Nr 5: System i automatyka instalacji paliwowej silnika głównego Sulzer RTA 62U

1. Wymienić podstawowe funkcje układów automatyki instalacji paliwowej.

Start/stop pomp obwodu nisko-ciśnieniowego

Start/stop pomp obwodu wysoko-ciśnieniowego

Automatyzacja procesu oczyszczania paliwa zarówno ciężkiego jak i lekkiego

Kontrola ciśnienia zasilania paliwa obwodu nisko - ciśnieniowego jak i wysoko -ciśnieniowego

Kontrola lepkości paliwa

Regulacja ciśnienia w obwodzie nisko-ciśnieniowym

Regulacja lepkości paliwa

Kontrola podczas zmiany rodzaju paliwa zasilającego silnik

Sterowanie pompami stand-by'owymi

Kontrola poziomu w zbiornikach paliwowych

Alarmowanie w przypadku przekroczenia wartości granicznej przez jakikolwiek parametr charakterystyczny dla instalacji paliwowej

2. Narysować i omówić schemat blokowy instalacji zasilania silnika paliwem.

Schemat instalacji zasilającej i oczyszczającej paliwa.

Na schemacie występują następujące oznaczenia: 1 - silnik główny; 2 - zbiornik zapasowy paliwa lekkiego; 3 - zbiornik zapasowy paliwa ciężkiego z nagrzewnicą; 4 - zbiornik osadowy paliwa ciężkiego z nagrzewnicą; 5 - zbiornik rozchodowy paliwa lekkiego; 6- zbiornik rozchodowy paliwa ciężkiego z nagrzewnicą; 7 - zbiornik powrotny paliwa ciężkiego; 8 - wirówka paliwa lekkiego; 9 - wirówka paliwa ciężkiego; 10 - podgrzewacz wirówki paliwa ciężkiego; 11 - pompa transportowa paliwa lekkiego; 12 - pompa transportowa paliwa ciężkiego; 13 - przepływomierz; 14 - pompa podająca paliwo; 15 - podgrzewacz paliwa; 16 - wiskozymetr; 17 - filtr podwójny; 18 - pobór paliwa do silników pomocniczych.

Paliwo ciężkie ze zbiornika zapasowego (3) jest podawane pompą transportową (12) do zbiornika osadowego (4), w którym następuje oddzielenie większych części stałych i wody. Następnie paliwo zostaje poddane odwirowaniu w wirówce (9) i jest podawane do zbiornika rozchodowego (6). Ze względu na dużą jednorodność paliw ciężkich stosuje się jednostopniowe wirowanie w wirówce oczyszczającej. Odpowiednia temperaturę podgrzania wirowanego paliwa, warunkującą wymaganą lepkość zapewnia podgrzewacz (10). Ze zbiorników rozchodowych paliwa ciężkiego zasilany jest silnik główny (1), zaś ze zbiorników rozchodowych paliwa lekkiego (5) są zasilane silniki pomocnicze.

Zasilanie silnika głównego paliwem ciężkim odbywa się pośrednio poprzez zbiornik powrotny (7). Następnie paliwo jest podawane za pomocą jednej z pomp podających (14). W dalszej kolejności paliwo jest podgrzewane w podgrzewaczu parowym (15) i oczyszczane w filtrze dokładnego oczyszczania (17). Zadaniem podgrzewacza jest podgrzanie paliwa do takiej temperatury, by była zachowana odpowiednia lepkość. Lepkość ta jest utrzymywana dzięki ilości pary przepływającej przez podgrzewacz, sterowanej sygnałem wiskozymetru (16). Pomiar zużycia paliwa zapewnia przepływomierz (13).

Podczas rozruchu olej napędowy (paliwo lekkie), po przestawieniu zaworu trójdrożnego, ze zbiornika rozchodowego (5) poprzez zbiornik powrotny (7) jest podawany do silnika, podobnie jak paliwo ciężkie, ale przy odstawionym podgrzewaczu (15) i odstawionym ogrzewaniu zbiornika (7) oraz rurociągów zasilających (3).

4. Omówić zasadę działania instalacji zasilania silnika paliwem.

Przed uruchomieniem instalacji należy ustalić rodzaj sterowania za pomocą przełącznika zmiany trybu pracy „Mode”

MANUAL - sterowanie pracą instalacji z pulpitu sterowniczego znajdującego się w laboratorium

AUTO - sterowanie z poziomu INTOUCH'a

Działanie instalacji rozpoczyna się od wyboru rodzaju paliwa, na którym ma pracować silnik główny:

Praca na paliwie ciężkim (HFO) odbywa się przy włączonym zaworze 3-VW oraz wyłączonym zaworze DSV

Praca na paliwie lekkim (DO) odbywa się przy włączonym zaworze DSV oraz wyłączonym zaworze 3-VW

Brak wyboru rodzaju paliwa uniemożliwia załączenie pomp podających niskie ciśnienie. Załączenie jednej z pomp podających niskie ciśnienie jest możliwe po odpowiednim wysterowaniu zaworów.

Załączenie jednej z pomp do pracy przyczynia się do pojawienia się przepływu paliwa oraz ciśnienia w instalacji. Paliwo wówczas jest zasysane ze zbiornika paliwa ciężkiego lub ze zbiornika paliwa lekkiego i tłoczone poprzez zawory, filtr automatyczny, przepływomierz do zbiornika buforowego.

