Paliwa stosowane w okrętownictwie zarówno do silników tłokowych jak i kotłów opalanych i głównych można podzielić na:
-oleje napędowe produkt destylacji ropy naftowej (o małej ilości zanieczyszczeń ).
-oleje opałowe produkty pozostałościowe po obróbce ropy naftowej
Paliwa destylacyjne DMX DMA DMB CMC Paliwa pozostałościowe RMA RMB...RML
Oleje napędowe i opałowe dla silników i opalania kotłów zawierają liczne zanieczyszczenia w postaci rozmaitych ciał stałych lub cieczy. Różne też mogą być rodzaje zanieczyszczeń tj. naturalne związane z pochodzeniem oleju. Do głównych zanieczyszczeń należą:woda, związki asfaltenowo- żywiczne, zanieczyszczenia stałe (piasek rdza popiół ), siarka, wanad, sód, potas oraz związki szkodliwe pochodzące z procesów krakingu katalitycznego.
W procesie oczyszczania należy usunąć: wodę, związki asfaltenowo- żywiczne(większe tworzą z sodem i potasem nagar. Należy je usunąć do wart.5mm.), zanieczyszczenia stałe(mogą jedynie pozostać mniejsze od luzów na pompach wtryskowych 10-12mm).
Wpływ zanieczyszczeń w paliwach na pracę silnika Woda zawarta w paliwie zmniejsza jego wartość opałową i powoduje zakłócenia w pracy silnika, objawiające się okresowym zanikiem zapłonu. Powoduje osadzanie się zanieczyszczeń(sadza, koks)na roboczych elem. silnika( tłoki, zawory). Woda w postaci kropel 30-40mm może powodować zacieranie pompek wtryskowych. Zbyt duża ilość ciepłą zapotrzebowana jest na odparowanie wody. Siarka utleniając się na SO2 i SO3 powoduje, łącząc się z wodą pochodzącą z pary wodnej, poniżej punktu rosy powstanie kwasu siarkowego IV i VI co prowadzi do korozji niskotemp.170°C, która atakuje przeważnie dolne partie tulei cylindrowych. Obecność wanadu sprzyja korozji wysokotemp. Co powoduje wypalanie materiału gniazd zaworowych oraz komory spalania. Sód i potas powodują dużą przylepność zw.asfalt.- żywicz. Obecność ciał stałych powoduje nadmierne zużycie elem. przez ścieranie.
Oleje smarowe Zanieczyszczenia oleju smarowego uważane za nieszkodliwe, następują podczas jego obiegu w instalacji i silniku. W zależności od rodzaju, miejsca i sposobu ich powstawania lub przedostawania się do oleju, można je podzielić na trzy grupy: 1. zanieczyszczenia, które powstają w oleju smarowym na skutek rozmaitych procesów chemicznych np. w wyniku utleniania się w podwyższonej temp. pojawiają się rozmaite żywice i asfalty.2.Zanieczyszczenia ciałami stałymi mogą to być opiłki metalu powstające na skutek tarcia suchego lub drobnych uszkodzeń, rdza, cząstki farby, popioły, piasek.3.Zanieczyszczenia wodą( słoną lub słodką z przecieków w instalacjach chłodzenia) oraz olejem napędowym.
Wszystkie te zanieczyszczenia obniżają wartość olejów smarowych, pogarszając w istotny sposób pracę silnika, oraz zmuszają do częstych kosztownych wymian oleju. W celu polepszenia pracy silnika oraz przedłużenia czasu używalności oleju smarowego stosuje się oczyszczanie ciągłe lub okresowe
2. Metody oczyszczania paliw i olejów smarowych.
Na statkach morskich stosowany jest potrójny system oczyszczania paliw i olejów smarowych.1.sedymentacja grawitacyjna w zbiorniku osadowym.2.wirowanie za pomocą wirówek 3.filtrowanie- na silniku filtry dokładnego oczyszczania. Oprócz tego stosuje się:4. oczyszczanie typu inercyjnego 5. oczyszczanie typu absorbcyjnego (pochłanianie).
Ad.1. Sedymentacja- zabiegowi temu poddawane są najczęściej oleje pędne i opałowe lub niekiedy smarne. Ten sposób oczyszczania może być traktowany jedynie jako zgrubne wstępne oczyszczanie.
Ad.2. Wirowanie czyli oczyszczanie za pomocą wytwarzanej siły odśrodkowej o znacznej zawartości. Operację te przeprowadza się w urządzeniach zwanych wirówkami, które dzielimy na: a) puryfikatory służące do oddzielania dwóch cieczy o różnych gęstościach b) klaryfikatory służące do oddzielania ciał stałych Wirowanie dotyczy zarówno olejów smarowych jak i paliw.
