Устройство судна

Все швартовы имеют на конце огон-петлю, нанизываемую на тумбу, находящуюся на берегу, береговой пол.

Кнехты - литые чугунные, реже стальные, имеют тумбы на которые восьмёрками навивается швартов.

Клиновые плонки - направляющие швартов на кнехт вдоль его длинной стороны. Для уменьшения трения имеют роулсы.

Швартовые клюзы - литые чугунные или стальные, служат для пропускания швартов через фальшборт.

Швартовые вьюшки - используют для крепления швартов по-походному.

Бросательный конец - используют для подачи швартов на значительные расстояния.

Швартовые механизмы - шпили и лебёдки - выбирают швартовы и подтягивают судно к причалу. Выбранный при помощи механизмов швартов переносят на кнехт и закрепляют. Чтобы при переносе троса он перестраивался, на него накладывается цепной штопор.

Тиристорный преобразователь.

Основными элементами преобразователя частоты со звеном постоянного тока являются выпрямитель, осуществляющий преобразование переменного напряжения сети в постоянное и автономный или независимый инвертор, который преобразует выпрямлённое напряжение в трёхфазное напряжение регулируемой частоты. Преобразование постоянного напряжения питания в трёхфазное напряжение необходимой частоты осуществляется переключением с заданной частотой в определённой последовательности тиристоров в плечах моста.

Принципиальная электрическая схема привода брашпиля.

Электропривод шпиля.

На УПС «Седов» установлен шпиль с электроприводом голландского производства типа AM 180LxQ4.

Обмотка двигателя - трёхфазная ?/Y 230/400 В

Мощность - 330 кВт

Ток - 75/43,5 А

Количество оборотов в минуту - 1460-1755

Угол сдвига фаз - 0,84-0,85



Схема электропривода шпиля

Грузовое устройство.

Грузовое устройство является средством мехонизации погрузочно-разгрузочных работ. Простое грузоподъемное средство морских транспортных судов - грузовая стрела. Стрела представляет собой трубу с утолщением средней части. Нижний ее конец - шкиф, шарнирно закрепляется в специальном башмаке, расположенном на мачте или грузовой колонне. На верхнем конце нока имеются приваренные блоки для крепления такилажа. Грузовая стрела имеет 2 рабочих движения: подъем - опускание груза и его перенос при повороте стрелы вокруг вертикальной оси, проходящей шпор. Подъем и опускание груза осуществляется грузовым шкентелем, состоящим из стольного троса, противовеса и стального гака. На грузовую лебедку шкентель проводится через грузовой блок на ноке стрелы и обводный блок. Вокруг вертикальной оси, стрела может поворачиваться в ручную оттяжками или с помощью лебедок и других стрел. Под заданным углом стрела держиться за счет тапинанта, который крепиться на ноке к обуху, проходит тапинантный блок на мосте и направляется к месту крепления на палубе. Изменение угла наклона стрелы допускается только при отсутствии груза на гаке. Обслуживание такой стрелы затрудненно. Производительность низкая. По этой причине используются работы спаренных легких стрел.

Устройство грузовых стрел установленных на УПС «Седов» показано на рисунке:

Электропривод грузовой лебёдки

На УПС «Седов» установлена грузовая лебёдка с электродвигателем серии МАП 622-8/12/24 U = 380 В.

Электродвигатели серии МАП с тормозами и без тормозов предназначены для привода судовых механизмов: работают в кратковременном и повторно-кратковременном режимах обычно при температуре окружающей среды от минус 40 до + 40?С и относительной влажности 95%.

Обмотка двигателя - трёхфазная, соединённая в треугольник или звезду.

Электродвигатели серии МАП - асинхронные, с короткозамкнутым ротором - характеризуются большой перегрузочной способностью и рассчитаны на питание от трёхфазной сети переменного тока напряжением 220 и 380 В.

По способу защиты от воздействия окружающей среды электродвигатели изготавливаются закрытыми, водозащищёнными или брызгозащищёнными.

По способу монтажа электродвигатели могут быть выполнены с горизонтальным или вертикальным валом, с одним или двумя свободными концами вала, с пристроенным тормозом или без тормоза, с левым или правым расположением коробки выводов, или верхним расположением коробки выводов для обдуваемых электродвигателей.

Электродвигатели могут быть выполнены в одно-, двух- и трёхскоростном исполнении. На УПС «Седов» установлен двигатель, выполненный в трёхскоростном исполнении.

Трёхскоростные электродвигатели изготавливаются с тремя независимыми обмотками. В коробку выводов выведено по три провода от каждой обмотки - все девять проводов.

Трёхскоростной электродвигатель имеет три раздельные обмотки - быстроходные, так называемые “встроенные”, обычно расположенные на дне паза и тихоходную, обычно расположенную вверху паза.

Принципиальная схема включения трёхскоростного электродвигателя в сеть с тремя независимыми обмотками

а) на первую скорость (малую)

б) на вторую скорость (среднюю) ;в) на третью скорость (большую)



13. Автоматизация ГД и ВДГ

13.1 Проектирование АСУ, средств автоматизации ГД

Эффективность судовых энергетических установок в значительной мере определяется уровнем автоматизации и качеством управления скоростными и нагрузочными режимами их работы.

Система дистанционного автоматизированного управления (система ДАУ) главной гребной установкой предназначена для управления скоростью и направлением движения судна путем изменения частоты вращения главного двигателя (ГД) и направления упора гребного вала.

На судах с винтами фиксированного шага (ВФШ) на базе реверсивных мало- и среднеоборотных ГД система ДАУ должна обеспечивать изменение упора и направления вращения гребного вала путем изменения частоты и направления вращения ГД.

На судах с ВФШ на базе главных нереверсивных дизелей система ДАУ должна обеспечивать изменение направления вращения гребного вала путем автоматизированного управления реверсивным дизель-редукторным агрегатом.

На судах, оснащаемых винтами регулируемого шага (ВРШ) или водометными движителями, система ДАУ должна работать в сочетании с системой управления главным движителем, изменяющей скорость и направление движения судна.

