Какие системы на судах

Обновлено: 24.04.2024

Рулевое, якорное, грузовое, шлюпочное, буксирное и швартовное устройства располагаются на верхней палубе судна или в специально отведенных помещениях под верхней палубой.

Рулевое устройство предназначено для обеспечения одного из основных мореходных качеств судна — управляемости. В состав рулевого устройства входят следующие узлы:
— руль с приспособлениями для ограничения углов перекладки, непосредственно обеспечивающий управляемость судна;
— баллер руля — вал для поворота руля;
— румпель (или сектор) — рычаг для создания вращающего момента на баллере руля (иногда входит в состав рулевой машины);
— рулевая машина — механизм, состоящий из комплекса передач и двигателя и предназначенный для создания усилия на баллере руля;
— привод управления рулевой машиной, который служит для связи поста управления судна с пусковым механизмом рулевой машины;
— основной рулевой привод, предназначенный для передачи усилия от рулевой машины к баллеру руля;
— запасной и аварийный рулевой приводы, используемые при выходе из строя основного рулевого привода;
— рулевой тормоз — приспособление для неподвижного закрепления руля.

Расположение на судне рулевого устройства с электрогидравлической машиной показано на рис. 12, а описание конструкции отдельных его узлов дано в гл. VI.

Рис. 12. Рулевое устройство.

1 — подпятник руля; 2 — рудерпис; 3 — перо руля; 4 — ребра (поперечины) рудерписа; 5 — фланцевое соединение руля с баллером; 6 — баллер руля; 7 — гельмпортовая труба; 8 — электрогидравлическая рулевая машина; 9 — верхний упорный подшипник; 10 — сектор; 11— бесштуртросовый секторный привод; 12 — тумба ручного аварийного управления рулем; 13 — румпель; 14 — нижний упорный подшипник и сальник; 15 — петли руля; 16 — рудерпост; 17 — соединительный штырь; 18 — бронзовая втулка.

Якорное устройство служит для постановки судна на якорь, т. е. для обеспечения надежной стоянки судна на внешнем или внутреннем рейде. Каждое якорное устройство характеризуется: районом расположения на судне, числом и весом якорей, калибром и длиной якорных цепей, типом якорных механизмов. В зависимости от возможного способа постановки судна на якорь различают носовое и кормовое якорные устройства. Число якорей обычно не превышает трех (два становых якоря и один стоп-анкер), а их общий вес для разных типов судов находится в пределах от 200 до 45 000 кг. В качестве якорных (а чаще всего — якорно-швартовных) механизмов применяют шпили, брашпили и якорные лебедки, имеющие ручной, паровой, электрический и гидравлический приводы. Наибольшее применение на современных судах имеют паровые и электрические якорно-швартовные механизмы. В состав любого якорного устройства входят: якоря, якорные цепи, якорные клюзы, цепные стопоры, якорные механизмы и цепные ящики. Конструкция носового якорного устройства и его расположение на судне показаны на рис. 13.

Рис. 13. Носовое якорное устройство.

1 — стоп-анкер; 2 — контроллер брашпиля; 3 — брашпиль; 4 — якорная цепь; 5 — винтовой стопор; б — якорный клюз с бортовой нишей; 7 — становой якорь; 8 — крышка на раструб трубы в цепной ящик; 9 — труба в цепной ящик; 10 — цепной ящик; 11 — глаголь-гак для крепления коренного конца якорной цепи; 12 — привод отдачи концевого звена якорной цепи

Грузовое устройство предназначено для погрузочно-разгрузочных операций с перевозимыми грузами. Характер этих операций и определяет в основном тип грузовых устройств, устанавливаемых на судне, а именно: грузовые стрелы, поворотные электрические краны и смешанные устройства (с кранами и стрелами). Применяемые на судах грузовые стрелы по конструкции подразделяются на мачтовые и стрелы на грузовых колоннах, а по грузоподъемности — на легкие (до 10 т) и тяжеловесные (более 10 т). Стрелы располагают на верхней палубе в районе грузовых трюмов. При этом на один грузовой люк в зависимости от водоизмещения судна устанавливают две легкие стрелы или по одной тяжеловесной стреле. В последнем случае смежные грузовые люки носового и кормового грузовых трюмов обслуживаются перекидными тяжеловесными стрелами.

В состав стрелового мачтового грузового устройства, показанного на рис. 14, а, входят непосредственно стрелы, их такелаж и механические лебедки (паровые или электрические).

Рис. 14. Грузовое устройство: а — общий вид: б — схема люкового закрытия; в — общий вид люкового закрытия.

1 — мачта; 2 — топенант; 3 — стрела; 4 — грузовой шкентель; 5 — грузовой люк; 6 — лебедка; 7— гак; 8 — груз; 9 — ведущая крышка люка; 10 — комингс люка; 11 — ведомая крышка люка; 12 —шарнир плунжера; 13 — домкрат; 14 — шарнир домкрата.

В последнее время на морских судах вместо грузовых стрел применяют грузовые краны: одни или в сочетании со стрелами. Отечественной промышленностью выпускаются судовые электрические поворотные краны грузоподъемностью от 1 до 5 т, отличающиеся высокой производительностью, экономичностью, а также постоянной готовностью к действию.

Грузовые краны устанавливают на верхней палубе, в диаметральной плоскости, а также по бортам судна, по одному или попарно у обслуживаемого ими грузового люка.

В качестве примера судовых кранов изображен (рис. 15) электрический поворотный кран типа КЭ-17, состоящий из двух основных частей: механической части, включающей в себя механизмы подъема груза, изменения вылета стрелы и поворота крана, и металлической конструкции — вращающейся платформы, жестко соединенной с колонной, и стрелы.

Рис. 15. Электрический поворотный кран КЭ-17.

1 — колонна; 2 — опора колонны; 3 — платформа; 4 — механизм поворота; 5 — пост управления; 5 — механизм подъема груза; 7 —стрела; 8 — подвеска; 9 —грузовая скоба.

В состав грузового устройства входят также люковые закрытия и переносные перегружатели (грузовые платформы, выдвижные конвейеры и др.) для механизированной подачи груза из трюмов судна на палубу. Люковые закрытия представляют собой металлические люковые крышки, открываемые и закрываемые с помощью палубных механизмов (лебедок, кранов) через систему канифас-блоков или специальных приводов (гидравлических, электрических, пневматических). Механизация закрытия люков сокращает стояночное время судов, увеличивает производительность погрузочно-разгрузочных работ и повышает безопасность плавания судна. Широкое распространение на морских судах получили шарнирно сочлененные из нескольких секций или двустворчатые металлические люковые крышки с гидравлическим приводом (см. рис. 14, б).

Водонепроницаемость люкового закрытия обеспечивается прокладками из литой резины, установленными в специальные желоба на крышке по контуру комингса люка.

В состав шлюпочного устройства входят:
— шлюпбалки — металлические кованые, литые или сварные конструкции с соответствующим такелажем, предназначенные для безопасного и быстрого спуска и подъема шлюпок;
— спасательные и рабочие шлюпки — легкие весельные или моторные суда, способные длительное время держаться на воде;
— кильблоки или ростр-блоки — приспособления, необходимые для установки и крепления на них шлюпок по-походному;
— найтовы — такелаж для крепления шлюпок по-походному;
— шлюпочные лебедки с ручным или электрическим приводом.

На рис. 16 показаны схема расположения шлюпок на пассажирском теплоходе и устройство скользящей, наиболее широко применяемой шлюпбалки.

Рис. 16. Шлюпочное устройство: а — расположение шлюпок на пассажирском теплоходе; б — скользящая шлюпбалка.

1 — рабочая шлюпка; 2 — спасательные шлюпки; 3 — стандерс; 4 — стрела; 5 — тали; 6 — занайтовленная шлюпка.

Швартовное устройство предназначено для надежного крепления судна к набережной порта или к борту соседнего судна во время стоянки или погрузочно-разгрузочных работ.

В состав швартовного устройства входят:
— швартовы — стальные, пеньковые или капроновые тросы (канаты);
— кнехты и битенги — сварные или литые тумбы для крепления швартовов;
— киповые планки и роульсы — приспособления, которые служат направляющими для швартовов;
— швартовные клюзы — литые овальные детали, предохраняющие швартовы от перетирания;
— тросовые вьюшки — металлические барабаны с дисками большого диаметра по краям для наматывания и хранения на судне швартовного троса (каната);
— швартовные механизмы (шпили или брашпили), предназначенные для выбирания швартовов и подтягивания судна;
— кранцы — оплетенные растительным тросом и набитые пробкой или ворсом парусиновые мешки для предохранения бортов судна от повреждений в момент швартовки (на некоторых судах выше ГВЛ устанавливают сосновые брусья).

Общее расположение швартовного устройства на баке судна показано на рис. 17, а.

Буксирное устройство служит для буксировки судов как в пределах акватории порта, так и в открытом море. Этим устройством оборудуют в основном специальные суда (буксиры, ледоколы и др.), а также отдельные транспортные суда.

Рис. 17. Расположение швартовного (а) и буксирного (б) устройств ледокола.

1 — корзины для хранения мягких кранцев; 2 — роульс для швартовного троса; 3 — вьюшки; 4 — буксирные кнехты; 5 — швартовные кнехты; 6 — киповая планка; 7 — брашпиль; 8 — киповая планка с роульсами и наметкой; 9 — наметка; 10 — роульсы; 11 — штырь (ось) роульса; 12 — кормовой буксирный клюз; 13 — буксирная арка; 14 — линия буксирного троса от лебедки к буксирному клюзу; 15 — линия буксирного троса от гака к буксирному клюзу; 16 — промежуточный буксирный клюз; 17 — буксирный гак; 18 — буксирная дуга; 19 — буксирная лебедка.

Буксирное устройство состоит из буксирного троса; буксирного гака — специального крюка для крепления буксирного троса и его отдачи; буксирной лебедки; буксирной дуги — стальной конструкции, прочно закрепленной концами к фальшборту судна и предназначенной для размещения буксирного гака; буксирной арки — металлической конструкции, служащей для направления буксирного троса и ограждения палубы при его перемещениях; буксирных клюзов (закрытых или открытых) — специальных приспособлений, защищающих людей и палубные механизмы от повреждения буксирным тросом; буксирных кнехтов или битенгов.

Часто роль буксирного устройства на неспециальных судах выполняет швартовное устройство, которое дополнительно снабжается буксирным глаголь-гаком, буксирными кнехтами, устанавливаемыми попарно в носу и корме судна, буксирным тросом и буксирной брагой, представляющей собой два отдельных конца троса, соединенных вместе треугольным звеном.

В последнее время на буксирных судах стали применять автоматические буксирные лебедки и автоматические буксирные гаки с гидравлическим затвором.

В отличие от швартовного буксирное устройство специальных судов располагают не в носовой, а в кормовой части судна (рис. 17,6).

Судовые системы представляют собой совокупность специализированных трубопроводов с механизмами, аппаратами, приборами и устройствами. Они предназначены для перемещения жидкостей, воздуха или газов в целях обеспечения нормальной эксплуатации судна (за исключением энергетической установки, трубопроводы которой в число судовых систем не входят).

Работа судовых систем обеспечивает живучесть судна, т. е. безопасность плавания, необходимые условия обитаемости, сохранность груза, а также выполнение специальных функций, связанных с назначением судна, например на танкерах, спасателях, промысловых судах и т. п.

К судовым системам относятся:

трюмные системы — осушительная, водоотливная, перепускная, нефтесодержащих трюмных вод;
балластные системы — балластная, дифферентная, креновая, замещения, нефтесодержащих балластных вод;
системы пожаротушения — водяного пожаротушения, водяного орошения, спринклерная, водораспыления, водяных завес, паротушения, пенотушения, углекислотного тушения, объемного химического тушения, инертных газов, порошкового пожаротушения;
системы бытового водоснабжения — бытовой пресной воды, питьевой воды, мытьевой воды, бытовой забортной воды, бытовой горячей воды;
сточные системы — сточных вод, хозяйственно-бытовых вод, шпигатов открытых палуб;
системы микроклимата — вентиляции, кондиционирования воздуха, отопления (парового, водяного, воздушного);
системы холодильных установок — холодильная, холодильного агента, холодоносителя;
системы хозяйственного пароснабжения - подогрева жидкостей, пропаривания;
системы сжатого воздуха — высокого давления, среднего давления, низкого давления, пневмоуправления;
система охлаждения судового оборудования;
система гидравлики.

Кроме названных основных на судах имеются различные вспомогательные системы: измерительных, воздушных и переливных труб; системы продувания и обогревания трубопроводов и арматуры, а также системы связи, сигнализации и управления, к которым относятся системы переговорных труб, трюмной сигнализации, пожарной сигнализации, контроля параметров работы и аварийной сигнализации.

К числу специализированных судовых систем, выполняющих функции, связанные с назначением судна, относятся:

специальные системы танкеров — грузовая, зачистная, газоотводная, мойки грузовых танков, орошения грузовых танков;
специальные системы спасательных судов — грунторазмыва, грунтоотсоса, водоотливно-спасательная, сжатых газов и газовых смесей;
специальные системы промысловых судов — рыбьего жира, растительного масла, тузлука, рыбоиодачи, производственной пресной воды, производственной забортной воды, производственной канализации, производственного пароснабжения.

Судовые системы обеспечивают:

борьбу за непотопляемость - удаление воды из затопленных отсеков, прием или перекачивание водного балласта с целью спрямления поврежденного судна;
борьбу с пожарами;
поддержание необходимой температуры и влажности воздуха в жилых и служебных помещениях судна - условий обитаемости;
подачу пресной и забортной воды для бытовых нужд экипажа;
удаление грязной воды с судна;
подачу сжатого воздуха;
погрузочно-разгрузочные операции на наливных судах.

Устройство судовых систем и их расположение на судне зависят от назначения системы, количества и расположения обслуживающих его потребителей. Если судовая система обслуживает несколько потребителей, то ее выполняют в виде основного магистрального трубопровода, от которого ответвляются отростки к потребителям.

Магистральный трубопровод обычно прокладывают по линейной или кольцевой схеме. Последняя обеспечивает большую живучесть, чем линейная, так как в случае повреждений в кольцевом трубопроводе система может функционировать по оставшейся разомкнутой части кольца. Однако магистральный трубопровод, проложенный по кольцевой схеме, несколько тяжелее (на 20—30 %), сложнее и дороже.

