Требования к качеству смазочного масла
Смазочное масло для двигателя
Смазочное масло должно быть класса вязкости SAE 40 и иметь индекс вязкости (VI) минимум 95. Щелочные свойства смазочного масла (ЩЧ) связаны с сортом топлива, как показано в таблице ниже. ЩЧ – это щелочное число. Его значение равно миллиграммам KOH в грамме масла.
При продолжительном использовании в качестве топлива газойля или дизельного топлива рекомендуется применение смазочных масел с ЩЧ 10-20. При периодической работе на природном газе и MDF рекомендуется применение смазочных масел с ЩЧ 10-15.
Необходимое ЩЧ при работе на тяжелом топливе связано со спецификацией топлива для двигателя, приведенной в следующей таблице.
Для установок, в которых двигатели периодически работают на топливе переменного качества, например природном газе, MDF и HFO, качество смазочного масла должно подбираться на основе требований для HFO. Для работы на тяжёлом топливе в первую очередь следует выбирать смазочные масла со значением ЩЧ равным 50-55. Масла со значением ЩЧ 40 также может быть использована с тяжёлым топливом при условии, что содержание серы сравнительно невелико и что ЩЧ остаётся выше предельного значения при допустимых интервалах между заменами масла. Смазочные масла со значением ЩЧ 30 должны использоваться вместе с тяжёлым топливом только в частных случаях; например, на установках с SCR (селективным катализатором), если, несмотря на более короткие интервалы между заменами масла, могут быть достигнуты лучшие показатели общей экономии. Меньшие значения ЩЧ могут иметь положительное влияние на срок службы катализатора в установках с SCR.
Для двигателя не является вредным использование более высокого ЩЧ, чем рекомендуется для сорта топлива.
Недопустимо смешивать масла разных марок, если только это не разрешено поставщиками масла. Если двигатель на гарантии, смешивание различных масел также должно быть одобрено компанией Wärtsilä.
Каждая установка снабжается обновлённым списком одобренных смазочных масел.
Масло в регуляторе частоты вращения или актуаторе
В нормальных условиях эксплуатации допустим класс вязкости масла SAE 30 или SAE 40. Обычно может быть использовано такое же масло, что и в двигателе. При низких температурах окружающей среды возможна необходимость использования универсального масла (например, SAE 5W-40), чтобы гарантировать правильную работу при запуске с холодным маслом.
Масло в валоповоротном устройстве
Рекомендуется использование редукторных масел EP с вязкостью 400-500 сСт при 40°C = ISO VG 460. Каждая установка снабжается обновлённым списком одобренных смазочных масел.
Внутренняя система смазки маслом
Масляный картер – сухого типа. С каждого конца двигателя предусмотрены два отвода масла. Один отвод со свободного конца и оба отвода с приводного конца должны быть подведены к системному масляному танку.
Насос смазочного масла с приводом от двигателя – винтового типа; оборудован регулировочным клапаном. Высота всасывания, производительность и давление насоса с приводом от двигателя указаны в главе «Технические данные».
Все двигатели поставляются с обкаточными фильтрами, установленными перед каждым рамовым подшипником, перед ГТН и промежуточными шестернями. Эти фильтры должны быть удалены после пуско-наладки.
Внешняя система смазки
Система сепарации
БЛОК СЕПАРАТОРА (2N01)
Каждый двигатель должен иметь отдельный сепаратор смазочного масла; сепараторы должны быть рассчитаны на непрерывную сепарацию. Если установка предназначена для работы только на газовом/дизельном топливе, тогда может быть достаточна периодическая сепарация.
Два двигателя могут иметь общий сепаратор смазочного масла, если двигатели работают на газовом/дизельном топливе. В установках из четырех и более двигателей следует устанавливать два сепаратора смазочного масла. В установках, где в качестве топлива применяется HFO, для каждого двигателя должен быть предусмотрен отдельный сепаратор смазочного масла.
Сепараторы обычно поставляются уже собранными блоками.
Обычно блоки сепаратора смазочного масла оборудованы:
- Подающим насосом с сетчатым фильтром и предохранительным клапаном
- Подогревателем
- Сепаратором
- Шкафом управления
Также блок сепаратора смазочного масла может быть оборудован промежуточным шламовым танком и шламовым насосом, что делает сепаратор более удобным для применения, так как нет необходимости располагать шламовый танк непосредственно под сепаратором.