Электроснабжение судна обеспечивается дизель-генераторными установками (ДГ), входящими в состав судовой электростанции, которые должны иметь собственные системы ДАУ ДГ, обеспечивающие автоматический запуск и дистанционную остановку дизелей в нормальных и аварийных режимах работы.

Таким образом, большое количество и разнообразие судовых энергетических установок на базе ГД и ДГ обусловлено их назначением, условиями применения, видом потребителей, уровнем автоматизации и рядом других факторов. Соответственно различаются системы ДАУ ГД и ДАУ ДГ, каждая модификация должна иметь собственные особенности их построения и взаимодействия со смежными сопрягаемыми системами.

Судовые средства автоматизации содержат панели контроля и управления, операторские станции, программируемые контроллеры, датчики и исполнительные устройства, источники основного и резервного питания, различного рода программируемые средства сбора, обработки и передачи информации по интерфейсным каналам, устройства коммутации и преобразования выходных сигналов, поступающих к электроприводным, электропневматическим и электрогидравлическим устройствам дискретного и аналогового управления.

Особенность построения систем ДАУ ГД и ДАУ ДГ состоит в том, что они должны иметь программно-аппаратную унификацию и совместимость своих элементов со всеми перечисленными средствами автоматизации, при этом сами системы должны быть интегрированы в состав автоматизированной системы управления технологическими процессами (АСУ ТП) судна.

13.2 Недостатки систем ДАУ ГД и ДАУ ДГ

Судовые системы дистанционного автоматизированного управления для судов с винтами фиксированного и регулируемого шага, должны поставляться с Сертификатом Морского Регистра судоходства РФ, Речного Регистра или зарубежного Морского классификационного общества с учетом требований заказчика.

Как правило, значительная часть оборудования поставляется на судно разно-профильными специализированными предприятиями, которые не могут в полной мере обеспечить требуемого взаимодействия поставляемого оборудования с сопрягаемым оборудованием других фирм-поставщиков. Это связано с различными подходами к поставке собственной продукции, при этом не всегда учитывается необходимость выполнения дополнительных специфических операций функционирования судового оборудования на более высоком межсистемном уровне управления, при котором обеспечивается оптимальное функционирование судовых энергетических и транспортно-технологических процессов.

В ряде случаев системы ДАУ ГД и ДАУ ДГ поставляются совместно с главными двигателями и дизель-генераторными энергетическими установками и используются в качестве локальных систем управления.

В большинстве случаев в поставляемых системах используются программируемые контроллеры различных фирм, имеющие собственную архитектуру, операционные системы и системы команд, способы и средства отображения информации, организацию сетей передачи данных, собственное программное обеспечение и технологические языки программирования.

Необходимость сокращения численности судового экипажа требует комплексной автоматизации судна за счет повышения уровня интегрированного взаимодействия между локальными системами управления. судовой генератор щит батарея

Объединение схемотехнических и программно-аппаратных средств систем ДАУ ГД и ДАУ ДГ в единую системотехническую среду представляет серьезную проблему. Повышение уровня автоматизации судового пропульсивно-энергетического комплекса на базе ГД и ДГ может быть обеспечено лишь за счет повышения уровня интеграции систем ДАУ, входящих в состав общесудовой АСУ ТП, и требует комплексного подхода к их проектированию. Однако подходы разработчиков, обеспечивающих комплексные поставки систем управления и электрооборудования, не всегда принимаются во внимание.

При комплексном проектировании и поставке на судно интегрированных систем управления существенно снижается их общая стоимость, снижается стоимость ЗИП и обслуживания автоматизированных систем в процессе эксплуатации судна.

Из этого следует, что выбор поставляемых изделий должен выполняться с учетом межсистемной совместимости, которая может быть достигнута лишь при разработке и поставке оборудования одним поставщиком. В этом случае обеспечивается охват всего комплекса проблем, связанных с оптимальной организацией технологического процесса, и обеспечением требуемой интеграции технических средств и их унификации с учетом специфики функционирования автоматизируемого объекта.

13.3 Поддержка САПР

Большое количество задач, связанных с повышением уровня автоматизации судовых технологических процессов, требует постоянного поиска новых технических и информационных решений, соответствующих современному техническому уровню.

Судно является объектом управления повышенной сложности. Поэтому разработка конструкторской документации и программного обеспечения АСУ ТП судна, проведение стендовых испытаний и комплексная отладка обеспечиваются за счет применения САПР на всех этапах разработки и сдачи продукции заказчику.

Ориентация на новые информационные технологии обеспечивает оперативную разработку и комплексную отладку алгоритмов управления и контроля, реализуемых программно-аппаратными средствами АСУ ТП.

Для решения поставленных задач предприятием специально разработана и успешно применяется универсальная объектно-ориентированная инструментальная программная оболочка "OUR-CAD" (The Object Universal Resolver - CAD), предназначенная для проектирования, компьютерного моделирования, комплексной отладки и визуального программирования сложных систем управления.

Применение нового компьютерного инструментария позволяет отказаться от применения стендового оборудования и различного рода имитаторов, что позволяет ускорить разработку программного обеспечения средств автоматизации, значительно сократить стоимость и сроки проектирования и комплексной поставки судовых систем управления.

Проектирования систем ДАУ ГД и ДАУ ДГ в составе интегрированных АСУ ТП судна

Предприятие разрабатывает, изготавливает и выполняет комплексные поставки унифицированных средств автоматизации и электрооборудования для судостроения, электроэнергетики, портов и предприятий нефтехимической промышленности.

Эффективность деятельности предприятия за счет комплексного подхода к проектированию средств автоматизации и электрооборудования основывается на следующих критериях:

1. Функциональная модульность составных систем управления.

2. Программно-аппаратная унификация проектируемых систем управления и их совместимость в составе интегрированной АСУ ТП судна.

3. Выбор элементной базы систем управления электроприводным и технологическим оборудованием, по интеграции средств управления и контроля в единый информационный комплекс.

4. Ориентация на единого производителя комплектующих изделий, обеспечивающих максимальную унификацию программно-аппаратных средств при проектировании судовых систем управления и их комплексной поставке на судно.

