Современные судовые системы представляют собой сложный комплекс оборудования, состоящий из различных взаимосвязанных технических средств — специализированных трубопроводов, механизмов, аппаратов, приборов и устройств, предназначенных для обеспечения эксплуатации и условий обитаемости судна.
Судовые системы служат для: приема и удаления водяного балласта, осушения отсеков судна от скапливающейся воды, снабжения питьевой и мытьевой водой, удаления фекальных и зачистных вод, приёма, выгрузки и подогрева жидких грузов, распределения грузов по танкам, поддержания необходимых параметров воздуха в жилых и грузовых помещениях, снабжения судовых энергетических установок (СЭУ) и вспомогательных механизмов топливом, маслом, воздухом и паром.
Разнообразие функций, выполняемых судовыми системами, обусловливает их конструктивные формы и использование механического оборудования.
В состав судовых систем входят:
- трубопроводы, представляющие собой совокупность труб, при соединительной, разветвляющей, регулирующей и прочей арматуры (для регулирования переключений системы или её отдельных участков);
- механизмы (насосы, вентиляторы, компрессоры), обеспечивающие перемещение рабочей среды по трубопроводам;
- емкости (цистерны, баллоны) для хранения жидкостей и газов;
- теплообменные аппараты (подогреватели, охладители, конденсаторы, испарители), служащие для изменения параметров или состояния рабочей среды;
- механические средства управления системой и контроля за ее работой.
Обеспечение наибольшей безопасности плавания судна, создание нормальных условий быта и труда экипажа во многом зависят от совершенства и надежности работы судовых систем. Поэтому при постройке судов предусматривается конструктивное усовершенствование систем с целью повышения эффективности их действия и снижения времени на обслуживание.
Повышения качества и долговечности технических средств достигают путем: внедрения средств автоматизации управления и контроля за работой систем; рационального расположения и прокладки трасс трубопроводов; использования новых механизмов; внедрения мероприятий по ремонтопригодности систем; использования высококачественных и коррозионностойких материалов и защитных покрытий; внедрения передовой технологии изготовления и монтажа систем и улучшения их технической эксплуатации.
Системы СЭУ должны обеспечивать: наименьшее сопротивление рабочей среды и наибольшую долговечность и надежность работы.
Материалы, применяемые для изготовления или ремонта судовых систем и установок, должны выдерживать давление и температуру, при которых эксплуатируется трубопровод.
К современному судну в процессе его эксплуатации предъявляется большое число требований, основными из которых являются обеспечение плавучести, мореходности, живучести, остойчивости, пожарной безопасности, обитаемости, защиты грузов.
Для обеспечения этих требований в корпусе судна устанавливают различные устройства, часть которых выполняется в виде трубопроводов снабженных гидравлическими механизмами. Комплекс судового оборудования, со стоящий из трубопроводов, гидравлических механизмов, приборов, аппаратов и разного рода потребителей, выполняющих одну или несколько функций по обеспечению нормальной эксплуатации судна, называется судовой системой.
В связи с тем, что количество судовых систем велико и их функции многообразны, для упрощения проектирования, постройки и эксплуатации принято классифицировать их по определенным принципам. Наиболее часто прибегают к двум следующим принципам классификации: по роду рабочей среды, перемещаемой по трубопроводам судовых систем, и по однородности выполняемых системами функций. В соответствии с первым принципом все судовые системы можно разделить на водо-, газо-, воздухо-, нефте-, топливо-, маслопроводы и т. п.
Такая классификация удобна для производства гидравлических расчетов, с помощью которых определяются параметры рабочей среды и основные характеристики трубопроводов.
Согласно второму принципу судовые системы разделяются на следующие группы: 1) системы трюмные, 2) балластные, 3) противопожарные, 4) системы микроклимата, 5) санитарные, 6) грузовые и обеспечивающие системы на нефтеналивных судах, 7) системы сжатого воздуха, 8) разные системы.
Трюмные системы удаляют за борт воду из отсеков и тем самым обеспечивают поддержание заданной плавучести судна в процессе нормальной эксплуатации или в аварийных условиях. Основными системами, входящими в эту группу, являются осушительная, водоотливная, спасательная.
Осушительная система предназначена для удаления за борт воды, попавшей внутрь отсеков через неплотности сварных швов наружной обшивки корпуса, за счет отпотевания наружной обшивки, вследствие конденсации паров воды из воздуха, при мытье палуб и др.
Водоотливные системы служат для удаления из отсеков за борт больших масс воды в случае пробоины подводной части судна. Эти системы являются одним из активных средств борьбы за живучесть судна.
Спасательные системы предназначены для удаления больших масс воды из отсеков потерпевших аварию и затонувших судов. Системы устанавливают на специальных судах-спасателях и ледоколах. Они осуществляют прием забортной воды, перекачку ее по судну и удаление водяного балласта за борт и тем самым обеспечивают изменение посадки, остойчивости, мореходности, ходкости, обитаемости и других характеристик судна. В эту группу объединены системы погружения и всплытия, замещения переменных грузов, креновая, дифферентная и балластная.
