ЭКСПЛУАТАЦИЯ ГАЗОТУРБОНАГНЕТАТЕЛЯ

5.1. Общие требования

К технической эксплуатации дизелей с ГТН предъявляют дополнительные требования, обусловленные особенностями их конструкции и условиями работы. Эти требования предусматривают проверку плотности впускных и выпускных коллекторов, тщательное наблюдение за работой и состоянием турбокомпрессора, проверку его температурного режима, умение обнаруживать неисправности в системе наддува и своевременно устранять их.

Воздухозаборное устройство дизеля следует поддерживать в таком состоянии, чтобы оно обеспечивало очистку воздуха, всасываемого турбокомпрессором, а турбокомпрессор должен быть разгружен от массы присоединенных к нему трубопроводов во избежание возможной деформации его корпуса и нарушения установленных в нем монтажных зазоров (особенно в подшипниках ротора ГТНА).

5.2. Подготовка к запуску, запуск и контроль за работой ГТНА

Перед запуском двигателя с ГТНА необходимо выполнить ряд работ, связанных с подготовкой к действию системы наддува.

В ГТНА с индивидуальной масляной системой проверяют уровень масла в маслосборниках и при необходимости доливают их маслом до верхней контрольной черты.

После этого осматривают водяную систему ГТНА, которая должна быть заполнена водой. Особенно внимание обращается на газовые и воздушные части, откуда надо сливать скопившуюся влагу через дренажные пробки.

Перед пуском следует убедиться, что вода в достаточном количестве свободно циркулирует в охлаждающей системе агрегата, а также проверить, свободно ли вращается ротор ГТНА. Ротор можно провернуть вручную через каналы воздухоприемной улитки или же путем кратковременного пуска ДВС.

После выполнения вышеуказанных мероприятий ДВС пускается и проверяется степень нагрева газовой части ГТНА и трубопровода охлаждения. Они должны нагреваться постепенно и равномерно по всей поверхности корпуса агрегата.

Во время работы дизеля необходимо выполнять следующие операции по обслуживанию ГТНА:

1. При работе ДВС с турбонаддувом особое внимание следует обращать на смазку, охлаждение и очистку ГТНА и трубопроводов, т.к. от этого зависит нормальная работа системы наддува. Во время работы ДВС часть масла из маслосборника ГТНА через сопуны в концевых крышках выходит в атмосферу, что свидетельствует о нормальном состоянии КИПа и сопунов. Уменьшение испарения масла служит сигналом того, что контрольные пробки или сопуны и фильтрующие элементы в сапунах загрязнены.

2. Температура масла при нормальной работе ГТНА должна находиться в пределах 54 - 71 °С и не превышать 75 °С. При нормальном состоянии масляной системы ГТНА давление масла в системе смазки должно подниматься от 0,07 до 0,1 МПа в течении 10 – 15 секунд после запуска двигателя. При нормальной работе ГТНА давление смазки должно быть 0,24 - 0,28 МПа.

3. Система охлаждения ГТНА соединена с системой охлаждения двигателя, поэтому наблюдение за ней сводиться к очистке от накипи водяных рубашек газовой части агрегата и к обеспечению контроля за температурой воды. Водяные рубашки ГТНА очищаются через определенное время через контрольные отверстия. Цинковые протекторы подвергаются осмотру периодически: сначала через каждые 3 месяца, затем по необходимости.

В ГТНА с исправной системой охлаждения температура воды на входе должна быть ниже 30 °С, а разница температур между входом и выходом не выше 10 °С.

4. Необходимо периодически контролировать температуру воздуха наддува после воздухоохладителя, которая в продувочном ресивере должна быть на 2 – 4 °С выше температуры начала конденсации водяных паров. Температуру воздуха необходимо регулировать изменением количества воды, прокачиваемой через воздухоохладитель.

5. Необходимо регулярно контролировать чистоту воздушных фильтров турбокомпрессоров. Признаком загрязнения служит падение давления надувочного воздуха и снижение частоты вращения ТК при росте температуры выпускаемых газов.

6. Периодически, не реже одного раза за вахту, должны продуваться воздушные полости воздухоохладителей, ресивера продувочного воздуха и подпоршневые полости продувочных насосов от скопившейся воды и масла

7. Если дизель с ГТН оборудован системой безразборной промывки, необходимо промывать компрессор и турбину согласно инструкции по эксплуатации турбокомпрессоров.

