Виды топливных фильтров и фильтрационных установок используемых на судовых дизелях

Топливные фильтры и фильтрующие установки используются на судах для очистки топлива от крупных, мелких частиц и других элементов, влияющих на качество топлива.

Фильтры и фильтрационные установки

В дизельном топливе содержание примесей не должно превышать 0,05%, т.е механические примеси должны практически отсутствовать. Однако опыт эксплуатации дизеля показывает, что загрязнение топлива при эксплуатации составляет 400-600 г на 1 т. В среднем 60-70 % неорганических загрязнений приходится на примеси (почвенная пыль, поступающая в топливо из воздуха, продукты коррозии из резервуаров и трубопроводов, продукты износа перекачиваемых сред) и 30-40 % органические (асфальтосмолистые продукты окислительного окисления) полимеризация нестабильных компонентов топлива). Для нормальной работы топливной аппаратуры размер механических частиц в топливе должен быть меньше зазора в прецизионных парах насосов и форсунок и поэтому не должен превышать 3-5 мкм. В связи с этим в системе очистки топлива устанавливаются фильтры или специальные фильтрующие устройства.

Топливные фильтры служат для очистки топлива от механических примесей, засоряющих систему, и делятся на три типа:

  • фильтры грубой очистки (предварительные), установленные перед топливным насосом низкого давления (НД);
  • фильтры тонкой очистки, установленные на пути от насоса низкого давления к насосу высокого давления;
  • щелевые фильтры высокого давления, устанавливаемые в непосредственной близости от форсунки или в самом корпусе форсунки.

В фильтрах тонкой очистки топливо очищается от механических примесей путем пропускания через специальные фильтрующие материалы и через узкие щели, образованные сеткой, набором пластин и т д. В качестве фильтрующих материалов используют бумагу, хлопчатобумажную пряжу, войлок, специальные абсорбирующие массы, пористые металлы.

Фильтр грубой очистки расположен перед насосом подачи топлива и предназначен для предварительной очистки топлива грубой очистки от частиц размером более 45 мкм (рис. 1).

Типы топливных фильтров и фильтровальных установок, применяемых на судовых дизелях

Рис. 1 Конструкция фильтра грубой очистки топлива.
1 — крышка; 2 — корпус; 3 — фланец; 4 — прокладка; 5 — фильтрующий элемент; 6 — стержень; 7 — гайка; 8 — заглушка; 9 — стиральная машина; 10 — резиновое кольцо

Крышка 7 фильтра прижата штифтами к корпусу 2 и уплотнена резиновым кольцом 10. Стержень 6 полностью уложен в крышку, а пакет фильтрующих элементов 5, собранный на трехгранном стержне, прижат к крышка с гайкой 7 и диском 9, который стопорится краями стержня и предохраняет фильтрующие элементы от повреждения при затягивании гайки 7. Гайка 7 стопорится шплинтом. В нижней части корпуса имеется резьбовая пробка 8 для слива шлама.

Топливо поступает в фильтр через нижнее отверстие в корпусе, а при очистке (прохождении через фильтрующие элементы) поступает по каналам трехгранного стержня в канал крышки 1 и затем выходит из фильтра через верхнее отверстие в корпусе. Частицы размером более 45 мкм задерживаются сетками пакета 5, оседают на поверхности, а также скапливаются в нижней части корпуса фильтра, откуда могут быть удалены через отверстие, закрытое заглушкой 8.

Для снижения гидравлического сопротивления фильтра, особенно для вязких жидкостей, разработана его габаритная фильтрующая поверхность. Для уменьшения габаритов фильтрующий элемент выполнен двухсторонним и собран в общий корпус. В фильтре такой конструкции отфильтрованная грязь остается снаружи фильтрующего элемента. Для его удаления фильтр необходимо отключить от системы, разобрать и промыть, что занимает относительно много времени. Чтобы не выводить систему из строя, установлен двойной фильтр.

В щелевом фильтре (рис. 2) фильтрующий элемент можно очищать, не выключая фильтр.

Типы топливных фильтров и фильтровальных установок, применяемых на судовых дизелях

Рис. 2 Конструкция фильтра грубой очистки топлива.
1 — пластина фильтрующего элемента; 2 — распорные кольца; 3 — вал для крепления пластин фильтрующего элемента; 4 — скребок для очистки фильтрующего элемента; 5 — направляющие, на которых установлены скребки; 6 — дистанционные пластины между скребками

Здесь внутренний фильтрующий элемент собран из круглых пластин с прорезями. Его можно вращать квадратом и ручкой сверху. Грязная отфильтрованная жидкость попадает в корпус фильтра, проходит по канавкам между пластинами к центральным отверстиям и от них направляется в чистый топливопровод. Грязь остается на поверхности элемента, откуда она удаляется специальными короткими пластинами (ножами), вставленными между пластинами элемента, и сбрасывается на дно корпуса при переворачивании фильтрующего элемента. Процесс поворота фильтрующего элемента при увеличении перепада давления может быть автоматизирован. Однако этот фильтр также требует периодической промывки.

Все чаще используются самоочищающиеся фильтры. На рис. 3 представлена ​​схема устройства и включения такого фильтра. При нормальной работе клапаны 2 и 3 на правой или левой секции открыты.

Типы топливных фильтров и фильтровальных установок, применяемых на судовых дизелях

Рис. 3 Настройка устройства и включение самоочищающегося фильтра

Для очистки сетки 4 от загрязнений включают второй фильтр, при этом закрывают подающий клапан 2 на очищаемом и открывают клапан слива грязи 1 вне сетки. Топливо, смывшее грязь, проходит через клапан 1 в грязный топливный бак.

На рис. На рис. 4 показана другая конструкция самоочищающегося фильтра, где загрязненная сетка 1 очищается сжатым воздухом, подаваемым из форсунок в канал 6. Фильтрующий элемент вращается, грязь сливается через форсунку 9. На фильтрах обеих конструкций , процесс очистки может быть автоматизирован.

Типы топливных фильтров и фильтровальных установок, применяемых на судовых дизелях

Рис. 4 Фильтр с пневматической очисткой сетки.
1, 2 — фильтрующий элемент с сеткой с различными проходными сечениями ячеек; 3 — цилиндр на фильтрующем элементе с зубчатой ​​кромкой внутреннего зацепления; 4 — рукоятка поворотного механизма 5, поворотного цилиндра 3; 6 — канальные воздушные сопла; 7 — комбинированный клапан подачи воздуха (а) и спуска грязного топлива (б); 8 — бак; 9 — канал (труба) для отвода грязи; 10 — газоотводный патрубок

В судовых топливных системах помимо фильтров грубой и тонкой очистки устанавливаются магнитные фильтры, очищающие отфильтрованную жидкость от ферромагнитных частиц. Конструкция такого фильтра показана на рис. 5.

Типы топливных фильтров и фильтровальных установок, применяемых на судовых дизелях

Рис. 5 Магнитный фильтр:
а — единица.
1 — корпус; 2 — штуцер подачи топлива; 3 — сетка; 4 — магнит; 5 — пробка фильтра; 6 — штуцер выхода топлива; 7 — направляющие ребра на магните; 8 — сливная пробка;
б – сравнительная эффективность фильтров.
1 — с хлопковым наполнителем; 2 — войлок; 3 — бумага; 4 — с пропитанной бумагой; 5 — магнитный

В центре корпуса установлен сильный постоянный магнит 4, окруженный защитной сеткой 3. Жидкость поступает в корпус через нижний штуцер, проходит через сетку 3, обтекает магнит, снова проходит через сетку в верхнем часть корпуса и выходит в верхний штуцер. Частицы железа осаждаются на магнитном стержне. Немагнитные частицы под действием молекулярных сил агломерируются вокруг частиц железа и оседают вместе с ними на магните. Кроме того, под действием магнитного поля мелкие частицы, загрязняющие топливо, коагулируют, образуя шлам, который оседает на защитной сетке. Магнитный фильтр может быть установлен отдельно или встроен в сетчатый фильтр. Результаты очистки этим фильтром показаны на рис. 5 Б.

