MAN B&W 50-108 ME-C – МОР Работа двигателя

Управление двигателем и настройки выполняются из одного из следующих пяти экранов:

• Управление
• Состояния
• Процессная информация
• Цилиндровая нагрузка
• Цилиндровое давление

Экраны 1 и 2 относятся к подготовкам двигателя к пуску и текущей работе, а остальные 3, 4, 5 относятся к регулировкам двигателя.

Оператор может получить доступ к этим пяти рабочим экранам и регулировкам со вторичного поста управления путём нажатия кнопки Engine в главном посту управления.

Управление

Экран «Управление», рис. 3.7, является основным экраном управления двигателем в рейсе. Этот экран находится большую часть времени в действии между «Engine ready» и FWE (Finished With Engine).

С этого экрана можно выполнить перед пуском двигателя операции «подготовка к пуску» и «медленное проворачивание». Ниже даётся детальное описание отдельных полей экрана рис. 3.7.

1. Главное состояние (Main state).

Это поле содержит три поля состояний, указывающих текущее состояние команды встроенного телеграфа (sub-telegraph) и состояния двигателя. Основными графическими цветами являются: синий= нормальное состояние; жёлтый = предупредительное состояние: красный = аварийное состояние; зелёный/дымчатый = не используется.

Верхнее поле указывает текущее состояние встроенного телеграфа, которое может быть одним из следующих: FWE, Standby, At Sea.

Среднее поле показывает состояния двигателя :

• a) Blank (двигатель в рабочем состоянии или заблокирован в соответствии с командой телеграфа);
• б) Машина не заблокирована (жёлтая подсветка, если верхнее поле находится в состоянии FWE;
• в) Машина не готова (подсветка жёлтая, если верхнее поле в состоянии STAND-BY или АТ SEA CONDITION.

Случай состояний «Engine not blocked» или «Engine not ready» можно видеть в экране состояний, рис. 3.8, в поле состояний пуска (Start Conditions).

Нижнее поле показывает посредством жёлтого или красного предупреждений, почему двигатель не готов:

• a) Blank - двигатель готов;
• б) повышенный ограничитель (жёлтый) высвечивается, когда он имеет место и состояние двигателя не FWE и нет состояний ни Start Blocked ни Shut Down. Повышенный ограничитель является предупредительным сигналом;
• в) Start Blocked высвечивается красным, когда он имеет место и двигатель не находится в состоянии FWE или Shut down и относится к аварийному сигналу;
• г) Shut down высвечивается красным, когда имеет место и относится к аварийному сигналу.

2. Команда (RPM).

Кнопка индикатора команды содержит шесть или восемь полей состояний. Два верхних поля показывают действующую текущую станцию управления (Bridge, ECR-comb., or LOP) и установленную команду действующей скорости по каждой станции управления. Выбранная станция управления указывается тёмно-синим (обычный выбор) или жёлтым (take command).

Станции Bridge Control и ECR Comb. Являются частью системы дистанционного управления (ДАУ) RCS - Remote Control System. Активной в одно и то же время может быть только одна станция. Действующая станция управления обычно выбирается посредством системы распознавания запросов в RCS. Однако выбор может быть перехвачен либо ECR либо LOP кнопками «take command», которые связаны непосредственно с ECS - Engine Control System и размещаются на панелях станции управления. Если выбор станции управления противоречивый, то в качестве действующей остаётся выбранная в последний раз станция до тех пор, пока не осуществится правильный выбор (возможно с помощью «take command»). При наличии сигнала «take command» от обеих станций ECR и ЮР одновременно сигнал от ЮР является приоритетным, и выбирается.

Тонкая регулировка RPM. С помощью кнопки Command (RPM) высвечивается тулбар RPM Fine Adjust, что позволяет на уровне оператора отрегулировать уставку RPM. Т.е., если скорость была 119,5 RPM, то может быть установлена точно 120 RPM. Движением рукоятки не будет возможным отрегулировать точный режим, Максимум возможного +/- 2 RPM. Примечание: Точная регулировка может быть достигнута в режиме ECR Command в установке с винтом регулируемого шага (ECR Sep with СРР).

