Топливная система судовой установки предназначена для подачи топлива в цилиндры главных и вспомогательных двигателей. Однако наряду с основным назначением топливная система должна обеспечивать:
прием и хранение топлива;
очистку топлива от воды и механических примесей;
непрерывную подачу топлива к двигателям;
охлаждение форсунок (при использовании для этой цели топлива).
В соответствии с этими задачами топливную систему условно можно разделить на участки:
приема, хранения и перекачивания топлива;
сепарации топлива;
подачи топлива к главным и вспомогательным двигателям;
охлаждения форсунок.
Комплектация каждого участка устройствами, механизмами,
трубопроводами зависит от рода топлива, используемого в двигателях. В связи с этим топливные системы подразделяют на системы дизельного и тяжелого топлива. Оборудование топливных систем осуществляется в строгом соответствии с Правилами Регистра.
Система дизельного топлива (рис. 6). Эту систему используют для обслуживания в основном высокооборотных и среднеоборотных
двигателей.
Участок приема, хранения и перекачивания служит для подачи топлива с берега в судовые цистерны, длительного хранения в них топлива, перекачивания топлива из одних емкостей в другие, а также для выдачи топлива на берег. В этот участок входят цистерны основного 2 и аварийного 3 запаса, фильтры 4, топливоперекачивающий насос 5, трубопроводы и арматура.
Прием топлива с берега осуществляют через палубный приемный трубопровод 1, позволяющий подсоединять шланги с любого борта. На пассажирских судах предусматривают специальные приемные станции, отделенные от других помещений. Трубопровод приема топлива должен быть доведен до днища цистерны с минимальным зазором.
Для хранения топлива на судах используют междудонное пространство, бортовые цистерны и диптанки. Дизельное топливо благодаря высокому качеству не теряет своих свойств и не создает особых трудностей при хранении. Низкая температура застывания позволяет ему сохранять текучесть при снижении температуры, что обеспечивает хорошие условия перекачивания без подогрева топлива в цистернах.
Трубопроводы, по которым топливо забирается из цистерны, снабжены фильтрующими сетками и запорными клапанами. Клапаны устанавливают на цистернах, а для междудонных емкостей на приемном трубопроводе — выше цистерн.
Топливо из одной запасной цистерны в другую и в расходные цистерны перекачивает топливоперекачивающий насос 5. Правила Регистра предусматривают установку двух таких насосов, один из которых резервный. В качестве резервного допускается использование любого другого пригодного для этого насоса, в том числе насоса сепаратора. В этом случае предусмотрен обводной трубопровод 20. Топливные трубопроводы прокладывают с учетом обеспечения противопожарной безопасности. Клапаны трубопроводов устанавливают в легкодоступных освещенных местах.
Участок сепарации обеспечивает подачу топлива из запасных цистерн к сепараторам, сепарацию топлива и заполнение расходных цистерн.
При соблюдении правил транспортировки и хранения дизельное топливо загрязняется мало и для его очистки от механических примесей и воды достаточно использовать сепарацию и фильтрацию, полностью отказавшись от отстоя. Поэтому в рассматриваемой системе топливо из цистерн запаса направляется непосредственно в сепаратор 18, для чего обычно используют навешенный на него насос 17.
Низкая вязкость дизельных топлив не требует их подогрева перед сепараторами.
Правила Регистра предусматривают установку не менее двух
сепараторов. По конструкции они могут быть как самоочищающимися, так и не самоочищающимися. Сепараторы включают параллельно. Суммарная производительность их должна обеспечивать сепарацию суточного расхода топлива за 8—10 ч. Топливо в расходные цистерны 9 подает нагнетательный насос 19 сепаратора.
Топливо из расходных цистерн 9 к двигателю 12 может подаваться самотеком или с помощью подкачивающего насоса 8. Первый способ проще и надежнее. Однако использование подкачивающего насоса предпочтительнее. Благодаря тому, что его производительность в 2—3 раза больше часового расхода топлива, улучшается наполнение топливных насосов 13 высокого давления, создается циркуляция через них топлива, что обеспечивает удаление пузырьков воздуха и паров. Кроме того, топливоподкачивающий насос позволяет подавать топливо под давлением на охлаждение форсунок из системы главного двигателя. Избыточное отсечное топливо после топливных насосов возвращается в расходную цистерну по трубопроводу 14.
