Реферат на тему вспомогательные гидроагрегаты
Обновлено: 04.07.2024
Гидроаппаратура служит для изменения параметров потока жидкости (давления, расхода, направления движения) или для поддержания их на заданное уровне. К ней относятся: гидродроссели, гидроклапаны различного назначения, парораспределитель.
При выборе гидроаппаратуры следует исходить из ее местоположения на разработанной принципиальной схеме.
По исходными параметрами для поиска типоразмера гидроаппарата являются номинальное давление в системе РН и номинальный расход Q принимаемый здесь по рассчитанному расходу для гидродвигателя Qдв.
Гидрораспределители по конструкции могут быть крановые и золотниковые (весьма редко - клапанные). Крановые гидрораспределители используются для давлений в системе не выше 10 МПа из-за значительных статических усилий, прижимающих пробку к корпусу и затрудняющих ее поворот. Наиболее широко распространены гидрораспределители золотникового типа. По числу позиций золотника они подразделяются на двух- трex- и четырехпозиционные. Двухпозиционные используются обычно для гидроцилиндров одностороннего действия, Трехпозиционные имеет кроме нейтрального два рабочих положения, при которых напорная линия связывается с одной или другой полостью гидроцилиндра или с одним из двух каналов гидромотора, в зависимости от требуемого направления перемещения выходного звена. В четырехпозиционных, помимо указанных, имеется так называемое плавающие положение, когда напорная линия и обе полости гидроцилиндра связаны с гидробаком. Жидкость при этом может перетекать из одной полости гидроцилиндра в другую.
Для данного гидроцилиндра выбираем трехпозиционный золотник реверсивный с электрогидравлическим управлением. Выбираем типоразмер золотника [4]: Г63-13
Характеристика золотника Г63-13:
Номинальный расход масла - 0,58 дм3/с;
Номинальное давление - 20 МПа;
Потеря давления при номинальном расходе, не более - 0,3 МПа;
Утечки через зазоры золотника при номинальном давлении - 0,005 дм3/с;
При выборе конструкции гидроклапана следует учитывать его функциональное назначение в разрабатываемом гидроприводе: предохранительный, переливной, обратный, редукционный. В данной используется два клапана: переливной и предохранительный.
Выбираем по каталогу клапаны [4]:
- предохранительные и переливные – БГ52-13
Характеристика клапана БГ52-13:
Номинальное давление 5…20 МПа;
Номинальный расход 0,58х10-3 м3/с;
Минимальный рекомендуемый расход 0,08х10-3 м3/с;
Перепад давления на клапане 0,5 МПа;
Утечка масла через клапан -
В качестве отделителей твердых частиц используют фильтры и сепараторы. Качество очистки определяется размером задерживаемых частиц: грубая - до 100 мкм, нормальная - до 10 мкм, тонкая - до 5 мкм, особо тонкая - до 1 мкм. Так как в исходных данных работы размер отделяемых частиц не оговорен, то принимаем нормальную степень очистки (размер частиц до 10 мкм).
Параметрами для подбора типоразмера фильтра являются: наименьший размер задержанных частиц, рабочее давление и пропускная способность (по расходу рабочей жидкости).
В данной гидросистеме фильтр расположен на линии слива. Давление там незначительное. Поэтому по каталогу выбираем фильтр магнитно-сетчатый сдвоенный ФМС-12 [4]. Фильтры такого типа предназначены для очистки от примесей минеральных масел вязкостью до 600 мм2/с.
Характеристика фильтра ФМС-12:
Наименьший размер задерживаемых частиц 5…10 мкм;
Наибольшее рабочее давление 0,6 МПа;
Количество магнитов 6;
Диаметр магнитов 55 мм;
Диаметр фильтрующего сетчатого элемента 50 мм;
Количество фильтрующих элементов 16;
Вес фильтра 4.65 кг;
2.5 Выбор рабочей жидкости
В объемном гидроприводе рабочая жидкость служит в качестве носителя энергии, смазки, а также является охлаждающей средой (отводит тепло из системы). В соответствии с назначением к ней предъявляются ряд требований, которым наиболее удовлетворяют минеральные масла и синтетические (силиконовые) жидкости. При выборе марки рабочей жидкости необходима заданная рабочая температура. По заданию t=40 оС.
Подобранный гидроцилиндр работает на минеральном масле вязкостью 18…60 сСт (мм2/с) при температуре 10 – 50 оС. Рекомендовано использовать масло индустриальное 20 и масло индустриальное 30.
Выбираем масло индустриальное 20 ГОСТ 1707-51. Вязкость 20 сСт при t=50 оС, плотность 890 кг/м3.
