Система підготовки палива суднових дизелів

На суднах вуглекислота зберігається звичайно в сталевих балонах місткістю 30?40 л, у яких вона знаходиться в рідкому стані. Для суднових систем вуглекислотного пожежогасіння, що працюють при тиску порядку 12,5?20,0 МПа (?125?200 кгс/см²), прийнято використовувати стандартні 40-літрові балони, що містять по 25 кг вуглекислоти. Балони розміщують групами по 8?16 штук у вертикальному положенні голівками нагору. Вони повинні бути надійно закріплені в місцях, що розташовані на віддалені від житлових і службових приміщень, тому що вуглекислота відноситься до задушливих газів і при високій концентрації в повітрі (22 % і вище) небезпечна для життя.

По виходу з балонів при раптовому розширенні вуглекислота випаровується, перетворюючись на газ. При цьому об'єм її збільшується більше ніж у 500 разів. Частина вуглекислоти в результаті переохолодження переходить у твердий стан -- сніжні пластівці, які, потрапляючи в осередок горіння, миттєво перетворюються на газ. Вуглекислий газ, опускаючись до осередку пожежі й обволікаючи палаючі речовини і предмети, витісняє повітря і знижує вміст кисню в зоні горіння. У зв'язку з цим горіння припиняється. Ефективність пожежогасіння досягається при досить високій концентрації вуглекислоти в атмосфері приміщення (22?23 %).

Відповідно до вимог Регістра, кількість вуглекислоти для гасіння пожежі на судні визначається, виходячи з необхідності захисту найбільшого за об'ємом приміщення

Q_CO2 =1,79цV, (5.1)

де Q_CO2 -- кількість вуглекислоти, кг;

ц -- коефіцієнт, що дорівнює 0,3?0,45;

V--повний об'єм найбільшого на судні приміщення, м³.

Більше значення ц вибирається для приміщень, що становлять найбільшу пожежну небезпеку. Вуглекислота застосовується для гасіння пожеж у машинних, котельних і насосних відділеннях, вантажних трюмах і танках, паливних цистернах, картерах головних двигунів, глушниках, димоходах котлів.

Застосування вуглекислого газу є особливо ефективним при гасінні палаючих електричного й електронного устаткування, засобів навігації і зв'язку, а також цінних вантажів (точні механізми, харчові продукти, твори мистецтва та ін.). Він не залишає осаду, який потрібно зчищати з устаткування і палуби після його застосування. Неефективний він і при гасінні палаючих волокнистих, пірофорних речовин (бавовни, джуту, вугілля, сажі та ін.), а також горючих металів (калій, натрій, магній, цирконій).

Необхідно пам'ятати, що цю систему для гасіння пожежі в машинно-котельному відділенні можна застосовувати тільки як останній захід, після того, як усі способи гасіння пожежі були випробувані і не принесли бажаного результату.

Забороняється використовувати вуглекислий газ у житлових, громадських і службових приміщеннях, розміщених у надбудовах.

Для ліквідації місцевих осередків пожеж застосовуються вуглекислотні вогнегасники. Для гасіння пожеж у картерах двигунів внутрішнього згоряння та в окремих пожеженебезпечних приміщеннях застосовуються автономні вуглекислотні установки, що складаються з невеликого числа балонів із вуглекислотою і відповідного устаткування. Звичайно вони розташовуються на судні в місцях поблизу від імовірних осередків пожеж.

Вуглекислотна система високого тиску, призначена для гасіння пожежі у великих суднових приміщеннях (рисунку 5.1), складається з балонів для збереження вуглекислоти 3, збірного 7 і розподільного 11 колекторів із необоротними клапанами 9, трубопроводів, що зв'язують систему з охоронюваними приміщеннями, попереджувальною сигналізацією.

