Система пуска

Схема системы показана на рис. 4.16.5. Сжатый воздух от пусковых баллонов подводится к главному пусковому клапану 2, при этом часть его от подводящего трубопровода подается на усилитель 1. После открытия усилителя (вручную нажатием ру­коятки или по сигналу от системы автоматики) воздух по глав­ной пусковой магистрали поступает к распределительным кла­панам 3 и от них, в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя, к пусковым клапанам 4, установленным на крышках силовых цилиндров. Под действием давления сжатого воздуха пусковые клапаны откроются, и воздух направится в цилиндры двигателя. Как только частота вращения коленчатого вала дос­тигнет необходимого значения, подача сжатого воздуха в по­лость управления главного пускового клапана прекращается, клапан закрывается, а воздух выпускается из системы через си­ловые цилиндры и выхлопной тракт двигателя.

Рис. 4.16.5. Схема системы пуска

Главный пусковой клапан (рис. 4.16.6). Принцип действия клапана, смонтированного на торце блока цилиндров, следую­щий. В стальном корпусе 1 перемещается клапан 3, который пружиной 6 прижимается к седлу корпуса, разъединяя полости А и Б. В верхней части корпуса расположен поршень 2 управле­ния клапаном.

При подаче сжатого воздуха от клапана управления пусков 9 в полость С поршень 2 с клапаном 3 перемещается вниз, воздух из полости А попадает в полость Б и далее к распределительным клапанам. С уменьшением давления в полости С клапан 3 под действием пружины 6 перемещается вверх и отсекает полость Б от полости А. Подача воздуха к распределительным клапанам прекращается.

Распределительный клапан (рис. 4.16.7). В корпусе 1 клапана расположен привод толкателя газовпускного клапана. Сжатый воздух поступает от главного пускового клапана в полость А. Под действием его давления шпиндель 4 перемещается вниз и садится на седло направляющей 3. При вращении распредели­тельного вала пусковой кулак 5 нажимает на торец шпинделя, поднимает его, при этом сжатый воздух из полости А поступает в полость Б и далее к пусковому клапану. С уменьшением дав­ления воздуха пружина 2 поднимает шпиндель на высоту, ис­ключающую касание пусковым кулаком торца шпинделя, тем самым исключая его износ при работе машины.

Пусковой клапан расположен на крышке цилиндра двигате­ля, крепится к на­жимному колпаку крышки двумя шпильками и уплотняется прокладкой, Кор­пус его чугунный, в расточенной части его перемещается шпиндель, который пру­жиной прижи­мается к седлу корпуса и открывается при пуске давлением сжа­­того воздуха, поступающего от распределительного клапана. При прек­ращении подачи воздуха пружина возвращает шпиндель в исходное положение.

Рис. 4.16.6. Схема главного пускового клапана:

1 — корпус; 2 — поршень; 3 — клапан; 4 — втулка; 5 — масленка; 6 — пружина; 7 — тарелка; 8 — сухарь; 9 — лапан управления пуском

Система наддува (рис. 4.16.8) предназначена для подачи в цилиндры дви­гателя воздуха повышенного давления и их про­дувки от выхлопных газов [14].

Система включает: воздухоочиститель 6, всасывающий тру­бопровод, центробежный компрессор 4, ресивер 2 с водяными охладителями 3 (по одному на каждый цилиндр двигателя), вых­лопной коллектор 1, соединенный линзовым компенсатором 7 с газовой турбиной 5.

Рис. 4.16.7. Схема распределительного клапана

Для поддержания оптимального давления при изменяющих­ся метеоро­ло­ги­ческих условиях турбина 5 снабжена клапаном регулирования 8. Выхлопной кол­лектор и глушитель 9 соедине­ны телескопическим компен­сатором 10 для уравновешивания влияния температур на состояние системы.

Принцип действия системы следующий. Отработанные в ци­линдрах двига­теля газы через окна поступают в выхлопной кол­лектор, где выравнивается их давление перед турбиной. Далее, пройдя через колено и линзовый компенсатор, газы поступают в турбину, приводя во вращение ее ротор (рис. 4.16.9).

Колесо компрессора, вращаясь, всасывает атмосферный воз­дух через воздухоочиститель в корпус компрессора, где он сжи­мается, а затем поступает в ресивер блока цилиндров и далее, проходя через охладители, направляется в цилиндры двигателя. Воздухоочиститель обеспечивает двухступенчатую очистку: на первой ступени инерционную, на второй — контактно-масля­ную. Воздух из атмосферы входит через сетчатый экран к масля­ной ванне. Проходя над поверхностью масла, поток воздуха рез­ко поворачивает вверх, при этом крупные частицы пыли по инер­ции попадают в масло и оседают на дне ванны.

Система смазки движущихся деталей газомотокомпрессора смешанная — под давлением и разбрызгиванием.

Рис. 4.16.8. Схема системы наддува

Смазка под давлением осуществляется по циркуляционной системе от масляного насоса и по системе пресс-смазки от луб­рикатора.

Циркуляционная система смазки (рис. 4.16.10) состоит из масляного насоса 1, приводимого в действие от переднего торца коленчатого вала, масляного фильтра 5, регулятора температуры 6, охладителя масла 7, насоса предпусковой прокачки масла 2 и насоса для заполнения гидромуфты 3.

Принцип действия системы следующий. Масло засасывается масляным насосом из поддона фундаментной рамы и подается под давлением в фильтр 5, где очищается, а затем направляется на охладитель 7 через регулятор температуры 6. Холодное масло перепускается мимо охладителя и поступает непосредственно в двигатель, тем самым обеспечивается быстрый его прогрев.

Рис. 4.16.9. Схема турбокомпрессора:

1 — устройство для впрыска воды; 2 — корпус входного направляющего аппарата; 3 — нап­рав­ляющий аппарат; 4 — корпус компрессора; 5 — колесо компрессора; 6, 14 — лабиринтное уплот­нение; 7, 9 — подшипник ротора; 8 — вал ротора; 10 — корпус турбины; 11 — осевое ко­лесо; 12, 18 — гайка; 13 — радиальное колесо; 15 — внутренний корпус турбины; 16 — соп­ловый аппарат, 17 — шестерня редуктора; 19 — уплотняющий фланец

Рис. 4.16.10. Схема циркуляционной системы смазки

Насос предпусковой прокачки 2 включается перед пуском газомото­комп­рес­сора и в момент его остановки. Насос 3 пред­назначен для заполнения маслом гидромуфты турбокомпрессо­ра перед его пуском, когда отсутствует давление в системе. За­бор масла происходит непосредственно из всасывающей трубы фундаментной рамы, и для исключения заноса посторонних ча­стиц в линию заполнения гидромуфты включен фильтр 8.

Масло после охладителя подается под давлением в главную магистраль, откуда поступает по отверстиям в перегородках фун­даментной рамы к постелям коренных подшипников коленча­того вала и далее по отверстиям к коленчатому валу и шатунным подшипникам. От шатунных подшипников масло поступает к втул­кам верхних головок шатунов для охлаждения головок поршней двигателя, а затем через маслоуловители сливается в картер.

В конце напорной масляной магистрали предусмотрены ре­дукционный клапан, открывающийся с повышением давления масла выше нормального, и отводы для смазки подшипников распределительного вала, направляющих крейцкопфа, подшип­ников турбокомпрессора, привода вспомогательных механизмов и для заполнения гидромуфты турбокомпрессора и лубрикатора.

Рис. 4.16.11. Фильтр масляный:

1 — крышка; 2 — корпус; 3 — задвиж­ка; 4 — кран сливной; 5 — фильтрую­щий пакет; 6 — трубка; 7 — манометр

Масляный насос шестеренчатый, с приводом от коленчатого вала через кулачковую муфту. В его корпус встроен редукционный клапан, перепус­каю­щий избыток масла во всасывающую полость насоса. Фильтр масляный (рис. 4.16.11). Для очистки масла приме­няют полнопоточный двухсекционный сетчатый фильтр. Каж­дая его секция состоит из двух корпусов — верхнего и нижнего. В верхнем закреплена центральная труба, на которую устанав­ливается фильтрующий пакет 5, состоящий из каркаса и филь­трующих элементов. Сверху пакет закрывают крышкой. Секции соединены между со­бой двумя кранами, выполня­ющими функцию переключаю­щего устройства. Конструкция переключающего устройства позволяет включать в работу поочередно правую или левую секцию, или обе вместе. Пере­ключение секций производит­ся поворотом маховичка.

Масло, входящее в фильтр, попадает в верхний корпус, проходит сквозь фильтрующие элементы и после очистки по центральной трубе попадает в нижний корпус и выходит из фильтра. Степень загрязненности фильтра оценивается по перепаду давления на входе и выходе, который контролируется манометрами 7. Для выпуска воздуха из корпусов предусмотрены трубки 6.

Насосы предпусковой прокачки масла и заполнения гидро­муфты — шестеренчатые, автономные с электродвигателями, во взрывобезопасном исполнении. Управление включения — от си­стемы автоматики или от ручных кнопочных выключателей.

Система пресс-смазки. Для смазки цилиндров и сальников газо­мотокомп­рессора обычно применяют лубрикатор (рис. 4.16.12). В корпусе 1, который одновременно является маслоба­ком, устанавливают такое число насосов 3, которое соответству­ет числу смазываемых точек. Плунжер 5 засасывает масло через приемное отверстие 4 и нагнетает его через клапан 2 по отверстию 15 в промежуточную камеру 9, прикрытую стеклом (машинист через это стекло имеет возмож­ность наблюдать за количеством масла, подаваемого плунжером). Масло, проходя через сетку 10 и отверстие 11, поступает во второй цилиндр, откуда плунжером 14 че­рез клапан 13 и присоединитель­ный штуцер 12 направляется к ме­сту смазки. Лубрикатор имеет об­щий вал 7 и эксцентрики 8, охва­тываемые вилкой 6, к которой подсоединены плунжеры 5 и 14.

Рис. 4.16.12. Лубрикатор

Лубрикатор приводится в действие от коленчатого вала ком­прессора через червячный редуктор. Кроме того, в период за­пуска предусмотрена возможность привода плунжеров вручную. Для предотвращения вытекания масла и прорыва газов на тру­бопроводах установлены обратные клапаны шарикового типа.

Замкнутая система охлаждения обеспечивает охлаждение двига­теля, турбокомпрессоров воздухонаддува и масла. Так как перепад температур входящей и выходящей воды незначительный, то не воз­никают большие температурные напряжения и деформации. Если на газомотокомпрессоре применены компрессорные цилиндры с водяным охлаждением, то используют системы открытого цикла.

Схема системы охлаждения показана на рис. 4.16.13. Основной объем охлаждающей воды находится в расширительном баке 4, из кото­рого она поступает к водяному насосу 3, обеспечивающему цирку­ляцию воды в системе. Затем часть воды подается в водяную рубаш­ку блока, другая часть идет через регулятор температуры 2 на охлаж­дение в охладитель воды 7 и охладители масла и воздуха наддува.

При прогреве двигателя, когда температура воды низкая, часть ее от водяного насоса 3 поступает непосредственно в блок цилин­дров, другая (большая часть) перепускается регулятором темпера­туры 2 мимо охладителя воды на охладитель масла и далее в блок цилиндров. По мере прогрева двигателя регулятор температуры, датчик которого врезан в трубу для воды, выходящей из двигателя, начинает перепускать ее на охладитель воды.

Рис. 4.16.13. Схема системы охлаждения воды

При номинальном режиме основная часть воды от водяного насоса по­дает­ся на регулятор температуры 2, который перепус­кает воду через охладитель воды 1 к охладителю масла 6 и к охладителям воздуха наддува. В охладителе масла вода, охлаж­дая масло, нагревается и поступает в блок цилиндров.

Температурный режим, а также необходимый перепад темпе­ратур вхо­дя­щей и выходящей из двигателя, воды и масла уста­навливают при наладке системы с помощью задвижек.

Пройдя через зарубашечные пространства блока, втулки ци­линдра и крышки, вода через коллектор сливается в расшири­тельный бак. Для обеспечения более интенсивного охлаждения втулок силового цилиндра и крышек на выходе воды из рубаш­ки блока предусмотрены шайбы, уменьшающие проходное се­чение отводящих трубопроводов.

В системе охлаждения используют водяной насос центробеж­ного типа с цепным приводом от коленчатого вала. Цепь — двух­рядная втулочно-роликовая. Корпус привода насоса крепится к фундаментной раме шпильками и фиксируется штифтами. Для автоматического поддержания температуры воды установлен ди­станционный регулятор температуры, перепускающий часть воды на водяной охладитель или аппарат воздушного охлаждения.

Для регулирования параметров режима газомотокомпрессоров МК-8 применяют комплексную пневматическую взрывобезопасную систему, которая обеспечивает автоматизированный контроль, защиту и управление технологическим агрегатом с аг­регатного щита газомотокомпрессора или от системы централи­зованного управления.

Система охлаждения обеспечивает:

1) автоматический пуск, нормальную и аварийную остановку агрегата;

2) ручное управление агрегатом с агрегатного щита;

3) дистанционное управление и контроль газомотокомпрес­сора со щита сис­те­мы централизованного управления;

4) автоматическую защиту и сигнализацию с визуальным кон­тролем па­ра­мет­ров по приборам агрегатного щита;

5) визуальную сигнализацию положения кранов магистраль­ного газоп­ро­во­да, а также звуковую и визуальную сигнализацию о нарушениях в работе агре­гата;

6) изменение подачи агрегата путем воздействия на регулятор скорости или на регуляторы подачи компрессорных цилиндров;

7) автоматическое регулирование количества подаваемого топ­ливного газа воздействием на клапан соотношения топливный газ — воздух наддува, а также автоматическое регулирование дав­ления наддувочного воздуха;

8) автоматическое регулирование уровня масла. Автоматический пуск обес­печивается при выполнении сле­дующих предпусковых условий:

— температура масла в картере газомотокомпрессора должна быть не ме­нее 35 °С;

— давление воздуха питания пневмосистемы автоматики — не менее 0,125 МПа, давление пускового воздуха — не менее 1,5 МПа;

— давление топливного газа перед коллектором газомотоком­прессора долж­но быть не более 196,1 Па;

— краны обводных линий и краны соединения обводных линий комп­рес­сор­ных цилиндров с атмосферой должны быть открыты;

— кран для продувки воздухом, краны, установленные на тру­бопроводах наг­нетания и всасывания, должны быть закрыты.

Предупредительная звуковая и визуальная сигнализация сра­батывает при достижении:

— уровня масла в картере газомотокомпрессора на 20 мм выше или 25 мм ниже заданных значений;

— перепада давления, на фильтре масла более 0,07 МПа;

— давления компримируемого газа на всасывающей линии компрессорных цилиндров меньше заданного значения;

— температуры воды на выходе из двигателя более 80 °С;

— давления воздуха в пневмосистеме автоматики менее 0,125 МПа;

— температуры выхлопных газов по цилиндрам менее 200 °С;

— продолжительности пуска с набором нагрузки более 7 мин;

— продолжительности остановки более 8 мин.

Газомотокомпрессор авто­ма­тически останавливается, если:

— давление воздуха в пневмосистеме автоматики менее 0,11 МПа;

— температура коренных подшипников более 75 °С;

— температура подшипников ротора турбокомпрессора со сто­роны тур­би­ны более 92 °С и со стороны компрессора более 86 °С;

— температура масла в картере более 75 °С;

— давление воздуха наддува более 0,07 МПа;

— температура компримируемого газа на выходе любого ком­прессорного цилиндра больше допустимой;

— давление компримируемого газа на выходе каждой ступе­ни сжатия га­зо­мотокомпрессора больше допустимого;

— продолжительность запуска более 3 мин.

Аварийный останов газо­мо­то­компрессора сопровождается звуковой и визуаль­ной сигнализацией и обеспечивается, если:

— давление горячей воды на входе в двигатель менее 0,05 МПа;

— температура воды на выходе из двигателя более 85 °С;

— частота вращения коленчатого вала более 5,66 с^-1;

— частота вращения ротора турбокомпрессора более 125 с^-1;

— давление в картере газомотокомпрессора более 0,001 МПа;

— давление на выходе системы смазки менее 0,29 МПа;

— температура отработанных газов по каждому цилиндру более 420 °С;

— температура отработанных газов перед турбиной более 440 °С, а после тур­бины — более 420 °С [14].