Приветствую читателей! В предыдущей статье по дизелям мы с вами разбирали вопросы защит вспомогательных дизель-генераторов, которые чаще всего проверяют на судне во время инспекций в портах. В этой статье рассмотрим защиты аварийного дизель-генератора, а также процедуру теста блэкаута судовой энергетической установки.
.JPG "Blackout Test. Защиты аварийного дизель-генератора")
Сначала хотел написать, что защиты аварийного дизель-генератора (АДГ) в портах проверяют очень редко, но недавно бельгийский PSC вдруг решил проверить защиты нашего аварийного дизеля. Поэтому, чтобы всегда быть готовыми к любым проверкам, стоит быть в курсе всех защит, которые имеются у данного двигателя.
В данной статье мы рассмотрим защиты АДГ на примере дизельного двигателя MITSUI / DEUTZ TCD914L06M 129 кВт и генератора CUMMINS / STAMFORD UC.M274F1 с системой сигнализации JRCS. Но статья будет в себе нести опыт эксплуатации более десятка разных судов и случаев.
На самом деле на всех судах защиты аварийных дизелей примерно одинаковые, но могут быть незначительные отличия.
Согласно инструкции у данного дизеля имеется 6 алармов. И что самое интересное - ни один из них не останавливает двигатель. Т.е. происходит сигнализация и никакого шатдауна. Это объясняется тем, что АДГ на судне является критически важным аварийным механизмов, который участвует в борьбе за живучесть главной энергетической установки судна, и даже если с ним случаются какие-то неполадки, он должен работать максимально долго, чтобы помочь экипажу восстановить работу вспомогательных дизель-генераторов в случае блэкаута.
Аварийный дизель-генератор на судне играет ключевую роль в обеспечении безопасности и бесперебойной работы систем в случае отказа основного источника электроэнергии. Его основные функции включают:
Обеспечение аварийного питания систем безопасности:
- Аварийное освещение на судне (например, мостик, машинное отделение, зоны эвакуации).
- Системы сигнализации, такие как пожарные и аварийные системы.
- Спасательное оборудование (например, системы спуска спасательных шлюпок и плотов).
Питание критически важных систем:
- Системы связи (радио и спутниковая связь).
- Навигационные приборы (радар, эхолот, GPS).
- Насосы противопожарной и балластной систем.
Резервное электроснабжение жизненно важных установок:
- Системы охлаждения и вентиляции.
- Насосы для подачи топлива, масла и воды, если это необходимо для поддержания минимальной работы судна.
Обеспечение маневренности судна (в случае необходимости):
- Если дизель-генератор имеет достаточную мощность, он может питать системы рулевого управления или некоторые элементы движительно-рулевой установки для безопасного маневрирования.
Аварийный генератор должен быть независим от основного энергоснабжения судна, поэтому он устанавливается в отдельном помещении, удалённом от машинного отделения, чтобы минимизировать риск его повреждения в случае аварии. Он также оборудуется системой автоматического запуска, которая срабатывает при отказе основного энергоснабжения судна.
Чтобы понимать как работают защиты АДГ необходимо знать процедуры его запуска разными способами. Рассмотрим каждый из них подробнее.
Процедура запуска аварийного дизель-генератора в ручном режиме (на батареях)
Обычно на всех судах ручной запуск аварийного дизеля примерно одинаковый. Необходимо проверить, что выбрана группа батарей (первая или вторая), перевести режим АДГ в ручной режим и нажать кнопку Start или потянуть рукоятку ENG CONTROL и перевести её в положение "Start" (в нашем случае). И двигатель запустится. При этом стоит обращать внимание на обороты двигателя, напряжение холостого хода и частоту работы генератора.
Внимание! В данной статье я рассматриваю запуск аварийного дизель-генератора только на батареях, хотя существуют и другие способы.
- Двигатель остановлен и готов к запуску (горит лампочка READY TO START);
- Двигатель переведён в ручной режим (MANU CONT AVAIL);
- Тянем рукоятку ENG CONTROL и переводим в положение "Start";
- Двигатель запускается, в течение 28 секунд он набирает обороты (SPEED PICK UP считывает обороты и подаёт сигнал о нормальной работе двигателя);
- VOLT ESTABLISH - устанавливается напряжение холостого хода. Проверяется автоматический выключатель ACB - замкнут;
- Переводится переключатель BUS TIE CHANGE SW в положение "E/G SIDE";
- Генератор садится на шины и запитывает аварийные потребители.
Процедура запуска аварийного дизель-генератора в автоматическом режиме
Автоматический запуск дизель-генератора будет рассмотрен главным образом ниже, в разделе Blackout Test.