Магнитные фильтры широко используются для удаления ферромагнитных частиц размером 0,5 мкм и более. Отличаются от других чистящих средств наименьшим гидравлическим сопротивлением (не более 150 Па). Преимущество магнитных фильтров:

  • малые габариты, относительно низкая стоимость, бесперебойность работы и простота обслуживания;
  • недостаток — невозможность использования для очистки топлива от механических примесей органического и неорганического происхождения.

Фильтр тонкой очистки предназначен для защиты деталей топливной аппаратуры от механических примесей. Тонкость зрения — 5 мкм. Механические примеси – это частицы кремнезема и глинозема, твердость которых выше твердости деталей топливной аппаратуры, поэтому они являются причиной износа.

Фильтр имеет два фильтроэлемента 9 (рис. 6), расположенных в отдельных корпусах и объединенных общей крышкой 11. Для разделения полостей с грязным и чистым топливом фильтрующий элемент уплотняется сверху и снизу уплотнительными кольцами 6 и 10, которые постоянно поджимаются пружинами 5.

Типы топливных фильтров и фильтровальных установок, применяемых на судовых дизелях

Рис. 6 Фильтр тонкой очистки топлива 2ТФ-4.
1 — сливной ниппель; 2 — накидная гайка, 3 — стяжной болт; 4 — шар; 5 — пружина; 6, 10 — уплотнительное кольцо; 7 — трубка; 8 — корпус; 9 — фильтрующий элемент; 11 — крышка, 12 — втулка; 13 — штуцер выхода топлива; 14 — штуцер подачи топлива; 15 — пробки крана, 16 — ручка крана; 17 — клапан очистки; 18 — положение крана.
а — при мытье левой части; б – во время работы фильтра; в — при промывке правой секции

Для обеспечения нормальной работы фильтра и увеличения срока его службы необходимо вовремя опорожнять осадок, периодически промывать фильтрующие элементы обратным потоком топлива. Если фильтрующие элементы плохо моются или быстро теряют свою емкость после промывки, их необходимо заменить.

В зависимости от загрязнения топлива шлам следует сливать поочередно, отвернув накидную гайку 2 на два-три оборота.

При промывке топливо течет в обратном направлении и смывает грязь, осевшую на наружных поверхностях фильтрующих элементов.

Для стирки вам понадобится:

  • снизить нагрузку на дизель до 50% или до холостого хода;
  • поверните переключатель 16 на 90°. Участок, на который направлена ​​короткая линия на конце плунжера клапана, продолжает работать, противоположный участок подготовлен к промывке;
  • отверните накидную гайку 2 на промываемом участке на три-четыре оборота. Топливо из штуцера 14 через отверстие в кране поступает в рабочую часть, проходит через фильтрующий элемент и по каналу поступает в штуцер 13 (промывать до появления легкой струи топлива, затем навернуть накидную гайку на штуцер);
  • поверните кнопку переключателя 16 на 180° и промойте вторую часть в том же порядке;
  • поверните переключатель передач на 90° так, чтобы короткая выемка на конце была обращена вверх.

Периодичность промывки — через 300-500 часов работы дизеля.

Промывку проводят вне зависимости от периода обслуживания при достижении перепада давления 147 кПа.

Крышка имеет втулку 12, в которую ввернута трубка 7 с болтом 3. Шарик 4 уплотнен ниппелем с гайкой крышки 2.

Для слива шлама при промывке к нижнему концу ниппеля можно подсоединить сливную трубу в виде гибкого шланга. Ручка 16 предназначена для переключения одной из секций на мойку.

