Кончаков Е.И. Техническая диагностика судовых энергетических установок

Подождите немного. Документ загружается.

оценки состояния судовых технических средств, поиска неисправностей и оп-

ределения их причин, прогнозирования остаточного ресурса механизмов и оп-

ределения сроков профилактического ремонта.

Принцип действия таких систем состоит в сборе информации о техниче-

ском состоянии судового оборудования, поступающий как от штатных (рабо-

чих) контрольно-измерительных приборов, так и от специальных датчиков, а

затем в сравнении полученной информации с эталонной, характеризующей но-

вое, неизношенное оборудование. В зависимости от результатов этого сравне-

ния, по заранее составленным алгоритмам вырабатывается заключение о рабо-

тоспособности оборудования.

При этом достигается следующий эффект:

увеличение периодов между вскрытием цилиндров малооборотного дизе-

ля до 15000 часов и уменьшение расходов обслуживания и ремонта

на 20-25 %,

увеличение среднеэксплуатационной мощности главного двигателя на

7-10 %, уменьшение расхода топлива на 1,5-2 %.

В отличие от систем автоматического управления и регулирования, где

обычно измеряется и контролируется одна физическая величина – регулируе-

мая координата (например, n САРС двигателя) в системах технического диаг-

ностирования (СТД) контролируется сразу множеством физических величин.

Ясно, что для эффективного функционирования СТД

должна быть авто-

матизированной и иметь в своем составе ЭВМ.

И в последние годы, в связи с бурным развитием вычислительной техни-

ки эта возможность появилась. Так, например, производство ВТ с 1955 по 1985

возросло в 320 раз, а стоимость равных по возможностям ЭВМ только с 1975

года по 1980 год изменилось с 10000 долларов до 500 долларов.

Если

у первых ЭВМ процессор (основная часть машины, в которой осу-

ществляется управление работой машины и непосредственное преобразование

данных) занимал комнату, то у современных микрокомпьютеров он выполнен

на одном кристалле кремния размером 3 мм

ЭЦВМ для автоматизации процессоров управления на судах получили

применение с конца 60-х начала 70-х годов. Одними из первых судов, на

которых для автоматизации процессов управления применены ЭЦВМ, являют-

ся дизельный рефрижератор “Ойонас” дедвейтом 3338 тонн (Франция, 1966 г.),

дизельное сухогрузное судно “Таймыр“ дедвейтом 14900 т. (Норвегия, 1969).

ЭЦВМ выполняют следующие функции в области автоматизации

СЭУ:

Осуществляют централизованный контроль и регистрации значений фи-

зических параметров, вырабатывают рекомендации оператору и управляющие

сигналы для переключений в аварийных ситуациях, анализируют показания

датчиков в системе диагностирования состояния механизмов и др.

Использование ЭВМ дает преимущество даже при простой регистрации

значений параметров машин по сравнению с применением традиционных спо-

собов регистрации

вахтенных журналов, заполняемых вручную, приборов с са-

мопищущими устройствами и т.п. Применение ЭВМ позволяет уплотнить на

носителях информации значения регистрируемых параметров, менять про-

грамму регистрации параметров.

Но наиболее полно преимущества ЭВМ проявляются при использовании

их для анализа значений регистрируемых параметров. Применение ЭВМ для

анализа показаний приборов позволяет вычислить: мощность, к

.п.д, удельный

расход топлива, позволяет определить место возросших по какой-либо причине

потерь в цикле и способствовать повышению экономичности СЭУ.

Анализ показаний датчиков с помощью ЭВМ может быть использован и

для целей технической диагностики ведущей к увеличению срока службы ме-

ханизмов. Если с помощью датчиков вести непрерывный контроль за

состояни-

ем наиболее ответственных частей машин и сопровождать этот контроль неко-

торыми необходимыми вычислениями, то можно заранее знать о возросшем

износе и необходимости переключениях механизмов и систем, о включении ре-

зервных механизмов в аварийных ситуациях. Она может вырабатывать сигна-

лы для автоматического переключения или локализации аварий, выполняя эти

функции в соответствии с более сложными и развитыми алгоритмами, нежели

обычные средства аварийной защиты, не имеющие запоминающих и арифмети-

ческих устройств.

Контрольные вопросы

1. Какие этапы работ выполняют при проектировании САД?

2. Основная часть ЭВМ, в которой осуществляется управление работой

машины и непосредственное преобразование данных?

3. С какого года получили применение ЭЦВМ для автоматизации процес-

соров управления на судах?