ПОДАЮЩИЙ НАСОС СЕПАРАТОРА (2P03)
Подающий насос выбирается из расчёта, чтобы соответствовать рекомендованной пропускной способности сепаратора. Обычно насос подбирается и поставляется к сепаратору производителем сепаратора.
При расчете электродвигателя, необходимо принять во внимание самую низкую прогностическую температуру в масляном танке системы (после длинной остановки).
ПОДОГРЕВАТЕЛЬ СЕПАРАТОРА (2Е02)
Параметры подогревателя следует задать, исходя из производительности подающего насоса и температуры в масляном танке системы. Когда двигатель работает, температура в масляном танке системы, расположенном в днище корабля, обычно составляет 65…75°С. Для того, чтобы сделать возможной сепарацию при остановленном двигателе, мощность подогревателя должна быть достаточной для поддержания требуемой температуры без подвода тепла от двигателя.
Рекомендуемая температура масла после подогревателя составляет 95°С.
Температура поверхности подогревателя не должна превышать 150°С во избежание крекинга масла.
Подогреватели должны быть оборудованы предохранительными клапанами и сливными трубами, ведущими к танку утечки (так, чтобы возможные утечки могли быть обнаружены).
СЕПАРАТОР (2S01)
Предпочтительно, чтобы сепаратор был с контролируемым сливом из корпуса, чтобы минимизировать потери смазочного масла.
Пропускная способность Q [л/ч] сепаратора может быть оценена по формуле:
ШЛАМОВЫЙ ТАНК (2Т06)
Шламовый танк следует расположить непосредственно под сепараторами, или как можно ближе, насколько это возможно, под сепараторами, кроме случаев, когда шламовый танк интегрирован в блоке сепаратора. Шламовая труба должна находиться под постоянным уклоном вниз.
Системный масляный танк (2Т01)
Рекомендуемый объём масляного танка указан в главе Технические данные.
Системный масляный танк обычно располагается под фундаментом двигателя. Танк не должен выдаваться под редуктор или генератор, а также должен быть расположен симметрично в поперечном направлении под двигателем. Более того, расположение танка должно быть таким, чтобы смазочное масло не охлаждалось ниже нормальной рабочей температуры. Высота всасывания крайне важна, если насос смазочного масла приводится от двигателя. Потери на фильтрах и т.д. добавляются к геометрической высоте всасывания. Максимальная высота всасывания указана в главе Технические данные.
Соединение трубы между поддоном картера двигателя и масляным танком системы должно быть гибким, чтобы предотвратить повреждения, связанные с тепловым расширением. Возвратные трубы от поддона картера двигателя должны оканчиваться ниже минимального уровня масла в танке. Более того, возвратные трубы не должны располагаться в том же углу танка, где расположена всасывающая труба насоса.
Всасывающая труба насоса должна быть с воронкообразным или коническим впускным отверстием, чтобы минимизировать потерю давления. По этой же причине всасывающая труба должна быть как можно короче и прямее (насколько это возможно) и иметь достаточный диаметр. Манометр должен быть расположен близко к впускному отверстию насоса смазочного масла. Далее всасывающая труба должна быть оборудована обратным клапаном створчатого типа без пружины. Обратный клапан чрезвычайно важен, если насос приводится от двигателя, обратный клапан необходимо установить в таком положении, чтобы обеспечить самозакрывание.
Всасывающая и возвратная трубы сепаратора не должны располагаться в танке близко друг к другу.
Вентиляционная труба из масляного танка системы не может быть совмещена с вентиляционными трубами картера двигателя.
После длительной остановки должна существовать возможность повысить температуру масла в танке. В холодных условиях, возможна необходимость иметь нагревательные элементы в масляном танке для обеспечения прокачиваемости. Подогреватель сепаратора обычно используется единожды для повышения температуры масла до достижения прокачиваемости. После тепло может передаваться маслу от предварительно прогретого двигателя, если вязкость масла и, соответственно, потребление мощности масляного насоса предварительной смазки не превышает мощности электродвигателя.
