Трюмные системы сухогрузного теплохода г/п 3400т

   1/e=d/k

     k = 0,15 мм - значение абсолютной шероховатости. 

    В результате расчета получено, что  при производительности насоса Q=58 м³/ч требуемая высота всасывания не превышает допускаемую (H_вс=5,835м.вод.ст.<6м.вод.ст.). Таким образом, принятые диаметры трубопроводов обеспечивают совместную работу насоса и системы на всасывание. 

 

   1.4 Гидравлический расчет  системы и согласования  характеристик выбранного  насоса с характеристиками  системы 

     Для согласования характеристик  насоса и системы строится характеристика системы, которая получена путем расчета гидравлических потерь в ней  при трех значениях подачи: Q₁=49,3 м³/ч, Q₂=58м³/ч, Q₃=66,7м³/ч.

     Расчет производим в средней части таблицы 1.1.

     В результате расчета строим  графики характеристик работы  осушительной системы и насоса, представленные на рисунке 1.2.

    В результате расчета получено, что  диаграмма характеристики системы  пересекается с диаграммой характеристики насоса в пределах рабочей части, но при большей производительности насоса.

    Для работы насоса, с принятой в качестве рабочей производительности Q=58м³/ч, требуется согласование характеристик насоса и системы. Для согласования требуется установка дополнительного местного сопротивления на участке 3-4. Величину требуемой дополнительной потери напора Δh_ДОП определяем по графику1.2, Δh_ДОП=5,7м.

     Величину коэффициента дополнительного  гидравлического сопротивления  определяем по формуле:

   

   _{V-скорость воды на участке 3-4 при производительности насоса Q=58м³/ч}

   _{Подставляя, получим:}

   

     Используя полученные значения,  производим окончательный расчет  потерь в системе в нижней части таблицы 1.1.

   Таким образом, характеристики насоса и системы  согласованы. Система работает при  следующих значениях параметров:

     Подача насоса 58м³/ч.

     Полный напор 21,1 м.вод.ст.

     Рабочая мощность насоса 5,8кВт.

     КПД насоса   57%.

 

   1.5 Проектирование системы  осушения нефтесодержащих  вод 

   1.5.1 Составление схемы

    

   Составление схемы системы начинаем с расстановки  приёмников осушения, которые установлены  в сборных колодцах, и в других точках рядом с приёмниками осушения основных систем. Кроме этого приемники устанавливаем в поддонах под главными двигателями и дизель генераторами.

   Для защиты трубопровода на отростках устанавливаются  грязевые коробки.

     По заданию система осушения  нефтесодержащих вод компонуется  по децентрализованному принципу. Приемники присоединяются к магистрали системы нефтесодержащих вод посредством невозвратно-запорных клапанов. Обслуживается система одним льяльным насосом вихревого типа, расположенным в районе 135 шп. на правом борту. Насос соединен перемычкой с соответствующими точками функциональной группы основного осушительного и балластного насоса.

   Насос выкачивает воду из колодцев в цистерну нефтесодержащих вод, а также  должен выкачивать воду на станцию  очистки, находящуюся на берегу или  на другом судне.

      К магистрали присоединен отросток с невозвратно запорным клапаном ведущий в цистерну НСВ. Магистраль  присоединена к насосу НСВ через отсечный проходной клапан. За клапаном установлен фильтр, после насоса так же установлен отсечный проходной клапан.

   Выкачка производится через отливную перемычку, проходящую на оба борта в районе 140шп. и выходящую на главную палубу. На перемычке установлен трехходовой L-образный кран-манипулятор, позволяющий изменять направление выкачки.

   Отливной  трубопровод имеет ответвление, снабженное трехходовым Т -образным краном-манипулятором, с помощью которого НСВ подаются на сепаратор или же сливаются в цистерну НСВ. Сепаратор на схеме условно не изображен. Очищенная сепаратором вода сливается за борт через отливное отверстие основной осушительной системы. Трубопровод от сепаратора снабжен невозвратно запорным клапаном, имеющим возможность опломбирования и краном для отбора проб.

    

 

   1.5.2 Назначение диаметров  магистралей, выбор  насоса и определение  объема цистерн  нефтесодержащих  вод 

    Производительность сепаратора для очистки нефтесодержащих  вод в соответствии с требованиями Регистра п.7.3.9 принимаем в зависимости от водоизмещения судна. Принимаем сепаратор марки СК-2,5 с производительностью 2,5 м³/ч.

    Насос подбираем исходя из требования, что его производительность не должна быть меньше производительности сепаратора. В соответствии с этим устанавливаем вихревой насос марки 1,5ВС-1,3 с характеристиками: Q=6м³/ч; Н=20м. вод. ст.; диаметр входного патрубка Dy40, диаметр выходного патрубка Dy40; мощность двигателя 4,3кВт.

    Диаметры отростков осушительной магистрали из условия равенства его входному патрубку насоса принимаем равным Dy40.

     Для отливного трубопровода принимаем  трубу Dy40.

   Скорость  воды  в   трубопроводах   системы должна быть в  пределах    0,7 – 1 м/с.

   

,

   

   

   Таким образом, делаем вывод, что выбранные  диаметры близки к рекомендуемым.

   Окончательно  принимаем к установке: на приемной магистрали трубы Dy40, с наружным диаметром 45мм и толщиной стенки 4мм; на отливном трубопроводе Dy40 с наружным диаметром 45мм и толщиной стенки 4мм.

