Система управления двухтопливных двигателей состоит из:
- навешенной на двигатель системы управления
- пульта управления (ПУ)
- системного операторского интерфейса Wärtsilä (WOIS)
- информационной среды, разработанной Wärtsilä (WISE)
- источника бесперебойного питания (ИБП), опцион
- центра управления моторами (MCC), опцион
Компоненты системы и их функция
Система основана на электронных модулях с обменом данных через сдвоенную шину CAN. Система Аккумулирует сигналы с датчиков, подсоединенных к модулям, установленным в различных местах на двигателе. Сигналы обрабатываются и сравниваются с контрольными параметрами, установленными для всех активных процессов двигателя (частота вращения, управление нагрузкой, контроль состава топливно-воздушной смеси и т.д.)
Оборудование на двигателе, включенное в систему UNIC C1, осуществляет все функции управления.
Система использует источники питания 24 VDC и 110 VDC, подаваемые от ПУ, и оборудована следующими компонентами:
Основные компоненты
- Управление частотой вращения
- Дублирующее измерение частоты вращения и фазы
- Контроль давления и подачи газа
- Контроль состава топливно-воздушной смеси
- Контроль балансировки и детонации цилиндров
- Электро-гидравлический актуатор для режимов работы на дизельном топливе или в резервном режиме
- Контроль температуры наддувного воздуха
- Контроль температуры ВТ-контура охлаждения.
Пульт местного управления (ПМУ).
ПМУ установлен на двигателе. На нем имеются кнопки местного управления, селекторные переключатели, резервные индикаторы и дисплей интерфейса «Человек-машина». На пульте установлено следующее оборудование:
- Кнопка пуска
- Кнопка остановки
- Кнопка сброса выключателей/автоматической остановки
- Переключатель режимов «местный/дистанционный»
- Местная установка аварийной частоты вращения
- Кнопка аварийной остановки
- Индикатор частоты вращения двигателя
- Индикатор температуры ВТ-контура охлаждения
- Индикатор давления масла
- Местный дисплей. На дисплее отображаются важнейшие показания измерений двигателя и его статус.
Система безопасности и система пуска/остановки
Система безопасности и система пуска/остановки являются интегральной частью навешенной на двигатель системы управления, которая включает:
- Систему автоматических отключений с фиксацией состояния
- Выключатели подачи газа и запального топлива с фиксацией состояния
- Функцию запроса на снижение нагрузки
- Систему перехода от одного топлива к другому
- Функцию блокировки пуска
- Систему последовательности пуска и остановки
Датчики
- Датчики, установленные на двигателе, соответствуют стандартам компании Wärtsilä и требованиям классификационных организаций.
- Датчики подсоединены к установленным на двигателе модулям.
Внешний интерфейс
Параметры (измеряемые данные, состояние АПС и проч.), получаемые системой управления, утсановленной на двигателе, передаются на шину обмена данных: Ehternet Modbus TCP/IP. Сигналы управления как пуска, стоп, выбор топлива и аварийная установка полаются через жестко закоммутированные провода, чтобы обеспечить безопасную работу, даже если внешняя шина обмена данными выйдет из строя при работе двигателя.
КОНТРОЛЬ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ
Главные двигатели (силовые установки)
Система электронного контроля частоты вращения интегрирована в систему автоматики двигателя. Для установок с одним главным двигателем предусмотрен актуатор топливной рейки с резервным механико-гидравлическим регулятором. Механический резервный регулятор может также быть предусмотрен для судов с двойным винтом, где на каждый вал гребного винта предусмотрен один двигатель. Такое механическое резервирование не является опцией для установок с двумя двигателями, подсоединенными к одному и тому же редуктору.
Дистанционная установка частоты вращения с системы управления пропульсивной установкой производится сигналом 4-20 mA. Возможен выбор режима, где опорный сигнал по частоте вращения будет настраиваться сигналами увеличения/уменьшения.
Электронная система управления частотой вращения оперирует с данными распределения нагрузки между параллельно работающими двигателями, управляет топливными ограничителями и множеством других функций (напр. «готов к зацеплению/расцеплению»). Однако в систему управления пропульсивной установки необходимо включить защиту по перегрузке и контроль уровня увеличения нагрузки в соответствии с разделом «Рабочие диапазоны».
