Praca silnika w stanach ustalonych, zmiennych i awaryjnych - temat nr 8 (4).

Wykaz czynności koniecznych do wykonania w trakcie przygotowania silnika do pracy.

Przygotowanie należy rozpocząć od dokładnego przeglądu samego silnika.

Dokładnym oględzinom podlegają wszelkie napędy ( np. przekładnie), połączenia śrubowe, zabezpieczenia, uszczelnienia itp.

Po kontroli należy wykonać następujące czynności:

w systemie paliwowym
- spuścić wodę ze zbiorników osadowych i rozruchowych,

- sprawdzić poziom i ewentualnie dopełnić zbiorniki rozchodowe i osadowe,
- po podgrzaniu paliwa w zbiorniku rozchodowym włączyć pompy paliwa, wytworzyć ciśnienie w systemie,

sprawdzić szczelność połączeń,
- odpowietrzyć rurociągi doprowadzające paliwo do pomp paliwowych odpowietrzając wtryskiwacze,
- wyregulować ciśnienie paliwa w systemie,

w systemie smarnym
- po podgrzaniu oleju w zbiorniku obiegowym (podgrzewanie parowe lub wirówką oleju smarnego) włączyć

cyrkulacje oleju w układzie smarnym włączając pompę oleju smarnego na uchylonym zaworze regulacyjnym

(obniżone ciśnienie oleju w obiegu)
- sprawdzić i ewentualnie dopełnić zbiorniki oleju obiegowego i oleju cylindrowego,
- sprawdzić przepływ oleju obiegowego we wziernikach i systemie smarnym łożysk turbosprężarek,
- przesmarować wszystkie punkty smarne obsługiwane ręcznie,
- obracać silnik obracarką przy otwartych kurkach indykatorowych - przesmarować tuleje cylindrowe,
- wyregulować ciśnienie oleju w systemie.

Temperatura oleju w systemie przed rozruchem nie powinna być niższa niż 30^oC, dlatego na 2-6 godzin przed rozruchem systemu oleju uruchomić wirówkę oleju.

w systemie chłodzenia
- włączyć pompę wody słodkiej,
- sprawdzić i ewentualnie uzupełnić ilość wody w zbiorniku wyrównawczym,
- wyregulować ciśnienie wody w systemie,
- sprawdzić aparaturę kontrolną,
- podgrzać wodę do wymaganej temperatury,

- po uruchomieniu silnika uruchomić pompę wody morskiej,

w systemie sprężonego powietrza
- skontrolować ciśnienie powietrza w zbiornikach ( ciśnienie robocze 2,5 - 3,0 MPa),
- odwodnić rurociągi i zbiorniki powietrza,
- otworzyć zawór odcinający dolot powietrza do silnika.

Przed manewrami ( w uzgodnieniu z mostkiem) wykonać próbny rozruch silnika ( lub uruchomienie silnika przy napędzie statku śruba nastawną), przy manewrowaniu silnikiem z mostku przekazać sterowanie SG na mostek.

W trakcie manewrów obserwować parametry silnika oraz systemów i w razie konieczności podejmować czynności regulacyjno-nastawcze.

W siłowniach zautomatyzowanych pracą wszystkich systemów obsługujących silnik sterują termostaty i presostaty połączone w zespole rozruchowym, sygnalizacji i regulacji parametrów czynników chłodzących i smarnych.

Podstawowe zasady nadzoru nad pracą silnika po uruchomieniu i w czasie normalnej pracy
- utrzymywanie parametrów zgodnie z danymi producenta silnika,
- okresowe obchody silnika,
- kontrola parametrów ( ciśnienia, temperatury, smarowanie i obroty turbiny, przepływy i opory na chłodnicach),
- poziomy w zbiornikach kompensacyjnych i obiegowych.

Parametry w systemach chłodzenia silnika podlegające kontroli w czasie jego pracy.
- ciśnienie wody,
- temperatura wody chłodzącej.