Сукупність батарей балонів, відповідного устаткування і трубопроводів називають станцією вуглекислотного пожежогасіння. Залежно від розмірів і призначення судна його вуглекислотна система може складатися з однієї чи декількох станцій. Для безпеки людей станції розміщують у надбудовах, що мають безпосередній вихід на відкриту палубу, на віддалені від житлових і службових приміщень. Станції пожежогасіння обмежують окремими газонепроникними переборками і палубами з тепловою ізоляцією, а також обладнують опалювальними приладами і вентиляцією. Температура в приміщенні станції повинна бути помірною і не перевищувати +40 °С, тому що при подальшому її збільшенні можливе посилене випарювання вуглекислоти і небезпечне підвищення тиску в балонах.

Для запобігання витоку вуглекислоти передбачається установка на кожному балоні швидкодіючого запірного клапана 4 із запобіжною мембраною, що при певному тиску руйнується, а вуглекислота через запобіжний трубопровід 2 стравлюється в атмосферу. Для контролю за щільністю закриття балонних клапанів на збірних колекторах установлені манометри, що реагують на витік газу з кожного балона. В охоронюваних приміщеннях випускні трубопроводи системи закінчуються соплами або перфорованими трубами (у глушниках, котлах, димарях), що спрямовують вихідний струмінь вуглекислого газу до можливих осередків пожежі. У невисоких приміщеннях сопла розташовують біля підволоку в один ряд. У приміщеннях, що мають висоту більше 5 м, сопла встановлюють, як правило, у два яруси. Система включається вручну за допомогою важільного механізму 20 і дистанційно за допомогою пристрою 1 як з приміщення самої станції, так і з постів управління, розташованих на містку, у центральному посту управління енергетичною установкою та в інших місцях. Дистанційне управління здійснюється за допомогою гідро-, пневмо- чи електропередач. Ручне управління є резервним.

Відповідно до Правил Регістра, суднові приміщення і ємності у випадку виникнення в них пожежі повинні бути заповнені вуглекислотою на 30 % їхнього обсягу протягом 10 хв. У машинне відділення і приміщення, в якому знаходиться рідке паливо чи подібні займисті рідини 85 % розрахункової кількості вуглекислоти має бути подано протягом не більше 2 хвилин. На випускних трубопроводах прохідні крани зблоковано з датчиками попереджувальної звукової і світлової сигналізації 12, що подає сигнали небезпеки при відкриванні крана і надходженні вуглекислоти в охоронюване приміщення. Тривалість сигналу повинна бути не менше 20 с перед впуском вуглекислого газу в аварійне приміщення.

За сигналом небезпеки люди повинні залишити приміщення, вентиляція приміщення повинна бути припинена і вжито заходів для його герметизації. Витримка часу після подачі CO₂ повинна бути не менш 2-х годин, якщо відсутня можливість переконатися у припиненні горіння. Вантажні приміщення (трюми) рекомендується тримати закритими до приходу судна в порт вивантаження або притулку. На переході морем, особливо при сильному вітрі, може виникнути необхідність подачі додаткової кількості CO₂ для компенсації можливих витоків.

На час витримки рекомендується по зовнішньому периметру організувати температурний контроль за прогрівом палуб і переборок. У місцях значного підвищення температури необхідно забезпечити охолодження (зрошення).

Після ліквідації пожежі трубопроводи вуглекислотної системи продуваються стисненим повітрям через клапани 10 , потім закриваються швидкодіючі клапани на балонах і прохідні крани на розподільному колекторі. У швидкодіючих клапанах заміняють деформовані мембрани і відзначають використані балони спеціальним ярликом чи написом "порожній".

Як недоліки систем вуглекислотного пожежогасіння слід зазначити: небезпеку великої концентрації вуглекислого газу для життя людей; неефективність застосування систем для гасіння пожеж на відкритих палубах, а також при горінні речовин, що містять кисень (окислювачів); значні витоки газу з балонів (особливо влітку) і неможливість поповнювати його запаси в рейсі; великі габарити, масу і вартість вуглекислотних систем, можливість повторного займання, тому що вуглекислий газ не має охолодного ефекту.

CO₂ не справляє бажаного впливу при гасінні пальних металів, таких як натрій, калій, магній, цирконій та ін. Наприклад, при використанні вуглекислого газу для гасіння палаючого магнію, він вступає з магнієм у хімічну реакцію, утворюючи вуглець, кисень і окис магнію, в результаті чого пожежа підсилюється внаслідок надходження додаткової кількості кисню і горючого вуглецю.