W przypadku spadku ciśnienia instalacji poniżej określonej wartości automatycznie uruchamiana jest druga pompa rezerwowa (w przypadku pracy automatycznej), co zapewnia ciągłe dostarczanie paliwa do silnika. Automatyczne załączanie drugiej pompy odbywa się z poziomu INTOUCH'a, co powoduje odbudowanie ciśnienia. Pompa rezerwowa pracuje wówczas z pompą główną, po czym automatycznie zostaje odstawiona. Po stronie niskiego ciśnienia na tłoczeniu znajduje się zawór regulacyjny utrzymujący stałe ciśnienie zasilania. Dostarczenie paliwa do silnika jest dokonywane za pomocą pomp paliwowych zarówno obwodu niskiego jak i wysokiego ciśnienia. W obwodzie wysokiego ciśnienia znajdują się również dwie pompy wysokiego ciśnienia. Sterowanie pracą tych pomp odbywa się identycznie jak pomp niskociśnieniowych. Załączenie jednej z pomp powoduje pojawienie się ciśnienia w obwodzie wysokiego ciśnienia. Paliwo jest zasysane ze zbiornika buforowego i tłoczone poprzez podgrzewacze, zawory, wiskozymetr oraz filtr podwójny do silnika głównego. Spadek ciśnienia poniżej wartości granicznej powoduje załączenie pompy rezerwowej (w przypadku pracy automatycznej). Lepkość paliwa jest regulowana za pomocą wiskozymetru, który steruje procentowym otwarciem zaworu parowego, regulującym ilość pary doprowadzanej do podgrzewacza, a tym samym wpływa na lepkość paliwa. Regulacja ta odbywa się z poziomu INTOUCH'a.

Jeśli wszystko zostało odpowiednio wysterowane, tzn:

Wybrany rodzaj paliwa,

Załączona pompa podająca w obwodzie niskiego ciśnienia

Załączona pompa podająca w obwodzie wysokiego ciśnienia

Otwarte zawory

wówczas silnik przechodzi w stan pracy.

5. Omówić zasadę działania instalacji oczyszczania paliwa.

Układ oczyszczania paliwa składa się z dwóch oddzielnych obwodów separacyjnych. Obwód pierwszy oczyszcza paliwo lekkie jak i ciężkie. Drugi obwód oczyszcza wyłącznie paliwo ciężkie i jest to obwód awaryjny.

W przypadku pracy automatycznej proces oczyszczania paliwa odbywa się zgodnie z założeniami automatyzacji. Wybór pracy ręcznej powoduje, że proces ten odbywa się półautomatycznie, ponieważ praca wirówki jako takiej jest automatyczna, natomiast jej załączanie i odstawienie odbywa się ręcznie.

Wybór oczyszczanego paliwa jest zależny od wysterowania zaworów. Aby odwirować paliwo ciężkie muszą być otwarte zawory: SV1, SC7, SV11, przy zamkniętych SV9, SV10, SV12. w przypadku wirowania paliwa lekkiego powyższe zawory muszą być wysterowane odwrotnie.

Po odpowiednim wysterowaniu zaworów załączamy kolejno: układ sterujący wirówki, wirówkę, oraz pompę zasilającą wirówkę. Odpowiednie wysterowanie zaworów oraz urządzeń rozpoczyna proces wirowania tzn. pojawienia się ciśnienia oraz przepływu w rurociągach.

W przypadku pracy automatycznej proces ten składa się z następujących etapów:

Inicjacja procesu wirowania przy niskim stanie w zbiorniku rozchodowym paliwa lub w zbiorniku paliwa lekkiego

Zatrzymanie procesu wirowania przy wysokim stanie w zbiorniku rozchodowym paliwa lub w zbiorniku paliwa lekkiego

Automatyczne odstrzelenie wirówki.

W przypadku oczyszczania paliwa ciężkiego, jest ono wówczas zasysane przez pompę ze zbiornika osadowego i tłoczone przez podgrzewacz, wirówkę do zbiornika rozchodowego. Separacja paliwa lekkiego odbywa się podobnie, tyle że paliwo jest zasysane i tłoczone do zbiornika paliwa lekkiego.

Nr 6: System i automatyka instalacji wody chłodzącej słodkiej dla silnika głównego Sulzer RTA 62U

1. Przedstawić schemat systemu centralnego chłodzenia wodą słodką.

2. Wymienić korzyści zastosowania centralnego układu chłodzenia.

Brak powstawania zanieczyszczeń po stronie czynnika chłodzącego (z wyjątkiem chłodnic centralnych)

Zmniejszenie kosztów związanych z wymianą rurociągów i armatury, które uległy korozji w wyniku styczności z wodą morską

Zmniejszenie kosztów inwestycyjnych związanych ze stosowaniem droższych materiałów konstrukcyjnych dla rurociągów i armatury wody zaburtowej

Korzystne parametry chłodzenia powietrza doładowującego, pozwalające zapobiec przekroczeniu punktu rosy

Zmniejszenie zużycia tulei cylindrowych silnika, dzięki stałym warunkom chłodzenia i wyeliminowaniu zimnych rozruchów

Skrócenie czasu trwania remontów instalacji wody chłodzącej

3. Wymienić funkcje układu sterowania pracą instalacji wody chłodzącej silnika głównego.

Utrzymywanie temperatury wody w zbiornikach wyrównawczych w określonych granicach

Sterowanie pracą podgrzewacza (podgrzanie wody do temp. 75˚C)

Dokonywanie start/stop pomp wody słodkiej

Uruchamianie rezerwowej pompy obiegowej (stand-by) w przypadku spadku ciśnienia w rurociągu i wyłączania tej pompy w przypadku wzrostu ciśnienia do wartości ustalonej

Sterowanie pracą chłodnicy centralnej (chłodzenie wody chłodzącej silnik), poprzez wykorzystanie zaworów termostatycznych

Wybór trybu pracy AUTO/MANUAL

4. Omówić główne okna aplikacji (co zawierają).

Aplikacja składa się z 3 okien głównych:

okno instalacji obiegu nisko-temperaturowego

okno instalacji obiegu wysoko-temperaturowego

mierniki instalacji wody chłodzącej słodkiej

Okno instalacji obiegu nisko-temperaturowego

W skład okna wchodzi:

część główna zawierająca schemat technologiczny instalacji

pasek menu umożliwiający przechodzenie pomiędzy oknami

W części głównej znajdują się:

Dwie chłodnice centralne, Pompy obiegowe centralne główne, Pompa obiegowa centralna portowa, Dwie pompy transportowe, Różnego rodzaju zawory, Zawór termostatyczny, Sprężarka powietrza roboczego, Dwie sprężarki startowe, Chłodnica skroplin, Chłodnica oleju smarowego, Skraplacz nadmiarowy, Zestawy klimatyzacyjne, Zbiornik wyrównawczy, Silnik główny Sulzer RTA62U,

Pasek menu zawiera:

Control P. - służy do uaktywnienia okna pracy pomp centralnych obiegu niskotemp.