5. Разработка локальных и комплексных систем управления собственной разработки на базе новых технических и информационных технологий.

Пример комплексной поставки на судно интегрированной АСУ ТП.

Одним из примеров комплексного подхода к проектированию и поставке судовых средств автоматизации, может являться комплексная автоматизация танкера "Капитан Бармин" (пр. 15781, Рыбинский судостроительный завод).

В состав разработанной предприятием интегрированной АСУ ТП входят следующие системы:

система ДАУ главными судовыми энергетическими установками. Комплектно с системой ДАУ поставляются следующие устройства:

электропневматические преобразователи для управления регулятором частоты вращения (собственная разработка предприятия);

электропневматические преобразователи для управления переключением муфт реверс-редукторов ГД (собственная разработка предприятия);

система защиты главных двигателей;

судовой машинный телеграф (совмещенный с задатчиком системы ДАУ ГД) со следящим электрическим валом (собственная разработка предприятия);

система управления судовой электростанцией;

система управления вспомогательными механизмами и системами;

система централизованного контроля;

система управления грузовыми операциями.

Кроме того, в комплект поставки входят пульт судовождения и электрораспределительные устройства (главный, аварийный и вспомогательные распредщиты), магнитные пускатели и др.

Интегрированная АСУ ТП построена на базе новых конструкторских решений с применением современных схемотехнических и программно-аппаратных средств, программируемых контроллеров, средств управления и отображения информации, современных датчиков и электротехнических устройств.

Комплексное решение вопросов проектирования судовых средств автоматизации предоставило возможность обеспечить унификацию и совместимость:

схемотехнических и программно-аппаратных средств;

инструментальных средств программирования контроллеров;

прикладного программного обеспечения проектируемых систем управления;

программного обеспечения сетей передачи данных.

Объединение судового энергетического и технологического оборудования в единую систему интегрированного взаимодействия предоставило возможность получить ряд преимуществ, в число которых входят:

надежность функционирования автоматизированного оборудования в соответствии с алгоритмами его межсистемного взаимодействия;

удобство управления автоматизированным оборудованием со стороны судового персонала;

безаварийность автоматизированного оборудования за счет безотказности и надежности схемотехнических и программно-аппаратных средств;

удобство использования эксплуатационной документации;

сокращенный запас номенклатуры ЗИП;

снижение стоимости поставляемой аппаратуры за счет предоставляемых фирмами-поставщиками скидок при крупных (комплексных) заказах;

сокращение сроков поставки комплектующих изделий и, соответственно, сроков изготовления продукции.

Таким образом, ориентация на разработку и комплексную поставку систем ДАУ ГД, ДАУ ДГ, интегрированных АСУ ТП и судового электротехнического оборудования предоставляет возможность существенного снижения стоимости и повышения качества поставляемой продукции, соответствующей мировым стандартам.



14. Механизмы, обслуживающие главный и вспомогательные ДГ

Схема магнитного пускателя

Что такое магнитный пускатель - это коммутационный аппарат, предназначенный для автоматического включения и отключения потребителей электроэнергии многократно таких, как электрокотел, электра тэна, электродвигатель и т.п.

Магнитный пускатель позволяет осуществить дистанционное управление, включать и отключать потребителя на расстоянии с пульта управления. Самое распространенное применение магнитного пускателя получили асинхронные двигателя, при помощи его осуществляется пуск, стоп и реверс (смена направления вращение вала) двигателя.

Характерной особенностью судовых насосов, вентиляторов и компрессоров является то, что они, как правило, обеспечивают вращение только в одном направлении. Чаще всего не требуется и изменения частоты вращения, а если такая регулировка нужна, то она ограничивается переключением на одну из двух-трёх фиксированных скоростей. Многоступенчатое регулирование частоты вращения встречается редко даже у электроприводов постоянного тока.

Таким образом, в большинстве случаев схемы управления электроприводами судовых нагнетательных механизмов обеспечивают только пуск, остановку и защиту электродвигателей, поэтому схемы управления относительно просты.

Для электроприводов судовых нагнетателей характерна также автоматизация управления и разветвлённая сигнализация о режиме работы схемы и хорошо разработанная система автоматической защиты. Последнее особенно характерно для электроприводов компрессоров холодильных установок.

Включение и отключение большинства из них осуществляется автоматически с помощью реле давления, уровня и температуры. Одновременно предусматривается и возможность дублирующего ручного управления, причём последняя как с места установки механизма, так и дистанционно. Автоматизация управления электроприводами судовых насосов, вентиляторов и компрессоров повышает надёжность обслуживаемых или судовых механизмов и систем. В месте с тем автоматизация сокращает трудовые затраты на обслуживание судна и увеличивает производительность труда машинной команды.

Принцип действия схемы включения нереверсивного магнитного пускателя

Для включения электродвигателя М необходимо кратковременно нажать кнопку SB2 «Пуск». При этом по цепи катушки магнитного пускателя, потечет ток, якорь притянется к сердечнику. Это приведет к замыканию главных контактов в цепи питания электродвигателя. Одновременно замкнется вспомогательный контакт 3 - 5, что создаст параллельную цепь питания катушки магнитного пускателя.

Если теперь кнопку «Пуск» отпустить, то катушка магнитного пускателя будет включена через собственный вспомогательный контакт. Такую схему называют схемой самоблокировки. Она обеспечивает так называемую нулевую защиту электродвигателя. Если в процессе работы электродвигателя напряжение в сети исчезнет или значительно снизится (обычно более чем на 40% от номинального значения), то магнитный пускатель отключается и его вспомогательный контакт размыкается.

После восстановления напряжения для включения электродвигателя необходимо повторно нажать кнопку «Пуск». Нулевая защита предотвращает непредвиденный, самопроизвольный пуск электродвигателя, который может привести к аварии.

Аппараты ручного управления (рубильники, конечные выключатели) нулевой защитой не обладают, поэтому в системах управления станочным приводом обычно применяют управление с использованием магнитных пускателей.

Для отключения электродвигателя достаточно нажать кнопку SB1 «Стоп». Это приводит к размыканию цепи самопитания и отключению катушки магнитного пускателя.



15. Автоматизация котельных установок

15.1 Назначение и автоматика

Автоматика предназначена для автоматического управления процессами горения и питания, то есть поддержания заданных значений давления пара, давления топлива и уровня воды в котле на всех его нагрузках, а так же прекращение горения в топке и выключение аварийно-предупредительной сигнализации в автоматическом и ручном режимах работы при:

а) предельном давлении в котле;

б) минимальном давлении топлива;

в) нижнем предельном уровне;

г) верхнем предельном уровне;

д) обрыве факела во время горения;

е) не воспламенении топлива при включении котла.

Система управления и автоматической защиты включает в себя:

а) датчик уровня воды в котле типа ДУ-3

б) реле рабочего давления РДК-57

в) реле давления РД1

г) фотореле

д) клапан электромагнитный

е) щит автоматического управления

ж) ревун

Датчик уровня воды ДУ-3 предназначен для выключения котлоагрегата и включения аварийно-предупредительной сигнализации при достижении верхнего или нижнего предельного уровня в котле. Так же в котлоагрегате установлен второй датчик уровня, который предназначен для управления подачей воды в котёл путём включения питательного насоса при низшем уровне воды в котле -20 мм и выключения его при высшем уровне воды в котле +20 мм.

На котлоагрегате установлены три реле давления, которые предназначены:

а) реле рабочего давления для поддержания давления пара в рабочем диапазоне включения и выключения котлоагрегата;

б) реле предельного давления для прекращения горения при достижении предельного значения давления и включении аварийно-предупредительной сигнализации;

в) реле минимального давления топлива для прекращения горения при сжижении давления топлива до минимального значения.

Фотореле предназначено для контроля за наличием факела в топке и прекращения подачи топлива и воздуха в котёл при срыве факела с включением аварийно-предупредительной сигнализации. Фотореле крепится накидной гайкой к трубе воздушного короба и герметизируется со стороны топки стеклом с прокладкой.

Клапан электромагнитный является исполнительным органом по любому виду защиты и предназначен для быстрого прекращения подачи топлива к форсунке.

Щит автоматического управления предназначен для размещения элементов системы автоматического управления, защиты и сигнализации.

На дверке ящика щита автоматики установлены:

а) главный пакетный выключатель - В1

б) сигнальная лампа наличия напряжения - Л1

в) сигнальная лампа “предельный нижний уровень” - Л7

г) сигнальная лампа “предельный верхний уровень” - Л8

д) сигнальная лампа “обрыв факела” - Л9

е) сигнальная лампа “предельное давление пара” - Л11

ж) сигнальная лампа “минимальное давление топлива” - Л10

з) тумблер управления горением “авт-ручн” - Т1

и) тумблер управления питанием “авт-ручн” - Т2

к) тумблер звуковой сигнализации “Вкл”-“Выкл” - Т3

л) автоматический выключатель электровентилятора “Вкл”-“Выкл” - В3

м) автоматический выключатель питательного насоса “Вкл”-“Выкл” - В2

н) кнопка зажигания при ручном управлении - К3

На судне установлены 2 котлоагрегата, которые находятся в котельном отделении. Они служат для обеспечения нужд в насыщенном паре.

Котлоагрегат КВГ 0,63/5м означает: котлоагрегат газотрубный, вспомогательный 630кл/ч модифицированный.

ТТД котла:

Производительность 630 ± 20 кг/г

Рабочие давление пара 5кг

Поверхность нагрева 9,5 м2

Расход топлива 45 ± 1 л

Температура питательной воды 283-343 К

Температура уходящих газов 543 К

Допустимое суммарное сопротивление воздухозабортника и дымохода котла 147:10 Па

Род тока переменный

Напряжение 220 или 380 В

Потребляемая мощность 5,15 кВт

Род топлива - Моторное ДТ поГо - Дизельное поГост 305-82

Рабочий уровень воды в котле от среднего ± 20мм

Нижний предельный уровень воды 80 мм

Давлениетопливапередфорсунками 1.6МПа

Давление питательной воды 0,36-0,56 МПа

Предельное давление пара 0,59 МПаМассакотлоагрегатабезводы 1600 ± 70 кг

Масса котлоагрегата водой 1930 ± 86 кг

15.2 Тип котла

Водотрубный котел. Котел состоит из верхнего парового 2 и нижнего водяного 9 коллекторов, соединенных трубами 12. Пучок труб 4, расположенных на боковой стенке, называется боковым экраном. Трубы5 второго ряда экрана, загороженные трубами первого ряда, и трубы 7, расположенные вне топки или в специальных выгородках, называются опускными. У некоторых котлов опускными называют также трубы 11, наиболее отдаленные от топки. Все остальные трубы подъемные.

В зависимости от расположения различные поверхности нагрева котла получают неодинаковое количество теплоты, что в значительной степени обусловливает характер теплообмена. На рис. 2, б схематично показаны также экономайзер 1, воздухоподогреватель 14, обшивка котла 13, форсунка котла 6, кирпичная кладка 3, под 8, пароперегреватель 10.

Знакомясь с классификацией различных типов рассмотренных котлов, можно отметить основные достоинства и недостатки водотрубных и газотрубных котлов.

Водотрубные котлы имеют значительно большую паропроизводительность при меньших массовых показателях, чем газотрубные. Вспомогательные, особенно газотрубные котлы обычно ограничены давлением до 1,8 МПа и температурой 300 -- 320 °С.

В зависимости от конструкции котла и эксплуатационных условий минимальное время на подъем пара до рабочего давления составляет 1,5 -- 3,0 ч для водотрубных котлов и 4 -- 24 ч для газотрубных. Все это объясняется меньшим количеством воды в водотрубном котле, хорошей ее циркуляцией, эластичностью труб, соединяющих коллекторы котла.