ПРИЛОЖЕНИЕ

СОВРЕМЕННЫЕ СУДОВЫЕ СИСТЕМЫ ТЕХНИЧЕСКОГО

ДИАГНОСТИРОВАНИЯ: НАЗНАЧЕНИЕ, СОСТАВ,

ВОЗМОЖНОСТИ

Комплексная система управления «Залив – М»

В состав отечественной комплексной системы управления «Залив – М»

входят:

система централизированного контроля (СЦК) «Шилка – М»;

система контроля и управления вспомогательными системами, обслужи-

вающими главный двигатель «Прибой – 1»;

система управления электроэнергетической установкой «Ижора – М»;

система управления общесудовыми системами «Нарочь – М»;

система управления грузовыми операциями «Ильмень – М»;

система управления системой инертных

газов «Виктория – М»;

система централизованного питания комплекса «Тангенс – 1».

Головной образец комплексной системы управления установлен на тан-

кере «Победа» в 1981 г., который имеет знак автоматизации А1 в символе клас-

са судна. Дистанционное автоматическое управление главным двигателем про-

изводится посредством системы ДАУ «Гром».

Система централизованного контроля «Шилка – М»

CЦК «Шилка – М» предназначена для установки на судах с различными

типами главной энергетической установки. Модификация конкретной системы

определяется соответствующим порядковым номером в названии системы, на-

пример «Шилка – М – 02». Система удовлетворяет требованиям Регистра РФ,

предъявленным к средствам и системам автоматизации, установленным на су-

дах неограниченного района плавания со знаком автоматизации А1

и А2.

Система осуществляет следующие функции:

расшифровку аварийно-предупредительной сигнализации в ЦПУ при

отклонении до 350 контролируемых параметров от заданного значения с авто-

матической засветкой табло на лицевой панели и включением обобщенного

звукового сигнала;

обобщенную светозвуковую аварийно-предупредительную сигнализацию

в различных помещениях судна с выдачей информации на приборы в машин-

ном отделении;

измерение в цифровой форме по вызову до 350 параметров (одновремен-

но до четырех параметров

) с представлением номера, величины и размерности

с периодом обновления информации 2,5;

регистрацию факта отклонения от установленного значения (выбега) и

возвращения в норму до 168 контролируемых параметров с фиксацией данных

на регистрационной бумажной ленте;

контроль температуры выхлопных газов за цилиндрами (до 17 шт.) дизеля

в диапазоне 0-600 ºС с вычислением средней температуры, сигнализацией от-

клонения

температуры за каждым цилиндром от среднего значения или пре-

вышения предельно допустимого значения температуры;

возможность вызова текущего значения любого из контролируемых па-

раметров по запросу ЭВМ, например из системы технической диагностики, и

выдачу его в двоично-десятичной коде;

адресную световую сигнализацию в машинном отделении (МО) и ЦПУ,

причины вызова вахтенного в

ЦПУ с выдачей информации на приборы в МО;

адресную световую сигнализацию неисправного оборудования;

блокировку сигнализации на малых нагрузках двигателя (в пределах

0-300 ºС);

контроль состояния вахтенного в машинном отделении с сигнализацией

об отсутствии вахтенного в МО, рулевую рубку и каюту старшего механика.

Примеры автоматических систем ТД

Система СС – 10 фирмы “Бурмейстер и Вайн” установлена на дизеле

5ДКРН 62/140-3 теплохода “Александр Прокофьев”. Диагностируются: турбо-

компрессор, топливная арматура (ТА), ЦПГ, воздухоохладители (ВО), охлади-

тели пресной воды, масла, насосы, вспомогательные системы ГД. Температура

(74 точки) определяется с помощью термометров сопротивления, давление

(25 точек). МикроЭВМ типа 258.

Фирма Норконтрол (Норвегия) изготавливает систему “Дата Тренд“

для

дизелей B и W, Зульцер, Ман. Диагностируются узлы: ЦПГ, ТА, ТК, ВО, охла-

дители пресной воды и масла, корпус судна (обрастание). Для диагностики ци-

линдра используются датчик температуры в крышке, два датчика в верхней

части втулки, два датчика функционирования поршневых колец, датчик давле-

ния сгорания.

Система DETS – измерительный комплекс, дающий информацию о сис

теме впрыска топлива и процессе сгорания. Строится диаграмма давления сжа-

тия в зоне ВМТ и кривая давления впрыска. Используется два датчика (давле-

ния впрыска и давления в цилиндре) пьезоэлектрического типа. Два магнитных

датчика дают информацию об угле ПКВ и частоте вращения.

Фирма АСЕА (Швеция) система ”Силдет СМ” диагностирует ЦПГ МОД

фирм Зульцер, B и W, Ман. Эта система установлена на танкерах «Ашхабад»,

«Туапсе», «Липецк». Контролирует параметры: температуру поверхности

втулки на глубине 3 мм и температуру на глубине 10 мм, зазор между поршне-

выми кольцами и втулкой, износ втулки.

Система ”Силдет - МИП” обеспечивает непрерывный контроль давления

в каждом цилиндре двухтактного и четырехтактного МОД и СОД (

на тех же

танкерах). Давление измеряется непрерывно, есть датчики n, угла ПКВ. Изме-

ряются параметры ГД: P

, N

кд

, P

(угол вспышки топлива в цилиндре).

Информация представляется на цифровом дисплее и на осциллографе. Вычис-

ляемые значения параметров являются средними по 10 рабочим циклам цилин-

дра.

Контрольные вопросы

1. Что входит в состав комплексной системы управления «Залив – М»?

2. Какие элементы ГД диагностирует система СС – 10 фирмы “Бурмей-

стер и Вайн”?

3. На каких танкерах установлена система ”Силдет СМ” фирмы АСЕА

(Швеция)?

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Мозгалевский А.В., Калявин В.П. Системы диагностирования судового

оборудования: Учеб. пособие – Л.: Судостроение, 1987. - 224 с.

2. Диагностирование дизелей /Е.А. Никитин, А.В. Станиславский, З.А. Ула-

новский и др. – М.: Машиностроение, 1987. - 224 с.

3. Моек Е., Штрикер Х. Техническая диагностика судовых машин и меха-

низмов /пер. с нем. – Л.:

Судостроение, 1986. - 232 с.

4. Климов Е.Н. Основы технической диагностики судовых энергетических

установок. – М.: Транспорт, 1980. – 150 с.

5. Янг С., Элиссон А. Измерение шума машин. /пер. с англ.–М.: Энерго-

атомиздат, 1988. - 144 с.

6. Виброакустическая диагностика в судостроении. Попков В.И., Мышин-

ский Э.Л., Попков О.В. – Л.: Судостроение, 1989. - 256 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Стр.

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………. 3

ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКОЙ

ДИАГНОСТИКИ-… ………………………………………………………………..7

1.1. Диагностическое обеспечение………………………………………. .. 7

1.2. Методы диагностирования…………………………………………… 13

ГЛАВА 2. ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ………………………………………. 21

2.1. Основные показатели надежности…………………………………… 21

ГЛАВА 3. СПЕЦИФИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ

ОБОРУДОВАНИЯ НА СУДАХ…………………………………………………. 30

3.1. Распределение отказов на судне……………………………………… 30

3.2. Структура СЭУ, подсистемы СЭУ…………………………………… 33

3.3. Подсистемы «топливо» и «цилиндропоршневая группа»………… 34

3.4. Подсистема наддув……………………………………………………...45

3.5. Подсистемы «передача» и «

смазка»………………………………… 51

3.6. Подсистема охлаждения………………………………………………. 57

3.7. Подсистема котел……………………………………………………….58

ГЛАВА 4. ВИБРОАКУСТИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА. ШУМ И ВИБРАЦИЯ

НА СУДАХ ……………………………………………………………………… 63

4.1. Измерение шума и вибрации машин. Уровень звукового давления ..66

4.2. Уровни звукового давления в октавных и третьоктавных полосах

частот………………………………………………………………………............. 72

4.3. Уровень звука. Характеристики А, В, С …………………………….. 74

4.4. Корректированный уровень звуковой мощности…………………….77

4.5. Измерение звуковой мощности………………………………………..78

4.6. Измерение в свободном

поле…………………………………………. 79

4.7. Измерение на сферической и полусферической поверхностях …….80

4.8. Измерение звуковой мощности в полуреверберационных помещени-

ях…………………………………………………………………………………… 83

4.9. Измерение вибрации. Виброускорение, виброскорость, вибропере-

мещение, связь между ними …………………………………………………… . 86

ГЛАВА 5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ

ДИАГНОСТИКИ НА ПРИМЕРЕ КОНКРЕТНОЙ ПОДСИСТЕМЫ СЭУ…….90

ПРИЛОЖЕНИЕ:

СОВРЕМЕННЫЕ СУДОВЫЕ СИСТЕМЫ ТЕХНИЧЕСКОГО ДИАГНО-

СТИРОВАНИЯ: НАЗНАЧЕНИЕ, СОСТАВ, ВОЗМОЖНОСТИ………………..94

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК………………………………… 98

100