Download
1 / 29
350 likes | 650 Views
TEHNIČKI FAKULTET Sveučilišta u Rijeci. SUSTAVI USISNOG KOLEKTORA, ISPUŠNOG CJEVOVODA I UTILIZACIJE TOPLINE. Brodski sustavi, Dio 6. Sustav drenaže usisnog kolektora.
E N D
TEHNIČKI FAKULTET Sveučilišta u Rijeci SUSTAVI USISNOG KOLEKTORA, ISPUŠNOG CJEVOVODA I UTILIZACIJE TOPLINE Brodski sustavi, Dio 6.
Sustav drenaže usisnog kolektora • Cjevovod usisnog zraka sastavni je dio motora. Zrak komprimiran u puhalu odvodi se u hladnjak zraka i dalje u usisni kolektor iz kojega zrak struji prema cilindrima motora. • Nakon hlađenja, iz zraka za prednabijanje je potrebno odvojiti kondenziranu vlagu, što se izvodi pomoću inercijalnih odvajača vlage. • Drenaža vlage kondenzirane u usisnom kolektoru je kontinuirana tijekom rada motora. • Sakupljena voda odvodi se kroz prigušnicu kako bi se izbjegli veći gubici zraka za prednabijanje. • Sustav je opremljen sa spremnikom za drenažu na koji je ugrađen osjetnik razine s inidkacijom previsoke razine u drenažnom spremniku • Kontinuirana drenaža vode iz usisnog kolektora ne smije biti izvedena direktno u spremnik otpadnog ulja zbog tlaka zraka za prednabijanje. • Spremnik drenaže mora biti konstruiran na način da podnosi maksimalni tlak zraka za prednabijanje, a ako se koristi i vodena para za propuhivanje, spremnik mora podnijeti radni tlak vodene pare.
Sustav pranja hladnjaka zraka • “Zračna” strana hladnjaka zraka može se čistiti brizganjem kemikalija po rebrima, odnosno lamelama u hladnjaku. • Isplaka se drenira u spremnik otpadnog ulja ili se kemikalija preko filtra vraća u spremnik kemikalije. • Čišćenje (pranje) se provodi pri mirujućem motoru.
Sustav drenaže brtve stapajice • Kod motora koji rade na teška goriva veoma je važna drenaža brtve stapajice, kako bi se ovo ulje odvojilo iz sustava podmazivanja. Brtva stapajice • Drenirano ulje je uglavnom oksidirano i kontaminirano nečistoćama i kiselinama iz procesa izgaranja. • Količina ulja koja može biti drenirana iz brtve stapajice je 5 – 10 litara na dan po cilindru, a u periodu uhodavanja motora može biti i veća. • Budući da količine dreniranog ulja nisu velike, ono se najčešće koristi u neke druge svrhe ili spaljuje u brodskom spaljivaču otpada - incineratoru. • Ako se drenirano ulje namjerava ipak ponovno koristiti za podmazivanje, potrebno je ugraditi sustav prikazan na sljedećoj slici:
Sustav drenaže brtve stapajice • Spremnici (001) i (002) odabiru se s kapacitetom od 0,5 do 1 m3, dok pumpa (003) ima kapacitet ≈ 0,2 m3/h pri naporu od 2 bar. Filter (004) je finoće filtriranja 1 m. • Pad tlaka na čistom filtru je najviše 0,6 bar, a čišćenje je potrebno pri padu tlaka od p = 1,8 bar. • Radna temperatura sustava čićšćenja je 50 °C pri čemu ulje ima viskoznost od 75 cSt.
Presjeci brtve stapajice s opisom funkcija pojedinih prstenova
Presjek brtve stapajice Smještaj brtve stapajice u motoru
Sustav gašenja požara u usisnom prostoru • Gašenje požara u usisnom prostoru izvodi se vodenom parom, kao standardna izvedba, ili je moguće primijeniti vodenu maglu ili plin CO2 kao dodatne opcije. Usisni prostor • Za gašenje vodenom parom koristi se para tlaka 3 – 10 bar, pri čemu potrošnja pare iznosi 2,2 kg po cilindru za motore s cilindrima promjera 50 cm. • Za gašenje vodenom maglom koristi se slatka voda minimalnog tlaka 3,5 bar, pri čemu potrošnja slatke vode iznosi 1,7 kg po cilindru za motore s cilindrima promjera 50 cm. • Za gašenje plinom CO2 koristi se CO2 pri tlaku 150 bar, pri čemu potrošnja plina iznosi 4,3 kg po cilindru za motore s cilindrima promjera 50 cm.
Mjesto pojave požara u usisnom prostoru Boce s plinom CO2 za gašenje požara u usisnom prostoru
Sustav utilizacije energije ispušnih plinova • Korištenje otpadnih toplina primjenjuje se kod glavnih pogonskih brodskih motora. Iako su investicijski troškovi ovakvih postrojenja visoki, relativno se brzo isplate kroz uštede u energentima za proizvodnju vodene pare ili električne energije. • Toplina ispušnih plinova koristi se za proizvodnju pregrijane pare za pogon turbogeneratora, a hladnjak zraka za prednabijanje se koristi za predgrijavanje napojne vode • Temperatura ispušnih plinova na izlazu iz utilizatora je minimalno 150 °C radi sprječavanja pojave niskotemperaturne korozije. • Temperature napojne vode na ulazu u utilizator su oko 100 °C. • Ovaj sustav kombinira se s pomoćnim loženim generatorom pare.
Prikaz sustava utilizacije topline na simulatoru za obuku posade
Princip rada utilizatora s pregrijanjem pare i bez pregrijanja pare
Stijenke bubnja generatora pare prije i nakon čišćenja od depozita
Ispušni cjevovod • Ukupni protutlak u ispušnom cjevovodu iza turbopuhala ne smije prelaziti 350 mm VS (0,035 bar). • Dopuštena maksimalna brzina u ispušnom cjevovodu je 50 m/s pri MCR, a uobičajene su brzine od 35 do 40 m/s nakon utilizatora. • Ako postoji opasnost od izlijetanja iskri, preporučuje se ugradnja hvatača iskri. Pad tlaka na ispušnom loncu i hvataču iskri zajedno ne smije prelaziti 100 mm VS (0,01 bar). • Nominalni promjeri ispušnih cjevovoda određuju se prema sljedećem izrazu:
Proračun protutlaka ispušnog cjevovoda • Zadane veličine za proračun protutlaka u ispušnom cjevovodu su maseni protok ispušnih plinova u kg/s (m) i temperatura ispušnih plinova u °C (T). • Gustoća ispušnih plinova izračunava se prema sljedećem izrazu: gdje se faktor 1,015 odnosi na srednji pad tlaka od 150 mm VS u ispušnom cjevovodu. • Brzina ispušnih plinova izračunava se prema sljedećem izrazu: • Pad tlaka u ispušnom cjevovodu računa se za lokalne otpore ()i ravne dijelove cjevovoda: gdje je L duljina cjevovoda, a D promjer ispušnog cjevovoda.