Для выпуска воздуха имеются клапаны 17, конструкция которых позволяет подключить трубопровод для удаления пены. В рабочем положении фильтра топливо поступает в полости корпусов фильтров через штуцер подачи топлива 14 и отверстия в крышке. Топливо, проходя через фильтрующие элементы 9, фильтруется, а затем проходит через центральные каналы и отверстия в крышке топливоотвода 13.

Фильтрующий элемент состоит из фильтрующего полотна 1 (рис. 7), двух штампованных из листовой стали крышек 2 и 3, двух ободков 4, перфорированной трубки 5, гайки 6, прокладки 7, штуцера 8.

Типы топливных фильтров и фильтровальных установок, применяемых на судовых дизелях

Рис. 7 Фильтрующий элемент.
1 — фильтровальная завеса; 2, 3 — крышка; 4 — рама; 5 — перфорированная труба; 6 — гайка; 7 — прокладка; 8 — сборка

Фильтроэлементы заменяют, когда такая степень загрязнения при промывке уже не дает должного эффекта и работоспособность элементов после промывки не восстанавливается, т.е они быстро теряют свою пропускную способность.

Фильтрующие элементы меняются при неработающем дизеле в следующем порядке:

  • отвернуть накидную гайку 2 (см рис. 6) и клапан выпуска воздуха, слить топливо из корпуса;
  • отвернуть патрубок с болтом 3 в сборе от крышки 11 и, удерживая корпус 8, вынуть элемент из корпуса и поставить на место новый. При этом необходимо подпереть трубу болтовым узлом, чтобы она не выпала из отверстия корпуса; Соберите корпус с вставленным в него фильтрующим элементом и вкрутите трубку в крышку, вставив корпус в уплотнительный паз в крышке.

Фильтрующая завеса (рис. 8) представляет собой бязевую трубку, сложенную гармошкой. Такая укладка позволяет иметь фильтрующую перегородку с большой фильтрующей поверхностью при относительно небольшом объеме. С помощью ободков 4 (см рис. 7) полотно накатывают на крышки 2 и 3, одна из которых (верхняя) припаивается к патрубку 5, а другая (нижняя) фиксируется гайкой 6.

Типы топливных фильтров и фильтровальных установок, применяемых на судовых дизелях

Рис. 8 Фильтрующая завеса

Металлопористые фильтры обеспечивают очистку топлива до 5 микрон.

Фильтрующий элемент этих фильтров представляет собой смесь зерен железа, нержавеющей стали и бронзы, спрессованных под высоким давлением. Таким образом обеспечивается пористость заданного значения. Фильтрующему элементу можно придать любую форму: конус, цилиндр и т д. В корпусе фильтра можно разместить несколько фильтрующих элементов, выполненных, например, в виде чашек.

Фильтроэлементы очищают промывкой в ​​керосине или дизельном топливе с последующей продувкой сжатым воздухом или паром. Со временем элементы теряют фильтрующую способность, поэтому их необходимо периодически менять.

Фильтр Winslow (Англия) по сравнению с сепараторами, применяемыми для высоковязкого топлива, имеет следующие преимущества:

  • нет влияния плотности топлива и фильтрующего материала;
  • фильтр не нуждается в дорогостоящем оборудовании для автоматического управления (оснащен простым устройством сигнализации
    давление нагнетания).

Фильтр (рис. 9, б) состоит из вертикальной цилиндрической емкости со съемной крышкой, рассчитанной на высокое давление. Ряд элементов вставлен в сосуд и установлен на перфорированных трубах, проходящих через перегородку. Топливо (или масло) поступает в фильтр через верхнюю часть и проходит по элементам (от поверхности к середине) в патрубки и далее через перегородку к выходу. Каждая трубка элемента представляет собой независимый трехслойный фильтр. Грубую уборку проводят надетым на трубку носком двойной вязки.

