Luftverdichter
Schiffe führen typischerweise zwei getrennte Druckluftsysteme: Anlassluft mit hohem Druck um 25-30 bar für den Start der Hauptmaschine und Arbeitsluft mit niedrigem Druck für Regelung und Werkstatt - das eine zu spezifizieren, wo das andere gebraucht wird, ist ein verbreiteter Einkäuferfehler.
Was man an einem Luftverdichter prüft.
12 Modelle von Cummins in Luftverdichter. Darunter die vollständige Modellliste.
Was einen marinen Luftverdichter definiert
Ein mariner Luftverdichter erzeugt die Druckluft, die Dieselmotoren anlässt, pneumatische Regelventile betätigt und den allgemeinen Bord- und Werkstattbedarf speist. Schiffe führen fast immer zwei getrennte Luftsysteme um verschiedene Verdichter herum: Anlassluftverdichter mit hohem Druck, typischerweise mehrstufige Hubkolbeneinheiten mit 25-30 bar, und Arbeitsluftverdichter mit niedrigerem Druck um 7-10 bar für Regelluft, Werkzeuge und allgemeinen Dienst, oft in Schraubenbauart. Beides in der Spezifikation zu verwechseln ist ein reales Risiko, denn ein Schraubenverdichter kann keinen Anlassdruck liefern, und eine Hochdruck-Hubkolbeneinheit ist für einfachen Arbeitsluftdienst überdimensioniert und unwirtschaftlich.
Legende
- Sicherheitsventil
- Zwischenkühler
- Nachkühler
- ND-Zylinder
- HD-Zylinder
- Luftflasche
- Ansaugfilter
- Zur Arbeits- und Anlassluft
- Kurbelgehäuse
- Entwässerung
Hauptkomponenten
Verdichtungsstufe
Hubkolbenverdichter nutzen zwei oder drei Stufen mit Zwischenkühlung, um Anlassluftdrücke wirtschaftlich zu erreichen und die Austrittstemperatur zu begrenzen; Schraubenverdichter verdichten einstufig mit kämmenden Rotoren und passen zum durchlaufenden Niederdruck-Arbeitsluftdienst.
Zwischenkühler und Nachkühler
Wärmetauscher zwischen den Stufen und nach der letzten Stufe kühlen die Luft, um ihr Volumen vor der Speicherung zu verringern und Feuchte auszukondensieren, bevor sie den Behälter erreicht.
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Luftbehälter
Ein Druckbehälter, der Druckluft speichert, um Bedarfsspitzen zu glätten und der bei Anlassluftsystemen genug Kapazität für die geforderte Zahl aufeinanderfolgender Startversuche ohne laufenden Verdichter vorhält.
Sicherheits- und Regeleinrichtungen
Sicherheitsventile, automatische Kondensatableiter, Druckschalter für automatischen Start/Stopp und bei Hubkolbenmaschinen Entlastungsventile, die den Verdichter lastfrei anlaufen lassen.
Auswahl und Auslegung
- Lieferdruck und Kapazität als freie Luftlieferung, passend dazu, ob der Dienst Anlassluft, Regelluft oder allgemeiner Bedarf ist
- Behältervolumen, bei Anlassluftsystemen bemessen, um die klassegeforderten aufeinanderfolgenden Startversuche der Hauptmaschine ohne Nachladen zu garantieren
- Verdichterzahl und Redundanz, denn die Klassevorschriften verlangen mindestens zwei unabhängige Mittel zur Anlasslufterzeugung
- Lastprofil - durchlaufende Arbeitsluftverdichter sprechen für Schraubenbauart, stoßweises Hochdruckladen für Hubkolbeneinheiten
- Kühlart: luftgekühlt bei kleineren Einheiten, wassergekühlt bei größeren Hubkolbenverdichtern
Klasse- und Regelanforderungen
Die Vorschriften der Klassifikationsgesellschaften verlangen auf Schiffen mit umsteuerbaren Hauptmaschinen mindestens zwei Anlassluftverdichter und zwei Anlassluftbehälter, so bemessen, dass die Behälter zusammen genug Luft für eine festgelegte Mindestzahl aufeinanderfolgender Starts ohne Nachladen halten — und so aufgeteilt, dass der Ausfall eines Verdichters oder Behälters die Startfähigkeit der Maschine nicht nimmt. Luftbehälter unterliegen als Druckbehälter der periodischen inneren Prüfung und Wasserdruckprüfung in den Klasseintervallen, und die Sicherheitsventile werden bei jeder Erneuerung geprüft und eingestellt. Automatische Kondensatableiter und Tiefpunktabläufe sind instand zu halten, denn angesammeltes Kondensat im Behälter mindert das wirksame Volumen und fördert innere Korrosion.
Typische Fehler
| Fehler | Ursache | Folge |
|---|---|---|
| Überhöhte Austrittstemperatur | Verschmutzter Zwischenkühler oder verschlissene Kolbenringe steigern die Verdichtungswärme | Gefahr der Zündung von Schmieröldampf im Luftsystem |
| Ventilplattenversagen | Kohleaufbau oder Ermüdung an Saug-/Druckventilen des Hubkolbenverdichters | Kapazitätsverlust, in schweren Fällen Verdichterschaden durch Flüssigkeitsschläge |
| Behälterkorrosion | Nicht regelmäßig abgelassenes Kondensat | Innerer Wanddickenverlust, mögliches Versagen eines Druckbehälters |
| Blockierter Kondensatableiter | Schmutz oder Kesselstein klemmt den Ableitermechanismus | Wasser sammelt sich im System und verursacht Vereisung oder Korrosion stromabwärts |
Worauf es beim Lieferanten ankommt
- Werte der freien Luftlieferung, verifiziert beim tatsächlich spezifizierten Lieferdruck, nicht bei einem niedrigeren Bezugsdruck
- Eingebaute Reserven der Austrittstemperatur für tropische Maschinenraum-Umgebungen
- Verfügbarkeit von Ventilplatten- und Kolbenring-Ersatz, den am häufigsten getauschten Teilen an Hubkolbeneinheiten
- Auslegungsdruck und Volumen des Behälters exakt auf die Klasse-Startversuchsanforderungen abgestimmt, bevor bestellt wird
Die Austrittstemperatur an jedem Anlassluftverdichter auf jeder Wache protokollieren, nicht erst beim Alarm — ein langsames Hochkriechen über Wochen ist fast immer ein verschmutzender Zwischenkühler oder verschleißende Ringe, lange bevor die Hochtemperatur-Abschaltung je auslöst.
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