В зависимости от распределения механизмов, обслуживающих систему, различают автономный, групповой и централизованный принцип устройства судовых систем (рис. 8.1). При автономном трубопроводы и потребители каждого водонепроницаемого отсека обслуживаются самостоятельными механизмами. При групповом один механизм обслуживает потребителей нескольких водонепроницаемых отсеков. И, наконец, при централизованном принципе все потребители данной системы судна обслуживаются одним механизмом. Некоторые судовые системы, требующие высокой живучести, выполняют по комбинированному принципу: каждый отсек имеет автономную систему, но при выходе из строя насоса этот отсек может обслуживать насос соседнего отсека.

Централизация расположения механизмов упрощает и удешевляет систему, но уменьшает ее живучесть. Именно поэтому предпочтение тому или другому принципу устройства данной системы отдается только после тщательного изучения особенностей ее эксплуатации и анализа ее роли в обеспечении безопасности плавания и живучести данного судна, а также требований экономии массы.

К конструкции и работе судовых систем предъявляют определенные требования. К общим требованиям относятся: высокая надежность; живучесть, т. е. способность системы выполнять свои функции при частичном повреждении или выходе из строя отдельных участков; коррозионная стойкость, компактность и минимальная масса; хорошая защищенность от механических повреждений во время эксплуатации, например при погрузочно-разгрузочных операциях; доступность для осмотра, окраски и ремонта; хороший внешний вид, отвечающий архитектуре помещений, в которых смонтированы системы; высокая степень автоматизации и механизации; экономичность постройки и эксплуатации; обеспечение требований техники безопасности.

Все судовые системы, имеющие забортные отверстия, должны иметь конструкцию, исключающую попадание забортной воды внутрь судна. Кроме того, конструкция всех систем должна быть такова, чтобы затопление или пожар в одном отсеке не мог распространиться по трубопроводам в другие неповрежденные районы судна. Как правило, не допускается прокладка трубопроводов через топливные цистерны.

Отдельные требования определяются назначением и особыми условиями работы каждой системы. Так, системы, отливающие за борт сточные и льяльные воды, не должны допускать загрязнение акваторий остатками нефтепродуктов и других вредных отходов сверх санитарных норм, установленных Международной конвенцией по предотвращению загрязнения с судов МАРПОЛ 73/78, а механизмы трюмных систем, обеспечивающих живучесть судна, должны надежно работать даже при затоплении помещений, в которых они расположены, и т. п. Требования к системам, обеспечивающим безопасность плавания и охрану человеческой жизни, а также незагрязнение моря, регламентируются Правилами Регистра.

водоотливную - для удаления масс воды из затопленных отсеков после заделки пробоины, откачки фильтрационных (протекающих через неплотные соединения) вод;
осушительную - для удаления трюмной воды, для осушения междудонных и бортовых отсеков;
балластную - для изменения крена, дифферента и осадки судна путем приема или осушения специальных отсеков или цистерн.

В противопожарную группу входят:

Система пенного пожаротушения применяется при пожарах в машинных помещениях и насосных отделениях. Все танкеры оборудуют палубными установками пенного пожаротушения. На судах рекомендованы установки воздушно-механической пены.

Системами порошкового пожаротушения должны быть оборудованы все суда, перевозящие сжиженные газы наливом. На судне может быть несколько установок, смонтированных на салазках так, чтобы защищаемые ими площади перекрывали друг друга.

Пена как огнетушащее средство обладает высоким изолирующим свойством и частично охлаждающим. При вводе в действие установки в смеситель начинают подавать воду и пенообразователь. Образующийся в смесителе пенный раствор поступает к очагу пожара. На выходе пенного раствора устанавливают воздушные эжекторы, в которых завершается процесс пенообразования вследствие подсоса воздуха.

Время действия установки зависит от запаса пенообразователя в цистерне. Когда весь пенообразователь израсходован и через выпускные отверстия начинает поступать вода, во избежание разрушения пены установку отключают. Важным условием ликвидации пожара является максимальная подача пены в течение первых 3 минут. Стационарные пожарные стволы пенотушения располагаются так, чтобы любая точка защищаемого помещения была удалена не более чем на 9 м.

Система СО₂-пожаротушения используется для защиты грузовых, машинных и насосных помещений, кладовых, камбуза. Стационарными установками СО₂-пожаротушения оборудуют машинные и грузовые помещения судна. Установка С0₂-пожаротушения машинных помещений вводится в действие, если ранее принятые меры не позволили локализовать пожар. По магистрали углекислый газ подается в жидкой фазе под давлением, на выходе расширяется и в зону пожара подается плотный газ, эффективно вытесняющий кислород и понижающий его содержание в воздухе до 15% и ниже. Углекислый газ как огнетушащее средство нейтрален и не повреждает дорогостоящие грузы и механизмы.

Перед вводом в действие установки СО₂ -пожаротушения защищаемое помещение должно быть загерметизировано, за 20 с до момента подачи газа включается автоматический сигнал тревоги, одновременно с которым загорается световое табло, предупреждающее людей об опасности. По сигналу тревоги все люди должны покинуть помещение. Старший механик обязан убедиться в эвакуации людей из машинного помещения. Без дыхательного аппарата опасно входить в помещение, куда был подан углекислый газ, даже на короткое время.

Санитарная группа включает системы следующих назначений:

пресной воды - для подачи питьевой воды в пищеблоки, холодной и горячей к ваннам, душевым, прачечным, умывальникам и другим потребителям;
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; 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;
шпигатов - для удаления воды с палуб, мостиков и др.

Группа кондиционирования воздуха для поддержания зимой и летом в помещениях заданных параметров воздуха: температуры, относительной влажности. Зимой подаваемый наружный воздух нагревается и увлажняется, а летом - охлаждается и осушается при автоматическом регулировании. К этой группе относятся системы:

электрического отопления;
вентиляции - для обмена воздуха в помещениях;
аэрорефрижерации - для поддержания в помещениях заданной температуры путей отвода теплого и подачи охлажденного воздуха;
рефрижераторная - для охлаждения провизионных камер и рефрижераторных трюмов.

Группа сжатого воздуха состоит из воздушных систем низкого, среднего и высокого давления, подающих воздух для работы судовых устройств или механизмов, для работы пневмоприводов, не имеющих собственных компрессоров.

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.

Таблица 1.1. Классификация и назначение судовых систем

Системы судовых энергетических установок

Литература

Устройство и основы теории судна - Бронштейн Д.Я. [1988]
Матрос морского судна - Шарлай Г. Н. [2013]

Упрощенная схема осушительной системы показана на рисунке ниже. Вода, собирающаяся в днищевой части судна, всасывается через фильтр и клапанную коробку и осушительным насосом выводится за борт. Так как трюмная вода часто содержит маслосодержащие примеси (особенно в районе машинного отделения), ее пропускают через маслоотделитель, который предназначен для того, чтобы отделять масло и маслосодержащие частицы и направлять эти примеси в специальные цистерны.