3. Рабочий режим и регуляторный режим (Running Mode and Governor mode)

Каждая кнопка указанных режимов содержит поле состояний, указывающее текущие рабочие и регуляторные режимы. Рабочий режим может быть либо экономичным (Economy) либо эмиссионным (Emission). Могут иметь место два дополнительных режима. Если имеет место экономичный режим, то селекция режима не используется.

Регуляторный режим, может быть либо управлением оборотов (RPM Control), либо моментом (Torque Control) либо индексированным управлением (Index Control).

Изменение рабочего режима работы осуществляется нажатием кнопки режима работы, что вызывает тулбар. На тулбаре выбирается текущий режим работы, Нажатием кнопки любого возможного режима работы сформируется команда в систему управления, запрашивающая изменить режим работы на соответствующий.

Изменение регуляторного режима осуществляется аналогично рабочему.

4. Индикаторы давления.

Индикаторы давления содержат гистограмму и поле состояний, показывающие действующее значение давления.

5. Индикаторы состояния вспомогательной системы.

Индикаторы состояния отображают состояния режима работы вспомогательных систем, которые управляются с помощью ME ECS. Они все являются только индикаторами, и не допускают изменить режим или состояние. Возможное управление осуществляется с панели для действующей системы. К индикаторам относятся:

• а) HPS (Hydraulic Power Supply): Ручной или автоматический.
• б) Лубрикатор: Работа остановлена (Running Stopped), Предварительная смазка (Prelube), Зависимое изменение нагрузки включено (Load Change Dependent On).
• в) Снятие нагрузки РТО (Power Take Off): Off Request, Permit, Request (жёлтый и предупредительный сигнал, если параметр для включения на РТО не заполнен). Опция возможна только, если двигатель имеет РТО.
• г) Вспомогательные воздуходувки, представлены двумя полями состояний, одно указывает вид управления, который может быть Ручной или Автоматический. Другое показывает текущее состояние воздуходувок, которое может быть: Остановлен, Запускается, Работает или Неисправен.
• д) Состояние байпаса выпускного газа, процент открытия (Var. ХВР- Variable Exhaust Gas Bypass). Опция, если только установлен ХВР.
• е) Вкл./Выкл. байпас выпускного газа ХВР: Открыт или Закрыт. Опция, если только установлена функция ХВР.

6. Индикатор состояния пуска

Этот индикатор содержит единственное изображение, показывающее состояние попытки пуска. Показанное состояние может быть одним из следующих: Остановлен, Работает, Повторный старт (жёлтый), Неисправность медленного проворачивания (красный), Неисправность пуска (красный).

7. Скорость (RPM)

Индикатор скорости состоит из гистограммы, который имеет по центру 0 и положительные и отрицательные области вверх и вниз соответственно. Точка уставки и действительная рабочая скорость двигателя показаны в двух изображениях вверху графа.

Самым верхним изображением является модификатор команды скорости. Модификатор скорости является функцией, которая может отменить действующую команду скорости и системную уставку скорости в отношении скорости двигателя. Если функция в действии, то режим управления показывается на индикаторе скорости (Speed indicator). Возможными режимами являются:

1. 1) Start/stabilising - модификатор стабилизации определяет уставку скорости, которая обеспечит пуск двигателя.
2. 2) Stopped - останавливающий модификатор, задаёт нулевую скоростную уставку.
3. 3) Minimum speed command - модификатор команды минимальной скорости, определяет уставку для минимальной скорости во время работы двигателя.
4. 4) Maximum Speed Command - модификатор определяет уставку максимальной скорости в течение работы двигателя.
5. 5) Fixed Speed Set - установка фиксированной скорости активируется при работе в режиме упора винта с мостика (опция для систем с ВРШ).
6. 6) РТО - скорость удерживается выше заданной, что необходимо для валогенератора во время пуска вспомогательных механизмов.
7. 7) Speed Rump - увеличение скорости ограничивается по наклонной характеристике и по программе загрузки.
8. 8) Load Control Program - модификатор, определяющий уставку максимальной скорости, чтобы обеспечить непревышение максимального топливного индекса.
9. 9) Barred Speed Range - показывает, что модификатор изменил предуставку внутри заданного диапазона критических оборотов либо в сторону нижнего либо верхнего предела характеристики.
10. 10) RPM Fine Adjust - скорость модифицирована в соответствии с уставкой, введенной в тулбар RPM Fine Adjustment, на операторском экране.