Дизель-генераторные установки (ДГУ)
Система электронного контроля частоты вращения интегрирована в систему автоматики двигателя. Распределение нагрузки может основываться на стандартных статических характеристиках, или может осуществляться независимо узлами регулировки частоты вращения без статизма. Последний способ регулировки относится обычно к изохронному типу распределения нагрузки. При изохронном распределении нагрузки нет необходимости балансировки нагрузки, настройки частоты или контроля нагружения/разгружения генератора на внешней системе управления.
В системе регулировки по статизму каждый узел управления частотой увеличивает свою внутреннюю опорную частоту, если узел определил увеличение нагрузки на генераторе. Уменьшение частоты в электросети с большой нагрузкой в системе приводит к тому, что все генераторы пропорционально распределят между собой общую увеличенную нагрузку. Двигатели с одинаковым статизмом и опорной частотой распределят между собой нагрузку одинаково. Нагружение и разгружение генератора осуществляется настройкой опорной частоты каждого узла регулировки частоты вращения. Величина статизма стандартно 4%, т.е. разница в частоте между нулевой и максимальной нагрузками составляет 4%.
В изохронном режиме опорный сигнал частоты вращения остается неизменным, независимо от уровня нагрузки. Оба режима, изохронного распределения и статизма, являются стандартными в системах управления частотой вращения, т.е. возможно выбрать любой из двух. Если судно имеет несколько распределительных секций с прерывателями между секциями, то необходимо значение состояния каждого прерывателя для управления распределением нагрузки в изохронном режиме.
Пульт управления (ПУ)
Пульт управления двигателя представляет собой шкаф, установленный на полу. Шкаф устанавливается в вентилируемом, чистом помещении, таким как диспетчерская или помещение для распределительных щитов. ПУ включает в себя:
- Программируемый контроллер PLC + модули входов/выходов
- Дисплей интерфейса «Человек-машина» и кнопки переключения/управления
- Средства ручного управления двигателя
- Систему управления блоком газовых клапанов (БГК):
- система последовательного тестирования на утечку газа
- последовательность вентиляции
- последовательности продувки инертным газом
- контроль обслуживания
- Автоматические последовательности пуска/останова для вспомогательного оборудования:
- насос предварительной прокачки маслом
- топливный насос
- подогреватель охлаждающей жидкости
- вентилятор выхлопных газов
- Дублирующий входной источник питания 230 VAC (подается от ИБП)
- Дублирующие преобразователи питания 24 VDC для двигателя (питание систем управления), вспомогательного оборудования, поставляемого Wärtsilä, и для внутреннего контрольного питания.
- Дублирующий преобразователь питания 110 VDC для двигателя (система впрыска топлива).
- Интерфейс между двигателем со вспомогательным оборудованием, поставляемым Wärtsilä, и внешними системами
- Реле отключения питания (опцион).
Интерфейс
Сигналы с точек АПС или слежения параметров, получаемые ПУ, а также сигналы с двигателя, передаются на судовую систему автоматики и управления и операторский интерфейс Wärtsilä (WOIS) через шину Ethernet Modbus TCP/IP.
Управление с ПУ
Двухтопливный двигатель может управляться вручную с ПУ. Типичные функции на ПУ это пуск, стоп и выбор типа топлива. Управление с ПУ производится в ситуации, когда дистанционная система выведена из строя, или если необходимо управление вручную из-за проводимых работ по техобслуживанию, либо по каким-либо другим причинам.
Отключение питания (опция)
Функция отключения питания не требуется из-за того, чтоб в машинном отделении используются двустенные газовые трубы. Однако, если данная опция используется, то возможно отключение питания двигателя и вспомогательного оборудования (фильтров, клапанов и т.д.) активацией реле отключения питания на ПУ.
Операторский интерфейс WOIS
Операторский интерфейс (WOIS), разработанный компанией Wärtsilä, служит для предоставления оператору/техническому персоналу информации для устранения неполадок, анализа работы и проведения техобслуживания двухтопливного двигателя.
Операторский интерфейс (WOIS) собирает и регистрирует данные со всех двигателей и вспомогательного оборудования, поставляемого компанией Wärtsilä. Далее данные представляются на нескольких страницах интерфейса. Данные отображаются в графиках с указанием измеряемых значений, а также информации о состояния оборудования двухтопливной системы. На экране отображаются как общие графики, так и так и графики по конкретному двигателю. Для каждого аналогового сигнала имеется отображение тенденций. Измеряемые и отображаемые параметры имеются также в формате перечня АПС или перечня событий.
