Модернизация ЭУ траулера проекта 1332 (СРТР типа «Баренцево море»).

С_1.doc

Главный дизель-редукторный агрегат
Главный двигатель 9L 1624
Генератор переменного тока Ne=200кВт n=1000 обмин
Валоповоротное устройство мод А.
Агрегат охлажд. насосов пресн. и заб. воды
Охлаждающий насос НЦВ 10030 ГД (система пресной воды)
Охлаждающий насос НЦВ 16030 ГД (система забортной воды)
Холодильник водоводяной ГД
Холодильник масляный ГД
Терморегулятор для воды и масла
Санитарный насос ЭСН1
Агрегат масляных насосов и ФГО ГД
Масляный насос ГД Q=80 м3час
Агрегат масляных насосов фильт-ра и водомасляного холодильника
Масляный насос редуктора Q=15 м3час
Масляный фильтр редуктора
Холодильник водомасляный редуктора
Агрегат топл. насосов фильтра и водомасляного хол-ка редуктора
Топливоподкачивающий насос ГД Q2=09 м3час
Система топливных фильтров
Топливоперекачивающий насос (дежурный)
Ручной топливоподкачивающий насос РН-20
Бачок мерный диз. топлива
Агрегат сепараторов топлива
Сепаратор топлива СЦ-15

С_4.doc

Санитарный насос эсн 111
(сист. Водопровода забортт. Воды)
Холодильный компрессорно-конденсато-
Рный агрегат фреоновый МАКБ 12*20
Испарительно-регулирующий
Теплообменник МТФ5-40
Агрегат рассольных насосов
Рассольный насос ЭЦН-60
Агрегат насосов обогрева поддонов воздухоохладителей
Насос ЭМН 33-2 обогрева поддонов воздухоохладителей
Агрегат охлаждающих насосов холод-ой уст-ки провизионных камер
Насос горячей воды ЭЦН 1811 провизионной холод-й уст-ки
Агрегат охлаждающих насосов производственной холод-й уст-ки
Охлаждающий насос НЦВ 2520
Расширительная цистерна ГД и ВДГ емкостью 300 л
Цистерна мокрого хранения котлов
Цистерна кислотной промывки испарительной установки
Циркуляционная цистерна масла ГД емкостью 62м
Циркуляционная цистерна масла редуктора емкостью 29м
Цистерна основного запаса масла ГД и редуктора емк. 14м
Цистерна сепарированного масла ГД емк. 05м
Масляная цистерна ВДГ емкостью 10м
Цистерна основного запаса компрессорного масла емк. 14м
Цистерна цилиндрового масла емк. 10м
Цистерна отработанного масла емк. 40м
Цистерна смазки винта емк. 150л
Расходно-топливная цистерна ГД и ВДГ емк. 6 м
Цистерна сепарированного дизельного топлива емк. 90м
Отстойная цистерна дизельного топлива емк. 90м
Цистерна основного запаса дизельного топлива
Переливная цистерна дизельного топлива емк. 30м

Плакат_9L16_24.doc

АЛГОРИТМ ПОСТРОЕНИЯ НОМОГРАММЫ ДВИГАТЕЛЯ 9L1624
Условие отсутствия термической перегрузки (ОГРАНИЧИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА)
Массив исходных данных
Параметр А.К. Костина
- двигатель имеет резерв по термической напряженности
- двигатель работает на ограничительной характеристике (резерв мощности отсутствует)
- двигатель термически перегружен надежность работы резко снижена возрастает вероятность аварии снижается экономичность. Необходимо принять срочные меры для снижения термической перегрузки.
tгн – температура выпускных газов на номинальном режиме
tго – условная температура выпускных газов (при отсутствии теплообмена)
Pk – давление наддува n – частота вращения двигателя