Осушительная система

1 — всасывающая сетка; 2 — клапанная коробка; 3 — осушительный насос; 4 — маслоотделитель

Судовые вспомогательные механизмы и системы делятся на насосы, компрессоры, фильтры, сепараторы, маслоотделители и установки для устранения отходов, системы водоснабжения, теплообменные аппараты (подогреватели, охладители, конденсаторы и испарители). Насосами называют механизмы, с помощью которых жидкости транспортируются или перекачиваются из помещения с меньшим давлением в помещение с большим давлением. В зависимости от принципа действия различают объемные (поршневые, шестеренные, винтовые), центробежные (лопастные) и струйные насосы. На судах насосы разделяют по их назначению: трюмные, балластные, питательные для масла и охлаждающей воды, пожарные, нагнетательные и т. д. Объемные насосы служат для того, чтобы периодически нагнетать отдельные количества жидкости из камеры всасывания в камеру сжатия. Самый простой объемный насос - это поршневой. Принцип, работы такого насоса двойного действия показан на рисунке ниже.

Принцип действия поршневого насоса двойного действия

1 — поршень; 2-5 — клапаны; 6 — всасывающая труба; 7 — напорная труба.

Другим очень распространенным видом объемного насоса является шестеренный. Подающий элемент состоит из двух зубчатых колес, помещенных в герметическом корпусе. Одно из зубчатых колес приводится во вращение, например, электродвигателем. При вращении колес зубцы, выступающие из зубчатого венца, вызывают увеличение объема в насосе, за счет чего жидкость всасывается нижним входным патрубком. Отдельные количества поступившей жидкости последовательно накапливаются в промежуточном пространстве между зубчатыми колесами и подаются между корпусом насоса и колесами к их внешней стороне. Наконец, жидкость поступает в камеру сжатия. За счет последовательного вхождения колес в зубчатый венец жидкость выдавливается в напорный патрубок. Шестеренные насосы используются на судах для выкачивания вязких жидкостей с хорошими смазочными свойствами, таких как масло, топливо и т. д.

Принцип действия шестеренного насоса

Винтовые насосы также относятся к группе объемных насосов. Жидкость от всасывающего патрубка поступает в промежуточные пространства между винтами, которые называются также камерами и расположены между ведущим винтом, подключенным непосредственно к двигателю, и ведомым. После поворота винтов на определенный угол жидкость в камере запирается; затем вдоль винтов она поступает наверх и оттуда нагнетается в напорный трубопровод. При слишком сильном повышении давления в камере сжатия открывается предохранительный клапан, и жидкость течет назад во впускную камеру.

Принцип действия винтового насоса

1 — ведущий вал; 2 — ведомые винты; 3 — предохранительно-перепускной клапан

Принцип действия центробежного насоса показан на рисунке ниже. Характерным признаком этих насосов является непрерывный поток жидкости. Рабочий орган насоса, ротор с лопатками, смонтирован на вращающемся валу насоса, который чаще всего подключается непосредственно к приводному электродвигателю. Лопатки вращающегося ротора передают энергию двигателя жидкости, протекающей через насос, создавая при этом давление, под воздействием которого жидкость идет от входа к выходу. Центробежные насосы повсеместно применяются в судовых энергетических установках. Они имеют различную конструкцию в зависимости от мощности. Так, мощность нагнетательных насосов для танкеров достигает нескольких тысяч тонн жидкости в час. Если для перекачиваемой жидкости (например, для воды в пожарных насосах или в питательных насосах парогенераторов) требуется более высокое давление, применяют многоступенчатые насосы. Принцип их действия состоит в том, что вода, достигшая определенного давления и покидающая первую ступень, течет ко всасывающему патрубку следующей ступени, где давление снова повышается.

Принцип действия центробежного насоса

Компрессорами называются машины, с помощью которых газы сжимаются от низкого давления на входе до высокого давления на выходе. Соотношение этих двух давлений представляет собой степень сжатия. Самым простым и чаще всего применяемым на судах компрессором является поршневой. По принципу действия он идентичен рассмотренному выше дизельному двигателю. Так как температура газов во время процесса сжатия повышается, в цилиндре компрессора можно получить степень сжатия только в пределах шести — восьми. Дальнейшее повышение степени сжатия приводит к росту температуры, оказывающей вредное воздействие на компрессор. Если необходимо получить более высокое давление (так, например, для пуска главного двигателя требуется давление воздуха 2,9 МПа), используют многоступенчатые компрессоры. Воздух атмосферного давления (0,59 МПа) всасывается в цилиндр высокого давления с меньшим рабочим объемом, чем в цилиндре низкого давления, так как количество воздуха уменьшается вследствие сжатия в цилиндре низкого давления и охлаждения в охладителе. В цилиндре высокого давления можно вновь повысить давление воздуха в шесть раз. Конечное давление воздуха составит тогда 3,5 МПа.

Принцип действия двухступенчатого воздушного компрессора

Наряду с поршневыми компрессорами на судах иногда встречаются ротационные (центробежные и осевые) и винтовые компрессоры. По принципу действия центробежный компрессор аналогичен центробежному насосу, а винтовой компрессор — винтовому насосу) в то время как осевой компрессор напоминает скорее турбину. Компрессоры применяют на судах в основном для сжатия воздуха и газов, например охлаждающих средств в рефрижераторных установках и системах кондиционирования воздуха. Фильтры служат для устранения из различных жидкостей и газов механических примесей, таких как пыль, маленькие металлические частицы, шлам и отложения. Фильтры состоят из корпуса, в котором чаще всего размещается вставная часть фильтра, имеющая форму металлических решеток с соответствующей шириной отверстий; здесь же находятся и прокладки из тонких пластинок (в щелевом фильтре) или из пористых материалов. Для удаления частичек из магнитных металлов применяются прокладки из твердых магнитов.

Очистку топлива и смазочных масел наряду с фильтрацией осуществляют с помощью следующих способов:

— гравитационно-седиментационного, т. е. отстаивания более тяжелых, чем вода, примесей в цистернах;

— центрифугированием в сепараторах.

Сепараторы предназначены для устранения примесей, более тяжелых, чем очищаемая жидкость. Их действие основано на возникающей при этом центробежной силе. Принцип действия судового сепаратора для очистки топлива и смазочного масла показан на рисунке ниже. При протекании загрязненного масла через цистерну все примеси, более тяжелые, чем вода (механические примеси, пыль, металлические частицы и т. д.), осаждаются на дне цистерны. При этом масло очищается с помощью силы тяготения. Процесс очистки проходит довольно долго и зависит от ускорения свободного падения. Для ускорения очистки масла от воды и твердых примесей ускорение свободного падения заменяется значительно большим центробежным ускорением за счет большой частоты вращения.

Принцип действия сепаратора

а — общий вид; b-е — фазы сепарации. 1 — тарельчатая крышка; 2 — тарелка; 3 — барабан; 4 — вертикальный вал; 5 — электродвигатель.

