Эксплуатация судовых энергетических установок. Системы охлаждения судовых дизельных энергетических установок

ЧЕРНОМОРСКОЕ ВЫСШЕЕ 
ВОЕННО-МОРСКОЕ УЧИЛИЩЕ 
ИМЕНИ П.С. НАХИМОВА
В.В. КУЗНЕЦОВ
С.В. МАКСИМОВ
С.И. ТОЛСТОЙ
ЭКСПЛУАТАЦИЯ СУДОВЫХ 
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК
СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ 
СУДОВЫХ ДИЗЕЛЬНЫХ
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК
УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ
Рекомендовано 
экспертным советом ЧВВМУ имени П.С. Нахимова 
в качестве учебного пособия по дисциплине 
«Эксплуатация судовых энергетических установок»
 для студентов специальности 
26.05.06 «Эксплуатация судовых энергетических установок»
уровня управления
Москва
ИНФРА-М
2022

ФЗ 
№ 436-ФЗ
Издание не подлежит маркировке 
в соответствии с п. 1 ч. 4 ст. 11
УДК 629.12(075.8) 
ББК 39.455я73 
 
К89
Р е ц е н з е н т:
В.В. Ажимов, кандидат технических наук, доцент 
Кузнецов В.В.
К89  
Эксплуатация судовых энергетических установок. Системы охлаждения судовых дизельных энергетических установок : учебное пособие / 
В.В. Кузнецов, С.В. Максимов, С.И. Толстой. — Москва : ИНФРА-М, 
2022. — 38 с. — (Военное образование). 
ISBN 978-5-16-017160-9 (print)
ISBN 978-5-16-108434-2 (online)
Учебное пособие содержит описание систем охлаждения судовых дизельных энергетических установок, требования Российского морского регистра судоходства к системам охлаждения и их элементам, правила технического использования, технического обслуживания систем охлаждения, 
характерные неисправности и способы их устранения.
Изучение перечисленных вопросов позволит студентам освоить основы 
знаний, необходимых для судового механика.
Разработано в соответствии с требованиями «Международной Конвенции о подготовке и дипломировании моряков и несении вахты» 1978 года 
с учетом Манильских поправок 2010 года.
Предназначено для студентов, обучающихся по специальности «Эксплуатация судовых энергетических установок» уровня управления.
УДК 629.12 (075.8)
ББК 39.455я73
ISBN 978-5-16-017160-9 (print)
ISBN 978-5-16-108434-2 (online)
© Черноморское высшее 
военно-морское училище 
имени П.С. Нахимова, 
2021
ООО «Научно-издательский центр ИНФРА-М»
127214, Москва, ул. Полярная, д. 31В, стр. 1
Тел.: (495) 280-15-96, 280-33-86. Факс: (495) 280-36-29
E-mail: books@infra-m.ru        http://www.infra-m.ru
Подписано в печать 09.07.2021. 
Формат 6090/16. Бумага офсетная. Гарнитура Petersburg. 
Печать цифровая. Усл. печ. л. 2,38.
Тираж 500 экз. (I — 30). Заказ № 00000
ТК 725335-1134558-090721
Отпечатано в типографии ООО «Научно-издательский центр ИНФРА-М»
127214, Москва, ул. Полярная, д. 31В, стр. 1
Тел.: (495) 280-15-96, 280-33-86. Факс: (495) 280-36-29

 
Оглавление 
 
Обозначения и сокращения 
............................................................... 
4 
1. Конструкции систем охлаждения ................................................. 
5 
1.1. Функциональные схемы систем охлаждения. 
....................... 
5 
1.2. Требования классификационных обществ  к системам  
охлаждения ......................................................................................... 
13 
2. Эксплуатация систем охлаждения 
.............................................. 
17 
2.1. Эксплуатация элементов систем охлаждения 
..................... 
17 
2.2. Подготовка к действию и обслуживание систем             
охлаждения ......................................................................................... 
21 
2.3. Защита поверхностей охлаждения от коррозии             
и накипеобразования.......................................................................... 
25 
3. Характерные неисправности и методы их устранения 
............. 
32 
4. Использование системы в аварийных случаях 
.......................... 
33 
5. Техническое обслуживание системы ......................................... 
34 
Вопросы для самоконтроля ............................................................. 
37 
Библиографический список............................................................. 
38 
 