В аппаратное обеспечение интерфейса WOIS входят компьютер, монитор, клавиатура и мышь. Компьютер и монитор оборудованы крепежом для установки на судах.
Информационная платформа WISE
Информационная платформа WISE, разработанная для проведения долгосрочного наблюдения за установкой. Она имеет модули, оповещающие о данных по двигателю и производительности установки; данные модули также производят оценку долгосрочных прогнозов, ведут электронный журнал контроля коэффициента использования. Данные основаны на автоматическом вводе данных операторским интерфейсом WOIS. Данные электронного журнала и контроля коэффициента использования основаны на вводе данных оператором. Платформа WISE предназначена для отправки и подготовки данных в центр Wärtsilä CBM («оценка необходимости техобслуживания в соответствии с состоянием системы»), откуда клиент может получить обработанные сведения. Программное обеспечение WISE установлено на рабочей станции WOIS.
Источник бесперебойного питания (ИБП), опцион.
Источник бесперебойного питания поставляется в качестве опциона. Основные характеристики ИБП:
- трехфазовое основное входное питание
- однофазные выходы 230 VAC
- емкость аккумулятора: 30 минут работы системы автоматики двухтопливного двигателя
- класс защиты IP22
Центр управления моторами (MCC), опцион.
Подобный центр устанавливается один на машинное отделение и включает в себя обычно следующие пускатели и фидеры:
- пускатель насоса предварительной прокачки маслом
- пускатель топливного насоса
- пускатель вентилятора выхлопных газов
- фидер стартера валоповоротного механизма
- фидер подогревателя охлаждающей жидкости
Центр управления моторами подсоединен жестко коммутированными проводами к ПУ. Уровень защиты IP44.
Отключение питания (опция)
Функция отключения питания не требуется из-за того, чтоб в машинном отделении используются двустенные газовые трубы. Однако, если данная опция используется, то возможно отключение питания вспомогательного оборудования, запитанного от MCC, активацией реле отключения питания на центре MCC.
Вентиляция выхлопных газов
Блок вентиляции выхлопных газов специально разрабатывается для каждого двигателя и состоит из электрического вентилятора, реле протока и дроссельной заслонки. Дополнительную информацию см. раздел «Система выхлопных газов».
Блок газовых клапанов (БГК)
Блок газовых клапанов (БГК) разрабатывается конкретно для двигателя и служит для контроля подачи газа на двигатель. ПУ производит контроль работы БГК. Датчики на БГК подсоединены к ПУ через изолирующие перегородки. Дополнительную информацию см. раздел «Топливная система».
Интерфейс и управление
В общем все сигналы управления жестко коммутированы между узлами, только данные по состоянию системы передаются через шину данных.
Внешний интерфейс
ПУ является интерфейсом системы управления двухтопливной установки, между двигателем и всем соответствующим вспомогательным оборудованием и далее к внешним системам.
Иерархия в системе управления двигателем следующая:
- Местное управление на двигателе
- Местное управление на ПУ
- Внешние системы
Вспомогательное газовое оборудование
Блок газовых клапанов (БГК)
ПУ управляет и отслеживает параметры блока газовых клапанов. Перед тем, как газ подан на двигатель, производится проверка блока газовых клапанов (БГК). Проверка включает в себя последовательность работы клапанов при обнаружении возможных неисправностей или утечек на клапанах.
После перехода/переключения из режима работы на газе в режим дизельного топлива (ДТ) или резервный режим производится вентиляция БГК и газовой трубы. Если двигатель был остановлен в режиме работы на газе, то тогда также производится цикл вентиляции.
После остановки двухтопливного двигателя газовая труба от БГК к двигателю продувается инертным газом, если в двигателе использовался газ.
Блок вентиляции выхлопной системы
После остановки системы выхлопная система вентилируется, чтобы удалить любые остатки несгоревшего газа, если двигатель работал в пределах 2 минут в режиме газового топлива до остановки двигателя. Работа вентилятора управляется ПУ через пускатель вентилятора. Вентилятор можно включить вручную с помощью пускателя.