Типы топливных фильтров и фильтровальных установок, применяемых на судовых дизелях

Рис. 9 Структурная схема фильтров.
а — самоочищающийся «Скаматик»; б — объемный тип «Винслоу».
1 — днище очистительного устройства; 2 — фильтрующий элемент; 3 — отверстие для ввода масла в гидромотор; 4 — очистительное устройство; 5 — крышка; 6 — отверстие для слива из гидромотора; 7 — перепускной клапан; 8 — трубопровод подачи грязного масла; 9 — корпус фильтра; 10, 12 — резиновые прокладки; 11 — кожух; 13 — пробка для дренажа из грязевой камеры; 14 — сливная пробка; 15 — вентиляционное отверстие; 16 — отверстия для слива шлама

Основным фильтрующим материалом является второй слой, представляющий собой набивку из рубленой неокрашенной хлопчатобумажной пряжи, смешанной со специально подготовленными короткими древесными волокнами. Упаковка имеет переменную плотность, возрастающую от периферии к центру, в связи с чем крупные частицы задерживаются поверхностными слоями, а мелкие – глубинными.

Последний фильтрующий слой, как и первый, представляет собой вязаный хлопковый чулок, но более тонкой вязки. Фильтр Winslow характеризуется высокой эффективностью (на 30% выше, чем у бумажных фильтров), долгим сроком службы (до 3000 часов) и грязеемкостью, в три раза превышающей собственный вес. Фильтрующий элемент отделяет частицы размером более 5 микрон, обладает высокой грязеемкостью, поглощает смолу и кислоты, а также отделяет воду.

Фильтр типа Скаматик С-2 с полностью автоматической и непрерывной очисткой состоит из следующих частей:

  • корпус;
  • крышки;
  • фильтрующий элемент (рис. 9, а).

Фильтрующий элемент с проволочным разъемом имеет два отверстия коллектора:

  • входной патрубок — для забора жидкости (в верхней части);
  • выпускной патрубок – для слива жидкости (внизу).

В нижней части элемента имеются четыре отверстия, оборудованные заглушками для удаления фильтрационных отходов. На крышке фильтра выполнен выступ для подключения отводящего патрубка к гидромотору системы очистки. Фильтрующий элемент состоит из фильтрующего патрона, закрепленного на крышке, автоматической системы очистки (пластинчатый гидромотор и лопастной насос) и днища патрона. Картридж фильтра представляет собой цилиндрическую бронзовую рамку с продольными ребрами, на которую намотана тонкая проволока из нержавеющей стали. Намотка провода на ребро обеспечивает равномерный зазор между соседними витками. Резьба практически не изнашивается, а зазор между витками не меняется. На каждой окружности припаиваются изгибы по образующей.

Работа масляного гидромотора осуществляется потоком очищенного масла, поступающим через отверстие в валу очистительного устройства и затем стекающим в картер дизеля. Установка работает непрерывно и выполняет семь опорожнений фильтра, за которыми следует один оборот корпуса.

Фильтр устанавливается только в вертикальном положении в контурах, где рабочее давление всегда превышает 0,2 МПа. Не допускается пропускать воду и химические продукты через фильтр. Фильтр Скаматик требует лишь периодического удаления шламовых отложений через отверстия в нижней части корпуса.

В системах подготовки топлива судовых дизельных установок вместо сепараторов применяются специальные автоматизированные высокопроизводительные фильтроустановки, где топливо с вязкостью до 350 мм2/с (50 °ВУ) очищается от механических примесей и воды. Такая установка Софранса (рис. 10) состоит из двух цилиндрических фильтров, корпус которых расположен над отстойником, фильтрующий элемент каждого фильтра имеет набор фильтровальных дисков сетчатого типа.