Wielkości te służą do utrzymania parametrów pracy silnika, odprowadzają ciepło z elementów silnika, utrzymują temperatury i ciśnienie oleju i utrzymanie stałej temperatury silnika.

Parametry mierzone w układzie doładowania powietrzem i wylotu spalin.
Natężenie przepływu powietrza przez układ doładowania oraz jego parametry - ciśnienie i temperatura mają znaczący wpływ na poziom cieplnych i mechanicznych obciążeń silnika.

W układach wymiany czynnika roboczego kontroli i regulacji podlegają parametry procesu:

• straty ciśnienia na filtrze i chłodnicy powietrza,

• temperatura powietrza za chłodnicą,

• temperatura wody chłodzącej na dopływie i odpływie z chłodnicy,

• ciśnienie i temperatura w kolektorze powietrza,

• temperatura gazów za cylindrem,

• temperatura gazów przed i za turbiną,

• prędkość obrotowa turbosprężarki.

Zmiany kontrolowanych parametrów w odniesieniu do wartości wzorcowych zawierają informację o stanie elementów układu doła­dowania.

Ważną czynnością obsługową jest regularne ( ręczne lub automatyczne) odwadnianie kolektora powietrza.

Wydech
Następstwa wzrostu przeciwciśnienia wydechu są następujące:

• zmniejszenie stopnia rozprężania w turbinie i wywołany tym spadek mocy i prędkości obrotowej

turbosprężarki oraz spadek ciśnienia doładowania;

• zmniejszenie natężenia przepływu powietrza, pogorszenie przepłukania cylindra i wzrost temperatury

spalin;

• dla stałej dawki paliwa - spadek prędkości obrotowej silnika, gdy zanieczyszczenie jest znaczne;

• przesunięcie punktu pracy układu w kierunku krzywej pompowania.

Parametry mierzone w układzie zasilania paliwem.

• ciśnienie ( pokazuje prawidłowy stan zasilania pomp paliwowych, zanieczyszczenie filtrów),

• temperatura ( wskazuje właściwą pracę podgrzewacza),

• wiskoza paliwa ( utrzymuje właściwą lepkość paliwa)
  

Parametry te poprawiają jakość spalania paliwa a w szczególności paliwa gorszej jakości, mają decydujący

wpływ na jakość rozpylania paliwa i przebieg spalania mieszanki w komorze spalania.

Parametry mierzone w układzie obiegowego smarowania silnika.

• niskie ciśnienie -może być wskaźnikiem zużycia łożysk, przegrzany olej, brudny filtr, paliwo w oleju,

uszkodzenie pompy oleju lub systemu,

• wysokie ciśnienie - niska temperatura, nieprawidłowa regulacja pompy,

• wysoka temperatura - brak chłodzenia,

• niska temperatura - zła regulacja przepływu przez chłodnicę olejową,

• brak przepływu.

Warunki bezpieczeństwa przy wykonywaniu prac inspekcyjnych lub remontowych w skrzyni korbowej, zasobniku powietrza i zasobniku spalin silnika.

• silnik odstawiony i zabezpieczony ( załączona obracarka, wyłączona pompa olejowa, zablokowany zawór

startowy silnika, zamknięte powietrze),

• od momentu zatrzymania silnika do rozpoczęcia pracy w karterze - minimum 2 godz.,

• zapewnić dobrą cyrkulację powietrza w miejscu pracy,

• bezpieczne oświetlenie 24V,

• w pracach w skrzyni korbowej należy zamocować podesty,

• osoby pracujące w karterze muszą być asekurowane i pracować pod nadzorem osoby odpowiedzialnej,

• powinny się posługiwać sprawnymi narzędziami i zachować odpowiedni ubiór,

• po zakończeniu prac w karterze i zasobnikach należy przeprowadzić inspekcje i kontrole w celu

wyeliminowania przypadkowego pozostawienia narzędzi lub innych przedmiotów,

- prace te wykonuje się zazwyczaj zgodnie z zaleceniami producenta i procedurą armatora.