Согласно требованиям Международной конвенции СОЛАС (Safety of Life at Sea) и стандартам классификационных обществ, аварийный дизель-генератор (АДГ) на судне должен иметь минимум два независимых способа пуска. Это обеспечивает его надёжность даже при выходе из строя одного из методов.
Основные способы пуска АДГ:
Электрический пуск:
- Осуществляется с помощью аккумуляторных батарей, которые являются частью аварийной системы.
- Это самый распространенный и быстрый способ.
Пневматический пуск:
- Используется сжатый воздух, хранящийся в баллонах высокого давления.
- Надёжный способ, не зависящий от электрической системы.
Ручной (механический) пуск:
- Осуществляется вручную, например, с помощью ручного стартера или маховика.
- Обычно применяется как резервный метод, если другие способы недоступны.
Гидравлический пуск:
- Использует энергию гидравлической системы для вращения стартера.
- Применяется реже, но тоже считается надёжным.
Требования к системе пуска:
- Все способы пуска должны быть независимыми друг от друга.
- Аккумуляторные батареи для электрического пуска должны находиться в аварийной зоне и быть защищены от перегрузок.
- Сжатый воздух или другие средства должны быть в достаточном объёме для нескольких попыток запуска.
Такое многообразие методов пуска гарантирует, что аварийный генератор будет готов к работе даже в самых сложных условиях.
Рассмотрим подробно все сигнализации аварийного дизель-генератора.
Thermo switch (CYL. HEAD HIGH TEMP) - высокая температура охлаждающей воды. Данная защита срабатывает при температуре охлаждающей воды двигателя выше 150°С. Обычно для её проверки достаточно красную стрелку температурного датчика опустить ниже стрелки текущей температуры.
Фотография выше неправильно сделана, необходимо красную стрелку подвести ниже стрелки текущей температуры, а не наоборот. Этого, как правило, достаточно. При желании можно использовать температурный калибратор.
Start failure - неудачный старт дизеля (3 раза). Если дизель-генератор не смог запуститься с трёх попыток, то должен выйти соответствующий аларм "START FAIL". Сымитировать такой аларм можно, например, отключив стартерные батареи и попробовать запустить дизель.
Кстати, при отключении стартевых батарей должен выйти соответствующий аларм на аварийно-предупредительной сигнализации (AMS) в ЦПУ, но не всегда эта сигнализация предусмотрена. Поэтому периодически необходимо проверять, что переключатель выбора батарей стоит на какой-то стартовой группе.
L.O. pressure switch (L. O. LOW PRESS) - низкое давление масла двигателя (0.14 МПа). Данный аларм можно сделать на соответствующем прессостате, для этого на него перекрывается масло и стравливается давление ниже 1.4 кг. При желании можно использовать калибратор давления (прессклещи).
Overspeed - превышение допустимых оборотов ДГ (2040 об/мин). Оверспид двигателя срабатывает при превышении оборотов выше 2040 об/мин. Для проверки этого аларма необходимо накрутить обороты на регуляторе с помощью шайбы.
Deficiency. На одном судне американский PSC сделал замечание. Во время работы аварийного дизель-генератора выявилось, что тахометр, который показывает обороты двигателя, не работает. Очень важно хотя бы раз в неделю проверять исправность всех приборов АДГ.
Switch for fan belt broken - конечник по обрыву ремня вентилятора. Установлен специальный датчик давления и если по нему начинает тереть ремень, то выходит соответствующий сигнал.
Проверить можно нажав на pressure pin во время работы двигателя.
F.O. high press. pipe leak - высокий уровень в резервуаре протечек топлива. Обычно имитируется поднятием поплавка или с помощью дизельного топлива, которое заливается в резервуар с поплавком (на срабатывание сигнализации стоит выдержка времени 5 - 10 секунд).
Таким образом мы разобрали основные защиты аварийных дизель-генераторов и стандартные способы их проверки.
Аналоговые датчики. Процедура проверки датчиков АДГ, которая описывалась выше, подходит в основном только для дискретных датчиков. Если в системе используются аналоговые датчики (термопары или трансмиттеры давления), как это реализовано для движка CUMMINS - STAMFORD на системе управления ComAp InteliDrive DCU, то прийдётся делать имитацию только с помощью калибраторов или через меню контрольной панели.
Видео как проверять аналоговые датчики в системе ComAp InteliDrive DCU будет доступно позже.
Дальше предлагаю рассмотреть нестандартные случаи проверки АДГ, которые редко встречаются, но также имеют место быть.
Проверка стартерных батарей
Представьте себе ситуацию, инспектор запросил проверку стартерных батарей (аккумуляторов). Каким образом? Разве не достаточно запустить дизель от батарей и продемонстрировать успешный запуск? Нет, оказывается можно усложнить задачу.