Сравнивая дополнительно взаимные достоинства и недостатки газотрубных и водотрубных котлов, можно также отметить: в водотрубном котле воды меньше его часовой паропроизводительности, поэтому изменение уровня воды от наивысшего до наинизшего допустимых может произойти очень быстро. Во избежание аварийных ситуаций и четкого поддержания уровня приходится применять более сложные автоматические системы регулирования и питания котла, связанные с автоматическим регулированием горения топлива. Необходимо использовать и сложную систему автоматического регулирования давления пара. На газотрубные котлы относительно мало влияет качество питательной воды. У более теплонапряженных водотрубных котлов при отложениях накипи на поверхности нагрева может создаться опасность перегрева металла труб и их разрыва. Газотрубный котел имеет сравнительно небольшую паропроизводительность, но зато более высокую степень сухости пара вследствие невысокой интенсивности парообразования. Газотрубный котел имеет меньшую чувствительность к колебаниям нагрузки, что объясняется его большой аккумулирующей способностью.

При всех достоинствах водотрубных утилизационных котлов с многократной принудительной циркуляцией они обладают меньшей надежностью из-за необходимости установки циркуляционных насосов, работающих в сравнительно тяжелых условиях перекачки горячей воды и пароводяной смеси.



16. Системы автоматизации холодильных установок, рефрижераторной установки и систем кондиционирования

16.1 Схема автоматизации холодильных установок

Холодильные машины и установки могут быть автоматизированы частично или полностью. Частично автоматизированные установки требуют постоянного присутствия обслуживающего персонала и его активного участия в управлении. В полностью автоматизированных установках обслуживающий персонал только наблюдает за их работой.

В схемах автоматизации холодильных установок применяют помимо описанных систем регулирования, защиты и сигнализации следующие виды автоматического управления: пуск агрегатов в заданной последовательности; автоматическое включение рассольных насосов, вентиляторов воздухоохладителей, вентилей и задвижек с электроприводом;

полуавтоматическое управление, при котором после автоматического выключения машин приборами защиты и регулирования их включение производится вручную;

дистанционное управление отдельными узлами и механизмами со щита управления.

На рис. 1 показана расстановка средств автоматизации в схеме аммиачной двухступенчатой холодильной машины.



Рис.1. Принципиальная схема аммиачной двухступенчатой холодильной машины с элементами автоматизации

МО -- маслоотделитель, ОК -- обратный клапан, РТ -- реле температуры, РД -- реле давления, СВ -- соленоидный вентиль, ПС -- промежуточный сосуд, РУ -- регулятор уровня, ОЖ -- отделитель жидкости, КМ_НС и КМ_ВС -- компрессоры низкой и высокой ступени, РР -- реле расхода, РКС -- реле контроля смазки, РВ -- регулирующий вентиль, Д -- двигатель, ПР -- поплавковый регулятор

Объектами регулирования в таких машинах являются: заполнение испарителей и ресиверов; температура испарения; температура конденсации, проток воды; давление масла; уровень в промсосуде.

Холодильные турбоагрегаты выпускают с автоматическим регулированием холодопроизводительности в зависимости от изменений тепловой нагрузки. Работа отдельных узлов турбоагрегата также автоматизирована. Подача хладагента в испарители с одновременным дросселированием производится поплавковым регулирующим вентилем ПРВ, получающим импульс от поплавкового датчика.

В большинстве случаев в системе смазки турбокомпрессоров имеются два насоса с приводом от разных источников -- рабочий, приводимый в движение от вала машины или сети переменного тока, и резервный, работающий на постоянном токе (от аккумуляторной батареи или от выпрямителя тока). При пуске машины автоматически включается пусковой насос, и лишь после того, как он создаст необходимое давление, включается двигатель компрессора. Когда машина разовьет полное число оборотов, пусковой насос автоматически выключается и смазка начинает подаваться рабочим насосом.

Автоматизируются и другие элементы, обеспечивающие безопасную работу турбокомпрессоров: противопомпажная защита, защита двигателя от перегрузки и других нарушений режима, создающих аварийную ситуацию. Турбокомпрессоры оборудуются также устройствами автоматического выключения при чрезмерном увеличении давления нагнетания, недопустимом падении давления смазки, перегреве подшипников и сильном падении температуры кипения хладагента. Для этого в различных точках турбоагрегатов ставятся специальные датчики. Импульсы от них передаются на реле, срабатывание которого приводит к остановке агрегата.

Автоматическая противоаварийная защита поршневого компрессора включает защиту от попадания жидкого хладагента во всасывающий трубопровод компрессора и от недопустимых отклонений параметров компрессоров от нормальных рабочих значений.

Защиту от попадания жидкого хладагента во всасывающий трубопровод компрессора обеспечивает автоматический контроль уровней в аппаратах стороны низкого давления; при достижении недопустимых уровней предусматривается аварийная остановка компрессоров и подача сигнала в схему автоматизации.

Защита компрессора одноступенчатого сжатия от недопустимых отклонений рабочих параметров должна предусматривать отключение его электродвигателя при отклонениях ниже допустимого значения давления всасывания и разности давлений в системе смазки, выше допустимого значения давления нагнетания и температуры нагнетания, а также при прекращении протока воды через охлаждающие рубашки компрессора.

Защита компрессора двухступенчатого сжатия должна предусматривать отключение компрессора при отклонениях ниже допустимого значения: давления всасывания низкой ступени, разности давлений в системе смазки; выше допустимого значения: давлений нагнетания низкой и высокой ступеней, температур нагнетания низкой и высокой ступеней, уровня жидкого хладагента в промежуточном сосуде, а также при прекращении протока воды через охлаждающие рубашки компрессора.

Система автоматической защиты не должна допускать самозапуск машины до устранения причины, вызвавшей срабатывание защиты.

Автоматизация работы испарительного узла имеет целью регулирование заполнения испарителей жидким хладагентом, автоматическое регулирование температуры хладоносителя, управление работой насосов для его циркуляции, а также защиту испарителей от замерзания хладоносителя.

Система автоматизации конденсаторной группы предусматривает: контроль за уровнем жидкого хладагента в линейном ресивере, управление работой водяных насосов, регулирование уровня воды в бассейнах или резервуарах, управление вентиляторами испарительных конденсаторов и вентиляторных градирен.

16.2 Системы и приборы автоматического регулирования

В период эксплуатации холодильных установок возникает постоянная необходимость приведения холодопроизводительности в соответствии с меняющейся холодонагрузкой. Это достигается системами автоматического регулирования.

Система автоматического регулирования состоит из следующих элементов:

датчиков, воспринимающих изменения регулируемых или контролируемых параметров;

органа, реагирующего на импульс, поступивший от датчика;

исполнительного механизма, срабатывающего при получении соответствующего импульса от датчика и осуществляющего привод регулирующего органа;

трубопроводов со сжатым воздухом для контрольно-измерительных приборов, а также легкокипящей жидкостью или электрических проводов, связывающих датчики с исполнительными механизмами;

устройств, служащих для настройки системы на заданное значение регулируемой величины.

Одним из основных видов регулирования является изменение подачи жидкого хладагента в испаритель, в который должно быть подано ровно столько холодильного агента, сколько испарилось под действием внешнего притока тепла.

Для регулирования подачи жидкого хладагента и сигнализации степени заполнения аппаратов служат поплавковые вентили низкого давления непосредственно в испарительной системе; терморегулирующие вентили, реагирующие на перегрев пара на выходе из испарительной системы; пневматические регуляторы уровня камерного типа.

Поплавковые регулирующие вентили низкого давления ПРВ обеспечивают поддержание заданного уровня в испарителях, промежуточных сосудах, ресиверах и отделителях жидкости. В ПРВ поплавок, связанный с аппаратом, в котором поддерживается постоянный уровень по принципу сообщающихся сосудов, регулирует величину сечения для прохода хладагента.

Промышленностью выпускаются поплавковые регулирующие вентили I-5ПР и 10ПР с игольчатым клапаном; II-20ПР и 50ПР с клапанами конусного типа и III-100ПР и 200ПР с золотниковыми клапанами. Параллельно ПРВ в схему регулирования включают ручной регулирующий вентиль, а перед ПРВ устанавливают фильтр.

Для контроля за работой ПРВ используют сигнализаторы уровня.

Терморегулирующие вентили ТРВ служат для автоматического заполнения охлаждающих приборов холодильным агентом. Чем меньше хладагента в испарителе, тем больше его перегрев во всасывающем трубопроводе и тем больше поднимается клапан ТРВ. При заполнении испарителя хладагентом, перегрев паров уменьшается, соответственно уменьшается и открытие ТРВ.

16.3 Системы кондиционирования

По назначению системы кондиционирования воздуха делятся на два типа кондиционирования: комфортное и техническое.

Система комфортного кондиционирования представляет собой совокупность трубопроводов, механизмов, аппаратов, приборов и устройств, предназначенных для приема, подогрева, охлаждения, увлажнения и подачи воздуха в каюты, салоны, кубрики, медицинские и служебные помещения судна, что обеспечивает поддержание в них благоприятных для самочувствия людей параметров воздушной среды: температуры 298-- 301 К (25--28 °С), влажности 40--60 %, подвижности до 0,5 м/с и газового состава -- независимо от района плавания судна.

Механизмы (вентиляторы) и аппараты (подогреватели, охладители, увлажнители воздуха) компонуются в центральном кондиционере. К подогревателям подводится водяной пар с давлением 0,3--0,5 МПа или горячая вода, к охладителям -- холодная вода или хладагент (хладон) от холодильной машины.

От центрального кондиционера к установленным в помещениях воздухораспределителям воздух поступает по одному или двум каналам со скоростью 18--20 м/с. В воздухораспределители одно-канальных систем можно встраивать теплообменники для дополнительного подогрева воздуха (паровые, водяные или электрические). В двухканальных системах воздух поступает к воздухораспределителям с разной температурой, что позволяет смешивать его в нужных пропорциях. Прием наружного воздуха и удаление загрязненного производятся так же, как и в системе вентиляции. Системами комфортного кондиционирования в настоящее время оборудуются морские суда всех классов и назначений.

Система технического кондиционирования -- совокупность трубопроводов, механизмов, аппаратов, приборов и устройств, предназначенных для приема, подогрева, охлаждения, осушения и подачи воздуха в грузовые и другие помещения судна, обеспечивает поддержание в них независимо от внешних условий заданных параметров воздушной среды, требуемых для сохранения груза или работы оборудования, приборов, а также для уменьшения коррозии металлических корпусных конструкций. Воздух осушается твердыми поглотителями воды (адсорбентами) и жидкими (абсорбентами), а также при охлаждении с помощью холодильной машины. В качестве адсорбентов используются силикагель и цеолит, абсорбентов -- растворы солей хлористого, реже бромистого лития; применяются волокнистые материалы, пропитанные растворами солей.

Осушенный и охлажденный воздух вентиляторами подается в грузовые помещения, к приборам и другому оборудованию. Для удаления воды из поглотителей (десорбции) устанавливаются дополнительные вентиляторы. Прием и удаление воздуха производятся так же, как и в системах вентиляции.

Существует много разновидностей СКВ как по принципиальным схемам, так и по типу оборудования, и поэтому их классифицируют по способу обработки воздуха -- круглогодичные, летние и зимние; месту обработки воздуха -- центральные и местные; конструктивному признаку -- одноканальные и двухканальные; скорости воздуха в трубопроводах -- низко-, средне- и высокоскоростные; наличию рециркуляции воздуха -- с рециркуляцией и без нее; типу воздухораспределителя -- прямоточные и эжекционные.

СКВ выбирают в зависимости от типа и назначения судна, района и автономности плавания, наличия электроэнергии и пара, а также стоимости изготовления и эксплуатации системы.

Аппарат, с помощью которого осуществляется кондиционирование воздуха, называется кондиционером. Он представляет собой систему последовательно включенных устройств и аппаратов. Обычно в состав кондиционера входят противопыльный фильтр, вентилятор, воздухоохладитель, воздухонагреватель (калорифер), увлажнитель и элиминатор (каплеотделитель). В зависимости от требуемой обработки воздуха комбинации перечисленных элементов могут быть разными.