Системы погружения и всплытия предназначены для изменения глубины погружения плавучих доков, аварийно-спасательных понтонов и других сооружений.
Системы замещения переменных грузов служат для поддержания постоянного плавучего объема на судах в процессе их эксплуатации.
Креновые системы обеспечивают наклон корпуса судна в поперечной плоскости, а дифферентные системы — в продольной плоскости с целью уменьшения или создания крена и дифферента.
Балластные системы предназначены для обеспечения нормальной эксплуатации транспортных судов, в частности для изменения посадки (крена, дифферента, осадки) порожнего судна и метацентрической высоты судна с грузом.
Основным назначением противопожарных систем является обнаружение и уничтожение пожара на судах. Их обычно подразделяют на две следующие подгруппы: системы пожарной сигнализации; противопожарные локализационные системы. К первой подгруппе относятся системы ручной, полуавтоматической и автоматической сигнализации. В функции второй подгруппы входит уничтожение очага пожара на судне. В зависимости от принципа тушения пожара системы разделяются на следующие виды:
— охлаждающие очаг пожара;
— изолирующие реагирующие вещества от зоны горения;
— разбавляющие реагирующие вещества в зоне горения;
— осуществляющие химическое торможение реакции горения.
В каждый из указанных видов входит несколько систем, различающихся рабочей средой, которая воздействует на очаг пожара.
Система микроклимата обеспечивает нормальную обитаемость путем соответствующей обработки воздуха в судовых помещениях. Она подразделяется на несколько видов в зависимости от параметров и характеристик обрабатываемого воздуха.
Системы вентиляции предназначены поддерживать определенный состав воздуха в судовых помещениях путем замены его забортным.
Системы отопления служат для восполнения потери тепла в судовых помещениях путем подачи в них различных теплоносителей, которые неконтактным или контактным путем нагревают воздух внутри помещения.
Системы охлаждения осуществляют подачу в судовые помещения различных хладоносителей, действующих неконтактным или контактным путем.
Системы осушения воздуха предназначены для поддержания влажности воздуха в судовых помещениях на определенном уровне с целью обеспечения сохранности грузов и уменьшения интенсивности коррозии корпуса судна.
Системы регенерации воздуха служат для поддержания нормального количественного состава воздуха в изолированных от внешней среды судовых помещениях.
Санитарные системы осуществляют подачу бытовой воды в помещения и удаление использованной воды за борт. Они разделяются на две группы:
— системы водоснабжения, которые обеспечивают подачу в судовые помещения воды пресной питьевой и мытьевой (холодной и горячей), а также забортной;
— системы канализации (фановая, сточная, система спускных труб и шпагатных отверстий), осуществляющие удаление использованной воды за борт,
Грузовые и обеспечивающие системы на нефтеналивных судах предназначены для приема с берега, распределения по грузовым цистернам и вы дачи за борт специального жидкого груза, а также для обеспечения его сохранности и нормальной эксплуатации грузовых систем.
Системы сжатого воздуха обеспечивают получение и подачу сжатого воздуха к различным потребителям. Сжатый воздух используется на судах в основном как энергоноситель — рабочая среда, имеющая определенную Удельную механическую энергию, которая может производить работу. В них входят системы воздуха низкого (р=0,1 МПа), среднего (р=0,1÷3 МПа) и высокого (р > 3 МПа) давления.
В группу разных систем объединены все виды специальных систем, выполняющих особые конкретные функции: например, система замера давления в трубопроводах, система замера уровня в судовых цистернах, система гидравлики. Кроме того, принята классификация схем систем и трубопроводов, которая приведена в табл. 4.1.
В каждую из рассмотренных судовых систем в основном входят следующие конструктивные элементы:
— трубопроводы, состоящие из труб и трубопроводимых элементов, предназначенных для канализации рабочей среды к потребителям или приемникам, расположенным в различных помещениях судна;
— соединительная арматура для соединения труб между собой, а также присоединения трубопроводных элементов к трубопроводу;
— арматура, предназначенная для управления работой системы путем перекрытия или открытия канала трубопровода, изменения давления рабочей среды или создания фазового перехода в рабочей среде;
— гидравлические механизмы, обеспечивающие перемещение рабочей среды по трубопроводам систем за счет передачей определенной механической энергии;
— аппараты и различные устройства для обработки рабочей среды или ее фазового состояния в процессе работы системы;
— контрольно-измерительные и сигнальные приборы, предназначенные для контроля за работой систем и параметров, определяющих состояние рабочей среды;
— цистерны и емкости для размещения и хранения рабочей среды, а также обеспечения функций, выполняемых системами;
— приводы управления (местного и дистанционного) арматурой и механизмами, приборами и аппаратами;
— подвески, кронштейны и фундаменты для крепления судовой системы к конструкциям корпуса судна.
Судовые системы представляют собой совокупность трубопроводов с механизмами, аппаратами, приборами и устройствами предназначенных для выполнения определенных функций обеспечения эксплуатации и условий обитаемости судов.
Еще на первых паровых судах применяли специальные трубопроводные устройства с насосами, с помощью которых осуществлялись откачивание из отсеков скапливающейся воды, тушение пожара забортной водой, подача пресной воды из цистерн в камбузы и каюты, а также вентилирование помещений. В дальнейшем эти трубопроводные устройства обособились от прочих судовых устройств и позднее получили название судовых систем.
Повышение требований к надежности средств пожаротушения и появление более эффективных огнегасящих веществ повлекло за собой применение на судах новых противопожарных систем. Создание комфортных микроклиматических условий в пассажирских каютах и постах управления в связи с увеличением дальности плавания судов привело к необходимости применения систем кондиционирования воздуха.
Таблица 4.1. Классификация схем систем и трубопроводов
Продолжение табл. 4.1.
Продолжение табл. 4.1
В связи с постройкой крупнотоннажных танкеров и стремлением к максимальному повышению их экономичности системы перекачивания нефтепродуктов стали предусматривать с более высокопроизводительными насосами и максимальной степенью автоматизации управления этими насосами.
Дальнейшее развитие судовых систем намечается в двух на правлениях: автоматизации их управления и применения новых материалов. Автоматизация позволит значительно сократить численность обслуживающего персонала, а использование новых материалов— повысить коррозионную стойкость трубопроводов и одновременно снизить их массу и габариты. Наибольший интерес представляет применение труб из титана, винипласта, полиэтилена и фторопласта, обладающих высокими антикоррозионными свойствами и значительно снижающими массу трубопровода по сравнению с обычными стальными трубами. Ввиду большого числа конструктивных разновидностей и многообразия выполняемых функций судовые системы подразделяют на группы.
В зависимости от назначения и выполняемых функций судовые системы подразделяют на следующие группы: трюмные, балластные, противопожарные, бытового водоснабжения, отопления, вентиляции и др. Состав групп и назначение отдельных систем указаны в табл. 4.2.
Таблица 4.2. Классификация судовых систем по назначению
Продолжение табл. 4.2.
Продолжение табл. 4.2.
ЛИТЕРАТУРА
Основная
1. Черепанов Б.Е. Судовые вспомогательные механизмы, системы и их эксплуатация. - М.: Агропромиздат, 1986.-343 с.
2. Завиша В.В., Декин Б.Г. Судовые вспомогательные механизмы. – М.: Транспорт, 1984. – 360 с.
Дополнительная
3. Будов В.М. Судовые насосы: Справочник. – Л.: Судостроение, 1988. –332 с.
4. Судовое вспомогательное энергетическое оборудование /Р.С. Андрющенко, В.Д. Шилов, Б.Г. Дементьев и др. – Л.: Судостроение, 1991. – 392 с.
5. Колесников О.Г. Судовые вспомогательные механизмы и системы. – М.: Транспорт, 1977. – 464с.
6. Правила классификации и постройки морских судов. Том 2. – М.: Транспорт, 1990 – 531с.
7. Лукин Г.Я., Колесник Н.Н. Опреснительные установки промыслового флота. - М.: Пищевая промышленность, 1970. – 368с.
8. Завиша В.В. Гидравлические рулевые машины. –М.: Транспорт, 1965. – 224с.
9. Черняев П.Н. Техническая эксплуатация и ремонт судовых систем. – М.: Транспорт, 1976. – 160с.
ОГЛАВЛЕНИЕ
| Введение | 3 | |
| Раздел 1 | Судовые водоопреснительные установки | 4 |
| 1.1. | Судовая водоопреснительная установка | 4 |
| Раздел 2 | Судовые гидравлические машины | 8 |
| 2.1 | Судовые насосы | 8 |
| 2.2. | Судовые вентиляторы и компрессоры | 44 |
| 2.3 | Гидроприводы судовых механизмов | 47 |
| Раздел 3 | Палубные механизмы. | 51 |
| 3.1. | Рулевые машины | 51 |
| 3.2 | Якорные и швартовные механизмы | 54 |
| 3.3 | Судовые подъемно-транспортные механизмы | 57 |
| Раздел 4 | Общесудовые системы | 59 |
| Литература | 70 |
© Владимир Владимирович Попов
Конспект лекций по дисциплине «Эксплуатация судовых вспомогательных механизмов, систем и устройств» для студентов специальности «Эксплуатация судовых энергетических установок»
Тираж ______экз. Подписано к печати ___________
Заказ № _______ Объем 1,3 п.л.
Издательство: «Керченский государственный морской технологический университет»
298309, г. Керчь, ул. Орджоникидзе 82.
Дата: 2019-07-24, просмотров: 315.
