Топливные системы дизелей

Топливные системы могут быть классифицированы, в первую очередь, по роду топлива, сжигаемого в главных двигателях. По этому призна­ку различают системы легкого и тяжелого топлива. Переход двигате­лей на тяжелое топливо обусловлен более низкими ценами на него, причем сопутствующее этому увеличение расходов на эксплуатацию двигателей получается умеренным.

Топливные системы также подразделяются на системы, обслуживаю­щие главные двигатели, вспомогательные двигатели и вспомогательные котлы.

Применение тяжелого топлива усложнило систему. Появилась необ­ходимость в применении дополнительного оборудования: насосов, сепараторов, теплообменников, емкостей.

Исходя из задач, которые решает топливная система дизеля, она включает следующие подсистемы:

- призма, хранения и, перекачки (цистерны запаса тяжелого и лег­кого топлив, топливоприемные станции, фильтры, топливоперекачивающие насосы, трубопроводы;

- очистки (сепараторы легкого и тяжелого топлива, фильтры, по­догреватели, отстойные цистерны);

- подача топлива в главный двигатель (расходные цистерны тяже­лого, легкого и возвратного топлив, топливоподкачивающие насосы, подогреватели тяжелого топлива, фильтры тонкой очистки, расходоме­ры, трубопроводы, контрольно-измерительные приборы).

Хранение топлива на судах производятся обычно в танках двойного дна, бортовых цистернах и диптанках. На ряде судов, где предусмат­ривается дополнительное увеличение длительности автономного плавания, под топливо используется часть балластных танков. Наличие замещаемых топливобалластных танков требует перевязки топливной системы с балластной с учетом мер, исключающих возможность обводнения топлива забортной водой.

Системы подачи топлива к двигателям выполняются в виде замкну­того контура с установкой подкачивающего насоса, производительность которого больше расхода топлива на главный двигатель. Это обеспечи­вает поступление топлива с постоянной температурой и давлением вне зависимости от изменения расхода. При этой схеме осуществляется быстрый прогрев системы перед переходом двигателя с легкого на тя­желое топливо и исключается образование газовых мешков.

В некоторых установках, преимущественно с малооборотными двигателями, топливо используется также для охлаждения форсунок. При этом топливо берется насосами либо из расходных, либо из специальных цистерн дизельного топлива и прокачивается через полости охлаждения форсунок, а нагретое топливо снова возвращается в те же цистерны.

На рис.1 показана принципиальная схема топливной системы средней мощности с малооборотным двигателем. Подача топлива на судно проводится посредством насосов, установленных на берегу или на специальном судне разведчике. Топливо поступает по гибким шлангам к приемной втулке I, расположенной на палубе, а затем идет через фильтр 2 грубой очистки (сетчатый или щелевой), задерживающий час­тицы более 50 мк, по трубопроводу 3 в междудонные отсеки 5 и в поперечную цистерну (диптанк) 4.

В связи с тем, что топливо обладает высокой проникающей способностью, топливные отсеки и цистерны отделяются от отсеков пресной воды коффердамами. Заполнение цистерн и отсеков можно контролировать с помощью измерительных труб, снабженных футштоками, переливных труб со смотровыми стеклами и дистанционных уровнемеров.

Все топливные отсеки и цистерны должны иметь воздушные трубы, данные на верхнюю открытую палубу с учетом противопожарных требований. Воздушные трубы должны быть снабжены огневыми предохранителями. Кроме воздушных труб, во многих случаях предусматриваются переливные трубы для перетекания топлива в переливной отсек случае переполнения цистерны. В небольших цистернах переливные трубы могут использоваться как воздушные.

В топливные отсеки и цистерны устанавливают змеевиковые подогреватели для подогрева топлива. К подогревателям подводится насыщенный пар давлением не выше 0,5 МПа. Температура подогрева топлива в цистернах должна быть не менее чем на 15°С ниже температуры его вспышки.

Топлива, имеющие высокую температуру застывания, подогревают при помощи параллельно проложенных паровых труб-спутников. Подогрев топлива газами или в электроподогревателях на судах не променяют. Если принимаемое на суда топливо может быть загрязнено или смешано с водой, то до подачи к двигателям оно должно быть очищено. Очистку топлива в дизельных установках производят путем отстаивания в цистернах, а также при помощи фильтров и центробежных сепараторов.

Как показано на рис.1, топливо из отсеков и цистерны основного запаса одним из топливоперекачивающих насосов 7 подается в отстойную цистерну 6. После отстаивания оно принимается насосом

Рис. 1 Схема топливной системы

центробежного сепаратора 8 и через подогреватель 9 подается на очистку в барабан сепаратора. Отсепарированное топливо с помощью насоса чистого топлива из сепаратора подается в расходную цистерну 10 или в один из свободных отсеков запаса 5.

Расходные цистерны могут заполняться с помощью топливопередачи-7 непосредственно из запасных отсеков. Из расходных цистерн топливо принимается через сдвоенный фильтр II топливоподкачивающим насосом 12 и через подогреватель 13 подается к топливным насосам высокого давления на главном двигателе 14. От этих же цистерн оно поступает ко вспомогательным двигателям по магистрали 15. схемой предусмотрена также возможность заполнения с помощью топливоперекачивающих насосов 7 расходной цистерны вспомогательного котла по трубе 16 и перекачки топлива на другие суда через палубную втулку I.

Топливоперекачивающие и топливоподкачивающие насосы должны резервироваться для обеспечения надежности системы. Количество топливных сепараторов также должно быть не менее двух. Расходные цистерны выполняются сдвоенными, что позволяет попеременно включать их в работу и заполнять топливом. По той же причине отстойные цистерны также часто устанавливают в двойном количестве.

В сепараторах топливо может очищаться от воды (пурификация) и от механических примесей (классификация). Очистке в центробежных сепараторах обычно подвергаются все вязкие топлива. Выделенные в сепараторе примеси направляются в цистерну грязного топлива (на схеме не показана). В этой цистерне собираются также все примеси, выделенные в результате естественного отстоя в расходных цистернах. Грязное топливо сжигают во вспомогательных котлах или сдают в портах для переработки и дальнейшего использования.

Напор, создаваемый перекачивающим насосом, обычно находится в пределах 25-60 м вод. ст., а производительность перекачивающего насоса выбирают из расчета, чтобы время перекачки топлива из наибольшего отсека составляло примерно 2-4 ч.

Емкость расходных цистерн тяжелого топлива на транспортных судах принимают из условия обеспечения работы двигателей на номинальной мощности в течение не менее 12 ч без пополнения цистерн, а цистерн дизельного топлива - не менее 8 ч. В расходных цистернах топливо также отстаивается, и это необходимо учитывать при выборе их емкости. Для катеров и других легких быстроходных судов емкость расходных цистерн принимают из расчета 4 ч работы двигателей без пополнения цистерн.

Правила Регистра СССР для обеспечения пожарной безопасности

запрещают располагать топливные цистерны и трубопроводы над двига­телями, котлами и другими нагретыми поверхностями. Для контроля уровня топлива расходные цистерны снабжают колонками с самозапорными клапанами; иногда цистерны оборудуют сигнализацией, сообщаю­щей о необходимости их заполнения.

Если двигатель приспособлен для работы на тяжелом топливе (мо­торное топливо или мазут) то, кроме основных расходных цистерн тяжелого топлива, должна быть установлена цистерна дизельного топ­лива для пуска двигателя, его работы на маневрах и перед останов­кой. Это объясняется тем, что при пусках двигателя, особенно в хо­лодном состоянии, до установления нормальных тепловых зазоров вз­нос поршневой группы при работе на тяжелом топливе значительно больше, чем при работе на дизельном топливе. После выхода двигате­ля на нормальный тепловой режим его переводят с дизельного топлива на тяжелое. Перед остановкой его снова переводят на дизельное топ­ливо. Запас дизельного топлива, не требующего подогрева, на судах с такими установками должен составлять не менее 15 % от всего за­паса.

Для лучшего распыливания в форсунках топливо часто подогревают перед насосами высокого давления до 70-90 °С. На некоторых двига­телях топливо используется для охлаждения форсунок. После охлажде­ния оно сливается в специальную цистерну и снова используется.

Вопросы для самопроверки

1. По какимпризнакам классифицируются топливные системы?

2. Какие функции выполняют топливные системы на теплоходах?

3. Где хранится топливо на судне?

4. В чем особенность применения в дизелях тяжелого топлива?

5. Какие преимущества дает применение тяжелого топлива?

6. Чем подогревается топливо на судах?

7. Какие предусматриваются мери по пожарной безопасности при приеме и хранении топлива?

8. Какие механизмы топливной системы резервируются?

9. Какие Вы знаете типы сепараторов топлива?

10. На каком топливе производится пуск двигателя?