Системы водоснабжения на судне реферат

Обновлено: 05.07.2024

Системы бытового водоснабжения предназначены для обеспечения физиологических, санитарно-гигиенических и хозяйственно-бытовых потребителей — членов экипажей и пассажиров судов путём подачи пресной бытовой и забортной воды. Они подразделяются на системы пресной питьевой, пресной мытьевой воды, единую систему бытовой пресной воды и систему забортной воды.

Запасы пресной воды принимаются на суда от береговых гидрантов, с судов-водолеев, а при большой автономности могут пополняться от оборудованной на судне станции приготовления пресной воды (ППВ) из забортной.

По принципу действия системы бытовой пресной воды бывают гравитационными, когда подача воды к потребителям осуществляется за счёт сил тяжести; принудительными, когда вода к потребителям подаётся насосом или за счёт давления, создаваемого в пневмогидроцистерне; комбинированными, когда применяется и принудительная (например, в расходно-напорные цистерны), и гравитационная подача (из расходно-напорных цистерн к потребителям). Выбор типа системы водоснабжения осуществляется исходя из назначения судна, численности экипажа и пассажиров, источника водоснабжения, автономности по запасам пресной воды и других факторов. На морских судах принято устанавливать независимые друг от друга системы питьевой, мытьевой и забортной воды.

Система питьевой воды предназначена для приёма, хранения и подачи воды питьевого качества к камбузам, буфетам, сатураторам, кипятильникам, в медицинские помещения и др. Система проектируется по централизованному принципу, она не должна сообщаться с трубопроводами систем мытьевой и забортной воды. Питьевая вода должна быть пресной, прозрачной, без запахов, безвредной по химическому составу и не содержать болезнетворных микроорганизмов. Свойства питьевой воды регламентируются госстандартом.

На морских судах наибольшее распространение получили системы питьевой воды принудительного действия или комбинированные. В последних используются расходно-напорные цистерны, которые должны размещаться на необходимой высоте для обеспечения требуемых расходов у потребителей. В общем случае в состав системы входят цистерны, насосы, пневмоцистерны (гидрофоры), трубопроводы, арматура, устройства для санитарно-гигиенической обработки воды, контрольно-измерительные приборы и другое оборудование.

Хранение запасов питьевой воды на морских судах осуществляется не менее чем в двух вкладных цистернах, имеющих специальные защитные покрытия (краски, лаки, эмали). На малых судах допускается установка одной цистерны. Вместимость цистерн определяется в соответствии с нормами расхода воды в зависимости от категории судна. На морских судах неограниченного плавания норма расхода питьевой воды составляет 40 л на человека в сутки. Однако на практике, особенно при эксплуатации пассажирских судов, эта норма значительно превышается (часто в 2-3 раза).

При длительном хранении питьевой воды (более семи суток) ухудшаются её бактериальные показатели, увеличивается окисляемость, повышается содержание железа, снижается прозрачность, может появиться неприятный запах и т. п. Такую воду необходимо подвергать очистке и обеззараживанию. Обеззараживание — одна из наиболее важных операций кондиционирования питьевой воды. Если мутная, цветная или солоноватая вода вызывает лишь неприятные ощущения при её потреблении, то вода, содержащая болезнетворные бактерии и вирусы, опасна для здоровья человека и не должна использоваться для питья без предварительного обеззараживания. Наибольшее распространение на судах нашли следующие методы обеззараживания: хлорирование, ультрафиолетовое облучение, озонирование, обработка ионами серебра. На современных морских судах большой автономности запасы питьевой воды могут пополняться от станций производства питьевой воды (ППВ) из забортной. Наиболее распространено на судах приготовление пресной воды из забортной морской путём дистилляции. Процесс дистилляции заключается в выпаривании морской воды в специальной опреснительной установке. После проверки на солёность дистиллят поступает в аэратор, где насыщается кислородом воздуха. Далее пресная вода для придания ей питьевых качеств поступает на минерализацию, обеззараживание, дезодорацию, на очистку от следов нефтепродуктов, коррекцию водородного показателя рН, на обработку с целью устранения привкусов.