Сепараторы являются важными элементами судовых энергетических установок. Они служат для очистки смазочных масел и топлива для двигателей и парогенераторов. На новых судах сепараторные установки полностью автоматизированы. Для защиты морской воды от вредных загрязнений, в основном от остатков масла, используются маслоотделители. Трюмная вода, содержащая просочившиеся остатки топлива, смазочного масла и другие примеси, проходит через трюмным насос, затем через маслоотделитель, в котором отделяются масло и все примеси, которые легче воды. Очищенная таким образом вода откачивается за борт. Принцип действия маслоотделителя показан на рисунке ниже. вода попадает в маслоотделитель, начинает вращаться и все глубже опускается во внутреннюю часть аппарата. При медленном движении воды в воронкообразных цистернах частицы масла отделяются, т. е. они поднимаются или под воздействием центростремительной силы собираются около оси маслоотделителя. Отделившиеся частицы масла поднимаются и собираются в верхней части маслоотделителя, откуда они направляются в специальную цистерну отработавшего масла. Очищенная вода вытекает за борт. Загрязненное масло либо подается дальше для восстановления, либо сжигается в специальных печах, которые все чаще стали устанавливать на судах. В этих печах уничтожается весь мусор и отходы, которые могли бы загрязнить окружающую среду. На судах используют установки для обработки камбузной, моечной и канализационной воды. Отработавшую воду подвергают сильному оксидированию и биологической нейтрализации или же производят сгущение и обезвоживание сточных вод, а остатки сжигают.

Принципы действия маслоотделителя

1 — воронкообразный резервуар; 2 — коническое выпускное отверстие

Системы водоснабжения представляют собой цистерны, в которых создается давление, позволяющее подводить содержащуюся там воду (морскую, питьевую, мытьевую) ко всем потребителям на судне (водопроводным кранам, душам и т. д.). Вода в системы поступает с помощью насосов. Эти насосы сконструированы таким образом, что они могут дополнять так называемую воздушную подушку в системах водоснабжения. Воздух, подкачиваемый для поддержания необходимого давления (от 0,2 до 0,4 МПа), поступает от устанавливаемой иногда на судне компрессорной установки. Теплообменные аппараты, используемые на судах, в зависимости от. их назначения делятся на подогреватели и охладители, конденсаторы и испарители. Подогреватели и охладители служат для повышения или понижения температуры рабочих сред судовых установок. Так, например, для уменьшения вязкости тяжелое моторное топливо подогревают перед подачей его к ДВС. В жилых и бытовых помещениях судна подогревают также мытьевую воду и воздух. Охлаждают смазочное масло для двигателей или других машин, воздух в процессе сжатия, пресную воду для охлаждения главного двигателя, воздух для помещений, когда судно находится в теплых климатических зонах. В качестве теплоносителя чаще всего используется водяной пар относительно низкого давления, а в качестве охлаждающей среды — морская вода. Для подогревания (или охлаждения) служат в основном трубчатые теплообменные аппараты. Одна рабочая среда протекает по трубам, а другая — с внешней стороны труб, внутри корпуса. Схема охладителя изображена на рисунке ниже. Горячее масло течет по трубам, расположенным по двум стенкам в корпусе, имеющем форму листового цилиндра. За трубами идет охлаждающая вода. Для повышения эффективности взаимодействия всех рабочих тел поток пропускается волнообразно.

Принцип действия маслоохладителя

1 — корпус; 2 — трубы холодильнике; 3 — выход масла; 4 — выход охлаждающей воды; 5 — вход масла; 6 — вход охлаждающей воды

Аналогично выглядит и схема подогревателя. В последнее время все чаще используют пластинчатые воздухоподогреватели и охладители. Они обладают гораздо лучшими теплообменными свойствами. В конденсаторах осуществляется переход рабочего тела из газообразного в жидкое агрегатное состояние. На судах конденсаторы используют для конденсации водяного пара в случае получения воды при замкнутом паровом цикле. Способ действия трубчатого парового конденсатора поясняется на следующем рисунке. В металлическом корпусе размещены трубы, через которые течет забортная вода по двойному циркуляционному контуру.

Принцип действия конденсатора

1 — трубки; 2 — корпус; 3 — воздух; 4 — конденсационная вода; 5 — охлаждающая вода; 6 — отработавший пар

Отработавший пар, имеющий обычно низкое давление (около 0,005 МПа), выходит из паровой турбины через большое выходное отверстие, расположенное, например, на паровыпускном патрубке, и устремляется к конденсатору. Точка конденсации составляет 32,55°С. При этой температуре теплота конденсации забирается более холодной забортной водой. Конденсат на дальнейшем пути может быть охлажден в конденсаторе. В современных конденсаторах переохлаждение конденсата не должно превышать 0,5— 1,0°С, так как оно влечет за собой потери теплоты во всем тепловом контуре, т. е. и в паротурбинной установке. Имеющийся в конденсаторе воздух непрерывно отводится. Применяемые в современных судовых энергетических установках с паровой турбиной конденсаторы имеют гораздо более сложную конструкцию, чем показанная на рисунке, но принцип действия одинаков. Пресная вода особенно ценится на океанском судне, так как запас пресной воды в специальных цистернах ограничен. Пресная вода используется как для бытовых, так и для технических целей. Кроме того, необходимо компенсировать циркулирующую в паровом цикле пресную воду, часть которой во время работы теряется из-за недостаточной герметичности клапанов, турбин, вентиляторов и т. д.

Для этой цели на судах применяют испарители. Они служат как для получения пресной воды из морской путем частичного испарения, так и для очистки пресной воды из цистерн методом дистилляции. При получении пресной воды из морской последняя нагревается до такой степени, что она частично испаряется. Полученный таким образом вторичный пар подводится к конденсатору, в котором и получают готовый продукт. Остаточная морская вода (рассол) с большим содержанием соли выбрасывается за борт. На судах с паровым двигателем в качестве теплоносителя в испарителях чаще всего используется водяной пар. В дизельных энергетических установках для повышения КПД применяют вакуумные испарители, обогреваемые отработавшей водой из контура охлаждения главного двигателя. Эту воду в любом случае необходимо охлаждать перед очередной ее подачей в охлаждающие полости главного двигателя. Вода отдает свое тепло испарителям, нагревая при этом морскую воду до 40—45°С. Подогретая таким образом вода в камере, где давление достигает 0,007—0,008 МПа, начинает частично испаряться, образуя вторичный пар. В результате конденсации вторичного пара в конденсаторе, составляющем вместе с испарителем-генератором блок-секцию, получают конденсат пресной воды, т. е. дистиллят.

Судовые энергетические установки (СЭУ) представляют собой совокупность отдельных механизмов, систем и устройств, связанных между собой и управляемых человеком в процессе эксплуатации. Функции управления СЭУ включают в себя:

запуск и остановку;
изменение режимов работы;
поддержание с заданной точностью параметров установленного режима работы;
распознавание и предотвращение аварийных состояний.

Для выполнения функций управления необходимо контролировать отклонения процессов преобразования энергии от требуемых условий и параметры самих процессов, непрерывно обрабатывая поступающую информацию. Результатом анализа отклонений являются регулирующие воздействия на процессы преобразования энергии, ее интенсивности или перераспределения. Перечисленные операции, выполняются в строго заданной последовательности определенным набором технических средств. Совокупность предписаний, определяющих последовательность, содержание и условия выполнения операций, для обеспечения требуемого энергетического процесса, называют алгоритмом управления , а устройство взаимосвязанных технических средств для реализации алгоритма управления без участия человека - автоматической системой. Различают два вида автоматических систем: система автоматического управления (САУ) и система автоматического регулирования (САР).

Система автоматического управления обеспечивает без участия человека автоматический запуск объекта, целенаправленное протекание теплоэнергетического или технологического процесса и его прекращение при определенных условиях.

Если система управления предусматривает участие человека на каком-либо этапе функционирования объекта управления, то ее называют автоматизированной системой управления (АСУ).