Objawy nieprawidłowej pracy silnika i związane z tym działania prewencyjne mechanika

a) zakłócenia w zasilaniu cylindrów powietrzem:

• „pompowanie turbiny” - zmniejszenie obrotów SG;

• wysoka temperatura powietrza doładowującego - nieprawidłowa regulacja na chłodnicy powietrza,

• niskie doładowanie - brudne filtry,

• wzrost tempe­ratury spalin i wzrost obciążeń cieplnych,

b) spadek lub wzrost temperatury wody, oleju:

• sprawdzamy regulacje na chłodnicach,

• wydajność pompy chłodzenia lub obiegowych,

• przepływ i wydajność pompy wody chłodzącej,

• stan rurociągów, stopień zabrudzenia kingstonów,

c) spadek lub wzrost ciśnienia wody, oleju:

• kontrola temperatur,

• korekta ciśnienia na pompie,

• przepływ przez chłodnice,

d) niskie / wysokie ciśnienie lub wysoka / niska temperatura paliwa:

• temperatura na podgrzewaczu,

• kontrola lepkości paliwa,

• kontrola filtrów i pracy filtra automatycznego,

• regulacja i wydajność pompy zasilającej.
  

e) niska / wysoka temperatura spalin:

• kontrola temperatury na poszczególnych układach,

• w razie potrzeby zdjęcie obciążenia lub wyłączenie układu z pracy ( zmniejszenie lub wyłączenie dawki paliwa do czasu wykonania naprawy).

Diagnostyka pracy silnika z wykorzystaniem urządzeń kontrolnych układu nadzoru

Typowe parametry diagnostyczne silnika związane są nie tylko ze stanem technicznym silnika, ale także z obciążeniem i warunkami eksploatacji.

Zwykle parametry diagnostyczne ocenia się i klasyfikuje według następujących kryteriów:

• wartości informacyjnej tzn. ilości informacji o różnych parametrach pracy silnika zawartych w protokole zdawczo-odbiorczym,

• stopnia lokalizacji niesprawności tzn. możliwie określenie miejsca wystąpienia nieprawidłowości,

• dostępności i łatwości pomiaru.

Podstawowe zasady diagnostyki pracy silnika z wykorzystaniem urządzeń diagnostycznych (indykatory, maksymetry, torsjometry)

W czasie pracy silnika bardzo ważna jest znajomość wielu parametrów na podstawie, których oceniamy aktualny stan silnika i podejmujemy decyzje.

indykator - celem tej kontroli jest określenie szczelności komory spalania.

Za jego pomocą można też wykryć ewentualne wydłużenie zwłoki zapłonu lub wad regulacji wtrysku, które mogłyby prowadzić do niebezpiecznego wzrostu obciążeń mechanicznych, zwłaszcza łożysk.

Zbyt niskie ciśnienie sprężania w porównaniu z innymi cylindrami świadczy o utracie szczelności komory spalania, na ogół na skutek zużycia się (lub połamania) pierścieni tłokowych.

Zbyt niskie ciśnienie rozprężania oznacza z reguły przewlekłe spalanie, spowodowane najczęściej pogorszeniem się rozpylania paliwa w cylindrze.

Ciśnienie maksymalne określa się z wykresów indykatorowych lub poprzez pomiar maksymetrem.

Dla danej prędkości obrotowej największy wpływ na jego wartość ma kąt wyprzedzenia wtrysku i dlatego ta wielkość stanowi podstawę do regulacji ciśnienia maksymalnego.

Torsjometr - jeden z rodzajów momentomierza, przyrząd służący do pomiaru momentu siły przenoszonego przez wał, na podstawie odkształceń kątowych tego odcinka wału, który moment przekazuje.

Ze względu na sposób pomiaru kąta skręcenia rozróżnia się torsjometry: mechaniczne, optyczne, akustyczne i elektryczne.

Diagnostyka pracy silnika z wykorzystaniem danych komputerowego układu nadzoru i sterowania - analiza trendu.





