Содержание курсового проекта
1.0. Вступление
2.0. Судовые системы
Классификация судовых систем
Составные части систем
Перспективы развития судовых систем
3.0. Балластная система
Требования Регистра к балластной системе
Требования МАРПОЛ 73/78
4.0 Расчетная часть
6.0 Заключение
7.0 Список использованной литературы
Вступление
Развитие морского флота, использование новых типов автоматизированных судов, большое разнообразие вспомогательных машин, систем, устройств и аппаратов общесудового назначения и обслуживающих главные энергетические установки вызывают необходимость получения профессиональных знаний и практических умений и навыков эксплуатации судовых вспомогательных механизмов и систем при подготовке вахтенных механиков. Вспомогательные механизмы и системы могут иметь решающее значение в обеспечении надежности и безопасности эксплуатации судна. Инженерному персоналу необходимы обширные знания в области теории, конструкции и научных методов эксплуатации этих механизмов и систем. Методические указания по выполнению курсовой работы соответствуют учебному плану, программе дисциплин "Судовые вспомогательные механизмы, системы и их эксплуатация" и "Судовые установки и системы" предназначены для курсантов, обучающихся по направлению подготовки 5.07010403 "Эксплуатация судовых энергетических установок".
судовой насос система балластная
Судовые системы
Судовыми системами называется комплекс трубопроводов с арматурой, обслуживающими их механизмами, цистернами, аппаратами, приборами и средствами управления и контроля над ними.
Судовые вспомогательные механизмы обычно разделяют на: палубные, обеспечивающие действие рулевых, якорных, швартовных, грузовых, шлюпочных и буксирных устройств и приспособлений для учалки толкаемых составов, и судовые насосы, обслуживающие осушительную, балластную, санитарную и противопожарную системы. С помощью одного механизма могут выполняться различные операции и обслуживаться несколько судовых систем. Для балластной и осушительной систем используется один и тот же насос. Такое совмещение функций позволяет обойтись меньшим количеством оборудования и, следовательно, снизить вес и строительную стоимость судна. Однако подобное объединение допустимо не во всех случаях. Наиболее ответственные механизмы даже дублируют, чтобы гарантировать безотказность действия устройства (системы) при выходе из строя основного. К таким механизмам относятся рулевые, поскольку потеря судном управляемости может привести к аварии. Вид потребляемой механизмами энергии определяет их конструктивный тип. По виду применяемой энергии судовые вспомогательные механизмы разделяются на: ручные, паровые, электрические, гидравлические. Электрические механизмы приводятся в действие электродвигателями постоянного (переменного) тока с соответствующей передачей (редуктором).
Гидравлический механизм обычно включает в себя насос, гидроаккумулятор, систему трубопроводов и исполнительное устройство (пресс или крыльчатое поворотное рабочее колесо).
Стремление иметь минимальную численность экипажа приводит к необходимости механизации операций, требующих физических усилий. Поэтому, естественно, современное судно оснащается большим количеством вспомогательного оборудования (потребителей энергии). Судовая система - совокупность механизмов, трубопроводов с арматурой, емкостей, контрольно-измерительных приборов и элементов управления, предназначенных для определенных целей.
Судовые системы обеспечивают на судах:
ü борьбу за непотопляемость судна - удаление воды из затопленных отсеков, прием или перекачивание водного балласта с целью спрямления поврежденного судна;
ü борьбу с пожарами на судне;
ü поддержание необходимой температуры и влажности воздуха в жилых и служебных помещениях судна - условий обитаемости;
ü подачу пресной и забортной воды для бытовых нужд экипажа;
ü удаление грязной воды с судна;
ü подачу сжатого воздуха;
ü погрузочно-разгрузочные операции на наливных судах.
Судовые системы должны включать надежные элементы автоматики.
Системы, обслуживающие судовые силовые установки: система охлаждения механизмов, смазки, подачи топлива, производства и подачи сжатого воздуха к двигателям и т.д. Судовые системы принято классифицировать по роду среды, перемещаемой в трубопроводах или по назначению.
По роду среды, транспортируемой в трубопроводах, системы разделяются следующим образом:
а) водопроводы холодной и горячей, морской и пресной воды;
б) воздухопроводы холодного сухого и теплого влажного воздуха;
в) паропроводы;
г) рассолопроводы водяных растворов солей (служащие главным образом для охлаждения помещений);
д) газопроводы углекислого газа, аммиака, фреона и т.п. Судовые системы удобнее изучать, классифицируя их по назначению и выполняемой функции. По этому принципу все судовые системы объединены в следующие группы, при работе которых используются общие элементы, что упрощает отдельные системы и их эксплуатацию.