В установках с одним главным двигателем наряду с основным подкачивающим насосом, который может быть навешен на двигатель или иметь автономный привод, предусматривается резервный насос. Его роль может выполнять любой пригодный для этой цели насос.
К дизелю должно подаваться топливо, очищенное от воды и механических примесей. При использовании сепараторов для очистки топлива перед топливными насосами достаточно установить фильтры грубой очистки 10. В случае подачи топлива в расходные цистерны без предварительной сепарации перед топливными насосами должны быть установлены фильтры грубой 10 и тонкой 7 очистки, конструкция которых должна допускать очистку без остановки двигателя.
Топливо на вспомогательные двигатели 6 подается из расходных цистерн главных двигателей через автономные системы, имеющие свои подкачивающие насосы 8 и фильтры 7.
В системах легкого топлива для охлаждения форсунок 16 следует брать дизельное топливо (трубопровод 11) из системы подачи его к двигателю. При этом в качестве циркуляционного можно использовать топливоподкачивающий насос, что упрощает систему. После охлаждения форсунок топливо возвращается в расходную цистерну. На возвратном трубопроводе может быть предусмотрен холодильник 15 для охлаждения топлива.
Система тяжелого топлива (рис. 7). Эту систему применяют в судовых установках с мало- и средне оборотными двигателями. При работе двигателя на тяжелом топливе в топливной системе используют дополнительные элементы для подогрева и очистки топлива. Кроме того, установку, работающую на тяжелом топливе, оборудуют системой легкого топлива для работы двигателя в пусковой и предостановочный период. Применение дополнительного оборудования значительно усложняет топливную систему.
Прием, хранение и перекачивание топлива в системе мало отличаются от аналогичного участка в установке, работающей на дизельном топливе.
Основные отличия состоят в следующем:
цистерны основного запаса разделяются на цистерны тяжелого 27 и
легкого / топлива; имеется запасная цистерна 26. Для хранения топлива могут использоваться топливобалластные замещаемые танки, что следует учитывать в эксплуатации для предупреждения обводнения топлива. При хранении топлива в таких танках балластная система должна быть разобщена с ними путем установки на соответствующих трубопроводах свободно-глухих фланцев. При хранении в этих танках балласта топливная система от них должна быть отделена;
использование топлив средней и высокой вязкости требует установки в цистернах змеевиков парового подогрева общего или местного типа;
для выполнения требования Регистра о наличии двух перекачивающих насосов могут быть использованы два взаимозаменяемых насоса 25 для легкого и тяжелого топлива. Допускается иметь один насос для перекачивания легкого и тяжелого топлива, а в качестве резервного использовать балластный насос;
для предварительной очистки топлива от воды и механических примесей в системе предусматриваются отстойные цистерны тяжелого 2 и легкого 3 топлива. Отстойные цистерны тяжелого топлива снабжены подогревательными паровыми змеевиками. На отдельных судах отстойные цистерны отсутствуют.
Сепараторы служат для очистки топлива от воды и механических примесей. Система сепарации включает приемные насосы 24 сепараторов, подогреватели топлива 23, сепараторы 18 и 20, нагнетательные насосы 19, направляющие сепарированное топливо в расходные цистерны 17 тяжелого топлива или цистерну 16 дизельного топлива.
Топливо к сепараторам может подаваться или автономным насосом или насосом, навешенным на сепаратор. В первом случае насос можно расположить достаточно низко и близко к отстойным цистернам, что повышает надежность всасывания.
Перед поступлением в сепаратор топливо проходит через паровой подогреватель. Обычно каждый сепаратор имеет свой подогреватель, но благодаря высокой надежности последних допускается использование одного подогревателя для двух сепараторов. При использовании самоочищающихся сепараторов во время разгрузки барабана во избежание перегрева топлива в подогревателе предусматривается ре-циркуляционный трубопровод 22.
Для сепарации тяжелого топлива используют самоочищающиеся сепараторы, для легкого — как самоочищающиеся, так и не самоочищающиеся. Самоочищающиеся сепараторы предпочтительнее благодаря снижению трудоемкости обслуживания, взаимозаменяемости и возможности автоматизированного управления работой.