8. При возникновении помпажа ТК необходимо снизить нагрузку дизеля. Если шум, хлопки, вибрация не прекращаются, снизить давление в ресивере продувочного воздуха, открыв противопомпажный клапан или вывинтив пробки на нагнетательном патрубке турбокомпрессора. Необходимо следить за тем, чтобы температура газа перед турбиной не превысила допустимую. Если и этого недостаточно, то при первой возможности остановить дизель и устранить причину возникновения помпажа.

В системе наддува обычно контролируют следующие показатели:

- давление и общую температуру надувочного воздуха в ресивере;

- потерю давления в подводящем трубопроводе компрессора;

- потерю давления в воздухоохладителе;

- температуру выпускных газов перед турбиной;

- температуру воды на входе в воздухоохладитель и на выходе из него;

- температуру воздуха за воздухоохладителем;

- частоту вращения турбокомпрессора.

Показателями нормальной работы системы ГТНА являются температура выпускных газов перед газовой турбиной ТК и давление наддува, которые изменяются при определенных мощности двигателя и частоте вращения коленчатого вала. Результаты измерения сравнивают с паспортными данными ТК. Если указанные параметры в течении длительного времени остаются неизменными, то это свидетельствует о нормальном состоянии турбокомпрессора. Следует помнить, что на контрольные параметры работы ТК влияют неисправности двигателя и особенно его топливной аппаратуры и механизма газораспределения.

5.3. Автоматическое регулирование наддува

Режимы работы дизеля в зависимости от эксплуатационных условий могут изменяться, и турбокомпрессор в идеальных условиях должен мгновенно заработать в изменившемся режиме дизеля. Однако инерционность ротора газотурбонагнетателя не позволяет мгновенно изменить режим его работы.

При резком возрастании нагрузки наблюдается недостаток воздуха, что является причиной повышенного расхода топлива и сильной дымности выпускных газов.

Для улучшения характеристик работы дизеля с турбонаддувом применяются различные схемы автоматического регулирования.

1. Схема регулирования турбокомпрессора в зависимости от частоты вращения дизеля (рис. 5.1).

Турбонагнетатель 1 нагнетает воздух определенного давления в зависимости от изменения частоты вращения дизеля 2 за счет одновременного перемещения лопаток соплового аппарата турбины и рейки ТНВД 5 с помощью сервомотора 3.

Рис. 5.1 Схема автоматического регулирования ТК

в зависимости от частоты вращения дизеля

1 – центробежный компрессор; 2 – измеритель частоты вращения дизеля; 3 – сервомотор; 4 – регулируемый корректор подачи топлива; 5 – рейка ТНВД

2. Схема «Гипербар» (рис. 5.2). Данная схема регулирования турбокомпрессора способствует дальнейшему повышению мощности при сохранении механических и тепловых напряжений.

В выпускном коллекторе 7 установлена камера сгорания 8 с воспламенителем и регулятором 9 интенсивности пламени. Таким образом, к газовой турбине 10 направляются два потока газов: от сгорания топлива в рабочих цилиндрах и в камере сгорания 8 с помощью топливного насоса 6. Надувочный воздух после турбокомпрессора 11 направляется в холодильник 3 через коллектор 2 и далее не только в рабочие цилиндры дизеля, но и перепускается по каналу 4 для сжигания топлива в камере сгорания 8.

Перепуск воздуха и наличие дополнительной камеры сгорания повышает надежность пуска дизеля при низком значении степени сжатия (ε = 6 – 10) и обеспечивает работу дизеля при высоком среднем эффективном давлении (более 3 МПа) без существенного повышения максимального давления сгорания и температуры выпускных газов.

Запускается турбокомпрессор с помощью электростартера 1, что обеспечивает давление воздуха и его температуру, необходимые для получения надежного пуска дизеля.

Оптимальное давление выпускных газов в коллекторе, необходимое для надежного пуска дизеля и последующей его работы, достигается за счет регулирования подачи топлива в камеру сгорания 8 регулятором перепуска 5. Эта система может применяться в двух- и четырехтактных дизелях.

Рис. 5.2 Схема автоматического регулирования ТК «Гипербар»

1 – электростартер; 2 – коллектор; 3 – холодильник;

4 – перепускной канал воздуха; 5 – регулятор перепуска; 6 – топливный насос;

7 - выпускной коллектор; 8 – камера сгорания; 9 – регулятор интенсивности пламени; 10 – газовая турбина; 11 - турбокомпрессор

К недостаткам этой системы можно отнести: усложнение конструкции двигателя; расход топлива в камере сгорания; часть воздуха перепускается в камеру сгорания.

5.4. Техническое обслуживание ГТНА

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: