Автоматизация дизелей морских судов

Дизели имеют четыре степени автоматизации (ГОСТ 14228—80). У дизелей с первой степенью автоматизации предусмотрены: авто­матическое регулирование основных параметров, местное и (или) дистанционное управление, индикация, АПС и защита (оста­новка) дизеля, возможность работы в течение определенного вре­мени (не менее 4—12 ч) без обслуживания.

При второй степени автоматизации, которая включает в себя объем первой степени, предусматриваются дистанционное автоматическое управление или автоматическое управление и суще­ственное увеличение времени работы дизелей (до 50 ч) без обслу­живания. Дизель-генератор с такой степенью автоматизации практически не нуждаются в непосредственном обслуживании персоналом в про­должение нескольких вахт и могут управляться из шумоизолированных кабин с кондиционированием.

При третьей степени автоматизации, включающей объемы пер­вой и второй степеней, предусматривается дополнительно дистанционное автоматическое управление или автоматическое управление вспомогательными агрегатами и операциями обслужива­ния главного двигателя и вспомогательного дизеля, при этом дизели могут работать без непосредственного обслуживания и наблюдения не менее 250 ч. Системы авто­матического контроля и защиты обеспечивают безаварийность функционирования дизель-генератор.

При четвертой степени автоматизации возможно использова­ние дизелей в комплексно автоматизированных установках, управ­ляемых из единого центра с помощью управляющих машин и контролируемых систем централизованного автоматического кон­троля. Дизель-генератор современных судовых электроэнергетических установок имеют вторую или третью степень автоматизации.

Автоматическое управление судовым дизель-генератор производится с по­мощью щита управления, на котором расположены: синхрони­затор, устройства контроля изоляции электрической сети, аппа­ратура автоматического управления дизель-генератор, системы защиты, свето­вой и звуковой сигнализации.

Для удобства ТО на щите управления судовых электроэнергетических установок нанесена мнемо­схема ее функционирования. Для первоначального задания ре­жима работы судовых электроэнергетических установок оператору требуется только запустить пер­вый дизель-генератор, задать режим его работы и назначить резервный дизель-генератор.

Автоматическое регулирование дизель-генератор заключается в обеспече­нии надежной и устойчивой параллельной работы судовых дизель-генератор на общую электрическую сеть ГРЩ. Перераспределение нагрузки между дизель-генератор осуществляется изменением установки регулятора ско­рости вспомогательного дизеля или изменением степени неравномерности (наклона ста­тической характеристики регулятора). Между валами парал­лельно работающих генераторов действует момент синхрониза­ции, который в динамических режимах превращает параллельно работающие дизель-генератор в упругую систему, способную развивать допол­нительные колебания.

Современные дизель-генератор оборудуются всережимными универсальными регуляторами непрямого действия типов Р13МА, РН-30, «Вудвард GU-8», а в отдельных случаях — двухимпульсными регулято­рами. В качестве терморегуляторов в системах охлаждения вспомогательного дизеля применяют регуляторы прямого действия с измерителями объем­ного типа, имеющими жидкий или твердый наполнитель.

Частота вращения всех параллельно работающих и питаю­щих сеть дизель-генератор одинакова и соответствует частоте сети. Два дизель-генератор с астатическими характеристиками работать параллельно не мо­гут (один из регуляторов должен быть обязательно статическим). При использовании однорежимных регуляторов скорости (пре­дельных) обеспечить равномерное распределение нагрузки при параллельной работе дизель-генератор без корректирующих устройств невоз­можно. Для обеспечения равномерного распределения нагрузки между дизель-генератор при всех возможных значениях общей нагрузки сети статические (с наклоном) характеристики их регуляторов должны быть одинаковыми и совмещенными (зеркальное отражение одной в другой относительно вертикальной оси).

Все вспомогательного дизеля независимо от степени автоматизации оборудуются системами автоматической аварийной защиты по температуре, давлению масла и давлению воды в контуре охлаждения, а также по частоте вращения вала дизеля. Защита (остановка) вспомогательного дизеля должна производиться при достижении любым из контролируемых па­раметров предельного значения. В цепи генератора имеются си­стемы защиты по величине обратного тока, а также тока при ко­ротком замыкании и при перегрузке генератора. В зависимости от типа дизель-генератор и степени его автоматизации количество этих систем защиты может быть различным. вспомогательного дизеля с третьей степенью автомати­зации должны иметь устройства, обеспечивающие автоматическое наполнение топливных, масляных и водяных расходных баков, а также воздушных баллонов для обеспечения работы дизель-генератор без непосредственного обслуживания в течение не менее 150 ч для дизелей с Nе ? 110 кВт и 240 ч для дизелей с Nе ? 110 кВт.

Наиболее распространенной системой автоматизации судовых электроэнергетических установок на отечественных судах является система «Ижора-5», которая обеспечивает управление судовых электроэнергетических установок судна, состоящей из трех дизель-генератор мощностью по 500 кВт и одного УТГ на 750 кВт, аварийного дизель-генератор на 100 кВт и ГРЩ. Запуск дизель-генератор осуществляется автоматически и дистанционно из центрального пульта управления со щита управления и контроля путем подачи командных сигналов в локальные системы управления дизелями генераторов. УТГ запускается только с местного поста. Система «Ижора-5» контролирует нагрузку каждого работающего генератора. Если нагрузка достигает 90 % от номинальной, опе­ратор со щита управления с помощью переключателя дает сигнал на запуск резервного дизель-генератор. После запуска система автоматически выполняет операции по синхронизации резервного генератора с шинами ГРШ, включению его в параллельную работу, распре­делению активной нагрузки между генераторами. Сигнал на за­пуск резервного генератора выдается также при падении частоты вращения главного двигателя ниже значения, обеспечивающего необходимое давление пара перед УТГ. В случае обесточивания судна преду­смотрен автоматический запуск резервного дизель-генератор.

При возрастании нагрузки на генераторы до 110 % от номи­нальной срабатывает защитное устройство, которое отключает с выдержкой времени 6 с неответственные потребители первой очереди, а если нагрузка не снижается, то через 2 с — потреби­тели второй очереди, при набросе нагрузки свыше 130 % отклю­чаются сразу все второстепенные потребители без выдержки времени. В режиме питания с берега предусмотрена возможность

выполнения полуавтоматической синхронизации работающего агрегата с береговой сетью. При обрыве одной из питающих фаз обеспечивается отключение автомата «питание с берега». Система «Ижора-5» выполняет:

— дистанционный контроль основных параметров тока;

—      непрерывный контроль сопротивления изоляции цепей ГРЩ и аварийного дизель-генератор напряжением 400 и 230 В;

автоматическую АПС, предупреждающую о падении на­пряжения в сети ниже 85 % от номинального, об уменьшении нагрузки на генераторах до 30 % от эксплуатационной, о сниже­нии сопротивления изоляции контролируемых цепей, о «выбеге» основных параметров дизелей дизель-генератор.

Система автоматического поддерживания уровня масла в картере дизеля

Система автоматического поддержания уровня масла в картере дизеля показана на рис. 3.19.

Устройство долива масла

Она имеет масляный бак, который должен находиться выше уровня масла в картере не менее чем на 1,5 м; устройство долива масла в картер дизеля (рис. 3.20), открывающее доступ маслу в картер при понижении его уровня; запорный клапан, обеспечивающий долив масла только при рабо­тающем дизеле. Датчик реле уровня РУМ-1 срабатывает при рез­ком изменении электрической емкости датчика при погружении его в масло. При понижении уровня масла поплавок, размещаемый по оси дизеля, с помощью рычага перемещает золотник в правую сторону, открывая доступ масла в картер. При доливе масла до определенного уровня поплавок перемещает золотник в обрат­ную сторону и прекращает поступление масла в картер. Эта си­стема применена в ДРУ типов ДГРЗА 100/750 и ДГРЗА 150/750 отечественной постройки для дизелей 6ЧН 18/22.