   Объем цистерны  нефтесодержащих вод  определяется по формуле для морских  судов:

   V=k·c·D,

   где  k=0,005 – коэффициент, учитывающий отсутствие пурификации топлива;

   c- суточный расход топлива, равен 15,8 т/сутки;

   D- максимальная продолжительность рейса между портами где можно сдать нефтесодержащие воды, рекомендуется принимать две автономности, принимаем равной 20 суток.

   Тогда

   V=0,005·15,8·20=1,58м³. 

 

 

   2 ПРОЕКТИРОВАНИЕ БАЛЛАСТНОЙ  СИСТЕМЫ 

   2.1 Совокупность требований, предъявляемых к  балластной системе  и анализ исходных  данных для проектирования 

   В соответствии с требованиями Регистра 8.1.2 балластная система обслуживается  одним насосом, в качестве которого используется второй осушительный насос. В соответствии с п. 10.8.4 Правил насос принимается самовсасывающего типа.

   Балластные  трубопроводы выполнены из стальных бесшовных труб оцинкованных снаружи  и изнутри.

   Требования  к отливным отверстиям системы аналогичны изложенным в п. 1.1. Трубопроводы прокладываются в двойных бортах.

   Прокладка трубопроводов через непроницаемые  конструкции – переборки и  палубы выполняется в соответствии с п. 10.5.7 с помощью переборочных стаканов и вварышей. Трубопроводы, проходящие между непроницаемыми переборками снабжены С-образными компенсаторами.

   Арматура  балластной системы изготовлена  из бронзы. Защита от коррозии производится посредством кольцевых протекторов, устанавливаемых в местах соединения арматуры со стальными трубами.

   Для защиты от коррозии трубопроводы изготовлены  из стальных бесшовных труб, оцинкованных внутри и снаружи, соединение – фланцевое.

   Приёмники в балластных цистернах установлены  так, что осушение может производиться  при прямом положении судна или  при крене 5º на правый борт. 

   Внутренний  диаметр отростков балластных трубопроводов  d_В определяется по формуле (8.2.1):

   d_В=

, мм,

   где: V - объем балластной цистерны.

   В таблице указаны ближайшие стандартные Dy для найденных диаметров.

   Балласт на судне находится в цистернах, расположение и объем которых  приведены в таблице 2.1. 

   Таблица 2.1  Объем балластных цистерн, их положение на судне, внутренние диаметры отростков

№БЦ	Расположение, борт,шп	Объём V, м3	Диаметр отростка,мм	Dy
БЦ№1	форпик 0-13шп, ЛБ	114	83,7	100
БЦ№2	форпик 0-13шп, ПБ	114	83,7	100
БЦ№3	дв. дно в ПУ, ПБ 13-23шп, дв.борт в ПУ, ПБ 13-23шп	49,5	66,1	70
БЦ№4	дв. дно в ПУ, ЛБ 13-23шп дв.борт в ПУ, ЛБ 13-23шп	49,5	66,1	70
БЦ№5	дв.борт гр.тр№3, ПБ 23-53шп	121,5	89,2	100
БЦ№6	дв.борт гр.тр№3, ЛБ 23-53шп	121,5	89,2	100
БЦ№7	дв.борт гр.тр№2, ПБ 53-84шп	125,5	90,1	100
БЦ№8	дв.борт гр.тр№2, ЛБ 53-84шп	125,5	90,1	100
БЦ№9	цистерна в ПУ 19-23шп	12	41,2	50
Всего		833		Наибол 100

 

   Определяем  производительность балластного насоса как наибольшую, исходя из следующих  трех условий:

   1) Производительность балластного  насоса должна обеспечивать скорость  воды не менее 2 м/с во внутренних диаметрах отростков, идущих в цистерны и определенных по приведенной выше формуле.

   Q=5,65*10^-3*d² , м³/ч

   Q=5,65*10^-3*90,1=46 м³/ч

   2) Производительность насоса, как второго осушительного, не должна быть меньше производительности требуемой по Регистру для осушительного насоса (см. п. 1.3.2).

   Q=58 м³/ч

   3) Производительность балластного  насоса должна обеспечивать выкачку  балласта за время не более  16 часов:

   

,

   где V_БАЛ=605 м³ - объем балласта на судне за исключением балласта в форпике.

   

 м³/ч.

   Исходя  из этих трех условий в качестве балластного насоса принимается насос марки НЦВС - 63/20М.

    Насос имеет следующие характеристики:

    паспортная  подача Q = 63м³/ч,

    паспортный  напор Н = 20м вод.ст.,

    допускаемая высота всасывания h_вс = 6 м вод.ст.,

    кавитационный запас – 3 м вод.ст.,

    мощность  приводного двигателя N = 7,7кВт,

    Dy125 – диаметр всасывающего патрубка,

    Dy100 – диаметр нагнетательного патрубка,

     материал насоса – бронза.

   Исходя  из данный таблицы 2.1, в качестве магистрали выбираем трубу Dу=100 как наибольший диаметр из всех отростков. Труба имеет: наружний диаметр D=108 мм и толщину стенки S=5 мм. Такой же диаметр применяется и для отростков.

   Минимальный диаметр отливного трубопровода определяем из условия предельной скорости воды u=3,25 м/с. В качестве рабочей производительности принимаем наибольшую, полученную из трех условий.