REGULAT. VALVE - służy do uaktywnienia okna kontroli i sterowania temperatury wody chłodzącej obiegu niskotemp. przy użyciu zaworu termostatycznego; Meters - służy do uaktywnienia okna mierników; Mode - służy do uaktywnienia okna zmiany trybu pracy AUTO/MANUAL; HT - służy do przejścia do okna głównego instalacji obiegu wysokotemperaturowego; LT - służy do odświeżania do okna instalacji obiegu niskotemperaturowego

Okno instalacji obiegu wysoko-temperaturowego

W skład okna wchodzi:

część główna zawierająca schemat technologiczny instalacji

panel kontrolny obiegu wysoko - temperaturowego

pasek menu umożliwiający przechodzenie pomiędzy oknami

W części głównej znajdują się:

pompy główne chłodzenia cylindrów, pompa transportowa, podgrzewacz oleju, wyparownik podciśnieniowy, zbiornik wyrównawczy, dwa zawory termostatyczne, zbiornik ściekowy, różnego rodzaju zawory

Panel kontrolny zawiera następujące elementy:

Miernik analogowy pokazujący aktualne ciśnienie wytworzone przez pompę główną chłodzenia cylindrów Nr 1

Lampki sygnalizujące stan pracy pompy Nr 1

Wyświetlacz z aktualnym ciśnieniem wytworzonym przez pompę Nr 1

Miernik analogowy pokazujący aktualne ciśnienie wytworzone przez pompę główną chłodzenia cylindrów Nr 2

Lampki sygnalizujące stan pracy pompy Nr 2

Wyświetlacz z aktualnym ciśnieniem wytworzonym przez pompę Nr 2

Miernik analogowy pokazujący temperaturę wody na wylocie z cylindrów

Wyświetlacz z aktualną temperaturą wody na wylocie z cylindrów

Pasek menu zawiera:

ALARMS - służy do uaktywnienia okna zadawania krytycznych parametrów systemu alarmowego

Control P. - służy do uaktywnienia okna pracy pomp głównych chłodzenia cylindrów obiegu wysokotemp.

REGULAT. VALVE - służy do uaktywnienia okna kontroli i sterowania temperatury wody chłodzącej obiegu wysokotemp. przy użyciu zaworów termostatycznych

SAFETY SYSTEM - służy do uaktywnienia okna zadawania krytycznych parametrów systemu bezpieczeństwa

Meters - służy do uaktywnienia okna mierników

Mode - służy do uaktywnienia okna zmiany trybu pracy AUTO/MANUAL

HT - służy do odświeżania okna instalacji obiegu wysokotemperaturowego

LT - służy do przejścia do okna głównego instalacji obiegu niskotemperaturowego

Okno mierników instalacji wody chłodzącej słodkiej

Okno przedstawia pole z miernikami analogowymi pokazującymi najważniejsze parametry instalacji. Okno to zawiera:

Mierniki analogowe ciśnień wytworzonych przez pompy centralne i pomp chłodzenia cylindrów

Mierniki analogowe i wyświetlacze temperatur instalacji obiegu nisko i wysokotemperaturowego

5. Omówić system podgrzewania silnika.

Do podgrzania silnika stosuje się wodę ciepłą (50 - 95⁰C). Woda ciepła z podgrzewacza jest tłoczona przez elektryczną pompę obiegową, małej mocy i wchodzi do obwodu chłodzenia silnika, poprzez rurociąg podgrzewania, przepływając przez głowice cylindrowe, tuleje, docierając do pompy wody chłodzącej. Po zatrzymaniu silnika włączane jest automatyczne podgrzewanie. Temperatura (min.50⁰C), na wylocie z układu podgrzewania silnika, jest stabilizowana automatycznie przez zawór termostatyczny. Woda może być podgrzewana przez instalację parową, olejową i grzałki elektryczne w podgrzewaczu elektrycznym. W wypadku połączonej pracy systemów pomocniczych silników do podgrzania silników będących w stanie zatrzymania, można wykorzystać wodę chłodzącą z pracujących silników, wprowadzając ją bezpośrednio do systemu podgrzewania.

Nr 7: System i automatyka instalacji smarowania silnika głównego Sulzer RTA 62U

1. Do czego służy olej smarowy w silniku spalinowym?

Do podstawowych zadań oleju smarowego należą:

smarowanie w szerokim zakresie temperatur,

uszczelnianie (głównie układu tuleja cylindrowa - pierścienie tłokowe - tłok),; tłumienie drgań, ; utrzymanie czystości wewnątrz silnika, ochrona przed korozją oraz brak destrukcyjnego oddziaływania na materiały uszczelnień (elastomerów), chłodzenie.