2.6 Расчет гидролиний
Гидролинии служат для передачи рабочей жидкости между гидроагрегатами, они связывают вое устройства гидропривода в единую систему (схему). К гидролиниям относятся трубопроводы и каналы в корпусах гидравлических устройств.
При расчете гидролинии определяются ее диаметр и гидравлические потери при движении жидкости;
Определение диаметра трубопровода
Значение диаметра трубопровода необходимо для подбора труб гидролинии, выбора гидроаппаратуры и вспомогательного оборудования, расчета гидравлического сопротивления гидролинии.
Расчет проводится по формуле
где Q - расход жидкости м3/с. В данном расчете его можно принять равным Qдв (см, п. 4.2.);
-средняя скорость движения жидкости в трубопроводе, м/с.
Величина скорости принимается по рекомендациям, полученным на основании экономических соображений: с увеличением увеличиваются гидравлические потери, но уменьшается расход материала на изготовление трубопровода, снижается его масса. При давлениях до 5-6 МПа и большой длине гидролинии, когда гидравлическое сопротивление может существенно повлиять на К П Д системы, рекомендуемая скорость 3-4 м/с, при давлениях свыше 10 МПа и малой длине гидролинии, скорость может быть увеличена до 5-6 м/с, во всасывающей линии насоса она не должна превышать 1,5 м/с, а в сливной линии - 2 м/с.
Принимаем для данной гидросистемы один диаметр для всех линий и одну скорость движения жидкости υ=3 м/с.
По результатам расчета подбираем промышленную трубу по ГОСТ 8734-75: 10х1,5 (dвн=7 мм);
Уточненная скорость движения жидкости:
Определение гидравлических потерь в гидролинии
В этом расчете учитывают потери по длине и на местных сопротивлениях, используя принцип сложения потерь напора
где - коэффициент трения;
l - длина гидролинии, м;
d - диаметр гидролинии, м;
- коэффициент местного сопротивления;
- плотность жидкости, кг/м3;
- скорость движения жидкости, м/с;
Для определения коэффициента трения необходимо вначале вычислить критерий Рейнольдса
где - коэффициент кинематической вязкости рабочей жидкости, м/с2.
При ламинарном режиме:
Режим движения жидкости - ламинарный (Re < 2320).
Таблица 1 – Местные гидравлические сопротивления
- отвод под углом 90°
- расширение на входе в гидроцилиндр
- расширение на входе в гидрораспределитель
- расширение на входе в фильтр
- расширение на входе в дроссель
- тройник прямоугольный для транзитного потока
2.7 Определение параметров и подбор насоса
Основными параметрами, по которым выбирается типоразмер насоса, являются давление РН и производительность Qн.
Давление (удельная энергия, сообщаемая жидкости в насосе) затрачивается в объемном гидроприводе на выполнение работы гидродвигателем и преодоление гидравлических сопротивлений при передаче жит - кости. При расчете потребного давления указанные величины суммируется
где Рдв - давление на входе в гидродвигатель, Рдв= 3,47 МПа;
- суммарные потери давления в системе, МПа причем
где - гидравлические потери в гидролиниях, МПа (см.,п.4.2);
- суммарные потери в гидроагрегатах (дросселе, гидрораспределителей, фильтрах и т.п.), МПa.
Эти потери принимаются по справочным данным при выборе соответствующих гидроаппаратов и вспомогательных устройств.
=0,3+0,5+0,5+0,5=1,8 МПа;
Для определения производительности насоса необходимо сложить расход жидкости на гидродвигатель Qдв и утечки жидкости через неплотности в гидроагрегатах Qут, то есть
Утечки через неплотности принимаются по справочным данным при выборе соответствующей гидроаппаратуры (гидродросселя, гидрораспределителя, гидроклапанов и т.д.).
По рассчитанным значениям РН и ОН подбирается типоразмер насоса:
Аксиально-поршневой насос типа IID №0,5
Номинальное давление 10 МПа;
Максимальная производительность за 1 об
(рабочий объем насоса), qН 0,003 дм3/с;
Максимальная производительность (подача)
QMAX 0,15 дм3/с=0,15х10-3 м3/с;
Частота вращения 2950 об/мин;
Потребляемая мощность (при QMAX) 2,35 кВт
Объемный КПД ηо 0,98
Полный КПД ηН 0,82
Необходимая частота вращения вала насоса
где qH - рабочий объем насоса, м3;
- объемный КПД.
Мощность, потребляемая насосом (мощность на валу), вычисляется по формуле
где - полный К.П.Д. насоса, по технической характеристике ηН=0,82.
2.8 Общий КПД гидропривода
Этот параметр характеризует потери энергии (гидравлические, объемные и механические) при ее передаче в объемном гидроприводе. Он определяется отношением мощности, реализуемой гидродвигателем, к мощности, потребляемой насосом
1. Гидравлика, гидравлические машины и гидравлические приводы./ Под ред. Т.М.Башты.- М.: Машиностроение, 1970.