Система автоматического регулирования предназначена для поддержания в объекте управления некоторых величин либо постоянными, либо изменяющимися по определенным зависимостям, при изменяющихся внешних условиях.

САР предназначенные для поддержания только одной величины в заданных пределах, получили название автоматических регуляторов.

В любом случае автоматизированная СЭУ состоит из объекта управления (ОУ) и системы управления средствами автоматизации, их нельзя рассматривать отдельно друг от друга.

Объект управления - это отдельные главные и вспомогательные механизмы, устройства и системы или их совокупность, в которых протекает энергетический процесс.

В зависимости от характера выполняемых функций различают следующие виды средств автоматизации:

системы дистанционного автоматизированного или программного управления;
системы автоматической защиты и блокировки;
системы автоматического контроля и сигнализации.

Системы дистанционного управления (СДУ) позволяют оператору на расстоянии включать и выключать отдельные механизмы, системы, части установки или установку в целом, менять режимы работы.

Системой дистанционно-автоматизированного управления (ДАУ) называют систему, в которой человек-оператор лишь задает нужный режим с пульта управления, а все промежуточные операции управления осуществляются автоматически по заданному алгоритму.

Системы автоматической защиты и блокировки обеспечивают:

автоматическое предотвращение аварийных ситуаций путем остановки механизмов при достижении контролируемыми величинами установленных предельных значений;
блокировку возможной неверной последовательности переключений, способных привести к аварии, например, нельзя среверсировать дизель без соответствующей команды машинного телеграфа;
включение резервных технические средства, например, при падении давления охлаждающей воды работающего главного дизеля включаются резервные электронасосы.

Применение таких систем повышает надежность установки и упрощает ее обслуживание.

Системы автоматического контроля и сигнализации поддерживают информационное обеспечение, путем измерения текущих значений контролируемых величин (давления, температуры, уровни и т. п.), объективно характеризующих ход процесса, сравнение их с допустимыми значениями и выработке на их основе необходимых управляющих воздействий на объект. Для наблюдения за абсолютным значением контролируемых величин в состав систем автоматизированного контроля входят различные показывающие приборы, обегающие устройства, последовательно подключающие эти приборы к разным датчикам, устройства регистрации текущих значений контролируемых величин. Система автоматической сигнализации является частью системы автоматизированного контроля.

В зависимости от алгоритма управления АСУ подразделяют на:

стабилизирующие;
программные;
следящие;

Алгоритм работы стабилизирующей автоматической системы предписывает поддерживать контролируемую величину постоянной или не выходящей за определенный диапазон, независимо от времени: К стабилизирующим системам относят автоматические системы поддержания уровня и давления пара в барабане котла, давлений в различных судовых системах.

Алгоритм работы программной автоматической системы предполагает изменение управляемой величины по заранее заданному во времени закону или в зависимости от изменения другой величины. Примером служит программа ввода-вывода главного двигателя в маневровый режим, или система регулирования давления воздуха, подаваемого в топку котла. При этом управляемая величина -давление воздуха - изменяется в первом случае по времени, во-втором- в зависимости от количества топлива, подаваемого к форсункам.

С помощью следящей автоматической системы управляемую величину изменяют в зависимости от поступающего на вход системы задающего воздействия, произвольно меняющегося во времени. Название системы подразумевает, что управляемая величина должна непрерывно следить за задающим воздействием. Следящие автоматические системы широко используют в системах ДАУ главных двигателей и в системах ДУ различной арматурой.

Комплексные системы управления (КСУ) являются высшей ступенью в иерархии АСУ, связывают в единое целое системы автоматизированного контроля и управления, освобождают человека от многих рутинных операций воздействия на СЭУ и позволяют отказаться от постоянной вахты в машинном отделении. Для выполнения этих операций в КСУ задействованы управляющие компьютеры.

Задача управления в ее простейшей форме заключается в обеспечении заданного режима работы ОУ путем поддержания постоянной или изменяющейся по определенному закону некоторой физической величины, называемой регулируемым параметром. Для контроля значения регулируемого параметра устанавливают контрольно-измерительные приборы.

На ОУ влияет ряд факторов: изменение нагрузки, возникновение дисбаланса между подводом и отводом вещества или энергии, воздействие внешних условий, изменение которых вызывает отклонение режима работы ОУ от нормального, т. е. оказывает на него возмущающее воздействие , и в конечном итоге приводит к отклонению регулируемого параметра. Процесс управления заключается в компенсации влияния возмущающих воздействий на значение регулируемого параметра введением управляющего воздействия, восстанавливающего заданный режим.

Функциональные схемы различных автоматических систем дают возможность уяснить, какие функции выполняют основные элементы системы. Стрелками на схемах показывают воздействие одного элемента на другой. По принципиальным схемам можно понять принцип действия той или иной системы.

В приведенной на рис. 22.1. замкнутой схеме автоматического управления роль оператора по поддержанию заданного режима выполняет автоматический регулятор. Он воспринимает сигналы об отклонении регулируемого параметра и преобразует его в управляющее воздействие на ОУ. Для перестройки регулятора на поддержание различных режимов (значений регулируемого параметра) служит задающее воздействие, формируемое оператором, в соответствии с внешней информацией и информацией о процессе. При несовпадении значения регулируемого параметра с заданным (их разность называют рассогласованием) автоматический регулятор оказывает управляющее воздействие на ОУ до тех пор, пока последний не будет выведен на заданный режим. Таким образом, в замкнутых САР на вход регулятора поступают две величины: задающее воздействие и выходная величина объекта - регулируемый параметр (регулируемая величина). Регулятором же осуществляется обратная связь (ОС) - соединение выхода объекта с его входом. При этом воздействие по замкнутой цепи передается только в одном определенном направлении. Замкнутые САР называются также системами с обратной связью или системами регулирования по отклонению. Имеются также системы регулирования по нагрузке (разомкнутые системы), в которых регулятор реагирует только на один вид возмущения - изменение нагрузки. Такие САР называют системами регулирования по возмущению. В разомкнутых системах отсутствует обратное воздействие регулируемого параметра на регулирующее или задающее воздействие, т.е. система не имеет обратной связи. В комбинированных САР, имеющих два чувствительных элемента, в одну систему объединяются САР по отклонению и САР по возмущению.

§ 43. Классификация, назначение и принципиальные схемы судовых систем

Судовые системы классифицируют по двум основным признакам: по назначению и виду рабочего вещества. Так, например, судовые системы классифицируют в основном по назначению, а системы судовых энергетических установок — по назначению и по виду рабочего вещества, перемещаемого по их трубопроводам. В связи с этим судовые системы подразделяют на следующие основные группы: трюмные, противопожарные, санитарные (водоснабжения и канализации), отопления судовых помещений, кондиционирования воздуха и вентиляции, грузовые нефтеналивных судов, разные. Системы судовых энергетических установок разделяют на паровые, топливные, масляные, водяного охлаждения, конденсатно-питательные, специальные и др.

Каждая основная группа систем в свою очередь может быть разделена на подгруппы в зависимости от назначения. Так, например, в состав группы трюмных систем входят: осушительная, водоотливная, перепускная и др.