2. Wymienić funkcje układów automatyki instalacji smarowej.

Funkcje układów automatyki instalacji smarowej:

Start/stop pomp obiegowych

Start/stop pomp smarowania wodzików

Start/stop pompy transportowej oleju cylindrowego

Automatyzacja procesu oczyszczania oleju

Kontrola ciśnienia zasilania silnika olejem

Regulacja temperatury oleju smarującego

Sterowanie pracą pomp stand-by

Kontrola przepływu oleju

Kontrola poziomu oleju w zbiornikach

Alarmowanie w przypadku przekroczenia wartości granicznych przez parametry charakterystyczne dla instalacji smarowej

3. Omówić sposób działania instalacji oleju cylindrowego.

Zapas oleju cylindrowego, wystarczający dla zasięgu pływania jednostki, jest przechowywany w zbiorniku zapasowym, napełnianym z pokładu. Zasilanie olejowych prasek smarowych odbywa się grawitacyjnie, ze zbiornika rozchodowego oleju cylindrowego, napełnianego okresowo pompą transportową oleju cylindrowego. Pompę transportową oleju cylindrowego przesterowuje się ręcznie. Układ ten posiada zabezpieczenie przed przelaniem zbiornika. Gdy poziom oleju w zbiorniku rozchodowym oleju cylindrowego wzrośnie powyżej 80% wypełnienia, wówczas pompa zostaje automatycznie odstawiona. Spadek poziomu oleju do wartości 20% przyczynia się do automatycznego załączenia pompy transportowej oleju cylindrowego.

4. Omówić sposób działania instalacji obiegowego smarowania i chłodzenia silnika.

Przed uruchomieniem instalacji należy ustalić rodzaj sterowania za pomocą przełącznika zmiany trybu pracy „Mode”

MANUAL - sterowanie pracą instalacji z pulpitu sterowniczego znajdującego się w laboratorium

AUTO - sterowanie z poziomu INTOUCH'a

Smarowanie łożysk głównych i korbowodowych, łożysk wału rozrządu, łożysk ślizgowych turbozespołów doładowujących oraz wszelkich pozostałych, wymagających smarowania elementów silnika, jak również chłodzenie olejowe tłoków, odbywa się w obiegu zamkniętym. W instalacji obiegowego smarowania i chłodzenia silnika, olej o odpowiednim ciśnieniu i temperaturze, a tym samym lepkości, jest doprowadzany do poszczególnych miejsc wymagających smarowania, względnie chłodzenia, dzięki ciśnieniu wytwarzanemu przez pompę obiegową. Olej, po spełnieniu swoich funkcji, spływa grawitacyjnie do zbiornika cyrkulacyjnego, skąd jest zasysany i tłoczony do silnika przez pompę obiegową, krążąc w obiegu. Dla zapewnienia stałej temperatury, a tym samym i lepkości oleju doprowadzanego do silnika, zainstalowana jest na tłoczeniu pompy obiegowej chłodnica oleju, w której woda zaburtowa schładza krążący w obiegu olej do wymaganej temperatury regulowanej zaworem termostatycznym. Wyższe ciśnienie oleju do smarowania wodzików uzyskano poprzez zainstalowanie dodatkowo dwóch pomp smarowania wodzików, które zasysają olej z magistrali olejowej pomiędzy filtrem a silnikiem. Pompy smarowania wodzików nie mogą zostać uruchomione bez uruchomienia pomp obiegowych oleju smarowego. Obieg smarowania i chłodzenia uzyskuje się poprzez uruchomienie pompy obiegowej. Pierwsza załączana pompa jest pompą główną, druga jest automatycznie stand-by pompą. W przypadku spadku ciśnienia w instalacji poniżej określonej wartości, automatycznie uruchamiana jest druga pompa. Takie rozwiązanie zapewnia ciągły obieg oleju. Spadek ciśnienia musi trwać dłużej niż 10s, aby nastąpiło załączenie drugiej pompy. W momencie odbudowania ciśnienia pompa stand-by jest wyłączana. Praca dwóch pomp, w których jedna jest główną, druga stand-by dotyczy zarówno pomp obiegowych jak i pomp smarowania wodzików.

Nr 8: System gazów wylotowych oraz doładowania okrętowego silnika spalinowego Sultzer RTA 62U

1. Opisać instalację doładowania i gazów wylotowych.

System gazów wylotowych

System wydechowy składa się z następujących elementów:

Zawory wydechowe; Przewody wylotowe; Główny kolektor wylotowy; Separator sadzy; Kocioł utylizacyjny; Tłumiki hałasu; Siatka na kominie

Podstawowym elementem związanym z wylotem spalin jest zawór wydechowy. Jego zamknięcie, jak i otwarcie jest sterowane krzywką znajdującą się na wałku rozrządu.

Wlatujące spaliny kierowane są poprzez przewody wylotowe do głównego kolektora wylotowego. W przewodach wylotowych każdego cylindra umieszczona jest czujka odpowiedzialna za pomiar temperatury. Do tego celu wykorzystuje się termopary. Na podstawie temperatur można wstępnie ocenić stan silnika oraz skierować sygnał z czujnika do systemu alarmowego, który sygnalizuje przekroczenie wartości progowych temperatur, oraz podaje sygnał do systemu bezpieczeństwa w przypadku konieczności wykonania redukcji obrotów silnika.

System doładowania

System doładowania składa się z następujących elementów:

Siatka ochronna przed turbiną; Turbina; Sprężarka; Chłodnica powietrza; Filtr powietrza; Zasobniki powietrza

Ilość powietrza jaką musi dostarczyć zespół ładujący do silnika zależy od ilości spalanego paliwa i sprawności usuwania spalin. Wszelkie niesprawności w działaniu tego zespołu spowodują pogorszenie procesu roboczego. Pociąga to za sobą spadek mocy silnika, wzrost zużycia paliwa, wzrost temperatury obiegu i obciążenia cieplnego elementów komory spalania oraz intensywne ich zanieczyszczenie.

Systemy doładowania stosowane w silnikach dwusuwowych można podzielić na dwie grupy:

Doładowanie turbosprężarką (tzw. czyste) kiedy zasilanie powietrzem odbywa się wyłącznie przez turbosprężarki na wszystkich poziomach obciążenia silnika

System kombinowany, z wykorzystaniem dodatkowych sprężarek o napędzie mechanicznym lub elektrycznym

Podstawowymi elementami zasilającymi silnik 7RTA62U w powietrze są dwie turbosprężarki napędzane energią spalin wylotowych. Dodatkowy system składa się z dwóch dmuchaw o napędzie elektrycznym, które zasilają silnik powietrzem podczas rozruchu oraz przy małych obrotach.

Zasada działania systemu doładowania silnika 7RTA62U oparta jest na zasadzie stałego ciśnienia doładowania. Odbywa się dzięki zastosowaniu dodatkowych dmuchaw, których pracą sterują presostaty różnicowe. Spadek ciśnienia w zasobniku powietrza poniżej wartości progowej powoduje załączenie dmuchaw. Odstawienie dmuchaw następuje w momencie odbudowania ciśnienia. Wówczas zasilanie powietrzem silnika przejmują turbosprężarki.

2. Wymienić główne parametry charakteryzujące instalację gazów wylotowych i powietrza doładowania.

Parametry charakteryzujące instalację gazów wylotowych:

Temperatura spalin wylotowych na poszczególnych cylindrach

Temperatura spalin wylotowych przed turbosprężarką

Parametry charakteryzujące instalację powietrza doładowania:

Temperatura powietrza doładowującego T_d na poszczególnych cylindrach

Temperatura powietrza doładowującego T_d za chłodnicą

Ciśnienie wody chłodzącej na wlocie do chłodnicy

Temperatura wody chłodzącej na wlocie do chłodnicy

Temperatura wody chłodzącej na wylocie z chłodnicy

3. Opisać skutki przekroczenia wartości alarmowych parametrów krytycznych dla prawidłowego działania instalacji gazów wylotowych.

Wszelkie nieprawidłowości w działaniu instalacji gazów wylotowych uwidoczniają się wzrostem temperatury spalin wylotowych.

W przypadku gdy wzrost temperatury wynika z:

Niesprawności układu paliwowego, zwłaszcza nieszczelnych „lejących” wtryskiwaczy pomp wtryskowych

Złego stanu technicznego zespołu; tuleja cylindrowa - tłok - pierścienie tłokowe, nieszczelność zaworów rozrządu czynnika roboczego - niższe ciśnienie sprężania wskutek ubytku powietrza,

wówczas wzrost temperatury spalin wylotowych uwidoczni się na cylindrze, gdzie dana nieprawidłowość wystąpiła, natomiast w przypadku:

Niedostatecznego schłodzenia powietrza ładującego, w wyniku zabrudzenia chłodnicy od strony powietrza lub/i wody, jak i niedostatecznego natężenia przepływu wody chłodzącej przez chłodnicę lub zbyt wysokiej temperatury wody chłodzącej

Niedostatecznej wydajności turbosprężarki spowodowanej zabrudzeniem turbosprężarki i/lub turbiny

Niskiej jakości paliwa i nieprawidłowego jego przygotowania, a w szczególności oczyszczania i podgrzania do optymalnej lepkości wtrysku

Nieprawidłowej temperatury wody zaburtowej i powietrza

wzrost temperatury spalin wylotowych uwidoczni się na wszystkich cylindrach.

Przekroczenie wartości alarmowych spowoduje redukcję obrotów silnika i spadek temperatury gazów wylotowych.

4. Opisać skutki przekroczenia wartości alarmowych parametrów krytycznych dla prawidłowego działania instalacji doładowania.

Temperatura powietrza doładowującego za chłodnicą powietrza jest kontrolowana przez system alarmowy. W kanałach dolotowych każdego z cylindrów temperatura powietrza doładowującego jest kontrolowana przez system alarmowy, przy współpracy z systemem bezpieczeństwa. System alarmowy wykrywa przekroczenie bezpiecznego progu i przesyła sygnał do systemu bezpieczeństwa w celu wykonania redukcji obrotów silnika. Redukcja obrotów wywołuje spadek temperatury powietrza doładowania.

Nr 9: Automatyzacja elektrowni okrętowej

1. Omówić asymetryczne obciążanie generatorów.

Przy pracy asymetrycznej jeden generator pracuje jako „prowadzący” i jest on obciążany znamionowo (najczęściej ok. 85% mocy). Gdy obciążenie wzrasta (do około 100% mocy), załączany jest drugi zespół. Gdy zostanie już załączony na sieć, moc pobierana nie jest równo rozdzielana pomiędzy dwa pracujące zespoły. Generator „prowadzący” jest nadal obciążony znamionowo, a drugi zespół dopełnia pozostała ilość mocy. Co jakiś czas zalecana jest zamiana „ról” generatorów, ze względów eksploatacyjnych. Gdy obciążenie generatora dopełniającego jest mniejsze niż 30% zostaje on wyłączony.

2. Omówić symetryczne obciążanie generatorów.

Przy pracy symetrycznej zespołów gdy moc pracującego zespołu zostaje przekroczona (powyżej zadanej wartości mocy) do pracy zostaje załączony drugi generator. Teraz łączna moc pobierana przez sieć jest równo rozkładana na dwa pracujące generatory. Gdy obciążenie spadnie poniżej zadanej wartości, i utrzymuje się przez ustalony okres czasu, jeden z zespołów jest odstawiany. Ponowne załączenie następuje w przypadku wzrostu zapotrzebowania na moc w sieci.

3. Omówić zasadę działania układu Meyera.

W przypadku gdy wystąpi nagły wzrost zapotrzebowania na energię w sieci statkowej następuje automatyczne, selektywne wyłączenie odbiorów tzw. „mniej ważnych” ( np. kuchnia). Zapewnia to układ Meyer'a. Gdy obciążenie wzrasta układ bada wartość mocy która jest w sieci potrzebna i porównuje ją z mocą załączonych zespołów. Gdy moc zespołów jest niewystarczająca rozpoczyna swe działanie wyłączając w danej kolejności odbiorniki które nie mają wpływu na żywotność i bezpieczeństwo statku i załogi. Takie wyłączanie odbiorów powinno zapewnić ciągłość zasilania.

4. Omówić algorytm sterowania obciążeniem elektrowni okrętowej.

Model elektrowni umożliwia badanie wpływu na stopień obciążenia i obserwowanie związanych z nim zmian zachodzących w pracy elektrowni. Przy przekroczeniu wartości 85% mocy znamionowej pracującego zespołu następuje załączenie kolejnego zespołu. Jeśli został uprzednio ustawiony w tryb stand-by. Załączenie następuje po czasie 5 sekund (wstępne przesmarowanie). Gdyby jednak została przekroczona wartość 100% mocy znamionowej załączenie kolejnego zespołu następuje po czasie 1 sekundy. Zwiększanie obciążenia i przekroczenie wartości 115% powoduje zadziałanie układu Meyera (podstawowe zabezpieczenie generatorów przed przeciążeniem), który symuluje odłączanie odbiorników mniej ważnych i obniżenie obciążenia do poziomu poniżej mocy znamionowej pracujących zespołów. Dalsze zwiększanie obciążenia i przekroczenie wartości 130% mocy znamionowej wiąże się z wystąpieniem black-out'tu  i odłączeniem generatorów głównych od sieci. Ustawienie jednego z generatorów w stanie stand-by załącza go do pracy przy przekroczeniu wartości 85% mocy znamionowej, natomiast odłączenie (ze względów eksploatacyjnych i ekonomicznych) występuje przy spadku obciążenia każdego z generatorów poniżej wartości 35%. Następuje ono po czasie 10 sekund opóźnienie stopu. W rzeczywistości czas ten wynosi od 1 do 30 minut.

5. Wymienić warunki konieczne do prawidłowej synchronizacji ręcznej generatora.

Zachowanie jednakowej kolejności faz; Równe wartości skuteczne napięć; Jednakowa wartość częstotliwości; Wartość przesunięć fazowych pomiędzy wektorami napięć prądnicy i sieci powinny być możliwie bliskie zeru.; Kształt przebiegu napięcia prądnicy oraz sieci powinny być jednakowe.

6. Omówić zasadę działania układu zarządzania mocą.

Najczęściej na statku pracuje jednocześnie kilka zespołów prądotwórczych. Ma to zapewnić zasilanie pracujących urządzeń oraz utrzymać zadaną rezerwę mocy. Zautomatyzowany układ ustala odpowiednia liczbę pracujących na sieć zespołów. Jednocześnie utrzymuje w trybie stand-by kolejny generator. Gdy pobór energii ma przekroczyć posiadaną rezerwę lub gdy do sieci ma być załączony duży odbiornik. Układ zarządzania mocą zblokuje załączenie odbiornika i jednocześnie uruchomi proces załączenia do pracy na sieć generatora będącego w trybie stand-by. Nastąpi jego rozruch, automatyczna synchronizacja oraz załączenie na sieć. Żeby nie były zbyt często załączane i wyłączane generatory zawsze ustala się np. odpowiednie opóźnienia czasowe. Układ zarządzania mocą wyłącza też odpowiednią ilość generatorów w przypadku gdy spadnie obciążenie sieci.

7. Omówić proces przejścia na zasilanie awaryjne.

Gdy na Głównej Tablicy Rozdzielczej (GTR) nastąpił zanik napięcia podawany jest sygnał do załączenia zespołu awaryjnego. Zespół ten musi się załączyć na sieć oraz przejąć obciążenie w ciągu maksymalnie 45 sekund. Gdy zespół awaryjny jest już uruchomiony, następuje jego załączenie na sieć poprzez Awaryjną Tablice Rozdzielczą (ATR). Tuż przed załączeniem zespołu na ATR następuje separacja ATR od GTR. Zespół awaryjny zasila poprzez ATR odbiorniki ważne dla bezpieczeństwa statku.

Nr 10: Sterowanie silnikiem głównym typu RTA

1. Wymienić i omówić główne elementy systemu energetycznego statku.

W skład systemu energetycznego statku wchodzą:

Podsystem napędowy - mający za zadanie zapewnić bezpieczeństwo ruchu statku. Głównym elementem jest tutaj silnik napędowy wraz z potrzebną do jego prawidłowego działania infrastrukturą.

Podsystem elektroenergetyczny - podstawowymi wytwarzanie energii elektrycznej (zespoły prądotwórcze), rozdział energii (GTR, ATR), przesyłanie i odbiór energii (sieć oraz odbiorniki).

Podsystem zasilania w parę - funkcją tego podsystemu jest zapewnienie ciągłości zasilania urządzeń wykorzystujących w swej pracy parę. Podstawowym elementem jest tutaj kocioł oraz jego infrastruktura.

2. Przedstawić główne zadania automatyki zintegrowanego systemu energetycznego statku.

Do głównych zadań automatyki zintegrowanego systemu energetycznego statku należą:

Zwiększenie efektywności statku; Zwiększenie niezawodności działania statku; Osiągnięcie określonego zysku; Zwiększenie odporności na starzenie techniczne statku; Zwiększenie bezpieczeństwa i poprawienie pracy załóg; Zwiększenie możliwości przystosowawczych statku do zmiennych warunków otoczenia.;

3. Omówić budowę systemu AC-4.

System AutoChief 4 składa się z następujących elementów:

system zdalnego sterowania (RCS) który pozwala na sterowanie pracą silnika głównego

systemu telegrafów (ETS) pozwalających na przekazywanie komend z dowolnego stanowiska sterowania

systemu zabezpieczenia silnika głównego umożliwiającego zabezpieczenie pracy silnika głównego

dodatkowo może być wyposażony w:

elektroniczny regulator prędkości (DGS)

drukarkę alarmów i rozkazów (OP)

Dzięki takiej konfiguracji możliwe jest realizowanie sterowanie lokalnego, zdalnego i awaryjnego pracą silnika głównego.

4. Omówić procesy, etapy i warunki związane z rozruchem, rewersem i zatrzymaniem SG.

Rozruch:

a) Przygotowanie silnika do ruchu

odwodnienie systemu powietrza rozruchowego; odwodnienie systemu powietrza sterującego; uruchomienie pomp oleju smarnego; uruchomienie pomp wody chłodzącej; wykonać wolne obracanie; odłączyć obracarkę; uruchomić pompy paliwowe; włączyć zasilenie elektryczne na konsoli sterowania; ustawić włącznik turbodmuchaw w pozycję „auto”

b) Przesterowanie silnika w żądanym kierunku pracy.

c) Podanie powietrza rozruchowego na do cylindrów - silnik zaczyna się obracać.

d) Ustalenie dawki rozruchowej paliwa

e) Kontrola czasu trwania rozruchu i obrotów zapłonowych.

f) Przerwanie podawania powietrza po udanym rozruchu.

g) zasprzęglenie silnika

Rewers:

a) Przesterowanie silnika w żądanym kierunku pracy „naprzód” lub „wstecz”.

b) Kontrola przesterowania silnika

c) Wytworzenie proporcjonalnego do położenia dźwigni sygnału sterującego.

d) Czasowa regulacja szybkości narastania bądź opadania sygnału sterującego obrotami silnika

Zatrzymanie:

a) Przesterowanie silnika na pozycję „Stop”

b) Rozsprzęglenie silnika od wału napędowego

5. Omówić procesy, etapy i warunki związane z przekazywaniem sterowania pomiędzy mostkiem, CMK i stanowiskiem lokalnym.

Wytworzenie sygnału żądania przełączenia sterowania na określone stanowisko i tego sygnalizacja

Wytworzenie sygnału o aktualnie czynnym stanowisku sterowania

Wytworzenie sygnału o przejęciu sterowania i tego sygnalizacja

Zablokowanie nieczynnych stanowisk sterowania

Nr 11: System bezpieczeństwa silnika głównego

1. Omówić budowę systemu AutoChief-4 oraz podstawowe funkcje realizowane przez system SSU.

System AutoChief 4 składa się z następujących elementów:

system zdalnego sterowania (RCS) który pozwala na sterowanie pracą silnika głównego

systemu telegrafów (ETS) pozwalających na przekazywanie komend z dowolnego stanowiska sterowania

systemu zabezpieczenia silnika głównego umożliwiającego zabezpieczenie pracy silnika głównego

dodatkowo może być wyposażony w:

elektroniczny regulator prędkości (DGS)

drukarkę alarmów i rozkazów (OP)

Dzięki takiej konfiguracji możliwe jest realizowanie sterowanie lokalnego, zdalnego i awaryjnego pracą silnika głównego.

System SSU został zaprojektowany do ochrony silnika głównego statku poprzez monitorowanie jego parametrów eksploatacyjnych i w wypadku przekroczenia tych parametrów realizuje funkcje zabezpieczające zatrzymując silnik lub redukując obciążenie. Jeżeli przekroczone zostaną zdefiniowane limity nadzorowanych parametrów silnika, SSU uaktywnia odpowiednią funkcję zabezpieczającą. System ten pracuje niezależnie, bez udziału operatora. Zadania operatora w większości przypadków ograniczają się do wykonania procedury potwierdzenia alarmu i zlikwidowania przyczyny zadziałania układu bezpieczeństwa . zadziałanie każdej funkcji jest sygnalizowane na panelu czołowym za pomocą wskaźników LED.

2. Omówić na czym polega kontrolowanie pracy silnika głównego oraz wymienić parametry które są najczęściej nadzorowane przez system SSU.

Czujniki przesyłają do systemu dane o aktualnym stanie pracy silnika i na ich podstawie system wykonuje programowe czynności. W razie przekroczenia wartości granicznych parametrów następuje aktywacja alarmu i zadziałanie funkcji stosownych od rodzaju alarmu.

Układ bezpieczeństwa kontroluje najczęściej następujące parametry:

przekroczenie prędkości obrotowej; niskie ciśnienie oleju łożysk głównych i łożyska oporowego; wysoką temperaturę łożyska oporowego; niskie ciśnienie oleju wału rozrządu; wysoką temperaturę powietrza doładowania,; wystąpienie mgły olejowej w przestrzeni podtłokowej,; wysoką temperaturę oleju (wody) chłodzącej tłoki,; niski ciśnienie oleju (wody) chłodzącej tłoki,; wysoka temperaturę wody chłodzącej cylindry,; niskie ciśnienie wody chłodzącej cylindry,; małą różnicę ciśnień pomiędzy wlotem a wylotem wody chłodzącej cylindry,; wysoką temperaturę gazów wydechowych,; niskie ciśnienie sprężyny powietrznej.

3. Omówić przypadki dla których następuje redukcja obciążenia SLOW DOWN lub zatrzymanie silnika głównego SHUT DOWN.

Shut down następuje w przypadku:

Przekroczenie prędkości obrotowej (OVERSPEED): zatrzymanie silnika następuje po przekroczeniu przez silnik prędkości obrotowej równej 110 % obrotów nominalnych. Aby zapewnić niezawodną pracę układu zastosowano dwa niezależne kanały pomiaru prędkości obrotowej; w skład kanału pomiarowego wchodzą najczęściej czujnik indukcyjny (pick-up) oraz przekaźnik progowy z ustawianym progiem 110% prędkości nominalnej. Zatrzymanie silnika następuje przez odcięcie dopływu paliwa. Zatrzymanie silnika spowodowane przekroczeniem prędkości obrotowej nie może być odblokowane przyciskiem AWARYJNA PRACA.

Niskie ciśnienie oleju łożysk głównych i łożyska oporowego; jeżeli ciśnienie oleju smarnego spadnie poniżej progowej wartości (np. 0.8 MPa) nastąpi zatrzymanie silnika ze zwłoką czasową (regulowaną) i zapalają się lampki sygnalizacyjne. Może wystąpić konieczność uzbrojenia (resetowania) układu; zatrzymanie silnika może być odblokowanie przyciskiem AWARYJNA PRACA.

W podobny sposób reaguje układ po przekroczeniu wysokiej temperatury łożyska oporowego, niskiego ciśnienia oleju wału rozrządu i innych zalecanych przez producenta bądź armatora parametrów. Zatrzymanie silnika spowodowane tymi parametrami może być odblokowane przyciskiem AWARYJNA PRACA.

Przywrócenie stanu gotowości (uzbrojenie; resetowanie) po zatrzymaniu silnika. Gdy parametr, który spowodował zatrzymanie silnika wróci do normy, gaśnie odpowiednia lampka sygnalizacyjna (nie dotyczy to sygnalizacji PRZEKROCZENIE OBROTÓW). Jeżeli zatrzymanie silnika trwało dłuższy czas (np. 60s) lub zostało spowodowane przekroczeniem prędkości obrotowej silnika dalsza praca silnika będzie możliwa dopiero gdy wszystkie parametry wrócą do normy i nastąpi zdjęcie podtrzymania elektrycznego. Dokonuje się tego przyciskiem opisanym ZATRZYMANIE SG-UZBROJENIE. Po uzbrojeniu gasną wszystkie lampki, które zapaliły się podczas zatrzymania silnika.

Slow down następuje w przypadku nieodpowiednich wartości parametrów:

niskie ciśnienie oleju łożysk głównych i łożyska oporowego,; wysoka temperatura łożyska oporowego,; wysoka temperatura powietrza doładowania, mgła olejowa w przestrzeni podtłokowej, wysoka temperatura oleju (wody) chłodzącej tłok niskie ciśnienie oleju (wody) chłodzącej tłoki, wysoka temperatura wody chłodzącej cylindry, niskie ciśnienie wody chłodzącej cylindry, wysoka temperatura gazów wydechowych, inne parametry zalecane przez producenta silnika lub armatora.

4. Przedstawić ogólną zasadę działania układu SSU po wykryciu awarii.

Układ bezpieczeństwa SSU  został zaprojektowany do ochrony silnika głównego statku poprzez monitorowanie tego parametrów eksploatacyjnych i w wypadku przekroczenia tych parametrów realizuje funkcje zabezpieczające zatrzymując silnik (ang. Shut Down) lub redukując obciążenie (ang. Slow Down). Jeżeli przekroczone zostaną zdefiniowane limity nadzorowanych parametrów silnika. SSU uaktywnia odpowiednią funkcję zabezpieczającą. System ten pracuje niezależnie bez udziału operatora. Zadania operatora w większości przypadków ograniczają się do wykonania procedury potwierdzenia alarmu i zlikwidowania przyczyny zadziałania układu bezpieczeństwa. Przy likwidacji przyczyny pomocna jest umiejętność odczytu zmiany parametrów z poziomu menu np. progów ustawionych stanów alarmowych.

5. Co realizuje i do czego jest wykorzystywana funkcja SHdn i funkcja SLdn?

SHdn - powoduje zatrzymanie silnika, gdy przekroczone zostaną dopuszczalne parametry pracy silnika (funkcja niekasowalna)

SLdn - funkcja ta pozwala na redukcję obciążenia silnika tzn. zmniejszenie prędkości obrotowej do nastawionej wartości na regulatorze lub układzie zdalnego sterowania, gdy przekroczone zostaną dopuszczalne parametry silnika.

Nr 12: System zdalnego sterowania silnikiem głównym - AutoChief-4

1. Wymienić podstawowe funkcje realizowane przez system RCS.

Do podstawowych funkcji RCS należą:

automatyczny start SG, rewers, zatrzymanie, zadawanie prędkości.

awaryjne zatrzymanie i zmniejszanie prędkości

ograniczanie krytycznych, maksymalnych i minimalnych obrotów SG

ograniczenie przyśpieszeń

programowe zmniejszanie i zwiększanie obciążenia.

2. Wymienić podstawowe funkcje realizowane przez system Telegrafów.

Przekazywanie komend z dowolnego stanowiska sterowania

Przekazywanie informacji

3. Omówić elementy wraz ich spełnianymi zadaniami, występujące na pulpicie sterowniczym znajdującym się na mostku.

Stanowisko na mostku wyposażone jest w telegraf maszynowy poprzez który steruje się pracą silnika głównego. Sterowanie za pomocą telegrafu wykonuje automatycznie takie czynności jak rozruch, zatrzymanie. Na mostku znajduje się również uproszczony panel operatorski, zawierający podstawowe funkcje.

4. Omówić elementy wraz ich spełnianymi zadaniami, występujące na pulpicie sterowniczym znajdującym się w CMK.

W CMK znajduje się główna część systemu RCS i składa się z panelu czołowego, zwierającego cyfrowy wyświetlacz, lampek sygnalizujących stany alarmowe, przycisków pozwalających na skasowanie danego alarmu oraz mnemotechnicznego diagramu kontroli silnika głównego.

5. Omówić elementy wraz ich spełnianymi zadaniami, występujące na pulpicie sterowniczym umieszczonym przy silniku.

Stanowisko to jest umieszczone po stronie wału rozrządu. Stanowisko to umożliwia sterowanie mechaniczne silnikiem. Wyposażone jest w odbiornik telegrafu maszynowego oraz takie urządzenia jak dzwignie, przełączniki, reduktor do wykonywania przesterowania silnika takiego jak rozruch, przekazania sterowania do CMK, sterowanie prędkością obrotową które realizowane jest poprzez regulator prędkości obrotowej lub z odłączonym regulatorem poprzez bezpośrednie działanie dźwignią na listwę paliwową.

---