2. Башта Т.М. Машиностроительная гидравлика: Справочное пособие. - М.; Машиностроение, 1975.
3. Вильнер Я.М., Ковалев Я.Т., Некрасов Б.Б. Справочное пособие по гидравлике, гидромашинам и гидроприводам. - Минск; Вышэйшая школа, 1976.
4. Гидравлическое оборудование: Каталог-справочник. Т.1 и 2. - М.: ВНИИгидропривод, 1967.
5. Васильченко В.А, Беркович Ф.М. Гидравлический привод строительных и дорожных машин. - М.: Стройиздат, 1978.
6. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям, М.; Росэнергоиздат, 1975.
Раздел: Промышленность, производство
Количество знаков с пробелами: 20986
Количество таблиц: 1
Количество изображений: 1
К вспомогательным устройствам генератора относятся: тормозная система, система возбуждения генератора, вентиляционные устройства, средства пожаротушения.
Тормозная система. Если гидрогенератор предоставить самоторможению после выключения его из работы, то длительное вращение ротора с низкими скоростями вызовет ухудшение условий смазки подпятника и может привести к выходу его из строя. Поэтому для уменьшения времени вращения ротора гидроагрегата при низких скоростях во всех гидрогенераторах предусматривается торможение его вращающихся частей. Тормозная система должна обеспечивать непрерывное торможение гидрогенератора при его остановке, после того как будет прекращен доступ воды в гидротурбину, генератор отключен от электрической сети и скорость вращения его снизится до 35% номинальной. Торможение генераторов мощностью 1 000 ква и выше производится воздушной тормозной системой, работающей при давлении около 7 ати.
Тормозная система состоит из установленных на нижней крестовине или фундаменте генератора тормозных домкратов поршневого типа с подушками трения, упирающимися при торможении в массивное тормозное кольцо, закрепленное в нижней части обода ротора. Тормозные устройства служат также домкратами для подъема ротора агрегата. В этих случаях в нижнюю полость тормозных цилиндров от передвижного масляного насоса подается масло давлением до 100 кГ/см2.
Возбуждение синхронных гидрогенераторов производится постоянным током, который проходит через обмотку ротора (полюсы) и создает магнитное поле. На современных гидроэлектростанциях большой мощности применяются следующие системы возбуждения гидрогенераторов:
- прямое (непосредственное) индивидуальное возбуждение осуществляется генератором постоянного тока (возбудителем), расположенным над ротором каждого генератора и жестко связанным с его валом. В более мощных генераторах для возбуждения применяется двухмашинная группа, состоящая из генератора постоянного тока (возбудителя) и связанного с ним второго генератора постоянного тока малой мощности (подвозбудителя), предназначенного для возбуждения возбудителя;
- косвенное индивидуальное возбуждение состоит из расположенного на валу каждого генератора вспомогательного синхронного генератора переменного тока, его возбудителя с подвозбудителем и преобразовательного агрегата, установленного вблизи каждого гидрогенератора и состоящего из асинхронного двигателя и генератора постоянного тока. Вспомогательный синхронный генератор питает асинхронный двигатель, приводящий в движение генератор постоянного тока, от которого подается возбуждение на полюсы ротора генератора;
- косвенное централизованное возбуждение, когда для группы из двух—четырех гидрогенераторов устанавливается один общий преобразовательный агрегат, асинхронный двигатель которого питается переменным трехфазным током от энергосистемы через трансформатор собственных нужд. Возбуждение всех гидрогенераторов группы питается постоянным током от генератора преобразовательного агрегата;
- система ионного возбуждения, в которой преобразование переменного тока в постоянный производится ионными преобразователями— выпрямителями (ионными вентилями). Питание ионных выпрямителей переменным током производится от вспомогательных синхронных генераторов, расположенных на валу каждого гидрогенератора, через специальные трансформаторы.
Применяются также системы, в которых ионные выпрямители питаются от трансформаторов, подключенных к выводам генератора. В этом случае вспомогательные генераторы на валах главных генераторов не предусматриваются.
Наибольшее распространение на гидроэлектростанциях получила система прямого индивидуального возбуждения, зарекомендовавшая себя как наиболее простая и надежная в эксплуатации. Однако она практически неприменима для современных сверхмощных гидрогенераторов из-за большой мощности и громоздкости требуемых возбудителей. Поэтому на крупных гидроэлектростанциях в настоящее время применяют обычно систему ионного возбуждения с установкой на одном валу с генератором вспомогательного синхронного генератора, располагаемого в тихоходных генераторах под ротором, а в быстроходных — над ротором.