Система мытьевой воды служит для приёма, хранения и подачи холодной и горячей пресной мытьевой воды к душевым, баням, прачечным, умывальням и другим потребителям. Требования к качеству мытьевой воды менее жёсткие, чем к питьевой. Мытьевая вода может отвечать требованиям государственного стандарта лишь по бактериологическим и токсикологическим показателям, а физико-химические показатели здесь не являются определяющими. Поэтому в качестве мытьевой может использоваться обеззараженная морская вода, не прошедшая минерализации. Норма расхода мытьевой воды для морских судов неограниченного плавания составляет 60 л на человека в сутки. Однако ориентация на минимальное водопотребление зачастую не соответствует современным понятиям обеспечения достаточной комфортности обитания на морских судах. Реальный расход мытьевой воды достигает 240-280 л на человека в сутки. Требования к условиям и срокам хранения мытьевой воды, насосам и пневмоцистернам такие же как и для питьевой воды. Состав системы также аналогичен системе питьевой воды. Но система мытьевой воды снабжает потребителей ещё и горячей водой, поэтому в её состав дополнительно входят подогреватели, а также насосы и трубопроводы горячей воды. Снабжение потребителей горячей мытьевой водой осуществляется централизованно или с помощью местных подогревателей.

В качестве подогревателей в системе мытьевой воды используются паровые, ёмкостные электрические, пароэлектрические и скоростные электрические подогреватели. Циркуляционные насосы горячей воды имеют автоматическую защиту от перегрева с сигнализацией в центральном посту управления. Включение насоса происходит при понижении температуры воды в трубопроводе до 50 °С, а выключение — при температуре свыше 70 °С.

Единая система бытовой пресной воды объединяет в себе системы питьевой и мытьевой воды и предназначена для приёма, хранения и подачи пресной воды для питья, приготовления пищи, мытья посуды и столовых приборов, удовлетворения общегигиенических потребностей людей, мытья помещений пищеблока и провизионных кладовых. Вода, подаваемая системой, должна отвечать всем требованиям, предъявляемым к питьевой воде.

По принципу действия единые системы бытовой пресной воды бывают принудительными и гравитационными. Состав системы практически объединяет в себе оборудование систем питьевой и мытьевой воды. На неё также распространяются все требования к проектированию этих систем. Однако количество оборудования единой системы бытовой пресной воды меньше, чем при раздельном водоснабжении, примерно в 1,5 раза сокращается протяжённость трубопроводов и судовой арматуры.

Принципиальная схема единой системы бытовой пресной воды для судов с большой автономностью плавания (более 30 сут) приведена на рис. 7.32. Перед рейсом пресная вода по наливной трубе поступает в цистерны запаса, откуда насосы подают её в пневмогидроцистерну и магистральный трубопровод. По магистральному трубопроводу часть холодной пресной воды поступает к потребителям, а часть, пройдя через водоподогреватель и кольцевую магистраль, подаётся к потребителям горячей воды. Циркуляцию горячей воды осуществляет циркуляционный насос. Ввиду длительности автономного плавания в состав системы введена установка обеззараживания. В море запасы воды пополняются от станции ППВ (на схеме не показана) и поступают в цистерны запаса.

Система бытовой забортной воды предназначена для приёма воды из-за борта и подачи её к санитарному оборудованию судна: в санитарно-бытовые помещения, бассейны, для охлаждения кипятильников, а при необходимости — в прачечные, бани, душевые, ванные и помещения пищеблока. На морских судах применяются системы бытовой забортной воды при-

нудительного действия. В состав систем входят насосы, пневмоцистерны, трубопроводы, фильтры, арматура и контрольно-измерительные приборы. Системы выполняются централизованными. В системах бытовой забортной воды в отличие от систем пресной воды отсутствуют цистерны запаса и расходно-напорные цистерны. Приём воды осуществляется непосредственно из-за борта через кингстоны и подаётся потребителям с помощью насоса или пневмоцистерны.

Сточные системы.

Группа сточных систем предназначена для сбора и удаления с судна сточных, хозяйственно-бытовых вод, а также воды, попавшей на открытые палубы при волнении на море, от атмосферных осадков и т. п. В состав этой группы входят:

— сточная система, предназначенная для сбора, обработки и удаления с судна сточных вод из туалетов, медицинских помещений и помещений для перевозки животных;

— система хозяйственно-бытовых вод, задачей которой является сбор и удаление с судна хозяйственно-бытовых вод из умывальных, бань, прачечных, камбузов и других подобных помещений;

— шпигаты открытых палуб, отводящих за борт воду, попавшую на эти палубы при волнении на море, от атмосферных осадков, при тушении пожаров, мытье палуб и т. д.

Сточные системы по устройству могут подразделяться на

— системы со сбором сточных вод, предназначенные для сбора и накопления сточных вод в сборных цистернах с последующей передачей этих вод на берег или в плавучий сборщик;

— системы с обработкой сточных вод на судне, предназначенные для сбора и обработки сточных вод в специальных установках с последующим сбросом стоков за борт, а также сбора шлама с последующим его уничтожением или передачей на берег;

— системы с рециркуляцией смывной жидкости, предназначенные для сбора, обработки и повторного использования смывной жидкости.