Ad.3. Filtrowanie jest najbardziej uniwersalną najczęściej stosowaną na statkach metodą oczyszczania. Procesowi filtrowania podlegają bowiem paliwa i oleje smarowe. Jest metodą oddzielania ciał stałych od cieczy a, zwłaszcza substancji nierozpuszczalnych w danym płynie. Polega ona na przepuszczaniu pod ciśnieniem zanieczyszczonych płynów przez przegrodę filtracyjną umieszczoną zazwyczaj w filtrze.
Ad.4. Oczyszczanie typu inercyjnego stosowana głównie przy odolejaniu, czyli usuwaniu zanieczyszczeń olejowych zagrażających środowisku naturalnemu wodnemu. Odbywa się ono w urządzeniach zwanych odolejaczami Oczyszczanie inercyjne stosuje się w razie konieczności osuszania pary zawierającej krople wody. Ad.5. Urządzenia absorbcyjne, rzadko stosowane na statkach, głównie w instalacjach chłodniczych jako pochłaniacze wody z obiegu czynnika chłodniczego.
3 Dobór parametrów wirowania paliw
Najważniejsze parametry wirowania 1. wydajność wirówki 2. temp. wirowania ,lepkości paliwa w temp. wirowania. 3. średnica tarczy selekcyjnej 4. czas między kolejnymi odstrzałami- oczyszczeniami bębna z zanieczyszczeń . Wydajność wirówki Q=V*k=const.
v-prędkość osadzania pod wpływem działania siły grawitacji k- wart. stała dla okreslonej wirówki
Temperatura wirowanego paliwa ma wpływ na lepkość oczyszczanego czynnika. Wiadomo, iż im mniejsza lepkość paliwa tym mniejsze cząstki mogą być z niego usunięte, przez co jakość oczyszczania paliwa znacznie wzrasta. Obniżenie lepkości otrzymuje się drogą podgrzania i utrzymania temperatury wirowania. Najczęściej odnośnie temp. wirowania korzystamy z zaleceń producenta( który podaje różne lepkości czynników i temp. ich oczyszczania oraz wydajności). Winnym przypadku posługujemy się wykresami. Lepkość na dolocie nie może być większa od 35cSt. Ustalenie czasu odstrzału bębna lub w przypadku starszych wirówek odstęp pomiędzy jej ręcznym czyszczeniem możemy ustalić ze wzoru:
Drugi sposób. Zaczynamy wirować( przez godzinę)- wirujemy do zatkania bębna, dodajemy wody, sprawdzamy wzierniki. Jeżeli woda pojawia się na wylocie paliwa czystego i znamy czas- odejmujemy 1/3 czasu i otrzymujemy czas oczyszczania bębna.
Podczas przebiegu procesu wirowania istotne jest ustalanie właściwych wielkości średnic dp,d1,d2, w zależności od stosunku gęstości obu czynników, od tego bowiem zależy jakość wirowania. Średnicę dp ustala położenie otworów w talerzach bębna, więc przy zmianie stosunku r1/r2 muszą ulec zmianie d1 lub d2 aby dp=const. I aby granica podziału przebiegała w dalszym ciągu przez otwory. Wkonstrukcyjnych rozwiązaniach wirówek przyjęto jako stałą średnicę wylotu czynnika lżejszego (oleju) d1. Wartością regulowaną zatem pozostaje średnica d2 (średnica tarczy wodnej)
Dobór właściwej tarczy wodnej, stosowanej w starszych rozwiązaniach większości firm może odbywać się jedną z następujących metod: a) wyznaczenie średnicy d2 za pomocą obliczeń b)wyznaczanie średnicy d2 za pomocą wykresu c)wyznaczanie średnicy d2 metodą piór.
Inne sposoby regulacji średnicy d2: 1. za pomocą śrub selekcyjnych 2. za pomocą przeciwciśnienia na rurociągu wylotowym lżejszego czynnika, jest to regulacja płynna( bez zatrzymywania wirówki).
4 Wpływ parametrów wirowania na jakość oczyszczania paliw i olejów.
Wydajność:
Wydajność jak również temp. wirowania jest wielkością zalecaną przez producenta
Na klaryfikatorze możemy podnieść temp. do 105°
1.Większa wydajność powoduje zwiększenie zanieczyszczeń w paliwie
2. Niewłaściwie dobrana temp. wirowania, lepkość paliwa w temp. wirowania powoduje niewłaściwe oczyszczanie oleju, wyrzucanie wraz z wodą znacznych ilości oleju.