На рис. 1 представлена конструктивная схема центрального кондиционера. Наружный и рециркуляционный воздух поступает в камеру смешения кондиционера, обрабатывается в нем и нагнетается из воздухораспределительной камеры по воздуховоду в каюты.

Сконденсированная влага из поддона отводится по сливной трубке. При режиме охлаждения отключают первичный и вторичный воздухонагреватели и паровой увлажнитель, а при режиме отопления -- воздухоохладитель и холодильную машину (на рисунке не показана). Воздух в помещениях распространяется различными воздухораспределителями, для которых не требуются высокие скорости и напоры обработанного воздуха.

Рис. 1. Схема центрального кондиционера для одноканальной рециркуляционной системы

1,5 -- задвижки; 2, 6 -- Противопыльные фильтры; 3 -- первичный воздухонагреватель: 4 -- камера смешения наружного н рециркуляционного воздуха; 7 -- электровентилятор; 8 -- воздухоохладитель; 9 -- паровой увлажнитель; 10 -- вторичный воздухонагреватель; 11 -- Каплеуловитель; 12 -- воздуховод; 13 -- воздухораспределительная камера обработанного воздуха; 14 -- сливная трубка; 15 -- запорные клапаны; 16 -- терморегулирующий клапан

Применение СКВ исключает необходимость в системах отопления и вентиляции, причем в этом случае создаются условия для лучшего регулирования параметров воздуха в обслуживаемых помещениях.

На рис. 2 приведена схема централизованно-местной (смешанной) одноканальной высокоскоростной прямоточной СКВ.

Наружный воздух засасывается высоконапорным вентилятором 2 через приемник 1 и нагнетается им через центральный (групповой) кондиционер 3 в местные пристенные кондиционеры 5. Последние устанавливаются в каютах и одновременно являются воздухораспределителями. По воздуховодам 4 обычно подается только наружный воздух, количество которого в 3--4 раза меньше количества воздуха в центральной системе (что сокращает размеры каналов). В общем (групповом) кондиционере воздух полностью не обрабатывается.

Рис. 2. Схема централизованно-местной одноканальной высокоскоростной прямоточной СКВ

Рис. 3. Схема централизованной двухканальной высокоскоростной СКВ

Каютный кондиционер состоит из воздушного эжектора 11 и ребристого теплообменного аппарата 8. Чаще всего воздухоохладитель и воздухонагреватель каютного кондиционера объединяют в единый теплообменный аппарат, составленный из ребристых труб, по которым проходит холодная или горячая вода, подаваемая по трубопроводу 9.

Обработанный в центральном кондиционере воздух с повышенным давлением входит в воздушный эжектор местного кондиционера. Выходя из сопла эжектора 11 с большой скоростью, он эжектирует (подсасывает) в местный кондиционер рециркуляционный воздух из помещения через жалюзийную решетку 7. В местном кондиционере тепловлажностной обработке подвергается только воздух данной каюты. Из кондиционера смесь наружного и рециркуляционного воздуха снова направляется в помещение через выходную решетку 6. Выделяющаяся при охлаждении воздуха влага отводится по сливной трубке 10.

Смешанные высокоскоростные СКВ отличаются компактными воздуховодами. Эти СКВ более удобны и гибки, так как позволяют индивидуально регулировать параметры воздуха. Пассажиры каждой каюты могут изменять температуру воздуха по своему желанию дополнительным каютным кондиционером независимо от центрального кондиционера. Это можно осуществить изменением режима работы водяного теплообменника в местном кондиционере, регулируя количество воды открытием клапана, или с помощью жалюзи изменением количества воздуха, проходящего через теплообменник. При этом количество хладоносителя, циркулирующего через теплообменный аппарат, оставляют постоянным.

Однако смешанные системы имеют также значительные недостатки; большую разветвленность по судну сети трубопроводов хладоносителя для местных кондиционеров, в связи с чем усложняется их уплотнение; необходимость устройства дренажа из местных кондиционеров для отвода влаги, конденсируемой из воздуха помещений; повышенный шум в помещениях из-за работы сопл в местных кондиционерах; сокращение полезного объема кают вследствие расположения в них местных кондиционеров; меньшая экономичность по сравнению с централизованной низкоскоростной системой. В каждую каюту приходится вести четыре трубы: одну для воздуха, две для подвода и отвода хладоносителя и одну для слива конденсата (дренаж).

Схема центральной двухканальной высокоскоростной СКВ показана на рис. 3.

В центральные кондиционеры обеих ступеней 3 и 4 входят те же последовательно включенные аппараты и устройства, что и в центральный кондиционер одноканальной системы (см. рис.1). Паровой увлажнитель имеется только в кондиционере 3 первой ступени. Летом центральный кондиционер 3 первой ступени охлаждает воздух до более высокой температуры, чем второй кондиционер 4. После кондиционера 3 часть воздуха отбирается и направляется в канал 5. Другая его часть проходит кондиционер 4, а затем поступает в канал 6. По двум каналам воздух идет в смесители (воздухораспределители) 7, установленные в каютах 5. В смесителе воздух, поступающий из канала 5, смешивается с более охлажденным из канала 6, после чего направляется в помещение.

В двухканальной СКВ нет необходимости применять каютные кондиционеры, разводить по каютам холодную и горячую воду и предусматривать дренажные трубопроводы. В каждую каюту идут только воздушные трубы. Система позволяет индивидуально регулировать температуру воздуха в каждой каюте подбором соответствующих количественных соотношений воздуха из обеих каналов. Недостатком двухканальной высокоскоростной СКВ является то, что ее объем и масса несколько больше, чем у одноканальной.

16.4 Судовые рефрижераторные установки

Рефрижераторные установки на судах служат прежде всего для того, чтобы в течение длительного времени сохранять продукты, особенно легкопортящиеся. Некоторые суда для перевозки генеральных грузов имеют также один или несколько грузовых рефрижераторных трюмов. Рефрижераторные суда предназначены исключительно для перевозки охлажденных или замороженных грузов. Очень хорошо оборудованы рефрижераторные установки на рыболовных и рыбоперерабатывающих судах.

