждение современных среднеоборотных ДВС осуществляется в основном при помощи навешенных центробежных насосов забортной и пресной воды.
Принципиальная схема замкнутой системы охлаждения двигателя приведена на рисунке:

Замкнутый внутренний контур служит для охлаждения двигателя, а проточный внешний — для охлаждения холодильников пресной воды и масла.
Циркуляция воды по замкнутому контуру осуществляется при помощи центробежного насоса 8 , подающего воду в нагнетательный трубопровод 10 , из которого по отдельным патрубкам она подводится к нижней части блока двигателя для охлаждения каждого цилиндра. Из верхней части блока по переливным патрубкам вода поступает в крышки цилиндров, а из них по отводящему трубопроводу направляется в водяной холодильник 4 и далее во всасывающий трубопровод насоса 8 . В системе охлаждения ДВС имеется терморегулятор 3 с термобаллоном 2 , который автоматически поддерживает необходимую температуру воды за счет перепуска части ее мимо водяного холодильника 4 . Первоначальное заполнение водой внутреннего контура производится через расширительный бак 1 . Туда же направляется паровоздушная смесь из отводящего трубопровода двигателя.
Подача воды во внешний контур осуществляется автономным центробежным электронасосом 7 , который забирает воду из кингстона через спаренный сетчатый фильтр 9 с запорными клапанами и подает ее последовательно к масляному 5 и водяному 4 холодильникам. Из водяного холодильника вода сливается за борт. Перед масляным холодильником установлен терморегулятор 6 , который в зависимости от температуры масла регулирует количество воды, проходящее через холодильник.Температура и давление воды в системе охлаждения контролируется приборами местного и дистанционного контроля и системой аварийно-предупредительной сигнализации.

СУДОВ

Глава 11 ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ОБРАБОТКИ

РЫБЫ ХОЛОДОМ

11.1 Оборудование для охлаждения рыбы перед замораживанием

Оборудованием для охлаждения рыбы служат баки, ванны, чаны, механизированные установки и системы предварительного охлаждения. Системой предваритель­ного охлаждения называют совокупность аппаратов и трубопроводов.

Баки и ванны применяют для охлаждения и хранения рыбы, пересыпая ее мелкодробленым или чешуйчатым льдом; в брезентовых чанах охлаждают рыбу в морской воде, добавляя к ней лед.

В качестве емкости может быть также использован трюм судна, в который укладывают рыбу, послойно пе­ресыпанную льдом.

Расход льда (в кг) на охлаждение рыбы определяют по формуле:

где М - масса охлаждаемой рыбы, кг;

с - теплоемкость рыбы, кДж/(кг-К);

tн. tк-начальная и конечная температура рыбы, С С;

334,88 - теплота плавления водного льда, кДж/кг.

Система предварительного охлаждения рыбы морской водой, охлажденной рассольными батареями, представ­лена на рисунке 11.1. Процесс охлаждения ускоряют, добавляя чешуйчатый лед. Оборудование системы состоит из цистерн-охлади­телей общей емкостью 10 т морской воды с рассольны­ми батареями, циркуляционных насосов, трубопроводов, цистерны загрязненной воды и льдогенераторов.

В цистерны с водой, охлажденной до температуры -1°С, загружают пересыпанную льдом рыбу. Продол­жительность охлаждения в цистерне составляет 1,5 - % ч, В этих же цистернах рыбу можно хранить в течение 5-б ч. Выгружают рыбу из цистерн специальным элеватором.

В системе предварительного охлаждения рыбы, при­веденной на рисунке 11.2 предусмотрено наличие специаль­ного водоохладителя.

В систему включен приемный бункер, льдогенератор, цистерны-охладители, цистерны-аккумуляторы (стокеры), транспортер, водоохладители и циркуляционные насосы.

Рисунок 11.1 - Система предварительного охлаждения рыбы морской водой,

охлажденной рассольными батареями, смонтированными в ваннах-цистернах.

Рисунок 11.2 - Система предварительного охлаждения рыбы морской водой,

предварительно охлажденной в водоохладителе:

1 - охладители; 2 - отделитель рыбы от воды; 3 - отстойный фильтр; 4 - льдогенератор;

5 - бункер емкостью 20 т; 6 – транспортер; 7 - трубопровод сжатого воздуха;

8 - бункеры емкостью 9 - стокеры; 10 - насосы.

Выловленную рыбу без предварительной сортировки выгружают из трала в приемный бункер через люк, рас­положенный на приемной палубе. Одновременно рыба пересыпается чешуйчатым льдом, поступающим из льдо­генератора, установленного над бункером. Приемный бункер выполнен с наклонным дном и двумя люками для выгрузки рыбы.

