.

Контроль и регулирование рабочих процессов, измерительные приборы

Измеряемые параметры

В процессе эксплуатации двигателя меняются его общее состояние, характер протекающих в нем процессов и, прежде всего, – процессов, составляющих его рабочий цикл. Основные причины:

  • Износ элементов ЦПГ и загрязнения рабочих полостей, включая системы охлаждения, воздухоснабжения и газовыхлопа;
  • Нарушение состояния и разрегулировка топливовпрыскивающей аппаратуры.

На развитие процессов воспламенения и сгорания топлива также может оказывать изменение его свойств, что также искажает характер рабочего процесса.

Отмеченные изменения приводят к снижению мощности и эконо­мичности, снижению ресурса и надежности, росту уровней тепловой и механической напряженностиИзменение механической напряженности и, как следствие – преждевременным пов­реждениям. Этим определяется необходимость систематически, не огра­ничиваясь контролем в процессе вахтенного обслуживания, осуществлять более глубокую проверку как общего состояния двигателя, так, в первую очередь, его рабочего процесса. Большинство фирм двигателестроителей рекомендуют такие проверки, сопровождаемые индицированием, прово­дить раз в две недели и данные заносить в журналы техсостояния.

Проверка состояния, его диагностика, осуществляется путем со­поставления отклонений измеренных величин параметров от ранее полученных в процессе сдаточных или ходовых испытаний двигателя. Рекомендуемые значения допустимых отклонений параметров приво­дятся в инструкции по эксплуатации двигателя и заложены в системы автоматического контроля и аварийно-предупредительной сигнализации (СЦК).

К параметрам, подлежащим измерению, в первую очередь относятся:

  • Частота вращения двигателя n;
  • Среднее индикаторное давление Pi;
  • Давление в конце сжатия Рс′;
  • Максимальное давление сгорания Рмакс′;
  • Индекс топливного насоса или положение Т. Р. (топливной рейки);
  • Температура выпускных газов за цилиндрами Твг′;
  • Давление Рнад и температура надувочного воздуха Тнад′;
  • Частота вращения ротора ГТК nтк..

Перечисленные параметры характеризуют качество протекающих в двигателе рабочих процессов, но, одновременно, они зависят от режи­ма и внешних условий работы. Поскольку диагностировать двигатель рекомендуется на режимах полного хода, то режимный фактор кажется возможным исключить из анализа, что и делается в системах СЦК. Но режимы полного хода в зависимости от загрузки судна, скорости его плавания, волнового и ветрового сопротивления движению, степени обрастания корпуса судна и пр. могут существенно отличаться.

Рекомендуется к прочтению: Индицирование двигателя

Это не­минуемо скажется на точности диагностирования. Поэтому измерения необходимо проводить на близких по нагрузке режимах, либо прибегать к сопоставлению измеренных значений параметров с эталонными, ко­торые вычисляются по полученным ранее уравнениям для технически исправного состояния и с учетом факторов режима и окружающей среды. Последующий анализ основывается на вычислении разности между измеренным и эталонным значениями параметров

Псост.  =  Пиам.  Пэт.

Эта разность называется параметром состояния и в дальнейшем используется в целях определения состояния и причин, которые могли привести к его изменению. В ряде случаев прибегают к оценке изменения параметра состояния во времени и на этой основе прогнозируют его изменение в будущем, чтобы иметь возможность предсказать момент достижения исследуемым компонентом состояния, при котором дальней­шее его функционирование может привести к нежелательным и опасным для двигателя последствиям.

Данные прогноза иногда используют для назначения сроков технического обслуживания и ремонта. Однако, известно, что точность прогнозирования обратно пропорциональна рас­стоянию (времени), на котором осуществляется прогнозирование. Как показали наши исследования, в силу того, что на развитие процессов в двигателе влияет большое число факторов, которые практически невоз­можно учесть, дальнесрочное прогнозирование может оказаться весьма неточным. Поэтому рекомендуется ограничиваться средне-, а лучше, краткосрочным прогнозированием (до 500 часов).

К числу внешних условий, оказывающих влияние на рабочие парамет­ры двигателя, относятся меняющиеся с изменением района плавания и погодных условий значения барометрического давления и температуры окружающего воздуха, температуры забортной воды. Поэтому, прежде чем приступить к сопоставлению измеренных параметров с эталонными, необходимо первые привести к стандартным условиям. Для этого для анализа состояния потребуются измерения:

  • Барометрического давления Patm;
  • Температуры воздуха перед фильтрами ГТК – tвф′;
  • Температуры воздуха tв.охл. и охлаждающей воды tвод.охл. перед и за воздухоохладителем;
  • Перепадов давления воздуха на воздушном фильтре – ∆Рвф и в воздухоохладителе ∆Рвохл′.

Желательно также знание:

  • Давления и температуры выпускных газов перед ГТК;
  • Противодавления газов за ГТК.

Рекомендации фирм и данные стендовых испытаний как правило приводятся к стандартным условиям, рекомендованным Международной Организацией Стандартов (ISO):

  • Рo = 0,1 МПа = 750 мм. рт. ст.;
  • to = 27 °С;
  • tзаб.вод. = 27 °С;
  • φвл = 60 %.

Поэтому при отклонении параметров среды от стандартных в резуль­таты измерений параметров двигателя для их последующего сопостав­ления со стендовыми нужно, как уже отмечалось, вносить коррективы. Корректировка осуществляется путем вычисления поправок для давле­ний Рнад, Рс, Рмакс и температуры выхлопных газов tвг:

Поправка на измеренное давление надувочного воздуха:

  Р1над = (tвф  25)×2,856×104×(1 + Рнад) МПа;

Р2над = (tвод.охл.вх  25)×( 2,220×104)×(1 + Рнад) МПа;

Рнад = Р1над + Р2над МПа.

В уравнениях:

  • Рнад – давл. наддувочного воздуха;
  • tвф – температура воздуха перед возд. фильтром;
  • tвод.охл.вх – темп. охл. воды на входе в воздухоохладитель.

Поправка на измеренное давление сжатия:

Рс1 = (tвф   25)×2,954×104×(1 + Рс) МПа;

Рс2 = (tвод.охл.вх  25)×(1,530×104) МПа;

Рс = Рс1 + Рс2 МПа.

Поправка на измеренное максимальное давление сгорания:

Рмакс1 = (tвф  25)×2,198×104×(1 + Рмакс) МПа;

Рмакс2 =(tвф  25)×(0,810×104)×(1 + Рмакс);

Рмакс = Рмакс + Рмакс МПа.

Предлагается к прочтению: Электронные индикаторы

Поправка на измеренную температуру выпускных газов:

tвг1 = (tвф  25)×(2,466×104)×(273 + tвг) °C ;

tвг2 = (tвод.охл.вх 25)×(0,590×104)×(273 + tвг) °C ;

tвг = tвг1 + tвг2 °C.

Удельный расход топлива подсчитывается по результатам изме­рения:

  • Объема израсходованного топлива Визмм3, отнесенного к часу работы двигателя;
  • Эффективной мощности Ne в кВт.

ge = Визм ρт / Nе кг/кВт. час

где:

  • ρт – плотность топлива при температуре в месте установки рас­ходомера.

Поправка на удельный расход топливаУдельные расходы топлива сводится к пересчету полученного расхода исходя из соотношения теплоты сгорания фак­тической QpHф к стандартной QpHCT = 42 707 кДж/кг:

ge привед. = ge изм. Qp н ф/Qp н ст кг/кВт.час,

Фактическая теплота сгорания используемого топлива может быть подсчитана по следующему выражению

Qp н = (46,7  8,8 106 ρ215 + 3,17 103 ρ15)×[1  (х + у + S)] + 9,42 S  2,45 ХМДж/кг

В этом выражении: ρ15 плотность топлива при 15 °С в кг/м3; х, у, S массовые доли содержания в топливе воды, золы и серы, выраженные в процентах, деленных на 100.

Сноски
Sea-Man

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter

Декабрь, 23, 2017 2615 0

Канал сайта в Telegram

Добавить комментарий

Читайте также

Текст скопирован
Пометки
Избранные статьи
Loading

Здесь будут храниться статьи, сохраненные вами в "Избранном". Статьи сохраняются в cookie, поэтому не удаляйте их.

Статья добавлена в избранное! Перезагрузка...