Если функция используется, то полосы диапазонов скорости размечаются на стороне гистограммы. Большинство двигателей имеют два полосовых диапазона, которые являются идентичными в направлениях вперёд и назад для систем ВФШ.

8. Индикатор шага

Индикатор шага имеет место в системах с ВРШ. Этот индикатор состоит из маркировочного поля (label) и гистограммы, показывающих текущую уставку шага винта. Маркировка показывает знаками +(plus) или -(minus) - положительный (Вперёд) или отрицательный (Назад) угол. На гистограмме в центре 0, а положительная и отрицательная области размещаются вверх и вниз соответственно. Гистограмма индикатора угла разворота лопастей винта использует также гистограмму указателя, чтобы подчеркнуть направление (знак) текущего угла разворота лопастей.

9. Индикатор индекса топлива (%)

Индикатор топливной индексации состоит из гистограммы и набора полей состояния. Верхнее поле состояния показывает текущий эффективный или ближайший ограничитель. Электронный регулятор будет ограничивать команду топливной индексации в соответствии с действующими условиями работы двигателя. Если текущего ограничителя нет, то высвечивается ближайший ограничитель на светло-синем поле. Если же текущий ограничитель задан, то он высвечивается на тёмно-синем фоне. Возможными ограничителями являются:

1. 1) Start - ограничитель пуска, который устанавливает фиксированную величину топлива, используемого для первоначальных впрысков во время пуска.
2. 2) Chief - этот ограничитель определяет максимальное количество топлива впрыска в соответствии с уставками, сделанными оператором на Cylinder Load экране.
3. 3) Scavenge Air Pressure - этот ограничитель устанавливает максимальное количество впрыскиваемого топлива, базируясь на актуальном давлении надувочного воздуха так, чтобы не залить двигатель топливом.
4. 4) Torque - этот ограничитель момента определяет количество впрыскиваемого топлива в соответствии с действующей скоростью двигателя так, чтобы момент не превышал рекомендованные уровни. Предельное значение определяется программой загрузки двигателя.
5. 5) Hydraulic Power Supply - ограничитель давления силовой гидравлики устанавливает максимальное количество впрыскиваемого топлива в соответствии с требованиями к питанию действующей силовой гидравлики так, чтобы гарантировать, что давление силовой гидравлики не снизится ниже минимального рабочего уровня. Этот ограничитель действует только в случае неисправности гидравлической системы HPS.
6. 6) Blank - если ограничитель индекса не задействован, то поле пустое. Ниже поля состояния ограничителя устанавливаются динамические отметки (labels), показывающие действующий топливный индекс и текущий предел топливного индекса.

10. Кнопка подготовки к пуску (Prepare Start button)

Функция подготовки к пуску обычно активируется перед пуском, если двигатель некоторое время был не в работе. При нажатии этой кнопки запустится цилиндровая маслопрокачка и вспомогательные воздуходувки (если они остановлены). При нажатии кнопка должна оставаться утопленной до окончания процедуры. Команда формируется только, когда двигатель стоит, и подготовка к пуску не протекает.

11. Кнопка медленного проворачивания

Ручное медленное проворачивание применяется при подготовке к пуску двигателя, и обычно осуществляется с открытыми индикаторными кранами. В процессе проворачивания проверяется визуально выпуск. Когда кнопка нажата, двигатель управляется пусковым воздухом через клапан медленного проворачивания в течение времени ручного управления.

12. Кнопка AUTO

Кнопка автоматического управления нажимается после завершения подготовки к пуску, и, если двигатель необходимо запустить нормальным автоматическим пуском.