Сточные системы в зависимости от устройства состоят из цистерн сбора и накопления стоков, насосов и эжекторов, трубопроводов, контрольно-измерительных приборов. Кроме того, в системах используются установки для обработки стоков, цистерны сбора шлама. Выбор типа сточной системы, компоновки и состава производится с учётом класса и назначения судна, его валовой вместимости, района плавания, численности экипажа и пассажиров, размещения на судне санитарно-технического оборудования, длительности пребывания в зонах, где отвод необработанных сточных вод за борт запрещен.

Системы со сбором сточных вод в сборных цистернах — наиболее просты. Основной элемент системы — сборная цистерна. В неё осуществляется сбор сточных вод. Сбор хозяйственно-бытовых вод в сборную цистерну не предусматривается ввиду их значительных количеств и отсутствия строгих ограничений по их сбросу.

Системы с обработкой сточных вод в специальных установках являются более перспективными, чем предыдущие, так как они обеспечивают возможность сбрасывать очищенные сточные воды в любых акваториях, включая районы портов и прибрежные воды.

Системы с рециркуляцией смывной жидкости используются на небольших судах с динамическими принципами поддержания. Эти системы осуществляют сбор только сточных вод, их обработку, включающую в себя отделение твёрдой фазы, очистку, обеззараживание и повторное использование смывной жидкости. Преимуществом таких систем является возможность многократного использования смывной жидкости вместе с жидкой фазой сточных вод по замкнутому циклу, т. е. без сброса в окружающую среду.

Вакуумные сточные системы являются разновидностью системы со сбором сточных вод. Используемые на судах гравитационные системы хотя и отличаются простотой, однако имеют значительные габариты и массу, должны удовлетворять определённым требованиям. В сточных системах вакуумного типа транспортировка стоков осуществляется под действием разрежения, создаваемого в системе. Использование этого способа транспортировки позволяет резко сократить количество промывочной жидкости.

Системами бытового водоснабжения называют группу систем, предназначенных для обеспечения хозяйственно-бытовых и санитарных нужд судна пресной и забортной водой. К этой группе относятся системы:

бытовой пресной воды
питьевой
мытьевой воды
бытовой горячей
бытовой забортной воды.

В соответствии с Санитарными правилами суда должны быть обеспечены в достаточном количестве пресной и мытьевой водой. Так, морские суда, совершающие рейсы с удалением от берега более чем на 100 миль и продолжительностью более суток, должны иметь запас пресной воды по 100 л на человека в сутки (40 л питьевой и 60 л мытьевой). На судах допускается объединять системы питьевой и мытьевой воды в одну, называемую системой бытовой пресной воды; при этом требуется, чтобы мытьевая вода по условиям хранения и качеству соответствовала питьевой, т. е. должна быть пресной, чистой, прозрачной и не содержать вредных примесей и микроорганизмов.

Система питьевой воды

Система питьевой воды служит для приема, хранения и подачи питьевой воды на камбуз, к питьевым фонтанчикам и умывальникам. Она состоит из вкладных цистерн, насосов, пневмоцистерны (гидрофора), трубопроводов из оцинкованных водогазопроводных труб и водораспределительных устройств (рис. 8.20). На судне предусматривают не менее двух цистерн питьевой воды с надежным защитным покрытием — цементным раствором, полиэтиленовой пленкой, этинолевой краской и т. п.— и снабженных водомерными стеклами или дистанционными уровнемерами (пользоваться футштоками запрещено).

Питьевую воду принимают в цистерны через выведенные на открытую палубу трубы, которые гибкими шлангами присоединяют к городскому водопроводу. Рожки приемных труб выводят на 400 мм выше открытой палубы и защищают от попадания морской воды, а на гуськах воздушных труб цистерн пресной воды предусматривают головки с фильтрами и защитой от морской воды.

Для поддержания в системе постоянного давления предусматривают гидрофор, т. е. герметически закрытую цистерну, заполненную водой и сжатым воздухом, который по мере заполнения гидрофора водой сжимается до 0,3—0,35 МПа (3—3,5 кгс/см 2 ). Воздух подает питьевую воду в систему до тех пор, пока давление в гидрофоре не упадет до 0,12—0,16 МПа (1,2—1,6 кгс/см 2 ), после чего автоматически включается водяной насос и гидрофор снова заполняется. Выключается насос также автоматически — при увеличении давления воздуха в гидрофоре сверх указанного.