 
 
 
 
 
3 

 
Обозначения и сокращения 
 
ВДГ 
 - вспомогательный дизель-генератор 
ВО 
 - воздухоохладитель 
ГД 
 - главный двигатель 
ГТН 
 - газотурбонагнетатель 
ДА  
 - деаэратор 
КИП 
 - контрольно-измерительные приборы 
МКО 
 - машинно-котельное отделение 
МО 
 - маслоохладитель 
ОВК 
 - охладитель воздушных компрессоров 
ОВТК 
 - охладитель высокотемпературного контура 
ОПВП  - охладители подшипников валопровода 
ПРЦ 
 - подогреватель цилиндров 
РЦ 
 - рубашки цилиндров 
ССХ 
 - служба судового хозяйства 
ТНВД  
- топливный насос высокого давления  
ТО 
 - техническое обслуживание  
ЦН ВТК - циркуляционный насос высокотемпературного  
                   контура 
ЦННТК  - циркуляционный насос низкотемпературного контура 
ЦНПРЦ  - циркуляционный насос подогревателя цилиндров 
ЦПГ 
 - цилиндропоршневая группа 
ЦО 
 - центральный охладитель 
 
 
4 

 
1. Конструкции систем охлаждения 
1.1. Функциональные схемы систем охлаждения 
Системы охлаждения энергетической установки служат для 
отвода теплоты от рабочих втулок, крышек, поршней главных и вспомогательных дизелей, для охлаждения масла и воздуха (в двигателях 
с наддувом).  
В качестве рабочих сред в СЭУ применяются забортная и пресная вода, масло, топливо и воздух. 
Вода по сравнению с другими охлаждающими средами имеет 
большую теплоемкость и при скорости 0,5-3,0 м/с высокие коэффициенты теплоотдачи. Это легкодоступная охлаждающая среда, которая 
широко применяется в установках всех типов. Однако в воде содержатся растворимые соли, микроорганизмы и другие примеси, которые при нагревании выпадают в осадок. Особенно много солей и примесей в морской забортной воде, поэтому ее подогрев в теплообменных аппаратах выше 55ƒС не желателен. При необходимости нагрева 
охлаждающей среды выше указанной температуры на судах применяют двухконтурные системы охлаждения с использованием в высокотемпературном контуре другого теплоносителя, как правило, пресной воды. 
Пресная вода допускает нагрев в системах охлаждения при атмосферном давлении до 80-90ƒС, а при повышенном - и более. Пресная 
вода, циркулирующая во внутреннем контуре, проходит предварительную обработку с целью снижения солесодержания, жесткости и удаления различных примесей. В нее вводят ингибиторы - замедлители 
коррозии.  
Атмосферный воздух, применяемый в качестве охлаждающей 
среды, имеет теплоемкость по сравнению с водой примерно в четыре 
раза меньшую, в связи с чем в системах охлаждения требуется его увеличенное количество и подача со скоростью до 10 м/с и более. Это создает определенные неудобства из-за повышенного расхода энергии на 
привод нагнетателей воздуха. Поэтому воздух в качестве охлаждающей 
среды применяется только в тех случаях, когда жидкие охлаждающие 
среды использовать затруднительно (в электродвигателях и электрогенераторах). 
В современных дизельных установках применяются следующие 
системы охлаждения: 
5 

 
 система охлаждения пресной водой цилиндровых втулок, 
крышек цилиндров и газовых турбин дизелей; 
 система охлаждения пресной водой или маслом головок 
поршней; 
 система охлаждения пресной водой, маслом или топливом 
форсунок; 
- система охлаждения забортной водой пресной воды и масла 
в системах охлаждения и смазки и охлаждения воздуха в системе 
наддува. 
Основные элементы системы охлаждения: 
 насосы пресной и забортной воды, обеспечивающие непрерывную подачу пресной воды на охлаждение двигателя и прокачку 
забортной воды через теплообменные аппараты системы охлаждения; 
 забортная арматура (кингстонные ящики с кингстонами для 
принятия забортной воды, отливные клинкеты для удаления забортной воды); 
 байпасные клапаны, управляемые вручную или от термодатчика, служат для поддержания постоянного температурного режима в системах за счет перепуска части воды мимо водоохладителя; 
 водоохладители, предназначенные для отвода теплоты из 
системы путем охлаждения пресной воды забортной водой; 
 расширительная цистерна устанавливается над двигателем и 
обеспечивает подпор воды на всасывающей стороне насоса и служит 
для удаления воздуха и водяных паров из системы и пополнения 
утечек в системе. Она же играет роль компенсатора объема, так как 
дает возможность воде, заполняющей систему, свободно расширяться, а это, в свою очередь, предотвращает повышение давления воды в 
системе. 
Функциональная схема системы охлаждения зависит от рода 
жидкости, охлаждающей форсунки и поршни.  
Двигатели, у которых поршни охлаждаются маслом, а форсунки 
- топливом, имеют один контур пресной воды, который служит для 
охлаждения втулок и крышек цилиндров и корпусов газотурбонагнетателей.  
Двигатели, у которых поршни и форсунки охлаждаются водой, 
могут иметь два или три автономных контура пресной воды 
6 

 
-- двухконтурные, в которых первый контур охлаждает цилиндры, 
крышки, турбонагнетатели и поршни, а второй - форсунки; 
- трехконтурные, в которых первый контур охлаждает цилиндры, 
крышки и турбонагнетатели, второй - поршни, третий - форсунки. 
Первый вариант более прост в конструктивном отношении, 
чем второй, в котором наличие трех автономных контуров обусловливает увеличение числа насосов, охладителей, протяженности трубопроводов и количества арматуры. 
На рисунке 1 представлена функциональная схема контура 
пресной воды для охлаждения цилиндров и газотурбонагнетателей 
(ГТН).  
 
 
 
Рисунок 1- Функциональная схема контура пресной воды  
системы охлаждения 
 
Она включает циркуляционные насосы 5, расширительную цистерну 13, водоохладители 4, включенные параллельно, байпасный 
клапан 3, управляемый термодатчиком, водяные коллекторы 7 и 1. 
Насосы подают воду в коллектор 7, откуда она поступает на охла7 

 
ждение цилиндров и корпусов ГТН 8 и выходит в коллектор 1. Вода, 
выходящая из двигателя и корпусов ГТН, проходит через водоохладители или часть воды проходит через байпасный клапан 3 в приемную полость насосов помимо водоохладителя, поддерживая заданную 
температуру на всех режимах работы двигателя. Труба 10 соединяет 
приемные полости насосов с расширительной цистерной, обеспечивая необходимый подпор. Воздух и водяные пары вместе с водой отводятся из полостей охлаждения двигателя и ГТН по трубам 15 в 
расширительную цистерну. Труба 12 служит для пополнения воды в 
системе. По трубе 11, в которой имеется смотровое стекло, вода из 
расширительной цистерны в случае ее переполнения переливается в 
междудонную. Воздух и пары воды удаляются из системы в атмосферу по трубе 14. При подготовке главного двигателя к пуску горячая 
вода, выходящая из системы охлаждения дизель-генераторов, поступает в коллектор 7. При работе главного двигателя дизель-генераторы 
могут охлаждаться водой, которая отводится по трубам 2, 9 или 6. 
Система пресной воды, так же как и система забортной воды, 
во время хода может обслуживаться главным насосом пресной воды, 
а на стоянке - портовым насосом пресной воды. Для судов с неограниченным районом плавания в системе охлаждения устанавливают 
два водоохладителя, каждый из которых обеспечивает отвод теплоты при нагрузке главного двигателя 60 , вспомогательных двигателей 100 % и температуре забортной воды 32 ƒС. 
Давление воды в системе охлаждения для каждого типа установки указывают в инструкции. Оно составляет 0,15-0,25 МПа, причем давление в системе пресной воды должно быть на 0,03- 0,05 
МПа больше, чем в системе забортной воды. Это нужно для того, чтобы при нарушении плотности теплообменников забортная вода не 
могла попасть в систему пресной воды, во избежание коррозии и 
интенсивного накипеобразования рабочих втулок и крышек. 
Температуру входящей и выходящей воды также указывают в 
инструкции. Она должна быть в пределах 50-60 ƒС на входе и 60- 70 
ƒС на выходе. В высокооборотных тронковых дизелях температура 
воды на выходе из дизеля поддерживается в пределах 75- 90 ƒС. 
Температура пресной воды в системе охлаждения регулируется перепуском выходящей из дизеля воды мимо водоохладителя во всасывающую магистраль насоса 5. Перепуск воды осуществляется регулятором температуры, который открывает клапан 3 или заслонку для 
перепуска воды мимо водоохладителя. 
8 

 
Однако пресная вода в объединенной системе загрязняется маслом, смазывающим телескопические устройства, и образующаяся на 
поверхностях охлаждения масляная пленка значительно снижает теплопроводность омываемых водой деталей. Кроме того, затраты энергии на 
привод циркуляционного насоса охлаждающей воды в объединенной 
системе больше суммарных затрат энергии на привод насосов автономных систем. Это объясняется тем, что сопротивление системы охлаждения поршней превышает сопротивление системы цилиндров, в то время 
как расход воды на охлаждение поршней значительно меньше, чем на 
охлаждение цилиндров. 
На большинстве судов система охлаждения вспомогательных 
двигателей соединена с системой охлаждения главных двигателей. 
Обе системы имеют общие расширительные цистерны, водоохладители и общую воду. Это позволяет охлаждать вспомогательные двигатели в море из общей системы, а на стоянке прогревать главный 
двигатель горячей водой, отходящей из системы охлаждения вспомогательных двигателей. 
На рисунке 2 представлена функциональная схема двухконтурной совмещенной системы охлаждения 
 
 
Рисунок 2- Функциональная схема двухконтурной совмещенной  
системы охлаждения 
 
9 

 
Каждый контур обслуживается своими циркуляционными 
насосами, теплообменниками и расширительной цистерной. 
В низкотемпературном контуре температура достигает значений 
36-45ƒС, а в высокотемпературном - (55-80ƒС). 
В низкотемпературный контур входят: три циркуляционных 
насоса низкотемпературного контура ЦН НТК; два центральных 
охладителя ЦО, в которых пресная вода охлаждается забортной водой; воздухоохладитель ВО; маслоохладитель МО; охладитель высокотемпературного контура ОВТК; три вспомогательных дизельгенератора ВДГ со своими масло- и воздухоохладителями; охладители подшипников валопровода ОПВП; охладители воздушных 
компрессоров ОВК; расширительный бак; арматура и трубопроводы. 
Высокотемпературный контур охлаждает втулки цилиндров, 
выпускные клапаны и корпус ГТН. 
В высокотемпературный контур входят: охладитель высокотемпературного контура ОВТК; деаэратор ДА; два циркуляционных 
насоса высокотемпературного контура ЦН ВТК; подогреватель воды 
водоопреснительной установки, используемый для утилизации тепла высокотемпературного контура; расширительный бак; арматура и 
трубопроводы. 
Используемые на современных морских судах системы забортной воды подразделяются: 
 по способу расположения воздухо-, масло- и водоохладите- 
лей по ходу воды на последовательные, параллельные и последовательно-параллельные (рис. 3). 
В зависимости от способа подключения к системе охладителей 
наддувочного воздуха, циркуляционного масла и пресной воды изменяются гидравлические и тепловые характеристики систем. Это, в 
свою очередь, влияет на величину необходимой мощности насосов, 
затрату энергии на их привод и на величину поверхности охлаждения 
теплообменников, а значит, на их габариты.  
 способу подачи забортной воды к охладителям вспомога- 
тельных дизелей - на автономные и объединенные с системой главных 
двигателей; 
 в зависимости от связи с общесудовыми системами - на  
автономные, используемые только для охлаждения механизмов и 
машинно-котельного оборудования (МКО), и связанные с балластной 
и пожарной системами. 
10