W obecnym układzie automatyki operator ma możliwość wyboru rodzaju i formy przedstawiane informacji. Informacje prezentuje się w następujący sposób:

• informacje w postaci obrazu schematu technologicznego całej instalacji z aktualnymi wartościami, zmiennych; informacje dotyczące układów regulacji,

• informacje w postaci komunikatów dotyczących fazy pracy,

• informacje w postaci trendów bieżących i historycznych,

• informacje w postaci listy alarmów,

• informacje mające charakter raportu z drukarki,

• informacje diagnostyczne systemu.
  

Automatyczny system sterowania umożliwia zwiększenie czytelności wszystkich parametrów

pracy dzięki możliwości zobrazowania wielkości analogowych w postaci trendów

bieżących i historycznych. Dla zmiennych analogowych, które mają być pamiętane na dysku

komputera w postaci trendów, określono wstępnie strefy nieczułości.

Zmiany parametrów sięgające powyżej strefy nieczułości są notowane na dysku w postaci trendów.

Okno trendów bieżących przedstawia dane gromadzone przez okres jednej doby.

Okno trendów historycznych umożliwia dostęp do danych zgromadzonych na dysku i ich analizę w dowolnym wycinku czasowym w ramach jednego miesiąca wstecz.

Praca silnika w warunkach awaryjnych - przykłady spotykanych awarii w trakcie eksploatacji.

a). Praca z uszkodzoną turbosprężarka.

• uszkodzony wirnik,

• uszkodzony korpus ( brak chłodzenia),

• nieszczelne labirynty (przedostawanie się spalin do oleju smarnego).

b). Przedmuch spalin do przestrzeni tłokowej lub karteru silnika.

• nieszczelne pierścienie tłokowe( wypracowane, połamane),

• nadmierne zużycie tulei cylindrowej ( nadmierne wypracowanie tulei, owalność),

• zużyte rowki pierscieniowe na tłoku.

c). Uszkodzenie łozyska korbowe - ramowe.

• uszkodzony materiał nośny łozyska ( popękany lub wykruszony materiał nośny łożyska) -

praca łozyska na zmniejszonym obciążeniu do czasu naprawy, wymiana lub naprawa łozyska,

• niewłaściwe ułożenie wału korbowego ( złe wyniki sprężynowania) - niewłaściwa praca ( uszkodzenie)łozysk ramowych, uszkodzenie w ramie fundamentowej gniazd łozysk ramowych,

• nadmierna owalność czopów wału (nierówna praca łozyska, kawitacja) - niewłaściwa praca łozysk, niebezpieczeństwo zatarcia łozyska,

• nadmierna twardość czopu ( miejscowe przegrzanie - zahartowanie) - niebezpieczeństwo nagłego pęknięcia wału korbowego,

d). Uszkodzenia korpusu silnika.

• pęknięcia ram fundamentowych - szycie lub spawanie,

• niewłaściwe wypracowanie siedzeń łozysk ramowych - dopasowanie nowego łożyska,

• uszkodzenia w mocowaniu prowadnic wodzika - wymiana szpilek na nowe, częsta kontrola,

e). Głowica - sytuacje awaryjne.

• praca z nieszczelnym zaworem wydechowym ( wymiana na nowy),

• praca z niesprawnym wtryskiwaczem ( wymiana na nowy),

• praca z nieszczelnymi tulejami osadczymi (zawór rozruchowy, bezpieczeństwa) - przeciek wody do cylindra.

f). Awaryjne sterowanie silnikiem.

• niepewne lub wadliwe sterowanie SG ze stanowisk w CMK i na mostku.

• konieczność sprawdzenia przed wejściem na wody terytorialne USA.

g). Awaryjny stop - nawiniecie liny cumowniczej na śrubę napędową.

h). Eksploatacja siłowni z jednym silnikiem pomocniczym - wypożyczenie i instalacja silnika zapasowego

w kontenerze i podłączenie do systemu elektrowni do czasu naprawy uszkodzonego silnika pomocniczego.

i). Praca silnika z uszkodzonym układem lub śrubą napędową:

• praca z wyłączonym układem,

• praca z wymontowanym układem,

• praca z uszkodzona śruba napędową.

4

---