Газовое топливо в картере может в очень небольших количествах растворяться в смазочном масле. Поэтому возможно попадание небольших количеств газа в системный масляный танк многотопливного двигателя вместе со смазочным маслом и испарение его в танке в пространство выше уровня масла. Поэтому системный масляный танк должен быть с закрытым верхом. Системный масляный танк многотопливного двигателя в части вентиляции должен быть оборудован также, как его масляный картер. Отверстия системного масляного танка помимо трубки сапуна должны быть либо закрыты, либо иметь конструкцию, не позволяющую газовому топливу проникать танк (например, конструкции переливной трубы с водяным затвором). Трубки сапунов системных танков двигателей, находящихся в одном машинном отделении, не должны соединяться.
Конструкция и компоновка системного масляного танка может требовать одобрения классификационного общества для каждого конкретного проекта. Любые КИП, установленные в системном масляном танке, должны сертифицироваться Ex apparatus.
Напорный танк (2T02)
В установках с двигателями, не оборудованными насосами с приводом от двигателя, должен применяться напорный танк для обеспечения некоторой смазки в течение времени, необходимого для прекращения ращения коленвала при остановки двигателя при обесточивании.
Необходимая высот установки танка – прибл. 7 метров над осью коленвала. На подводе двигателя должно замеряться давление не менее 50 кПа (0.5 Бар).
Сетчатые фильтры грубой очистки (2F01, 2F04, 2F06)
Рекомендуется установить сетчатые фильтры перед каждым насосом, чтобы защитить насос от повреждения. Чтобы минимизировать потери давления, сетчатый фильтр и всасывающая труба должны быть установлены достаточно точно. Сетчатый фильтр всегда должен быть оборудован аварийной сигнализацией высокого перепада давления.
Насос предварительной прокачки маслом (2P02)
Насос предварительной прокачки – это установленный отдельно насос винтового или шестеренного типа, который должен быть оборудован предохранительным клапаном.
Установка насоса предварительной прокачки является обязательной. Лавный насос с электроприводом или резервный насос не могут (полного давления) не могут использоваться вместо специального насоса предварительной прокачки, так как его максимально допустимое давление 200 кПа (2 Бар) позволяет исключить протечки через лабиринтное уплотнение ГТН (которые не представляют проблемы при работающем двигателе). Также не допустимо применение двухскоростного электромотора для главного или резервного насосов.
Трубопроводы должны быть устроены таким образом, чтобы насос предварительной прокачки заполнял главный масляный насос, если главный насос имеет привод от двигателя.
Насос предварительной прокачки должен работать всегда, когда двигатель останавливается.
В зависимости от предполагаемой температуры масла после долгой остановки высота всасывания и всасывающая способность насоса должны специально рассчитываться с учетом вязкости. При холодном масле давление насоса будет достигать давления срабатывания предохранительного клапана.
Масляный холодильник (2E01)
Может применяться вешний масляный холодильник пластинчатого или трубчатого типа. Для расчета перепада давления пользоваться величиной вязкости 50 сСт при 60°C (SAE 40, VI 95).
Термостатный клапан (2V01)
Термостатный клапан поддерживает заданную температуру масла на подводе к двигателю, направляя часть потока масла в перепускную линию вместо холодильника.
При использовании термостатного клапана с восковыми элементами уставка клапана должна быть такова, чтобы на входе в двигатель температура не превышала 63°C. Это означает, что уставка должна быть, например, 57°C. В этом случае клапан начинает открываться при 54°C, а при 63°C он полностью открыт. При выборе термостатного клапана с восковым элементом, имеющего уставку 63°C, полное открытие клапан не произойдет, пока температура масла не достигнет, например, 68°C, что слишком велико для двигателя на полной нагрузке.
Автоматический фильтр (2F02)
Рекомендуется выбирать автоматический фильтр со вставкой в перепускной линии, что позволяет более простое переключение на перепускную линию при техобслуживании автоматического фильтра. Масло обратной промывки должно отводиться обратно в системный масляный танк. Фильтр обратной промывки может быть как интегрированным в автоматический фильтр, либо отдельным.
Автоматические фильтры обычно оборудуются встроенным предохранительным фильтром. Однако некоторые типы автоматических фильтров, особенно рассчитанные на высокую производительность, могут не иметь встроенных защитных фильтров. В Таком случае перед двигателем должен устанавливаться отдельный защитный фильтр (2F05).
Предохранительный фильтр (2F05)
Отдельный предохранительный фильтр (2F05) должен устанавливаться перед двигателем в случае, если он не встроен автоматический фильтр. Предохранительный фильтр (2F05) должен быть сдвоенного типа со вставками из стальной сетки.
Демпфер смазочного масла (2R03)
12-ти цилиндровый V-образный двигатель поставляется с демпфером для установки во внешней системе трубопроводов.
Система вентиляции картера двигателя
Система вентиляции картера двигателя предназначена для удаления газов из картера двигателя, чтобы поддерживать давление в картере в заданных пределах.
Каждый двигатель должен быть оснащён собственной вентиляционной трубой, ведущей к открытому воздуху. Вентиляционные трубы картера недопустимо совмещать с другими вентиляционными трубами, например, вентиляционными трубами из масляного танка системы.
Диаметр трубы должен быть достаточно большим во избежание чрезмерного противодавления. Другое оборудование трубопровода также должно быть разработано и рассчитано во избежание чрезмерного противодавления.
Конденсационную ловушку необходимо расположить в вытяжной трубе рядом с двигателем.
Соединение между двигателем и трубой должно быть гибким.
Инструкции по промывке
В данном руководстве даются только общие сведения по промывке. По конкретному проекту см. инструкции, включенные в «Инструкции по монтажу» (IPI).
Трубопроводы и оборудование, навешанное на двигатель
Промывка трубопроводов и оборудования, навешанного на двигатель, не требуется, поэтому промывочное масло не прокачивается через систему смазки двигателя (система промывается и очищается на заводе). Однако допустима промывка масляного отстойника двигателя. После помывки следует проверить чистоту масляного отстойника.
Внешняя масляная система
См. схемы в разделе «Внешняя система смазочного масла» для определения расположения/описания компонентов, указанных ниже.
Внешние масляные танки, танк свежего масла и системный масляный танк (2T01) перед заливкой масла необходимо проверить на чистоту.
При промывке запустите сепаратор (2N01), чтобы он работал непрерывно при промывке (не менее 24 часов). После помывки оставить сепаратор в работе, чтобы обеспечить удаление оставшихся загрязнений.
Если установлен резервный насос с электроприводом, то его следует использовать в первую очередь для промывки, однако и насос предварительной прокачки маслом (2P02) должен проработать несколько часов, чтобы промыть трубы.
Запустить циркуляционные насосы через временный внешний фильтр (рекомендуемый размер ячейки 34 микрона) на масляный отстойник через шланг и дверцу картера. Насосы должны быть защищены на всасывающем патрубке фильтрами грубой очистки (2F04, 2F06).
Автоматический фильтр (2F02) следует обеспечить байпасом, чтобы не повредить его. Также рекомендуется снабдить байпасом масляный холодильник (2E01).
Типы промывочного масла
ВЯЗКОСТЬ
Для эффективного удаления загрязнений и выведения их с потоком наиболее приемлемая вязкость масла это 10…50 сСт. Правильная вязкость может быть достигнута, если машинное масло нагреть до 65°С или если использовать специальное промывочное масло, которое обладает указанной вязкостью при температуре окружающей среды.
ПРОМЫВКА МАШИННЫМ МАСЛОМ
Лучше всего использовать для промывки машинное мало. Однако это требует работы сепаратора, чтобы нагреть масло. Машинное масло, используемое для промывки, может быть повторно использовано в двигателе при условии, что к концу промывки в нем не осталось загрязнений.
ПРОМЫВКА СПЕЦИАЛЬНЫМ МАСЛОМ С НИЗКОЙ ВЯЗКОСТЬЮ
Если при промывке нет в наличии сепаратора для подогрева масла, то вместо машинного масла можно использовать специальное промывочное масло с низкой вязкостью. В таком случае после промывки масло должно быть полностью удалено из системы. Тщательнейшим образом следует слить промывочное масло из всех карманов и из днища танков, чтобы данное масло не ухудшило показатель вязкости машинного масла.
ОТБОР ПРОБ СМАЗОЧНОГО МАСЛА
Для проверки чистоты смазочного масла компания Wärtsilä возьмет пробу масла после промывки. Будет проведен анализ следующих свойств: вязкость, щелочное число, кислотное число, содержание нерастворимых частиц, подсчет содержания железной стружки и частиц.
Процесс ввода в эксплуатацию тем временем будет продолжаться без перерыва, если только ответственный за сдачу двигателя инженер не обнаружит загрязнения в масле.
Литература
Двухтопливные двигатели WARTSILA 50DF руководство по проектированию [2010]
