INSTALACJA WYLOTOWA SPALIN

Zadaniem

układu

wylotowego

spalin

jest

doprowadzenie spalin z cylindrów do turbiny
(strona

gazowa

w

spalinowych

silnikach

doładowanych) i odprowadzenie ich z silnika
(turbiny) do atmosfery; oraz zabezpieczyć załogę
przed możliwością przypadkowych poparzeń,
oraz zatruciem spalinami wskutek nieszczelności
przewodów.

Instalacja musi również zapewniać bezpieczeństwo

przeciwpożarowe statku i dawać gwarancje iż

woda zaburtowa nie przedostanie się do

instalacji silników.

Głównymi elementami tej instalacji są:

-

kolektor spalin,

-

kompresor,

-

tłumik,

-

przewód wylotowy spalin.



Objętość spalin jest około 2,5÷3 razy większa
niż objętość doprowadzonego powietrza -
głównie

spowodowane

jest

to

wysoką

temperaturą. Niewłaściwe zaprojektowanie
instalacji wylotowej spalin może prowadzić
do dużych oporów przepływu, co z kolei może
spowodować radykalne obniżenie sprawności
i mocy silników.



Przewody spalin powinny być możliwie krótkie i
proste – z jak najmniejszą liczbą łuków i zagięć.



Dopuszczalne, sumaryczne opory przepływu

spalin

(za

turbosprężarkami)

według

producentów

silników

okrętowych

napędu

głównego

powinny

wynosić

do

około

25÷40[kPa].



Każde 10 [kPa] wzrostu oporów na odlocie spalin
obniża ogólną sprawność tłokowego silnika
spalinowego o około 2,5% - wzrost oporów
przepływu spalin do około 0,2 [MPa] moc
efektywna silnika będzie bliska zeru.

Kolektory wylotowe



Kolektory wylotowe to zbiorcze przewody spalin.



W przypadku pulsacyjnego zasilania turbiny,
przewodami tymi doprowadza się spaliny z
dwóch lub trzech cylindrów do turbosprężarki.



Z jednym kolektorem łączy się cylindry, których
wyloty są przesunięte o co najmniej 240°OWK
dla silników czterosuwowych i o 120°OWK dla
silników dwusuwowych.



Połączenie ze wspólnym kolektorem wylotów z
cylindrów o mniejszym przesunięciu fazowym
mogłoby

spowodować

nakładanie

się

fal

ciśnienia w kolektorze i w następstwie zakłócenia
procesu wymiany czynnika roboczego.



Gdy turbina spalinowa zasilana jest systemem
stałociśnieniowym,

wylot

spalin

z

poszczególnych

cylindrów

następuje

do

wspólnego kolektora o dużej średnicy, który
stanowi pewnego rodzaju zasobnik.



Aby umożliwić cieplne wydłużanie się kolektora
wylotowego,

pomiędzy

poszczególne

jego

odcinki wstawiane są osiowe kompensatory
fałdowe.



Na wylocie z poszczególnych cylindrów lub na
wlocie do turbiny montowana jest krata
ochronna zapobiegająca przedostawaniu się do
turbiny trwałych przedmiotów (np.: fragmentów
połamanych pierścieni tłokowych).

Przewody wylotowe spalin



Przewody wylotowe odprowadzają spaliny z
turbosprężarki

do

kotła

utylizacyjnego

(w

przypadku silników napędu głównego) lub do
komina (w przypadku silników pomocniczych -
zespołów prądotwórczych).



Wykonywane one są jako cieplnie izolowane
rury o stosunkowo dużej średnicy, tak aby
prędkość przepływu spalin nie przekraczała
25÷30[m/s].



Pomiędzy

turbosprężarką

a

kotłem

utylizacyjnym

instaluje

się

skrzynię

odkraplającą,

której

zadaniem

jest

zapobieganie przedostawaniu się wody (ew.
przecieki z kotła utylizacyjnego, opady
atmosferyczne) do turbiny.

Tłumiki



Na

statkach

rurociągi

spalin

wylotowych

prowadzone są do komina, gdzie umieszczone są
tłumiki i łapacze iskier.



Z reguły każdy z silników posiada oddzielny
tłumik. Można także stosować wspólny tłumik
dla

wszystkich

silników

pomocniczych

–

niezależnych zespołów prądotwórczych, pod
warunkiem,

że

silniki

niepracujące

będą

zabezpieczone przed przedostawaniem się do
nich spalin z silników aktualnie pracujących.



Tłumiki mają za zadanie obniżenie poziomu
hałasu wylotu, pulsującego ciśnienia spalin.



Działają na zasadzie nagłych zmian przekrojów
oraz kierunków przepływu, a także pochłaniania.



Firmy produkujące silniki oferują z reguły

gotowe rozwiązania, najbardziej odpowiednie
dla własnych silników, sprawdzone w działaniu,
które dają stosunkowo małe opory przepływu i
dobry efekt tłumienia.



Tłumiki spalin, ze względu na zasadę działania,
dzielimy na dwa rodzaje:



- absorpcyjne (akcyjne – A), efektywne w
tłumieniu hałasu wysokich częstotliwości –
działanie ich polega na aktywnym pochłanianiu
dźwięków przez materiały dźwiękochłonne,
które muszą być odporne na działanie wysokich
temperatur i chemiczne działanie składników
spalin;



- rezonansowe (reakcyjne – B, refleksyjne), są to
tłumiki

bardziej

efektywne

w

przypadku

wystąpienia hałasu o niskich częstotliwościach.

Istotą działania tego typu tłumików są komory

rozprężeniowe,

które

działają

jak

filtry

wąskopasmowe;



- absorpcyjno-refleksyjne.

Najczęściej

spotykanym

rozwiązaniem

w

okrętownictwie jest zastosowanie tłumika typu
mieszanego: refleksyjno-absorpcyjnego.