3.8.2 Системы и способы очистки проточной части газотурбинных двигателей (гтд).
Различают два вида отложений на лопатках компрессоров судовых ГТД: промышленные и морские аэрозоли.
Промышленные аэрозоли, источниками которых являются береговые предприятия, могут попадать в компрессоры при работе ГТД в портах, проходе судном узкостей и каналов. К аэрозолям этого вида относят выбросы вентиляторов и дымовые газы собственной СЭУ и других, находящихся поблизости.
Наибольшее распространение имеет способ очистки проточной части ГТД промывкой моющими средствами на режиме холодной прокрутки. Промывку можно осуществлять дизельным топливом, паром или синтетическими моющими средствами: «Прогресс», «Вертолин-74», «Темп-100», «Лаболид-101», «Импульс», «Синвал» и др.. Схема системы промывки показана на рисунке 147. Моющий раствор подают в проточную часть ГТД, затем промывают водой для удаления остатков раствора из двигателя. Начинать промывку двигателя рекомендуется после окончания его работы и охлаждения до 50—60 °С. После промывки двигатель необходимо просушить путем его пуска с последующей работой в течение 10 мин.
Рис. 147. Система промывки проточной части судового ГТД.
1 — подвод пресной воды; 2 — мешалка; 3 — подвод греющего насыщенного пара; 4 — дренаж;
5 — бак для приготовления раствора; 6 — клапан заполнения бака подачи; 7 — подвод
воздуха (0,8 МПа); 8 — подвод пресной воды; 9 — бак подачи моющего средства; 10—подвод к КНД; 11 — подвод к турбине.
Очистка ГТД, установленных на водоизмещающих судах и работающих на средневязких топливах, проводится через 200—300 ч работы.
При работе ГТД его проточная часть может быть очищена подачей негорючего биоразлагающего средства типа «Чистка» или R-MC. Эта жидкость образует на деталях проточной части ГТД пленку, которая реагирует с частицами отложений и переводит их в твердые летучие частицы, уносимые потоком.
Очистка проточной части ГТД твердым органическим очистителем— косточковой крошкой (из алычи, сливы, абрикоса) также производится во время работы двигателя, но в режиме холостого хода. Это объясняется тем, что подаваемая пневматической системой крошка сгорает, в результате может быть резкое повышение температуры газа («заброс» температур). Очистка косточковой крошкой является эффективным средством очистки компрессоров и турбин от стойких отложений. Подача мелкоизмельченной и просеянной через сито (1 —1,5 мм) крошки производится на входе в компрессор низкого давления (КНД) и в камеру сгорания (в зону первичного воздуха).
Периодичность промывки ГТД водоизмещающих судов, имеющих фильтры на воздухоприемных трубах, составляет: для компрессоров — 500—1000 ч, для турбин, работающих на ВВТ — 200—300 ч; при использовании крошки — 500. В результате промывки достигается почти полное восстановление параметров компрессоров и турбин.
3.8.3 Системы очистки дизелей.
Системы очистки дизелей предназначены для удаления с поверхностей газовоздушного тракта эксплуатационных загрязнений, наличие которых вызывает снижение мощности и экономичности дизелей, особенно с газотурбинным наддувом. К числу эксплуатационных загрязнений относятся продукты полимеризации паров топлива и масла, износа деталей, неполного сгорания топлива и др. Наиболее интенсивно загрязнения образуются на поверхностях воздушных фильтров, в диффузорах центробежных компрессоров, продувочных ресиверах, охладителях наддувочного воздуха, картерах двигателей. В большинстве случаев эксплуатационные отложения имеют рыхлую структуру и могут быть удалены с помощью промывки горячей пресной водой или смесью воды с небольшим количеством поверхностно-активных веществ (синтетического жидкого мыла).
При отсутствии системы очистки эксплуатационные показатели дизелей вследствие наличия загрязнений ухудшаются непрерывно в течение первых 500—1000 ч эксплуатации: увеличивается удельный расход топлива на 1,5—2,0%, температура выходящих из цилиндров газов - на 40-50 °С, растет теплонапряженность деталей двигателя (поршней, крышек, выпускных клапанов). Наличие системы очистки позволяет поддерживать техническое состояние дизелей в удовлетворительном состоянии путем периодической промывки воздушных фильтров, проточной части центробежных компрессоров, охладителей наддувочного воздуха, продувочных ресиверов через каждые 500 — 1000 ч эксплуатации двигателей. Промывка перечисленных узлов двигателя производится обычно во время его эксплуатации без вывода из действия. Для определения периодичности и продолжительности промывок в практике эксплуатации дизелей используются различные критерии диагностики их технического состояния, определяющие степень загрязнения указанных узлов. Для главных двигателей, оборудованных тахометрами для измерения частоты вращения турбокомпрессоров nтк и манометрами для измерения давления наддувочного воздуха рн, таким критерием может служить S1 = Tвpн/ (nтк/1000)2, где Тв — температура воздуха перед турбокомпрессором; рн=рн/ра — относительное давление наддувочного воздуха; ра — атмосферное давление воздуха.
При отсутствии промывки фильтров, проточной части центробежного компрессора и охладителей наддувочного воздуха значение диагностического показателя снижается на 1-8 % через каждые 1000 ч работы главного двигателя, что, по данным эксплуатационных испытаний, ведет к увеличению удельного расхода топлива на 1,0—1,5 %.
Для двигателей дизель-генераторов, в которых обычно не предусматривается измерение частоты вращения турбокомпрессоров, в качестве диагностического показателя, определяющего периодичность и продолжительность промывок, может быть использован другой критерий:
S2:=WнΔpн/WΔpн.н,
где W, Wн — мощность дизель-генератора во время эксплуатации и его номинальная мощность;
Δpн, Δpн.н — избыточное давление наддува в эксплуатации и его значение на номинальном режиме при стендовых испытаниях.
Продолжительность промывок узлов двигателя колеблется от 10 до 30 мин, после чего восстанавливаются исходные эксплуатационные свойства двигателей (удельный расход топлива, температуры выходящих газов, мощность и частота вращения).
Загрязнения, смываемые с поверхностей одних узлов (например, с проточной части компрессора), могут затем откладываться на поверхностях других узлов (например, охладителей наддувочного воздуха). В таких случаях полного восстановления исходных эксплуатационных свойств двигателей не наблюдается. Для повышения эффективности промывки газовоздушного тракта дизелей необходимо одновременно промывать все его узлы, расположенные последовательно (фильтры, проточные части компрессора, охладители наддувочного воздуха). При этом часть загрязнений вместе с воздухом попадает в цилиндры двигателя, где некоторые их компоненты сгорают. Другая часть загрязнении накапливается в продувочных ресиверах, откуда должна регулярно удаляться вместе с промывающей водой в цистерны загрязненной воды.
По этой причине в состав системы очистки дизелей включается та ее часть, которая связана со сбором загрязненной воды и утечек, образующихся в процессе работы отдельных узлов или систем дизелей (охлаждение поршней, смазка деталей движения и др.).
Рис. 148. Система очистки и сбора утечек судового малооборотного двигателя.
1 — двигатель; 2 — редукционный клапан; 3 — смеситель; 4 — фильтр; 5 — цистерна сбора загрязненной воды; 6 — насос загрязненной воды; 7 — цистерна сбора воды пресного контура;
8 — цистерна загрязненного масла; 9 — цистерна сбора утечек системы охлаждения поршней:
А — от гидрофора пресной воды, Б — от магистрали сжатого воздуха, В — от портативной установки очистки двигателя, Г — к портативной установке очистки, Д — в цистерну трюмных вод, Е — в сборник загрязнений.
На рисунке 148 показана принципиальная схема подобной системы для судового малооборотного двигателя. Для промывки используется нагретая до 50—60 °С пресная вода, поступающая от гидрофора, загрязненная вода сливается через воронки в специальную цистерну, предусматривается также подача воды от портативной (автономной) установки (магистрали В и Г), при этом наряду с горячей водой могут использоваться также и различные моющие растворы. После окончания промывки узлы и системы могут продуваться сжатым воздухом, для чего предусмотрена специальная магистраль Б. В состав системы входят также цистерны для сбора загрязненного масла 8 и воды пресного контура 7.
В состав оборудования системы очистки дизелей входят: насос загрязненной воды 6 центробежного типа, смеситель моющей воды и сжатого воздуха 3, фильтр 4 и соответствующие цистерны.