Необходимо отключить зарядное устройство и сделать запуск дизеля на одной группе батарей не менее трёх раз. При этом дизель должен запуститься без проблем. Такой способ проверки выявит нерабочие батареи (вернее недостаточно рабочие).
Deficiency. На одном судне африканский PSC сделал замечание (deficiency). Аварийный дизель-генератор не смог запуститься третий раз от одной группы батарей с выключенным зарядным устройством.
Поэтому важно проверять стартерные батареи хотя бы раз в неделю. И желательно планово заменять батареи раз в 4-5 лет, в зависимости от их состояния.
Deficiency. На одном судне бельгийский PSC сделал замечание (deficiency). Аварийный дизель-генератор не смог запуститься от группы батарей, но запустился от ручного (пружинного) стартера. В результате поиска причины была обнаружена сгнившая клемма на одной из батарей. Клеммы батарей важно смазывать хотя бы раз за контракт вазилином, чтобы они не окислялись.
БЗК и остановка дизеля
У каждого аварийного дизель-генератора предусмотрен свой дизельный танк, объём которого должен быть достаточным, чтобы движок работал не менее 18 часов, согласно СОЛАС.
Кстати, в данном случае не предусмотрен поплавок с сигнализацией в ЦПУ. Поэтому здесь важно следить за уровнем топлива в танке хотя бы раз в неделю.
Соответственно, у этого топливного танка должен быть предусмотрен быстро-запорный клапан, который в случае возгорания помещения АДГ должен быстро отсечь подачу топлива к дизелю.
.JPG "Активация БЗК")
Deficiency. На фотографии выше видно тросик для ручной активации клапана. Хотя бы раз в неделю нужно проверять состояние тросика и работу клапана. На одном судне индонезийский PSC сделал замечание - тросик для активации БЗК в АДГ оборвался во время проверки.
.JPG "Быстро-запорный клапан топливного танка АДГ")
БЗК (быстро-запорный клапан) или Quick Closing Valve (QCV) — это устройство, предназначенное для быстрого перекрытия потока рабочей среды (жидкости, газа или пара) в трубопроводе. Такие клапаны часто используются в аварийных системах и системах безопасности, где требуется мгновенное перекрытие потока для предотвращения утечек, пожаров или других аварийных ситуаций.
Основные характеристики БЗК:
- Быстрое срабатывание: клапан закрывается в течение долей секунды.
- Привод: может быть ручным, электрическим, пневматическим или гидравлическим. Иногда используется пружинный механизм для автоматического срабатывания.
- Назначение:
- Защита оборудования и персонала от аварий.
- Ограничение распространения опасных веществ (например, топлива, токсичных газов).
- Контроль потоков в системах технологических процессов.
Примеры применения:
- На морских судах: для быстрого перекрытия подачи топлива в случае пожара.
- На химических предприятиях: для предотвращения утечек опасных веществ.
- На энергетических объектах: для контроля потоков пара или охлаждающих жидкостей.
БЗК должен быть надёжным, герметичным и устойчивым к коррозии, так как часто работает в агрессивных средах.
Deficiency. На одном судне китайский PSC сделал замечание - при активации БЗК аварийный дизель-генератор не остановился. Таким образом быстро-запорный клапан не выполнил свою задачу и не отсёк подачу топлива к двигателю.
На самом деле вопросы БЗК не касаются электромеханика и поэтому я не рассматривал эти проверки в статье: "Защиты дизель-генератора. Быстрая проверка для инспектора". Здесь же я просто описал случаи проверки быстро-запорного клапана для общего развития. Возможно вы передадите этот опыт своим коллегам механикам, чтобы обращать на это внимание при периодических проверках АДГ.
Также для помещений АДГ должна быть предусмотрена кнопка для аварийной остановки вентиляции. При нажатии этой кнопки выбивает соответствующие автоматические выключатели. Ни разу не встречал, чтобы проверяющие проверяли эту кнопку. По PMS проверка раз в три месяца.
Аварийные кнопки на судне. Кстати, эта кнопка относится к пожарным системам на судне. Мы рассматривали группы таких кнопок для машинного отделения, надстройки и палубы в статье: "Проверка пожарных систем на судне. Что должен знать электромеханик?".
Blackout Test
Вот мы и подошли к самому интересному вопросу этой статьи, а именно тесту блэкаута на судне. Аварийный дизель-генератор здесь выполняет ключевую роль в борьбе за живучесть судна в случае обесточивания главной энергетической установки.
В случае блэкаута аварийный дизель-генератор (АДГ) должен запуститься максимум за 45 секунд, согласно международным стандартам, таким как требования Международной морской организации (IMO) и Конвенции СОЛАС (Safety of Life at Sea).
Однако, в реальной практике и по требованиям классификационных обществ:
- Время до запуска двигателя — обычно не более 30 секунд.