Количество сепараторов выбирают из учета обеспечения сепарации суточного расхода топлива за 8—10 ч. Однако в любом случае сепараторов тяжелого топлива должно быть не менее двух. Для легкого топлива в этой системе можно использовать один сепаратор 18.
Сепараторы можно подключать параллельно или последовательно. Параллельное включение предпочтительнее. В любом случае подключение должно обеспечить замену вышедшего из строя сепаратора 18 дизельного топлива сепаратором 20 тяжелого топлива и наоборот. Сепаратор легкого топлива и резервирующий его сепаратор тяжелого топлива должны иметь трубопровод обвода подогревателя 21, так как при сепарации дизельного топлива его перед сепаратором не подогревают.
Правила Регистра допускают применение вместо сепараторов специальных фильтров, отделяющих механические примеси и воду с такой же эффективностью, как сепараторы. Количество таких фильтров для каждого сорта топлива должно быть не менее двух.
Предусмотрен трубопровод, обеспечивающий в аварийном случае подачу топлива топливоперекачивающими насосами непосредственно в расходные цистерны.
Участок подачи топлива к главным двигателям 12 включает расходные цистерны 16 и 17, топливоподкачивающие насосы 8, подогреватели 14, фильтры 7, регулятор 9 вязкости топлива. Предусмотрен трубопровод возврата 10 отсечного топлива со специальной циркуляционной цистерной 15.
Топливо к двигателю подают подкачивающие насосы, количество которых должно быть не менее двух. Оба насоса могут иметь автономный привод или один из них навешивается на двигатель, а второй с автономным приводом выполняет роль резервного. Выше отмечалось, что производительность топливоподкачивающего насоса превышает часовой расход топлива на двигатель.
Подогрев топлива перед подачей к топливным насосам должен обеспечивать получение заданной вязкости топлива. В большинстве случаев устанавливают один паровой подогреватель. Резервирование подогревателя обычно не требуется благодаря надежности его конструкции. На время использования в двигателе легкого топлива предусмотрен обвод подогревателя.
Согласно Правилам Регистра в системе устанавливают взаимозаменяемые фильтры, после которых топливо проходит через вискозиметр.
Вискозиметры на отечественных судах используют как указывающего, так и регулирующего типа. Последние больше распространены благодаря эксплуатационным преимуществам. Воздействие вискозиметра на паровой клапан вызывает изменение подачи пара в топливо подогреватель и тем самым регулирует вязкость топлива. На маневрах вискозиметр отключают, и топливо направляется по обводному трубопроводу.
Поддержание отрегулированного значения вязкости достигают прокладкой рядом с топливным трубопроводом паропровода-спутника 13 под общей тепловой изоляцией.
При использовании средне вязкого моторного топлива для поддержания его температуры бывает достаточно одной тепло изоляции.
Избыток топлива после топливных насосов 11 возвращается в специальную циркуляционную цистерну небольшой емкости, сообщающуюся с атмосферой. Создание циркуляции топлива в системе способствует быстрому его прогреванию перед переходом на тяжелое топливо и обеспечивает удаление парогазовых пузырей, образующихся в процессе подогрева и подачи топлива к двигателю. Возврат топлива в циркуляционную, а не в расходную цистерну предотвращает перегрев топлива в расходной цистерне.
При переводе двигателя с одного сорта топлива на другой циркуляционная цистерна выполняет роль смесительной емкости, чем обеспечивается плавное изменение вязкости топлива, поступающего в двигатель на переходном режиме.
Для подачи легкого топлива в двигатель используют ту же систему, лишь переключают расходные цистерны, и топливо направляется в обвод подогревателя и вискозиметра.
Система подачи топлива на вспомогательные двигатели 6 не отличается от аналогичной системы в установках, работающих на легком топливе. Топливо для работы вспомогательных двигателей берется из расходной цистерны 16 дизельного топлива главного двигателя.
Система охлаждения форсунок дизельным топливом состоит из двух циркуляционных насосов 4, охладителя 5, трубопроводов и арматуры. Дизельное топливо на охлаждение берется из расходной или из специальной циркуляционной цистерны 3. После охлаждения форсунок нагретое топливо возвращается в те же цистерны. После циркуляционных насосов холодильника топливо подается на охлаждение форсунок с необходимой температурой.