З появою спеціалізованих суден підвищеної водотоннажності з великими обсягами машинних відділень і вантажних приміщень (супертанкери, судна типу "ро-ро") вуглекислотні системи із звичайними, стандартними балонами стали дуже громіздкими і дорогими. У зв'язку з цим на таких суднах із кінця 60-х років минулого століття стали застосовувати вуглекислотні системи низького тиску близько 2,0 МПа (? 20 кгс/см²) у резервуарах з охолодженням до мінус 18 °С. При такому тиску охолоджену вуглекислоту в кількості до 50 т і більше стало можливим зберігати в одному чи двох великих сталевих балонах, покритих шаром теплоізоляції і металевою оболонкою. У верхній частині резервуара звичайно розміщаються змійовики системи охолодження. Від'ємна температура в резервуарі підтримується за допомогою автоматизованих рефрижераторних установок, кожна з яких тривалий час підтримувати тиск вуглекислоти в резервуарі при температурі навколишнього повітря. Якщо ж її холодопродуктивність виявиться недостатньою і тиск всередині резервуара підвищиться, то автоматично включається друга, резервна, установка, що буде працювати доти, доки тиск у резервуарі не знизиться до нормальної величини. При включенні другої рефрижераторної установки спрацьовує сигналізація, що свідчить про несправність першої.

Контроль кількості рідкої вуглекислоти в резервуарі здійснюється за допомогою ємнісного рівнеміра.

Така конструкція дозволяє набагато знизити металоємність і вартість вуглекислотних систем.

Кількість вуглекислоти, необхідна для систем низького тиску, розраховується за звичайною схемою, рекомендованою Регістром (див. формулу 5.1).

На рисунку 5.2 наведено принципову схему системи вуглекислотного гасіння низького тиску ліхтеровоза "Юліус Фучик".

Вуглекислота для пожежогасіння знаходиться у баку 19 ємністю 10 т під тиском 2,1 МПа і при температурі -18 °С.

Для підтримання CO₂ у рідкому стані служить здвоєний компресор 22, що працює в автоматичному режимі. Команда на включення компресора надходить від реле тривожної сигналізації 8, що одержує сигнал від датчика рівня рідини 9. Поповнення запасу CO₂ здійснюється по спеціальному трубопроводу з берега.

При підвищенні тиску в баку вуглекислота через запобіжний клапан стравлюється в атмосферу.

У випадку пожежі при надходженні сигналу від димового детектора 1, що знаходиться на ЦПП, спрацьовує реле тривожної сигналізації 8. За допомогою редуктора 7 і редукційного клапана 6 реле 8 впливає на реле 3, що відключає вентиляцію і закриває пожежну заслінку, а також на допоміжний клапан 10, що за допомогою пневмоциліндра відкриває розподільний клапан 16. Вуглекислий газ надходить у трубопроводи і система готова до роботи.

Якщо пожежа сталася в машинному відділенні, то за допомогою пневматичного сповільнювача 4 сигнал від реле тривожної сигналізації надходить на допоміжний клапан 14, що через дві хвилин відкриває розподільний клапан 15 і подає вуглекислоту у МВ.

Подача CO₂ до інших охоронюваних приміщень здійснюється вручну при відкритті відповідних клапанів 24. Таку систему пожежогасіння легше оглянути і перезарядити, вона має меншу металоємність, займає значно менше місця на судні, ніж система CO₂ високого тиску.

ВИСНОВКИ

У результаті виконання атестацiйної роботи зробимо наступні висновки.

1. Система підготовки палива сучасних суднових середньообертових дизелів не відрізняється від паливних систем малообертових дизелів, а самі дизелі здатні працювати на важких сортах палива, тому їх паливні системи є насиченими по своєму складі; важливі і відповідальні, як із точки зору забезпечення безпеки і надійності роботи дизеля, так і судна в цілому.