Типы топливных фильтров и фильтровальных установок, применяемых на судовых дизелях

Рис. 10 Настройка топливного фильтра Sofrance».
I – подача топлива; II — выход топлива; III — выход загрязнения

Для предотвращения контакта дисков с водой, скапливающейся в нижней части корпуса, а также для удобства расположения водоуказателя, контролирующего удаление воды из фильтра, фильтрующий элемент расположен в корпусе эксцентрично над осью корпуса фильтра. Количество дисков в фильтроэлементе определяется необходимой степенью очистки и пропускной способностью фильтра.

Топливо для очистки сначала поступает в фильтр, затем проходит через фильтрующий элемент и выходит из его внутренней полости через выпускной патрубок.

Перед фильтрацией топливо необходимо подогреть до температуры 35-40 °С с помощью электронагревателя, установленного в корпусе фильтра.

Процесс очистки фильтра происходит автоматически, когда собранная в нем вода достигает предельного уровня или когда засоряется фильтрующий элемент. Засорение фильтрующего элемента контролируется давлением. Когда давление перед фильтрующим элементом удваивается, очистка начинается автоматически. При очистке, например, левого фильтра он автоматически отключается от системы и включается правый фильтр. Забитый фильтр очищается путем промывки чистого топлива из выпускного отверстия. Очистка фильтра занимает ок. 20 секунд. Вода из корпуса фильтра автоматически удаляется при достижении предельного уровня.

Опыт эксплуатации установки «Софранс» на российских кораблях показал, что она обеспечивает хорошую очистку топлива от механических примесей (задерживаются все частицы крупнее 20 мкм), но менее эффективно отделяет воду от топлива. Поэтому при сильно обводненном топливе фильтрационные устройства не могут конкурировать с сепараторами, обеспечивающими более полную очистку топлива не только от воды, но и от механических примесей и золы.

Автоматические фильтры Bolli & Kirch модели Z состоят из пористого фильтрующего элемента из сплава никель-хром-сталь и улавливают частицы размером до 10 мкм (рис. 11).

Типы топливных фильтров и фильтровальных установок, применяемых на судовых дизелях

Рис. 11 Эффективность при очистке топлива.
1 — после фильтра модели «З», 2 — после сепаратора; 3 — нефильтрованное

Технические характеристики фильтров модели «З» тип 8.20 приведены в таблице. 1.

Таблица 1. Характеристики фильтров типа 8.20
Номинальный
диаметр, мм
Толпа
элементы
Площадь фильтрации, см2Производительность л/ч при вязкости (380-700) сСт при 50°C
после установкив действии
502×148002400300-400
805×11200096001000-1500
1505×22400019 2002000-3000
2005×44800038 4004000-6000
2505×78400067 2007 000–10 000

Автоматические фильтры модели Z тип 8.20 могут включаться в контур подготовки топлива без гомогенизатора и с ним (рис. 12).

Типы топливных фильтров и фильтровальных установок, применяемых на судовых дизелях

Рис. 12 План включения фильтров модели «Z» в топливную систему с гомогенизатором.
1 — расходный бак некачественного топлива; 2 — ЦСЖ; 3 — топливные насосы; 4 — гомогенизатор; 5 — автоматический фильтр модели «З»; 6 — полнопоточный перепускной фильтр; 7 — расходомер топлива; 8 — клапан сброса давления при техническом обслуживании; 9 — перемешать миксером

Во втором случае очистка топлива улучшается до 2-3 мкм. При отсутствии в контуре гомогенизатора трубопровод после клапана регулирования давления 8 подключается к байпасной линии, соединяющей насосы заправки топливом 3 и фильтры 5 и 6.

Самоочищающиеся автоматические фильтры типа 6.60 фирмы Ball and Kirch (рис. 13) имеют мелкие фильтрующие элементы (патроны) в виде легких 1 с высокими значениями удельной рабочей поверхности. Фильтроэлементы размещены в камерах, часть из которых находится в эксплуатации, а часть в резерве. Одной из функций фильтра является использование фильтруемого топлива для очистки элементов.

Типы топливных фильтров и фильтровальных установок, применяемых на судовых дизелях

Рис. 13 а — Самоочищающийся автоматический фильтр: процесс фильтрации

Отфильтрованное топливо (см рис. 13, а) поступает по патрубку 2 в фильтровальные камеры 3, а затем в фильтрующие патроны. Поток топлива проходит снаружи фильтровальных патронов в них. Загрязняющие частицы в топливе оседают на фильтрующей поверхности. Очищенное топливо поступает на выход фильтра 4. При этом давление сжатого воздуха в цилиндре 5 посредством электромагнитного клапана 6 удерживает клапан сброса шлама закрытым.

Очистка фильтрующих патронов (см рис. 13, б) осуществляется следующим образом. Частицы, осевшие на картриджах фильтра, создают разницу давлений между входом и выходом топлива. При увеличении перепада давления до 0,08 МПа датчик перепада замыкает контакты, фильтрующий элемент очищается обратной промывкой.

Типы топливных фильтров и фильтровальных установок, применяемых на судовых дизелях

Рис. 13, 6 — Самоочищающийся автоматический фильтр: промывка

При запуске обратной промывки воздух из цилиндра 5 поступает в пневмоповоротный привод 8, который поворачивает клапан 9. Полость камеры, расположенной в резерве, соединена с подачей топлива, и для очистки камеры , заблокирован. Когда поворотный кран 9 открывает окно фильтрующей камеры, подлежащей очистке, вращение привода 8 отключается концевым выключателем. Затем электромагнитный клапан 6 подает воздух к клапану сброса шлама 7 и открывает его. Управляющий воздух поступает в камеру через заправочные отверстия 10 и проталкивает топливо в обратном направлении через сетки фильтрующих патронов. Создаваемое таким образом давление удаляет частицы, осевшие на фильтре, и выдувает их из корпуса фильтра через открытый клапан сброса шлама 7. После короткого времени обратной промывки электромагнитный клапан переключается и закрывает клапан сброса шлама. В то же время перекрывается подача управляющего воздуха к промывочному клапану и воздух обратной промывки. После этого очищенная камера фильтра заполняется топливом. Система управления очисткой фильтра на схеме не показана.

Интегрированная система подготовки низкосортного высоковязкого топлива (FCS) Альфа Лаваль представляет собой неатмосферный бустерный модуль (рис. 14), предназначенный для подачи обработанного тяжелого топлива в дизельные двигатели судов и электростанций.

Типы топливных фильтров и фильтровальных установок, применяемых на судовых дизелях

Рис. 14 Схема системы подготовки топлива FCS.
1 — подкачивающие насосы; 2 — расходомер; 3 — вентиляционная труба; 4 — циркуляционные насосы; 5 — нагреватели; 6 — вискозиметр; 7 — автоматический фильтр; 8 — перепускной фильтр

Полный спектр систем FCS доступен в виде стандартных модулей небольшого размера для установки в местах с ограниченным пространством. Эта система разделена на четыре типоразмера бустерных модулей СВМ25, 32, 38К и 38. Самый большой модуль (рис. 15) может управлять дизельной электростанцией мощностью ок. 14 000 кВт. Система имеет два контура:

  • низкий (4 бара);
  • и высокое (4-15 бар) давление.

Типы топливных фильтров и фильтровальных установок, применяемых на судовых дизелях

Рис. 15 Производительность модулей для топлив вязкостью от 30 до 700 сСт при 50 °С

Топливо из расходного бака подается в систему подпорными насосами 1 (см рис. 14), дающими давление 4 бар. Отключение от атмосферы устраняет проблемы газообразования и кавитации, а также предотвращает колебания давления при заправке топливом. В системе установлены расходомер 2 и автоматический перепускной клапан для измерения расхода топлива. Затем тяжелое дизельное топливо поступает в герметичную вентиляционную трубу 3, где смешивается с горячим отсечным топливом, и выходящие газы могут быть удалены.