3. Zbyt długi czas między kolejnymi oczyszczeniami bębna, powoduje że przestrzeń szlamowa bębna jest zapełniona, co wpływa na niewłaściwe oczyszczanie oleju.
4. Zbyt niska temp. wirowania ma wpływ na niedokładność oczyszczania oleju.
5. Wartość średnicy tarczy wodnej ma bardzo duży wpływ na przebieg wirowania. Gdyby była ona jednak zbyt mała dla istniejącego stosunku r1\r2 wóczas granica znajduje się bliżej osi obrotu wiróki.W konsekwencji może to prowadzić do zanieczyszczenia cieczy lżejszej (oleju) cieczą cięższą (wodą). Gdy z kolei d2 okaże się zbyt duża dla danych warunków wirowania, to granica podziału przesunie się ku obwodowi bebna w pewnym momencie może przekroczyć górną pokrywę talerzową co spowoduje wypływ cieczy lżejszej wraz z cieczą cięższą np. oczyszczanego oleju razem z usuwaną wodą. Tarcza jest dobrana prawidłowo, jeżeli wypływająca z wirówki woda nie zawiera kropel oleju, gdy odpływający olej nie został zanieczyszczony wodą. Woda odpływająca z wirówki powinna być mlecznobiała albo brudna. O jej kolorze decyduje ilość wymytych zanieczyszczeń z oleju, a więc zależy też od stopnia zanieczyszczenia oleju. Skuteczność wirowania zależy między innymi od czasu przejścia paliwa przez wirówkę, więc wirując paliwa o dużej gęstości, lepkości i zanieczyszczeniu, należy zmniejszyć wydajność pompy zasilającej wirówkę poniżej wydajności znamionowej wirówki. Zasada ta tyczy się wszystkich wirówek.
5 Budowa wirówek klaryfikatorów i puryfikatorów.
Puryfikator- zwany inaczej wirówką oczyszczającą w której następuje oddzielenie dwóch nierozpuszczalnych w sobie cieczy o różnych ciężarach właściwych przy równoczesnym oddzieleniu cięższych cząstek stałych jako zanieczyszczeń. W praktyce okrętowej w puryfikatorach oddzielane są z olejów najczęściej stałe zanieczyszczenia oraz woda z płynnym szlamem. Wirówki oczyszczające, przystosowane do oddzielenia dwóch nierozpuszczalnych w sobie cieczy o różnych ciężarach właściwych wyposażone są w dwa odprowadzenia z wirującego bębna. Jednym z nich, bliższym osi obrotu bębna, używany jest na zewnątrz oczyszczony olej, drugim bardziej odległym od osi płynne zanieczyszczenia cięższe od oleju( najczęściej woda).
Zanieczyszczona ciecz dopływa wlotem 1, a następnie rozdzielaczem bębna 2 spływa w dół części roboczej wirówki. Przez otwory w dolnym talerzu ciecz przedostaje się do bębna, po czym przez otwory w talerzach 3 i przestrzenie międzytalerzowe unosi się ku górze. Po drodze z cieczy zostają wydalone cząstki stałe, cięższe zanieczyszczenia płynne i woda. Cięższe zanieczyszczenia płynne, przedostające się szczeliną między pokrywą bębna 6 i kapturem talerzy 7, zostają usunięte na zewnątrz. Cząstki stałe natomiast osadzają się na wewnętrznej ściance kadłuba 5 i muszą być usuwane ręcznie po jego otwarciu. Położenie płaszczyzny podziału reguluje się tarczą wodną 4, zwanej osłoną selekcyjną. Wał napędowy 8 bębna poprzez przekładnie ślimakową przekazuje obroty elektrycznego silnika napędowego na bęben wirówki.
Klaryfikator- zwany wirówką klarującą, w której następuje usuwanie z olejów zanieczyszczeń w postaci cząstek stałych i nieznacznych ilości płynnych cięższych składników. W klaryfikatorze oczyszcza się czynnik głównie z zanieczyszczeń stałych, w związku z tym w wirówce tej nie utworzy się granica podziału dwóch wirujących płynów. Talerze jej więc nie muszą mieć otworów jak w puryfikatorze. Dolna część rozdzielacza bębna 2 jest również pozbawiona otworów. W celu uproszczenia zamiany puryfikatora w klaryfikator stosuje się niekiedy nakładanie na rozdzielacz jako pierwszego talerza od dołu- talerza bębnowego bez otworów. Pozostałe talerze również nie muszą mieć otworów wlotowych. W klaryfikatorze pozostawia się jednak talerze z otworami ponieważ nie ma to większego wpływu na proces oczyszczania. Istotną różnicą pomiędzy klaryfikatorem i puryfikatorem jest zastąpienie kaptura talerzy 7 z szyjką na kaptur talerzy bez szyjki, którego konstrukcja pozwala na odcięcie przepływu między jego górną powierzchnią a dolną powierzchnią pokrywy bębna 6. Wreszcie ostatnia różnica to zastąpienie tarczy wodnej 4 zupełnie inaczej zbudowaną osłoną rozdzielacza 4 odprowadzającą w klaryfikatorze oczyszczany olej na zewnątrz wirującego bębna.
6 Uruchamianie i obsługa w czasie pracy i wyłączanie wirówki samooczyszczającej
Przed uruchomieniem wirówki należy sprawdzić:1.dociśnięcie pokrywy wirówki śrubami przegubowymi.2.położenie hamulca(czy jest zwolniony czy napięty).3.Poziom oleju smarującego przekładnie(powinien znajdować się powyżej środka szybki wziernika poziomu oleju) 4. Stopień napełnienia zbiornika wody sterującej(poziom powinien znajdować się w górnej części wodowskazu) 5.otwarcie zaworu wlotu oleju z pompy podającej do podgrzewacza Podstawowe czynności związane z uruchomieniem: a).osiągnięcie żądanych obrotów b). ustalenie temperatury na podgrzewaczu c).zamknięcie bębna d).zalanie bębna wodą e). ustalenie wydajności na dolocie
I. Po włączeniu silnika elektrycznego należy zaczekać aż bęben wirówki osiągnie pełną prędkość obrotową.. Zazwyczaj osiąga on ją po siedmiu do ośmiu minut pracy silnika co można zaobserwować stabilną pracę wirówki i spadkiem natężenia prądu na amperomierzu do wartości znamionowej. W tym, momencie powinno się otworzyć dopływ wody pod przesuwną podstawę bębna, aby napełnić komorę zamykającą bęben wodą. Zapełnienie komory sygnalizowane jest pokazaniem się wody w rurce przelewowej. Oznacza to równocześnie że bęben został zamknięty. Wtedy należy ustawić zawór sterujący wlotem wody w położenie robocze, tzn. połączyć przestrzeń pod bębnem ze zbiornikiem wody sterującej pod ciśnieniem równym wysokości słupa cieczy wynikającym z wysokości zainstalowania zbiornika ponad wirówką. W procesie puryfikacji należy teraz doprowadzić wodę do zamknięcia wodnego, otwierając odpowiedni zawór , w tym kurek umieszczony na głowicy wirówki. Istnienie zamknięcia wodnego potwierdza przelew wody przez rurę odprowadzenia cięższego czynnika co sprawdza się zwykle szkle kontrolnym. Po uzyskaniu zamknięcia wodnego należy powoli wprowadzać olej do bębna wirówki, nagłe bowiem jego uderzenie może doprowadzić do przerwania zamknięcia wodnego co spowoduje wyrzucanie oleju i cięższych zanieczyszczeń płynnych przez wylot wody. W procesie klaryfikacji bęben wirówki należy wypełniać olejem możliwie szybko.
II. Obsługa wirówki w czasie pracy obejmuje sprawdzanie prawidłowej jej pracy, parametrów, temperatury podgrzewania czynnika oczyszczonego, oczyszczanie ręczne bębna lub odstrzeliwanie.
III. Chcąc przeprowadzić zatrzymanie wirówki należy przerwać doprowadzanie cieczy wirowanej, wyłączyć silnik i wyhamować obroty bębna. Pozostała w bębnie ciecz wypływa automatycznie po zatrzymaniu jego ruchu. Nie wolno podnosić pokrywy wirówki w czasie wirowania bębna. Po zatrzymaniu obrotów bębna należy zwolnić hamulec.
7 Usterki eksploatacyje wirówek paliwowych.
1. Niewłaściwe oczyszczanie oleju. Możliwe przyczyny:
- nieodpowiednie osłony selekcyjne (tarcze wodne ) lub uszkodzone automatyczne ustalenie położenia powierzchni podziału,
- bęben wirówki obraca się zbyt wolno z powodu częściowego hamowania hamulcem, uszkodzenie części elektrycznej , uszkodzenie lub zaolejenie okładzin ciasnych sprzęgła odśrodkowego,
- przestrzeń szlamowa bębna jest zapełniona z powodu zbyt długiego okresu miedzy kolejnymi oczyszczeniami,
- zbyt długi dopływ oleju do wirówki z powodu niewłaściwego działania zaworu przelewowego,
- zbyt niskie temp. wirowania.