13. Кнопка Air Run

Функция работы на воздухе возможна только на уровне Chief level. Эта кнопка может быть использована только в следующих ситуациях: при проверке Тахо-системы (test), тестировании клапана пускового воздуха и после обслуживания (а также после применения валоповоротного механизма), чтобы проверить функционирование и движение. Функция работы на воздухе аналогична медленному проворачиванию за исключением того, что главный пусковой клапан открывается, и двигатель вращается быстрее (пока без впрыска топлива). Медленное проворачивание, и работа на воздухе происходят, если рукоятка управления находится в положении «run». Вращение двигателя будет до тех пор, пока рукоятку не установят в положение «stop» (или пуск двигателя перейдёт от кнопки Auto).

Состояния

Экран состояний двигателя (рис. 3.8) обеспечивает расширенную информацию по двигателю специально для использования тогда, когда изменяется состояние двигателя, т е. в процессе перехода от FWE к состоянию standby или обратно.

1. Поле главного состояния (Main State Field)

Поле главного состояния показывает точно такую же информацию как и поле главного состояния на рабочем экране, рис. 3.7.

2. Состояния пуска

Поле состояний пуска или лист состояний показывает готов двигатель к пуску или нет. Состояния, показываемые зеленым маркером, должны представляться перед тем, как возможен пуск двигателя. Если же состояния показаны на красном фоне с белым восклицательным знаком или восклицательным знаком на жёлтом фоне, то двигатель не готов к пуску. Если состояния не существенны в отношении пуска, то фон серый, а контрольный знак или восклицательный будут показывать статус состояния.

Ниже перечислены возможные индикации состояний по каждому полю:

• Главный пусковой клапан в положении готовности (Standby or at Sea). Зелёный, когда готов и Жёлтый, когда не готов.
• Главный пусковой клапан заблокирован (FWE). Зелёный, когда заблокирован и Жёлтый, когда не заблокирован.
• Система распределения пускового воздуха в готовности (Standby or At Sea). Красный, когда система заблокирована, Жёлтый, когда не готова и Зелёный, когда в состоянии готовности.
• Система распределения пускового воздуха заблокирована (FWE), Жёлтый, когда система не заблокирована и Зелёный, когда заблокирована.
• Давление пускового воздуха (Standby or At Sea), Красный, когда давление не в норме и Зелёный, когда в норме.
• Давление управляющего воздуха (Standby or At Sea), Красный, когда управляющий воздух выпускается, Жёлтый, когда давление низкое и Зелёный, когда давление в норме.
• Выпуск управляющего воздуха (FWE), Жёлтый, когда управляющий воздух не выпускается, Зелёный, когда выпускается.
• Валоповоротный механизм рассоединён (Standby or At Sea), Красный, когда механизм не рассоединён и Зелёный, когда механизм рассоединён.
• Вспомогательные воздуходувки (Standby or At Sea), Красный, когда воздуходувки не в рабочем состоянии и Зелёный, если в рабочем.
• Питание от силовой гидравлики (Standby or At Sea) от насосов при пуске двигателя, Жёлтый, если HPS не в норме и зелёный, если HPS в норме.
• Давление гидравлики (Standby or At Sea), Красный, если давление слишком низкое, Зелёный, если давление в норме.
• Нулевой шаг винта перед пуском (Standby or At Sea), Красный, если шаг не нулевой перед запуском, Зелёный, если шаг нулевой.
• Вспомогательные системы (Standby or At Sea), Жёлтый, если вспомогательные системы не в норме и Зелёный, если в норме.

3. Пусковой воздух

Индикатор давления пускового воздуха продолжительно показывает давление пускового воздуха в системе.

4. Механизм проворачивания

Поле показывает одно из двух состояний: отсоединён или соединён.

5. Воздуходувки

Показывает одно из следующих состояний вспомогательных нагнетателей: Остановлены, Работают, Запускаются, Неисправны.

6. Масло гидравлики

Индикатор гидравлического масла непрерывно показывает давление масла гидравлической системы.

7. Коленчатый вал

Показывает текущее положение коленчатого вала при проворачивании двигателя валоповоротным механизмом (с целью техобслуживания) и позволяет проверить положение в случае поломки пусковых клапанов.

Если двигатель работает, то поле дисплея показывает Running.

8. Давление управляющего воздуха

Индикатор непрерывно показывает давление управляющего воздуха системы.