7_БЖД_doc.doc

7 РАЗРАБОТКА МЕРОПРИЯТИЙ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ
БЕЗОПАСНОСТИ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Анализ вредных и опасных производственных факторов.
Машинно-котельное отделение судна является наиболее энергонасыщенным объектом а поэтому опасным с точки зрения техники безопасности судовым помещением. При проектировании МКО предъявляется ряд требований Морского Регистра Судоходства России по оборудованию и размещению агрегатов энергетической установки.
Для МКО данного судна можно выделить следующие опасные и вредные факторы:
- вращающиеся и движущиеся детали узлы механизмов;
- повышенная температура;
- нагретые участки машин и трубопроводов;
- загазованность помещения;
- наличие взрывоопасных газов паров;
- химически активные жидкости;
- силовая и осветительная сеть электроприборы;
- электрические и магнитные поля;
Условия труда в МКО таковы что каждому члену машинной команды необходимо неукоснительно соблюдать все требования по технике безопасности. Конструктивные выступы острые углы наклоны трапов отсутствие ограждений или их поломка неудобное расположение оборудования и трубопроводов повышенная шумность и вибрация отсутствие средств механизации и автоматизации недостаточная освещенность загазованность несоблюдение правил техники безопасности - это некоторые причины несчастных случаев происходящих в МКО. Кроме того в МКО существует опасность механических травм в случае неосторожного обращения с инструментом и оборудованием от вращающихся частей механизмов. Неосторожное обращение с электрооборудованием электропроводкой электромеханизмами ведет к электротравмам.
Особенности травмирования и вредность в МКО следующие:
- ожоги из-за нарушения изоляции нагретых деталей и трубопроводов;
- электротравмы при несоблюдении правил электробезопасности;
-травмы полученные при неумелом или неправильном обращении с инструментом и станками в мастерской;
- самые разнообразные повреждения при нерациональном размещении оборудования при проведении ремонтных и профилактических работ;
- опасности представляют разливы жидкости мокрые трапы которые должны немедленно осушаться;
- опасными для здоровья являются работы с топливом и маслом промасленную ветошь спецодежду нужно хранить в специальных металлических ящиках;
- ремонтные работы должны быть организованы должным образом; открытые люки должны иметь леерное ограждение и буртик во избежание падения людей инструментов и деталей.
Правильное размещение оборудования машин и механизмов имеет большое значение для обеспечения безопасности в МКО. Правилами Регистра Морского судоходства регламентируется ширина проходов в МКО. Для монтажа и ремонтных работ над ГД предусматривается подъемное устройство обеспечивающее безопасное перемещение частей оборудования в трех направлениях.
Инструкция по охране труда для механиков и мотористов.
Общие требования к охране труда.
Обеспечению нормативных и безопасных условий труда обслуживающего персонала в МКО способствуют специальные площадки трюмы с поручнями мягкое и равномерное освещение установка аварийного освещения оборудование приточно-вытяжной вентиляции оборудование необходимых проходов между механизмами установка ограждений и другие мероприятия. Решетки трапы плиты в МКО должны быть сухими и чистыми. Пролитый мазут или масло необходимо убирать. Маховики двигателей муфты валопроводы и другие подвижные части ограждают решетками или изолируют кожухами. Во время работы механизмов снимать ограждения запрещено. Движущиеся части силовой установки вспомогательных механизмов и электродвигателей также ограждают защитными сетками кожухами или поручнями. Плиты палубных настилов должны быть закреплены вырезы на них тщательно закрывают. Прутки решеток стойки и поручни прочно закрепляют. Горячие части двигателей (коллекторы выхлопные трубопроводы глушители паропроводы) паровые котлы и другие нагревающиеся части тщательно изолируют и ограждают кожухами что снижает степень нагрева воздуха и предохраняет людей от ожогов. Трубопроводы прочно закрепляют и окрашивают в установленные отличительные цвета согласно табелю отличительных знаков и окраски судовых трубопроводов.
Все машины системы и баллоны находящиеся под давлением или вакуумом эксплуатируют в соответствии с Правилами технической эксплуатации и Правилами Регистра РФ. Воздушные баллоны необходимо оберегать от ударов и повреждений. Установку ввод в эксплуатацию содержание освидетельствование и гидравлические испытания баллонов производят в соответствии с Правилами Регистра РФ.
Безопасную работу судовых машин и механизмов обеспечивает правильная техническая эксплуатация и выполнение обслуживающим персоналом плановых осмотров и ремонтов а так же правил эксплуатации оборудования в соответствии с инструкциями.
Требования к охране труда до начала работы.
Баллоны со сжатым воздухом и газом должны иметь предохранительные клапаны проверенные и опломбированные манометры запорные вентили и приспособления продувания. Выхлопные трубопроводы воздухохранители и воздухопроводы должны быть исправны.
Погрузка баллонов со сжатым воздухом и газом на судно производится при соблюдении правил техники безопасности. Баллоны крепятся только на штатных местах. При доставке на судно баллонов предназначенных для пуска двигателя надо убедиться в том что в них находится воздух (необходимо понимать что пуск двигателя с помощью горючего газа приводит к взрыву).
Все предохранительные клапаны проверяют на установленное давление и в сроки указанные в инструкциях. Манометры и предохранительные клапаны паровых котлов должны быть исправны а пружины предохранительных клапанов - иметь зазоры между витками (пружины сжатые до предела являются причиной взрыва котла).
Правила техники безопасности предусматривают следующий порядок подготовки двигателя к пуску:
- осмотр всех частей двигателя и предохранительных устройств (необходимо удостоверится в их исправности и в отсутствии на нем посторонних предметов);
- проверка двигателя на двух полных оборотах (валоповоротной машиной или рычажным приводом) при открытых индикаторных кранах и выключенных топливных насосах);
- открытие клапанов и кранов на нагнетательных трубопроводах соединяющие охлаждающие насосы и двигатели;
- прокачка топливных насосов;
- проверка наличия и исправности ограждений поручней кожухов решеток около двигателя;
- выключение валоповоротных устройств на двигателе;
- проверка направляющих пусковых клапанов (отсутствие пропусков воздуха и заедание штоков);
Требования к охране труда во время работы.
Главные двигатели вспомогательные механизмы и устройства эксплуатируют в соответствии с требованиями Правил технической эксплуатации судов флота рыбной промышленности заводских и судовых инструкций.
В процессе обслуживания действующих машин и механизмов иногда определяют степень нагрева движущихся частей наощупь. Рукава спецодежды должны иметь плотные облегающие обшлаги. Детали проверяемые наощупь во время работы оборудования не должны иметь острых углов и выступающих шплинтов. Наклоняться к движущимся частям машины не разрешается. Руки к проверяемым деталям протягиваются только по ходу их движения. При этом необходимо соблюдать осторожность стоять широко расставив ноги и держаться одной рукой за неподвижную часть оборудования. Прокладки в мотылёвых и головных подшипниках а также в буглях не должны выступать из разъема. Особенную осторожность нужно соблюдать при обслуживании машин на средних решетках. Здесь высокая температура и подвижность частей требуют четкости и неторопливости действий моториста.
Увеличивать давление пара в котле сверх давления указанного инструкцией и установленного на циферблате манометра красной чертой запрещено. Если давление в котле поднимается выше установленного необходимо выключить форсунки и понизить давление. При разборке и других работах на трубопроводе вентилях и другом оборудовании находящимся под давлением следует закрыть соответствующие запорные устройства что исключит поступления к месту производства работ пара воды или топлива.
При пуске двигателя обслуживающий персонал не должен находиться на решетках. Во время работы двигателя моторист обязан следить за показаниями контрольных приборов исправностью предохранительных и редукционных клапанов регуляторов безопасности а также за действием вспомогательных и навешанных механизмов. Если обнаружена неисправность необходимо доложить об этом вахтенному механику и немедленно принять соответствующие меры к ее устранению.
Работа двигателя на критическом числе оборотов отмеченных на тахометре красным сектором запрещена.
Вахтенный моторист должен следить за исправностью крепления трубопроводов устранять их вибрацию не допускать утечек воды масел топлива и газов через соединения труб.
Требования к охране труда по окончании работы.
После остановки двигателя принимают следующие меры техники безопасности:
- открывают индикаторные краны на крышках рабочих цилиндров
-закрывают запорные клапаны на пусковой магистрали и на трубопроводе от баллонов спускают воздух из трубопроводов
-закрывают клапан на топливном трубопроводе к топливным насосам
- выключают валоповоротное устройство а валопровод фиксируют
- вывешивают надпись на пульте управления "Пуск запрещен
При осмотре двигателя можно открывать люки горячего картера не ранее чем через 10-20 минут после остановки двигателя.
Требования безопасности при ремонте главного двигателя в рейсе.
Перед началом ремонтных работ надо освободить от посторонних предметов то место где они будут производиться. Все люки горловины и другие отверстия в палубах задраивают закрывают решетками или крышками. В местах где на время ремонта сняты трапы а также поручни решетки ограждающие горловины и люки плиты настила следует протянуть леер или закрыть проход. В таких местах усиливают освещение и вывешивают предупредительный сигнал “Проход опасен“. В местах представляющих опасность для работающих вывешиваются предупредительные надписи.
При подъеме тяжелой арматуры запрещается накладывать строп на шток или маховик; строповку необходимо производить за корпус арматуры.
Детали имеющие большую длину следует поднимать в строго горизонтальном положении. Запрещается выравнивать эти грузы руками. Необходимо чтобы площадка на которой производится подъем детали не была скользкой. Перед подъемом груза следует убедиться что на нем нет инструментов или каких либо посторонних предметов которые могут упасть с высоты при транспортировании или подъеме.
Во время подъема и опускания груза опасно стоять под ним или подходить к нему ближе чем на 1 м. Раскантовывать грузы разрешается только оттяжками. Во время подъема или опускания через шахту энергетического отделения механизмов или их деталей все выходы в нее должны быть закрыты. У входа вывешиваются таблички с надписью ”Не открывать в шахте ведутся работы”. Открытые места шахты на верхней палубе ограждаются временными надёжными поручнями.
Подъём тяжелых деталей должен производиться под руководством старшего механика. При крене судна более 10 градусов а также при сильном волнении моря поднимать тяжелые детали запрещается. Во время демонтажа узлов механизмов необходимо следить за тем чтобы каждая снятая деталь была надежно закреплена так как при качке судна или толчках во время швартовки в открытом море детали могут упасть.
Перед разборкой агрегат нужно освободить от рабочего вещества и принять меры предупреждающие попадание топлива масла воды и пара на разобранные части оборудования.
К разборке двигателя разрешается приступать после их останова охлаждения стенок корпуса до температуры окружающего воздуха и устранения возможности самопроизвольного поворота вала или ротора. Для этого необходимо закрыть баллон пускового воздуха ввести в зацепление валоповоротное устройство и зажать тормоз вала.
При вскрытии лючков картера двигателя или осмотре редукторов маслоотделителей подогревателей топлива и масла компрессоров и других агрегатов в которых возможно скапливание паров масла или топлива запрещается пользоваться открытым огнем.
При включенном валоповоротном устройстве у поста управления вывешивают табличку с надписью: “ Валоповоротное устройство включено ”.
Во время ремонта нужно принять меры устраняющие возможность попадания инструмента болтов гаек в корпус картера цилиндра зубчатой передачи или других механизмов. Для этого рабочий должен записать или запомнить весь инструмент и материалы которые были взяты для разборки или сборки двигателей или других механизмов.
Обязательным условием безопасности эксплуатации двигателей является хорошее знание их конструкции и соблюдение правил изложенных в инструкциях по охране труда. Старший механик обязан организовать с вновь прибывшими на судно механиками или мотористами изучение по чертежам и схемам всех устройств обслуживаемых двигателей ознакомить их с возможными опасными ситуациями.
Подготавливая двигатель к пуску вахтенный механик обязан проверить наличие ограждения движущихся частей а также исправность предохранительных клапанов картера и цилиндров двигателя их регулировку. Только после этого проворачивают вал на два – три оборота и убедившись в исправности производят его запуск. Опасно резко увеличивать частоту вращения вала так как двигатель может “ пойти в разнос ”. Даже непродолжительная работа двигателя на критической частоте вращения может привести к поломке коленчатого вала поэтому при изменении частоты вращения вала необходимо как можно быстрее проходить критический порог известный для каждого двигателя. В случае поломки деталей угрожающей аварией двигателя его надо немедленно остановить и срочно сообщить о случившемся вахтенному помощнику капитана и старшему механику.
Правилами по технике безопасности запрещено проверять нагрев подшипников коленчатого вала и нижних частей цилиндровых втулок на ощупь во время вращения коленчатого вала так как это может привести к несчастному случаю. Безопасно эту операцию можно выполнить только при полном останове двигателя и установке стопорного устройства на линии гребного вала.
При замерах давления в цилиндрах в момент открывания индикаторных клапанов работающий должен стоять сбоку чтобы выходящие из клапанов газы на него не попали иначе можно получить ожоги. Во избежание ожогов при открывании клапанов руки должны быть в рукавицах.
Иногда при вынужденных остановках двигателя необходимо произвести осмотр или ремонт картера. Перед этим необходимо открыть индикаторные клапаны рабочих цилиндров закрыть вентили сжатого воздуха на двигателе и трубопроводе подающем топливо к двигателю. Чтобы гребной вал не проворачивался как это часто бывает при сильном волнении в открытом море его необходимо застопорить.
На пусковую ручку и пост управления двигателями в ходовой рубке вывешивается табличка “Пуск запрещен! Ведутся работы ”. Эту табличку могут снять только вахтенный помощник или механик после того как лично убедится в том что ремонтные работы закончены люковые крышки картера закрыты и двигатель готов к пуску.
При наличии трещин или свищей в цилиндровых втулках или их крышках двигатель к работе не допускается так как попадание воды из полости охлаждения в цилиндр может вызвать при пуске двигателя гидравлический удар который приведет разрушению цилиндра блока или крышки цилиндра двигателя и травмированию работающих.
Вахтенная служба должна тщательно следить за правильной регулировкой предохранительных клапанов установленных на цилиндровых крышках. Из–за недостаточной затяжки пружин предохранительные клапаны могут пропускать газы в энергетическое отделение что приводит к большой загазованности помещения и ухудшению условий труда обслуживающего персонала. Сильно затянутые пружины не дают клапанам подняться в случае когда давление при вспышке превысит допустимое в результате чего может произойти взрыв.
Взрывы газов и паров масла в картерах часто приводят к тяжелым травмам. Причиной взрывов является прогорание поршневых колец или неправильное расположение их по окружности в результате чего газы из цилиндров проникают в картер. Накопившиеся в картере пары воспламеняются при нагревании какой-либо трущейся детали или от прорыва газов из рабочего цилиндра. К взрыву может привести также неправильная установка и неисправность предохранительных клапанов установленных на крышках или стенках картеров. Предупредить взрыв в картере можно путем удаления образующейся взрывчатой смеси непрерывного автоматического контроля состояния деталей подверженных нагреванию ввода внутрь картера инертных газов правильной регулировки предохранительных клапанов. За последние годы на двигателях большой мощности стали применять вентилирование картеров путем забора из них воздуха.
Во избежание несчастных случаев при взрыве газов в картере машинной команде при замене поршневых колец необходимо следить за тем чтобы их замки располагались с разгонами 90 120 градусов по окружности поршня. Это исключает возможность попадания газов из цилиндра в картер.
В правилах по технике безопасности в энергетических отделениях судов отмечается что компрессоры трубопроводы и баллоны сжатого воздуха всегда должны быть доступны для наружного осмотра. Сжатый воздух для заполнения баллонов должен быть охлажден до 40 градусов. Подача неохлажденного воздуха может привести к взрыву газов скапливающихся в воздушном трубопроводе и баллонах. Трубопровод сжатого воздуха от компрессора к баллонам и от баллонов к пусковым клапанам должен быть герметичным без пропусков в соединениях и арматуре.
Переворачивать цилиндровые крышки при ремонте разрешается только талями подвешенными над площадкой где они ремонтируются.
Отводить шатун от коленчатого вала или поршня следует только тогда когда на донышко поршня установлена скоба или рым-болт и за них зацеплен крюк талей причем строповая цепь должна быть натянута. Несоблюдение этого правила приводит к опусканию поршней в картер и нанесению травм работающим.
Поворачивать коленчатый вал при подъеме и опускании поршней следует только с помощью валоповоротного устройства. Снятые с места валы укладывают на козлы клетки и другие прочные устройства не загромождающие рабочее место. Работы по установке подшипников нельзя производить под вывешенными на стропах валами так как случайный обрыв стропа или опускание тормоза подъемного механизма приведет к падению вала что может вызвать несчастный случай.
Расчёт вентиляции МКО.
Расчёт производится из условия ассимиляции избыточных тепловыделений в объём МКО по наиболее напряжённому режиму работы ЭУ в летнее время с проверкой достаточности подаваемого воздуха для нормальной работы энергоагрегатов установки в зимнее время.
Основные исходные данные для расчёта.
Район плавания судна – неограниченный.
Температура наружного воздуха tm = 22 ºС.
Температура забортной воды tW = 16 ºС.
Температура воздуха в МКО без постоянной вахты tm=32 ºС.
Мощность главных двигателей Ne = 2 х 810 кВт.
Удельный расход топлива ГД ge = 0196 кгкВт*ч.
Коэффициент избытка воздуха ГД αe = 3.1.
Механический к.п.д. ГД e = 09.
Число вспомогательных двигателей zm = 2.
Мощность ВДГ Nm = 283 кВт.
Удельный расход топлива ВДГ gm= 0207 кгкВт*ч.
Коэффициент избытка воздуха ВДГ αm = 20
Максимальная нагрузка электропотребителей Pm = 500 кВт.
Теплоёмкость воздуха с = 1 кДжкг.
Определение необходимого количества приточного
воздуха на летний период.
Расход воздуха ГД Ve = 143*Ne*ze*ge* α γ м3ч
Расход воздуха ВДГ м3ч
Vm = 143*Nm*zm*gm* α γ
Удельные тепловыделения высокооборотного ГД кДж*кВтч
(не более 2% от теплоты выделяющейся при сгорании топлива в ДВС):
Индикаторная мощность ГД Ni = Ne: Ni = 4711 кВт.
Расчётная разность температур МКО – воздух ºС: Δt = tm – tn Δt = 10.
Нагрев воздуха при движении в воздуховодах: Δtv = 05 ºС.
Нагрев воздуха при прохождении вентиляторов: Δtw = 20 ºС.
Тепловыделения ГД: Qp = qm* Ni Qp = 486800 кДжч.
Необходимое количество приточного воздуха для ассимиляции тепловыделений ГД: Δtn = Δtv + Δtw нагрев воздуха при движении в системе.
Тепловыделения ВДГ: Qpm = qm* Nmm Qpm = 72320 кДжч.
Необходимое количество приточного воздуха для ассимиляции тепловыделений ВДГ: Wpm = 8059 м3ч.
Тепловыделение электропотребителей в МКО: y = 09 Qd = 55560 кДжч.
Необходимое количество приточного воздуха
для ассимиляции тепловыделений электропотребителей.
Суммарное количество воздуха необходимое для ассимиляции тепла в МКО:
Q1 = Qp + Qpm + Qd W1 = 68490 м3ч.
Определение необходимого количества приточного воздуха
для работы в зимний период.
Количество воздуха подаваемого в МКО в зимний период должно быть не менее необходимого для одновременной работы всех энергоагрегатов на номинальной нагрузке
W2 = Ve + Vm W2 = 40650 м3ч.
Определение количества воздуха удаляемого из нижних объёмов МКО.
В соответствии с требованиями зонального удаления воздуха из-под сланей МКО в самых низких точках где возможно скопление газов и паров тяжелее воздуха сохраняем в установке тот же вентилятор что и в ЭУ судна прототипа.
Определение количества воздуха удаляемого через шахты МКО.
Количество воздуха уходящего естественным способом через шахту МКО определяется разностью между: количеством воздуха поступающего от вентиляторов – Wv забираемого работающими энергоагрегатами и отсасываемым вентилятором – Wu в соответствии с производительностью выбранных вентиляторов:
Wv = 2000 м3ч Wu = 240 м3ч
We = 2* Wv – Vv – Wu We = -36890
Необходимое суммарное сечение каналов для удаления воздуха при принятой скорости его движения Cv = 35 мс составит:
Fk = We 3600 Cv Fk = 2928 м2
Достаточный диаметр воздуховодов: d =113*( Fk3)12 d = 116
Расчёт освещённости МКО.
На судне предусмотрены следующие виды освещения:
- основное (внутреннее и наружное);
- переносное (ремонтное);
- сигнально – отличительные огни.
Основное освещение выполнено на напряжение 220 В переменного тока с питанием от секции осветительного напряжения 230 В главного распределительного щита (ГРЩ) через районные и групповые щиты освещения. Общее освещение жилых общественных медицинских помещений и коридоров осуществляется - светильниками с люминесцентными лампами и лампами накаливания; машинно–котельного отделения – основное мощными светильниками с лампами накаливания дополнительное - светильниками с люминесцентными лампами. и аварийное с лампами накаливания остальных помещений - светильниками с люминесцентными лампами и аварийное с лампами накаливания.
Местное освещение. Выполнено светильниками с лампами накаливания и люминесцентными лампами.
В помещениях второй категории (коридоре труб аккумуляторной малярной) установлены взрывозащищённые светильники типов ВЗГ – 100 и В4А – 60. Выключатели освещения выведены в коридоры.
Для освещения проходов открытых палуб будут установлены светильники с отражателями отбрасывающими свет в нижнюю полусферу; освещение открытой палубы будет осуществляться светильниками с лампами накаливания; мест посадки в шлюпки специальными светильниками установленными на шлюпбалках; забортного пространства - светильниками с лампами накаливания. Из рулевой рубки осуществляется дистанционное отключение наружного освещения. На судне также установлено два навигационных прожектора с ксеноновыми лампами мощностью 3 кВт которые управляются дистанционно из рулевой рубки.
Аварийное освещение.
Аварийное освещение выполнено на напряжение 220 В переменного тока и будет являться частью основного освещения получающего питание от секции напряжением 220 В с аварийного распределительного щита через районный и групповые щиты освещения.
На судне предусмотрено также временное аварийное аккумуляторное освещение получающее питание от аккумуляторных батарей напряжением 24 В постоянного тока с обеспечением горения светильников аварийного освещения в течение не менее 30 мин. Временное аварийное освещение автоматически включается при исчезновении напряжения в сети аварийного освещения напряжения 220 В.
Переносное освещение выполнено на напряжение 12 В с помощью индивидуальных штепсель-трансформаторов типа ШТ 22012 В включённых в сеть основного освещения и рассчитанных на подключение переносного светильника мощностью до 40 Вт.
В основу расчета освещенности приняты нормы предложенные Министерством Здравоохранения России и нормы искусственного освещения на судах морского флота. Расчёт охватывает общее освещение служебных жилых и хозяйственных помещений и коридоров. Помещения равные по размеру и по виду указаны один раз. Дополнительное освещение (светильники над койками рабочие места и зеркальные светильники) не учтены. Светильники которые питаются от сети 220 В оборудованы лампами накаливания 60 100 или 200 Вт а также люминесцентными лампами типа 2059 или 40120.Эти типы в своих размерах соответствуют российским стандартам.
Расчёт освещённости выполнен методом коэффициента использования светильника по ОСТ5.6077-85
Число светильников определяется по формуле:
где Е – уровень минимальной освещённости по нормам (100 лк)
kз = 115 - коэффициент запаса освещённости
z = 11÷12 – коэффициент неравномерности освещения (отношение средней освещённости к минимальной)
S – освещаемая площадь м²
n = 1 – количество ламп в светильнике
F – световой поток лампы лм
– коэффициент использования осветительной установки
Коэффициент z в наибольшей степени зависит от отношения: расстояния между светильниками - L к их расчётной высоте подвеса над плоскостью - h. Значение z находится в пределах 11 ÷ 13.
Коэффициент использования осветительной установки зависит от кривой светораспределения светильника размеров помещения отражающих свойств его подволока переборок и палубы.
Индекс помещения характеризующий соотношение размеров определяется по формуле:
где а и b м – длина и ширина помещения
h м – высота светового центра светильника над расчётной плоскостью
По таблицам различных светильников определяем КПД светильников как функцию коэффициентов отражения подволока ρ1 переборок ρ2 и палубы ρ3.. Результаты расчёта необходимого количества светильников для МКО сведены в таблицу 7.2.1.
Таблица 7.2. Результаты расчёта освещенность МКО.
Расчёт шума в МКО и пути его снижения.
Шумом называют звуки мешающие восприятию полезных звуков или нарушающие тишину а также звуки оказывающие вредное или раздражающее действие на организм человека. Шум является сочетанием звуков различной частоты и интенсивности. Звуковая волна характеризуется звуковым давлением Р (в Па) частотой f (в Гц) колебательной скоростью v (в мс) интенсивностью J (в Втм2).
Звуковым давлением называют разность между мгновенным значением полного давления и средним давлением в невозмущенной среде. Звуковые колебания любой среды возникают при нарушении ее стационарного состояния под действием возмущающей силы. В этом случае частицы среды начинают колебаться относительно положения равновесия причем скорость этих колебаний значительно меньше скорости распространения звуковых волн которая зависит от упругих свойств температуры и плотности среды. Возбудителями звуков являются вибрирующие тела машин механизмов приспособлений и инструментов которые вызывают звуковые волны распространяющиеся в материальной среде.
Звуки распространяющиеся в воздухе порождают воздушный шум а в твердых телах (переборки обслуживающие площадки подшипники и т. п.) - структурный.
Скорость звука в воздухе при температуре 20°С и нормальном атмосферном давлении равна 344 мс в воде - 1500 стали - 5000 стекле - 5200 дереве - 3500 пробке - 500 резине - 40.. .150 мс.
Количество переносимой энергии определяется интенсивностью звука. Под интенсивностью понимают среднюю величину потока энергии в какой-либо точке среды в единицу времени отнесенной к единице площади поверхности нормальной к направлению распространения волны.
Характеристикой источника шума служит звуковая мощность Р которая определяется общим количеством звуковой энергии излучаемой источником шума в окружающее пространство за единицу времени.
Слуховой орган человека воспринимает в виде слышимого звука колебания упругой среды имеющие частоту примерно 20 20 000 Гц.
Многие производственные процессы на судах сопровождаются значительным шумом длительное воздействие которого оказывает отрицательное влияние на здоровье человека и может явиться причиной профессиональных заболеваний.
Под влиянием шума снижается острота зрения изменяется чувствительность к различным цветам наступают изменения в вестибулярном аппарате; нарушаются функции желудочно-кишечного тракта; происходят нарушения обменных процессов организма; повышается внутричерепное давление. Выявлено также что импульсный (прерывистый) шум ухудшает точность выполнения рабочих операций затрудняет восприятие информации.
Применение на современных судах быстроходных двигателей большой мощности вызвало значительное увеличение шума и вибрации в машинных отделениях служебных жилых и бытовых помещениях. Незначительные габаритные размеры судовых помещений (в большинстве случаев металлических) в которых размещаются главные и вспомогательные двигатели способствуют концентрации звуков возникающих при работе двигателей.
На судах источником шума и вибрации являются не только все машины и механизмы имеющие подвижные части но и гребные винты вентиляционное оборудование и системы кондиционирования воздуха передающие вибрацию переборкам и судовым конструкциям а также удары волн о корпус судна. Природа возникновения шумовых характеристик в двигателях различна как по характеру так и по времени протекания поэтому шумовой уровень у разных типов двигателей неодинаков.
Источники шума двигателей внутреннего сгорания по своему происхождению могут быть газодинамическими и механическими. Первые возникают вследствие процессов происходящих при всасывании воздуха выпуске отработавших газов а также при сгорании рабочей смеси в цилиндрах вторые - от механических ударов движущихся частей двигателей и вибрации самого двигателя.
Средства снижения шума на судах.
Основными источниками шума и вибрации на судах являются механизмы и системы. В кормовых помещениях судов шум и вибрация могут быть обусловлены работой движителей. На судах с подводными крыльями шум возникает вследствие ударов волн о днище а на ледоколах - от ударов корпуса о лед;
При проектировании изготовлении и эксплуатации морских озерных и речных судов следует принимать все необходимые меры по снижению шума и вибраций воздействующих на человека до значений не превышающих допустимых.
Средства и методы защиты от шума изложены в ГОСТ 12.1.029-80. Основные положения по проектированию и комплексному применению средств борьбы с шумом в судовых помещениях приведены в ОСТ 5.0231—77.
При проектировании строительстве и эксплуатации судовых машин механизмов помещений следует использовать акустические средства защиты: звукоизоляцию звукопоглощение вибропоглощение глушение шума и демпфирование.
Звукоизоляция является одним из наиболее эффективных и распространенных на судах методов снижения шума на пути его распространения. С помощью звукоизолирующих конструкций можно снизить уровень шума на 30 40 дБ. Этот метод основан на отражении звуковой волны падающей на ограждение.
По законам физики звуковая энергия не только отражается но и проникает через него что вызывает колебание ограждения которое само способно создавать шум.
Требования к монтажу звукоизоляции противошумовых конструкций и их элементов в основном заключаются в следующем: звукоизолирующие конструкции сваривают сплошным швом по всему контуру; перфорированные листы звукопоглощающих конструкций красят до закладки звукопоглощающего материала; пенопласт приклеивают к металлическим выгородкам по всей поверхности; мастичные покрытия выполняют без трещин; для каждого механизма производят подбор (раскладку) амортизаторов по степени их жесткости и по высоте (различие в жесткости не должно превышать 5 %).
Снижение шума методом звукопоглощения основано на переходе энергии звуковых колебаний частиц воздуха в теплоту вследствие потерь на трение в порах звукопоглощающего материала. Поэтому звукопоглощающие материалы (пористые пористо-волокнистые слоистые и т. п.) наносят на внутренние поверхности а также располагают их в помещении в виде штучных звукопоглотителей.
Максимальное снижение уровня шума в отраженном поле с помощью акустической обработки внутренних поверхностей помещения не превышает
Для эффективности звукопоглощающих ограждений следует подбирать материалы с плотностью не менее 08х103 кгм3 рекомендуемые ОСТ 9045-79.
Средний уровень звукоизоляции R (в дБ) 1 м2 однородных стенок массой G до 2000 кг в диапазоне частот 300 3000 Гц определяется по формуле: R = 135 lg G.
Зависимость звукоизоляции ограждений от массы G и частоты f приближенно можно оценить по формуле: ЗИ == 20 lg G х f.
Звукоизолирующие перегородки и звукопоглощающие кабины эффективно снижают только воздушный шум. Структурный же шум при этом уменьшить не удается так как он в виде упругих волн (вибрации) распространяется от фундамента машины агрегата по конструкциям корпуса судна во все помещения. Ослабление этого вида шума достигается виброизоляцией.
Новым методом глушения шума является принцип связанный с образованием «антизвука» т. е. созданием равного по величине и противоположного по фазе звука. Это достигается путем интерференции основного звука и «антизвука». Особенно перспективным этот метод может оказаться в машинных отделениях судов для подавления тональных шумов. В месте где необходимо уменьшить шум устанавливается микрофон сигнал от которого усиливается и излучается определенным образом расположенными динамиками.
При конструировании и изготовлении оборудования следует: совершенствовать кинематические схемы; предусматривать безударные взаимодействия деталей плавное обтекание их воздушными потоками изменение жесткости или массы для уменьшения амплитуд вибраций и устранения резонансных явлений; применять материалы резко уменьшающие колебательную энергию и затрудняющие передачу колебаний от одних деталей к другим.
Для уменьшения режима резонанса в машинах с колебательным движением рабочих органов применяют сдвоенные рабочие органы колеблющиеся навстречу друг другу и взаимоуравновешивающиеся. В однокорпусных машинах с самобалансовыми механизмами (вибраторами) необходимо по возможности снижать жесткость упругих подвесок (стоек). Следует также до минимума снижать допуски в сочленениях и обеспечивать тщательную статическую и динамическую балансировку деталей для уменьшения неуравновешенных сил инерции.
Для снижения шума на судах большую роль играют правильно спроектированные глушители шума на всасывающих трубопроводах и выхлопных коллекторах двигателей внутреннего сгорания.
Различают глушители аэродинамического шума: абсорбционные реактивные (рефлексные) и комбинированные. В абсорбционных глушителях затухание шума происходит в порах звукопоглощающего материала. Реактивные глушители основаны по принципу отражения звука в результате образования «волновой пробки» в элементах глушителя. Они имеют соединенные между собой камеры расширения и сужения резонансные углубления экраны и т. п. В комбинированных глушителях происходит как поглощение так и отражение звука.
Снижения шума машин и судовых установок можно добиться с помощью средств демпфирования т.е. покрытием их излучающей поверхности демпфирующими материалами имеющими большое внутреннее трение. Наиболее распространены жесткие покрытия из упруговязких материалов (мастики типа «Нева» АТМ-1 АТМ-3 АТИМСС специальные виды войлока линолеума) наносимых на поверхность наклеиванием напылением и др.
В случае когда конструктивные технологические и архитектурно-планировочные мероприятия не позволяют снизить шум и вибрацию до предельно допустимого уровня следует применять средства индивидуальной защиты которые позволяют снизить уровень воспринимаемого звука на 10 45 дБ. Для защиты органов слуха работающих применяют противошумные: наушники закрывающие ушную раковину; вкладыши («Беруши» перекрывающие наружный слуховой проход шлемы и каски; костюмы.
Противошумные вкладыши делают из твердых эластичных и волокнистых материалов. Например тампоны «Беруши» массой 05 г из ультратонкой стекловаты хорошо защищают от шума до 90 дБ на высоких частотах.
Противошумные шлемы и костюмы применяют только при очень высоких уровнях шума.
Уровень акустической мощности главного двигателя и двигателей СЭС определяется по формуле:
где D - диаметр цилиндра
n - частота вращения
i - число цилиндров двигателя.
Для главного двигателя:
D = 0235 м;n = 167 с-1; i = 12
Судовая автономная электростанция состоит агрегатов которые расположены по два в одном помещении с ГД машинно-котельного отделения судна поэтому считать уровень шума от двигателей СЭС и ГД необходимо совместно: Для двигателей АСЭС:
D = 017 м;n = 15 с-1; i = 9
Уровень акустической мощности двигателей:
Суммарный уровень акустической мощности двигателей СЭС:
Общий уровень шума производимого главным двигателем и двигателями автономной электростанции определяется по формуле:
L1 - наибольший из суммируемых уровней шума дБ;
ΔL - поправка для суммирования различных уровней звука:
дБ по таблице поправка ΔL = 26 тогда
Такой уровень шума является недопустимым. Для машинных помещений морских судов допустимый составляет 80 дБ. Необходимо установить звукоизолирующие ограждения или звукоизоляцию агрегатов. Для предотвращения проникновения шума из МКО в смежные помещения его необходимо оборудовать звукоизолирующими конструкциями.
Расчёт звукоизолирующих конструкций.
Площадь ограждающих конструкций в МКО составит: Soгp = 8 м2.
Rтр = L-10lgB + lOlg Soгp - Lдоп + lOlgn
где В - постоянная защищаемого от шума помещения м2
Lдоп - допустимый октавный уровень звукового давления в защищаемом от шума помещении дБ;
n = 2- общее число ограждений конструкций или их элементов.
Определим постоянную помещения машинного зала В1000 = 35020 = 175 м2 . для объёма машинного зала V = 350 м3 на частоте 1000 Гц M = 1 В = 175* 1=175 м2.
Rтр = 114 - 101gl75 + lOlg 8 - 45 + 101g2 = 686 дБ - полученное значение не выходит за нормы допустимого шума на промысловых судах в соответствии с ГОСТ 12.1.003-83.
Противопожарное оборудование.
МКО - наиболее пожароопасные помещения. Тушение пожаров в таких помещениях затруднено наличием больших количеств горючих материалов в ограниченном объёме хорошо вентилируемом через шахту что быстро приводит к быстрому повышению температуры и развитию пожара. Пары остатков топлива скопившиеся под паёлами могут образовывать с воздухом взрывоопасные смеси. Загорание электрических сетей приводит к коротким замыканиям. Из-за обильного притока воздуха через шахту МКО при пожаре часто оплавляются и прогорают конструкции шахт сгорают трубопроводы и обваливаются перекрытия в верхней части при практически невредимом корпусе двигателя у которого начался пожар. Для борьбы с пожаром МКО оборудовано стационарными системами и переносными средствами пожаротушения.
Средства пожаротушения в машинном отделении.
Принципы тушения пожара основаны на охлаждении горящего вещества и ограждении его от доступа кислорода. Веществами для тушения пожаров являются вода пена углекислота инертные газы порошковые составы.
Машинные помещения в которых работающих на жидком топливе оборудуются одной из стационарных систем пожаротушения: водораспыления газовой и пенной. Стационарная система пожаротушения водораспылением может быть верхнего и нижнего водораспыления. Используется для ликвидации пожаров в машинном отделении и защиты входов и выходов из них. Стволы распылители системы устанавливают над льялами двойным дном и другими местами. Их расположение обеспечивает распределение воды на поверхности в количестве не менее 5 лм2 мин. Стационарная система углекислотного пожаротушения используется для тушения электрического оборудования КУ пожаров в МП топливных цистернах дымоходах котлов. Кроме рассмотренных систем для тушения пожаров может применяться пар порошковые огнетушащие составы хладоны. Насыщенным паром с давлением 06 - 08 МПа тушат пожары в газоходах вспомогательных и вентиляционных каналах топливных ёмкостях. В настоящее время используется ограниченно. Порошки применяются для тушения горючих металлов а совместно с водой или пеной и для нефтепродуктов и других материалов. Хладоны используются для тушения любых материалов в том числе горящих электрокабелей. Для повышения эффективности помещение герметизируется. Для ликвидации пожара в момент его возникновения используются первичные средства тушения пожара. К ним относятся: огнетушители переносные пеногенераторы вода песок кошма асбестовые полотна. В котельном помещении предусматривается не менее двух огнетушителей. У каждой форсунки должен располагаться огнетушитель ёмкостью 9 л. Один из огнетушителей устанавливается у входа в помещение. При необходимости тушения пожара углекислотой или хлад оном с герметизацией машинного помещение выводят из действия в аварийном порядке используя местные или дистанционные приводы. Пар при этом выпускается в атмосферу. При заполнении помещения паром личный состав во избежание ожогов и отравлений эвакуируется через нижние выходы.
Рассмотренные системы и средства тушения пожаров позволяют быстро и эффективно его ликвидировать.
Противопожарное оборудование.
На судне имеется система автоматической пожарной сигнализации в которой установлены автоматические тепловые пожарные извещатели АТИМ-1. Предусмотрена звуковая и световая сигнализация о пожаре.
В МКО предусматриваются несколько систем пожаротушения: система водотушения система паротушения пенотушения орошения и жидкостная. Пожарный инвентарь: огнетушители химические пенные огнетушители углекислотные кошма песок ведра лопаты топор багор и др.; размещается на пожарном щите.
Система водотушения имеет в своем составе пожарный насос подключенный к кингстону забортной воды. Насос подает воду к четырем рожкам с кранами. У каждого крана помещён ящик с пожарным рукавом и стволом.Размещение рожков таково что к любому месту машинного отделения можно направить две струи воды. В составе водяной системы тушения имеется пеногенерируюшая насадка с запасом пеногенерирующего раствора.
В соответствии с “ Правилами классификации и постройки морских судов ” на судне должен быть установлен один стационарный пожарный насос с давлением у рожка 23 кгсм2. Производительность насоса вычисляется по формуле:
Принимаем к установке один центробежный одноступенчатый вертикальный насос НЦВ – 4080М производительностью 40 м3час при напоре 80 м. вод. ст.
Для подачи воды к пожарным рожкам к переносным воздушно-пенным стволам ранцевого типа в системе водораспыления - предусмотрена противопожарная водяная система обслуживаемая двумя пожарными электронасосами расположенными в МКО и одним в помещении холодильных машин. Включение и выключение насосов дистанционное из рулевой рубки из ЦПУ МКО и ручное с мест их установки.
Система парового пожаротушения работает по принципу создания в очаге горения атмосферы его не поддерживающей либо по принципу ингибирования. Эта система обеспечивает защиту цистерн топлива утилькотла дымоходов глушителей. Подача пара к станции парового пожаротушения будет осуществляется от УК и ВПК.
Система объёмного химического тушения установлена в трюме и платформе МКО. В качестве огнегасящего вещества будет использоваться лёгкоиспаряющаяся жидкость состоящая из 70% (по массе) бромистого этила и 30% диоксида углерода обладающая высокими свойствами химического торможения реакции горения. Огнетушащая концентрация этого состава 67%. Для тушения местных очагов пожара предусмотрены аппараты стационарные высокократной пены и установки судовые переносные пенные. В трюме и на платформе МКО установлены огнетушители: 4 воздушно-пенных ОХВП-10 4 углекислотных ОУ-8 и 4 порошковых для тушения электрооборудования. Также на платформе предусмотрены два пожарных покрывала.
При возникновении очага возгорания в МКО автоматически включается система противопожарной защиты подается звуковой и световой сигнал “ОПАСНОСТЬ”. Для предупреждения и уменьшения последствий от возникновения пожара при строительстве судна предусмотрен ряд противопожарных мероприятий. Переборки машинного отделения выполняют огнестойкими. Покраска стен и оборудования выполняется огнестойкими красками. Топливные танки имеют воздушные патрубки с огнегасительной сеткой выходящие на верхнюю палубу. Расходные цистерны оборудуют системой дистанционного закрытия с верхней палубы. Паропроводы располагают вдали от топливных танков и топливных трубопроводов. Световые люки и иллюминаторы должны иметь герметичное закрытие для предотвращения подтока воздуха в МКО. Вентиляционные трубы снабжают шиберными захлопками.
Для хранения использованной ветоши предусматривают металлический ящик с крышкой.
Средства индивидуальной защиты при пожаре.
При пожаре образуется большое количество токсичных веществ в виде газов удушливых паров сажи. Вдыхание угарного газа и ядовитых веществ приводит к отравлению которое проявляется очень быстро так как токсины непосредственно поступают через легкие в кровь. Для изоляции органов дыхания от воздействия газов применяют индивидуальные средства защиты.
К простейшим средствам защиты относятся аварийные дыхательные устройства и фильтрующие противогазы. Простейшие средствам защиты предназначены для эвакуации членов экипажа из очага возгорания. Их можно применять при содержании в воздухе достаточного количества кислорода - не менее 18% и не более 2 % угарного газа. В фильтрующих противогазах происходит очистка воздуха от загрязнений.
Простейший фильтрующий противогаз состоит из зажима для носа загубника и фильтрующей коробки. Использование противогаза не требует специальной подготовки. Компактность и небольшая масса позволяют хранить его в кармане. Фильтрующий противогаз с маской обеспечивает более длительное пребывание в загрязненном помещении. В конструкции противогаза предусмотрена маска регулируемые ремни для плотной подгонки противогаза защитные очки и выдыхательный клапан. Фильтрующий противогаз закрывает рот нос глаза и лицо. Фильтрующие противогазы имеют сменные фильтрующие коробки с соответствующей маркировкой.
Воздушно дыхательные аппараты это индивидуальные автономные приборы для работы при пожарах входа в пустоты или в танки с недостаточным количеством воздуха или с опасными грузами. Их делят на два типа: с замкнутым циклом дыхания (КИП-8) и с открытым циклом дыхания (АСВ-2). Кислородно-изолирующий противогаз работает по принципу регенерации выдыхаемого воздуха. Реагент расположенный в специальной капсуле (патроне) улавливает углекислый газ и выделяет кислород. Аварийные дыхательные устройства работают на сжатом воздухе. Продолжительность работы аварийных дыхательных устройств должна быть не менее 10 минут. Устройство состоит из шлема или маски полностью закрывающего лицо и имеющего прозрачное окошко для обзора. На всех судах в районе жилых помещений должно быть по меньшей мере два аварийных дыхательных устройства. В машинных помещениях они должны храниться на видимых и легко доступных местах на путях эвакуации у аварийных выходов в ЦПУ и мастерских и быть готовы к использованию в случае пожара. При выборе места хранения и количества устройств должно быть принято во внимание общее расположение машинного помещения и количества персонала несущего вахту и работающего в помещении.

