Вентиляция машинного отделения
Для поддержания приемлемых условий работы двигателей и обеспечения бесперебойной работы оборудования, следует уделять внимание вентиляции машинного отделения и подаче воздуха сгорания.
Воздухозаборники машинного отделения должны быть расположены и спроектированы так, чтобы в воздуховоды и машинное отделение не попадали забортная вода, дождевая вода, пыль и выхлопной газ. Минимальные требования относительно вентиляции машинного отделения и более подробная информация содержится в соответствующих стандартах и в «Концепции безопасности двухтопливных двигателей».
Объем воздуха, необходимый для вентиляции, рассчитывается исходя из величины Φ, суммарного теплового излучения, которое должно быть компенсировано. Для определения Φ должны приниматься во внимание все источники тепла, в частности:
- Главные и вспомогательные дизельные двигатели
- Выхлопные газоходы
- Генераторы
- Электрооборудование и освещение
- Котлы
- Паровые и конденсатные трубопроводы
- Танки
Рекомендуется принимать в расчет температуру забортного воздуха не ниже 35°C и повышение температуры на 11°C при вентиляции машинного отделения.
Объем воздуха для вентиляции машинного отделения (необходимо помнить, что должны быть выполнены упомянутые выше требования - 30 оборотов объема воздуха/час) рассчитывается по формуле:
Выделяемые двигателями объемы тепла перечислены в разделе «Технические данные».
Вентиляция машинного отделения должна производиться отдельными вентиляторами. Предпочтительно, чтобы эти вентиляторы были оборудованы двухскоростными электромоторами (либо моторами с регулируемой частотой вращения). Тогда можно будет снижать уровень вентиляции в зависимости от температуры окружающего воздуха и выделения тепла в машинном отделении, например, во время ремонта главного двигателя, когда он не разогрет и, таким образом, не нагревает машинное отделение.
Необходимо равномерное распределение воздуха в машинном отделении с учетом потоков от точек подачи до точек вытяжки воздуха. Обычно система проектируется так, чтобы через трубу выдувалось наибольшее количество воздуха. Во избежание застаивания воздуха можно применять вытяжные вентиляторы.
Хорошей практикой является оборудование зон со значительными источниками тепла, скажем помещений сепараторов, собственными вохдухозаборниками и отводящими вентиляторами.
Следует избегать недоохлаждения машинного отделения при любых условиях (эксплуатации, на медленном ходу и на стоянке). Также следует избегать холодных сквозняков, особенно в местах частых работ по техническому обслуживанию. Для работы в очень холодных условиях в системе должен быть предусмотрен подогреватель. Подходящей рабочей средой может быть термальное масло либо смесь вод с гликолем (для предотвращения замерзания). Если судно обогревается паром, подогреватель должен быть включен во вторичный контур.
Качество воздуха сгорания
Температура воздуха на подводе ГТН должна держаться, насколько это возможно, в диапазоне от 15°C до 35°C. Краткосрочно допустима максимальная температура 45ºC.
Конструкция системы воздуха сгорания
Обычно воздух сгорания выводится из машинного отделения через фильтр на ГТН. Это снижает риск при работе при низких температурах, а также подачи загрязненного воздуха. Совершенно недопустимо, чтобы воздух сгорания содержал забортную воду, пыль, испарения и т.д.
При нормальных условиях эксплуатации температура воздуха, поступающего в ГТН, должна поддерживаться в пределах между 15ºC и 35ºC. Краткосрочно допустима максимальная температура 45ºC. Расход воздуха сгорания указан в разделе "Технические данные".
Воздух сгорания должен подаваться отдельными нагнетателями, мощность которых должна быть несколько больше, чем максимальный расход воздуха. Масса воздуха сгорания, указанная в технических данных, определена для температуры окружающего воздуха 25°С. Для определения плотности воздуха, соответствующей 30°С или более следует перевести массовый расход в объемный расход. Для вычисления объемного расхода можно пользоваться следующей формулой:
Предпочтительно, чтобы вентиляторы были оборудованы двухскоростными электромоторами (либо моторами с регулируемой частотой вращения) для большей гибкости в эксплуатации. В дополнение к ручному управлению скорость вентилятора может регулироваться с помощью нагрузки двигателя.
На установках с несколькими двигателями предпочтительно, чтобы каждый главный двигатель имел свой вентилятор для воздуха сгорания. Таким образом, подача воздуха может регулироваться в зависимости от числа работающих двигателей.
Воздух сгорания должен поступать по специальному воздуховоду, расположенному около ГТН и направленному на воздухозаборник ГТН. Выпускное отверстие воздуховода должно быть оборудовано створкой для регулирования направления и количества воздуха. Другие потребители воздуха сгорания, например, другие двигатели, газовые турбины и бойлеры, должны также обслуживаться соответствующими воздуховодами воздуха сгорания.
В случае необходимости, воздуховод воздуха сгорания может быть подсоединен непосредственно к ГТН с помощью гибкого соединительного шланга. К такому приспособлению в воздуховоде должен быть установлен внешний фильтр для защиты ГТН и предотвращения засорения холодильника наддувочного воздуха. Максимальный разрешенный перепад давления в воздуховоде – 1,5 кПа.
Воздуховод должен быть оснащен плавно переключающейся перекидной створкой с тем, чтобы забирать воздух из машинного отделения или снаружи, в зависимости от нагрузки двигателя и температуры воздуха.
Для очень холодных условий необходимо наладить подогрев приточного воздуха. Вентилятор воздуха сгорания остановлен во время запуска двигателя, и необходимый воздух сгорания поступает из машинного отделения. После запуска двигателя подача вентиляционного воздуха, воздуха сгорания или сочетания того и другого, должна поддерживать минимальную требуемую температуру воздуха сгорания. В тех случаях, когда всасываемый воздух холодный, поток воздуха, подаваемый с помощью вентилятора воздуха сгорания, должен быть направлен от двигателя, чтобы воздух мог прогреваться в машинном отделении.
Отсечной клапан наддувочного воздуха (опцион)
В установках, в которых воздух сгорания может содержать горючий газ или пар, двигатель может быть оборудован отсечным клапаном зарядного воздуха. Это обязательно там, где возможно всасывание двигателем горючего газа или дыма.
Конденсация в холодильнике наддувочного воздуха
Пример, в соответствии с диаграммой:
При температуре окружающего воздуха 35°C и относительной влажности 80%, количество воды в воздухе составляет 0,029 кг воды/ кг сухого воздуха. Если давление в коллекторе наддувочного воздуха (ресивере) при этих условиях равно 2,5 Бар (= 3,5 Бар абсолютное давление), точка росы равна 55°C. Если температура воздуха в коллекторе всего 45°C, в воздухе может содержаться только 0,018 кг/кг воды. Разница, 0,011 кг/кг (0,029 – 0,018) выпадает в виде конденсата.
Литература
Двухтопливные двигатели WÄRTSILÄ 34DF проектное руководство