2. W czasie uzupełniania zamknięcia woda nie ukazuje się we wzierniku wylotu wody lub ukazuje się zbyt póżno (po 15s)
Możliwe przyczyny:
- otwarty bęben wirówki,
- uszkodzony pierścień uszczelniający,
- uszkodzona przesuwna podstawa bębna,
3. Przerwanie zamknięcia wodnego. Możliwe przyczyny:
- niewystarczający dopływ wody,
- zbyt duża średnica tarczy selekcyjnej,
- złe uszczelnienie dolnej tarczy wodnej,
- uszkodzony pierścień uszczelniający pokrywę bębna,
- uszkodzona przesuwna podstawa bębna.
4. Wyrzucanie wraz z wodą znacznych ilości oleju, Możliwe przyczyny:
- przelanie zamknięcia wodnego,
- zmiana temperatury, a wiec i gęstości oraz ciężaru oczyszczanego oleju,
5. Niewłaściwy nierówny bieg wirówki. Możliwe przyczyny:
- zbyt słabe lub zbyt mocne dokręcenie śrub kotwicznych fundamentu,
- niewłaściwy montaż bębna,
- uszkodzona końcówka wału bębna lub uszkodzona piasta bębna,
- uszkodzone mech. Przenoszące napęd (łożyska, wały),
6. Bęben wirówki nie otwiera się lub nie zamyka w procesie samoczyszczenia lub otwiera się samoczynnie. Możliwe przyczyny:
- brak wody w zbiorniku wody sterującej,
- zatkanie lub zacięcie się zaworu doprowadzającego wodę ze zbiornika do wirówki,
- uszkodzenie urządzenia rozdzielczego,
- uszkodzenie elementów urządzenia samoczyszczenia wewnątrz wirówki.
- zanieczyszczenia kanałów w zaworze sterującym samooczyszczeniem lub w rozdzielaczu wody sterujacej
8 Praca wirówki MAPX w systemie zautomatyzowanym-automatyka TRADYCYJNA
Zautomatyzowaniu w instalacjach wirowania mogą podlegać następujące czynności. -włączenie i wyłączenie wirówki w zależności od poziomu czynnika w zbiornikach, z którymi wirówki współpracują,
-oczyszczanie bębna wirówki z osadów zanieczyszczeń stałych-tzw. samooczyszczanie,
-sterowanie położenia granicy podziału pomiędzy czynnikiem lżejszym i cięższym,
-zapewnienie odpowiedniej temperatury podgrzania wirowanego paliwa,
-zabezpieczenie procesu wirowania przed przerwaniem zamknięcia wodnego (w puryfikatorach ),
-zabezpieczenie wirówki przed wystąpieniem nadmiernych wibracji, mogących doprowadzić do jej uszkodzenia.
Ponadto w skład automatyzacji instalacji wirowania może jeszcze wchodzić sygnalizacja:
-zbyt niskich obrotów wirówki,
-zbyt niskiej temperatury wirowanego oleju i zbyt wysokiej lepkości,
-poziomu oleju w zbiornikach, z którymi współpracuje wirówka oleju napędowego lub opałowego.
Zarówno wlot zanieczyszczonego oleju jak i wylot czystego oleju są umieszczone w górnej części pokrywy wirówki. Jest to możliwe dzięki zainstalowanej na niej pompie opróżniającej zastosowanie pompy opróżniającej, w której oczyszczany olej osiąga ciśnienie rzędu 20m (H2O), pozwalające pokonać opory przepływu między wirówką a zbiornikiem czystego oleju na współpracującym, eliminacje konieczności użycia dwóch pomp podwieszonych. Obroty silnika, napędowego przekazywane są na wałek, w którym znajduje się ślimacznica zazębiająca się ze ślimakiem osadzonym na pierwszym wałku. Przekładnia ślimakowa znajduje się w szczelnej skrzyni wypełnionej do pewnego poziomu olejem smarowym. Na wałku osadzony jest bęben hamulcowy. W bębnie wirówki osadzone są talerze.
· Załączony schemat - wirówka MDPX 309 i układy jej towarzyszącOPIS
...
marcin0732