На судах малого водоизмещения применяют упрощенную систему питьевой воды: вместо гидрофора на мостике устанавливают заполняемый насосом напорный бак (расходную цистерну), из которого вода самотеком поступает к потребителям.

Для длительного хранения питьевой воды в системе предусматривают бактерицидную установку (хлоратор, бактерицидные лампы и т. п.), но даже после специальной обработки хранить воду более 20—30 суток нельзя. На судах, обладающих большой автономностью и имеющих на борту большое количество людей, запас пресной воды принимают на 15—20 сут, пополняя его затем от опреснительной установки. Опресненную морскую воду (ее разрешается брать в море не ближе 25 миль от берега) обеззараживают и минерализуют, т. е. насыщают ее минеральными солями для придания ей вкусовых качеств.

Система мытьевой воды

Система мытьевой воды по своему устройству аналогична системе питьевой воды, однако мытьевую воду допускается хранить в корпусных цистернах, предусматривая защиту ее от загрязнения и порчи под действием тепла. Во избежание замерзания в зимнее время цистерны мытьевой воды оборудуют змеевиками подогрева (от хозяйственного паропровода). Мытьевую воду подают только в бани, ванные, душевую, прачечные, камбузы. В умывальники мытьевую воду подводить запрещено (так как ее нельзя использовать для питья), она должна быть питьевого качества.

Система бытовой горячей воды

Система бытовой горячей воды служит для централизованного снабжения горячей пресной водой хозяйственно-бытовых потребителей. Воду подогревают в специальном водоподогревателе и при температуре 60—70° направляют с помощью насоса горячей воды по кольцевому трубопроводу к потребителям.

Система бытовой забортной воды

Система бытовой забортной воды необходима для подачи забортной воды к местам ее потребления (ванны, душевые, туалеты) и для мытья палубы, а также для охлаждения различных теплообменных аппаратов. В отличие от остальных эта система не имеет запасных цистерн. В качестве насоса обычно используют пожарный насос либо устанавливают автономный насос забортной воды с пневмоцистерной. Трубопровод забортной воды изготовляют из труб, обладающих высокой коррозионной стойкостью — стальных, оцинкованных, медных, медно-никелевых, полиэтиленовых или же стальных, футерованных полиэтиленом.

Система (рис. 33) состоит из комплекса различного оборудования, предназначенного для приема, подготовки и подачи воды для питьевых и бытовых целей. Речные суда получают питьевую воду из береговых городских водопроводов или специальных судовых станций, приготавливающих питьевую воду из забортной.

В соответствии с требованиями санитарных Правил, вода для бытовых целей также должна быть безопасной в эпидемиологическом отношении и очищена от механических примесей. Поэтому на речных судах, как правило, предусматривают объединенную систему питьевой и бытовой воды и выполняют ее в соответствии с требованиями к системе питьевой воды.

Хранят питьевую воду в цистернах, покрытых изнутри цементным раствором, что предотвращает образование ржавчины и порчу воды. Воду из городского водопровода принимают закрытым способом по оцинкованному трубопроводу с любого борта судна. Приемные патрубки трубопровода возвышаются над палубой на 400мм и имеют надежное закрытие, предотвращающее загрязнение воды.

На судах старой постройки и небольших современных судах для обеспечения распределения воды по источникам потребления самотеком используют расходные цистерны питьевой воды (водонапорные баки), которые размещают на тентовой палубе. В расходной цистерне устанавливают поплавковые реле, обеспечивающие автоматическое включение и выключение подкачивающего насоса при предельных: нижнем и верхнем уровнях воды.

На большинстве речных судов для автоматизации подачи воды к потребителям устанавливают специальные цистерны (гидрофоры).

Гидрофор – герметический резервуар, в нижней части которого находится вода, а в верхней – сжатый воздух. Это позволяет сжатым воздухом вытеснять воду из цистерны в систему водоснабжения и подавать ее под определенным напором в любое помещение судна.

Забортная вода, поступающая в систему, предварительно пропускается через электролизер, очищается в песочном фильтре, обеззараживается путем облучения ультрафиолетовыми лучами, образуемыми специальными лампами. Очищенная и обеззараженная питьевая вода поступает в цистерну, откуда через пневмоцистерну питьевой воды подается к потребителям.

В данной системе водоснабжения, кроме системы питьевой воды, имеется система забортной воды с отдельной пневмоцистерной, в которую забортную воду подают специальным насосом непосредственно из ящика забортной воды.

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.

Читайте также: