Лекция 14. Общие сведения о судовых системах. Назначение, классификация, принципиальные схемы и эксплуатация судовых систем.
Введение
Судовой системой называется сеть трубопроводов с арматурой, механизмами, аппаратами, приборами, устройствами и емкостями, предназначенных для обеспечения мореходности, непотопляемости и противопожарной безопасности судна, нормальных условий эксплуатации его двигателей и теплообменных аппаратов, а также поддержания требуемых условий обитаемости в судовых помещениях.
С помощью судовых систем к потребителям подводится вода, топливо, масло, пар, воздух и пена и откачиваются с судна трюмные воды и нефтепродукты. Посредством судовых систем помещения отапливаются, охлаждаются и вентилируются.
История развития судовых систем начинается со времени появления паровых судов. Уже на первых пароходах применяли специальные трубопроводные устройства с насосами, с помощью которых осуществлялось откачивание из отсеков скапливающейся в трюмах воды, тушение пожара забортной водой, подача пресной воды из цистерн в камбузы и каюты, а также вентилирование помещений. В дальнейшем эти трубопроводные устройства обособились от прочих судовых устройств и получили название судовых систем. Повышение требований к надежности средств пожаротушения и появление более эффективных огнегасяших веществ повлекло за собой применение на судах специальных противопожарных систем. Необходимость создания комфортных микроклиматических условий в пассажирских каютах и постах управления в связи с увеличением дальности плавания судов привела к появлению систем кондиционирования воздуха (в настоящее время ими оборудованы жилые помещения практически на всех судах). В связи с большим ростом грузоподъемности танкеров и стремлением максимально ускорить их разгрузку в системах перекачивания нефтепродуктов стали применять высокопроизводительные грузовые насосы большой мощности и дистанционно управляемую запорную арматуру. На крупных морских судах системы с ручным управлением арматуры постепенно уступают место дистанционно или автоматически управляемым системам. Продолжается внедрение новых коррозионно-стойких материалов.
Автоматизация судовых систем позволяет значительно сократить численность обслуживающего персонала, а использование новых материалов – повысить коррозионную стойкость трубопроводов и одновременно снизить их массу и габариты. Целесообразно применять трубы из титана, винипласта, полиэтилена и фторопласта, обладающие высокими антикоррозионными свойствами и значительно снижающими массу труб по сравнению с обычными стальными трубами. Однако широкое внедрение пластмассовых труб сдерживается некоторыми отрицательными свойствами пластмасс, например, снижением надежности систем в условиях высоких и низких температур, а также большой огнеопасностью. В развитие судовых систем большой вклад внесли русские и советские ученые и инженеры. Русский адмирал С.О. Макаров положил начало научному обоснованию и практической организации работ по созданию условий непотопляемости корабля. Совершенствованию теории судовых систем в значительной степени содействовали труды академика А.Н. Крылова. В 1915–1928 гг. были опубликованы труды академика В.Л. Поздюнина «Отопление и вентиляция» и «Осушительная и балластная системы». В 1928 г. Н.И. Михайлов выпустил курс «Судовые системы» – первое учебное пособие по судовым системам в нашей стране. В 1935 г. Л.С. Окорский опубликовал более полный и систематизированный учебник «Судовые системы». В 1962 и 1966 гг. выпущены учебники «Судовые системы» А. В. Александрова.
На судах применяют разнообразные судовые системы, различающиеся по назначению, использованию в них рабочих сред (жидкостей и газов) и конструктивным особенностям. Судовые системы можно классифицировать по двум признакам: роду среды, перемещаемой по трубопроводу, и назначению.
По роду среды судовые системы разделяют на водопроводы, воздухопроводы, паропроводы, нефтепроводы и маслопроводы. Но такая классификация неудобна как при изучении устройства, так и при проектировании систем ввиду того, что в одной н той же системе могут одновременно находиться несколько сред (например, вода и воздух). В судостроении получила распространение классификация по назначению, согласно которой судовые системы подразделяют на следующие группы: трюмные, балластные, противопожарные, бытового водоснабжения, отопления, вентиляции и др. Состав групп и назначение отдельных систем укааны в табл. 1.
Общие требования к судовым системам
К судовым системам предъявляются следующие общие требования:
– надежность действия в условиях качки, вибрации и высокой влажности морского воздуха;
– живучесть систем, обеспечивающих непотопляемость судна, т. е. их работоспособность при повреждении или выходе из строя отдельных механизмов или участков системы;
– устойчивость применяемых материалов против коррозии и эрозии в морской воде;
– предотвращение загрязнения моря нефтью, нефтепродуктами и сточными водами;
– максимальное применение унифицированных конструктивных элементов при минимально необходимом числе их типоразмеров;
– экономическая целесообразность применения дефицитных и дорогостоящих механизмов, арматуры и труб;
– минимальное число обслуживающего персонала (но с учетом экономически оправданной автоматизации управления системами);
– удобство расположения механизмов и арматуры для осмотра и ремонта;
– упрощение технологии изготовления трубопроводов и монтажа системы на судне.
Помимо общих требований к судовым системам к отдельным из них могут предъявляться особые требования, которые приводятся в последующих главах при рассмотрении устройства конкретных систем. В процессе проектирования систем следует учитывать все требования, но принимать необходимо только те, которые являются оптимальными для данной системы. При использовании новых материалов, более эффективных механизмов или более совершенных способов управления системами следует всесторонне взвешивать их достоинства и недостатки. Например, применение автоматического управления судовыми системами приводит к сокращению численности обслуживающего персонала, но одновременно с этим усложняется их устройство и резко повышается стоимость изготовления и эксплуатации.