2 титульный Пути совершенствования .cdw

Пути совершенствования СРТР
типа "Баренцево море" в свете
экономической необходимости
модернизации судов ФРП
ДП 44.180403.65 Д08. 002. 002
Пути совершенствования
СРТР типа "Баренцево море

7 Эконом эфектcdw.cdw

С_2.doc

Агрегат сепараторов и подогревателей масла
Сепаратор масла СЦ-15
Подогреватель ПМ 17В
Воздушный баллон системы управления ГД V=02 м3
Воздушный баллон БУРТ
Баллон воздушный горизонтальный ёмкостью 1000л.
Электрокомпрессор ЭКПА 3564 пускового воздуха
Компрессор ручной КРС-30
Баллон пускового воздуха ВДГ ёмкостью 80л. с головкой
Утилизационный котёл КУП 455
Глушитель искрогаситель ВДГ
Глушитель выхлопа ГД
Вспомогательный дизель-генератор 6VD1615
Котлоагрегат КВА 105-М
Агрегат тёплого ящика пита-тельных насосов и охл-ля конд.
Питательный насос ЭПНМ 270
Тёплый ящик ёмкостью 1 м3
Охладитель конденсата ОПВ-7
Агрегат ионообменных фильтров котлоагрегата
Агрегат насосов перекачки котловой воды
Насос ЭПНМ 270 перекачки котловой воды
Водоопреснительная установка ДЧУ Q=20 м3час
Агрегат инжектора и трубопро-водов греющего пара и цирк. Воды
Инжектор пароводяной
Охл-й насос НЦВ 6330 забортной воды ВОУ

4 Титульный_Монтаж.cdw

Список используемой литературы.doc

Список используемой литературы :
Флот рыбной промышленности М. 1990 г.
Коршунов Л.П. «ЭУ промысловых судов» Л. 1991 г.
В.В. Щагин А.В. Щагин «Теплотехническая эффективность эксплуатации судовых энергетических установок»: методика анализа Калининград 1996 г.
Артемов Г.А. «СЭУ» Л. 1987 г.
«Проэктирование и эксплуатация энергетических установок промысловых судов»: труды КГТУ выпуск 68 Калининград 1977 г.
«Охрана труда на промысловых судах» М. 1986 г.
Шарапов В.И. «Охрана труда на судах флота рыбной промышленности» М. 1989 г.
Ю.В. Новиков «Экология окружающая среда и человек» М. 1998 г.
Под ред. А.К. Фролова «Состояние окружающей среды северо-западного и северного регионов России» Л. 1995 г.
«Основные направления повышения экономичности энергетических устанрвок судов зарубежного промыслового флота»: информационный обзор (УДК 629.12.03-843.6;629.124.72-87) Л. 1982 г.
The Motor Ship 1979 vol. 60 N. 713
The Motor Ship 1981 vol. 62 N. 731
Ship and Boat International 1980 38 N 1-2
«Диаграммы гидродинамических характеристик комплекса ВРШ-направляющая насадка» ЦНИИ им. Крылова выпуск 13782 1969 г.
«Расчет ходовых и тяговых характеристик траулера» №1332-020-252 1971г.
Блинов Б.Д. Гальперович Л.Г. «Монтаж судовых дизельных установок» Л. «Судостроение» 1976г.
«Рыбное хозяйство» №4 201г.
Отчет по НИР № Б 637535 «Исследование методов диагностики технического состояния и путей повышения срока службы топливной аппаратуры судовых дизелей» Калининград КТИПРХ 1977г.
Крыница М.Н. « Механизация слесарно-монтажных работ на судах» Л. «Судостроение» 1976г.
Инструкции для контроля предельных нагрузок судовых дизелей. Утверждена Минрыбхозом СССР 26.11.84.
ДИЗЕЛИ. Справочник. Под ред. В.А. Ваншейдта Л. «Машиностроение» 1977г.
Костин А.К. Параметр для сравнительной оценки теплонапряженности дизелей. Л. Труды ЛПИ им. Калинина № 221 1962 с. 166-179.
Иванов Л.А. Теплонапряженность и эксплуатационная надежность цилиндро-поршневой группы судового дизеля. Мурманск Мурманское книжное издательство 1974г.
Овсянников М.К. Давыдов Г.А. Тепловая напряженность судовых дизелей. Л. Судостроение 1975г.
Гаврилов В.С. Камкин С.В. Шмелев В.П. Техническая эксплуатация судовых дизельных установок. М. Транспорт 1975г.
Коршунов Л.П. Структурные схемы энергетических установок промысловых судов. Калининград 1995г. 199с.

3_Анализ тягово-скоростных хар-к СЭУ..doc

3. АНАЛИЗ ТЯГОВО-СКОРОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СУДОВОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ
Расчёты ходовых и тяговых характеристик выполнены по диаграммам гидродинамических характеристик комплекса ВРШ – направляющая насадка [14] построенным по результатам испытаний в опытовом бассейне моделей гребного винта и насадки имеющих следующие элементы:
Элементы гребного винта и направляющей насадки.
Число лопастей винта
Относительный диаметр ступицы
Конструктивное шаговое отношение
Относительная толщина лопасти на оси гребного винта
Коэффициент раствора насадки
Коэффициент расширения насадки
Относительная длина насадки
Оптимальный диаметр гребного винта. Расчёты оптимального диаметра выполнены в соответствии с [15] и представлены в таблицах 3.2 3.3 и 3.4 для трёх режимов:
- свободного хода со скоростью 130 узлов;
- траления со скоростью 45 узла при тяге 16 тонн;
- траления со скоростью 40 узла при тяге 125 тонн.
Рис. 3.1. Определение оптимального диаметра винта.
В результате расчётов получен оптимальный диаметра винта D = 245 м.
Определение наибольшей скорости свободного хода. Определение наибольшей скорости свободного хода и соответствующего шагового отношения представлено в таблице 3.5. Результаты расчётов приведены на рис. 3.2. В соответствии с расчётом при мощности на выходном фланце редуктора Nфл = 1325 кВт при nm = 230 обмин скорость хода составляет 132 узла при шаговом отношении гребного винта HD = 114.
Определение наибольшей скорости свободного хода
и шагового отношения.
Рис. 3.2. Определение наибольшей скорости свободного хода
Тяговые характеристики траулера. Далее определены зависимости мощности от тяги траулера при скоростях 3 4 и 4 узлов. Расчёты представлены в таблицах 3.6 3.7 и 3.8. Результаты приведены на рис.3.3.
Рис.3.3. Тяговые характеристики траулера.
Заключение. На основании расчёта ходовых и тяговых характеристик траулера пр. 1332 можно сделать следующие выводы:
Движительный комплекс – винт регулируемого шага в направляющей поворотной насадке имеет следующие элементы:
Диаметр ВРШ D = 245 м
Дисковое отношениеААd = 05
Конструктивное шаговое отношение НкD = 0866
Относительный диаметр ступицы dстD = 0326
Направляющая насадка
Коэффициент раствораa = 130
Коэффициент расширенияb = 112
Относительная длинаlнDн = 060
Расчётные значения скоростей хода и тяги траулера водоизмещением D = 1870 т при чистом (без обрастания) корпусе ветре и волнении не свыше 3-х баллов в зависимости от мощности на выходном фланце редуктора приведены ниже в таблице 3.9.
Скорость хода Vs узлы
Мощность на фланце редуктора Nфл кВт
Предложения по модернизации.
В результате исследования тягово-скоростных характеристик судна с ВРШ выявлен резерв мощности главного двигателя как на режиме свободного хода так и на режимах траления. Резерв мощности целесообразно направить на получение электроэнергии путем установки валогенератора. Подключение валогенератора к тихоходному главному двигателя нецелесообразно так как для компактности установки необходим повышающий редуктор. Оптимальная компоновка СЭУ получается при отборе мощности от редуктора высокооборотного двигателя. Исходя из опыта эксплуатации судов пр. 1332 и проведённого анализа тягово-скоростных характеристик данного судна целесообразно для повышения эффективности внести состав ЭУ следующие изменения:
Вместо МДК с прямой передачей на ВРШ установить дизельредукторную СЭУ с двумя форсированными высокооборотными двигателями эквивалентной суммарной мощностью 2 х 810 = 1620 кВт и двумя валогенераторами переменного тока по 200 кВт которые будут обеспечивать судно электроэнергией на всех режимах его работы кроме стоянки;
- для обеспечения судна энергией на стояночных режимах установить два высокооборотных дизельгенератора эквивалентной мощности;
- один вспомогательный паровой котёл заменить утилизационным паровым котлом для утилизации тепла выпускных газов главных двигателей. [26].
Главный двигателя выбираем из каталога фирмы MAN B&W.
По тягово-скоростным и весо-габаритным характеристикам выбираем двигатель марки 9L1624 со следующими параметрами
Обозначение по ГОСТ9ЧН1624
Эффективная мощность Ne = 810 кВт
Частота вращенияn = 1000 обмин
Тип- тронковый четырехтактный
Диаметр цилиндраD = 160
Количество цилиндровi = 9
Удельный эффективный расход топливаge = 183 гкВт.час
Давление наддуваPk = 0.14 МПа
Темпераура наддувочного воздухаtk = 44 °С
Температура выпускных газов по цилиндрам tц = 410 °С
Среднее индикаторное давлениеPi = 2.51 МПа
Механический КПДhm = 0.892
Степень сжатия e = 13.8
Давление сгоранияPz = 13.5 МПа
Вспомогательный дизельгенератор фирмы SKL типа 6VD1615AL-2
Обозначение по ГОСТ6ЧН1516
Эффективная мощность Ne = 162 кВт
Частота вращенияn = 1500 обмин
Диаметр цилиндраD = 150
Количество цилиндровi = 6
Удельный эффективный расход топливаge = 213 гкВт.час
Давление наддуваPk = 0.12 МПа
Температура выпускных газов по цилиндрам tц = 440 °С
Среднее индикаторное давлениеPi = 2.2 МПа
Механический КПДhm = 0.87
Степень сжатия e = 13.2
Давление сгоранияPz = 12.5 МПа
L(с генератором)BH3160120019506
Масса с генераторм4.1 т
Электрическая мощность 165 кВА
Рис Общий вид дизельгенератора 6VD1615AL-2.

5 Алгоритм построения номограммы.cdw

ДП 44. 180403.65 Д08. 002. 900
Алгоритм построения
номограммы двигателя 9L1624

6 Титульный_Эффект.cdw

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИ-
ВНОСТЬ МОДЕРНИЗАЦИИ СЭУ
ДП 44. 180403.65 Д08. 002. 006
Экономическая эффективность

С_5.doc

Расходная цистерна котельного топлива емк. 10м
Основная цистерна котельного топлива емк. 20м
Переливная цистерна котельного топлива емк. 30м
Цистерна основного запаса котельного топлива емк. 32м
Цистерна основного запаса котельной воды
Цистерна сбора отстоя топлива и отходов сепарации емк. 03м
Цистерна сбора протечек топлива и масла емк. 03м
Фекалийная цистерна емк. 025м
Стол-верстак на 1 рабочее место
Тиски слесарные 1-40
Ванна для промывки деталей
Прибор для испытания форсунок ГД
Приспособление для проверки работы форсунок ВДГ
Таль червячная ручная гп 8т

0 титульный введение .cdw

8_Экология.doc

8 ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА
Огромная масса вод Мирового океана формирует климат планеты служит источником атмосферных осадков. Более половины кислорода поступает в атмосферу из океана и он же регулирует содержание углекислоты в атмосфере так как способен поглощать ее избыток в Мировом океане ежегодно вылавливается 85 млн. тонн рыбы. С одной стороны это составляет всего около 1% мирового производства продовольствия но с другой — это 15% потребляемых человечеством животных белков [8].
Мировой океан — это и протеин для голодающих которых на Земле миллионы и новые лекарства для больных вода для пустынь энергия и минералы для промышленности места отдыха.
Россия — одно из ведущих рыбопромышленных государств определяющих стратегию мирового рыболовства. Рыбное хозяйство РФ играет значительную роль в продовольственном комплексе страны а в ряде регионов (в первую очередь прибрежных — Приморском крае Камчатской Сахалинской Калининградской и Мурманской областях) является градообразующей отраслью. И в настоящее время и в ближайшей перспективе основную часть российской сырьевой базы будут составлять биологические ресурсы исключительной экономической зоны.
В апреле 1982 г. 3-я Конференция ООН по морскому праву после многолетней работы приняла всеобъемлющую Конвенцию которая создает договорно-правовую основу мирного использования Мирового океана в интересах всех стран и народов. Конвенция содержит около тысячи международных правовых норм регламентирующих все основные вопросы использования морских просторов живых и минеральных ресурсов моря и таким образом регулирует все стороны человеческой деятельности в Мировом океане. Конвенция устанавливает 12-мильный лимит ширины территориальных вод и определяет права прибрежных и других государств в этих водах. Учитывая интересы прибрежных развивающихся стран. Конвенция закрепляет новое понятие «исключительная экономическая зона» шириной 200 миль в которой прибрежное государство имеет суверенные права на ресурсы зоны а также на предусмотренную в Конвенции юрисдикцию в отношении создания искусственных островов и сооружений проведения морских научных исследований и защиты морской среды от загрязнения. Конвенция предоставляет прибрежным государствам широкие права в защите морской среды от загрязнения с судов но в то же время обеспечивает интересы международного судоходства. Конвенция устанавливает предел внешней границы континентального шельфа. Впервые в истории международного права в ней определен статус международного района морского дна и его ресурсов а также режим разработки этих ресурсов. Конвенция провозглашает что международный район и его ресурсы являются исключительным наследием человечества и должны использоваться только в мирных целях всеми государствами без какой-либо дискриминации [8].
В целях сохранения и регионального использования природных ресурсов территориальных вод континентального шельфа и экономической зоны Российской Федерации выполнения требований действующего законодательства и принимая во внимание что природные ресурсы территориальных вод континентального шельфа и экономической зоны России относятся исключительно к федеральной собственности 5 мая 1992 г. Президент Российской Федерации издал Указ «Об охране экономической зоны Российской Федерации». Распоряжение государственным фондом недр в границах территориальных вод (территориального моря) осуществляется правительством Российской Федерации и специально уполномоченными им федеральными органами государственного управления совместно с органами субъектов федерации.
Загрязнение и самоочищение морей и океанов.
Нефть и нефтепродукты. К числу наиболее вредных химических загрязнений относятся нефть и нефтепродукты. Ежегодно в океан попадает более 10 млн. т нефти. Загрязняют поверхность танкеры содействует загрязнению и утечка нефти при подводном бурении.
Экологический ущерб нанесенный акватории Азовского моря у Керченского пролива в результате гибели в 1995 г. теплохода «Дота» оценивается в 7 млн. долларов. Пятно вытекавшего с судна мазута достигло берегов у ближайших крымских поселков.
Обеспокоенность общественности нефтяным загрязнением обуславливается неуклонным ростом экономических потерь в рыболовстве туризме и других сферах деятельности. Только 1 т нефти способна покрыть до 12 км2 поверхности моря. А нефтяная пленка изменяет все физико-химические процессы: повышается температура поверхностного слоя воды ухудшается газообмен рыба уходит или погибает но и осевшая на дно нефть долгое время вредит всему живому.
Нефть и нефтепродукты оказывают вредное воздействие на многие живые организмы и пагубно влияют на все звенья биологической цепи. Нефтяные пленки на поверхности морей и океанов могут нарушать обмен энергией теплом влагой и газами между океаном и атмосферой. В конечном итоге наличие нефтяной пленки на поверхности океана может повлиять не только на физико-химические и гидробиологические условия в океане но и на климат Земли на баланс кислорода в атмосфере.
Нефтяное загрязнение наносит жестокий удар по биологическому равновесию моря. Пятно не пропускает солнечные лучи замедляет обновление кислорода в воде. В результате перестает размножаться планктон - основной продукт питания морских обитателей.
В верхних 5—10 см водной толщи развивается богатейшее сообщество самых разнообразных организмов. Его называют нейстоном. Здесь находится «питомник» молоди очень многих видов рыб и беспозвоночных животных которые вырастая населяют водную толщу и дно морей и океанов. На поверхности же накапливаются вещества-загрязнители в том числе нефть и нефтепродукты.
Очень ядовиты растворимые компоненты нефти. Они нередко становятся причиной гибели рыбы морских птиц отрицательно влияют на вкусовые качества мяса морских животных. Если оплодотворенную икру рыбы поместить в аквариум с весьма незначительной концентрацией нефтепродуктов то большинство зародышей погибнут а многие из уцелевших оказываются уродами [9].
Бытовые отходы. В моря и океаны через реки непосредственно с суши а также с судов и барж попадают жидкие и твердые бытовые отходы (фекалии отстойный шлам отбросы). Часть этих загрязнений оседает в прибрежной зоне а часть под влиянием морских течений и ветра рассеивается в разных направлениях.
В поверхностном слое моря в огромных количествах развиваются бактерии — полезные играющие важную роль в жизни нейстона и всего моря и патогенные возбудители желудочно-кишечных и других заболеваний.
Бытовые отбросы опасны не только тем что они являются переносчиками болезней человека (главным образом кишечной группы — брюшной тиф дизентерия холера) но и тем что содержат значительное количество кислородопоглощающих веществ. Кислород поддерживает жизнь в море он — необходимый элемент процесса разложения органических веществ поступающих в водную среду. Коммунальные же отбросы поступающие в воду в очень больших количествах могут значительно снизить содержание растворимого кислорода.
В последние десятилетия особым видом твердых отбросов загрязняющих океаны стали пластмассовые изделия (синтетические пленки и ёмкости пластмассовые сети и т.п.). Эти материалы легче воды а поэтому долго плавают на поверхности загрязняют морское побережье. Серьезную опасность представляют пластмассовые отходы для судоходства: опутывая гребные винты судов засоряя трубопроводы системы охлаждения морских двигателей они нередко становятся причиной кораблекрушений. Известны случаи гибели крупных морских млекопитающих из-за механической закупорки легких кусками синтетической упаковки.
Загрязняют моря и особенно их прибрежные части фановые и хозяйственно-бытовые сточные воды судов. Их количество постоянно увеличивается так как возрастает интенсивность судоходства и суда становятся все более благоустроенными. Величина водопотребления на пассажирских судах приближается к показателям крупных городов и составляет 300-400 л на человека в сутки.
В Северном море возникла реальная угроза гибели фауны и флоры из-за загрязнения нечистотами выносимыми с материка реками. Прибрежные районы Северного моря очень мелководны; приливы и отливы в нем незначительны что также не способствует самоочищению моря. К тому же на его берегах расположены страны с большой плотностью населения и высокоразвитой промышленностью и загрязнение района достигло крайне высокого уровня. Усугубляет экологическую ситуацию то что в последние годы в Северном море интенсивно развивается добыча нефти.
Бесхозяйственное хищническое отношение к богатствам Мирового океана ведет к нарушению природного равновесия гибели в некоторых районах океанической флоры и фауны отравлению людей зараженными продуктами моря.
Балтийское море. К территории РФ относятся восточная часть Финского залива и побережье Калининградской области. Наиболее загрязненными районами в этой акватории являются Невская губа и Выборгский залив воды которых отнесены к «очень грязным» и «грязным». Объемы и характер загрязнения прибрежных участков Балтийского моря Куршского и Вислинского заливов с территории Калининградской области носят локальный характер и не оказывают заметного влияния на состояние рыбных запасов.
В мае 1996 г. состоялась встреча представителей одиннадцати балтийских стран (Германии Дании Исландии Латвии Литвы Норвегии Польши России Финляндии Швеции и Эстонии). В принятой декларации была сформулирована цель: «Сделать так чтобы море было чище страны богаче а люди чувствовали себя безопаснее». Швеция выделила около 20 млн. долларов на борьбу с загрязнением Балтийского моря [8].
Самоочищение морей и океанов. Самоочищение морей и океанов — сложный процесс при котором происходит разрушение компонентов загрязнения и включение их в общий круговорот веществ. Как уже отмечалось выше способность моря перерабатывать углеводороды и другие виды загрязнения небезгранична. В настоящее время многие акватории уже утратили способность к самоочищению. Некоторые заливы и бухты нефть в больших количествах скопившаяся в донных отложениях превратила практически в мертвые зоны. Существует прямая зависимость между численностью нефтеокисляющих микроорганизмов и интенсивностью нефтяного загрязнения морской воды. Наибольшее число микроорганизмов выделялось в районах нефтяного загрязнения при этом количество бактерий растущих на нефти доходит до 104—107 на 1 л морской воды.
Наряду с численностью микроорганизмов в местах постоянного нефтяного загрязнения растет их видовое разнообразие. Это по всей видимости можно объяснить большой сложностью химического состава нефти различные компоненты которой могут потребляться только определенными видами микроорганизмов. Связь между численностью и видовым разнообразием микроорганизмов с одной стороны и интенсивностью нефтяного загрязнения с другой — дает основания рассматривать нефтеокисляющие микроорганизмы как индикаторы нефтяного загрязнения.
Микроорганизмы моря функционируют в составе сложного микробиоценоза который реагирует на чужеродные вещества как на единое целое. Не многие виды микроорганизмов способны полностью разложить нефть. Такие формы выделяются из морской среды редко и процесс деградации нефти не бывает интенсивным. Смешанное бактериальное «население» более эффективно разрушает сырую нефть и отдельные углеводороды.
К морским организмам которые участвуют в процессах самоочищения относятся моллюски. Различают две группы моллюсков. В первую входят мидии устрицы гребешок и некоторые другие. Для них характерна двухстворчатая раковина. Обычно створки раковины чуть приоткрыты и хорошо видно как из-под радужной мантии торчат две трубочки — сифоны. Через один сифон всасывается морская вода со всеми взвешенными в ней частицами которые оседают в специальном аппарате моллюска а через другой очищенная морская вода возвращается в море. Все съедобные частицы усваиваются а непереваренные - крупными комочками выбрасываются наружу. Плотное поселение мидий на площади 1 м2 фильтрует за сутки до 200 м3 воды. Мидии — один из самых распространенных морских водных организмов. Их клиновидно-овальные двухстворчатые раковины достигают длины 15 см. Мидий можно встретить у самой поверхности воды но наиболее многочисленные их колонии обнаруживаются на глубине 5—20 м. Наибольшая плотность «населения» — около 1 тыс. экземпляров на 1 м2 — отмечается в обрастаниях скал свай причалов. Крупный моллюск может пропустить через себя до 70 л воды в сутки и таким образом очистить её от возможных механических примесей и некоторых органических соединений. Подсчитано что только в северо-западной части Черного моря мидии профильтровывают за сутки более 100 км3 воды. Подобно мидии питаются и другие морские животные — мшанки губки асцидии [8].
У моллюсков второй группы раковина или закрученная овально-конической формы (рапаны литорины) или напоминает колпачок (морское блюдечко). Ползая по камням сваям причалам растениям днищам судов они ежедневно прочищают огромные заросшие поверхности. Поистине санитар-рекордсмен — моллюск кардиум входящий в фауну Каспийского моря. Несмотря на свои небольшие размеры (около 25 см) он в процессе питания успевает за сутки профильтровать до 15 л воды. При этом растворенная в ней нефть как вещество непригодное для питания обволакивается слизью и в этой «упаковке» выбрасывается на дно. Вполне вероятно что затем такие «микроконтейнеры» биологически преобразуются в безвредные вещества.
Ученые стремятся изучить деятельность морских организмов включая водоросли с тем чтобы найти новые эффективные способы борьбы с загрязнением водоемов прежде всего богатого рыбой Каспия.
Морские организмы (их поведение и состояние) являются индикаторами нефтяных загрязнений т.е. они как бы осуществляют биологическое наблюдение за окружающей средой. Однако морские организмы не только пассивные регистраторы но и непосредственные участники процесса естественного самоочищения среды. Известны около 70 родов микроорганизмов включая бактерии грибы дрожжи которые способны вступать в единоборство с нефтью. Им принадлежит важнейшая роль в разложении нефти и углеводородов в море. Численность их в местах загрязнения может достигать сотен миллионов в 1 см3 воды. Ученые надеются что эти наши верные помощники в будущем заменят многие способы сбора и изъятия нефти.
Не менее значительна роль микроорганизмов в борьбе моря с пестицидами: накапливая в себе вредные продукты их превращений бактерии сигнализирует о состоянии среды. Вот почему так важно выявить как можно больше таких организмов-индикаторов получить предельно подробную информацию об их поведении в тех или иных условиях об их состоянии в зависимости от условий окружающей среды. Как выяснилось в последнее время наиболее действенны в переработке пестицидов макрофиты — хорошо известные всем кто бывал на море водоросли растущие на не больших глубинах и у берега.
Большое значение для процессов самоочищения как уже отмечалось имеет содержание в морской воде кислорода. В отличие от многих других морей насыщение вод Черного моря кислородом возможно только через контакт с атмосферой. Однако вертикальному распространению поверхностных вод насыщенных кислородом препятствует различие солености воды в верхних и нижних уровнях поэтому в Черном море насыщен кислородом только верхний слой объем которого составляет лишь пятнадцатая часть всего бассейна. Остальная часть моря безжизненна кислород в ней отсутствует а его место занимает сероводород. Такое расположение вод по вертикали предопределило развитие жизни только в верхнем слое моря. Забота о чистоте этого относительно тонкого слоя — важная задача всех стран Черноморского бассейна.
Чистой водой Черное море обязано огромной армии «чистильщиков». Планктонные организмы усваивая солнечный свет и минеральные вещества являются тем первым звеном с которого начинается длинная цепь превращения неорганического вещества в органическое [9].
В Мировом океане биота еще практически не нарушена принцип Ле Шателье действует: при внешних воздействиях выводящих систему из состояния устойчивого равновесия равновесие смещается в том направлении при котором эффект внешнего воздействия ослабевает.
Охрана морей и океанов. В 1954 г. в Лондоне прошла международная конференция ставившая целью выработать согласованные действия по охране морской среды от загрязнения нефтью. Впервые в истории человечества был принят международный правовой документ определяющий обязанности государств охранять морскую среду. Международная конвенция 1954 г. по предотвращению загрязнения моря нефтью была зарегистрирована ООН.
Дальнейшая забота об охране Мирового океана нашла выражение в четырех конвенциях принятых на 1-й Международной конференции ООН по морскому праву в Женеве в 1958 г.: об открытом море; о территориальном море и прилежащей зоне; о континентальном шельфе; о рыболовстве и охране живых ресурсов моря. Эти конвенции юридически закрепили принципы и нормы морского права.
Под открытым морем понимаются все части моря не входящие ни в территориальное море ни во внутренние воды любого государства. Женевская конвенция об открытом море в целях предотвращения загрязнения морской среды и нанесения ей существенного ущерба обязывает каждую страну разработать и ввести в действие законы запрещающие загрязнять морскую среду нефтью радиоактивными отходами и другими вредными веществами.
Международные конвенции сыграли определенную роль в предотвращении загрязнения морской среды но в то же время вы явили и слабые их места. В 1973 г. в Лондоне была созвана Международная конференция по предотвращению загрязнения моря. Конференция приняла Международную конвенцию по предотвращению загрязнения с судов. Конвенция 1973 г. предусматривает меры предупреждающие загрязнение моря не только нефтью но и другими вредными жидкими веществами а также отходами (сточные воды мусор судов и т.п.). Согласно Конвенции каждое судно должно иметь сертификат — свидетельство о том что корпус механизмы и прочая оснастка находятся в исправном состоянии и не загрязняют море. Соответствие сертификатам проверяется инспекцией при заходе судна в порт. Конвенция устанавливает жесткие нормы содержания нефти в сбрасываемой танкерами воде. Суда водоизмещением более 70 тыс. тонн должны располагать ёмкостями приема чистого балласта — в такие отсеки нефть грузить запрещается. В особых районах (к ним отнесены в частности Балтийское и Черное моря) полностью запрещен слив нефтесодержащих вод с танкеров и сухогрузных судов водоизмещением свыше 400 т. Все сбросы с них должны выкачиваться только на береговые приемные пункты. Все транспортные суда оснащаются сепарационными устройствами для очистки сливных вод а танкеры - устройствами позволяющими осуществлять мойку танкеров без слива нефтяных остатков в море. Для очистки и обеззараживания судовых сточных вод в том числе хозяйственно-бытовых созданы электрохимические установки. Береговые очистные сооружения куда поступает отработанная вода с судов не только очищают от загрязнения но и регенерируют тысячи тонн нефти. В Новороссийске Туапсе и других черноморских портах фекальные сточные воды из закрытых систем судов через специальные приемники сбрасываются в городскую канализацию.
При отсутствии такой установки промывку на танкере можно осуществлять с помощью очистной станции которая производит механизированную мойку емкостей из-под нефтепродуктов всех сортов по замкнутому контуру с помощью подогретого до 70—80°С раствора реагента МЛ. Очистная станция также отделяет нефтепродукты от принимаемых с судов сточно-балластных вод очищает от механических примесей и обезвоживает остатки нефти отмывает от нефтепродуктов удаленную из цистерн ржавчину.
В целях предотвращения утечек нефти совершенствуются конструкции нефтеналивных судов. Так супертанкеры типа «Крым» вмещающие 150 тыс. тонн груза имеют двойное дно. При повреждении одного из них нефть не выльется ее задержит вторая внешняя оболочка.
Для отмывки топливных цистерн сухогрузов созданы плавучие очистные станции. По своему устройству они напоминают комбайн из самовара и пылесоса. Мощная водогрейная установка с двумя котлами нагревает воду до 80—90°С и насосы перекачивают ее в танкеры. Грязная вода вместе с отмытой нефтью поступает обратно на очистную станцию где проходит три каскада отстойников и вновь подогретая опять откачивается на мойку. При этом для подогрева используют нефть извлеченную из грязной воды.
Капитаны судов обязаны фиксировать в специальных журналах сведения обо всех грузовых операциях с нефтью и нефтепродуктами отмечать место и время сдачи или слива с судна загрязненных нефтью сточных вод [8].
Для систематической очистки портовых акваторий от случайных разливов и загрязнений нефтью применяются плавучие нефтесборщики и боновые заграждения. Нефтесборщики НСМ-4 повышенной морепроходимости способны очищать море от плавающих нефтепродуктов и мусора вдоль побережья и на открытых морских рейдах с удалением от порта до 10 морских миль при волнении моря до трех баллов и силе ветра до четырех баллов. Боновые заграждения предназначенные для локализации случайных разливов нефтепродуктов как в акваториях портов так и в открытом море строят из стеклопластика устойчивого при значительных скоростях ветра и течений.
В ряде случаев целесообразно предотвращать растекание нефти не механическими (боновыми заграждениями) а физико-химическими методами. С этой целью по всему периметру нефтяного пятна или только с подветренной стороны наносят поверхностно активные вещества — нефтесобиратели.
В случае крупной утечки для локализации нефтяного пятна одновременно используют механические и химические методы. Создан препарат пенопластовой группы который при соприкосновении с нефтяным пятном полностью его обволакивает. После отжима пенопласт может использоваться повторно в качестве сорбента. Такие сорбенты очень удобны из-за простой технологии применения и невысокой стоимости. Однако массовое производство таких препаратов пока не налажено.
В настоящее время разработаны сорбирующие средства на основе растительных минеральных и синтетических веществ. Главное требование которое к ним предъявляется — непотопляемость. Собранные с водной поверхности некоторые сорбенты после регенерации могут использоваться повторно другие подлежат утилизации. Имеются препараты позволяющие собирать с поверхности воды до 90% разлитой нефти. Впоследствии их можно использовать для производства битума и других строительных материалов.
Еще одно важное качество которым должен обладать сорбент — способность захватывать большое количество нефти. Пенопласты полученные на основе сложных полиэфиров за 5 минут поглощают количество нефти в 20 раз превышающее их собственную массу. Эти вещества прошли успешные испытания в Одесском порту и при ликвидации последствий разлива дизельного топлива на заболоченной местности. Недостатком же их следует считать то что ими нельзя пользоваться при волнении моря.
После сбора разлитой нефти сорбентами или механическими средствами на поверхности воды всегда остается тонкая пленка которую можно удалить диспергированием т.е. разбрызгиванием на водную поверхность препаратов под действием которых происходит распад нефтяной пленки. Диспергенты не извлекаются из воды поэтому основным требованием к ним является их биологическая безопасность. Кроме того они должны сохранить свои свойства при сильном разбавлении морской водой. Нефтяная пленка после такой обработки распределяется в толще воды где подвергается окончательному разрушению в результате биохимических процессов обусловливающих самоочищение.
В Японии создана и апробирована уникальная технология с помощью которой можно в короткие сроки ликвидировать гигантское нефтяное пятно. Корпорация «Кансай санге» выпустила реактив ASWW основной компонент которого — специальным образом обработанная рисовая шелуха. Распыленный по поверхности нефтяного пятна препарат в течение получаса всасывает в себя выброс и превращается в густую массу которую можно стащить с водной поверхности простой сетью.
Оригинальный способ очистки воды от разлившейся нефти продемонстрировали американские ученые в Атлантическом океане. Под нефтяную пленку на определенную глубину опускается керамическая пластинка. К ней подсоединяется акустическая установка. Под действием вибрации нефть сначала скапливается толстым слоем над местом где установлена пластинка а затем смешивается с водой и начинает фонтанировать. Электрический ток высокого напряжения также подведенный к пластинке поджигает фонтан и нефть полностью сгорает. Если мощность акустической установки недостаточно велика нефть лишь превращается в плотную массу которую удаляют из воды механическим способом.
Для удаления с поверхности прибрежных вод пятен масел ученые США создали модификацию полипропилена притягивающего жировые частицы. На катере-катамаране из этого материала между корпусами поместили своеобразную штору концы которой свисают в воду. Как только катер попадает на пятно нефть прочно прилипает к «шторе». Остается лишь пропустить полимер через валики специального устройства которое отжимает нефть в приготовленную емкость.
Однако несмотря на некоторые успехи в поиске эффективных средств ликвидирующих нефтяные загрязнения о решении проблемы говорить рано. Только внедрением даже очень эффективных методик очистки от загрязнений невозможно обеспечить чистоту морей и океанов. Центральная задача которую необходимо решать всем заинтересованным странам сообща — предотвращение загрязнения [8].
Охрана морских прибрежных вод. Прибрежная водоохранная зона — территория прилегающая к акваториям объектов на которых устанавливается специальный режим не допускающий загрязнения засорения и истощения вод. Границы прибрежного охраняемого района определяются границами района фактического и перспективного морского водопользования населения и двух поясов зоны санитарной охраны.
Район морского водопользования организуется для обеспечения эпидемической безопасности и предупреждения случаев ограничения водопользования из-за загрязнения вредными химическими веществами. Ширина этого района в сторону моря обычно не менее 2 км.
В первом поясе зоны санитарной охраны не допускается превышение установленных нормативных показателей микробного и химического загрязнения в результате спуска сточных вод. По береговой протяженности и ширине в сторону моря пояс должен составлять не менее 10 км от границы района водопользования. Второй пояс зоны санитарной охраны предназначается для предотвращения загрязнения района водопользования и первого пояса санитарной охраны в результате сбросов с морских судов и промышленных объектов. Границы второго пояса определяются границами территориальных вод для внутренних и внешних морей в соответствии с требованиями международных конвенций. Запрещается сбрасывать в море сточные воды которые можно использовать в системах оборотного и повторного водоснабжения: с содержанием ценных отходов подлежащих утилизации производственное сырье реагенты полупродукты и конечно продукты производства в количествах превышающих установленные нормативы технологических потерь вещества для которых не установлены предельно допустимые концентрации (ПДК). Запрещаются сбросы очищенных промышленных и бытовых сточных вод включая судовые в границах района водопользования. Оценка степени и характера органических загрязнений превышающих установленные нормативы производится с учетом общей санитарной ситуации и других прямых и косвенных санитарных показателей загрязнения морской воды (включая полное БПК).
Дифференцированные требования к составу и свойствам морской воды района водопользования и первого пояса зоны санитарной охраны приведены в табл.1.
В местах водозаборов в плавательных бассейнах с морской водой количество бактерий (кишечных палочек) и энтерококков не должно превышать соответственно 100л и 50л. В местах массового купания контролируется и наличие стафилококков в воде. Если их количество превышает 100л пляжи закрываются. При систематическом сезонном развитии и скоплении водорослей район водопользования от них следует очищать. Сброс удаление и обезвреживание сточных вод содержащих радиоактивные вещества должны осуществляться в соответствии с действующими нормативами радиационной безопасности и санитарными правилами работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений.
При проектировании и строительстве глубоководных спусков сточных вод в прибрежные воды моря выборе места спусков и расчетах степени смешения и разбавления должны учитываться: характер и направление прибрежных морских течений направление и сила господствующих ветров величина приливов и отливов и другие природные особенности. Конструктивные инженерно-технические и технологические решения глубоководных спусков сточных вод большой протяженности должны учитывать океанографические факторы (глубинные течения плотность и температурную стратификацию вод процессы турбулентной диффузии и др.) способствующие ликвидации поступающих загрязнений.
При расчетах обосновывающих необходимую степень очистки обезвреживания и обеззараживания и определении условий смешения и разбавления стоков с морской водой в качестве исходных принимаются гидрологические данные для наименее благоприятного периода и санитарные показатели состава и свойств морской воды прибрежного района в период его наиболее интенсивного использования. Возможность отведения и условия спуска сточных вод в море а также выбор площадки для нового объекта реконструкция расширение или изменение технологии предприятий подлежат обязательному согласованию с органами санитарно-эпидемиологического контроля [8].
Для прибрежных районов морей со специфическими гидрологическими условиями и неудовлетворительными санитарными гидрофизическими и топографо-гидрологическими особенностями обусловливающими застойные явления или концентрацию загрязнений в прибрежных водах требования предъявляемые к первому поясу зоны санитарной охраны не могут учитывать возможное разбавление загрязнений морской водой.
Состав и свойства воды в устьях рек впадающих в море в районе водопользования должны отвечать требованиям предъявляемым к воде в водоемах используемых для купания и проведения спортивных мероприятий за исключением показателей зависящих от природных особенностей этих вод.
В пределах первого пояса зоны санитарной охраны разрешаются сбросы с судов сточных вод происхождение и состав которых определены Международной конвенцией по предотвращению загрязнения с судов 1973 г. при одновременном соблюдении следующих условий:
а) на судне действует установка обеспечивающая достаточную очистку и обеззараживание сточных вод;
б) сброс не приводит к появлению видимых плавающих твердых частиц и не вызывает изменения цвета воды.
В портах портовых пунктах и на судах стоящих на рейдах сброс сточных вод должен осуществляться в общегородскую канализацию через сливные устройства и ассенизационные суда. Твердые отбросы отходы и мусор должны собираться в специальные емкости на борту судна и переправляться на берег для последующей утилизации и обезвреживания.
При исследованиях разведке и разработке естественных богатств континентального шельфа запрещаются промышленные и бытовые сбросы сточных вод загрязнение вод радиоактивными веществами и другими отходами производства. В случае если границы континентального шельфа совпадают с границами района водопользования требования к составу и свойствам морских вод над шельфом должны отвечать нормативным требованиям к воде района водопользования [8].
Контроль над уровнем загрязнения морей. Контроль над загрязнением морских вод проводится в России в соответствии с Лондонскими международными конвенциями 1958 и 1973 гг. а также с Конвенцией по предотвращению загрязнения вод Балтийского моря. Мониторинг морской среды осуществляет Федеральная служба России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. Наблюдения за загрязнением морской среды по гидрохимическим показателям проводятся на всех морях на территории России. От бор проб ведется на 603 морских пунктах наблюдения (станциях) гидрохимические работы осуществляют 20 стационарных и 11 судовых лабораторий. Наблюдения за загрязнением морской среды по гидробиологическим показателям проводится также 11 гидробиологическими лабораториями и группами обеспечивающими обработку более 3000 проб в год по 12 показателям.
Контроль над уровнем загрязнения морей осуществляется по следующим направлениям:
- физические химические и гидробиологические показатели загрязнения вод и донных отложений особенно в курортно-оздоровительных и рыбохозяйственных зонах а также на участках морей подвергающихся интенсивному воздействию (устьевые зоны морские нефтепромыслы порты и т.д.);
- баланс загрязняющих веществ в морях и их отдельных частях (заливах) с учетом процессов протекающих на границе раздела «атмосфера—вода» разложение и трансформация загрязняющих веществ и накопление их в донных отложениях;
- закономерности пространственных и временных изменений концентрации загрязняющих веществ зависимость этих изменений от естественных циркуляционных процессов гидрометеорологического режима и особенностей хозяйственной деятельности. При этом учитываются изменения температуры воды течения скорость и направление ветров уровень выпавших осадков атмосферное давление влажность воздуха и др.
Сеть локальных пунктов наблюдения позволяет оперативно определять поля загрязнения. При выборе места расположения станций основываются на знании гидрохимического и гидрометеорологического режимов и рельефа дна в данном районе. Все морские станции мониторинга ведут синхронные наблюдения на стандартных океанографических горизонтах (0 5 10 15 20 25 30 40 50 м и т.д.) включая придонный слой воды а также слои «скачка свойств» (плотности солености кислорода и т.д.).
Пункты или морские станции наблюдения за уровнем загрязнения подразделяются на три категории.
Морские станции I категории (единичная контрольная станция) предназначены для оперативного выявления высоких уровней загрязнения в наиболее загрязненных зонах вблизи источников сброса и информирования об этом. Станции I категории располагаются на замыкающих створах устьевых областей в зонах влияния сброса сточных вод с сельскохозяйственных угодий нефтеналивных баз в местах действующих морских нефтепромыслов в районах имеющих важное рыбохозяйственное или культурно оздоровительное значение.
Контроль за содержанием загрязняющих веществ и визуальное наблюдение за загрязненностью поверхности моря проводятся по двум программам — сокращенной и полной. Сокращенная программа предполагает проверку один раз в декаду растворенного кислорода нефтепродуктов и одного - двух загрязняющих веществ специфичных для данного района. Полная программа предполагает проверку один раз в месяц (совмещается с наблюдениями по сокращенной программе) по следующим параметрам:
— наличие загрязняющих веществ: нефтепродуктов хлорорганических пестицидов тяжелых металлов (ртути свинца) фенола детергентов а также загрязняющих веществ специфичных для данного района;
— показатели среды: растворенный кислород сероводород концентрация водородных ионов биохимическое потребление кислорода за пять суток нитритный азот нитратный азот аммонийный азот общий азот фосфор фосфатный общий фосфор кремний;
— элементы гидрометеорологического режима: соленость (хлорность) воды температура воды и воздуха скорость и направление течений и ветра прозрачность цветность воды.
На станциях I категории расположенных непосредственно у берега наблюдения проводятся только по сокращенной программе. На станциях расположенных в открытой части водоема в период обледенения наблюдения проводятся один раз в сезон по полной программе.
Морские станции II категории (единичные станции или системы станций) служат для определения уровней загрязнения и тенденции их изменчивости в наиболее загрязненных районах города в портах прибрежных водах морей и устьях рек бухтах заливах а также в местах расположения промышленных комплексов добычи полезных ископаемых стоков с сельскохозяйственных угодий интенсивного судоходства и районах имеющих культурно оздоровительное и рыбохозяйственное значение. Станции II категории проводят ежемесячный контроль по полной программе. В период обледенения наблюдения проводятся один раз в сезон. Морские станции III категории (сеть станций в относительно чистых водах) отслеживают фоновые уровни загрязнения и их се зонную и годовую изменчивость. Наблюдения на станциях III категории выполняются один раз в сезон по полной программе.
Для того чтобы наблюдения реально отражали картину загрязнения важное значение имеет выбор горизонтов отбора проб. При глубинах до 3 м пробы отбираются с одного горизонта (0 м) до 10 м—с двух горизонтов (0 м и придонный) до 25 м — с трех горизонтов (0 10 м и придонный) до 100 м — с четырех горизонтов (0 10 50 м и придонный) и до 500 м — с пяти горизонтов (0 10 50 100 м и придонный).
При наличии характерного для данного района выраженного слоя загрязнения в нем отслеживается дополнительный горизонт при наличии ярко выраженного слоя температурного скачка также изучается дополнительный горизонт — на 05 м выше слоя скачка.
На замыкающем гидростворе устьевого района при глубинах до 5 м пробы воды отбираются с двух горизонтов. Если поток вод на замыкающем гидростворе однороден по гидрохимическим характеристикам то пробы воды отбираются с промежуточного горизонта равного половине общей глубины. В случаях когда наблюдается ярко выраженный слой температурного скачка пробы воды отбираются над слоем скачка [8].
Предотвращение загрязнения морей и атмосферы с промысловых судов.
Вопросы охраны окружающей среды в последнее десятилетие выдвинулись в число важнейших которые необходимо решить человечеству. Результаты специальных исследований выполненными ученными разных стран показали что бездумное использование природных ресурсов неограниченный сброс отходов создали опасность необратимых процессов в биосфере. Предотвращение загрязнения моря судовыми отходами важная составная часть общей проблемы охраны окружающей среды. Наиболее ощутимый вред мировому океану наносит загрязнение нефтью и нефтепродуктами. В настоящее время ежегодно в морские воды поступает свыше 6 млн. тонн нефтепродуктов что составляет 023% ее мировой добычи. Из этого количества около 40% составляют сбросы с судов с нефтесодержащими водами. В связи с чем возникает необходимость очистки нефтесодержащих вод. Как правило источники загрязнения моря разделяют четыре группы:
- нефтесодержащие воды (НСВ) – льяльные воды машинных и машиннокотельных отделений балластные воды топливных цистерн и грузовых танков и промывочных танкеров;
- сточные воды (СВ) – стоки из туалетов душевых умывальных ванных прачечных и камбузов;
- мусор или твердые отходы (отходы камбуза мусор ветошь бумага картон металлические и пластмассовые банки грузовой мусор и т.д.);
- рыбный жир (как вещество отнесенное к вредным веществам категории Д). Принимая во внимание перспективное оборудование а также требования Конвенции МАРПОЛ 7378 выбирают установки для предотвращения загрязнения морей.
Мероприятия по предотвращению загрязнения моря нефтепродуктами.
СРТР типа “Баренцево море” имеет валовую вместимость 1140 рег. тонн. Согласно требованиям Приложения 1 “ Правила предотвращения загрязнения нефтью ” Конвенции МАРПОЛ 7378 все суда валовой вместимостью 400 рег. т. и более должны быть оборудованными техническими средствами для предотвращения загрязнения моря нефтью. Для этих судов любой сброс нефти в особом районе запрещен. (К особым районам относятся районы Средиземного Балтийского Черного Красного морей “ район заливов ” р-н Аденского залива р-н Антарктики и воды Северо-Западной Европы). Это правило не применяется к сбросу отсепарированных льяльных вод из машинного отделения при одновременном выполнении следующих условий:
- льяльная вода не смешана с остатками груза нефти;
- судно находится в пути и содержание нефти в стоке без разбавления не превышает 15 .
Следует отметить что суда от 400 до 10000 рег. тонн могут сбрасывать вне особых районов в пределах 12 миль от ближайшего берега НСВ при содержании нефти до 15 . При этом необходимо предусмотреть установку сигнального устройства для контроля концентрации НСВ.
Конвенцией предусматриваются следующие мероприятия и технические средства:
)Танки для сбора льяльных вод машинных помещений вместимостью 3 м. куб. (если мощность ГД до 2000 кВт).
)Танк для сбора нефтяных остатков (шлама) минимальная вместимость которых должна рассчитываться по формуле:
Для судов которые не перевозят водяной балласт в топливных танках
V1 = K1 C D (метров кубических)
где К1 – коэффициент равный 0005- для судов на которых тяжелое или дизельное топливо для главных двигателей не подвергается пурификации перед употреблением;
C – суточный расход топлива м3
8 т : 17 суток = 99 тсут.= 114 м3.
D – максимальная продолжительность рейса между двумя портами в которых нефтяные остатки могут быть сданы в приемные сооружения сут. (Принимаем D = 16 сут.)
V1 = 0005 114 16 = 091 м3.
)Танк для дренажа и утечек нефти должен иметь вместимость рассчитываемую по формуле:
D P10 = 20 1686010 = 0275 м3.
)Танк для накопления отработанных масел на судах на которых главные и вспомогательные механизмы требуют полной замены смазочного масла в море должен обладать вместимостью 15 м3.
)Танк для накопления промывочной воды из топливных и масляных сепараторов обычно располагается непосредственно под сепараторами. Его вместимость не оговаривается но насос используемый для перекачки содержимого из этого танка должен удовлетворять требованиям предъявляемым к насосу которым снабжаются танки для сбора нефтяных остатков.
Все суда должны быть оборудованы трубопроводом для сдачи льяльных вод в приемные сооружения. Трубопровод должен быть выведен на оба борта а выходные патрубки должны иметь фланцы и отличительные планки. Выходные патрубки должны быть оборудованы глухими фланцами.
) Устройство автоматического прекращения сброса нефтесодержащей смеси (с сигнализатором) должно быть установлено на любом судне валовой вместимостью от 400 до 10000 т. которое перевозит водяной балласт в танках нефтяного топлива.
) Сигнализаторы – это приборы которые обеспечивают контроль нефтесодержания в очищенной воде а также обеспечивают работу аварийной сигнализации сепараторов льяльных вод.
Нефтесодержащие воды образуются в процессе эксплуатации судовых механизмов.
Основные причины образования:
- протечки воды из трубопроводов арматуры насосов обшивки корпуса и донной арматуры;
- протечки нефтепродуктов из трубопроводов и арматуры при ремонте механизмов топливной и масляной аппаратуры и т.п.;
- вследствие попадания под слани воды использованной при промывке деталей и механизмов пропарке топливных и масляных цистерн;
- в результате аварийных протечек.
Для очистки нефтесодержащих вод на судне предусмотрен сепаратор нефтесодержащих вод.
При выборе установок очистки нефтесодержащих вод можно ориентироваться на отечественные установки ОНВ которые поставляются в комплекте с сигнализатором нефтесодержания и системой звуковой и световой сигнализации включая блокирование сброса при превышении нормы. Установка ОНВ-01 М производительностью 01 м3.час.
Мероприятия по предотвращению загрязнения моря сточными водами.
Требования Приложения 4 “Правила предотвращения загрязнения нефтью” Конвенции МАРПОЛ 7378 распространяются на суда валовой вместимостью 200 рег. тонн и более а также на суда меньшей вместимостью на которых разрешена перевозка более 10 человек. Сброс в море сточных вод запрещается кроме случаев когда:
- судно сбрасывает измельченные и обеззараженные сточные воды на расстоянии более 4 морских миль от ближайшего берега;
- судно сбрасывает неизмельченные и необеззараженные сточные воды на расстоянии более 12 морских миль от ближайшего берега при условии что накопленные в сборных танках сточные воды сбрасываются не мгновенно а постепенно при скорости судна не менее 4 узлов;
- на судне действует одобренная установка для обработки сточных вод.
В соответствии с требованиями на вышеуказанных судах должен быть установлен один из следующих видов оборудования:
а) установки для обработки сточных вод и сборная цистерна. Сборная цистерна может быть одна и может использоваться для сбора неотработанных сточных вод активного ила и шлама из установки для обработки сточных вод;
б) система для измельчения и обеззараживания и сборные цистерны;
в) сборные цистерны.
При хранении сточных вод на борту судна установлена только сборная цистерна. Объем ее может быть определен по формуле:
где f = 01 – коэффициент учитывающий условия эксплуатации судна ();
tср = 3 сут – среднее время стоянки и наибольшее время хода судна в зоне с запрещенным сбросом сут. (для судов неограниченного района )
n = 35 – число людей на судне;
g – суточное количество сточных вод на одного человека л(чел. сут.). Минимальные нормы для новых судов 150 л(чел. сут.).
V = 01 35 150 3=1575 л.
Расчет вместимости сборных цистерн должен быть представлен Регистру. При числе членов экипажа более 15 – 20 человек наиболее приемлема установка для обработки сточных вод. Ее пропускная способность (лсут) определяется по формуле:
Q = ng = 35 150 = 5250 лсут.
Эти установки можно размещать в машинных помещениях или в отдельных помещениях с искусственной вытяжной вентиляцией при этом трубопроводы сточных вод должны иметь устройства исключающие проникновение запаса от необработанных сточных вод в судовые помещения.
Мероприятия по предотвращению загрязнения моря мусором .
На судне (как один из вариантов) должно быть предусмотрено устройство для сбора мусора с последующей сдачей на береговые приемные сооружения. При этом количество z контейнеров выбранного объема V определяется численностью экипажа n временем прохода запретных зон или временем между опорожнением контейнеров t а также количеством образующегося мусора на одного человека в сутки g т.е.:
Санитарными правилами для морских судов промыслового флота установлены следующие значения количества образующегося мусора:
- бытового мусора – 002 м3.(чел. сут.);
- пищевых отходов- 003 м3.(чел. сут.).
Другой вариант – уничтожение отбросов (по мере их накопления) в устройствах для сжигания отходов и отбросов непосредственно на судне. Этот вариант целесообразен для судов с численностью экипажа более 25 человек.
005 = 125 м324 ч. ; 0052 м3час 450 кгм3. = 234 кгчас.
Выбираем печь СП – 25.
Проектируемое судно должно иметь и выполнять план управления мусором. В плане должны в письменном виде содержаться процедуры сбора хранения обработки и удаления мусора включая использование оборудования на борту судна. Все операции с мусором заносятся в специальный журнал.
Предотвращение загрязнения атмосферы с судов.
Технический кодекс по выбросам окислов азота от судовых дизельных двигателей был принят на конференции сторон Международной конвенции по предотвращению загрязнения с судов (МАРПОЛ 7378) в сентябре 1997 г. и регламентирует порядок сертификации и освидетельствования главных и вспомогательных дизелей в процессе изготовления и на судах при эксплуатации. В России на основании требований этого Кодекса разработаны два руководства:
- Руководство по техническому надзору за выбросом окислов азота (NO
- Руководство по техническому надзору за предоставлением загрязнения атмосферы с судов (1999 г.).
Первое Руководство устанавливает правила сертификации дизеля на стенде завода – изготовителя на соответствие международным нормам выбросов NOx и содержит описание всех процедур и порядок оформления документов для выдачи Российским Морским Регистром Судоходства Международного свидетельства о предотвращении загрязнения атмосферы судовым дизелем (свидетельство EIAPP).
Второе Руководство устанавливает правила проведения первоначального и периодических освидетельствований дизелей установленных на судне на предмет соответствия международным нормам по выбросам NOx. В нем прописаны процедуры которые необходимо провести если судно (не только дизель) сертифицируется на выдачу и подтверждение свидетельства о предотвращении загрязнения атмосферы с судна. Дополнительные процедуры связаны с надзором за выбросами SOx летучих органических соединений и озоноразрушающих веществ. Оба руководства распространяются на все главные и вспомогательные дизели предназначенные для установки на судах с 01.01.2000 г.
Применительно к проектируемому судну предотвращение загрязнения атмосферы реализуется за счет установки двигателя имеющего свидетельство EIAPP.
Улучшение экологической обстановки в связи с модернизацией СЭУ
Повышение топливной экономичности СЭУ за счет замена главного двигателя на современный более экономичный а также утилизация теплоты выпускных газов и выработка энергии в валогенераторах позволяют снизить расход топлива при сохранении количества производимой работы а значит и выбросы отработанных газов в атмосферу.
Замена главного двигателя на современный который удовлетворяет требованиям ЕЭК ООН по вредным выбросам.
Применение номограммы функционирования двигателя способствует более тщательной регулировке двигателя предупреждению повышенной термической напряженности снижению дымности выпускных газов. Равномерность нагружения цилиндров повышает ресурс двигателя что приводит к уменьшению количества планово-предупредительных ремонтов а следовательно к более экономному использованию сменно-запасных частей для ГД которые изготавливаются из невозобновляемых полезных природных ископаемых.