- Время до подачи электроэнергии на аварийные цепи — часто достигается уже в течение 15–30 секунд после блэкаута.
Такое быстрое время отклика крайне важно для предотвращения критических ситуаций на судне, таких как потеря управления или отказ систем безопасности. Для обеспечения соответствия этим стандартам АДГ оснащается системой автоматического запуска, которая срабатывает сразу после обнаружения потери питания.
Тест блэкаута на судне можно реализовать разными способами, но основные из них - это нажать специальную кнопку EG SEQUENCE TEST (может называться по-другому) или обесточить аварийные потребители на аварийном распределительном щите (АРЩ) или на главном распределительном щите (ГРЩ) с помощью автоматического выключателя.
Что происходит если нажать эту кнопку?
При активации этой кнопки происходит обесточка (блэкаут) всех аварийных потребителей судна, которые питаются от АРЩ, дальше автоматически запускается аварийный дизель, берётся на шины и запитывает все аварийные потребители. Вся эта операция должна занимать не более 45 секунд.
Тоже самое происходит (только в обратную сторону), если вернуть кнопку в нормальный режим. Единственная разница здесь в том, что аварийный дизель может сам не остановиться и его необходимо останавливать вручную. Это зависит от системы автоматического управления дизель-генератором. В более продвинутых системах двигатель должен автоматически остановиться через 5 минут после снятия с него нагрузки.
Что касается проверяющих, то им достаточно продемонстрировать тест с помощью этой кнопки (переключателя). За редким исключением они могут попросить в наглую отсечь аварийные потребители от ГРЩ (MSB - Main Switch Board) с помощью автоматического выключателя.
Обычно если на АРЩ не предусмотрен автоматический воздушный выключатель, то взять на шины аварийный генератор в ручном режиме можно с помощью кнопки EG SEQUENCE TEST или переключателя Bus Tie.
Разберём процессы автоматического запуска аварийного дизель-генератора и взятие его на шины в случае обесточки ГРЩ.
Flow Chart (автоматический запуск АДГ)
- Происходит обесточка (blackout), нет питания на АРЩ (2 сек);
- Идёт сигнал на запуск АДГ, происходит запуск двигателя;
- В течение 28 секунд двигатель набирает обороты (SPEED PICK UP считывает обороты и подаёт сигнал о нормальной работе двигателя);
- VOLT ESTABLISH 95% 5 sec - устанавливаются необходимые 95% напряжения холостого хода (5 сек);
- Прошло 35 секунд с момента обесточки, при этом вспомогательный standby дизель не запустился и не запитал ГРЩ, а это значит что алгоритм идёт дальше. Иначе, АДГ работает на холостых и на шины не берётся;
- Аварийный генератор садится на шины и запитывает аварийные потребители.
Flow Chart (автоматическая остановка АДГ)
- Аварийный генератор на шинах;
- АДГ находится в автоматическом режиме и переключатель теста блэкаута в положении "NORMAL";
- Питание ГРЩ восстановлено;
- АДГ автоматически снимается с шин, аварийные потребители обесточиваются и запитываются от ГРЩ.
Flow Chart (тест блэкаута АДГ)
Процесс теста блэкаута АДГ не особо отличается от автоматической работы, единственное здесь исключение это то что оператор вручную переключает EG AUTO START TEST SW в положение "TEST" и дальше уже выполняется алгоритм автоматического запуска.
Что нужно увидеть проверяющему?
Основное внимание проверяющих здесь на то, что система автоматического запуска АДГ работает без замечаний. То есть в течение 45 секунд происходит запуск двигателя и взятие на шины аварийного генератора. При этом могут быть дополнительно проверены выборочно аварийные потребители, которые работают от АДГ (под нагрузкой).
Например, в моей практике были случаи, когда запустили АДГ, взяли его на шины и запустили аварийный пожарный насос. Или был случай, когда запустили аварийную рулевую машину и сделали аварийную перекладку руля.
Важно! Перед каждым тестом блэкаута необходимо отключить навигационное оборудование, в особенности гирокомпас, радары и другое ответственное оборудование мостика.
Все эти проверки имеют место быть поэтому к ним стоит готовиться заранее. Рекомендую blackout тесты делать только во время стоянки судна в порту или на якоре. Тест блэкаута на судне делается раз в 3 месяца по PMS.
На этом всё! Если у вас остались вопросы или есть что добавить, то пишите в комментариях к статье. Буду очень признателен!
Инструкции! Кстати, если вас интересуют инструкции к дизель-генераторам и системам, которые описывались в данной статье, то рекомендую наш закрытый телеграмм канал Marine Engineering Manuals.
Надеюсь статья была для вас полезной. Спасибо за внимание!
.JPG)
.JPG)
.JPG)
Комментариев нет:
Отправить комментарий