Трюмная группа, включающая следующие системы:
) водоотливную, предназначенную для удаления масс воды из затопленных отсеков после заделки пробоины, а также для откачки фильтрационных (протекающих через неплотные соединения) вод;
) осушительную - для удаления трюмной воды, а также для осушения междудонных и бортовых отсеков, не имеющих специального назначения;
) балластную для изменения крена, дифферента и осадки судна путем приема или осушения специальных отсеков или цистерн.
В противопожарную группу входят следующие системы:
) водяная (водотушения и водораспыления) - для тушения пожара водяной струей из пожарных шлангов и из спринклерных головок, для приведения в действие эжекторов и других систем, для тушения пожара топлива в машинно-котельных отделениях распыленной водой;
) паротушения - для тушения пожара в топливных отсеках посредством заполнения их водяным паром;
) жидкостная - для тушения пожара топлива в МКО и на электростанциях посредством подачи в эти помещения огнегасительной жидкости;
) пенотушения - для тушения пожара негорючей пеной, изолирующей очаг пожара от доступа кислорода воздуха;
) газотушения - для тушения пожара в помещениях путем заполнения их углекислым газом;
) орошения и затопления погребов боезапаса - для охлаждения боезапаса и затопления его для предотвращения взрыва и тушения пожара в погребах.
Санитарная группа включает системы следующих назначений:
) пресной воды - для подачи питьевой воды в пищеблоки, пресной, холодной и горячей воды к ваннам, душевым, прачечным, умывальникам и другим потребителям;
) забортной воды - для подачи забортной воды в санитарные помещения и для мытья палуб;
) сточную - для удаления грязной воды из ванн, умывальников, бань и пр.;
) фановую и фекальную - для удаления фекальных вод из гальюнов и туалетов; для сбора грязной воды из фановой и сточной систем в фекальные цистерны и сброса этих вод в специальное судно или за борт вне пределов территориальных вод или на свалку;
) шпигатов - для удаления воды с палуб, мостиков и др.
Группа кондиционирования воздуха включает системы зимнего, летнего и общего кондиционирования воздуха для поддержания зимой и летом в помещениях заданных параметров воздуха: температуры, относительной влажности и концентрации СО2. Зимой подаваемый наружный воздух нагревается и увлажняется, а летом - охлаждается и осушается при автоматическом регулировании. К этой группе также относятся системы:
) парового отопления, обогревающие помещения паровыми грелками;
) электрического отопления, обогревающие помещения электрическими грелками;
) вентиляции - для обмена воздуха в помещениях: подачи свежего наружного воздуха и удаления загрязненного воздуха;
) аэрорефрижерации - для поддержания в помещениях заданной температуры путем отвода теплого и подачи охлажденного воздуха;
) рефрижераторная - для охлаждения провизионных камер и подачи к различным потребителям охлажденного рассола (охлаждающей жидкости);
) регенерации - для восстановления в воздушной среде помещений количества кислорода, необходимого для организма чело - пека, и удаления из помещений излишнего количества углекислого и других вредных газов.
Группа сжатого воздуха состоит из воздушных систем низкого, среднего и высокого давления, подающих воздух для работы судовых устройств или механизмов, а также для работы пневмоприводов, не имеющих собственных компрессоров.
Специальная группа систем для наливных судов состоит из следующих систем:
) грузовой, производящей погрузочно-разгрузочные операции с жидкими грузами в танках наливных судов;
) зачистной, обеспечивающей зачистку танков наливных судов от остатка груза, отстоя и грязи;
) газоотводной, отводящей через предохранительные клапаны в атмосферу газы, выделяемые грузом в танках;
) подогрева вязких грузов - для подогрева грузов в танках при выдаче их с судна или при перегрузке между танками или цистернами;
) мойки танков - для подачи пара или горячей воды в танки после их разгрузки для мытья и газобезопасной обработки.
Группа систем управления судовыми механизмами и устройствами и внутрисудовой переговорной связи, включающая системы специфического назначения:
) управления (гидравлического и пневматического) - дл я изменения режимов работы механизмов на расстоянии с центральных постов;
) воздушного измерения (пневмеркаторную систему) - для дистанционного измерения с центральных постов осадки судна или количества и уровня жидкого груза в отсеках;
) переговорных труб (связи) - для голосовой связи и устной передачи команд между постами управления в различных помещениях судна.
Специальная группа систем для наливных судов:
грузовой, производящей погрузочно-разгрузочные операции с жидкими грузами в танках наливных судов;
зачисткой, обеспечивающей зачистку танков наливных судов от остатка груза, отстоя и грязи;
газоотводной, отводящей через предохранительные клапаны в атмосферу газы, выделяемые грузом в танках;
подогрева вязких грузов - для подогрева грузов в танках при выдаче их с судна или при перегрузке между танками или цистернами;
мойки танков - для подачи пара или горячей воды в танки после их разгрузки для мытья и газобезопасной обработки.
Классификация судовых систем
Для обеспечения нормальной и безопасной работы судна, а также для создания соответствующих условий пребывания на нем людей служат судовые системы. Под судовой системой понимается сеть трубопроводов с механизмами, аппаратами и приборами, выполняющая на судне определенные функции. С помощью судовых систем осуществляются: прием и удаление водяного балласта, борьба с пожарами, осушение отсеков судна от скапливающейся в них воды, снабжение пассажиров и экипажа питьевой и мытьевой водой, удаление нечистот и загрязненной воды, поддержание необходимых параметров (кондиций) воздуха в помещениях.
Некоторые суда, как, например, танкеры, ледоколы, рефрижераторы и др., в связи со специфическими условиями эксплуатации оборудуют специальными системами. Так, танкеры оснащают системами, предназначенными для приема и выкачки жидкого груза, его подогрева в целях облегчения перекачки, мытья танков и их зачистки от остатков нефтепродуктов.
Большое число функций, выполняемых судовыми системами, обусловливают многообразие их конструктивных форм и используемого механического оборудования.
В состав судовых систем входят: трубопроводы, состоящие из соединенных между собой отдельных труб и арматуры (задвижек, клапанов, кранов), которая служит для включения или выключения системы и ее участков, а также для различных регулировок и переключений; механизмы (насосы, вентиляторы, компрессоры), сообщающие механическую энергию протекающей через них среде и обеспечивающие перемещение последней по трубопроводам; сосуды (цистерны, баллоны и др.) для хранения той или иной среды; различные аппараты (подогреватели, охладители, испарители и др.), служащие для изменения состояния среды; средства управления системой и контроля за ее работой.
Из перечисленных механизмов и аппаратов в каждой данной судовой системе могут быть лишь некоторые из них. Это зависит от назначения системы и характера выполняемых ею функций.
Кроме систем общесудового назначения, на судне имеются системы, которые обслуживают судовую энергетическую установку. На дизельных судах эти системы снабжают главные и вспомогательные двигатели топливом, маслом, охлаждающей водой и сжатым воздухом. Системы судовых энергетических установок рассматривают в курсе, посвященном этим установкам.
Обычно судовые системы классифицируют или по роду среды, перемещаемой по трубопроводам, или по назначению и характеру выполняемых ими функций.
В зависимости от рода транспортируемой среды системы разделяют на водопроводы, паропроводы, воздухопроводы, рассолопроводы, газопроводы и нефтепроводы. Такая классификация удобна для гидравлического расчета трубопроводов, который зависит главным образом от рода транспортируемой среды и режима ее движения.
Для изучения судовых систем классификация по данному признаку неудобна, так как иногда в одних и тех же системах применяют трубопроводы для воды, пара, рассола и др. Так, например, в состав системы кондиционирования воздуха входят паропроводы, рассолопроводы и воздухопроводы.
Наиболее целесообразно судовые системы классифицировать по назначению и характеру выполняемых ими функций. Такая классификация позволяет однородные по устройству и характеру работы системы относить к одной группе. По этим признакам судовые системы разделяют на осушительные, балластные, противопожарные, санитарные (водоснабжения, сточная, фановая), искусственного микроклимата (вентиляции, отопления, кондиционирования воздуха), а также специальные для нефтеналивных судов.
Составные части систем
К этим элементам относятся трубы, путевые соединения, фасонные части и арматура.
Трубы. Они характеризуются материалом, из которого изготовляются, диаметром и толщиной стенки. В системах судов внутреннего плавания применяют главным образом трубы из углеродистой стали: бесшовные, электросварные и водогазопроводные (газовые). Последние поставляют с резьбой на обоих концах или без нее. Водяные трубопроводы делают из стальных оцинкованных труб; они обладают большей коррозийной стойкостью, чем неоцинкованные.
В системах судов на подводных крыльях для уменьшения массы используют трубы из алюминиевых сплавов. Размеры труб, изготовляемых отечественными заводами, марки материалов и требования к трубам определяются соответствующими государственными стандартами.
Для сокращения числа типоразмеров труб, используемых при постройке судов, в судостроении введены нормали, ограничивающие государственные стандарты. Это позволяет существенно снизить стоимость постройки и ремонта судовых систем. Кроме отраслевых стандартов, регламентирующих размеры труб и технические требования к последним, имеются государственные стандарты, устанавливающие условные проходы, условные, рабочие и пробивные давления для труб, арматуры и соединительных частей трубопроводов. Под условным проходом для трубопроводных элементов понимают номинальный внутренний диаметр в миллиметрах. Для арматуры условный проход равен фактическому внутреннему диаметру. Выбор труб, деталей соединения, фасонных частей и арматуры на основе условного прохода обеспечивает конструктивное соответствие их при комплектовании в трубопровод.
Соединение труб, присоединение их к запорной, переключающей и регулирующей арматуре, к стенкам цистерн, к механизмам и аппаратам может быть разъемным и неразъемным (путевые соединения). К разъемным соединениям относятся фланцы, муфты, штуцера и дюриты. Для создания плотности разъемных соединений между ними устанавливают прокладки из картона, паронита, резины, фибры, полиэтилена и других материалов. К неразъемным относятся сварные, паяные и клееные соединения.
Фасонные части трубопроводов - колена, тройники, четверники и переборочные стаканы - применяют для разветвления трубопроводной сети, прохода труб через настилы, переборки и т.п.
Компенсаторы служат для восприятия температурных удлинений или смещения труб вследствие деформаций судовых конструкций. Компенсаторы монтируются в трубопроводах больших диаметров с переменной температурой среды (таких, как паропроводы высокого давления); для прочих систем их роль выполняют самокомпенсаторы - изогнутые участки труб.
Подвески и кронштейны, выполненные из полосового или профильного металла, служат для крепления труб к элементам судовых конструкций.
Арматура судовых систем служит для закрывания, регулирования или переключения трубопроводов. Она обеспечивает отключение, изменение количества протекаемой среды, изменение направления движения среды в разные трубопроводы, поддержание в трубопроводах постоянного давления и защиту систем от попадания в них посторонних предметов.
Арматура может быть стальной, латунной и бронзовой. Всю арматуру судовых систем классифицируют по назначению и конструкции на следующие группы:
) Клапаны, характерной деталью которых является тарелка, перекрывающая живое сечение проточной части внутри его корпуса.
В зависимости от способа управления тарелкой и назначения клапаны разделяются на запорные, невозвратные, невозвратно-запорные, невозвратно-управляемые, предохранительные, дроссельные и редукционные.
Клапаны запорные перекрываются тарелкой, регулируемой шпинделем. Клапаны невозвратные, предохранительные и редукционные работают автоматически. В невозвратном клапане шпинделя нет, тарелка прижимается к седлу в корпусе собственным весом и давлением среды, протекающей в трубопроводе, или пружиной. Клапаны предохранительные работают автоматически: среда проходит, отжимая тарелку, прижимаемую к седлу клапана пружиной, сжатие которой заранее регулируется. При повышении в трубопроводе давления на величину более 20% рабочего тарелка отжимается от седла и клапан открывается, сбрасывая избыточное давление.
Клапаны дроссельные применяются для уменьшения давления в трубопроводах путем изменения гидравлического сопротивления среды, регулируемого положением тарелки.
Клапаны редукционные применяются для снижения статического давления среды в трубопроводах и поддержания его постоянства независимо от колебания давления до и после места установки этого клапана.
) Задвижки клинкетные (клинкеты) с клиновидным диском перекрывающим сечения трубопровода. Клинкеты используются как запорные органы или как спускные или перепускные средства в качестве донной и бортовой арматуры.
) Краны проходные, трехходовые и крановые манипуляторы - запорно-регулирующая арматура в виде пробки, установленной в корпусе крана с одной или несколькими прорезями Манипуляторы используются для переключения трех, четырех и более трубопроводов;
) Захлопки - особый вид арматуры, рабочая тарелка которой шарнирно закреплена на оси.
Приводы управления арматурой, аппаратами и другими элементами систем бывают местными и дистанционными, приводимыми в действие вручную, с помощью механических двигателей или работающих автоматически. Дистанционные приводы могут быть валиковыми, гидравлическими, пневматическими и электрическими.
Гидравлические механизмы, преобразующие энергию движущейся в них жидкости в механическую работу рабочего органа, используются для управления арматурой, приводами и аппаратами.
Насосы - машины, преобразующие механическую энергию, получаемую от двигателей, приводящих их в движение, в приращение механической энергии протекающей в них жидкости.
В зависимости от конструкции и способа, которым совершается энергообмен, насосы подразделяются на поршневые (объемные или вытеснения), в которых жидкость перемещается под действием поршня, совершающего возвратно-поступательное движение в рабочем цилиндре машины; ротационные (роторные), в которых перемещение жидкости совершается под действием вращения зубчатых колес или винтов; лопастные, в которых жидкость перемещается под действием центробежных сил, возникающих при проходе жидкости через вращающееся рабочее колесо с лопатками; струйные (эжекторы), в которых нагнетаемая жидкость получает приращение энергии под действием другой рабочей жидкости, обладающей необходимой кинетической энергией.