9. Индикатор блокирования разворота шага винта (только с ВРШ).

На индикаторе блокирования шага возможна отмена блокировки (это может иметь место, если двигатель останавливается с шагом винта в положении вперёд или назад, и возврат в нулевое положение невозможен по причине неисправности). Отмена блокировки может быть выполнена только на уровне Chief level. Когда блокировка отменена, то это показывается текстом «Blocking Cancelled» на красном фоне.

10. Индикатор состояния пуска

Индикатор состояния пуска состоит из одного поля, которое содержит текущую информацию о состоянии пуска. Три неудавшиеся попытки пуска или неисправность медленного проворачивания могут быть причиной блокировки пуска «Start - Blocking». Индикатором состояния пуска указываются следующие состояния: Остановлен, Работает, Повторный пуск (предупредительный), Неисправность медленного проворачивания (аларм), Неисправность пуска.

11. Детали

При нажатии этой кнопки будут показаны отдельные тексты по датчикам Start Air, Control Air, and Crank Shaft.

12. Пневматическая диаграмма

Дополнительно к информации, описанной выше, экран содержит диаграмму пусковой пневматики и системы управляющего воздуха. Диаграмма предназначена для показа функционирования системы. Для отдельного двигателя дальнейшие детали могут быть найдены на установочных чертежах установки, поставляемых производителем двигателя.

Пилотные клапана А и В и медленное проворачивание могут и должны приводиться в действие для проверки того, что главный пусковой клапан и клапан медленного проворачивания открываются, а клапана пускового воздуха по цилиндрам не пропускают (Этот тест производится регулярно на остановленном двигателе).

Нажатием поля, окружающего пилотные клапана, возможны открывания тулбаров по приведению в действие пилотных клапанов.

Процессная информация

Этот экран даёт пользователю возможность сделать быстрый обзор используемых ограничителей/регуляторов. Экран всегда показывает текущие значения величин.

1. Режим работы (рис. 3.9)

Режим работы двигателя базируется на алгоритме, который непрерывно определяет параметры впрыска топлива и выпуска, которые влияют на цилиндровый процесс. Путём управления цилиндровым процессом (максимальное давление в цилиндре, степень сжатия и угол воспламенения) может существенно регулироваться топливный КПД и выбросы. Для ME двигателей могут иметь место несколько рабочих режимов. Они имеют различные алгоритмы, и обеспечивают различный топливный КПД и характеристики выбросов. Режимы работы конфигурируются для каждого типа двигателя MAN Diesel.

2. Управление скоростью

Это поле является таким же перечнем модификаторов скорости, как в разделе «УПРАВЛЕНИЕ» п. 7 «Скорость (RPM)». Поле ограничителя индекса имеет такой же перечень ограничителей как и в разделе «УПРАВЛЕНИЕ» п. 9 «Индикатор индекса топлива».

Нагрузка цилиндра

На уровне Chief оператор может отрегулировать баланс двигателя в отношении MIP (Mean Indicated Pressure) и свойств топлива, рис, 3.11. Также на этом уровне оператор может отрегулировать предел нагрузки на одном или более цилиндров, отрегулировать баланс цилиндровой нагрузки, а также отключить один или более цилиндров. Перед выводом цилиндра из работы необходимо принять во внимание ограничения согласно разделу –«Работа двигателя с отключёнными цилиндрами или турбонаддувом». Оператор может отрегулировать одновременно уставки на всех цилиндрах или отдельно на каждом цилиндре.

Давление в цилиндре

Уставки по уровню максимального давления (Maximum Pressure Level), балансу, степени сжатия и времени открытия выпускного клапана объединены в представление на едином экране, рис. 3.12, называемом Cylinder Pressure.

На уровне Chief диапазонами регулировки являются:

Литература

Эксплуатация, обслуживание и ремонт двигателей MAN B&W-ME - Пипченко А.Н., Пономаренко В.В., Шевченко В.А. [2014]

• Системы продувки двухтактных двигателей
• Рабочие циклы двухтактных двигателей
• Рабочие циклы четырёхтактных двигателей
• Основные данные двигателей: рабочий объем цилиндра
• Классификация и маркировка двигателей