Регуляторный генератор. Привод центробежного маятника автоматического регулятора скорости в современных гидроагрегатах осуществляется с помощью электродвигателя, питаемого током от специального регуляторного генератора. Регуляторный генератор представляет собой трехфазный синхронный генератор с возбуждением от постоянных магнитов. Этот генератор устанавливается, как правило, в верхней части агрегата и связывается с валом генератора.
Регуляторные генераторы выполняются обычно в виде отдельной машины на подшипниках качения, соединенной с валом главного генератора при помощи эластичной муфты «ли шлицевого валика.
Рис. 5-15. Вентиляционная схема гидрогенератора.
Система охлаждения генератора предназначена для интенсивного обмена воздуха у активных частей статора и ротора. Генераторы мощностью до 4000 ква изготовляются с самовентиляцией по разомкнутому циклу, а генераторы мощностью 4 000 ква и выше — с самовентиляцией по замкнутому циклу.
При охлаждении по разомкнутому циклу воздух забирается извне и выпускается туда же. Для предохранения от поступления в генератор пыли в месте забора воздуха должны устанавливаться соответствующие фильтры.
В случае охлаждения по замкнутому циклу в генераторе непрерывно циркулирует одна и та же порция воздуха, нагревающегося в генераторе и охлаждающегося затем в водяных воздухоохладителях. При этой системе охлаждения обеспечивается предохранение генератора от попадания в него пыли и понижается опасность распространения возможного пожара при внутреннем коротком замыкании в обмотках генератора.
Для охлаждения современных крупных гидрогенераторов применяется радиальная замкнутая система самовентиляции воздуха (рис. 6-15). В качестве напорных элементов, обеспечивающих подачу охлаждающего воздуха, используются специальные лопасти, устанавливаемые на торцах обода ротора, вентиляционное действие которых охлаждает обмотки статора и ротора. Полюсы ротора также всасывают воздух через радиальные каналы ротора и направляют его на тепловыделяющие поверхности сердечника и пазовой части обмотки статора.
При создании уникальных гидроагрегатов сверхвысоких мощностей возникла необходимость взамен обычной системы охлаждения самовентиляцией воздуха применить более эффективную комбинированную систему охлаждения генератора с охлаждением обмотки статора водой и форсированным воздушным охлаждением ротора. Такая система охлаждения должна повысить надежность работы генераторов.
Пожаротушение.
Тушение пожаров, которые могут возникнуть внутри генератора при повреждениях и коротком замыкании обмоток статора или ротора, производится, как правило, водой. Для этой цели внутри гидрогенераторов мощностью свыше 1 700 ква в зоне верхних и нижних лобовых частей обмоток статора устанавливаются два кольцевых трубопровода. Трубопроводы имеют большое количество мелких отверстий, направленных на обмотку, через которые и подается вода при пожаре.
Трубопроводы системы пожаротушения подсоединяются к сети технического водоснабжения. Включение трубопроводов пожаротушения при пожаре осуществляется с помощью дистанционно управляемых клапанов.
* Данная работа не является научным трудом, не является выпускной квалификационной работой и представляет собой результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала при самостоятельной подготовки учебных работ.
Реферат на тему:
Судовые вспомогательные механизмы
Насосы, топливный сепаратор, водоопреснительная установка
Так как работа насоса тесно связана с трубопроводом, то для обеспечения перемещения жидкости по нему необходимо, чтобы напор, развиваемый насосом, превосходил характеристики трубопровода. Для выяснения режима работы насоса с трубопроводом, имеющим определенную характеристику, накладывают характеристику трубопровода на характеристику насоса, выполненную в том же масштабе (рис. 3). При пересечении характеристики 2 трубопровода с действительной характеристикой 6 насоса получается рабочая точка К, которой соответствуют производительность Qi и напор Н1
Рис. 3. Характеристика центробежного насоса и трубопровода и совмещенная характеристика
Совместная работа двух центробежных насосов на судне может быть вызвана различной служебной необходимостью. Причем эти насосы могут быть соединены параллельно и последовательно.
Рассмотрим достоинства и недостатки параллельной работы двух центробежных насосов. На рис. 4 обозначены: а—б — характеристика первого центробежного насоса, д—е — характеристика трубопровода. Точка К (пересечение характеристик насоса и трубопровода) определяет режим работы первого насоса. Как видно из рисунка, развиваемый при этом напор будет выражаться величиной Нк, а подача — QK. Характеристика двух работающих тождественных центробежных насосов может быть построена путем удвоения значений подачи первого насоса. Для этого на характеристике первого насоса выбирают произвольные точки, например 1, 2, 3, затем от них вправо по горизонтали откладывают расстояния, равные величине отстояния этих точек от оси ординат. Полученные таким образом точки 1', 2', 3' являются точками характеристики двух центробежных насосов, соединенных параллельно. Соединив точки 1', 2', 3', получим суммарную характеристику а—с. Точка пересечения характеристики трубопровода д—е с суммарной характеристикой, обозначенная буквой Т, характеризует режим работы двух насосов, включенных параллельно в данный трубопровод; при этом насосы развивают напор Нт и подачу QT.
Рис. 4. Характеристика двух параллельно работающих насосов
Из рисунка видно, что при работе двух центробежных тождественных насосов, включенных параллельно в один трубопровод, развиваемые напор и подача меньше удвоенного значения подачи и напора одного из тождественных насосов при раздельной работе. При этом становится очевидным, что при более крутой характеристике трубопровода выигрыш в увеличении напора и подачи при параллельном соединении двух центробежных насосов, работающих в одну сеть, будет меньшим. Так как подъем характеристики трубопровода зависит от гидравлических сопротивлений, увеличивающихся с уменьшением диаметра трубопровода, можно сделать вывод, что параллельное включение двух тождественных центробежных насосов а один трубопровод целесообразно при значительных диаметрах этого трубопровода.
В нашей стране строят центробежные насосы, развивающие очень высокие напор и подачу. Однако в связи с тем, что у центробежных насосов, в отличие от поршневых, подача и напор взаимосвязаны, их рекомендуется применять при значительных подачах и не очень высоких давлениях. Применение центробежных насосов на судах в качестве основных обусловлено характером главной судовой силовой установки. В связи с этим на судах с паровой турбиной и ДВС предпочтение должно быть отдано центробежным насосам. Единственные условия, при которых центробежные насосы неприменимы,— это их работа при очень малых переменных подачах и высоких давлениях.
По сравнению с поршневыми насосами центробежные имеют недостатки:
пониженный на 10—15% к. п. д.;
отсутствие сухого всасывания;
невозможность увеличения отдельно подачи или напора без изменения другого функционально связанного параметра насоса.
Бесспорными преимуществами центробежных насосов являются:
равномерная подача и постоянное давление при установившемся режиме работы;
меньшие масса и габаритные размеры благодаря тому, что можно применять относительно быстроходные двигатели;
простота устройства, более легкая эксплуатация, так как нет клапанов и поршней;
малая чувствительность к чистоте перекачиваемой жидкости;
меньшие, чем у поршневых насосов, гидравлические сопротивления за счет отсутствия затрат на подъем и посадку клапанов.
С увеличением вязкости перекачиваемой центробежным насосом жидкости уменьшаются напор и подача, что объясняется увеличением потерь на трение в проточной части насоса. Потребляемая мощность также возрастает в связи с увеличением дискового трения.
Роторно-зубчатые, называемые обычно шестеренчатыми, насосы различаются по числу роторов-шестерен, способу их зацепления, форме зуба и реверсивности, т. е. способности сохранять постоянное направление подаваемой жидкости независимо от направления вращения шестерен. Наибольшее распространение на промысловых судах имеет двухроторный нереверсивный шестеренчатый насос, имеющий наружное зацепление шестерен. Устройство и действие насоса можно проследить по рис. 5.
Насос состоит из корпуса 4, двух роторов, ведущего 5 и ведомого 3, которые представляют собой цилиндрические шестерни, изготовленные заодно с валами. Подшипниками роторов служат бронзовые втулки 2, запрессованные в крышку 1 и стойку 6 и зафиксированные от поворота штифтами. Выходной конец ведущего вала имеет сальниковое уплотнение. Оно состоит из резиновых манжет 7, которые обжимают вал с натягом, упорных кольца 9 и втулки 8. В нижней части стойки 6 находится сборник для жидкости, просачивающейся из сальника, и отверстие для ее спуска, закрываемое пробкой 10. В крышке 1 смонтирован предохранительно-перепускной клапан 11, прижимаемый пружиной 12; другим концом пружина упирается в шайбу 14.
Внутренняя полость клапана закрывается резьбовой втулкой 13, через нее проходит регулировочный клапанный винт 15. Колпачок 16 предохраняет полость клапана 11 от засасывания воздуха и вытекания жидкости по резьбе регулировочного винта. Для слива жидкости из насоса в нижней части корпуса имеется отверстие, закрытое пробкой 17.
Действие насоса можно понять, рассмотрев поперечный разрез А—Б. При вращении шестерен в направлениях, указанных стрелками, жидкость, находящаяся во всасывающем патрубке, заполняет объемы впадин между зубьями и переносится по периметру корпуса насоса к нагнетательному патрубку. Зубья шестерен, выходя из зацепления, освобождают объемы впадин, обеспечивая заполнение их жидкостью на стороне всасывания. Зубья, снова входящие в зацепление, выжимают жидкость из объема впадин на стороне нагнетания. Предотвращение обратного движения жидкости из нагнетательной полости во всасывающую обеспечивается малыми зазорами между зубьями и внутренней поверхностью корпуса ( 0,02—0,06 мм).