С учетом общих принципов размещения (см. гл. I, § 7) назначение той или иной системы является одним из факторов, определяющих характер и место расположения на судне. План расположения всех деталей и частей системы I в помещениях судна без указания каких-либо размеров называется принципиальной схемой системы. Принципиальная схема дает только общее представление о том, где и как проходят трассы трубопроводов системы, какая арматура и в каком порядке ставится на этой трассе. Для выяснения конкретного расположения отдельных, наиболее ответственных или сложных участков трубопроводов системы используют рабочие чертежи, в которых даны размеры отстояния труб и арматуры от набора корпуса судна, от некоторых механизмов и их фундаментов.

В монтажных чертежах судовых систем, чертежах арматуры и деталей соединения труб (фланцы, штуцерные соединения и др.) принято указывать не наружный, а условный диаметр труб, а также условное давление, допустимое для системы.

Условный диаметр (Dy) труб, арматуры и соединительных деталей — это средний внутренний диаметр труб, соответствующий одному или нескольким наружным диаметрам. Для арматуры условный и фактический, внутренний диаметры совпадают. По условному диаметру подбирают трубы и рассчитывают трубопроводы.

Условным давлением (ру) называется наибольшее допустимое рабочее давление в трубопроводе, зависящее от материала труб и температуры рабочей среды.

Ряд принципиальных схем механических систем был представлен ранее в гл. II и III при рассмотрении главных судовых котлов и двигателей. Дадим краткое описание принципиальных схем некоторых судовых систем.

Трюмные системы предназначены для обеспечения живучести и непотопляемости судна путем перемещения внутри его малых и больших количеств воды, приема ее из-за борта и удаления за борт.

Осушительная система, принципиальная схема которой показана на рис. 131, обеспечивает периодическое откачивание за борт из льял и сборных колодцев скопившейся там влаги и забортной воды. Эта система оборудована только невозвратно-запорными клапанами, что исключает возможность затоплений отсека «ли трюма. На многих судах осушительная система используется как водоотливная в случае большого поступления воды в машинное или котельное отделение судна.

Рис. 131. Принципиальная схема осушительной системы.

1 — приемные сетка; 2 — клапанная коробка; 3 — грязевая коробка: 4 — приемная сетка аварийного осушения; 5 —сепаратор трюмных вод; 6 — отливной клапан; 7, 9 — трубы балластной системы; 8 — осушительный насос; 10 — отливная труба; 11 — ручной поршневой насос. I — отделение гребного электродвигателя; II — машинное отделение; III, IV — вспомогательные отделения; V — цепной ящик.

Водоотливная система предназначена для откачивания воды, поступившей в результате аварии в отсеки и помещения судна. В качестве водоотливных средств используют циркуляционные насосы главных конденсаторов, охлаждающие насосы главных двигателей (дизелей), перекачивающие (нефтяные насосы (на буксирах), а также специальные осушительные и балластные насосы. Кроме того, часто применяют переносные средства удаления воды из отсеков в виде водоструйных эжекторов.

Спускная и перепускная системы необходимы для спуска воды из помещений судна, не имеющих осушительных средств (радиорубки, электростанции, погреба, рефрижераторные трюмы), к сборным колодцам.

Балластная система (рис. 132) служит для заполнения балластом (пресной или забортной водой) отсеков двойного дна, а также крайних концевых (форпиковой и ахтерпиковой) цистерн корпуса с целью регулирования осадки, остойчивости, крена и дифферента судов (кроме ледокольных судов и ледоколов). Эту систему должен обслуживать хотя бы один самостоятельный балластный насос, а в качестве резервных могут быть использованы другие насосы достаточной производительности (осушительные, пожарные, охлаждающие и др.).

Рис. 132. Принципиальная схема балластной и водоотливной систем на сухогрузном судне.

1, 5 — клапанные коробки центральных, носовых и кормовых танков; 2 — приемные сетки системы аварийного осушения; 3 — осушительный и балластный насосы; 4 — отливной кингстон; 6 — быстрозапорный клапан; 7 — распределительная клапанная коробка; 8 — фильтр; 9 — кингстон.

Креновая и дифферентная системы служат для выравнивания крена и дифферента судна, полученных в результате его неправильной загрузки, неравномерного расходования пресной воды и топлива из бортовых отсеков или заполнения водой каких-либо отсеков в случае аварии. На ледоколах и ледокольных судах эти системы служат для преднамеренного создания крена и дифферента, а также для раскачивания судна в поперечной плоскости, для освобождения его корпуса от сжатия льдом и для разламывания ледяных полей. В креповой системе иногда используют специальные так называемые креновые цистерны.

Противопожарные системы предназначены для тушения пожара, возникающего в каком-либо районе судна. Системой водотушения (рис. 133) оборудуются все суда без исключения независимо от их назначения и условий эксплуатации. Эту систему применяют для тушения пожаров почти во всех жилых и служебных помещениях судна, но она совершенно не применима при тушении горючих материалов, топлива и нефти, горящего электрооборудования, а также в некоторых помещениях (аккумуляторных, фонарных, малярных) я малоэффективна при тушении пожара в толще груза. Отростки системы в помещениях, в коридорах и на палубах заканчиваются пожарными рожками, около которых располагаются пожарные шланги с ручными стволами. Пожарные рожки размещают на судне так, чтобы в любую возможную точку пожара можно было подать две струи воды высотою не менее 12 м. Длину пожарных шлангов выбирают не менее 20 м на открытых палубах и не менее 10 м во внутренних помещениях. Пожарные насосы обычно обеспечивают одновременное включение двух пожарных рожков и других потребителей (спринклерная система, система водораспыления и т. п.).

Рис. 133. Принципиальная схема водяной противопожарной системы.

1 — пожарные рожки в помещениях; 2 — палубные пожарные рожки; 3 — напорный трубопровод; 4 — кольцевое орошение форпика; 5 —приемный кингстон; б —фильтр;
7 — пожарный насос.

Спринклерная система предназначена для тушения огня распыленными струями воды. Согласно Правилам Регистра СССР спринклерной системой оборудуют пассажирские, командные и служебные помещения. Установленные на трубах системы специальные распылительные приборы — спринклеры — при повышении температуры в помещении выше допустимой автоматически раскрываются и распиливают воду в виде душа с радиусом действия 2—3 м.

Система пенотушения особенно распространена на таких судах, как танкеры, нефтеналивные и сухогрузные суда для перевозки сухих горючих материалов. Кроме того, такая система успешно применяется на обычных судах для тушения пожаров в машинных и котельных отделениях, в топливных и масляных цистернах. Принцип пенотушения основан на том, что углекислая пена, нанесенная на горящий предмет, изолирует его от кислорода воздуха и тем самым прекращает горение. В зависимости от способа получения и состава пена бывает химическая и воздушно-механическая. В последнее время химическое пенотушение ввиду ряда его недостатков уступает место воздушно-механическому пенотушению (рис. 134), основанному на образовании пены при взаимодействии пенообразующей жидкости с водой и воздухом в воздушно-пенных стволах в конце трубопровода.

Рис. 134. Принципиальная схема воздушно-механического пенотушения.

1 — кингстон; 2 —эжектор пенообразователя; 3 — дозирующий кран; 4 — пусковой кран; б — цистерна с пенообразователем: 6 — пенный пожарный кран; 7 — воздушно-пенный ствол; 8 — задвижка; 9 — кран; 10 — пожарный насос.