В охлаждающем контуре компрессора тепло забирается от хладагента, который испаряется при низких температуре (обычно ниже 0° С) и давлении. Температура хладагента за счет сжатия поднимается настолько, что принятое до этого тепло может быть отдано, например, охлаждающей воде с более высокой температурой. Для этой цели к установке необходимо подвести энергию, что в данном случае происходит за счет работы, совершенной компрессором. В качестве хладагента используется вещество, переносящее тепло в охлаждающий контур, причем оно принимает тепло в холодильной камере и отдает его морской воде. В судовых охлаждающих контурах чаще всего применяют дифтордихлорметан CCIF₂, или фреон-12, и дифторхлорметан CHF₂CI, или фреон-22.

Принцип действия судовой рефрижераторной установки показан на рисунке. Пары хладагента, имеющие низкие давление и температуру, всасываются компрессором и сжимаются до 0,6--0,8 МПа, при этом температура превысит температуру забортной воды, применяемой для охлаждения конденсатора. В конденсаторе тепло хладагента забирается протекающей забортной водой, за счет чего сжижаются пары хладагента при постоянных температуре и давлении. Жидкий хладагент после конденсатора попадает в расширительный клапан, где его давление снижается. Одновременно происходит резкое снижение температуры, и хладагент из жидкости превращается в пар с очень большим влагосодержанием. После выхода из расширительного клапана хладагент испаряется в испарителе и забирает из рефрижераторной камеры требующееся для этого тепло. Для обеспечения лучшей циркуляции воздуха, способствующей более интенсивному теплообмену, в испарительной камере устанавливают вентилятор. Он забирает воздух из рефрижераторной камеры и снова нагнетает туда воздух, охлажденный в испарительной камере.

Как рефрижераторные, так и испарительные камеры должны быть хорошо изолированы, чтобы по возможности сократить потери тепла, возникающие из-за большого перепада между температурами камер и окружающей среды.

Судовая рефрижераторная установка

1 -- компрессор; 2 -- конденсатор; 3 -- расширительный клапан; 4 -- испаритель; 5 -- вентилятор; о -- рефрижераторная камера; 7 -- помещение испарительной установки.



17. Рыбомучная установка

Установка агрегатированная, блочная жиромучная РМУ-80 предназначена для производства кормовой муки и технического рыбьего жира из рыбных отходов и малоценных пород рыб. Устанавливается на рыбопромысловых судах с неограниченным районом плавания и на крупных береговых рыбоперерабатывающих предприятиях. А для эффективной сушки муки используется сушилка роторно-трубчатого типа с системой нагнетания подогретого потока воздуха, и сушилка роторно дискового типа что позволяет получать более качественную кормовую муку и в свою очередь уменьшает себестоимость готовой продукции.

Технические характеристики РМУ-80

1. Производительность техническая по сырью, т/сутки...............80

2. Принцип работы........................................непрерывного действия

3. Размер сырья куски массой не более....................................10 кг

4. Выход муки, % от массы сырья..............................................16-22

5. Рабочее давление пара, Па (кгс/см2) ...............................5·105 (5)

6. Расход пара без выпарной установки, кг/час, не более........1676

7. Количество морской воды или рассола при 50 С, требуемое

для охлаждения муки, кг/час, не более.........................................1000

8. Расход пресной воды на сепаратор, м3/час, не более...........0,05

9. Установленная мощность электродвигателей, кВт, не более.118

10. Получаемый продукт.................мука кормовая ГОСТ 2116-2000

жир технический ГОСТ 1304-76

11. Габаритные размеры, мм, не более.................8270х6900х4400

12. Масса, кг, не более.................................................................31900

Принцип работы

Мелкая рыба поступает в бункер накопитель (2), крупная рыба поступает в бункер через рыборезку (1). Из бункера рыба подается шнеком (3) в варильник (4). В варильнике сырье проваривается паром, перемешивается и перемещается вперед шнеком. Из варильника разваренная масса поступает в пресс двухшнековый (5), где происходит отделение жидких фракций жира и бульона. Выделенные фракции установкой насосной (11) перекачиваются в установку для выделения шлама (12). Взвешенные частицы, выделенные в установке для выделения шлама, шнеком подаются в сушилку. Отжатая масса из пресса (5) поступает в сушилку роторно-трубчатого типа (6), где происходит предварительная сушка. Сушка осуществляется за счет соприкасания жома с нагретыми паром поверхностями вала трубчатого и корпуса сушилки (6). Выпаренная влага удаляется проходящим через сушилку воздухом, который движется в противоположном направлении по отношению к движению материала. Воздух, прошедший через сушилку (6), поступает в циклон (13), где из него отделяется мучная пыль. После предварительной сушки шнеком (7) сушонка подается на окончательную сушку в сушилку(8). После сушки сырье в виде крупной муки (сушонки) попадает в заграждение магнитное (10), предназначенное для улавливания металлических примесей, находящихся в сушонке. Из питателя ионола (9) антиокислитель попадает на шнек подачи сушонки (7). Из бункера заграждения магнитного сушонка засасывается в установку мельничную (15), где измельчается и нагнетается в 1-й разгрузитель центробежный (16). Из 1-го разгрузителя мука поступает в воздуховод, где охлаждается воздухом из охладителя (19) и через 2-й разгрузитель центробежный (16) и шлюзовой затвор (17) попадает на упаковку. Осветленный бульон из установки для выделения шлама (12) поступает в І-й отсек цистерны (22), подогревается до температуры 90-950С и самотеком поступает в сепаратор (23) для отделения рыбьего жира. По мере заполнения, подогрева бульона и подачи его на сепаратор отсеки цистерны работают попеременно. Отделенный на сепараторе жир, електронасосной установкой (24) подается в танк судна. Обезжиренный бульон утилизируется или сливается за борт.



18. Пожарная станция

18.1 Назначение

Настоящее техническое описание распространяется на приёмную станцию пожарной электрической сигнализации с оптической фиксацией сигналов лучевой системы ёмкостью на 10-50 номеров типа ТОЛ-10\50 - С, предназначенную для установки на морских и речных судах с неограниченными районами плавания и рассчитанную на эксплуатацию в закрытом помещении.

...