6_Эффект_Щагин.doc

6 ОСНОВНЫЕ ДАННЫЕ АГРЕГАТОВ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ
УСТАНОВКИ СУДНА-ПРОТОТИПА
Силовая установка состоит из одного главного двигателя марки 6L 525 IIPS чешского производства мощностью нz = 1620 кВт (2200 л.с.) при =230 обмин (двигатель малооборотный). Главный двигатель работает на валопровод через одноступенчатый редуктор и приводит в действие гребной винт регулируемого шага. От редуктора производится отбор мощности на один валогенератор переменного тока и на один – лебёдочный постоянного тока [3]. В качестве источника электроэнергии на судне предусмотрено два дизель-генератора отечественного производства: 6ЧН 1822 мощностью по нm = 165 кВт (225 л.с.) каждый при частоте вращения = 750 обмин.
Судно оборудовано двумя вспомогательными огнетрубными автоматизи-рованными судовыми котлами типа КВА 105-М производительностью Dкн = 1000 кгч при рабочем давлении =05 МПа.
Структура и состав агрегатов ЭУ взяты из технической документации СРТР типа «Баренцево море».
Структура эксплуатационного времени выбрана с учётом рекомендации [3] и представлена в таблице 6.1.5.
Основные характеристики энергоагрегатов СЭУ приведены в таблице 6.1.2.
1 Энергоносители используемые при эксплуатации судовой энергетической установки – в таблицах 6.1.3 и 6.1.4.
Функциональные зависимости часового В(Р) или удельного b(Р) расходов топлива от нагрузки Р называются топливными характеристиками. Они определяются по результатам стендовых или специальных эксплуатационных теплотехнических испытаний энергоагрегатов СЭУ. При этом предполагается что для испытаний любого энергоагрегата (двигатель паровой котёл) он хорошо отрегулирован и находится в хорошем техническом состоянии. При испытаниях устанавливаются располагаемые возможности энергоагрегата определяющие в данном его конструктивном исполнении минимальные значения расхода топлива на принятых равновесных режимах работы всего диапазона рабочей мощности (нагрузки). Расчёт топливных характеристик ведётся по [3].
В относительных единицах топливные характеристики могут быть аналитически выражены в виде полинома второго порядка:
кгчас – расход топлива на долевом равновесном режиме работы энергоагрегата;
н кгчас – расход топлива на номинальном равновесном режиме работы энергоагрегата.
a b и c – относительные коэффициенты.
Топливные характеристики вспомогательных паровых котлов могут быть представлены в функции паропроизводительности:
D – относительная паропроизводительность.
При неизменных параметрах пара и питательной воды наблюдается равенство относительных значений эксергетической мощности и паропроизводи-тельности котла Pj = Dj поскольку на долевых режимах
Зависимость удельного расхода топлива от нагрузки:
В относительных единицах для любого двигателя и любого ВПК используют единые обобщённые (универсальные) аналитические выражения топливных характеристик:
При этом среднеквадратичная погрешность определения по ним расхода топлива на энергоагрегат не выйдет за пределы 2-3% во всём диапазоне наиболее вероятных в эксплуатации нагрузочных режимов.
Под паспортными (спецификационными) характеристиками эффективности использования топлива понимаются зависимости от нагрузки Р часового и удельного расходов топлива эффективного КПД двигателей с утилизацией и без утилизации тепла выпускных газов и других показателей на статических т. е. установившихся равновесных режимах работы энергоагрегатов СЭУ. Они определяются и строятся по паспортным данным или данным специальных эксплуатационных испытаний и отражают тем самым максимальные располагаемые возможности энергоагрегатов по каждому из показателей.
Топливная характеристика выраженная в относительных единицах:
a b c – относительные коэффициенты ; Р – относительная нагрузка.
Часовой расход топлива на установившемся режиме Р:
Вн – часовой расход топлива на номинальном режиме.
Удельный относительный расход топлива:
Удельный расход топлива на установившемся режиме Р:
Эффективный КПД двигателя:
Qн – низшая теплота сгорания топлива (см. таблицу 6.1.1).
Уменьшение эффективного КПД двигателя на долевых режимах работы:
- эффективный КПД двигателя на номинальном режиме см. таблицу 6.1.2.
Результаты расчётов приведены в таблицах:
-главный двигатель 6L525IIPS таблица 6.1.6
-вспомогательный двигатель 6ЧН 1822 таблица 6.1.7
Для вспомогательных паровых котлов:
Результаты расчётов по вспомогательному паровому котлу приведены в табл. 6.1.8.
3. Расчёт располагаемой эффективности эксплуатации
комплекса дизельной группы агрегатов СЭУ
Расчет производится по формулам приведенным ниже:
Количество одновременно работающих
Работа произведённая в течение года (Тк)
Работа произведенная в течение года двигателями автономной судовой электростанции
Работа произведенная комплексом дизельных агрегатов СЭУ в течение года
Среднечасовой расход топлива на
Общий расход топлива главным двигателем за время эксплуатации
Среднечасовой расход топлива двигателями ВДГ
Общий расход топлива двигателями СЭС
Общий расход топлива на двигатели дизельного комплекса СЭУ
Контрольный расход топлива на единицу произведенной работы
Коэффициент эффективности
Все результаты расчетов приведены в таблице 6.1.12.
4. Эксплуатационные характеристики теплотехнической эффективности
отдельных энергоагрегатов СЭУ и их дизельной группы
Топливная характеристика в относительных единицах:
- относительный среднечасовой расход топлива энергоагрегатом;
c – относительный коэффициент;
- дисперсия среднечасового расхода топлива;
Относительная величина приращения расхода топлива в условиях случайного нагружения энергоагрегата:
Относительный среднечасовой расход топлива с учётом приращения расхода топлива в условиях случайного нагружения энергоагрегата:
Степень неравномерности распределения мощности по цилиндрам с учётом показателей достигаемых в условиях стендовых испытаний:
- степень неравномерности распределения мощности по цилиндрам достигнутая при стендовых испытаниях см. табл. 6.1.
kр – эмпирический коэффициент;
Рр – относительная нагрузка при которой двигатель регулируется табл. 6.1.
Степень неравномерности распределения мощности по цилиндрам в эксплуатации:
- степень неравномерности распределения мощности достигнутая при регулировке двигателя в эксплуатации см. табл. 6.1.
Среднее увеличение среднечасового относительного расхода топлива из-за снижения экономичности эксплуатации двигателя по причине неравномерного распределения мощности по цилиндрам:
= 1166 для 6 цилиндров (
с – относительный коэффициент с = 019.
Контрольные средние относительные значения среднечасового расхода топлива на энергоагрегаты с учётом и :
Контрольный средний относительный расход топлива на единицу произведённой работы при любых Рс= Р:
Контрольный средний расход топлива на единицу произведенной работы:
кгкВтч – удельный расход топлива на номинальном режиме
Эффективность эксплуатации двигателей в условиях их реального случайного нагружения оценивается коэффициентом эффективности:
Qн – низшая теплота сгорания топлива см. табл. 6.1.
Значения принимаемых в расчёте величин представлены в таблице 6.1.2.
Результаты расчётов приведены в следующих таблицах:
-главный двигатель 6L 525 IIPS таблица 6.1.9.
-вспомогательный двигатель 6ЧН 1822 таблица 6.1.10.
Значения принимаемых в расчётах величин.
Величина используемая
5. Располагаемые эксплуатационные характеристики эффективности
дизельной группы энергоагрегатов СЭУ
Контрольный расход топлива на работу всех двигателей СЭУ:
- расход топлива на работу ГД при его часовом расходе кгчас кг.
- расход топлива на работу каждого двигателя СЭС при его часовом расходе кгчас кг.
Суммарная работа произведённая двигателями комплекса:
- работа произведённая главным двигателем за год;
- работа произведённая вспомогательными дизель-генераторами за год.
Принимая во внимание возможную реальную недогрузку двигателей СЭС т. е. нереализованную возможность их эксплуатации с более высокой нагрузкой близкою к уровню допускаемому установленным режимом мощности каждого отдельного двигателя .
Контрольный расход топлива дизельным комплексом СЭУ на единицу работы произведённой всеми его агрегатами:
Коэффициент эффективности эксплуатации комплекса дизельных агрегатов СЭУ:
Конкретные данные расчётов располагаемой эффективности эксплуатации комплекса дизельных агрегатов СЭУ отнесённые к среднегодовой продолжительности работы СРТР типа «Баренцево море» представлены в таблице 6.1.12
6. Эксплуатационные характеристики теплотехнической
эффективности технического использования всего комплекса
энергоагрегатов проектируемой С Э У
6.1. Определение области наиболее вероятных значений показателей
При расчёте используются статистические данные и принятые (полученные) данные на основе статистических [2] по судам типа «Баренцево море». [4].
Все значения средних относительных нагрузок одновременно работающих двигателей не превышают допустимый уровень Рсr = 1 – Pr = 0 85.
Средняя нагрузка ГД за год: cz = (075÷085) = czm + czэ;
2(095*0945*0945) = 969 кВт;
czm1 = 075 – 006 = 069; czm2 = 085 – 006 = 079.
Средняя нагрузка СЭС за год: сm = SР
Средняя нагрузка ВКУ за год:
7. Располагаемая теплотехническая эффективность эксплуатации
энергокомплекса СЭУ судов типа СРТР «Баренцево море»
Общий расход топлива на СЭУ в течение года.
Общий расход топлива на ВПК за время Tl в течение года:
кгч – часовой расход топлива вспомогательным паровым котлом на различных режимах эксплуатации см. таблицу 6.1.8;
ч – годовая наработка котла см. таблицу 6.1.5.
Общий расход топлива на судовую энергетическую установку в течение года: т.
- годовой расход комплекса на двигатели дизельного комплекса СЭУ см. таблицу 6.1.12.
Данные по расчёту и приведены в таблицах 6.1.12 и 6.1.13.
Графики общего расхода топлива на судовую энергетическую установку в течение года представлены на рис. 6.2.
Автономность плавания судна
А = Vб ρ[ 24 КЗ КО КV (ΣВКZ φZ + КЗI ΣВКm φm + ΣВl φl) ] сут.
Vб* ρ = 252000 т. – запас топлива на борту;
KЗ = КЗI = 110 – коэффициент эксплуатационного морского запаса ;
КО = 1025 – коэффициент потерь при очистке топлива и потери с льяльными водами (непредвиденные утечки);
КV = КМЗ*ККЗ*Кt*КН = 105 – коэффициент использования теоретического объема танков основного запаса учитывающий:
- КМЗ = 102 - мертвый запас т.е. остатки топлива которые не могут быть удалены топливоперекачивающими насосами;
- ККЗ = 101 – конструкционные загрязнения;
- Кt = 1015 – тепловое расширение при нагреве;
- КН = 1005 – недолив при бункеровке;
φZ = ТZТЭ; φm = ТmТЭ; φl = ТlТЭ - коэффициенты технического использования агрегатов СЭУ (относительные наработки).
φZ = (5000 - 6000)7000 = 071 – 086;
φm = 10007000 = 0143;
Результаты расчета A как вероятной величины приведены в таблице 6.2.
Расчет автономности плавания судна.
Относительные нагрузки Pc
Повторный расчет СЭУ с модернизированной ЭУ ведется по тем же формулам [3]. Поправка на модернизацию вносится в разделах:
Основные характеристики энергоагрегатов СЭУ приведены в таблице 6.2.2.
Энергоносители используемые при эксплуатации судовой энергетической установки. Смотри таблицы 6.2.3 и 6.2.4.
a b c –коэффициенты Р – относительная нагрузка.
Qн – низшая теплота сгорания топлива (см. таблицу 6.2.2).
- эффективный КПД двигателя на номинальном режиме см. таблицу 6.2.2.
Результаты расчётов сведены в таблицы:
-главный двигатель 9L 1624 таблица 6.2.6
-вспомогательный двигатель 6VD1815-2 таблица 6.2.7
Результаты расчётов приведены в табл.6.2.8 -вспомогательный паровой котёл.
10. Расчёт утилизации тепловой энергии выпускных газов
Главный двигатель типа 9L 1624 (9ЧН1624). Для расчёта принимаем следующие значения величин:
Номинальная мощность двигателя н = 810 кВт
Удельный эффективный расход топлва н = 0191 кгкВтч
Часовой расход топлива н = 155 кгчас
Суммарный коэффициент избытка воздуха в выпускных газах αS = 24;
Температура газов после двигателя (перед УК) Тг' = 673 К; (400°C)
Температура газов после УК Тг” = 473 К; (200°C)
Средняя температура газа Тгср = 05(Тг’+Тг”) = 573 К
Температурный перепад в УК Тг’ – Тг” = 200 К.
Элементарный состав топлива по массе:
С=0873; Н=012; О=0002; S=0005.
Теоретически необходимое количество кислорода О2 необходимое для сгорания 1 кг топлива такого состава:
Lo2 =С12+Н4+S32–О32=087312+0124+000532–000232=0103 кмолькг.
Количество воздуха на сгорание 1 кг топлива: Lo = 0103021 = 049 кмолькг.
Молярная масса сухого атмосферного воздуха: mв = 289 кгмоль количество воздуха в кг необходимое для сгорания 1 кг топлива: Lo’ = Lo х mв = 289 * 049 = 142 кгкг.
Количество «чистых» (т.е. при αS = 10) продуктов сгорания 1 кг топлива:
mО = С12 + Н2 + S32 + 079Lo = 052 кмолькг при αS>1 количество выпускных газов двигателя включающее все продукты: m = mО + (αS - 1) Lo = 121 кмолькг.
Зависимости удельных средних молярных изохорных теплоёмкостей кДжкмоль0К:
- для сухого атмосферного воздуха азота N2 и кислорода О2
Сvmв = 1988 + 000275Т;
- для двуокиси углерода СО2
СvmСО2 = 3028 + 00088Т;
- для водяного пара Н2О образующегося при сгорании Н2
СvmН2О = 2407 + 000500Т;
- для двуокиси серы SО2
СvmSО2 = 3514 + 000523Т.
В соответствии с уравнениями Майера Срm = Сvm + Rm = Сvm + 8314 зависимость средних удельных изобарных теплоёмкостей кДжкмоль0К для тех же компонентов запишутся в следующем виде:
Срmв = 2819 + 000275Т;
СрmСО2 = 3859 + 00088Т;
СрmН2О = 3238 + 000500Т;
СрmSО2 = 4345 + 000523Т.
Молярные доли компонентов в «чистых» продуктах сгорания углекислого газа Vсz=C12mО воды Vнz=Н2mО двуокиси серы Vsz=S64mО и наконец азота VNz=1- S Viz.
Лучше однако определить молярные доли компонентов не в «чистых» продуктах сгорания углекислого газа (αS = 10) а в общей массе выпускных газов (αS>1). Тогда очевидно молярные доли V СО2 = 0060 VН2О = 0050 V SО2 = 0000065 и молярная доля азота VNв = 1 - (006+005+0000065) = 0889. Молярная масса этой части выпускных газов двигателя определяется достаточно просто. Очевидно доля азота в этой смеси VN = 079Lo + (αS-1) 079Lo = 079αS Lo = 093 а доля кислорода V О2 = 021(αS-1)Lo = 014.
Это значит что молярная масса смеси αNв = (VО2* mО2 + VN * mN2) (VО2 + VN) = (014*32 + 093 * 28) 107 = 2852 кгкмоль.
Соотношение между молярной и массовой долями gi = (Vi mi)(SVi mi). Из этого следует что при SVi m i = 289 кгкмоль массовая доля в выпускных газах:
- двуокиси углерода СО2 gСО2 = V СО2 * m СО2289 = 0060*44289 = 0091;
- водяного пара Н2О gН2О = VН2О * m Н2О289 = 0050*18289 = 0031;
- двуокиси серы SО2 gSО2 = V SО2 * m SО2289 = 000065*64289 = 000014;
- азота N2 и кислорода О2 gNв = VNв * m Nв289 = 0889*2852289 = 08773.
Удельная средняя массовая изобарная теплоёмкость отдельных компонентов выпускных газов кДжкгК: Срi = gi * Срmi mi:
СрСО2 = gСО2*СрmСО2mСО2 = (009144)*(3859 + 00088Т) = 00798 + 0000018Т;
СрН2О= gН2О*СрmН2ОmН2О= (003118)*(3238+000500Т) = 00558 + 00000086Т;
СрSО2=gSО2*Срm SО2mSО2=(00001464)*(4345+000523Т)=000009+0016*10-6Т
СрNв=gNв*СрmNвmNв=(087732852)*(2819+000275Т) = 08671 + 000008Т.
Средняя удельная изобарная теплоёмкость всей массы выпускных газов Срг=Sg при соответственных Т имеем следующие значения: Срг’ = 1078 кДжкгК; Срг” = 1056 кДжкгК; Срг = 113 кДжкгК.
ун=(αSLo’+1)(Срг’*Тг’-Срг”*Тг”) = (αSLo’+1) Срг(Тг’ – Тг”) = 7928 кДжкг.
ун = н * ун * = 155 * 7928 * 097 = 1192 кДжч ( = 097).
Паропроизводительность ун = ун qп = 4768 кгч
удельная паропроизводительность ун = унн = 4768810 = 0589 кгкВт.ч.
В зависимости от режимного значения нагрузки двигателя паропроизводительность УК будет равна:
у (Р) = ун*Ду (Р) = ун (к1Р-к2) = 4768(132Р-032) кгчас.
Расчёт утилизационного котла приведён в таблице 6.2.8а.
11. Эффективность утилизации тепла выпускных газов двигателей
на установившихся режимах работы
Определяем численно и представляем графически в зависимости от нагрузки двигателя:
- экономия котельного топлива за счёт утилизации тепла выпускных газов двигателей в УК
Dу(Р) ву(Р)09ун Ду(Р) 09* *4768 *Ду(Р) кгч;
- экономия котельного топлива на номинальном режиме
- условный эффективный КПД двигателя с работающим УК
- относительный условный эффективный КПД двигателя
- относительное повышение теплотехнической эффективности за счёт утилизации тепла выпускных газов hе(Р) = = .
Характер изменения условного эффективного КПД двигателя определяется по его максимальным граничным значениям hеуmax(Р) при значениях относительной продолжительности работы УК: = 10 и = 05.
Результаты определения указанных характеристик для ГД представлены в таблице 6.2.8б и на рис. 6.10.
12. Эксплуатационные характеристики теплотехнической эффективности отдельных энергоагрегатов СЭУ и их дизельной группы
c – относительный коэффициент;
Рр – нагрузка при которой двигатель регулируется см. табл. 6.1.
= 1555 для 9 цилиндров ( = 1166 для 6 цилиндров (i=6)
с – относительный коэффициент с=019.
Контрольный средний относительный расход топлива на единицу произведённой работы при любых Рс=Р:
кгкВтч – удельный расход топлива на номинальном режиме табл. 6.2.2.
= коэффициенты потерь h:
- для ГД h = hпhвhрк = 0975096075 = 0684;
- для ВДГ h = hгhвгhэс = 09450945095 = 0848.
Экономия расхода котельного топлива за счёт утилизации тепла выпускных газов в УК: Dуt = Dу(Р)*Ту кг.
Условный коэффициент эффективности технического использования двигателя в вероятностных условиях эксплуатации с учётом утилизации тепла выпускных газов в УК:
Количество полезно затраченной тепловой энергии на судне при работе ВПК и УК:псt = ксt + усt = кнксТ
Qпсt = (ксt + усt)(i1-i’пв) кДж.
Значения принимаемых в расчёте величин представлены в таблице 6.2.2.
-главный двигатель 9L 1624 таблица 6.2.9;
-вспомогательный двигатель 6VD1815-2 таблица 6.2.10.
13. Располагаемые эксплуатационные характеристики
эффективности дизельной группы энергоагрегатов СЭУ
Принимая во внимание возможную реальную недогрузку двигателей СЭС т.е. нереализованную возможность их эксплуатации с более высокой нагрузкой близкою к уровню допускаемому установленным режимом мощности каждого отдельного двигателя .
Коэффициент эффективности эксплуатации комплекса дизельных агрегатов СЭУ:.
Конкретные данные расчётов располагаемой эффективности эксплуатации комплекса дизельных агрегатов СЭУ отнесённые к среднегодовой продолжительности работы СРТР типа «Баренцево море» представлены в таблице 6.2.12 рис. 6.6 6.7.
14. Эксплуатационные характеристики теплотехнической
энергоагрегатов проектируемой СЭУ
Определение области наиболее вероятных значений показателей. При расчёте используются статистические данные и принятые (полученные) данные на основе статистических [2] по судам типа «Баренцево море». [4].
45*400 = 138 кВт;138(095*0945*0945) = 1627 кВт;
czm1 = 075 – 01 = 065; czm2 = 085 – 01 = 075.
Средняя нагрузка ВКУ за год: cl = + = 0435.
15. Располагаемая теплотехническая эффективность эксплуатации
кгч – часовой расход топлива вспомогательным паровым котлом на различных режимах эксплуатации см. таблицу 6.2.8;
ч – годовая наработка котла см. таблицу 6.2.5.
Общий расход топлива на судовую энергетическую установку в течение года:
- годовой расход комплекса на двигатели дизельного комплекса СЭУ см. таблицу 6.2.12.
Данные по расчёту и приведены в таблицах 6.2.12 и 6.2.13.
Автономность плавания судна. Расчет ведется по [3].
А = Vб* ρ(24*КЗ*КО*КV*[ΣВ-КZ*φZ + КЗI* ΣВ-Кm* φm + ΣВ-l* φl]) сут.
Vб* ρ = 252000 кг. – запас топлива на борту;
KЗ = КЗI = 110 – коэффициент эксплуатационного морского запаса;
- КН = 105 – недолив при бункеровке;
Коэффициенты технического использования агрегатов СЭУ (относительные наработки):
φZ = ТZТЭφZ = (5000 6000)7000 = 071 086;
φm = ТmТЭφm = 10007000 = 0143;
φl = ТlТЭ φl = 35007000 = 05.
Результаты расчета A как вероятной величины приведены в таблице 6.3.
Графики общего расхода топлива на судовую энергетическую установку в течение года представлены на рис. 6.8 69.

2 План_МКО.cdw

Плакат_Табл_6.doc

АНАЛИЗ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СЭУ.
Номинальная мощность кВт
Часовой расход топлива на номинальном режиме кгч
Агрегатный удельный расход топлива кгкВт*ч
Эффективный КПД двигателей при РН=1 и принятой QН
Общий годовой расход топлива на z*ГД тонн
Общий годовой расход топлива на m*ВДГ тонн
Общий годовой расход топлива на работу дизельной группы агрегатов СЭУ тонн
Общий расход топлива на работу агрегатов СЭУ (с учетом количества mlz для каждой схемы) тонн
Общий расход топлива на работу агрегатов СЭУ с учетом утилизации в схеме 2.
В-КТ1(РC)m В-КУТ1(РC)min
В-КТ2(РC) В-КУТ2(РC)max
Работа z* ГД за время Тz кВтч*10-6
Работа m*ВГД за время Тm кВтч*10-6
Работа произведенная дизельной группой агрегатов СЭУ кВтч*10-6
Коэффициенты эффективности дизельной группы агрегатов СЭУ
Коэффициенты эффективности дизельной группы агрегатов СЭУ с учетом утилизации в схеме 2
Коэффициенты эффективности технического использования СЭУ
Коэффициенты эффективности технического использования СЭУ с учетом утилизации в схеме 2
Автономность плавания судна сут

2 План_МКО_16L170.cdw

0_Введение.doc

Морской добывающий флот России. В развитии отечественного рыбного хозяйства справедливо отмечается огромная роль морского добывающего флота на долю которого приходится 80-96% вылова и 75-85 % производства пищевой рыбной продукции. Важную роль он играет и как поставщик технической и кормовой продукции. Известно что особенно активно морской добывающий флот начал развиваться в СССР с 1950 г. В то время из-за ограниченных сырьевых запасов в прибрежных водах было признано необходимым всемерное развитие морского океанического рыболовства ориентированного на сырьевые ресурсы в основном массовых пелагических и донных рыб. Потребовалось построить суда способные добывать гидробионтов в удаленных районах Мирового океана как пелагическими так и донными тралами решать проблемы комплексной переработки хранения рыбопродукции и ее транспортировки. Впервые в мире был организован широкомасштабный экспедиционный промысел оказавший значительное влияние на состав типы и конструктивные особенности судов мирового рыбопромыслового флота.
В течение ряда пятилетних периодов были построены большие морозильные траулеры кормового траления; консервные рыбомучные и рыболовно-крилевые траулеры; суда кошелькового и дрифтерного лова; универсальные рыбообрабатывающие плавбазы; крупнотоннажные приемно-транспортные рефрижераторы буксиры спасательные суда и другие типы судов. Суда соответствовали мировым стандартам по мореходности и безопасности для экипажей.
Пополнение флота новыми судами и условия их эксплуатации обеспечивались системой государственного управления и инвестирования. Наряду с проводившейся в отрасли единой технической политикой такая государственная поддержка как капитальные вложения на развитие флота позволила кардинально изменить структуру добывающих судов. При этом были задействованы не только отечественные заводы но и верфи многих зарубежных стран: Дании Польши ФРГ ГДР Швеции Голландии Англии Японии Франции Финляндии.
Однако технический уровень судов отечественной постройки был ниже по сравнению с аналогичными иностранными судами по ряду показателей. В то время на государственном уровне было запрещено без специального разрешения устанавливать на суда иностранное комплектующее оборудование. Делалось это с целью обеспечения экономической безопасности страны. Особенно такое отставание касалось технологического оборудования (меньшая производительность большее число обслуживающего персонала повышенные массово-габаритные характеристики низкая надежность) оснащенности судов поисковой техникой средствами механизации и автоматизации производственных операций.
В настоящее время сроки службы 50 % рыболовных судов России превышают нормативные. Одновременно с этим падение покупательной способности населения повышающиеся цены на энергоресурсы рост издержек на обслуживание судов завышенные налоговые и таможенные пошлины привели к тому что добыча основной части объектов промысла особенно массовых видов и производство рыбной продукции стали нерентабельными а это делает невозможным возрождение флота за счет собственных инвестиций судовладельцев.
Поэтому без широкомасштабной с учетом сложившихся правовых экономических условий хозяйствования кредитно-финансовой поддержки государства обновление морского рыбопромыслового флота практически неосуществимо. Об этом свидетельствует невыполнение данного показателя Федеральной программы развития рыбного хозяйства до 2000 г. «Рыба».
Предполагаемая государственная поддержка в виде снижения налоговых таможенных пошлин и других аналогичных мероприятий безусловно будет способствовать расширению строительства судов на отечественных верфях но использовать ее сможет лишь небольшое число судовладельцев имеющих устойчивую прибыль от своей деятельности. Из-за недостатка собственных средств многие судовладельцы стали пополнять флот только иностранными судами по лизингу и бербоут-чартеру другие пошли по пути переоборудования имеющихся судов для добычи наиболее ценных объектов лова и производства более дорогой продукции арендования судов в странах ближнего и дальнего зарубежья. При этом кредиты возмещаются в основном за счет экспорта рыбопродукции.
По данным судовладельцев добывающего флота в период 1995—1997 г.г. количество новых судов составило лишь 8 %. Если же учесть что приобретенные в ближнем и дальнем зарубежье суда также не являются новыми то предпринятые судовладельцами меры по обновлению флота практически привели к приобретению до 92 % старых судов. Мало изменилось положение со строительством флота и в последующие годы.
Так по данным российских судостроительных заводов на стадии закладки или завершения строительства в 1998 г. находилось всего 41 судно разного класса в основном для прибрежного лова. Благодаря прогрессу мирового машиностроения приборостроения средств механизации и автоматизации производственных процессов сейчас на среднетоннажных судах можно достичь такой же производительности по вылову и переработке сырья как ранее лишь на более крупных судах. Поэтому в перспективе основу добывающего флота составят средние и малые суда работающие в собственной 200-мильной зоне. Большие добывающие суда в мировой практике используются лишь при промысле массовых высокочисленных объектов.
Не имея финансовых возможностей и рассчитывая на бербоут-чартерную или лизинговую системы пополнения флота новыми судами регионы в основном ориентируются на проектирование и строительство судов на иностранных верфях. Гипрорыбфлотом несмотря на отсутствие отечественных заказчиков проведены исследования по определению перспективных типов и характеристик добывающих судов для основных районов лова с учетом изменившихся экономических условий оптимальной эффективности их эксплуатации в районах промысла с конкретной сырьевой базой исходя из ее среднемноголетнего состояния. Однако многие регионы и рыбопромышленники не проявляют заинтересованности в совместной работе с Гипрорыбфлотом по экономически обоснованному выбору перспективных типов судов а существующее законодательство нормативные акты в этой области да и федеральные органы не стимулируют их к такому сотрудничеству.
В соответствии с разрабатываемой федеральными органами новой концепцией развития рыбного хозяйства предусматривается: осуществление морского промысла в основном в 200-мильной экономической зоне Российской Федерации; широкое промышленное освоение отечественной прибрежной зоны с развитием перерабатывающей базы; ведение промысла по соглашениям в 200-мильной экономической зоне иностранных государств; возрождение промысла в открытых районах Мирового океана. В соответствии с этой концепцией должна определяться и структура обновления отечественного рыбопромыслового флота на перспективу.
В этой связи Госкомрыболовством России определено перспективное развитие рыбопромыслового флота на период 2000—2015 гг. В основу его положен прогноз возможного увеличения вылова с 46 млн. т в 2000 г. до 55 млн. т в 2015 г. Для достижения таких показателей необходимо ввести в действие до 2015 г. не менее 1120 новых добывающих судов разных классов. Капитальные затраты на эту программу оцениваются специалистами Госкомрыболовства в 20 млрд. долл. или по 13 млрд. долл. США ежегодно. Совершенно очевидно что таких средств у рыбопромышленников нет а внешние заимствования в таких объемах без гарантий правительства вряд ли реальны. Таким образом финансирование строительства нового флота взамен устаревшего требует дополнительной тщательной проработки.
Переходный период реформирования отрасли выявил целый ряд взаимосвязанных законодательных финансовых организационных и научно-технических вопросов от решения которых и будет зависеть дальнейшее развитие морского рыбопромыслового флота. Стоящие перед отраслью проблемы можно решить лишь при возрождении вертикальной структуры управления и государственной финансовой поддержке что подтверждается опытом развития и функционирования рыбного хозяйства в развитых рыбопромышленных странах. Организациями предприятиями и специалистами отрасли внесен в федеральные органы власти ряд конкретных мероприятий предложений по выводу отрасли из кризисного состояния. Однако все они пока или не реализовывались или исполняются крайне медленно.
Учитывая важное значение для отечественного морского рыболовства научнообоснованных данных о состоянии сырьевой базы и ее оптимального использования а также ограниченные федеральные финансовые средства последние необходимо использовать прежде всего для ускоренного обновления федерального научно-исследовательского и рыбоохранного флота. Достоверные сведения о сырьевой базе крайне необходимы как для решения перспективных долгосрочных задач так и для обоснования принимаемых решений по всему комплексу проблем развития морского рыбопромыслового флота и отрасли в целом [18].
Основной статьей эксплуатационных расходов на судах зарубежного промыслового флота являются затраты на топливо и смазочные масла для судовых энергетических установок. В условиях относительно высоких цен на дизельное топливо и смазочные масла за рубежом экономичность СЭУ является одним из основных факторов определяющих требования к СЭУ промысловых судов и пути их дальнейшего развития.
Целью обзора составленного на основании материалов опубликованных в I978-I982 гг. в зарубежных периодических изданиях по судо- и дизелестроению является рассмотрение основных направлений повышения экономичности силовых энергетических установок судов зарубежного промыслового флота [10].
На сегодняшний день основными путями повышения экономичности СЭУ являются:
Перевод среднеоборотных дизелей на тяжелое топливо.
1. По данным фирмы S.Е.М.T. - Pielstick общегодовые затраты на топливо для дизельной СЭУ снижается примерно на 20% в результате перевода на тяжелое топливо вязкостью до 380 сСт среднеоборотных дизелей фирмы используемых на судах в качестве главных двигателей. Дополнительные затраты на переоборудование судовых систем топливоподготовки окупаются в среднем за 12-18 месяцев эксплуатации судна [11].
2. По данным фирмы МаК перевод судовых среднеоборотных дизелей на работу на тяжелом топливе вязкостью более 180 сСт требует увеличения капитальных затрат на 10% но обеспечивает снижение годовых затрат на топливо в среднем на I5% [11]. Фирма МаК предполагает что при работе среднеоборотного дизеля на тяжелом топливе затраты на замену изношенных деталей и техническое обслуживание дизеля будут на 15-20% больше чем при работе дизеля на дизельном топливе [11].
3. Продажная стоимость среднеоборотного дизеля работающего на тяжелом топливе на 15-30% выше стоимости дизеля работающего на дизельном топливе. Однако судовладельцев больше интересовало эксплуатационная стоимость дизеля а не его продажная цена [11]. В связи со значительным объемом затрат на топливо и смазочные масла для СЭУ в составе общих расходов на эксплуатацию судна в целом основным критерием для судостроительных фирм и судовладельцев при выборе и заказе дизелей для СЭУ является экономичность дизеля и его возможность работать на тяжелом топливе [12].
При разработке новых типов среднеоборотных дизелей и дизелей повышенной оборотности третьего поколения дизелестроительные фирмы основное внимание уделяют следующие вопросам:
1. Повышению экономичности дизелей за счет снижения удельного расхода топлива в среднем до 180-190 гкВтч и обеспечения возможности работы дизеля на тяжелом топливе с вязкостью более 180 сСт и с большим процентным содержанием кокса асфальтенов серы ванадия и других компонентов.
2. Увеличению удельной мощности дизелей за счет повышения среднего эффективного давления до 2.0-2.2 МПа.
3. Увеличению эксплуатационной надежности дизелей.
4. Снижению стоимости технического обслуживания и ремонта дизеля.
5. Уменьшению стоимости изготовления дизеля на единицу мощности [11].
Дизелестроительные фирмы при разработке новых образцов и дальнейшем усовершенствовании существующих типов дизелей третьего поколения значительное внимание уделяют повышению их топливной экономичности. Одним из основных показателей характеризующих топливную экономичность среднеоборотных дизелей и дизелей повышенной оборотности является удельный расход топлива. Внедрение различных технических усовершенствований в среднеоборотных дизелях третьего поколения обеспечило достижения удельного расхода топлива в среднем равного 200 гкВтч (147 гл.с.ч.) при работе дизеля на тяжелом топливе на максимальной длительной мощности в настоящее время удельный расход топлива у лучших образцов среднеоборотных дизелей не превышает 183-186 гкВтч (134-137 гл.с.ч.).
Применение в дизелях 2-х ступенчатого турбонаддува и совершенствование процесса смесеобразования и сгорания тяжелого топлива позволило значительно снизить удельный расход топлива. В частности применение 2-х ступенчатой системы турбонаддува которая по стоимости только на 1% превышает стоимость 1 ступенчатой системы турбонаддува обеспечивает уменьшение удельного расхода топлива на 25%. Достижение уменьшения удельного расхода топлива на 1% вызывает повышение стоимости дизеля на 5% однако в условиях высокой стоимости топлива оно является экономически целесообразным.
Комплексная утилизация тепла отходящих газов и охлаждающей воды дизелей.
Перевод вспомогательных двигателей на работу на тяжелом топливе.
Развитый отбор мощности от главного двигателя для привода валогенераторов насосов системы гидропривода промысловых и палубных механизмов.
Повышение пропульсивного коэффициента за счет применения гребных винтов большего диаметра с пониженной частотой вращения.
Движение судов на определенных эксплуатационных режимах с уменьшенной скоростью и использование энергии ветра.
Уменьшение гидродинамического сопротивления корпуса судна.
Уменьшение буксировочного сопротивления орудий лова.
В данном дипломном проекте рассматривается траулер проекта 1332 (СРТР типа «Баренцево море»). Цель данного проекта – модернизация ЭУ данного судна. Это обусловлено тем что в создавшихся экономических условиях СРТР этого типа получил широкую перспективу в виду его невысокой стоимости и меньших затрат в эксплуатации.

7 Титульный_БЖД.cdw

БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯ-
ТЕЛЬНОСТИ В МАШИННО-
ДП 44.180403.65 Д08. 002. 007

Схема_Стр_1.cdw

5 Титульный_Термо-Напря.cdw

КОНТРОЛЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ
НАПРЯЖЕННОСТИ ДЕТАЛЕЙ
ДП 44. 180403.65 Д08. 002. 005
термонапряженности ЦПГ

0 Анализ_Схем_Стр.cdw

Структурная схема СЭУ
проектируемого траулера
АНАЛИЗ СТРУКТУРНЫХ СХЕМ СУДОВЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ
УСТАНОВОК СРЕДНИХ РЫБОЛОВНЫХ ТРАУЛЕРОВ
ДП 44.180403.65 Д08. 002. 000 С

3 Титульный_Тяга.cdw

Схема_Стр_5.cdw

С_3.doc

Агрегат ручного насоса и цистерны аварийной гидросистемы
Ручной насос аварийной гидросистемы ВРШ
Цистерна аварийной гидросистемы ВРШ емкостью 50л.
Судовая лаборатория анализа воды СКЛАВ
Судовая лаборатория анализа воды и масла СКЛАМТ
Вентилятор ЭВО 10100 (суд №44 и 45)
Вентилятор 90ЦС-24 (суд №41 и 42)
Вентилятор 15ЦС-11 (суд №43)
Нагреватель воздуха НПВ-78
Пожарный насос НЦВ 4080м
Подогреватель воды ВП 321
Агрегат аппарата СО-500 с воздушным баллоном
Стационарный воздушно-пенный аппарат СО-500
Воздушный баллон с головкой
Агрегат осушительных насосов НЦВС 4030м холодильника
Центробежный насос НЦВС
30м системы осушения
Агрегат осушительных насосов
Насос ЭВН 35 для откачки
льяльно-балластных вод
Сепаратор трюмных вод СКЧ
Агрегат охлаждающих насосов забортной воды для технол. нужд
Центробежный охл-й насос НЦВ
Агрегат насосов перекачки котельного топлива
Насос ЭМН 33-2 перекачки котельного топлива
Насос ЭПН 41 перекачки дизельного топлива
Водонагреватель пресной воды ВЕА-200 для мытьевой и питьевой воды
Насос горячей воды ЭЦН 1811 для питьевой воды
Санитарный агрегат забортной воды
Пневмоцистерна емкостью 05 м
( сист. Водопровода заборт. Воды)

5_Ограничительная_характеристика.doc

5. Методика контроля термической напряженности деталей
цилиндро-поршневой группы
Нагрузочно-скоростные режимы работы двигателей промысловых судов в соответствии с необходимыми потребностями изменяются в широком эксплуатационном диапазоне. В большинстве случаев условия эксплуатации и режимы нагружения не соответствуют условиям при которых были установлены паспортные характеристики дизеля проведена его регулировка достигнута номинальная мощность и соответствующая ей предельная термическая напряженность. Длительная безаварийная работа цилиндропоршневой группы (ЦПГ) гарантируется производителем дизеля только на тех режимах где уровень термической напряженности не превышает значений достигавшихся при установлении номинальной мощности. Так как переход через допустимый уровень термической напряженности ничем не ограничивается и не контролируется (по причине отсутствия возможности) то в условиях эксплуатации возможно появление таких опасных режимов когда даже кратковременная работа может вызвать серьезные аварии.
Эффективность эксплуатации судов в первую очередь зависит от полноты использования располагаемой мощности двигателя что требует использования максимально возможных мощностей при условии безаварийной работы по причине отсутствия тепловых перегрузок даже в случае аварийных ситуаций например при отказе турбонагнетателя воздуха.
Приборы устанавливаемые на судовых дизельных двигателях естественно призваны давать необходимую и полезную для их эксплуатации информацию. Эта информация в условиях непрерывной эксплуатации включает: уровень (степень) нагружения эффективную мощность частоту вращения двигателя и часовой расход топлива. Параметры рабочего процесса (среднее индикаторное давление давление сгорания и сжатия температура выпускных газов) непосредственного интереса не представляют если известно что двигатель нормально отрегулирован и не имеет перегрузки то есть уровень его нагружения не выходит за пределы допустимого. Действительно ведь среднее индикаторное давление Pi характеризует лишь работу совершаемую газами в цилиндре и не свидетельствует о трудностях сжигания подаваемого в цилиндр топлива. Максимальное давление цикла Pz и давление сжатия Pc характеризуют рабочий цикл совершаемый в двигателе. Эти параметры необходимы только при регулировке (настройке) двигателя а не в процессе его эксплуатации. В процессе же эксплуатации интерес представляют лишь параметры характеризующие надежность работы двигателя его мощностные и экономические показатели: эффективную развиваемую мощность и часовой расход топлива.
В рядовых условиях эксплуатации судовые двигатели подвержены термическим перегрузкам причинами которых являются:
) чрезмерное нагружение двигателя в сложных погодных условиях и тралении (тяжелый винт) при отсутствии ограничений по подаче топлива;
) неравномерность распределения нагрузки цилиндров;
) загрязненность охладителя надувочного воздуха нагар газовыпускного тракта.
) занос лопаток турбокомпрессора засорение воздушного фильтра.
) отказы топливной аппаратуры (заклинивание игл форсунок поломки пружин износ сопловых отверстий потеря герметичности конических уплотнений распылителей)
Контроль термического состояния дизеля по косвенным субъективным факторам требует тщательного наблюдения за ним опытного моториста что вызывает определенные трудности и напряженность несения вахты. Уровень термической напряженности современных форсированных дизелей очень высок поэтому требования к качеству эксплуатации постоянно возрастают а средств непосредственного объективного контроля термического состояния двигателя не имеется.
Отсутствие надлежащего контроля приводит к поломкам и авариям двигателя что иногда связано не только с материальными затратами но и с человеческими жертвами. Для предотвращения термических перегрузок при наиболее полном использовании мощности и оценки резерва по термической напряженности на произвольных режимах эксплуатации судовых дизелей используют ограничительные характеристики.
Традиционный контроль температуры выпускных газов и выполнение условия tг tгн не эквивалентны контролю термической напряженности так как не учитывают ряда факторов влияющих на термическое состояние ЦПГ. Визуальный контроль цвета выпускных газов весьма субъективен и дает приближенную оценку качества сгорания топлива поэтому выявление термической перегрузки таким способом позволяет зарегистрировать только существенное ее превышение. Кроме того в ходе эксплуатации происходит постепенное снижение показателей работы турбокомпрессора происходит разрегулировка топливной аппаратуры двигателя. Все это приводит к росту термической напряженности ЦПГ двигателя как на номинальном режиме так и на долевых нагрузках. При этом обслуживающий персонал как правило более тщательно наблюдает за двигателем при его работе на номинальной мощности и естественно с меньшим вниманием при работе на долевых частотах вращения. Это усугубляет появление опасных режимов и увеличивает вероятность возникновения аварийной ситуации.
Известны способы контроля коэффициента избытка воздуха при сгорании в основе которых положен химической анализ составляющих выпускных газов. Однако в двухтактных дизельных двигателях и в двигателях с газотурбинным наддувом применение этого способа дает ошибочные результаты так как в процессе выпуска газы разбавляются свежим продувочным воздухом. В зависимости от режима нагружения степень разбавления меняется что приводит к невозможности получения достоверной информации. Известен способ отбора газов для анализа в момент выпуска при помощи специальных быстродействующих клапанов. Вследствие конструктивной сложности и низкой надежности клапанов этот способ нашел применение лишь для исследовательских целей.
Наиболее точно термическая напряженность ЦПГ может быть установлена на основе прямых измерений температур наиболее напряженных деталей: втулки поршня крышки цилиндра. Однако установка термопар на все контролируемые детали и оснащение двигателей считывающими приборами для ФРП практически не осуществимы. Кроме того это нарушает целостность ответственных деталей что снижает их надежность. В соответствии с этим контроль ограничительных характеристик должен основываться на регистрации косвенных параметров в достаточной степени отражающих изменение термической напряженности ЦПГ. Номенклатура выбираемых косвенных параметров должна соответствовать возможностям применяемых на ФРП обычных штатных приборов или установки простейших датчиков. Этому требованию в полной мере удовлетворяют такие параметры как частота вращения температура выпускных газов по цилиндрам давление наддувочного (продувочного) воздуха.
Ограничительная характеристика должна ориентироваться на комплекс легко контролируемых параметров (частоту вращения двигателя температуру выпускных газов давление наддува) и определять:
- наличие или отсутствие тепловой перегрузки у двигателя на любом эксплуатационном режиме;
- эффективную мощность развиваемую двигателем на данном режиме и часовой расход топлива;
- предельные значения мощности и температуры выпускных газов при произвольном техническом состоянии газотурбонагнетателя вплоть до его отключения.
Основной задачей контроля двигателя является:
- контроль термической напряженности и причин ее вызывающих;
- контроль расхода топлива и эффективной мощности.
Приведенные выше разъяснения показывают необходимость использования способа достоверной оценки комплексного термического состояния ЦПГ отдельных цилиндров и двигателя в целом. Способ должен быть достаточно простым оперативным легко осуществимым. При этом контроль должен выполняться по параметрам доступным для непосредственного измерения например по штатным приборам двигателя или датчикам установленным в штатные гнезда.
Устойчивая зависимость термической напряженности от коэффициента избытка воздуха при сгорании - a теоретически подтверждается ведущими специалистами [22] [23] [24] [25]. и экспериментальными данными .
Как известно наименьшая величина a определяемая особенностями конструкции двигателя и совершенством процесса смесеобразования в его цилиндрах достигается на номинальном режиме работы то есть при номинальной мощности и номинальной частоте вращения (). Работа двигателя на режимах где сопровождается термическими перегрузками то есть температурами и термическими напряжениями деталей превышающими их предельно допустимые значения на номинальном режиме работы. Если учесть что двигатели на номинальном режиме работы как правило не имеют резерва (запаса) термической напряженности то станет понятным что в этом случае происходит резкое снижение надежности работы двигателя и возрастает вероятность аварии в результате заклинивания и прогорания поршней закоксовывания поршневых колец обгорания выпускных клапанов и т.п.
Необходимо помнить что термическая перегрузка даже в одном из цилиндров двигателя может привести к аварийной ситуации поэтому контроль за термическим состоянием цилиндров и двигателя в целом должен вестись постоянно с момента запуска и до его остановки. Для предотвращения вышеописанных ситуаций целесообразно использование методики контроля термической напряжённости разработанной на кафедре СЭУ и ТЭ.
Многочисленные исследования и единое мнение ведущих специалистов свидетельствуют о возможности наиболее достоверной оценки термического состояния деталей ЦПГ по величине коэффициента избытка воздуха при сгорании a. Установлено что при поддержании на всех возможных режимах работы дизеля неизменных значений этого параметра не наблюдается увеличения термической напряженности деталей ЦПГ. При минимально допустимых значениях коэффициента a на долевых частотах вращения следует исходить из его уровня на номинальном режиме т.е. a = aн. Выполнение этого условия является обоснованной гарантией достаточно высоких значений ресурса и надежности работы двигателя и одновременно свидетельствует о достижении предельной мощности (по термической напряженности). Контроль ограничительной характеристики по термической напряженности соответствующей или позволяет исключить термическую перегрузку поддерживая последнюю не выше чем на номинальном режиме работы двигателя.
В основу способа положен критерий теплонапряжённости двигателя А.К. Костина [22] который определяет температурное состояние поршня как одной из наиболее нагруженных деталей ЦПГ. Этот параметр может быть использован для сравнения двигателей по теплонапряжённости их деталей (если принять что состояние поршня определяет теплонапряжённость ЦПГ и всего двигателя). В таком случае предельно-допустимые тепловые нагрузки деталей ЦПГ могут быть определены из условия qп =const на различных режимах работы т.е. ограничительная характеристика судовых дизелей по теплонапряжённости должна удовлетворять условию: qп qпн где qп и qпн – значения критерия Костина соответствующие произвольному и номинальному режиму работы соответственно.
В формулу параметра А.К. Костина входят доступные величины поэтому контроль относительного значения коэффициента избытка воздуха возможен по традиционным для эксплуатации параметрам
Для конкретного двигателя значение параметра Костина на произвольном режиме работы составит:
Рассматривая классическое уравнение И. Ньютона по передаче теплоты от газов в цилиндре к поверхности стенки так же можно записать
С учетом быстро меняющихся в течение цикла переменных величин коэффициента теплоотдачи от газов к стенке - aг = f(j ) и температуры газа в цилиндре - tгц = f(j) эта зависимость обычно трансформируется по средне интегральным значениям по времени (углу поворота коленчатого вала - j) и по всей поверхности омываемой газами однако вид и суть зависимости от этого не изменяется. Средне интегральная температура газа в цилиндре является стационарным элементом поля температур ЦПГ поэтому она связана пропорциональной зависимостью с любой температурой этого поля в том числе с температурой уходящих газов измеряемой термометром следовательно между ними существует функциональная линейная зависимость.
Обработка опытных данных по испытаниям конкретного двигателя позволяет установить численные значения зависимости параметра Костина от температуры выпускных газов. Эта зависимость как и теоретически предсказывалось с достаточной точностью может быть представлена линейным уравнением:
при этом: - условное значение температуры при
а - значение критерия на номинальном режиме.
Используя известную зависимость:
с учетом подстановок получаем уравнение связи относительного коэффициента избытка воздуха при сгорании с параметрами измеряемыми простейшими датчикам
и после преобразований с учетом показателей степени в параметре Костина
где tг - температура выпускных газов цилиндра на произвольном эксплуатационном режиме;
tгн - температура выпускных газов на номинальном режиме работы двигателя;
tго - условная среднеинтегральная (эмпирическая) температура «стенки»;
Величину константы tго определяют для конкретной марки двигателя по опытным данным полученным на ряде произвольных эксплуатационных режимов.
Pкн Pк - давление (манометрическое) наддувочного воздуха на номинальном и произвольном эксплуатационном режимах;
nн n - частота вращения двигателя на номинальном и произвольном эксплуатационном режимах.
Gтн Gт - часовой расход топлива на номинальном и произвольном эксплуатационном режимах;
Tкн Tк - температура наддувочного воздуха на номинальном и произвольном эксплуатационном режимах;
tгс - средняя температура выпускных газов по цилиндрам на произвольном эксплуатационном режиме.
Полученная зависимость справедлива как для двигателя в целом так и для каждого отдельного цилиндра имеющего свою индивидуальную температуру выпускных газов - tг.
Величина относительного коэффициента избытка воздуха a изменяется противоположно термической напряженности поэтому для численной оценки термической напряженности более удобно ввести понятие коэффициента термической напряженности (величину обратную коэффициенту избытка воздуха):
Таким образом можно утверждать что если на произвольном режиме:
- двигатель имеется резерв по термической напряженности
- двигатель работает на ограничительной характеристике
(резерв мощности отсутствует)
- двигатель термически перегружен надежность работы резко снижена вероятность аварии возрастает снижается экономичность. Необходимо принять срочные меры для снижения термической перегрузки.
Зависимость показывает что определение величины необходимой для контроля ограничительной характеристики сводится к фиксированию достаточно просто измеряемых с помощью штатных контрольно-измерительных приборов параметров работы двигателя. Причем величина tго является постоянной величиной (константой) конкретной марки двигателя и определяется по результатам испытаний.
Важно отметить что изложенная оценка уровня нагружения двигателя остается справедливой и при ухудшении работы турбокомпрессора например в результате отложений нагара на рабочих лопатках турбины или загрязнений проточной части компрессора или охладителя наддувочного воздуха.
Следует помнить что перегрузка двигателя с течением времени может возникнуть и на тех режимах которые ранее находились в области безопасной эксплуатации. Это как правило является следствием неудовлетворительной работы агрегата воздухоснабжения. Снижение давления наддува является диагностическим сигналом к профилактике агрегатов воздухоснабжения.
Коэффициент термического нагружения ЦПГ по своей сути свидетельствует об интенсивности насыщения воздуха распыленным топливом поэтому он количественно характеризует тепловую энергию процесса тепловыделения в цилиндре. Преобразование этой тепловой энергии в работу газов естественно происходит с учетом индикаторного коэффициента полезного действия. Ведущими специалистами в области рабочего процесса дизелей установлены однозначные зависимости индикаторного КПД от коэффициента избытка воздуха поэтому логично предположить существование однозначной зависимости среднего индикаторного давления от коэффициента термического нагружения Pi = f(Kt). Поскольку коэффициент термического нагружения является безразмерной величиной то и величину среднего индикаторного давления необходимо представить в безразмерном виде PiPiн = f(Kt). Анализ этой зависимости показывает что на участке значений Kt 1 среднее индикаторное давление практически пропорционально коэффициенту термического нагружения. При дальнейшем увеличении цикловой подачи и сохранении постоянного заряда воздуха в цилиндре зависимость среднего индикаторного давления от коэффициента термической напряженности приобретает пологий характер. Дальнейшее увеличение цикловой подачи уже не приводит к повышению индикаторного давления а наоборот - излишки распыленного топлива при испарении забирают тепловую энергию цикла и индикаторное давление начинает снижаться. Этот процесс можно представить только лишь теоретически поскольку работа двигателя с такими термическими перегрузками не возможна.
Индикаторное давление характеризует работу газов в цилиндре. Для получения же полезной работы (эффективной мощности) необходимо дополнительно учесть механические потери.
Механические потери в виде относительного давления учитываются по зависимости
Механические потери возникают в разных местах двигателя они уменьшают индикаторную мощность поэтому их логично учитывать вычитанием то есть Ne = Ni - Nмех
В окончательном виде выражение для расчета эффективной мощности по безразмерным величинам
Практический расчет номограммы в соответствии с методикой применительно к двигателю CATERPILLAR модели «3406C» выполнен в среде "MathCAD". Номограмма представляет собой три совмещенных по абсциссам и ординатам графика. В 4-м квадранте номограммы выполнены преобразования произведения давления наддува (манометрического) на частоту вращения в относительные единицы. В 1-м квадрате реализованы две зависимости: - коэффициента термического нагружения от температуры газов и расхода топлива. В 3-м квадранте приведены зависимости эффективной мощности от коэффициента термического нагружения и частоты вращения двигателя.
Правила пользования номограммой функционирования двигателя.
Для работы c номограммой функционирования необходимо снять с двигателя следующие величины:
n - частоту вращения двигателя;
Pk - давление наддува.
( и выбрать максимальную - tma
В 4-ом квадранте проводим горизонтальную прямую n (изотаху) через шкалу частот вращения двигателя до пересечения с изобарой Pk соответствующей давлению наддува для данного режима. Поднимаемся по вертикали в 1-ой квадрант до пересечения с изотермой tmax соответствующей максимальной температуре выпускных газов по цилиндрам. На этом пересечении определяем уровень термического нагружения цилиндра Ktmax. Если точка работы цилиндра (с максимальной температурой) лежит ниже ограничительной характеристики (Kt = 1) то термическое состояние двигателя нормальное. В случае выхода рабочей точки в зону перегрузок(Kt > 1) необходимо срочно принять меры к снижению нагрузки и поиску причин её вызвавших. Также в 1-м квадранте по средней температуре выпускных газов по цилиндрам tгср можно оценить расход топлива на данном эксплуатационном режиме а во 2-м квадранте на пересечении линии соответствующей коэффициенту термического нагружения и линии эксплуатационной частоты вращения находим точку соответствующую мощности Ne развиваемой двигателем на данном эксплуатационном режиме.
Разница максимального коэффициента термического нагружения Ktmax и среднего по двигателю свидетельствует о качестве его регулировки.
Во 2-м квадранте целесообразно построить винтовую характеристику для винта фиксированного шага и осадке по грузовую марку для режимов свободного хода траления для чистого корпуса. На основании полученных данных делается вывод о текущем техническом состоянии двигателя о необходимости проведения профилактических или ремонтных работ а по отклонению от винтовой характеристики – о состоянии винта и корпуса судна.

6 Номограмма.cdw

8 Титульный_Эколог.cdw

ДП 44. 180403.65 Д08. 002. 008
Экологичность проэкта
ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЭКТА

4_Монтаж.doc

4. ТЕХНОЛОГИЯ МОНТАЖА ДВИГАТЕЛЯ
НА СУДОВОЙ ФУНДАМЕНТ
1. Подготовка фундамента под монтаж
Фундаменты под главные двигатели редукторы и упорные подшипники валопроводов подвергают при проектировании расчету на прочность. Одновременно определяют упругие деформации опорных поверхностей фундаментов под действием приходящихся на них нагрузок. При расчетах необходимо учитывать податливость набора двойного дна. Значительные неучтенные деформации опор могут вызвать недопустимые перераспределения усилий в корпусе механизма изменения зазоров в уплотнениях ненормальную работу подшипников и т.д. Поэтому целесообразно практически определить деформации фундаментов посредством создания расчетной нагрузки на них с помощью гидравлических домкратов или иным доступным способом. Это позволит своевременно внести в конструкцию фундамента соответствующие исправления.
Обработка фундаментов. Фундаменты окончательно обрабатывают на судне с помощью переносных фрезерных станков. Переносной станок закрепляют на фундаменте прижимами и болтами. Положение станка проверяют по уровню. Обработку фундамента ведут последовательно в несколько этапов. После каждого перемещения положение станка вновь проверяется.
Для сокращения объема механической обработки применяют конструкции фундаментов с приварными планками толщиной не менее 15 мм. В этом случае не требуется фрезеровать всю поверхность опорных полок достаточно обработать лишь площадки под планки. Приварные планки обрабатывают на станке по 5-му классу чистоты с уклоном 1:100 и устанавливают на фундамент таким образом чтобы уклон был направлен в наружную сторону. Для уменьшения коробления все планки перед приваркой прижимают к фундаменту струбцинами.
Проверку обработанных опорных поверхностей производят линейкой и щупом. Линейку накладывают на обработанную поверхность фундамента под одну прокладку. Допускается прохождение щупа толщиной до 01 мм на длине не более 30 мм. Местные неровности и впадины допускаются глубиной не более 02 мм.
Пригонка в одну плоскость всей опорной поверхности каждой полки фундамента не требуется так как это будет компенсироваться толщиной клиньев или прокладок. К фундаментам предназначенным для жесткой установки дизеля на металлических клиньях предъявляют повышенные требования. Чистота опорных поверхностей должна соответствовать 5-му классу уклон в пределах от 1:150 до 1:50. Проверку уклона производят с помощью линейки уложенной поперек фундамента на противоположные полки и приведенной по уровню в горизонтальное положение
Для уменьшения шума в машинном отделении и ослабления его излучения через корпус судна в воду применяют резиновую обклейку фундамента и двойного дна эту операцию следует выполнить до погрузки машин. Причем толщину резинового покрытия вертикальных стоек фундамента определяют с учетом обеспечения поперечного перемещения дизеля при его центровке на величину не менее ±20 мм. При окончательном закреплении двигателя между масляным поддоном и вертикальными стендами фундамента должен быть зазор не менее 5-10 мм. Фундамент исключая опорные полки и поверхности корпуса судна в районе расположения главных двигателей загрунтовывают а в труднодоступных местах окончательно окрашивают [16].
2. Погрузка двигателей в МКО.
Устанавливаемые главные двигатели 9L 1624 – рядного исполнения поэтому для погрузки их в МКО используется балочное приспособление для подъёма рядного дизеля. Оно состоит из массивных кованых или сварных балок с фасонными прорезями для прохода тросов. По концам балок на цапфах расположены стойки-траверсы которые закрепляются на дизеле посредством вертикальных штанг наворачиваемых на удлинённые шпильки в блоке дизеля. На верхние резьбовые концы штанг навинчиваются гайки. Для устранения возможных перекосов вызывающих дополнительные напряжения в штангах под гайками установлены сдвоенные сферические шайбы. Ответственные болты и шпильки подъёмных приспособлений изготавливают из стали 40Х термообработанной до твёрдости НВ 241-285 [16].
3. Погрузка двигателей на судовой фундамент.
Размещение двух главных двигателей в одном машинном отделении и погрузка их на фундаменты осуществляется с помощью нескольких талей-оттяжек грузоподъёмностью не менее 5 тонн каждая (рис. 4.1).
Рис. 4.1. Погрузка бортовых дизелей с помощью дополнительных оттяжек.
В этом случае дизель опускают в наклонном положении до упора одной его лапы в дубовые бруски уложенные на фундамент. Медленно потравливая основной трос дизель окончательно устанавливают на фундамент. Эта операция требует большого опыта т.к. приспособление для подъёма и узлы крепления его к дизелю испытывают дополнительные изгибающие нагрузки.
Приспособления для перемещения ГД внутри корпуса судна и на фундаменте. Устройство одного из таких приспособлений показано на рис. 4.2.
Рис. 4.2. Приспособление для перемещения механизмов внутри корпуса судна.
Съёмный монорельс 2 приспособления можно составлять из отдельных частей любой дины при помощи планок 1. Монорельс крепят к набору корпуса судна винтами 5. Поднимают груз (ГД и редуктор) (до 5 т.) талями через блок 3 а перемещают по монорельсу используя роликовые тележки 4. Применение этого приспособления исключает необходимость устройства настила и стелюг для перемещения грузов облегчает труд монтажников и сокращает трудоёмкость установки механизмов.
Для горизонтального перемещения ГД и редуктора на фундаменте на кницах последнего болтами или электроприхватками закрепляют специальные планки. В них ввёртывают отжимные болты которые торцами упираются в боковую грань лапы механизма. Подвертывая болты с соответствующей стороны перемещают механизм в нужном направлении.
Принцип действия специального приспособления заключается в следующем. Стержень крюка 1 захватывающего полку фундамента проходит сквозь планку 5 с двумя отжимными болтами 6 и затягивается гайкой 2. Верхним отжимным болтом центруемый механизм 4 перемещается на требуемую величину.
Принцип действия другого приспособления несколько иной. На опорную полку фундамента 1 ставят предохранительную скобу 8 закрепляя ее болтом 7. В отверстие лапы или рамы механизма 2 (например опорный фланец редуктора) вставляют палец 4 приспособления. Болтом 3 приспособление фиксируют на лапе или раме механизма а болтом 5 перемещают механизм «на себя». Для установки отжимного болта 5 со специальной квадратной гайкой 6 точно против торца опорной полки фундамента в основании приспособления предусмотрены паз и отверстие прямоугольной формы. Паз препятствует проворачиванию гайки в основании приспособления. Основание - стальное сварное с подкрепляющими кницами; отжимные болты изготовлены из стали 40.приспособления около 5 кг. Для центровки одного механизма требуются четыре приспособления (по два на борт) [17].
4. Центровка двигателя по редуктору и по валопроводу.
Центровка главного двигателя и редуктора осуществляется с помощью отжимных болтов в вертикальной плоскости и специальных скоб в горизонтальной плоскости.
Перед началом центровки выверяют положение блока или корпуса судна с помощью шлангового уровня (сообщающихся сосудов) или реперов. Отклонение положения корпуса относительно основной линии допускается не более ±3мм крен не более ±2 мм. Выравнивание производят подбивкой кильблоков.
Первоначально двигатель выставляют на фундаменте в осевом направлении с точностью ±1мм. Правильная растяжка определяется совпадением поперечных рисок нанесённых на фундаменте и лапах дизеля или обеспечением заданного расстояния от фланца вала сопрягаемого агрегата. При определении растяжки следует учитывать величину разбега участка валопровода присоединяемого через редуктор к дизелю. Так разбег шестерён редуктора достигает 08-15мм. Обычно при монтаже валопровод сдвигают в нос исходя из условий работы дизеля на передний ход. Так как между двигателями и редуктором устанавливаются эластичные муфты то особая точность установки не требуется – эластичные муфты допускают значительные взаимные перемещения ведомой и ведущей частей.
Необходимая величина зазора в упорном подшипнике встроенном в корпус редуктора определяется как сумма следующих величин:
- установочный зазор в упорном подшипнике редуктора 06 мм;
- допустимое увеличение осевого зазора в подшипнике за счёт износа в результате эксплуатации около 04 мм;
- точность растяжки валопровода при монтаже примерно 1 мм;
- удлинение отдельных частей валопровода валов редуктора в результате нагрева их при работе около 05 мм.
При этом должен сохраниться зазор в упорном подшипнике коленчатого вала не менее 005 мм на сторону.
Следовательно зазор в упорном подшипнике встроенном в корпус редуктора должен быть примерно d = 06 + 04 + 10 + 05 + 01 = 26 мм.
При монтаже установки состоящей из нескольких дизелей работающих на один винт за базовый агрегат принимают редуктор который центруют оптическим способом. А дизели и упорный подшипник прицентровывают к редуктору с помощью двух пар стрел.
Оптическая центровка двигателя начинается с закрепления на фланце коленчатого вала визирной трубы и ее центровки по оси вращения этого вала. Правильность установки визирной трубы определяется по двум мишеням размещенным на переборке машинного отделения но не дальше 2 м от фланца вала и на расстоянии 5—6 м за ней — на базовой балке. Ближняя мишень должна иметь центральное отверстие для наблюдения за дальней мишенью. Труба считается отцентрованной если после поворота коленчатого вала на 180° смещение луча по ближайшей мишени не более ширины штриха т. е. ±02 мм а по дальней ±05 мм.
Центровка двигателя по теоретической оси валопровода считается законченной если величина смещения сетки визирной трубы относительно центров перекрестий мишеней не превысит: по ближней мишени ±05 мм а излом линии вала не более 015 ммм. При центровке проверяется угол наклона оси коленчатого вала к основной по квадранту: В случае отклонения оси вала от теоретической более 05 необходимо отцентровать двигатель в вертикальной плоскости по квадранту с таким расчетом чтобы несовпадение перекрестий по дальней мишени не превышало ±05 мм по ближней в горизонтальной плоскости - ширины штриха в ту или иную сторону а в вертикальной - фактического отклонения.
Рис. 10. Центровка главного двигателя в блоке.
- кормовая мишень; 2 - носовая мишень; 3 - визирная труба; 4 – проекционная насадка; 5 - кронштейн для визирной трубы.
При центровке необходимо учитывать провисание вала от веса закрепленной на нем муфты. Величину провисания можно определить расчетом что не всегда точно. Для этого приподнимают консольный конец вала домкратом и одновременно контролируют положение вала в ближайшем рамовом подшипнике. Как только под вал пойдет щуп 003 мм следует несколько опустить домкрат до тех пор пока щуп толщиной 003 мм не начнет закусывать при приближении к середине нижнего вкладыша подшипника на дуге примерно 15° от вертикали.
5. Выбор клиньев под двигатель.
Установка главных двигателей и редуктора производится на регулируемые клиновые подкладки. Регулируемые подкладки разбиты на типоразмеры.
По окончании центровки двигателя замеряют и заносят в таблицу требуемые толщины пригоночных прокладок. При использовании клиновых прокладок требуется снимать по четыре замера для каждой прокладки. По полученным замерам производят обработку их на станке с припуском 01 мм на ручную пригонку и маркируют места их установки порядковыми номерами согласно принятому расположению прокладок на фундаменте. Качество установки прокладок пригнанных с помощью ручных шлифовальных машинок проверяют щупом при незатянутых крепежных болтах. Щуп толщиной 005 мм не должен проходить между прокладками и лапами дизеля или фундаментом на 23 периметра прокладки. На остальной части зазор в разнесенных местах допустим до 01 мм. Перед окончательной установкой на место прокладки смазывают чистым маслом. Контрольная проверка путем их выбивания не допускается. Разница толщин клиновых прокладок под лапами дизеля с разных бортов не должна превышать 1—2 мм.
На судне редуктор центруют оптическим способом посредством трех клиновых домкратов устанавливаемых на те же точки.
Проверка качества центровки по валопроводу производят по фланцам с помощью стрел с индикаторами часового типа (рис. 4.4). Конструкция и способ закрепления стрел для центровки валов зависят от формы фланцев валов и количества отверстий для болтов соединяющих фланцы. Так стрелы устанавливаемые на фланцах обычного типа но имеющих нечетное количество отверстий (рис. 4.4 а) привариваются к разъемной скобе 2 закрепляемой на фланце одного из валов болтовым соединением 1. Стрелы 3 находятся в одной плоскости направлены в противоположные стороны и предназначены для установки на них индикаторов 4 часового типа.
На таких же фланцах с четным количеством отверстий (рис.4.4 б) для крепления стрел 3 применяется комплект из двух скоб 1. Для крепления стрелы один конец скобы вводят в отверстие фланца а второй конец винтами 2 прижимают к поверхности фланца.
Конструкция стрел устанавливаемых на фланцах эластичного соединения имеющего бурт аналогична описанной выше. Отличие состоит лишь в способе крепления стрел что видно из рис. 4.4 в.
Центровка по стрелам с применением индикаторов часового типа выполняется в том же порядке что при центровке с помощью стрел и щупа однако трудоёмкость выполнения этой операции сокращается в 3—4 раза.
Рис.4.4. Стрелы с индикаторами часового типа
На судовом фундаменте дизель закрепляют болтами. Наиболее экономично сверление отверстий в клиньях и полках фундамента производить через лапы двигателя. Диаметр отверстий должен быть на 1 - 2 мм больше диаметра нормального крепежного болта. Под призонные болты отверстия сверлят с припуском 2 мм на развертывание.
Более трудоемкий способ — сверление по разметке которую наносят кернами через отверстия в лапах дизеля. Затем двигатель приподнимают на необходимую высоту (ок. 300 мм) заводят специальную сверлильную машинку которой и выполняют отверстия в полках фундамента. Зачищают заусенцы на кромках отверстий на лапах дизеля и фундамента вновь устанавливают двигатель на отжимные болты производят окончательную центровку после чего изготавливают и пригоняют клинья. Во избежание сдвигов пригоночные прокладки перед сверлением прихватывают электросваркой. После сверления опорные поверхности лап двигателя и фундамента под головки болтов и гайки подрезают торцевой фрезой. Двигатель крепят к фундаменту нормальными болтами и проверяют его центровку. Затяжку производят динамометрическими или предельными ключами поворотом гайки на заданный угол после предварительной обтяжки ее нормальным ключом. После затяжки щуп толщиной 005 мм не должен проходить под головки болтов и гайки. Количество крепежных болтов определяется из расчета обеспечения неподвижности двигателя на фундаменте при эксплуатации судна в различных условиях (совместное воздействие качки крена и дифферента). Практически правильная затяжка крепежных болтов обеспечивает надежную фиксацию двигателя на фундаменте за счет лишь одних сил трения. Чистота отверстий под призонные болты Rz 5. Чистовые развертки при заключительных проходах используют в наборе с последующим увеличением диаметров на 01—02 мм.
Для исключения задиров болты термообрабатывают до твердости НRС 27—35. Призонные цилиндрические болты шлифуют по размерам готовых отверстий с обеспечением натяга 001 — 002 мм. При запрессовке болты смазывают «ртутной» смазкой или животным жиром. Шплинтуют болты и гайки проволокой или шплинтами.
6. Проверка качества монтажа в работе во время обкатки.
После выполнения всех операций по креплению двигателя и редуктора к фундаменту окончательно проверяют и предъявляют ОТК центровку двигателя и положение коленчатого вала по раскепам и зазорам в подшипниках.
Окончательная проверка и сдача центровки главного двигателя с валопроводом и редуктором на головном судне производится только на плаву. При окончательной приемке монтажа обязательно контролируют качество зацепления зубьев шестерен и прилегание шеек к подшипникам. Прилегание должно быть не менее 65% длины зуба и вкладыша. У дизелей дополнительно замеряют величины раскепов коленчатого вала в четырех положениях и проверяют прямолинейность рамы двигателя.
Наименование монтажного комплекта и их количество
Детали и механизмы входящие в монтажную единицу
Данные о месте изготовления
Получено по коопе-рации

1титульный Анализ .cdw

Анализ технико-экономических
показателей СРТР типа
ДП 44.180403.65 Д08. 002. 001
Анализ технико-экономи-

1_СРТР_Баренцево_море.doc

1. Средний рыболовный траулер рефрижераторный типа
Все данные взяты из источника [1]
Класс регистра СССР
КМ Л1 1 А2 (рыболовное)
Судостроительный завод
«Балтия» г. Клайпеда
Лов рыбы в Баренцевом море донным и пелагическим тралами при автономной форме промысла с переработкой сырья и транспортированием продукции в порт базирования; сезонный лов сельди в Норвежском море
Между перпендикулярами
Ширина наибольшая м:
Высота борта до верхней палубы м
наибольшая (кормой)
Вместимость судна рег. т:
9 (на промысле трески; СЧ-130; ОЯ-100; ММ-30; К-16; Ж-13)
5 (при N = 1620 кВт; =1880 т)
Автономность плавания по запасам топлива сут
Количество коечных мест
Неограниченный в Баренцевом и Норвежском морях
Количество водонепроницаемых переборок
Обеспечена при затоплении
водонепроницаемого отсека
Хранение солёной и охлажденной продукции
Хранение рыбной муки
Общий объём трюмов м3
Цистерна медицинского
Тяговое усилие кН (тс)
Брашпиль электрический
Электрогидравлическая Машина
Используется якорный брашпиль
Спасательные средства
Промысловое оборудование
Трал (донный и пелагический)
однобарабанная электрическая
Скорость выбирания ммин
Скорость траления ммин
Кабельно-вытяжная лебёдка
х-барабанная электрическая
Скорость подъёма груза ммин
Энергетическая установка
Частота вращения с-1 (обмин)
Вспомогательные двигатели
Количество×мощность кВт (л.с.)
Вспомогательные котлы:
Количество×производительность
Давление МПа (кгссм2)
Утилизационные котлы
Количество× производительность
Сепаратор нефтесодержащих вод:
Установка обработки сточных вод:
Установка для сжигания отходов:
Трюмные и пожарные насосы
Балластные и осушительные
Система пожаротушения
Водотушения паротушения пенотушения жидкостная орошения
Источники электроэнергии судовой сети
Основные Генераторы с независимым приводом
Количество × мощность кВт
Валогенераторы привода промысловых лебёдок:
Частота вращения с-1(мин-1)
Аккумуляторная батарея
Авторулевой типа «Аист 2-10»
Система централизованного контроля
Система управления компрессорами пускового воздуха
Система управления котельной установкой
Электрогидравлическая
Система пожарной сигнализации
Система управления сепараторами топлива и масла
Система управления производственной холодильной установкой
Производственная холодильная установка
Расчетные температуры 0С:
Компрессорно–конденсаторные агрегаты:
Поршневой бессальниковый
Холодопроизводительность кВт при температуре 0С:
Система охлаждения трюма
Воздушная непосредственного охлаждения
Виды выпускаемой продукции
Рыба потрошёная (треска морской окунь камбала палтус зубатка) солёная и потрошёная; сельдь бочкового посола.
Сравнительные характеристики судов аналогичного назначения
Год начала строительства
Фольксверфт Штральзунд ГДР
Лов рыбы донным и пелагическим тралами сдача улова на плавбазы или доставка в порт в слабосолёном и охлаждённом виде
Лов рыбы кошельковым неводом донным и разноглубинным тралами по кормовой схеме траления кратковременное хранение улова в охлаждённом виде и передача на рыбооб-рабатывающие суда
Автономный или экспедиционный лов рыбы донным и пелагическим тралами по кормовой схеме траления
Длина максимальная м
Длина между перпендикулярами м
Вместимость валовая т
Скорость свободного хода
Дизельный с прямой передачей на ВФШ
Дизель-редукторный с 2-х ступенчатым понижающим редуктором на ВРШ
Дизель-редукторный с передачей на ВРШ
Количество и мощность ГД
Количество и мощность ВДГ
донный и пелагический тралы
донный и разноглубинный тралы

4 Монтаж.cdw

ДП44.180403.65 Д08. 002. 400
Ось коленчатого вала
ДП44.180403.65 Д08. 002.800 СБ
ДП44.180403.65 Д08. 002.700 СБ
ДП44.180403.65 Д08. 002.500 СБ
ДП44.180403.65 Д08. 002.600 СБ

Схема_Стр_2.cdw

Тунель.cdw

2_Пути совершенствования ЭУ.doc

2. ПУТИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ЭУ СРТР ТИПА
В настоящее время численность судов флота рыбной промышленности РФ сократилась более чем на половину по сравнению с 1970-1980гг. вследствие исторических и экономических преобразований. Ввиду этого возникла экономическая необходимость модернизации судов ФРП которая заключается в изменении структуры энергетической установки и рыбопромыслового оборудования.
Для решения задач такой модернизации требуется обширная информация. К наиболее важным источникам такой информации следует отнести:
-анализ результатов эксплуатации промысловых судов на смену которым должно прийти модернизируемое судно;
-анализ результатов эксплуатации зарубежных промысловых судов подобных модернизируемому;
-изучение современного состояния рыболовства сырьевой базы и развития флота рыбной промышленности по литературным источникам и периодической отечественной и зарубежной печати;
-анализ общих тенденций в судовой энергетике вообще и флота рыбной промышленности в частности.
Анализ результатов эксплуатации судов базового варианта и других типов близких к модернизируемому — наиболее важный источник исходной информации. Этот анализ выполняемый и заказчиком и проектной организацией предполагает критическую оценку базового и других вариантов промысловых судов выявление конструктивных недостатков оборудования не отвечающего условиям эксплуатации крайне неудачных (и наоборот) технических решений недостаточно надежных элементов и узлов СЭУ.
Анализ включает в себя и отработку статистических данных о структуре эксплуатационного времени суточных уловах ассортименте количестве и качестве выпускаемой продукции калькуляции себестоимости рыбной продукции среднеагрегатных нагрузках и наработках элементов СЭУ суточных расходах топлива главными и вспомогательными ДВС и паровыми котлами на основных режимах работы судов и др.
В процессе анализа устанавливают законы и параметры распределений случайных величин характеризующих условия эксплуатации судов. Уточняют зависимости между факторами отражающими внешние условия эксплуатации промысловых судов и их оптимизируемыми параметрами а также связи СЭУ с другими подсистемами судна и прежде всего с промысловой и обрабатывающей подсистемами оказывающими наибольшее влияние на уровень энергопотребления на промысловом судне а следовательно и параметры вспомогательных ЭУ.
При изучении состояния мирового рыболовства особое внимание уделяется анализу прогнозов сырьевой базы и перспективам освоения новых объектов океанического промысла. Экономическая эффективность проектируемого судна зависит от достоверности таких прогнозов в значительно большей степени чем от технического совершенства самого судна. В этой связи важно чтобы горизонты обоснованного прогнозирования были бы по возможности более далекими. Не должны быть оставлены без внимания и достижения в проектировании промысловых систем и технологии обработки рыбы обеспечивающих более высокое качество рыбопродукции при меньшей энергоемкости [2].
Судно данного типа разрабатывалось для ведения промысла в Баренцевом и Норвежском морях с пунктом базирования в г. Мурманск. Основные запасы добываемой судном рыбопродукции а именно сельди и трески распределяются в Баренцевом море и в пределах экономической зоны Норвегии. Кроме этих участков сельдь и треска добывается и на смежном участке рыболовства. Объёмы вылова в этих районах испытывают существенные межгодовые и межсезонные колебания которые зависят от усилий промыслового флота и количества рыбы мигрирующей в восточную часть Баренцева моря [18]. Надо учитывать то что в северном бассейне вылавливается 666% всей добываемой Россией сельди и трески в то время как в западном – только 334%. К тому же изменились районы промысла из-за их перераспределения между государствами.
Задачей данного дипломного проекта является модернизация энергетической установки траулера пр.1332 (типа «Баренцево море») пригодного для ведения промысла в северных морях.
Для этого необходимо усовершенствовать структурную схему ЭУ данного судна путём : замены морально устаревшего неэкономичного главного двигателя на современный экономичный двигатель; перевода судовой электростанции полностью на переменный ток; введения установки утилизации тепла выпускных газов главного двигателя.

Схема_Стр_3.cdw

6_Таблицы.doc

Основные характеристики агрегатов СЭУ.
ПОТРЕБЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
ПОТРЕБЛЕНИЕ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ
МАРКА И МОЩ- НОСТЬ z*Рнz кВт
МАРКА И МОЩ- НОСТЬ АГРЕГАТА m*Рнm кВт
МАРКА И ПАРО-ПРОИЗВОДИТЕЛЬ-НОСТЬ Дкн кгчас
L525IIPS (6ЧН 52572) 1*1620
Определяем буксировочную мощность:
бн = нz * п* в * рк = 1620 * 0.975 * 0.96 * 0.75 = 1137 кВт.
бсэ = cz * п* в * рк = нz * п* в * рк = Рcz * бн = (075÷085)*бн.
Основные показатели агрегатов СЭУ.
Марка энергоагрегата
L525IIPS (6ЧРН 52572)
Номинальная мощность
Часовой расход топлива на номинальном режиме
Удельный расход топлива
Номинальная паропроизводи-тельность
Рабочее давление пара
Принятая в расчётах низшая теплота сгорания моторного и котельного топлив
Эффективный КПД двигателей при Рн=1 к принятой Qн.
Основные физико-химические показатели используемого топлива.
Дизельное дистиллатное
Вязкость кинематическая при t=20 0С
t0 застывания не менее
Коксуемость по Конрадсону не более
Содержание серы не более
Содержание механических примесей не более
Содержание воды не более
Основные физико-химические показатели используемых масел.
Плотность кгм3 не более t=15 0С
Вязкость кинематическая мм2с t=100 0С
t0 застывания не ниже
Класс вязкости по SAE
Индекс вязкости не менее
Общее щелочное число мг КОНг масла не менее
Структура эксплуатационного времени судна.
Структура эксплуатационного времени судна
Численное значение часгод
Эксплуатационное время судна Тэ
Продолжительность работы ГД Тz=Тх
Общее стояночное время (простои в порту) Т ст
Время перехода на промысел Тх1
Время перехода с промысла Тх2
Время переходов на промысле Тх3
Время работы на лову Тл
Время работы двигателей АСЭС во время стоянки в порту Тm1 = mp * Тmim = (12)* 1000
Общее время работы двигателей АСЭС
Время работы ВПК Тl = 05 Тэ
Главный двигатель 6L525 II PS (6ЧРН 52572)
Определяемая величина
Относительные нагрузки Р
Вспомогательные двигатели 6ЧН 1822
Вспомогательный паровой котёл КВА 105-М
Относительная паропроизводительность Дк
Главный двигатель 6L525IIPS (6ЧРН 52572)
Определяемая величина
Относительная нагрузка Рс
Аz кВт*ч*106 Тz = 5000 ч
Аz’ кВт*ч*106 Тz = 5000 ч
Относительная нагрузка Рс
Вспомогательный паровой котёл КВА 105
Qпcт кДжкг 103 Тl; Ту
Расчёт располагаемой эффективности эксплуатации комплекса дизельных агрегатов СЭУ.
Общий расход топлива на 1 ГД
Общий расход топлива на 2ВДГ кmт т Тm = 500 ч
ктд т ктд1=кzт1 + кmт
Работа 1 ГД за время Тz Аz кВт*ч*106 Тz = 5000 ч
Работа двух ВДГ за время Тm Аm кВт*ч*106 Тm = 500 ч
Аm’ кВт*ч*106 Тm = 500 ч
Расчёт располагаемой эффективности использования тепла при вероятностных условиях эксплуатации агрегатов СЭУ как системы.
бн = нz * п* в * рк = 2 * 810 * 0975 * 096 * 075 = 1137 кВт.
Основные показатели агрегатов СЭУ
Номинальная паропроизводительность
Плотность кгм3 не более t=20 0С
Вязкость кинематическая мм2с t=100 0С
t0 застывания не выше
Общее щелочное число мг КОНг масла
Время работы двигателей АСЭС во время стоянки в порту
Тm1 = mp * Тmim = (12)* 1000
Время работы УК Ту = 05 Тх
Главный двигатель 9L 1624 (9ЧН 1624)
Вспомогательный двигатель 6VD1615AL-2 (6ЧН 1516)
Утилизационный котёл
Аz кВт*ч*106 Тz1 = 5000 ч
Аz’ кВт*ч*106 Тz1 = 5000 ч
Вспомогательные двигатели 6VD1615AL-2 (6ЧН 1516)
расход топлива на 2ВДГ
Сравнительный анализ эксплуатационных показателей и характеристик теплотехнической эффективности проектируемой С ЭУ и СЭУ судна-прототипа.
Анализ основных эксплуатационных показателей и характеристик теплотехнической эффективности двух СЭУ лучше всего привести как отношение показателей проектируемой СЭУ к СЭУ судна-прототипа занесенных в сводную таблицу (смотри ниже таблицу 6.3)
Таблица 6.3 Анализ эксплуатационных показателей двух СЭУ.
Номинальная мощность кВт
Часовой расход топлива на номинальном режиме кгч
Агрегатный удельный расход топлива кгкВт*ч
Эффективный КПД двигателей при РН=1 и принятой QН
Общий годовой расход топлива на z*ГД тонн
Общий годовой расход топлива на m*ВДГ тонн
Общий годовой расход топлива на работу дизельной группы агрегатов СЭУ тонн
Общий расход топлива на работу агрегатов СЭУ
(с учетом количества mlz для каждой схемы) тонн
Общий расход топлива на работу агрегатов СЭУ с учетом утилизации во второй схеме.
В-КТ1(РC)m В-КУТ1(РC)min
В-КТ2(РC) В-КУТ2(РC)max
Работа z* ГД за время Тz кВтч*10-6
Работа m*ВГД за время Тm кВтч*10-6
Работа произведенная дизельной группой агрегатов СЭУ кВтч*10-6
Коэффициенты эффективности дизельной группы агрегатов СЭУ
с учетом утилизации во 2 схеме
Коэффициенты эффективности технического использования СЭУ
Коэффициенты эффективности технического использования СЭУ
Автономность плавания судна сут
Данная таблица составлена с учетом особенностей каждой из схем:
СЭУ судна-прототипа: один ГД два ВДГ два ВПК.
СЭУ проектируемого судна: два ГД два ВДГ один ВПК один УК.
Из таблицы 6.3 сразу видна экономическая целесообразность проектируемой СЭУ. Это объясняется большой экономичностью главных двигателей. Из таблицы видно что расход топлива двух ГД второй схемы ниже расхода одного ГД первой схемы 10%. Это уже можно проследить при анализе расхода топлива на дизельную группу откуда видно что расход топлива первой схемы превышает расход второй 10% а с учетом всех агрегатов СЭУ вторая схема экономичнее первой 12% где почти 2% - экономия топлива за счет утилизации тепла выпускных газов.
В результате при одинаковой работе AD дизельного комплекса эффективность СЭУ в сопоставимых условиях эксплуатации возрастает по Э не менее чем на 11% по ЭУ -15% с соответствующим снижением КТ. При этом увеличивается автономность не менее чем на 10%.

1 Продольный.cdw

ДП 44. 180403.65 Д08. 002. 100
Расположение механизмов
и оборудования в МКО

3 Поперечный.cdw

ДП 44. 180403.65 Д08. 002. 300
Расположение механизмов
Поперечный разрез по 54 шп.

Схема_Стр_4.cdw