Система углекислотного тушения согласно Правилам Регистра СССР применяется для тушения пожаров в сухогрузных трюмах, почтовых кладовых, малярных и других сильно загроможденных грузами помещениях, в танках и грузовых отсеках нефтеналивных судов, топливных цистернах и т. д. В последнее время эта система имеет ограниченное применение на судах ввиду ряда ее недостатков.

Противопожарная система ЖС основана на объемном методе тушения пожаров в закрытых помещениях, при котором в помещении создается атмосфера, не способствующая горению. В качестве огнетушительной жидкости в этой системе применяются специальные жидкости. На судах ледокольного типа жидкостной системой оборудуют турбогенераторное отделение, отделение вспомогательных механизмов, помещения гребных электродвигателей и аварийного дизель-генератора, грузовые трюмы, цистерны и др. Управление системой осуществляется со специальной станции жидкостного пожаротушения, где располагаются баллоны для огнегасительной жидкости, баллоны сжатого воздуха и пусковая аппаратура.

Сигнальная противопожарная система (СПС) предназначена для своевременного оповещения команды судна о появлении дыма и о возникновении пожара в малопосещаемых помещениях (грузовые трюмы, кладовые и др.). Наиболее распространенной на судах является система сигнализации с использованием в электросхеме извещателей, реагирующих на температуру окружающей среды.

Системы бытового водоснабжения обеспечивают обслуживание нужд и потребностей команды судна и пассажиров. Каждая из систем имеет независимые один от другого водопроводы.

Система питьевой воды предназначена для подачи пресной воды к самоварам, пищеварным котлам, кипятильникам, в хлебопекарни и питьевые краны. Питьевая вода хранится в особых запасных цистернах, покрытых внутри цементным молоком, полиэтиленовой пленкой или специальной краской. Цистерны располагают в местах, наиболее удаленных от источников тепла.

Судно имеет обычно не менее двух запасных цистерн, учитывая необходимость их периодической очистки. От этих цистерн пресная вода с помощью насосов (ручных или электрических) подается в расходные цистерны, откуда по водопроводам— к местам потребления. Запасы питьевой воды пополняют с помощью опреснительной установки судна.

Система мытьевой воды служит для подачи пресной воды в бани, душевые и камбузы. Мытьевая вода, как и питьевая, хранится в запасных цистернах, из которых подается вначале в расходные цистерны, затем через подогреватель или, минуя его, к местам потребления. В настоящее время систему мытьевой воды на судах оборудуют пневмоцистернами, позволяющими производить автоматический пуск и остановку насоса. Принципиальная схема такой системы с пневмоцистерной приведена на рис. 135.

Рис. 135. Принципиальная схема системы мытьевой воды с пневмоцистерной.

1 — запасная цистерна; 2 — электронасос; 3 —спускной кран; 4 — пневмоцистерна; 5 — монореле.

Система бытовой забортной воды необходима для подачи воды к санитарному оборудованию судна и для мытья санитарно-бытовых помещений и пищеблока. В этой системе отсутствуют запасные цистерны и вода поступает к электронасосу через приемный кингстон из-за борта.

Фановая система предназначена для удаления за борт в береговые емкости или грязевые цистерны судна фекальных вод из гальюнов и писсуаров как во время хода судна, так и при его стоянке. На современных судах фановые трубопроводы проводятся к грязевым цистернам, содержимое которых выбрасывается с помощью эжекторов или насосов в специальную баржу или за борт. Сточная система служит для удаления за борт с закрытых палуб, а также отвода грязевых вод из душевых, бань, прачечных и камбузов, а система шпигатов открытых палуб — для удаления воды и атмосферных осадков с открытых палуб.

Системы отопления широко используют на современных судах для обогревания жилых и служебных помещений.

Систему парового отопления применяют на морских и речных судах. Основное ее преимущество — простота и сравнительно малый вес. Для нагрева отопительных приборов (грелок) в этой системе служит сухой насыщенный пар с давлением не более 30 кн/м 2 (0,39 кгс/см 2 ), который до входа в грелки пропускают через специальные влагоуловители (сепараторы), увеличивая его теплоотдачу. В зависимости от способа подвода пара к грелкам и отвода от них конденсата паровое отопление выполняется в виде однопроводной или двухпроводной системы, принципиальная схема которой показана на рис. 136. При однопроводной системе пар и его конденсат проходят по одному трубопроводу. Чтобы исключить возможность образования воздушных пробок, в этой системе применяют эжекторы, расположенные ниже грелок. Двухпроводная система имеет две независимые магистрали — трубопроводы свежего пара и конденсата, соединяющиеся с отопительными приборами параллельно.

Рис. 136. Принципиальная схема двухпроводной системы парового отопления.

1 — теплый ящик; 2 — клапаны подачи пара на цистерны, 3. 9 — редукционные клапаны; 4 — сепаратор; 5, 10 — предохранительные клапаны; 6 — распределительная клапанная коробка; 7 — кингстоны; 8 — запорный клапан; 11 — грелки; 12 — впускные и выпускные клапаны; 13 — котел; 14 — конденсационный горшок; 15 — трехходовой кран.

Система водяного отопления на морских судах не нашла широкого применения ввиду ее большого веса и сложности монтажа в судовых условиях.

Систему воздушного отопления обычно комбинируют с системой вентиляции, что позволяет использовать эту систему в холодное время года для отопления и вентиляции, а в теплое время — только для вентиляции и охлаждения. Система воздушного отопления проще других аналогичных систем, позволяет применять для отопления как наружный, так и рециркуляционный воздух, а также их смесь. Систему выполняют по автономному и групповому принципам в зависимости от количества, назначения и расположения обслуживаемых помещений.

Система электрического отопления применяется только для тех помещений судна, где установлены приборы, чувствительные к влаге и сырости (штурманская и ходовая рубки, радиостанция и др.). Эта система проста по устройству, допускает свободное перемещение электрогрелок с одного места на другое, но ввиду большой стоимости при эксплуатации не нашла широкого применения на судах.

Система вентиляции и кондиционирования воздуха служит для улучшения качества воздуха в судовых помещениях путем замены загрязненного воздуха свежим, регулирования его скорости движения, температуры и влажности.

Система вентиляции может быть естественной и искусственной. В первом случае обмен воздуха в помещениях производится с помощью раструбных дефлекторов и эжекционных головок, размещенных на открытых участках палуб и рубок. Во втором случае воздух подают в помещения и удаляют с помощью вдувных и вытяжных вентиляторов через грибовидные головки, расположенные на открытых палубах.

йСистема кондиционирования воздуха (рис. 137) обеспечивает создание искусственного микроклимата в помещениях независимо от метеорологических условий. Для этой цели в системе имеются приборы (калориферы, фильтры и др.) для подогревания и охлаждения воздуха, для его очистки и увлажнения. На современных судах регулирование качества воздуха в этой системе производится автоматически.

Рис. 137. Принципиальная схема системы кондиционирования воздуха.

1 — приточный фильтр; 2 — фильтр; 3 — осушитель; 4 — трехходовой шибер; 5 — калорифер для подогревания; 6 — калорифер для охлаждения; 7 — увлажнитель; 8 — вентилятор; 9 — вентилируемое помещение; 10 — вытяжной дефлектор.

Автор статьи

Куприянов Денис Юрьевич

Юрист частного права

Страница автора

Читайте также: