Система наддува главного двигателя - Оценка эксплуатационных качеств элементов судового энергетического комплекса

Система наддува двигателей серии S50-98MC состоит из газотурбонагнетателя, воздухоохладителя, продувочного ресивера и выхлопного коллектора.

Для обеспечения необходимого давления продувочного воздуха в дизельном двигателе MAN B&;W 6S50MC используется два газотурбонагнетателя фирмы ASEA Brown&;Boveri - ABB VTR 564-32 (рис. 2), которые подают воздух в общий продувочный ресивер.

Турбина и компрессор газотурбонагнетателя установлены на одном валу. Компрессор всасывает воздух из машинного отделения через воздушный фильтр, также выполняющий функции глушителя. Далее, сжатый в компрессоре воздух, поступает в воздухоохладитель, а затем в воздушный ресивер. Воздухоохладитель представляет собой поверхностный теплообменник трубчатого типа, по змеевикам которого циркулирует охлаждающая вода. Из ресивера воздух через продувочные окна и пластинчатые клапаны направляется в цилиндры двигателя, где, смешиваясь с топливом, образует воздушнотопливную смесь.

общий вид системы наддува двигателя серии man b&;w s5098mc

Рис. 2. Общий вид системы наддува двигателя серии MAN B&;W S5098MC:

1 - привод выпускного клапана; 2 - выпускной клапан; 3 - кожух выпускного клапана; 4 - крышка цилиндра; 5 - втулка цилиндра; 6 - блок цилиндра; 7 - продувочные окна; 8 - поршень; 9 - привод электрической воздуходувки; 10 - электрическая воздуходувка; 11 - всасывающая часть электрической воздуходувки; 12 - расширительное кольцо; 13 - выпускной ресивер; 14 - расширительное кольцо; 15 - компрессор; 16 - турбина; 17 - воздушные заслонки; 18 - продувочный ресивер; 19 - водоотделитель; 20 - воздухоохладитель; 21 - расширительное кольцо; 22 - воздуховод; 23 - воздушные заслонки.

В процессе сгорания воздушно-топливной смеси в цилиндрах двигателя совершается механическая работа, а отработавшие газы, удаляются из цилиндров через выпускные клапаны. Из цилиндров двигателя газы поступают в выхлопной коллектор, где импульсы от каждого цилиндра выравниваются, в результате чего давление в коллекторе поддерживается постоянным. Далее газы попадают в газовую турбину и затем удаляются через газоход. Трубопровод, соединяющий цилиндры двигателя и выхлопной коллектор, оснащен системой конденсаторов, предназначенных для защиты конструкции от неравномерного термического расширения.

Турбокомпрессор ABB VTR 564-32 использует теплоту отработавших газов для подачи сжатого воздуха в цилиндры двигателя. Данный турбокомпрессор состоит из одноступенчатой осевой газовой турбины и центробежного компрессора, имеющих общий ротор.

Отработавшие в цилиндрах двигателя газы поступают в сопловой аппарат турбины через сопловую камеру, отлитую в газоподводящей части корпуса турбины. После расширения в каналах соплового аппарата отработавшие газы совершают работу на рабочих лопатках турбины, закрепленных на диске, откованном заодно с валом ротора. Далее отработавшие газы выбрасываются в атмосферу через выпускной патрубок, расположенный в газовыпускной части корпуса турбины.

Воздух засасывается в компрессор через фильтр-глушитель, закрепленный на корпусе компрессора с помощью фланцевого соединения. Фильтр состоит из металлической сетки, заполненной фильтрующим материалом (шелковая ткань и синтетические материалы), а глушитель - из металлических пластин, оклеенных войлоком. Пройдя фильтр и конфузор приемного патрубка корпуса компрессора, воздух поступает в каналы вращающегося направляющего аппарата и рабочего колеса. Рабочее колесо, а также элементы вращающегося направляющего аппарата изготавливают из поковок алюминиевого сплава и закрепляют на валу с помощью шпонок. От осевого смещения они удерживаются нажимной гайкой. Из рабочего колеса воздух поступает в направляющий аппарат компрессора, состоящий из щелевого (безлопаточного) диффузора и лопаточного диффузора, где дополнительно сжимается. После этого, пройдя улитку и выпускной патрубок, воздух подводится к воздухоохладителю и продувочному ресиверу двигателя.

Ротор турбокомпрессора отковывают из жаропрочной стали. Он лежит в подшипниках качения. Подшипник со стороны турбины - роликовый, однорядный, со стороны компрессора - шариковый, двухрядный.

Масло к подшипникам подается от шестеренных масляных насосов, получающих вращение от ротора турбокомпрессора. Масло забирается из масляных ванн, отлитых в корпусе. Для наблюдения за уровнем масла предусмотрены специальные смотровые стекла.

Рабочие лопатки турбины имеют переменный по высоте профиль. Для повышения вибрационной жесткости их соединяют в пакеты посредством связной проволоки. Лопатки заводят в пазы с торца диска; они удерживаются от осевого смещения специальными пластинками, которые после установки лопатки отгибают. В холодном состоянии лопатки в пазах подвижны, что компенсирует неодинаковое расширение лопаток и диска.

Газовпускная и газовыпускная части корпуса турбины отлиты из чугуна и соединены с помощью шпилек и болтов. Стенки корпуса турбины, омываемые газами, охлаждаются пресной водой, поступающей из системы охлаждения двигателя. Вода подводится через распылители в нижнюю часть корпуса, а отводится в верхней части корпуса. Подвод охлаждающей воды снизу обеспечивает удаление из охлаждаемых полостей пузырьков воздуха, которые могли бы привести к местному перегреву стенки корпуса. Распылители предупреждают механическое разрушение корпуса охлаждающей водой. Теплоизолирующий экран, установленный в выпускном патрубке турбины, препятствует передаче тепла от уходящих газов к сжимаемому воздуху.

Сопловой аппарат турбины, выполненный в виде чугунного соплового кольца с залитыми штампованными лопатками из аустенитной стали, крепится к корпусу болтами по фланцу внутренней обоймы и прижимается к корпусу специальной накладкой. Между кольцом и корпусом турбины предусматривается радиальный зазор, допускающий расширение соплового кольца при его нагревании. Расширение в окружном направлении компенсируется тремя тепловыми вырезами во внутренней обойме.

Лабиринтное уплотнение на наружной стенке рабочего колеса компрессора предназначено для уменьшения утечки воздуха. Для этой же цели служит и внутреннее уплотнение ротора.

В камеру концевого уплотнения ротора со стороны турбины по специальному каналу подводится уплотняющий воздух, препятствующий выходу газов из турбины. При нормальном уплотнении ротора через сетку в машинное отделение поступает небольшое количество воздуха. Прорыв газа через сетку свидетельствует о загрязнении канала и необходимости его очистки.

Также уплотняющий воздух подводится по специальному каналу в камеру концевого уплотнения ротора со стороны компрессора с целью предотвращения засасывания рабочим колесом паров масла и масляной пленки.

Похожие статьи




Система наддува главного двигателя - Оценка эксплуатационных качеств элементов судового энергетического комплекса

Предыдущая | Следующая