Automatyczna Kontrola Temperatury w morskich systemach chłodzenia silników Diesla


KONTROLA TEMPERATURY.

Automatyczna kontrola temperatury w morskich systemach chłodzenia silników Diesla.


Naturalną konsekwencją wzrostu wymogów użytkowych i eksploatacyjnych układów chłodzenia oleju silników Diesla jest wprowadzenie automatyzacji kontroli temp. w systemie chłodzenia oleju. Układ prawidłowej kontroli temp. w systemie chłodzenia oleju zapewnia oszczędności eksploatacyjne w zużyciu oleju oraz większą niezawodność silników i mniejsze ich zużycie eksploatacyjne.

Automatyczna kontrola temperatury.


W morskich silnikach Diesla wymagane jest aby cylindry chłodzące były zimne zarówno dla słonej, morskiej wody jak i dla wody słodkiej. System układu pracy cylindrów chłodzących powoduje przechłodzenie wody morskiej /słonej/ lub słodkiej do odpowiedniej temp. Układ smarowania olejem jest systemem mieszania powtórnego z powietrzem ze schłodzeniem wody morskiej. Przy porównywaniu poniższych przykładów z rzeczywistymi układami można stwierdzić, że pomimo istnienia wielu innych rozwiązań regulacji dla kontroli temp. we wszystkich przypadkach istnieją układy zarówno nadrzędnego jak i podrzędnego systemu nadzoru działania termostatów bezpośredniego działania jak i kontrolerów elektronicznych.

APLIKACJE.

Cylinder chłodzący.

Rys.1.
Chłodzenie wody morskiej ze stałym przepływem, temp. jest regulowana poprzez mieszanie zimnej wody morskiej z gorącą wodą powracającą z silnika (regulacja temp.). Proporcja mieszanki jest regulowana poprzez termostatyczny trzydrożny zawór, który w tym przypadku jest umiejscowiony na zasilaniu (zawór rozdzielający) - dystrybucja czynnika - dzieli gorący powrotny przepływ wody z silnika Diesla na dwa rozpływy czynnika. Jeden z nich jest odprowadzany bezpośrednio za burtę natomiast drugi do linii zmieszanego czynnika. Kiedy temperatura zmieszanej wody wokół czujnika zmienia się odbiegając od wartości zadanej to stożek zaworu porusza się powodując ponowne zbliżenie temperatury czynnika do zadanej wielkości.

Rys. 2 i 3.
W układach pracy silników Diesla chłodzenie słodkiej wody przebiega wskutek krążenia jej przy stałym przepływie pomiędzy silnikiem a drugą linią - zimnej wody słodkiej. Temperatura słodkiej wody po ochłodzeniu jest regulowana poprzez termostat kontrolujący przepływ zimnej wody morskiej przechodzącego układu chłodzenia. Na Rys.2 kontrola temp. wody bierze miejsce w trójdrożnym zaworze regulacyjnym, który wraz z podniesieniem temp. wody słodkiej powoduje zwiększenie przepływu zimnej wody morskiej /przelot 3 (króciec kołnierzowy) -otwarty/. Jeśli natomiast temp. słodkiej wody obniża się to następuje zmniejszenie przepływu zimnej wody morskiej /przelot 3 (króciec kołnierzowy) -częściowo lub całkowicie zamknięty i przelot 2 (króciec kołnierzowy) - pełne otwarcie/ tak, że cała zimna woda morska jest prowadzona bypassem. Na Rys.3 kontrola temp. wody prowadzona jest przy użyciu zaworu dwudrożnego odwrotnego działania, który w momencie wzrostu temp. wody słodkiej otwiera się powodując zwiększony przepływ zimnej wody morskiej. Kiedy temp. wody słodkiej obniża się to zawór się przymyka obniżając przepływ zimnej wody morskiej. W przypadku konieczności zachowania obiegu wody morskiej zalecany jest montaż obejścia z przepustnicą lub zaworem przelotowym.

Rys. 4.
Zimna woda morska przepływa ze stałym natężeniem przepływu przez układ pierwotnego chłodzenia. Silnik Diesla jest chłodzony wodą słodką, temperatura której jest regulowana proporcją mieszanki wody gorącej powracającej z silnika i wody zimnej. Powyższa proporcja jest kontrolowana przez zawór trójdrożny zamontowany w układzie pracy zaworu mieszającego. Możliwy jest także system z zaworem trójdrożnym zamontowanym jako rozdzielającym. Wraz ze wzrostem temp. przepływ przez przelot 3 (króciec kołnierzowy) zmniejsza się powodując zwiększone chłodzenie ze spadkiem temp. mieszanki wody do wartości zadanej. Alternatywne pokazane jest, gdzie trójdrożny zawór może być zamontowany jako zawór rozdzielający.