Шестеренчатые насосы с наружным зацеплением зубьев изготовляются с прямым, косым (шевронным) или спиральным зубом.
Шестеренчатый насос, имеющий внутреннее зацепление зубьев, показан на рис. 6.
При вращении вала 1, размещенного эксцентрично внутри корпуса, поворачивается звездочка 2, жестко укрепленная на валу. Вследствие эксцентричного расположения звездочки ее зубья выходят из зацепления с концентричным ротором-шестерней 3, и объем впадин заполняется жидкостью из всасывающего патрубка. Жидкость переносится во впадинах ротора по окружности корпуса к нагнетательному патрубку, где зубья звездочки входят в зацепление с ротором и выжимают жидкость из впадин. Вал ротора вращается в направляющей втулке 4. Уплотнение выходного конца вала создается сальником, состоящим из уплотнительной втулки 5, пружины 6, грундбуксы 7, набивки 8, нажимной втулки 9 и крышки сальниника 10.
Шестеренчатые насосы, имеющие внутреннее зацепление, более компактны, чем насосы наружного зацепления.
Рис. 5. Роторно-зубчатый, или шестеренчатый, насос с наружным зацеплением типа РЗ.
Рис. 6. Роторно-зубчатый насос с внутренним зацеплением.
Сепаратор предназначен для очистки от воды и механических примесей дизельного топлива и минеральных масел вязкостью до 350 мм3/С при температуре +50°С, не образующих с водой стойких эмульсий. Существует возможность использования сепаратора на автозаправках для очистки дизельного топлива, кроме этого проведены испытания по сепарированию смеси, состоящей из 13% нефтепродуктов и 87% воды, в результате чего получено очищение воды от нефтепродуктов от 0,064% до 0,0023%.
Выполнен в виде центробежного саморазгружающегося агрегата вертикального типа непрерывного действия с периодичной выгрузкой осадка на ходу машины. Конструктивные усовершенствования, касающиеся узла обгонной муфты, торцевых уплотнений барабана устраняют недостатки, сопутствующие аналогичной продукции в мире, значительно улучшают эксплуатационные возможности сепаратора.
Рис. 7 Устройство сепаратора: 1. Рукоятка впускного патрубка; 2. Смотровое стекло в узле выпуска масла; 3. Впуск жидкости для гидравлического затвора; 4. Впуск сепарируемой жидкости; 5. Выпуск очищенной жидкости; 6. Барабан сепаратора; 7. Распределительный клапан для воды; 8. Распределительный диск буферной воды; 9. Патрубок отвода шлама; 10. Муфта фрикционная; 11. Станина; 12. Амортизатор; 13. Регулятор расхода; 14. Впускной патрубок; 15. Крышка; 16. Откидной зажимной болт; 17. Приемник шлама; 18. Смотровая коробка; 19. Вертикальный вал; 20. Подшипник; 21. Датчик оборотов; 22. Заливка смазочного масла; 23. Тормоз; 24. Указатель уровня масла; 25. Колесо ведущее; 26. Слив смазочного масла.
Система автоматического управления сепаратором:
пульт автоматического управления,
бак буферной воды,
клапаны управления разгрузкой и подачей нефтепродукта,
датчики давления, температуры, вибрации
Сепарирование топлива осуществляется в сепараторах, действие которых основывается на отделении механических примесей и воды за счет центробежных сил, возникающих благодаря большой скорости вращения барабана. В системах топливоподготовки находят применение сепараторы дискового и трубчатого типа.
Сепараторы более ранних выпусков требуют периодической разборки и очистки вручную и поэтому для сепарирования тяжелых топлив, содержащих большие количества загрязняющих примесей, малопригодны. Особые трудности возникают при использовании таких сепараторов для очистки топлив, склонных к выделению асфальто-смолистых соединений. В современных сепараторах самоочищающегося типа периодическая очистка осуществляется автоматически, путем промывки горячей водой и сброса шлама в грязевую цистерну. Период между разгрузками барабана устанавливают опытным путем. Сигналом о необходимости разгрузки может служить появление водотопливной эмульсии в смотровом окне сливного патрубка, вызываемое заполнением грязевой полости барабана шламом и вытеснением водяного затвора.
Сепараторы в зависимости от настройки могут работать в режимах кларификации (отделение механических примесей) и пурификации (разделение топлива и воды с одновременным отделением механических примесей). Последний способ при очистке тяжелых топлив (в силу его универсальности является более предпочтительным. К достоинствам пурификации относится также возможность промывки топлива горячей водой, вводимой в сепаратор в количестве 3—4% топлива при температуре, на 3—5° превышающей температуру топлива. Промывка улучшает отделение механических примесей и способствует удалению из топлива водорастворимых солей золы.