2. Суднові двигуни внутрішнього згорання є великими споживачами палива, тому будь-які, навіть незначні технічні заходи, що приводять до економії паливо-енергетичних ресурсів, є виправданими.

3. З метою поліпшення процесу спалювання суднових палив, останні підвергаються спеціальній обробці, наприклад фізико- чи хіміко-динамічної.

4. Як базові методи паливо підготовки у суднових дизелях використовується наступні методи: відстоювання, сепарація та фільтрація, однак ці методи недостатні при використання низькосортних, залишкових сортів палива, тому в цих випадках потрібно додатково використовувати спеціальні методики очищення та підготовки.

5. До зазначених методів паливо підготовки відносяться водоемульгація, гомогенізація, ультразвукова обробка, застосування додаткових фільтраційних та диспергуючих установок та інших пристроїв.

6. В залежності від сорту, фракційного складу, в'язкості та щільності палива потрібно використовувати різні засобі паливо підготовки, тому сучасні паливні системи пропонується розробляти в модульному варіанті, та в залежності від вказаних характеристик використовувати різни модулі підготовки.

7. Морське судно оснащене великою кількістю технічних засобів, експлуатацію яких необхідно робити зі строгим дотриманням правил технічної експлуатації і правил техніки безпеки.

При експлуатації суднових технічних засобів, крім того, необхідно строго стежити за охороною навколишнього середовища і не допускати її забруднення.

Список літератури

1. Аболешкин С.Е., Калюжный В.О. Эксплуатационные параметры главных судовых дизелей при изменении нагрузки: учебное пособие. - Одесса: ОНМА, 2007. - 42 с.

2. Большаков В.Ф., Гинзбург Л.Г. Применение топлив и масел в судовых дизелях. - М.: Транспорт, 1976. - 216 с.

3. Винницкий A.A., Голиков В.А. Системы управления судовыми пропульсивными установками. - Киев: Вища освіта, 1993. - 294 с.

4. Возницкий И.В., Михеев Е.Г. Судовые дизели и их эксплуатация. - М.: Транспорт, 1990. - 360 с.

5. Голиков А.А., Логишев И.В., Холчев Е.С. Технологии использования смазочных материалов в судовых энергетических установках: учебное пособие.- Одесса: ВидавІнформ, 2006. - 140 с.

6. Калугин ВН. Характеристики и свойства морских сортов топлива, особенности топливоиспользования: учебно-методическое пособие для судовых механиков, обучающихся на курсах повышения квалификации. - Одесса: ОГМА, 2000. - 51 с.

7. Камкин С.В., Возницкий И.В., Большаков В.Ф. Эксплуатация судовых дизельных энергетических установок. - М.:Транспорт, 1996. - 432 с.

8. Камкин С.В., Лемещенко А.Л. Повышение экономичности судовых дизелей. - С.-Петербург: Судостроение, 1992. - 168 с.

9. Конаков Г.А., Васильев Б.В. Судовые энергетические установки и техническая эксплуатация флота. М.: Транспорт, 1980. - 412 с.

10. Колегаев М.А., Иванов Б.Н., Басанец Н.Г. Безопасность жизнедеятельности и выживание на море: учебное пособие. - Одесса: ОНМА, 2008. - 416 с.

11. Ланчуковский В.И. Безопасное управление судовыми энергетическими установками. - Одесса: Астропринт, 2004. - 232 с.

12. Нунупаров С.М. Предотвращение загрязнения моря с судов. - М.: Транспорт, 1985. - 288 с.

13. Позолотин Л.А., Торский В.Г. Конвенция ПДМНВ- 78/95. - Одесса: Порты Украины, 1998.- 40 с.

14. Правила технической эксплуатации морских и речных судов.- Одесса: УкрНИИМФ, 1996. - 526 с.

15. Фомин Ю.Я. Судовые двигатели внутреннего сгорания. М.: Машиностроение, 1990. - 324 с.

16. Ханмамедов С.А, Царев Л.Н. Нефтяные топлива, используемые в СЭУ: учебное пособие. - Одесса: ОГМА, 2002. - 56 с.

Размещено на Allbest.ru