Rys. 5.
Cykl regulacji temp. wody słodkiej z rys.4 jest w tym przypadku połączony w układ wymiennik ciepła - chłodnica w którym nadwyżka gorącej temp. w zimnej wodzie jest utylizowana. Nadzór transmisji ciepła jest sprawowany przez zawór trójdrożny z czujnikiem temp. umieszczonym w obiegu wody zimnej powodując ochłodzenie wodę omijając wymiennik ciepła w sytuacji gdy silnik jest zimny.

Uwaga:
Wszystkie zawory regulacyjne CLORIUS mogą pracować z termostatami bezpośredniego działania lub napędami elektrycznymi 220V lub 24V z kontrolerami elektronicznymi.

Chłodzenie olejem.

Rys. 6 i 7.
Olej jest chłodzony w chłodnicy, której najważniejszym zadaniem jest chłodzenie z użyciem zimnej wody morskiej pod stałym ciśnieniem. Temperatura oleju chłodzącego jest regulowana przez ustawienie proporcji mieszanki gorącego oleju powracającego bezpośrednio z silnika a zimnym olejem. System układu regulacji jest analogiczny jak na rys. 4 i 5.

Chłodzenie zimnym powietrzem.

Rys. 8,9,10 i 11.
Zimne powietrze jest chłodzone przez zimną wodę morską. Na rys. 8,9 i 10 temp. jest regulowana względem pomiaru z czujnika wokół którego przepływa zimne powietrze. Przy bardzo dużych prędkościach powietrza czujnik spiralny może ulec deformacji a co za tym dalej idzie zwiększenie jego niedokładności pomiaru. W związku z powyższym zaleca się stosować w tych sytuacjach czujniki prętowe (należy zwrócić uwagę, że przy czujnikach prętowych ich reakcja jest wolniejsza szczególnie dla stałego czasu zmian temp. Należy unikać stosowania czujników prętowych w sytuacjach gdy w systemie wymagane są częste zmiany temp. Dopuszcza się mocowania na stałe wolnych końców czujników.
Rys. 8 pokazuje schemat regulacji temp. powietrza przy użyciu wody morskiej z wykorzystaniem zaworu dwudrożnego odwrotnego działania.

Rys. 9 i 10 pokazują podobne układy regulacji z zaworem trójdrożnym,którego zastosowanie jest preferowane w przypadku zachowania stałego przepływu wody chłodzącej powietrze.
Więcej informacji na kartach katalogowych:
Termostaty typu V 2,4,8 karta No. 3.4.01
Zawory regulacyjne z żeliwa typu M karta No. 2.3.02-... 2.3.11
Zawory regulacyjne z brązu typu L karta No. 2.2.02 ... 2.2.09
Kontrolery elektroniczne typu ER karta No 4.6.02
Napędy elektryczne typu V karta No 4.8.01
Napędy elektryczne typu MT50M karta No 4.8.04
Szybki dobór regulatorów temp. karta No 5.0.01

Rys. 11 pokazuje schemat regulacji, gdzie czujnik temp. umiejscowiony jest za chłodnicą w rurociągu przepływającej wody chłodzącej powietrze w związku z wyeliminowaniem trudności w regulacji w układach, gdzie czujnik zamontowany jest w kanale powietrznym. Proszę zauważyć, że bypass jest wykonany tak, że trzydrożny zawór regulacyjny nie może całkowicie zatrzymać strumienia wody chłodzącej powietrze, rezultatem czego może być "blokada" przekazania impulsu temp. gdy nastąpi ponowny jej wzrost.

 

Zawory i kontrolery:
Zawory trójdrożne CLORIUS dostępne są w rozmiarach do Dn300mm. Do wody słodkiej i oleju używane są używane zawory typu M3F z żeliwa szarego GG25 z gniazdami i stożkami zaworów z brązu. Do słonej wody morskiej rekomendowane używane są zawory typu L3F z odpornego na jej działanie brązu RG10.
Zawory dwudrożne CLORIUS są dostępne głównie w wykonaniu korpusów żeliwnych (żeliwo szare-GG25) z gniazdami i stożkami ze stali nierdzewnej (typy M1F, M1FB, M2F i M2FR). Dostępne są także zawory w wykonaniu korpusów z żeliwa sferoidalnego. Do słonej wody morskiej rekomendowane i stosowane są zawory z brązu RG10 (typy L1S, L1SR, L2S, L2SR). Zawory z brązu są produkowane w ograniczonym zakresie średnic. Zawory o średnicach poniżej 150mm mogą być używane z użyciem wszystkich termostatów typu V 2,4,8 lub napędami elektrycznymi typu V. Dla zaworów powyżej DN80 może być używany napęd elektryczny typu MT50M. W połączeniu z napędami elektrycznymi typu V i MT50M używa się kontrolerów elektronicznych np. typu ER do regulacji temperatury.


Przedsiębiorstwo Consultingowo-Handlowe "AS"
82-300 Elbląg
ul. Skrzydlata 28
tel. (55) 2325172
fax (55) 2326595