Повышению эффективности очистки топлива в сепараторах способствуют снижение вязкости топлива за счет его подогрева перед сепаратором и сепарация с производительностью, не превышающей 0,3—0,5 от ее паспортного значения.
Верхним допустимым пределом подогрева топлива является температура кипения воды. Обычно не рекомендуется нагревать топливо свыше 95° (368 К). Для маловязких дистиллятных топлив замедленного коксования или термоконтактного крекинга температура подогрева не должна превышать 35—40°С (308—313 К). В противном случае возможно выделение из топлива в процессе его сепарации асфальто-смолистых соединений.
При работе сепаратора в режиме пурификации эффективность сепарирования зависит также от положения пограничного слоя представляющего собой границу раздела между топливом и водой. Нормально он должен располагаться у внешней кромки распределительных отверстий дисков и ни при каких обстоятельствах не должен проходить по отверстиям и тем более правее них. В первом случае будет наблюдаться торможение потока топлива на входе в диски, что приведет к резкому ухудшению сепарации, во втором — в зону очищенного топлива будет поступать вода.
Эффективность сепарирования повышается, когда поверхность раздела отодвигается влево от отверстий, так как увеличивается эффективная поверхность дисков. Но в этом случае растет риск исчезновения (разрыва) водяного затвора и, как следствие, утечки топлива через водоотводной канал в грязевую цистерну. Регулировка положения пограничного слоя осуществляется с помощью гравитационной шайбы, устанавливаемой в верхней части корпуса барабана и оказывающей сопротивление выходу из него воды. Если установить шайбу с меньшим диаметром отверстия, давление воды на топливо в корпусе барабана сепаратора увеличится и пограничный слой переместится ближе к оси вращения. Поскольку давление в слое топлива зависит от его плотности, то для того чтобы обеспечить необходимое равновесие между топливом и водой при подборе диаметра регулировочной шайбы, нужно руководствоваться значением плотности сепарируемого топлива. Обычно этой цели служат номограммы или таблицы, помещаемые в инструкции к сепараторам.
Опреснительные установки самоиспарения разделяются на два основных типа: циркуляционные и проточные. В циркуляционных установках испаряемая вода с помощью специального насоса многократно циркулирует между подогревателем и испарителем, при этом часть неиспарившегося рассола выдувается за борт. В проточных установках, как правило многоступенчатых, испаряемая вода предварительно подогревается образующимся вторичным паром, последовательно проходит через подогреватели-конденсаторы отдельных ступеней, затем окончательно перегревается в подогревателе, имеющем внешний источник тепла, и последовательно испаряется, проходя по ступеням испарителей.
Рис. 8. Принципиальная схема циркуляционной водоопреснительной установки самоиспарения.
На рис. 8 показана принципиальная схема циркуляционной водоопреснительной установки самоиспарения.
Циркуляционные установки по отношению к проточным отличаются увеличенными габаритами вследствие большого парового объема испарителя и сложностью устройства в связи с большим количеством обслуживающих насосов.
С появлением в опреснителе вторичного пара закрывают воздушные краны, запускают циркуляционный насос конденсатора и открывают клапаны на паропроводах вторичного пара и дистиллята; включают соленомеры.
При эксплуатации водоопреснительных установок следует добиваться их экономичной работы, которая определяется минимальным удельным расходом свежего пара.
Это достигается путем:
установления наивыгоднейших значений параметров свежего и вторичного пара;
поддержанием в опреснителе надлежащей плотности рассола;
минимальным расходом воды на конденсацию и охлаждение дистиллята;
рациональным питанием опреснителя забортной водой;
содержанием в чистоте нагревательных поверхностей змеевиков опреснителя, водоподогревателей и конденсатора;
содержанием в исправном состоянии изоляции водоопреснительной установки.
В период действия водоопреснительной установки необходимо следить за качеством вторичного пара и дистиллята по показаниям соленомеров и периодически, не реже одного раза в сутки, брать пробы для определения качества дистиллята химическим способом. Соленость рассола должна быть в пределах 5000— 7000° Б. Увеличение солености влияет на качество дистиллята, а также отражается на производительности установки. Вследствие интенсивного образования накипи снижается экономичность работы установки.
Плотность рассола определяют путем взятия пробы ареометром, не реже одного раза за вахту. В опреснителе должен поддерживаться постоянный уровень рассола, что достигается хорошей работой регулятора питания. Для этого необходимо следующее: свободное перемещение питательного клапана, поплавка и штоков в местах прохода через сальники; хорошая плотность поплавка, чистота патрубков, соединяющих паровое и водяное пространство опреснителя с регулятором.
О.Г. Колесников, Судовые вспомогательные механизмы и системы, М., Транспорт, 1977
А.Е. Богомольный, Судовые вспомогательные и рыбопромысловые механизмы, Л., Судостроение, 1971
Л.И. Токарев, Судовые электрические приборы управления, М., Транспорт, 1988
М.М. Баранников, Электрооборудование и вспомогательные механизмы промысловых судов, М., Агропромиздат, 1987
Бог проявил щедрость,
когда подарил миру такого человека.
Светлане Плачковой посвящается
Издание посвящается жене, другу и соратнику, автору идеи, инициатору и организатору написания этих книг Светлане Григорьевне Плачковой, что явилось её последним вкладом в свою любимую отрасль – энергетику.
Книга 3. Развитие теплоэнергетики и гидроэнергетики
5.1.4. Вспомогательное оборудование
Вспомогательное оборудование ГЭС и ГАЭС включает системы технического водоснабжения, пневматического хозяйства, масляного хозяйства, откачки воды из проточной части, дренажа и др.
Техническое водоснабжение (ТВ) предназначено для снабжения очищенной водой узлов гидроагрегата и другого оборудования, в том числе направляющих подшипников турбин (насосотурбин), воздухоохладителей или теплообменников генераторов (двигателей-генераторов), маслоохладителей трансформаторов и др.
Пневматическое хозяйство (ПХ) предназначено для обеспечения сжатым воздухом гидросилового, электрического и другого оборудования и обычно включает две системы сжатого воздуха – низкого давления (0,8 МПа) для торможения агрегата, пневмоприводов и др. и высокого давления (4,0 или 6,3 МПа) для зарядки воздухом котлов МНУ, воздушных выключателей, отжатия воздуха из полости рабочего колеса при переводе агрегата в режим синхронного компенсатора или пуске обратимых агрегатов в насосный режим и др. Система ПХ включает компрессоры, воздухосборники и трубопроводы.
Масляное хозяйство (МХ) обеспечивает оборудование турбинным и трансформаторным (изоляционным) маслом, включает емкости для хранения оперативных резервов масла, маслонасосные агрегаты, трубопроводы, аппаратуру для очистки масла.
Система откачки воды (СОВ) предназначена для удаления воды из напорных трубопроводов, проточной части гидромашины (турбинной камеры, отсасывающей трубы), различных емкостей (потерн) зданий ГЭС или ГАЭС при проведении осмотров, ремонтных работ и включает сливные трубопроводы, водоприемную емкость (галерею) и насосные агрегаты для откачки воды в нижний бьеф.
Противопожарные и санитарно-технические устройства. На ГЭС и ГАЭС имеется оборудование с повышенной пожарной и взрывопожарной опасностью. Противопожарные устройства предназначены для обнаружения пожара, сигнализации о нем, а для определенного оборудования (генераторы, трансформаторы и др.) – для автоматического пожаротушения с помощью стационарных водяных и пенных установок. На ГЭС (ГАЭС), как правило, выполняется отдельная система противопожарного водоснабжения. В зданиях ГЭС (ГАЭС) устанавливаются системы питьевого водоснабжения, отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха и др.
Механическое оборудование. В состав механического оборудования гидротехнических сооружений (ГТС) входят сороудерживающие решетки, затворы и подъемнотранспортное оборудование, включая краны, подъемники для установки затворов, сороудерживающих решеток, главные краны (мостовые, козловые) для монтажа и ремонта гидросилового оборудования в здании ГЭС (ГАЭС). Затворы, устанавливаемые на водоприемниках, выполняются аварийно-ремонтными (обычно плоскими) для перекрытия водоприемного отверстия и прекращения поступления воды к гидромашине в случае аварии. Их закрытие или открытие может выполняться кранами или при помощи индивидуальных подъемных механизмов (лебедок, гидроприводов) с дистанционным управлением (быстродействующие аварийно-ремонтные затворы).
Ремонтные плоские затворы выполняются на водоприемниках и отсасывающих трубах и устанавливаются обычно кранами.
В деривационных ГЭС при подключении к одному водоводу нескольких агрегатов или при высоких напорах (более 200 м) перед спиральной камерой гидромашины устанавливаются оперативные предтурбинные затворы (дисковые или шаровые затворы с гидроприводом), обеспечивающие защиту агрегата от разгона, направляющего аппарата – от кавитации при высоких напорах, а также являющиеся последней ступенью противоаварийной защиты агрегата. Эти затворы закрываются при остановке и открываются при пуске агрегата. В последнее время также находят применение гидромашины со встроенным кольцевым затвором, выполняемым между статорными колоннами и направляющим аппаратом.
Предтурбинные оперативные затворы в зависимости от конструктивного исполнения (типа) применяются при напорах в диапазоне 50–800 м и выше.
Читайте также: