Совершенствование вспомогательных механизмов линейного морского буксира прибрежного плавания

Нагрузка на один болт:

Nб=Рвприв /z, Н (1.37)

где Рвприв - полная вертикальная нагрузка по наиболее нагруженному режиму; z - общее число крепежных болтов в соединении.

N =271793/24=11325 Н

Удельная нагрузка для материала, компенсирующего звена:

q=Nб/F, МПа (1.38)

где F - площадь компенсирующего звена (120х120) мм за вычетом площади отверстия под болт d=20,5 мм.

,м2

Па

Допускаемая удельная нагрузка:

[q] ? q • k, МПа (1.39)

где k =1,25-коэффициент запаса

[q]? 0,85 • 1,25=1,06 МПа (1.40)

В качестве материала для компенсирующих звеньев можно использовать ФМВ (формуемая малоусадочная волокнистая) на основе эпоксидно-диановой смолы марки ЭД5[q]=20(МПа).

Данный вид пластмассы имеет достаточно высокие прочностные характеристики и незначительную усадку, что позволяет применять их при монтаже центруемых и отдельно устанавливаемых механизмов. Отрицательное свойство эпоксидной смолы - зависимость ее характеристик от температуры. Для устранения этого недостатка необходимо выдержать следующие температурные условия:

- приготовление пластмассы и установку механизмов выполняют при температуре в судовом помещении не ниже +100°С;

- для прохождения реакции отверждения при отрицательной температуре на судне обеспечивают подогрев пластмассовых подкладок после формирования узлов крепления;

- для исключения дополнительной усадки пластмассы после крепления центруемых механизмов, имеющих при эксплуатации температуру лап более 400°С, производят двойное прогревание подкладок с выдержкой в течении 3 ч при температуре 50±5°С.

Во избежание адгезии и для осуществления демонтажа опорную поверхность механизма необходимо смазать 2 % раствором воска или парафина в бензине. Допускается в виде исключения смазывание рамы тонким слоем солидола. Пластмассу приготовляют механизированным способом. В смеситель заливают расчетное количество эпоксидной смолы, дибутилфталата и полиэтиленполиамина, которые перемешивают до получения однородной смеси. Затем вводят наполнитель и после тщательного перемешивания получают однородную массу, которую необходимо использовать в течение часа. Процесс отвердения пластмассы зависит от температуры окружающего воздуха. При температуре 10-16°С отвердение происходит за двое - трое суток, а при более высокой температуре - за одни сутки.

Формирование компенсирующих звеньев осуществляют с использованием раздвижных форм и шприц-пресса.

Использование прокладок из пластмасс также снижают трудоемкость, поскольку донный вид прокладок является наиболее технологичным звеном, применение которого исключает обработку фундамента, точное измерение и трудоемкую пригонку подкладок на судне [4].

2. Расчетный раздел

2.1 Тепловой расчет двигателя с турбокомпрессором

Дизель шестицилиндровый (i=6), с неразделенными камерами сгорания, объёмным смесеобразованием, частотой вращения коленчатого вала при максимальной мощности n=750 об/мин и степенью сжатия =12. Расчёт выполнен для дизеля с турбонаддувом P=0,15 МПа (центробежный компрессор с охлаждаемым корпусом и лопаточным диффузором и радиальная турбина с постоянным давлением перед турбиной).

Топливо. В соответствии с ГОСТ 10585-75 для рассчитываемого двигателя принимаем мазут Ф-12.

Средний элементарный состав топлива С=0,87; Н=0,121; S=0,003; О=0,006; [3].

Низшая теплота сгорания мазута, :

Ни=33,91С+125,6Н-10,89(О-S)-2,51(9Н+W) (2.1)

Ни =33,910,87+125,60,121-10,89(0,006-0,003)-2,5190,121 = 41,93=41930

2.1.1 Параметры рабочего тела

Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания одного килограмма топлива:

L0= (2.2)

L0

l0= (2.3)

l0

Коэффициент избытка воздуха. Уменьшение коэффициента избытка воздуха до возможных пределов уменьшает размеры цилиндра и, следовательно, повышает литровую мощность дизеля, но одновременно с этим значительно возрастает теплонапряжённость двигателя, особенно деталей поршневой группы, увеличивается дымность выпускных газов.

Принимаем =1,9 [1].

Количество свежего заряда, при =1,9:

Количество отдельных компонентов продуктов сгорания:

==; МSO==;

М==.

При =1,9

=0,208(-1)Lo=0,208(1,9-1)0,495=0,092

=0,792Lо=0,7921,90,495=0,744

Общее количество продуктов сгорания:

М2=+ МSO+ М ++ (2.4)

судно двигатель турбокомпрессор

М2 = 0,0725+0,00009+0,0605+0,092+0,744=0,969

2.1.2 Параметры окружающей среды и остаточные газы

Атмосферные условия pо=0,1МПа; То=293 К; [10].

Давление окружающей среды для дизеля с наддувом pк=0,15 МПа.

Температура, К:

, (2.5)

где nk=1,65-показатель политропы сжатия,

.

Температура и давление остаточных газов Тr=800K; pr=0,142 МПа; [11].

2.1.3 Процесс впуска

Температура подогрева свежего заряда. При наддуве за счет уменьшения температурного перепада между деталями двигателя и температурой наддувочного воздуха величина подогрева сокращается. Принимаем Т=10 оС.

Плотность заряда на выпуске, :

, (2.6)

.

Потери давления на впуске в двигатель, МПа:

(2.7)

где (2+вп)=2,7, вп=70 , приняты в соответствии со скоростным режимом двигателя [10].

.

Давление в конце впуска, МПа:

pa=pk-pa=0,15-0,01=0,14

Коэффициент остаточных газов:

(2.8)

.

Температура в конце впуска, К:

(2.9)

.

Коэффициент наполнения:

(2.10)

.

2.1.4 Процесс сжатия

Средние показатели адиабаты и политропы сжатия. При работе дизеля на номинальном режиме можно с достаточной степенью точности принять показатель политропы сжатия приблизительно равным показателю адиабаты.

При =12 и а=370 , 1=1,370, а n1=1,37 [9].

Давление и температура в конце сжатия, МПа и К:

рс=ра (2.11)

рс =0,14121,37=4,213

с=а (2.12)

с =370121,37-1=927

Средняя мольная теплоемкость в конце сжатия:

а) воздуха, oC:

20,6+2,63810-3654=22,32

tc=Tc-273=927-273=654

б) остаточных газов, :



в) рабочей смеси, :

(2.13)

2.1.5 Процесс сгорания

Коэффициент молекулярного изменения свежей смеси в дизеле:

Коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси в дизеле:

(2.14)

м.

Теплота сгорания рабочей смеси в дизеле, :

(2.15)

.

Средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания в дизеле:

 (2.16)

(2.17)

Коэффициент использования теплоты z=0,86 [10]. Степень повышения давления =1,5 [10].

Температура в конце видимого процесса сгорания:

(2.18)

или

0,001843tz2+32,901-60717=0,

откуда

оС

Тz=tz+273=1686+273=1959 K.

Максимальное давление сжатия, МПа:

pz=pc (2.19)

pz =1,54,213=6,6

Степень предварительного расширения:

(2.20)

2.1.6 Процесс расширения

Степень последующего расширения:

Средние показатели адиабаты и политропы расширения:

=8,33, z=1959 и =1,9; к2=1,2979, а n2=1,28 [10].

Давление и температура в конце расширения, МПа и К:

; ,

; . (2.21)

Проверка ранее принятой температуры остаточных газов, К:

(2.22)

, %-допустимо.

2.1.7 Индикаторные параметры рабочего цикла

Теоретическое среднее индикаторное давление:

(2.23)

Среднее индикаторное давление, МПа:

рi=ирi=0,912

где: и=0,97-коэффициент полноты.

Индикаторный к. п. д.:

(2.24)

Индикаторный удельный расход топлива, :

(2.25)

2.1.8 Эффективные показатели двигателя

Среднее давление механических потерь, МПа:

Рм=0,089+0,0118п. ср. (2.26)

где п. ср.=5,67 - средняя скорость поршня [9].

Рм =0,089+0,01185,67=0,155

Среднее эффективное давление, МПа и к. п. д.:

pе=рi -pм=0,91-0,155=0,755

Эффективный к. п. д. и эффективный удельный расход топлива:

(2.27)

Основные параметры цилиндра и двигателя

Литраж двигателя, л:

(2.28)

.

Рабочий объем цилиндра, л:

Диаметр и ход поршня дизеля, как правило, выполняются с отношением хода поршня к диаметру цилиндра

(2.29)

D.

Принимаем D=180 мм; S=220 мм.

По окончательно принятым значениям D и S определяем основные параметры и показатели двигателя:

(2.30)

.

(2.31)

.

(2.32)

что равно ранее принятому значению.

(2.33)

.

GT=Nege, (2.64)

GT =164,80,252=41,5 .

(2.35)

.

3. Экономический раздел

3.1 Капитальные вложения

При проектировании новой конструкции, капитальные вложения определяются по формуле:

Кпр=К1+К2+К3, тыс. тенге (3.1)

где К1 - стоимость устанавливаемого оборудования, тыс. тенге; К2 - затраты на монтаж устанавливаемого оборудования, тыс. тенге; К3 - транспортно-заготовительные расходы, тыс. тенге

Стоимость устанавливаемого оборудования определяется по оптовым ценам СЭУ. Затраты на монтаж оборудования определяются по справочным данным, либо приближенно эти затраты определяются в размере 10-15% от стоимости устанавливаемого оборудования [11]. Транспортно-заготовительные расходы, связанные с приобретением и доставкой оборудования, определяются в размере 2-5% от стоимости устанавливаемого оборудования

3.2 Расчет режима работы судна

Используя формулы методических указаний [11], рассчитывается режим работы судна, результаты которого сводятся в таблицу 3.1

Определение объема грузоперевозок

Годовой объем грузоперевозок определяется по формуле:

(3.2)

где Гпол - полная грузоподъемность судна, т; N - годовое количество рейсов.

Таблица 3.1 - Годовой бюджет времени судна

Показатель режима работы судна	Единицы измерений	Базовый вариант	Проектный вариант
Календарное время Ткал.	сутки	365	365
Внеэксплуатационное время Твн,эк.	тоже	155	145
Эксплуатационное время Тэк.	то же	210	220
Продолжительность рейса Т2	то же	5,27	5,27
Время перехода судна в порт и обратно Тх	то же	2,95	2,95
Время стоянки судна в порту Тп	то же	2,32	2,32
Годовое количество рейсов	рейс	39,8	41,74

Агр.б=4800•39,8 = 191040 т,

Апр.гр =4800•41,74 = 200352 т.

3.3 Расчет годовых судовых эксплуатационных затрат

Заработная плата рассчитывается исходя из штатного расписания по формуле:

Ззп.б. = ЗЗП.пр. = 1,1•ЗП•М•1 =1,1•135•12•19 =8778 тыс. тенге,

где ЗП = 135 тыс. тг. - заработная плата одного члена экипажа; М = 12 месяцев - число месяцев в году; 1=19 человек - количество членов экипажа.

Отчисления на социальное страхование:

Зсс.б. = Зсс.пр. = 0,385• Ззп. = 0,385•8778 = 3379,53тыс. тг.

Затраты на коллективное питание:

Зкп.б. = Зкп.пр. = 0,24•Ззп = 0,24•8778= 2106,72 тыс. тг.

Затраты на топливо и ГСМ:

Зт. = (НТХ•ТХ+ Нтл-Тп)N•ЦT, тыс. тг.

где НТх - норма расхода топлива на переходе судна в порт и обратно, т/сутки; Тх - время перехода судна из порта в порт, сутки; Нтп - норма расхода топлива во время стоянки судна в порту, т/сутки; Тп - время стоянки судна в порту, сутки; Цт = 30 тыс. тен. - цена 1 т топлива (оптовая цена)

Зт.б. =(10,02•2,95+0,11•2,32)41,74•30 = 34778,4 тыс. тг.

Зт.пр. = (10,02•2,95+0,11•2,32)39,8•30 = 33165,599 тыс. тг.

Згсм. = (НГсмх•Тх+ Нгсмп•ТП)N•Цгсм, тыс. тг.,

где Нгсмх - норма расхода ГСМ на переходе судна в порт и обратно, т/сутки; Нгсмп - норма расхода ГСМ во время стоянки судна в порту, т/сутки; Цгсм = 98 тыс. тен. - цена 1 т ГСМ.

Згсмб. = (0,03•2,95+0,003•2,32)41,74•98 = 3625 тыс. тг.

Згсмпр. = (0,3•2,95+0,003•2,32)•39,8•98 = 3460 тыс. тг.

Затраты на котельное топливо при его стоимости 25 тыс. тен. за 1 т составят:

Зкг.б. = Зкт.пр. = Нкт•Цкт = 1269,5•25 = 31735 тыс. тг.,

где Нкт = 1269,5 т/сутки - норма расхода котельного топлива; Цкт = 25 тыс. тен. - цена 1 т котельного топлива (оптовая цена).

Общие затраты на топливо и ГСМ, тыс.тенге:

Зигсмб.=Зглф+Згсмлф+Зплф, =34778,4 +3625+31735 = 70138,4

Зтигсм.пр. = Зт.б. + Згсм.б+ Зкт.б. = 33165,599 +3460+31735= 68360,599

Затраты на вспомогательные материалы рассчитываются по нормам или в процентах от затрат на топливо и ГСМ:

Зм.б. = 0,02•Згигсм.пр. = 0,02•70138,4 = 1402,768тыс. тг.

Зм.пр = 0,02•Зтигсм.б = 0,02•68360,599 = 1367,21198тыс. тг.

Затраты на амортизацию:

За.б. = На.•Цс.б. = 0,033•100000 = 3 300 тыс. тг.,

где На. = 0,033 - норма отчислений на амортизацию; Цс б. = 100.000 тыс. тг. - стоимость базового проекта судна.

Запр. = На.-Цс.пр. = 0,033•96 385,28= 3180,71424тыс. тг.,

где Цс.пр. = Цсб.-Кб.+Кпр. - стоимость проектного варианта судна, тыс. тен.

Цс.пр =100000-35,84+30,72 =96 385,28 тыс. тг.

Затраты на ремонт:

Зр.б. = 0,01 •Цсд = 0,01•100000 = 1000 тыс. тг.

Зр.пр. = 0,01-Цс.пр. = 0,01•96 385,28 = 963,8528 тыс. тг.

Судовые навигационные сборы:

30бщ=0,013•30бщ

где З0бщ. - суммарные затраты с 1 по 7 статью общесудовых затрат.

Зсн.б. = 0,013•Зобщ.б=0,013•82595 = 1173,735 тыс. тг.

3Сн.пр =0,013•Зобш.лр = 0,013•84684,5= 1100,8985 тыс. тг.

Прочие расходы:

Зпр.б=0,06•(Зобщ.б+Зсн.б.)=0,06•(82595+1073,735)= 5220,08тыс. тг.

Зпр.пр,.==0,06•(30бЩ.пр+Зсн.пр.)=0,06•(84684,5+1100,8985)= 5147,1 тыс. тг.

Накладные расходы:

Зн.б=0,3•(3общб+Зсн.б+Зпр.б.)=0,3•(82595+1073,735 +5020,08)= 29 606,4 .

Зн.пр.=0,3•(Зобщ.б+3Сн.б+Зпр.б.)=0,3•(84684,5+1100,8985 +5147,1)= =27279,75

Результаты расчета сводятся в таблицу 3.2

3.4 Определение экономической эффективности

Расчет экономической эффективности осуществляется на основе определения чистого дисконтированного дохода (ЧДД), индекса доходности (ИД) и срока окупаемости (Т) базового и проектного вариантов и их сравнения.

Чистый дисконтированный доход определяется по формуле [11]:

, (3.3)

где R=149880 тыс. тг.- годовой доход судна или выручка от реализации услуг; Сб.а. - эксплуатационные затраты за год без амортизации, тыс. тг.; Нп = 0,35 - ставка налога на прибыль; ф - коэффициент дисконтирования затрат; К - стоимость судна с учетом изменяющихся капитальных вложений.

ЧДДб. = [(149884,75-111995,95)(1-0,35)+ 3 300 •0,35]4,87-100000 =25560,37

ЧДД пр. = [(149884,75-118212,25)(1-0,35)+ 3 180•0,35]4,87-96 385,28 = 25560,37

Индекс доходности:

, (3.4)

ИДб. =[(149884,75-111995,95)(1-0,35)+ 3 300 •0,35]4,87:100 000=1,256

ИДПр=[(149884,75-118212,25)(1-0,35)+ 3180•0,35]4,87: 96 385,28 =1,059

Таблица 3.2 - Эксплуатационные расходы по судну

Наименование статей расходов	Единицы измерений	Базовый вариант	Проектный вариант
1 . Заработная плата	тыс. тенге	8778	8778
2. Отчисления на социальное обеспечение	то же	3379,53	3379,53
3. Затраты на коллективное питание	то же	2106,72	2106,72
4. Затраты на топливо и ГСМ	то же	70138,4	68360,599
5. Затраты на вспомогательные материалы	то же	1402,768	1367,211
6. Затраты на амортизацию	то же	3 300	3 180
7. Затраты на ремонт	то же	1000,00	963,8528
8. Навигационные сборы	то же	1173,735	1100,8985
9. Прочие расходы	то же	5220,08	5147,1
10. Накладные расходы	то же	29 606,4	27279,75
11 . Итого расходов	то же	128872,01	126552,27

Срок окупаемости:

, (3.5)

где С0бщ. - итого расходов, тыс. тенге., согласно таблице 3.3.

Тб. =96 385,28:(149880-128872,01)=2,16 года.

Тпр. =100 000:(149880-123552,27)=1,89 года.

4. Охрана труда и защита окружающей среды

4.1 Противопожарные системы

4.1.1 Способы борьбы с пожарами на судах

Пожар на судне, особенно на пассажирском и нефтеналивном, чрёзвычайно опасен и причиняет большие бедствия. Поэтому борьбе с пожарами на судах уделяется особое внимание [12].

На современном судне, имеющем значительное количество механизмов, оборудования, различных приборов и аппаратов, разветвленную сеть трубопроводов, осветительную и силовую электрические проводки, опасность возникновения пожара увеличивается. В то же время борьба с возникшим пожаром в судовых условиях значительно осложняется. Поэтому наряду с активными средствами борьбы с пожаром на судне необходимо проводить ряд мероприятий, предупреждающих возникновение пожара. Предупредительные мероприятия зависят от особенностей судовых конструкций и от условии эксплуатации судна. Они установлены правилами надзора за постройкой судов и требованиями Регистров в должны строго соблюдаться как при проектировании и постройке судов, так и при их эксплуатации.

К основным предупредительным мероприятиям относятся следующие:

1. Уменьшение количества горючих материалов на судне, пропитка горючих материалов антипиренами и покрытие огнеупорной краской для повышения огнестойкости

2. Устранение возможности нагрева топливных цистерн, угольных бункеров, деревянных и других конструкций под действием расположенного рядом оборудования, дымоходов и трубопроводов, выделяющих тепло, путем соблюдения устанавливаемых правилами расстояний между конструкциями и нанесения соответствующей изоляции.

3. Предупреждение возможности утечки и растекания жидкого топлива и огнеопасных газов из специальных помещений в другие (на оборудовании, где возможно стекание топлива, необходимо устанавливать поддоны, нефтепроводы располагать в местах удобных для осмотра).

4. Надежная вентиляция помещений, где могут образоваться горючие и взрывоопасные газы, и их дегазация при выполнении ремонтных работ.

При выполнении всех предупредительных мероприятий значительно уменьшается опасность возникновения пожара, но исключить возможность пожара нельзя. Поэтому каждое судно снабжается активными средствами борьбы с пожаром; к этим средствам относятся противопожарные системы и инвентарь.

К противопожарному инвентарю, которым каждое судно снабжается по нормам Регистров, относятся ручные огнетушители, кошма, песок, ломы, топоры и т.д.

Принцип действия в устройство противопожарных систем в значительной мере зависят от назначения судна и от рода перевозимого им груза,

Известно, что пожар можно прекратить путем охлаждения горящего предмета водой, снижения процентного содержания кислорода в воздухе помещения, где происходит пожар, с 21 до 15% и ниже и изоляции горящего предмета от кислорода воздуха какой-либо инертной прослойкой.

Уменьшение количества кислорода в помещении достигается вытеснением из последнего части воздуха путем введения в помещение инертного газа или пара. Прослойкой, изолирующей горящий предмет, может служить слой углекислой или воздушной пены или паровая завеса, образующаяся от испарения распыленной воды, которая подается на горящей предмет.

По роду используемого огнегасительного вещества применяемые на судах противопожарные системы разделяют на:

1) системы водотушения;

2) системы паротушения;

3) системы тушения инертными газами (углекислый газ СО2, дымовой газ, сернисто-серный газ SO2 + SО3);

4) системы пенотушения (углекислая или воздушно-механическая пена)

Две последние системы называются химическими.

Система водотушения является простой, надежной и широко применяется на судах. Для этой системы в зависимости от типа и размеров судна используются механические или ручные насосы. Вода может подаваться в виде сплошной струи или в распыленном виде. Распыленная вода может успешно применяться для тушения горящих нефтепродуктов. Для этого нельзя использовать струю воды, так как нефтепродукты всплывают на поверхность воды и разбрызгиваются, что способствует распространению пожара [13].

В некоторых случаях воду вообще нельзя использовать для тушения пожара: Например, в угольном бункере, где возник пожар, вода, проходя через раскаленный уголь, разлагается на кислород и водород, причем в таком количестве, что водород способен образовать с воздухом взрывоопасную смесь.

Вода не может быть эффективно использована для тушения пожара в грузовых трюмах и в машинно-котельных отделениях. Эти помещения могут быть заполнены грузом и оборудованием, препятствующими успешному воздействию струи воды на очаг пожара. Кроме того, вода частично или полностью портят груз и выводит из строя оборудование и аппаратуру, в особенности электрические, что может служить причиной выхода из строя даже самих пожарных насосов.

Наконец, воду нельзя применять для тушения пожара в больших аккумуляторных помещениях морских судов, так как забортная морская вода при попадании в электролит вызывает выделение хлора, чрезвычайно опасного для человека.

По этим причинам на судах, кроме водяных систем, часто применяют другие противопожарные системы, обеспечивающие эффективное тушение пожара.

Весьма распространенной является система паротушения. Она является простейшей из систем, действие которых вызывает такое снижение содержания кислорода в помещениях, что горение становится невозможным.

Система паротушения применяется в грузовых трюмах, котельных и насосных отделениях, в угольных бункерах и топливных цистернах, в грузовых отсеках наливных судов, в кладовых для легковоспламеняющихся материалов. Пар причиняет значительно меньший вред грузу и электрооборудованию, чем вода.

Системы тушения инертными газами применяются главным образом на морских судах и очень редко на речных. Наиболее целесообразно применять инертные газы для тушения пожара в закрытых помещениях, где нет людей или откуда они могут своевременно выйти, где доступ к очагу пожара затруднен и есть взрывоопасные грузы или в качестве основного оборудования используются электрические машины (в грузовых трюмах для перевозки горючих грузов, машинных в насосных отделениях и т. д.).

При известных условиях инертные газы успешно применяют и для тушения пожара на открытых местах. Например, углекислый газ, выпускаемый из специальных ручных огнетушителей, благодаря большему удельному весу, чем удельный вес воздуха, и концентрированной подаче создает достаточную изолирующую и охлаждающую атмосферу у очага горения.

Инертные газы являются также единственным надежным средством предупреждения возникновения пожара. На наливных судах при заполнении углекислотой грузовых отсеков может быть предотвращен взрыв при пожарах в надстройке или на соседних судах.

Весьма эффективно могут быть использованы дымовые газы паровых котлов и двигателей внутреннего сгорания, которые после соответствующей обработки и очистки могут постоянно заполнять свободный объём в отсеках, что исключит возможность не только взрывов, при которых наливное судно, как правило, гибнет, но пожаров в отсеках.

При применении системы пенотушения слой вены, направляемый на очаг пожара, изолирует горящие предметы от кислорода воздуха и вследствие содержания в пене воды охлаждает их. Пена может быть химической с пузырьками, заполненными углекислым газом, и воздушной - с пузырьками, заполненными воздухом. Та и другая широко применяются на морских и речных судах для тушения воспламенившихся нефтепродуктов в котельных отделениях. В последние годы наиболее широкое распространение получает воздушно-механическая пена из простых и стойких веществ, без применения сложного дополнительного оборудования.

Как уже отмечалось, выбор противопожарных систем зависит от назначения и типа судна.

Существующими Правилами Речного и Морского Регистров определяется, какие противопожарные средства должны быть установлены на судне в зависимости от его типа.

4.1.2 Система водотушения

Каждое судно с одним или несколькими механическими пожарными насосами оборудуется централизованной системой водотушения. Система состоит из пожарных насосов, трубопровода, пожарных кранов и шлангов (рукавов) со стволами.

Пожарные насосы обычно устанавливают в машинно-котельном отделении; они служат для питания водой противопожарной сети, напор в которой должен обеспечивать высоту струи не менее 12 м над наивысшей точкой палубных надстроек. На морских пассажирских судах водоизмещением 4000 т и более насосы должны быть установлены в отдельных непроницаемых отсеках, иметь самостоятельное управление и принимать забортную воду через кингстоны.

На пароходах устанавливают паровые пожарные насосы, а на теплоходах центробежные с независимым приводом. Для надежного всасывания забортной воды насосы надо устанавливать ниже уровня осадки судна.

Как было указано выше, пожарные насосы могут быть одновременно использованы для подачи воды другим потребителям.

4.1.3 Система паротушения

Системой паротушения оборудуются грузовые трюмы, угольные бункеры, котельные отделения, помещения с нефтяными установками, топливные цистерны, кладовые легковоспламеняющихся грузов, малярная, фонарная, шкиперская. На нефтеналивных судах системой паротушения оборудуются все грузовые отсека, коффердамы, насосные и шланговые отделения.

Система паротушения представляет собой трубопровод, подводящий пар от главного или вспомогательного парового котла в помещения.

Система паротушения питается паром непосредственно от котла или через редукционный клапан. В обоих случаях давление пара в системе не должно превышать 7 атм. для морских судов (по Правилам Морского Регистра) и 4 атм. для речных судов (по Правилам Речного Регистра).

Управление системой паротушения следует делать централизованным, парораспределительную коробку устанавливать в отапливаемом помещении и в доступном для обслуживания месте. От коробки в помещения, оборудуемые системой паротушения, проводятся отдельные трубы. Использование для этой цели паропроводов вспомогательных механизмов не разрешается.

Во всех отсеках для нефтепродуктов система паротушения объединяется с системой пропаривания, предназначенной для дегазации этих отсеков. На многих нефтеналивных судах, в особенности на речных, паротушение не имеет централизованного управления, а клапаны паротушения поставлены на магистрали, проложенной по палубе на всю длину судна. Эта магистраль служит для подачи пара для систем паротушения и пропаривания, а если есть система подогрева вязких нефтепродуктов, то и для этой системы.

Система паротушения, являющаяся основным средством пожаротушения, должна обеспечивать заполнение паром 50% общего объема всех судовых помещений, обслуживаемых этой системой, а на нефтеналивных судах - полного объема наибольшего отсека и всех смежных с ним.

4.1.4 Углекислотная противопожарная система

Углекислый газ (СО2) является инертным газом, который при 0° С и давлении 760 мм рт. ст. имеет удельный вес 1,524 по отношению к воздуху. При давлении 36 атм. и температуре 0° С углекислый газ превращается в жидкость, занимая при этом всего лишь около своего объема при нормальном давлении.

Углекислый газ не имеет ни цвета, ни запаха. Он не является отравляющим веществом, если в помещении имеется достаточное количество кислорода, и не представляет в этом случае какой-либо опасности для человека. Однако следует иметь в виду, что при наличии СО2 в помещении процентное содёржание кислорода всегда уменьшается, а это уже вредно и опасно для человека. Если в воздухе содержится 6-8% углекислого газа, то уже через полчаса - час пребывания человека в такой атмосфере могут быть серьезные последствия, а содержание углекислого газа в количестве 30% и более смертельно для человека [12].

4.1.5 Противопожарные системы с использованием сернисто-серного и дымового газов

С помощью сернисто-серной системы в атмосферу помещения вводится сернисто-серный газ SО2+ SО3, благодаря чему содержание кислорода уменьшается до 15%. Сернисто-серный газ получается при сжигании серы в специальных печах; наибольшее распространение получил так называемый аппарат Клейтона. Воздух, необходимый для сжигания серы, всасывается по трубе из помещения, где возник пожар, и поступает в аппарат Клейтона. Образовавшийся в аппарате сернисто-серный газ после охлаждения в холодильнике нагнетается по трубопроводу вентилятором в помещение. Для создания в обслуживаемом помещении атмосферы, в которой горение прекращается, необходимо заменить 6% кислорода таким же количеством сернисто-серного газа. Для этого надо пропустить через аппарат Клейтона не менее 28,5% воздуха помещения. После этого воздух помещения будет состоять из 79% азота, 15% кислорода и 6% сернисто-серного газа.

Основной частью системы является аппарат для сжигания серы и получения сернисто-серного газа.

Аппараты Клейтона устанавливают на верхней палубе в помещениях с хорошей вентиляцией. От аппарата по судну проходят две магистрали диаметром 50-75 мм, от которых отведены мостки с клапанами в отдельные помещения. Всасывающие отростки заканчиваются вверху помещения, а нагнетательные - внизу, с противоположной стороны от всасывающего отверстия.

Аппарат должен быть всегда готов к действию, для чего в него предварительно загружают необходимое количество серы. Перед пуском газа закрывают все отверстия в помещении, кроме одного небольшого, препятствующего повышению давления в отсеке.

4.1.6 Система химического пенотушения

Для тушения пожаров на судах употребляется химическая углекислая и воздушно-механическая пена. Соответственно этому разделяются и системы пенoтyшeния.

Химическое пенотушение давно используется на судах как основное средство противопожарной защиты.

Химическая пена получается в результате взаимодействия кислоты и щелочи с примесью различных веществ, придающих пене клейкость (прочность) и облегчающих процесс ее образования.

Кислота и щелочь могут применяться в виде сухих порошков или водных растворов. Наибольшее распространение получил пенный порошок, состав которого может быть различным. В качестве примера можно привести следующий состав пенопорошка №1: 61 весовая часть сернокислого глинозема, 35,5 весовых частей бикарбоната натрия и 3,5 весовых частей лакричного экстракта.

Водные растворы кислоты и щелочи в настоящее время применяются главным образом в переносных пеногонных аппаратах - ручных огнетушителях. Существуют и более крупные жидкостные установки, но они применяются редко и поэтому здесь не описываются.

При взаимодействии кислоты и щелочи выделяется углекислый газ, заполняющий пузырьки пены, образующейся благодаря наличию клейких веществ. Химическая вена имеет удельный вес 0,15-0,25 и потому легко растекается по поверхности любых нефтепродуктов и держится на твердых предметах.

Химическая пена обладает высокими огнегасительными свойствами и, в частности, стойкостью при высоких температурах. Вследствие гигроскопичности пенопорошка требуются специальные условия для его хранения, так как изменение температуры или повышение влажности при неисправной таре часто приводит к порче порошка. Поэтому необходимо тщательно следить за хранением пенопорошка и периодически отбирать пробы; при обнаружении слеживания необходимо его просушивать, размельчать и просеивать, а затем проверять на пенообразование. Реакция образования достаточно стойкой пены происходит за определенное время, которое необходимо для протекания по пенопроводу длиной 30 - 60 м.

4.2 Предотвращение загрязнения окружающей среды

Конструкция корпуса, механизмов, оборудования и систем судна удовлетворяют требованиям МАРПОЛ - 73/78.

Предусматривается:

- закрытый прием и выдача топлива и масла через манифольды, снабженные фланцами международного образца и расположенные побортно в районе грузовых манифольдов;

- установка под всеми топливными и масляными насосами, фильтрами и пробными клапанами поддонов, слив от которых производится в две сточные цистерны;

- оборудование запасных топливных цистерн переливными трубами, выведенными в переливную топливную цистерну;

- оборудование запасных цистерн топлива и масла, а также переливной топливной цистерны сигнализацией по верхнему уровню;

Судно оборудуется инсинератором, приспособленным для сжигания отработанного масла, нефтеостатков, пищевых и бытовых отходов, а также мусора загрязненного остатками нефтепродуктов и шлама сточных вод.

Сепарационное оборудование, устанавливаемое на судне, обеспечивает очистку нефтесодержащих вод до норм, требуемых Санитарными правилами и Международными конвенциями.

Судно оборудуется прибором, прекращающим сброс воды за борт при превышении концентрации нефтеостатков в сливаемой воде выше предельно допустимого значения 8 млн -1 .

При нахождении судна в районах, где запрещен слив нефтесодержащих вод любой концентрации, нефтесодержащие воды накапливаются в цистерне сбора нефтесодержащих вод.

Судно оборудуется установкой очистки и обеззараживания сточных и хозяйственно-бытовых вод.

Очищенные и обеззараженные воды сливаются за борт, а шлам подается на инсинератор для сжигания.

Опорожнение цистерны производится судовыми или внешними средствами с выдачей на очистные станции или суда-сборщики через патрубки.

Грузовые и отстойные танки отделяются от наружной обшивки двойным дном и двойными бортами [14].

Прием балласта предусматривается в изолированные цистерны, исключающие загрязнение его нефтепродуктами.

Система мойки грузовых танков предполагается по замкнутому циклу; для хранения и отстоя моечной воды предусматривается два отстойных танка.

На судне предусматривается переносной прибор для определения уровня раздела сред «нефть-вода».

Для предотвращения аварийной утечки при разрыве грузового шланга предусматривается остановка грузовых насосов из рулевой рубки и из района расположения грузовых манифольдов.

С целью предотвращения сброса за борт пролившихся нефтепродуктов, на верхней палубе под манифольдами устанавливаются поддоны, слив из которых предусматривается самотеком в отстойные танки.

На верхней палубе перед надстройкой предусматривается ватервейсовая полоса.

Для предотвращения аварийного разлива нефтепродуктов при погрузке предусматривается сигнализация по верхнему уровню груза в грузовых и отстойных танках.

Для уменьшения загрязнения воздуха парами нефтепродуктов газоотводная система оборудуется высокоскоростными устройствами с дыхательными клапанами, сбрасывающими, при повышении давления паров в грузовых танках до 20 кПа и предусматривается система выдачи паров груза на берег.

Для локализации нефтяных пятен на поверхности воды предусматривается боновое ограждение.

Предусматриваются пять контейнеров вместимостью по 0,05 м3 для сбора пищевых отходов, сухого мусора и пластмасс.

Внедрение разработанных мер по технике безопасности при монтаже энергетического оборудования и соблюдения требований нормативных документов позволяют улучшить условия работы и организацию труда, а также снизить или удалить влияния вредных и опасных факторов на организм человека. Следствием этого является:

- уменьшение вероятности, появления профессиональных заболеваний работающих на предприятии;

- уменьшение вероятности появления аварий и несчастных случаев на предприятии.

- уменьшение уровня трудоспособности персонала предприятия;

- уменьшение текучести квалифицированной рабочей силы на предприятии.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В дипломном проекте путем установки турбокомпрессора усовершенствованы технические характеристики судового двигателя.

Решена проблема улучшения работы и повышения мощности двигателя, что являлось одним из актуальных задач. Модернизирована система топливоподачи дизеля с обеспечением дозирования и подачи топлива в цилиндры дизеля в соответствии с порядком их работы и заданным режимом нагрузки. Установка турбокомпрессора улучшает работу ТНВД, что увеличивает мощность двигателя без изменений его конструкций. Ротор турбокомпрессора вращается энергией выхлопных газов. Другой конец ротора с жестко посаженным колесом компрессора нагнетает атмосферный воздух в улитку компрессора откуда нагнетаемый воздух, проходя охладитель наддувочного воздуха, поступает через впускной коллектор в цилиндры дизеля. Между турбокомпрессором и охладителем наддувочного воздуха располагается аварийное стоп-устройство предназначенное для автоматической аварийной остановки дизеля при превышении числа оборотов свыше максимально допустимых, при снижении давления масла в масляной магистрали ниже допустимой. Охлаждающая жидкость к турбокомпрессору подводится от выпускного коллектора по переливным патрубкам, а сливается через трубопровод, установленный на корпусе турбокомпрессора. Подшипники турбокомпрессора смазываются маслом, подаваемым из масляной магистрали дизеля по трубопроводу и сливаемым в картер дизеля по шлангу.

Данная реконструкция и установка турбокомпрессора на дизель обоснована соответствующими техническими и экономическими расчетами.

В дипломном проекте разработаны мероприятия по охране труда и защиты окружающей среды при эксплуатации плавучих средств.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Правила классификации и постройки морских судов. Российский Морской Регистр Судоходства. - СПб.: Морской Регистр судоходства, 1999.- Том 1,2.

2. Судовые двигатели внутреннего сгорания / Ю.Я. Фомин А.И. Горбань и др. Л: Судостроение,1989.-344 с.

3. Кравченко В.С. Монтаж судовых энергетических установок. -Л:Судостроение,1975.-255 с.

4. Голубев Н.В. Проектирование энергетических установок морских судов. - Л.: Судостроение, 1980.-312 с.

5. Коршунов Л.П. Энергетические установки промысловых судов: Учебник. - Л.: Судостроение, 1991.-360с.

6. Справочник судового механика, том 1. Под редакцией канд. техн. наук Грицая Л.Л. - М: «Транспорт» 1973 г.

7. Справочник судового механика, том 2. Под редакцией канд. техн. наук Грицая Л.Л. - М: «Транспорт» 1974 г.

8. Овсянников М.К., Петухов В.А. Судовые дизельные установки. Справочник. - Л.: Судостроение, 1986.-424 с.

9. Артемов Г.А. и др. Системы судовых энергетических установок. Л.: Судостроение, 1990.-320 с.

10. Колчин А.И., Демидов В.П. Расчёт двигателей внутреннего сгорания.- М.: Высшая школа, 1985.

11. Дацюк Н.И., Николаева Л.Л. Сборник задач по экономике морских перевозок. - Одесса: Феникс, 2005 г.

12. ГОСТ 1.1.004-91 ССБТ. Пожарная безопасность. Общие положения.

13. ГОСТ 1.12.008-76 ССБТ. Взрывобезопасность. Общие положения.

Размещено на Allbest.ru