Топливо из контура низкого давления поступает к циркуляционным насосам 4, производительность которых обеспечивает максимальную подачу к ТНВД. В нормальных условиях один циркуляционный насос работает, другой находится в резерве.

Топливо нагревается до достижения требуемой вязкости одним или несколькими нагревателями 5 (паровыми или электрическими). Нагреватели входят в состав системы автоматического контроля вязкости, включающей электронный вискозиметр 6, датчик температуры и блок управления (на схеме не показан). Клапан управления парами, управляемый сигналами вискозиметра, поддерживает стабильную температуру топлива ±1 °C.

Перед подачей топлива в двигатель установлены автоматический самоочищающийся фильтр 7 и резервный фильтр 8. Система FCS обеспечивает полную подготовку топлива от расходного бака к двигателю. Он предназначен для автоматической работы в необслуживаемых машинных отделениях в море и в автоматических береговых электростанциях.

В гомогенизаторах топливо не очищается от механических примесей и воды, а разрушаются желеобразные загустения и твердые агломераты. В результате топливо становится однородным. Такое топливо отделяется и фильтруется с минимальными потерями горючей части. Гомогенизированное топливо отличается высокой износостойкостью, в связи с этим его необходимо подавать через коробку отбора мощности.

Наиболее перспективным является новый метод очистки Marisave, разработанный японской компанией Sanko Line Co для среднетоннажных ВТО. В частности, в результате полного улавливания взвешенного в нем битумного шлама из некачественного топлива (все постоянные частицы крупнее 5 мкм) с последующим диспергированием его ультразвуком на мелкие микрочастицы и обратно в общую массу топлива, 100 % сгорания тяжелого топлива обеспечено.

Аппарат кипящего слоя АВС-100 превосходит по основным показателям центробежные сепараторы, фильтры и гомогенизаторы, полностью исключает потери топлива и является перспективным средством подготовки топлива на судах (табл. 2).

Таблица 2. Характеристики гомогенизаторов и аппаратов АВС-100
ИндексГомогенизаторАВС-100
С-3ТБК6-ОГА-1,2А1-ОГМ
Производительность, м3/ч1,831,2515
Рабочее давление, МПа2120200,3
Потребляемая мощность, кВт1812402.14
Вес (кг12008501740522

Принцип действия устройства (рис. 16) заключается в следующем: в рабочей зоне устройства обмотки и магнитопроводы индуктора создают вращающееся магнитное поле. В рабочую зону аппарата помещают ферромагнитные частицы (используются бракованные игольчатые иглы) — цилиндры диаметром 1,5 мм и длиной 15-16 мм из термически обработанной высококачественной стали. Под действием магнитного поля они производят сложное скоростное движение. При столкновении частиц в точках соударения возникают очаги высокой температуры и давления, производящие эффект, аналогичный гомогенизации:

  • асфальтосмолистые включения;
  • вода;
  • механические примеси в топливе измельчаются и распределяются равномерно по всему объему.

Типы топливных фильтров и фильтровальных установок, применяемых на судовых дизелях

Рис. 16 Настройка прибора АВС-100.
1 — индуктор; 2 — рабочая труба; 3 — полюс; 4 — катушка; 5 — хомут

Оптимальный режим работы устройства:

  • производительность 5-6 м3/ч;
  • температура подогрева мазута на входе в АВС-100 80-85 °С;
  • масса заряда ферромагнитных частиц в рабочей зоне аппарата 250 г.

Схема включения блока показана на рис. 17.

Типы топливных фильтров и фильтровальных установок, применяемых на судовых дизелях

Рис. 17 Схема подключения устройства АВС-100 к топливной системе.
1 — прибор АВС-100; 2 — магнитный фильтр; 3 — дозатор; 4 — подогреватель; 5 — насос; 6 — фильтр грубой очистки.

Dream-yachts
Добавить комментарий