Выгруженную из бункера рыбу подвергают первой грубой сортировке, после чего передвижным транспорте­ром подают в цистерну-охладитель или цистерну-акку­мулятор, где она охлаждается или хранится в охлаж­денной до -1°С морской воде. Каждая цистерна, вмеща­ющая 9 т рыбы и 9 м 3 воды, имеет индивидуальный водоохладитель, центробежный насос, систему трубопрово­дов и пневматических клапанов.

Водоохладитель выполнен в виде закрытого бака ем­костью 4 м 3 , в котором размещена гладкотрубная бата­рея непосредственного кипения аммиака.

Управление работой стокеров осуществляется с цен­трального пульта управления.

Перед загрузкой рыбы в систему цистерну-охладитель заполняют морской водой, температура которой в ре­зультате циркуляции по схеме цистерна-охладитель - насос - водоохладитель - цистерна-охладитель понижа­ется до -1 о С.

Затем загружают рыбу, а циркуляция воды продол­жается по той же схеме. Перед выгрузкой рыбы система пневматических клапанов переключается таким образом, чтобы насос забирал воду из водоохладителя и нагнетал в цистерну-охладитель рыбы, а рыба вместе с водой по­ступает в водоотделитель (общий для четырех цистерн-охладителей-аккумуляторов).

Вода из водоотделителя стекает в отстойник, а затем в водоохладитель. Охлажденная рыба поступает на тран­спортер второй сортировки и направляется на дальней­шую обработку.

Конвейерная система охлаждения (рисунок 11.3) состоит из пластинчатого конвейера 6, циркуляционного насоса 1, водоохладителя 3 и водяных трубопроводов 4. Рыба поступает на пластинчатый транспортер, который прохо­дит через закрытый бункер 7, заполненный охлажденной морской водой. Морская вода циркулирует по схеме: за­крытый бункер 7 -насос 1- водоохладитель 3 - закрытый бункер. Изменение скорости движения конвейера позволяет охлаждать рыбу различных размеров. Рыба в охладитель поступает через загрузочное устройство 5, охлажденная рыба отводится через разгрузочное устрой­ство 2. Конвейерная система проста в эксплуатации и эффективна. Система предварительного охлаждения рыбы на транспортере путем орошения ее морской охлажденной водой показана на рисунке 11.4.

Оросительный рыбоохладитель представляет собой, сетчатый многоярусный транспортер, при движении ко­торого сверху вниз рыба охлаждается морской водой или хладоносителем.

Холодильные машины на кораблях служат для разных целей - кондиционирования кают, охлаждения трюмов, заморозки при вылове рыбы. Функции, возложенные на машину, всецело зависят от назначения и типа судна. Например, пассажирские корабли нуждаются в постоянном качественном вентилировании, чтобы пассажиры чувствовали себя комфортно. Также необходимо предусмотреть трюмы для хранения запаса продовольствия на весь срок пребывания в плавании.Холодильные машины на кораблях для вылова рыбы обычно имеют более богатый набор оборудования. Оно необходимо для быстрого охлаждения свежевыловленной рыбы, ее заморозки и длительного хранения. Очень важно сохранить товар свежим до момента поставки его на рыбоперерабатывающие предприятия и склады.

5 причин приобрести холодильные машины от АквилонСтройМонтаж

1. Нестандартный подход к разработке холодильных машин

1. Использование технологий энергосбережения

1. Лучшее показатели цены и качества на рынке

1. Минимальные сроки изготовления нестандартных холодильных машин

1. Климатическое исполнение для всех регионов России

ОСТАВИТЬ ЗАЯВКУ

То есть в рамках ведущихся технологических процессов установки должны решать следующие задачи:

Остужать только что выловленную рыбу до требуемой температуры.Генерировать лед, пригодный для охлаждения продукции.Обеспечивать быструю заморозку с последующим хранением.Создавать нужный диапазон температуры для засоленной и консервированной рыбы.

Изготавливаются из более стойких материалов, устойчивых к коррозии, негативному воздействию соленой воды и атмосферных явлений.Отличаются более компактными габаритами и малым весом.Имеют повышенный уровень надежности, так как эксплуатируются в более суровых условиях - при постоянной вибрации и качке.

Но она не является единственной. Судовому дизельному двигателю внутреннего сгорания необходимо быть в меру разогретым. Во-первых, эффективная работа двигателя обеспечивается температурными зазорами его частей, рассчитанными для горячего состояния. Во-вторых, нагретое смазочное масло становится более текучим и лучше выполняет свои функции.Конечно, речь идет только о рабочем диапазоне температуры судового дизельного двигателя, который должен поддерживаться исправной работой системы охлаждения. Перегрев двигателя может привести к тяжелым последствиям в яхтинге. Нет ничего удивительно в том, что яхтенные моторы охлаждаются забортной водой.

Система охлаждения судового двигателя.

В редких случаях эта вода подается прямо в блок цилиндров, после чего сбрасывается за борт. Такая система охлаждения называется одноконтурной, ее простота имеет свои положительные и отрицательные стороны.

Практически все современные судовые дизельные двигатели на парусных и моторных яхтах оснащены двухконтурной системой охлаждения.

Через вентиль (1) забортная вода поступает на фильтр (2). Прокачка забортной воды производится помпой (3), которая подает эту воду в теплообменник (5), после чего происходит сброс ее в выхлопную трубу судового дизельного двигателя (7). Насос внутреннего контура (4) прокачивает через теплообменник антифриз, циркулирующий внутри блока цилиндров с целью их непосредственного охлаждения. Если выпускной коллектор двигателя расположен ниже ватерлинии, для предотвращения попадания в него забортной воды через выхлопную трубу остановленного двигателя, на трубопроводе сброса забортной воды устанавливается сифонный клапан (6).

Такова принципиальная схема системы охлаждения судового дизельного двигателя. На практике она дополняется необходимыми элементами, в число которых могут входить:

Датчик температуры внутреннего контура охлаждения, обеспечивающий показания стрелочного прибора и включающий звуковую и световую сигнализацию в случае перегрева;

Термостат, подключающий циркуляцию забортной воды в теплообменнике только после того, как температура внутреннего контура достигнет рабочих параметров;

В некоторых случаях — сигнализатор превышения температуры выхлопных газов, который в первую очередь должен предупредить о неисправности в системе подачи забортной воды на охлаждение судового дизельного двигателя.

Несмотря на относительную сложность конструкции, эта система имеет существенные преимущества: в судовом дизельном двигателе циркулирует не морская вода, агрессивная по отношению к конструкционным материалам, а специальная охлаждающая жидкость — смесь пресной воды и хладагента, не вызывающая коррозию металла и засорения осадками и накипью очень тонких каналов системы охлаждения. Кроме того, охлаждающая жидкость не замерзает при минусовых температурах, что также увеличивает срок службы и надежность судового двигателя.

Сиcтемы воздухозабора и выхлопа судового двигателя.

Если открытие входа в моторный отсек сопровождается повышением оборотов судового двигателя (и такое бывает!) — ему не хватает воздуха. Свободный приток воздуха из салона к мотору даже способствует ускоренной вентиляции помещений, т.к. работающий судовой двигатель в этом случае играет роль мощной вытяжки.

Стерильность морского воздуха не только полезна для здоровья, но и позволяет не усложнять системы воздухозабора и очистки его на входе в дизель. Воздушный фильтр (air filter) (1) обычно выполнен из поролона, который периодически просто промывается и сушится.

Через впускной коллектор (2) воздух поступает к впускным клапанам цилиндров (3), обеспечивая сгорание топлива.
Выхлопные газы через выпускные клапаны (4) и выпускной коллектор, смешавшись с водой внешнего контура охлаждения, через выхлопную трубу (5) сбрасываются в водяной замок/глушитель (6) и через гусек (7) выводятся за борт.

Система электрооборудования судового дизельного двигателя.

На всех яхтах запуск судового дизельного двигателя производится электроэнергией аккумулятора (1), предназначенного исключительно для этой цели, не допуская возможности его разрядки на любых других потребителях. При неработающем судовом двигателе размыкатель (2) обрывает случайные токи утечки. Реле электромотора стартера срабатывает поворотом ключа в замке зажигания (4) и приводит в действие стартер (3). Работающий судовой двигатель вращает навешенный на него генератор (5), который производит зарядку стартерного аккумулятора и батарей бытовых потребителей через выход (6) в систему электрооборудования самой яхты.

Для повышения надежности в бортовой системе постоянного тока предусмотрена возможность подключения батарей бытовых потребителей в режим запуска двигателя, на случай, если со стартерным аккумулятором произошла неприятность. Все современные моторы снабжены приборами контроля рабочих параметров: число оборотов, температура, давление. Иногда и управление судовым дизельным двигателем производится посредством электроники.

На этом обзор систем судового дизельного двигателя закончим. А в следующей статье поговорим еще об одном неотъемлемом элементе современной яхты.