Расчет запасов пресной воды и выбор опреснительной установки

Потребности судна в пресной воде

W_треб = K_з(D_нZ_л + D_двN_е/1000 + D_пгW_пг0,24 + D_тI_т) =1,25(0,26×11+0,27×5,9+0,1×4×0,24)=5,7 т/сут где

K_з – коэффициент запаса производительности, равный 1,25–1,5;

D_н – санитарная норма расходования воды, 260 л/сут на человека;

Z_л – число людей на судне, включая команду и пассажиров;

D_д – потери воды из систем охлаждения двигателей, л/сут на 1000 кВт включенной мощности;

N_е – суммарная мощность двигателей, работающих на длительном эксплуатационном режиме, кВт;

D_пг – коэффициент потерь пресной воды из систем вспомогательного парогенератора, %;

W_пг – производительность вспомога­тельного парогенератора, кг/час;

D_т – нормативы расходования пресной воды на технологические нужды судна, литр на единицу измерителя;

I_т – измеритель расхо­дования пресной воды на технологические нужды судна, ед/сут.

Выбираем 2 опреснителя обратного осмоса серии Custom SW150 выполненых с электрическим двигателем [12].

Модель Custom SW150

Производительность 150 л/ч

3600 л/сутки

Опреснители Custom изготовлены из пяти отдельных модулей, которые монтируются непосредственное на борту судна, в зависимости имеющегося свободного пространства. Опреснительная установка оснащена всеми шлангами и коннекторами, необходимыми для монтажа. Судовые опреснители Custom SW150 имеют международный сертификат качества ISO 9001:2008 – сертификат RINA (Registro Italiano Navale, Италия). Стандартное оборудование: · корпус из нержавеющей стали · помпа высокого давления с керамическими поршнями · клапан регулирования рабочего давления из нержавеющей стали AISI 316 · сосуды (содержащие мембраны) из эпоксидной смолы с укреплениями из нержавеющей стали · мембраны обратного осмоса с высокой проходимостью · коннекторы из нержавеющей стали 316L для работы под высоким давлением · прессостат безопасности с блокировкой установки в случае повышенного давления · монитор для контроля производства пресной воды · манометр из нержавеющей стали, гелевый для контроля рабочего давления · манометр из нержавеющей стали, гелевый для стадии предварительной фильтрации · двойная система предварительной фильтрации морской воды · ручная система промывки мембран Опции: · устройство дистанционного управления · прессостат безопасности при недостаточном давлении на входе · поршневая помпа с головкой из нержавеющей стали AISI 316 · пре-фильтр для очистки речной и озерной воды · пост-фильтр для реминерализации пресной воды.

Процесс работы установки для опреснения воды заключается в следующем:

- Необработанная вода хранится в резервуаре, там же происходит ее дезинфекция. Через 30 минут вода подается на двухступенчатый (противопесочный) фильтр (для удаления взвешенных частиц) и фильтр дехлоринации;

- Дехлорированная вода подвергается антискалантному дозированию, в целях предотвращения окалины на мембранах обратного осмоса.

- Затем воду пропускают через систему защитной фильтрации, установленной вверх по потоку системы обратного осмоса, с тонкостью фильтрации до 5 мкм, чтобы удалить возможные твердые частицы, которые могут оказать негативное влияние на работу мембран обратного осмоса.

- Концентрированная вода, на выходе из установки обратного осмоса, попадает в дренаж, фильтрованная вода хранится в резервуаре для хранения фильтрата, где она дезинфицируется. После этого вода будет доступна для конечного использования.

Газовыпускная система

Предназначена для отвода продуктов сгорания от главных и вспомогательных двигателей и котлов, для транспортировки высокотемпературных газов (150 – 500ºС), обладающих токсичностью и несущих несгоревшие частички топлива в виде искр, которые могут вызвать пожар. В ее состав входят газовыпускные трубопроводы, глушители шума, искрогасители, компенсаторы температурных расширений, утилизационные котлы и другие элементы. Каждый дизель должен иметь отдельный газоотводной трубопровод, выводимый в общую дымовую трубу, расположенную над настойками судна. Дымоход изготовляют из листовой стали, с внешней стороны его защищают слоем изоляционного материала. Газовыпускные трубы изготовляют из стальных труб стандартных размеров небольшой длины, соединяемых между собой с помощью фланцев. Для компенсации тепловых удлинений в газовыпускной трубопровод необходимо встраивать специальный эластичный элемент – компенсатор, который также снижает уровень шума и вибрации. Применяют сальниковые и линзовые компенсаторы. В системах газовыпуска обычно устанавливают глушители шума и предусматривают искрогасители.

На рисунке 9 представлена принципиальная схема газовыпуска ДУ.

Рис. 9. Схема газовыпуска ДУ.

1 – вспомогательный дизель; 2 – главный дизель; 3 – опора (подвеска); 4 – вспомогательный парогенератор; 5 – паровой искрогаситель; 6 - глушитель-искрогаситель; 7 – кожух дымовой трубы с жалюзи для приема наружного воздуха; 8 – двери естественной вентиляции; 9 – выгородка с жалюзи для приема наружного воздуха; 10 – нагнетательный вентилятор; 11 – утилизационный парогенератор; 12 – труба аварийного слива воды; 13 – компенсаторы; 14 – трубы для спуска гудрона; 15 – главный электрощит.

Расчет параметров оборудования [3, с.174]:

- необходимое сечение дымохода, где V_г – объемный расход выхлопных газов; a_S– суммарный коэффициент избытка воздуха, для МОД фирмы MAN a_S=3,0-3,7, принимаем =3,5; L₀ = 14,33 кг/кг - теоретически необходимое количество воздуха для сгорания топлива, W_г = 20…40 м/с - скорость газа, принимаем W_г = 40 м/с, - плотность газа, где р_г = 3-4 кПа - давление газа, принимаем р_г = 3,5 кПа, R = 287,1 Дж/кг^*К - газовая постоянная, Т_г = 245 ⁰С – температура газа.

По известному расходу воздуха и радиусу проходного сечения дымохода выбираем два радиальных вентилятора (один резервный) марки ВРС 35/20-1. [8]

Характеристики вентилятора:

Диаметр рабочего колеса – 0,4 м;

Частота вращения – 2900 об/мин;

Производительность на номинальном режиме – 3190 м³/ч;

Полное давление – 2010 Па;

Статическое давление – 1700 Па;

Потребляемая мощность – 2,26 кВт;

КПД – 0,79;

Мощность, потребляемая из сети – 2,7 кВт;

Нагрев воздуха в вентиляторе – 3,0 ⁰С;

Производительность на рабочем участке – 1780 – 4400 м³/ч;

Полное давление на рабочем участке – 2400 – 1320 Па;

Масса – 45 кг;

Приводной двигатель –АИР100S20M2.