Пускатели электромоторов насосов с электроприводом
Сепараторы, подогреватели и блоки подачи топлива стандартно поставляются в предварительной сборке с пускателями электромоторов. Для валоповоротного устройства, а также для различных насосов с электроприводом требуются отдельные пускатели. Параметры пускателя для насосов с электроприводом должны соответствовать типу вывранного насоса и электродвигателя.
Пускатели не входят в объем поставки системы управления двигателя, но они имеются в качестве дополнительного опциона.
Валоповоротное устройство (9N15)
Для процедуры технического обслуживания коленвал можно медленно проворачивать с помощью валоповоротного устройства. Пускатель должен допускать реверсивное управление электромотором.
Номинальные параметры электромоторов указаны в таблице ниже.
Масляный насос предварительной прокачки маслом (2P02)
При остановленном двигателе масляный насос предварительной прокачки маслом должен постоянно работать. Насос включается после остановки двигателя и отключается после пуска двигателя. Система управления автоматически управляет пуском/остановкой насоса через пускатель электромотора насоса.
Рекомендуется предусмотреть резервный источник питания от аварийного источника питания. Необходимо предусмотреть возможность возобновления работы дизель-генераторов, используемых в качестве главного источника питания, в ситуации отключения электропитания с помощью аккумулируемой энергии. В зависимости от конструкции и требований классификационных организаций возможно использование аварийных генераторов.
Резервный насос, смазочное масло (если установлен) (2P04)
Система управления двигателя запускает насос автоматически через пускатель, если давление масла падает ниже установленной величины при работающем двигателе. Для этого на двигателе установлен специальный датчик.
Насос не должен работать при остановленном двигателе, а также не может быть использован в качестве насоса предварительной прокачки маслом. Также он не должен работать параллельно с главным насосом, если главный насос в порядке.
Резервный насос, ВТ-контур охлаждения (если установлен) (4P03)
Система автоматики двигателя запускает данный насос автоматически через пускатель, если давление охлаждающей жидкости падает ниже установленной величины при работающем двигателе. Для этого на двигателе установлен специальный датчик.
Резервный насос, НТ-контур охлаждения (если установлен) (4P05)
Система автоматики двигателя запускает данный насос автоматически через пускатель, если давление охлаждающей жидкости падает ниже установленной величины при работающем двигателе. Для этого на двигателе установлен специальный датчик.
Циркуляционный насос подогревателя (4P04)
Если главный насос охлаждающей жидкости (ВТ-контур) приводится от двигателя, то насос подогревателя должен запускаться после остановки двигателя (для обеспечения циркуляции через двигатель в горячем состоянии) и должен останавливаться после пуска двигателя. Система автоматики управляет автоматическим пуском/остановкой насоса через пускатель.
Насосы забортной воды (4P11)
Насосы можно останавливать, когда все двигатели остановлены при условии, что нет необходимости в охлаждении другого оборудования в данной схеме.
Сепаратор смазочного масла (2N01)
Постоянно находится в работе.
Циркуляционный насос подогревателя (1N01)
Постоянно находится в работе.
Источник питания
Если требуется функция отключения питания, то питание вспомогательного оборудования двигателя и системы управления должно отключаться таким образом, чтобы фидеры отключались в случае определения утечки газа в системе газовой безопасности. Отключение фидеров стандартно выполняется системой аварийного выключения. Подробнее см. раздел «АПС и безопасность».
Источник бесперебойного питания (ИБП)
Рекомендуется запитывать ИБП от аварийного щита. Все системы слежения и управления двигателя, а также система WOIS, должны получать питание от ИБП. Входящее питание определяется по уровню напряжения, используемого на судне.
Питание ПУ блока
Каждый ПУ можно запитывать от двух различных источников питания, причем как минимум один должен получать питание от ИБП. Оба входящих питания должны быть рассчитаны на обеспечение полной нагрузки. При сбое одного из источников питания второй буде продолжать подачу без прерывания.
Система управления имеет встроенные дублирующие преобразователи, которые преобразуют входящее питание в изолированные источники напряжения 110 VDC и 24 VDC, необходимые для системы управления двигателем.
Питание центра управления моторами (MCC)
Напряжение питание зависит от напряжения на судне: стандартно 400 - 690 VAC. Как минимум один MCC / машинное отделение желательно обеспечить питанием от аварийного щита, чтобы был возможен запуск двигателя в ситуации отключения электропитания.
АПС и безопасность
Обнаружение газа / аварийная система отключения
Общая судовая система обнаружения газа отвечает за переключение двигателей на дизельное топливо и блокировку режима работы на газе.
Аварийно-предупредительные сигналы (АПС) и слежение параметров
АПС и обрабатываемые данные поступают на аварийную систему и систему WOIS по шине Ethernet Modbus TCP/IP. В качестве резерва также установлены жестко закоммутированные общие аварийные сигналы. АПС не являются фиксированными. Сигналы на автоматическое отключение, на отключение запального топлива и подачи газа – фиксированные, поэтому для ник необходимо производить сброс сигнала.
Функции безопасности
Функции безопасности в двухтопливных двигателях можно поделить на три категории:
- функции безопасности по газу, отключающие подачу газа
- функции безопасности по запальному топливу, отключающие запальное топливо
- функции безопасности двигателя, выключающие двигатель
Функция автоматического отключения двигателя остановит двигатель, если функции отключения газа или запального топлива не переведут двигатель в другой рабочий режим. Каждое срабатывание системы безопасности должно быть тщательно проверено, и необходимые меры должны быть предприняты, прежде чем производить сброс сигнала отключения / остановки двигателя.
Функции безопасности по газу
Ненормальная работа в подаче газа приведет к отключению подачи газа, и двигатель будет переведен в режим работы на дизельном топливе. Отключение подачи газа происходит по следующим причинам:
- низкое давление топлива
- высокая температура топлива
- низкое давление воздуха оборудования
- высокая температура наддувного воздуха
- высокий перепад давления между давлением газа и давлением наддувного воздуха
- сбой датчика давления наддувного воздуха
- отклонение температуры выхлопных газов от нижнего среднего предела
- высокая температура выхлопных газов
- сбой датчика выхлопных газов
- отклонение давления газа от верхней опорной величины
- вышло время установки нормального давления газа
- впрыск газа относительно нагрузки двигателя превысил предельную величину
- сбой датчика давления газа
- сбой сигнала нагрузки двигателя
- перегрузка двигателя
- высокие колебания в нагрузке двигателя
- низкая нагрузка двигателя после временной задержки
- отклонение частоты вращения двигателя от опорной величины
- высокое пиковое давление цилиндра
- сбой датчика детонации цилиндра (при нагрузке >60%)
- сильная детонация цилиндра
- внешнее отключение по газу (сбой вентиляции в отсеке блока газовых клапанов или потеря отрицательного давления)
- выключатель генератора размыкается при высокой нагрузке
Функции безопасности по запальному топливу
Отключение запального топлива происходит в следующих ситуациях:
- низкое давление запального топлива
- высокое давление запального топлива
- сильное отклонение давления запального топлива от опорной величины
- сильные колебания в давлении запального топлива
- сбой датчика давления запального топлива
- низкая температура выхлопного газа при проверке зажигания при пуске двигателя
- сбой обмена данных на шине CAN
- низкое напряжение на приводе клапана
- низкое напряжение управления на главном управляющем модуле
- низкое напряжение управления на управляющем модуле цилиндра
- сбой в обоих датчиках частоты вращения
Автоматическое отключение
Автоматическое отключение двигателя происходит в следующих ситуациях:
- остановочный рычаг в положении «стоп»
- давление масла перед двигателем низкое
- ВТ-контур охлаждения, высокая температура на выходе рубашки охлаждения
- высокая температура выхлопных газов
- высокое давление в картере
- высокая концентрация масляного тумана в картере
- высокая температура коренного подшипника
- высокая температура гильзы цилиндра
- заброс оборотов
- сбой обоих датчиков частоты вращения и обоих датчиков фаз
- не достигнута опорная величина частоты вращения
- внешний сигнал автоматического отключения
- внешний сигнал аварийного отключения
- сбой пуска
Отсечной клапан наддувного воздуха (опцион)
Если на двигателе установлен отсечной клапан наддувного воздуха, то данный клапан закрывается при забросе оборотов или при аварийной останове.
Режимы двигателя
Режимы работы двигателя
Двухтопливные двигатели компании Wärtsilä могут работать по запросу оператора в двух различных режимах:
- режим работы на газовом топливе (газ + впрыск запального топлива)
- режим работы на дизельном топливе (обычный впрыск дизельного топлива + впрыск запального топлива)
Дополнительно система управления и безопасности или система обнаружения отключения электропитания может принудительно перевести двигатель в режим работы в резервном режиме (подача только дизельного топлива).
Возможно переводить работающий двигатель из режима работы на газе в режим работы на дизельном топливе. При работе до определенного предела нагрузки двигатель можно переводить из работы на дизельном топливе в режим работы на газе. В определенных ситуациях срабатывания АПС двигатель автоматически переводится из режима работы на газе в режим работы на дизельном топливе (отключение подачи газа). Запрос работы в режиме на дизельном топливе всегда блокирует запрос работы на газовом топливе. Подробнее см. раздел «АПС и безопасность».
Система управления и безопасности принудительно переводит двигатель в режим работы в резервном режиме (независимо от выбора режим оператором) в двух случаях:
- обнаружен сбой в системе запального топлива (отключение запального топлива)
- двигатель запускается при активном сигнале отсутствия электропитания (сигнал с внешней системы)
Пуск
Блокировка пуска
Пуска блокируется по следующим функциям:
- остановочный рычаг в положении «стоп»
- валоповоротное устройство в зацеплении
- низкое предварительное давление масла (игнорируется при высоком входном сигнале по отсутствию электропитания, а также в пределах 5 минут при падении давления ниже уставки на 0.5 бар)
- температура воды < 45°С (игнорируется при высоком входном сигнале по отсутствию электропитания)
- активирован сигнал остановки двигателя (остановка системой безопасности, аварийная остановка, нормальный останов)
- активирована внешняя блокировка пуска
- низкое напряжение привода (игнорируется при высоком входном сигнале по отсутствию электропитания)
- низкое напряжение главного модуля управления
- низкое напряжение модуля управления цилиндрами
- нет вентиляции выхлопных газов
- выбран режим работы на тяжелом топливе или температура топлива > 70°С (только режим работы на газе)
- отсечной клапан наддувного воздуха закрыт (опцион)
Пуск в режиме работы на газе
Если двигатель готов к пуску в режиме работы на газе, то активируются сигналы «двигатель готов к работе на газе» (ни один сигнал отключения газа не активен) и «двигатель готов к пуску» (ни один из сигналов блокировки пуска не активен). В режиме работы на газе автоматически осуществляются следующие функции:
- производится тестирование на утечку газа в блоке газовых клапанов (БГК)
- активируется пусковой воздух
- подключается впрыск запального топлива и активируется насос запального топлива (если с электроприводом), а также система контроля давления запального топлива
- производится отключение пускового воздуха
- производится тестирование сгорания топлива
- подается газ и частота вращения двигателя поднимается до номинальной
Режим пуска прерывается, если при осуществлении последовательности пуска были обнаружены сбои. Последовательность пуска завершается приблизительно через 1,5 мин.
Пуск в режиме работы на дизельном топливе.
При пуске в режиме работы на дизельном топливе (ДТ) проверка БГК не производится. Производится проверка сгорания запального топлива, чтобы обеспечить правильный впрыск запального топлива для дальнейшего перехода в режим работы на газе. Последовательность пуска завершается приблизительно через 1 мин.
Пуск в режиме отсутствия электропитания.
Когда активирован сигнал отсутствия электропитания, двигатель будет запущен в режиме отсутствия электропитания. Пуск осуществляется также, как пуск двигателя, работающего на обычном дизельном топливе, т.е. после получения сигнала «пуск» двигатель запустится и наберет обороты до номинальных, используя только обычную систему подачи дизельного топлива. Сигнал отсутствия электропитания отключает некоторые блокировки пуска, чтобы дать возможность запуска двигателя как можно скорее. Все проверки, касающиеся газа и запального топлива, в данном режиме не производятся. Поэтому невозможно переключиться из данного режима в режим работы на газе или на дизельном топливе, пока не будут осуществлены соответствующие меры по безопасности касательно системы подачи газа и запального топлива. Это осуществляется путем остановки двигателя и его пуска в режиме работы на дизельном или газовом топливе.
После того, как ситуация отключения электропитания устранена (т.е, после того, как первый двигатель запущен в режиме отсутствия электропитания, затем подключен к распределительному щиту, нагружен и, соответственно, сигнал отсутствия электропитания устранен), можно запускать другие двигатели, а далее двигатель, работающий в режиме отсутствия электропитания можно остановить и запустить в режиме работы на газе или ДТ.
Управление переходом из режимов работы на газовом/дизельном топливе
Переход из режима работы на газе в режим работы на ДТ.
Переход из режима работы на газе в режим работы га ДТ производится при любой нагрузке в течение 1 секунды. Переход может производится тремя способами: вручную, системой управления двигателем или системой газовой безопасности (блокировка режима работы на газе).
Переход из режима работы на ДТ в режим работы на газе.
Переход из режима на ДТ в режим работы на газе производится при нагрузке двигателя ниже 80%, если отсутствуют сигналы на отключение газа, на отключение запального топлива и двигатель не был запущен в режиме отсутствия электропитания (в котором исключается проверка сгорания).
Не рекомендуется переход на газовое топливо при низких нагрузках, см. Рис. 14.6.
Переход на газовое топливо обычно занимает около 2 минут, чтобы свести к минимуму возможность повреждения системы подачи газа.
Двигатель может работать в режиме отсутствия электропитания, если он был запущен по активному входному сигналу отключения электропитания или если произошло отключение подачи запального топлива. Переход в режим работы на газе может быть произведен только после проверки сгорания топлива, что возможно только при повторном пуске двигателя.
Проверка утечки газа в БГК производится автоматически перед каждым переходом на газовое топливо.
Что необходимо учитывать при выборе топлива
- При выборе режима работы или перед тем, как произвести переход между режимами, оператор должен учесть следующее:
- Для предотвращения перегрузки системы подачи газа переход в режим работы на газе производится только одного двигателя единовременно.
- При работе на газе нагрузка двигателя должна быть достаточно выше нижнего предела, при котором производится автоматический переход в режим работы на ДТ, чтобы избежать переключения на ДТ.
- При пуске в режиме газового топлива нескольких двигателей необходимо поддерживать уровень нагрузки, чтобы при подключении к линии дополнительного двигателя не произошло падение нагрузки ниже установленного уровня автоматического переключения на ДТ.
- Перед тем, как подать команду на переход в режим работы на газе, система управления электропитанием или оператор должны обеспечить, чтобы при переходе другие двигателя имели достаточный «вращающийся резерв». Это необходимо потому, что перед переходом возможно понадобится понизить нагрузку двигателя до уровня ниже верхнего предела перехода.
- Если нагрузка двигателя в пределах, допустимых для перехода, двигатель можно переключить на другое топливо без снятия нагрузки.
- При переходе на другое топливо необходимо избежать пуска или остановки мощных потребителей электричества.
Остановка, автоматическое отключение и аварийная остановка
Режим остановки
Перед остановкой двигателя система управления сначала должна постепенно снять нагрузку с двигателя (если двигатель под нагрузкой), а затем отключить выключатель генератора и отправить сигнал остановки на двигатель.
Сразу после активации сигнала остановки в режиме работы на газе БГК отключает подачу газа и включает вентиляцию. На первом этапе торможения запальное топливо еще подается, чтобы обеспечить полное сгорание оставшегося газа.
Если двигатель был остановлен в режиме работы на газе или газ использовался в двигателе, газовая труба должна быть продут инертным газом. Также производится вентиляция выхлопной трубы, чтобы вывести весь несгоревший газ, если газ использовался в течение двух минут до остановки.
Режим автоматического отключения
Автоматическое отключение производится автоматически в ответ на сигналы измерительного оборудования.
В режиме автоматического отключения муфта/выключатель генератора размыкается немедленно без снятия нагрузки. Действия, производимые после автоматического отключения, те же, что и при штатной остановке двигателя.
Перед последующим запуском оператор должен произвести сброс сигнала режима автоматического отключения, а также исследовать причину остановки и устранить ее.
Режим аварийной остановки
Последовательность операций в аварийном режиме аналогична последовательности в режиме автоматического отключения, за исключением того, что впрыск запального топлива отключается сразу после поступления сигнала остановки.
Аварийная остановка это быстрый способ ручной остановки двигателя. После нажатия кнопки аварийной остановки кнопка автоматически фиксируется в нажатом положении, при этом активируется реле аварийной остановки.
Для возвращения к нормальному режиму работы необходимо отжать кнопку аварийной останови и произвести подтверждение всех аварийных сигналов.
Литература
Двухтопливные двигатели WARTSILA 50DF руководство по проектированию [2010]
