Wiadomości ogólne

Wyodrębnianie grup urządzeń i mechanizmów w oddzielnych pomieszczeniach w siłowni ma na celu większe bezpieczeństwo (np. przeciw. pożarowe).

GLÓWNY UKŁAD NAPĘDOWY STATKU

W skład głównego układu napędowego statku wchodzą następujące mechanizmy i urządzenia, także zwane głównymi:

Napęd główny bezpośredni - zalety i wady

Jeżeli napęd główny zapewnia silnik wolnoobrotowy, wtedy z reguły napęd śruby jest bezpośredni, a cały układ napędowy przeważnie ogranicza się do jednego zespołu napędowego zamontowanego w płaszczyźnie symetrii statku. Występuje tylko jedna śruba napędowa, a jej obroty są identyczne jak obroty silnika

głównego.

We współczesnych siłowniach statków towarowych w ogromnej większości (ok.70%) jest stosowany napęd bezpośredni wysokoprężnymi tłokowymi silnikami wolnoobrotowymi. Stosowany jest na statkach różnych typów, różnego przeznaczenia i wielkości, począwszy od małych jednostek ok. 1500 ton nośności, do największych rzędu kilkuset tysięcy ton nośności. Są to doładowane, dwusuwowe silniki nawrotne (rewersyjne), rzędowe, o liczbach cylindrów od 4 do 12. Z reguły wbudowane są w nich łożyska oporowe.

Siłownie z napędem głównym wolnoobrotowymi tłokowymi silnikami (napęd śrub okrętowych bezpośredni), o nominalnych prędkościach obrotowych od ok. 60 do ok. 200 obr/min są współcześnie najczęściej stosowane.

Rys: Bezpośredni napęd statku wolnoobrotowym silnikiem tłokowym

Napęd główny pośredni - zalety i wady

Jeśli napęd główny stanowi silnik, względnie silniki średnioobrotowe, wtedy w przypadku dużych statków towarowych napęd śruby (śrub) zawsze jest pośredni poprzez przekładnie redukujące wielkość obrotów.

Są to średnioobrotowe, doładowane, wysokoprężne silniki spalinowe, przeważnie czterosuwowe o prędkościach obrotowych od około 400 do ok. 600, a nawet do 1000 obr/min, z możliwością spalania oleju ciężkiego.

Stosowane są silniki rzędowe lub widlaste, a liczba cylindrów wynosi od 6 do 24. Ich masy jednostkowe mieszczą się w granicach 8-30 kg/kW. Jedną śrubę poprzez przekładnię napędzają l, 2, 3 lub nawet 4 silniki.

Rys: Napęd główny statku pośredni: A - z przekładnią mechaniczną, B - z przekładnią elektryczną,

l - silnik główny (średnio lub szybkoobrotowy), 2 - przekładnia mechaniczna z łożyskiem oporowym, 3 - sprzęgło rozłączne, podatne, 4 - prądnica; 5 - silnik elektryczny napędu głównego, 6 - przekładnia redukcyjna (mechaniczna z łożyskiem oporowym)

Pomiędzy silnikami a przekładnią mechaniczną instaluje się sprzęgła elastyczne by chronić przekładnię mechaniczną przed szybkim zużywaniem się wskutek nierówności momentu obrotowego tłokowych silników spalinowych.

Jeśli silników jest więcej niż jeden, wtedy sprzęgło musi być równocześnie rozłączne, by umożliwić wyłączanie z pracy poszczególnych silników w razie mniejszego obciążenia śruby, czy też w razie awarii któregoś z nich.

Zmiana kierunku prędkości obrotową śruby przy tego rodzaju napędzie jest realizowana dla mniejszych mocy przeważnie przez zastosowanie przekładni nawrotnej (rewersyjnej) a dokładniej rozłączno-nawrotnej, tzn. z możliwością odłączania (wysprzęglania) napędu śruby, a następnie uruchomienia jej obrotów w kierunku przeciwnym, przy niezmiennie pracujących silnikach ciągle w jednym kierunku (silniki nienawrotne).

W razie silników dużej mocy także stosuje się silniki nienawrotne i śruby nastawne. Ale niekiedy bywa, że stosowane są nawrotne w przypadku śrub o skoku ustalonym (stałym). Wtedy, jeśli na przekładnię pracuje więcej niż jeden silnik, konieczne jest zabezpieczenie gwarantujące prędkość obrotową w tym samym kierunku wszystkich silników zasprzęglonych. Wówczas manewr przejścia na obroty przeciwne jest realizowany poprzez odłączenie silników od przekładni i przesterowanie ich na ruch obrotowy w odwrotnym kierunku. Specjalne urządzenie blokujące pozwala na włączenie ponowne do napędu tylko silników odpowiednio przesterowanych.

Jeśli jest stosowana przekładnia elektryczna, zmiana kierunku obrotów Śruby realizowana jest na drodze elektrycznej.

Obecnie napęd pośredni silnikami średnioobrotowymi stanowi ok. 25% mocy napędu wszystkich statków. Procentowy spadek w latach osiemdziesiątych liczby nowo budowanych statków z tego rodzaju napędem wynika m.in. z faktu późniejszego przystosowania silników średnioobrotowych do pracy na oleju napędowym ciężkim.

Główne zalety napędu pośredniego tłokowymi silnikami spalinowymi poprzez przekładnię mechaniczną w porównaniu do napędu bezpośredniego stanowią:

Jako wady napędu pośredniego w odniesieniu do bezpośredniego należy wymienić:

Na jednostkach specjalnych, gdzie wymagane są większe zdolności manewrowo-ruchowe, bądź występują różne warianty obciążenia siłowni, przeważnie stosuje się napęd pośredni z przekładnią elektryczną (napęd spalinowo-elektryczny).

Duża elastyczność wykorzystania mocy tego rodzaju układu napędowego sprawiła, że jest on stosowany na lodołamaczach, pogłębiarkach i w ogóle na statkach górnictwa podwodnego, na, promach, a nawet na statkach rybackich.

Kryteria podziału siłowni okrętowych

Kryteria podziału (klasyfikacji) siłowni okrętowych:

Ze względu na rodzaj paliwa rozróżniamy:

Rys: Główne podzespoły napędu głównego siłowni jądrowej statku:

l - reaktor jądrowy; 2 - wytwornica pary; 3 - turbina parowa; 4 - skraplacz; 5 - przekładnia redukcyjna wraz z łożyskiem oporowym; 6 - osłona pochłaniająca promieniowanie

Ze względu na czynnik roboczy siłownie dzielimy na:

Rys: Główne podzespoły napędu głównego statku z turbiną parową:

l - kocioł parowy; 2 - turbina parowa; 3 - skraplacz; 4 - przekładnia redukcyjna prędkości

Ze względu na rodzaj silników napędu głównego rozróżniamy:

(TSS+TZS;TZS+TZS;TZP+TZS;TSS+STO;TZS+STO).

Ze względu na sposób przeniesienia napędu na pędniki, siłownie dzielimy na dwie grupy:

Ze względu na liczbę pędników (śrub napędowych) wyróżniamy:

1

Ogólnie siłownię statku stanowią zespoły maszyn i urządzeń wraz z łączącymi je rurociągami i armaturą, aparaturą sterowania i zabezpieczeń oraz aparaturą kontrolno-pomiarową. Zespoły te służą do zamiany części energii chemicznej lub jądrowej, zawartej w paliwie) na inne jej postacie (energia mechaniczna, elektryczna, energia w postaci ciepła i sprężonych płynów).

Potocznie pod pojęciem siłowni okrętowej rozumiemy wydzieloną wodoszczelną część kadłuba, w której znajdują się silnik lub silniki napędu głównego, elektrownia statku, urządzenia i maszyny pomocnicze niezbędne do zapewnienia prawidłowej pracy silników napędu głównego, ruchu statku, zasilania urządzeń sterowych nawigacyjnych, ratunkowych, dźwigowych) cumowniczych i innych, zapewnienie działania różnych instalacji okrętowych, a także zapewnienia potrzeb bytowych załogi i ewentualnych pasażerów.