Вход

Судовые и водоопреснительные установки

Рекомендуемая категория для самостоятельной подготовки:
Реферат*
Код 357683
Дата создания 11 мая 2013
Страниц 31
Мы сможем обработать ваш заказ (!) 1 апреля в 12:00 [мск]
Файлы будут доступны для скачивания только после обработки заказа.
710руб.
КУПИТЬ

Описание

СОДЕРЖАНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ. 2
1. КЛАССИФИКАЦИЯ СУДОВЫХ УСТАНОВОК. 4
1.1. Водоопреснительные установки поверхностного типа. 6
1.2. Водоопреснительные установки адиабатного типа. 9
1.3. Водоопреснительные установки теплонаносного типа. 11
2. ВОДООПРЕСНИТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ САМОИСПАРЕНИЯ. 14
3. ОБСЛУЖИВАНИЕ СУДОВЫХ ВОДООПРЕСНИТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК. 24
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ. 31

...

Содержание

СОДЕРЖАНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ. 2
1. КЛАССИФИКАЦИЯ СУДОВЫХ УСТАНОВОК. 4
1.1. Водоопреснительные установки поверхностного типа. 6
1.2. Водоопреснительные установки адиабатного типа. 9
1.3. Водоопреснительные установки теплонаносного типа. 11
2. ВОДООПРЕСНИТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ САМОИСПАРЕНИЯ. 14
3. ОБСЛУЖИВАНИЕ СУДОВЫХ ВОДООПРЕСНИТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК. 24
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ. 31

Введение

Водоопреснительная установка судовая совокупность вспомогательных механизмов и систем, используемых для получения пресной воды из забортной морской. Водоопреснительная установка является составной частью вспомогательной энергетической установки. Вода, получаемая в водоопреснительной установке, называется опресненной. Цель опреснения — пополнение запасов технической воды (питательной и дистиллированной) и бытовой (питьевой и мытьевой). Обычно водоопреснительные установки для получения технической воды называются испарительными, а для бытовой — опреснительными. Существуют след. способы опреснения воды: выпаривание (дистилляция), вымораживание (получение воды из пресного льда, который образуется при медленном замерзании соленой воды), электроднализ (перенос под действием электрического поля молекул воды через мембрану, задерживающую ноны солей) и гиперфильтрация (покачивание воды под давлением через трубы, об-лиц. пленкой, пропускающей пресную воду и задерживающей ноны солей). Попытки выпаривания морской воды осуществлялись на парусных судах еще в XVI в. Первые испарители для получения питьевой воды паровых котлов появились на судах в 1884 г. В русском флоте такие испарители использовались начиная с 1890 г. Опреснение воды замораживанием на судах не применяется, поскольку требует сложного оборудования, а получаемая вода имеет большое остаточное солесодержание. Электродиализная опреснит, установка была применена на сов. судне «Тула» в 1959 г., но из-за дороговизны и малого срока службы мембран распространения не получила. Гиперфильтрация наиболее удобна для судовых условий, но ее широкому использованию препятствует сложность обработки пленки. Водоопреснительные установки , основанные на выпаривании забортной воды, пока преобладают на судах. Главными элементами этих установок являются испаритель и конденсатор. По способу обеспечения испарения забортной воды различают кипящие и пленочные испарители. В кипящих испарителях нагревательные элементы расположены непосредственно в воде, температура которой доводится до температурыры кипения. К ним относятся вакуумные испарители, давление в которых обеспечивает кипение при более низких температурах (используются на судах с 1922 г.); адиабатные испарители, в которых испарение происходит с поверхностей струй или потока, предварительно нагретых ниже температуры кипения; в таких испарителях кол-во прокачиваемой воды должно в 8—16 раз превышать производительность опреснителя (применяются на судах с 60-х гг., их производительность достигает 600 т/сут). В пленочных испарителях испарение происходит из пленки воды толщиной 0,02—0,03 мм, образующейся на поверхности нагрева, чем достигается более интенсивная теплопередача. Эти испарители в промышленности используются с 1930-х гг., а на судах — с 1964 г. Их достоинством являются малые масса и габариты. В водоопреснительной установке забортная вода может нагреваться паром, электроэнергией и за счет утилизации теплоты отходящей охлаждающей воды или выпускных газов двигателей. Для приготовления пресной питьевой воды дистиллят дополнительно минерализуют и обеззараживают в специальных установках и фильтрах

Фрагмент работы для ознакомления

4). Принцип работы такой установки сводится к следующему.Пар из испарительного сосуда поступает к компрессору 4, который приводится в действие от электродвигателя 5. Сжатый в компрессор пар поступает в нагревательный элемент 2 испарительного сосуда, где он отдает теплоту конденсации морской воде. За счет этой теплоты морская вода испаряется. Для предварительного нагрева морской воды при пуске ВОУ служат пусковые электронагреватели 3. Рассол удаляется насосом 6*.Водоопреснительные установки компрессорного типа имеют две отличительные особенности по сравнению с ранее рассмотренными теплоиспользующими: потребляют только механическую или электрическую энергию; в них отсутствует отдельный конденсатор, роль которого выполняет внутренняя поверхность нагревательных элементов испарительного сосуда.Благодаря компрессору теплота испарения морской воды повышает свой потенциал и к этой теплоте, кроме того, добавляется энергия, затрачиваемая на сжатие пара. В результате теплота конденсации пара после компрессора становится достаточной для испарения морской воды и восполнения потерь теплоты с дистиллятом и рассолом, а также через изоляцию элементов ВОУ.Применение компрессорных ВОУ на судах носит эпизодический характер. Вместе с тем работы по совершенствованию этих машин продолжаются весьма успешно, о чем свидетельствует опыт фирмы МАН, которая создала стационарную ВОУ производительностью 500 м3/сут с удельным расходом механической энергии 17,2 кВт-ч/т.На рис. 5 показано устройство этой машины, которая отличается тем, что механический привод расположенного в испарительном сосуде 4 центробежного компрессора 3 осуществляется от четырехтактного дизеля через мультипликатор 2. Морская вода, предварительно обработанная химическими реактивами против коррозии, проходит последовательно через три регенеративных теплообменника ВОУ: охладители паровоздушной смеси П в.с вакуумного насоса, дистиллята Д и рассола н два теплообменника двигателя — водяной охладитель и нагреватель, работающий на выпускных газах. При этом вода нагревается до 60 °С и поступает в верхнюю часть испарительного сосуда к водораспыливающему устройству в. Пленка морской воды обтекает наружные поверхности труб 8 теплообменной поверхности и получает теплоту от конденсирующегося на внутренней поверхности пара более высокого давления. Образовавшийся при испарении морской воды пар через нижнюю перфорированную часть 7 внутренней цилиндрической трубы 5 поступает к центробежному компрессору и после сжатия в нем направляется к трубной системе теплообменника, где отдает теплоту нагреваемой морской воде. Для равномерного подвода пара служат дефлекторы Р.Основные параметры описанной ВОУ приведены ниже:ПараметрыЗначениеПроизводительность по пару, м3/с44,5Мощность двигателя, кВт370Полезно использованная энергия тепловых потерь двигателя, кВт 390Частота вращения компрессора, об/мин 4833Давление на входе в компрессор, кПа 20Давление на выходе из компрессора, кПа 24Разница температур конденсации и испарения, °С 4Мощность, потребляемая компрессором, кВт267Тепловая мощность ВОУ, МВт 14,152Выход опресненной воды на I кг топлива, кг/кг262Общая масса ВОУ и двигателя, т65Рис. 5 Устройство теплонаносной ВОУДанная ВОУ отличается высокой эффективностью: на 1 кг сжигаемого топлива получается около 260 кг пресной воды (в лучших вариантах многоступенчатых ВОУ адиабатного типа этот показатель не превышает 150 кг/кг). Это достигается за счет развитой системы регенеративного подогрева, позволяющей нагревать морскую воду до 60 °С, и невысокой разностью давлений на входе в компрессор и выходе из него, что уменьшает работу сжатия. Несмотря на небольшую разность температур греющей и нагреваемой сред (4 °С) размеры теплообменной поверхности ВОУ сравнительно невелики (около 1200 м2), что является следствием высоких значений коэффициентов теплоотдачи при конденсации пара внутри труб и нагрева пленки морской воды с последующим ее испарением с поверхности пленки.Рассмотренная схема ВОУ может быть применена на рыбообрабатывающих судах.ВОДООПРЕСНИТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ САМОИСПАРЕНИЯ.Опреснительные установки самоиспарения разделяются на два основных типа: циркуляционные и проточные. В циркуляционных установках испаряемая вода с помощью специального насоса многократно циркулирует между подогревателем и испарителем, при этом часть неиспарившегося рассола выдувается за борт. В проточных установках, как правило многоступенчатых, испаряемая вода предварительно подогревается образующимся вторичным паром, последовательно проходит через подогреватели-конденсаторы отдельных ступеней, затем окончательно перегревается в подогревателе, имеющем внешний источник тепла, и последовательно испаряется, проходя по ступеням испарителей.Рис. 6. Принципиальная схема циркуляционной водоопреснительной установки самоиспарения.Питательная забортная вода, предварительно нагретая в подогревателе 4 греющим паром, подается через дроссельный клапан в испаритель 2. В испарителе, представляющем собой цилиндр, большую часть которого занимают паровое пространство с сепарирующим устройством 3, поддерживается вакуум за счет сообщения с конденсатором посредством трубопровода вторичного пара. Вследствие этого вода, поступающая из подогревателя, оказывается перегретой по отношению к температуре, соответствующей меньшему давлению в испарителе. За счет избыточного тепла, образовавшегося после дросселирования, вода, разбрызгиваемая в паровое пространство испарителя, испаряется за счет своего тепла парообразования. Температура неиспарившейся части воды понижается до температуры насыщения, соответствующей давлению в испарителе. Неиспарившаяся вода собирается на дне испарителя, откуда забирается циркуляционным насосом 5 и через подогреватель 4 снова подается в испаритель. Цикл периодически повторяется. Часть неиспарившегося рассола удаляется насосом за борт. Питательная забортная вода по трубопроводу через регулятор питания 1 поступает в испаритель; предварительно она может быть подогрета за счет утилизационного тепла энергетической установки. Вторичный пар, образовавшийся вследствие испарения большой поверхности капелек разбрызгиваемой воды, проходит через сепаратор 3, где осушается, и затем уходит в конденсатор. Циркуляционные установки по отношению к проточным отличаются увеличенными габаритами вследствие большого парового объема испарителя и сложностью устройства в связи с большим количеством обслуживающих насосов.С появлением в опреснителе вторичного пара закрывают воздушные краны, запускают циркуляционный насос конденсатора и открывают клапаны на паропроводах вторичного пара и дистиллята; включают соленомеры.При эксплуатации водоопреснительных установок следует добиваться их экономичной работы, которая определяется минимальным удельным расходом свежего пара. Это достигается путем: установления наивыгоднейших значений параметров свежего и вторичного пара; поддержанием в опреснителе надлежащей плотности рассола; минимальным расходом воды на конденсацию и охлаждение дистиллята; рациональным питанием опреснителя забортной водой; содержанием в чистоте нагревательных поверхностей змеевиков опреснителя, водоподогревателей и конденсатора; содержанием в исправном состоянии изоляции водоопреснительной установки.В период действия водоопреснительной установки необходимо следить за качеством вторичного пара и дистиллята по показаниям соленомеров и периодически, не реже одного раза в сутки, брать пробы для определения качества дистиллята химическим способом. Соленость рассола должна быть в пределах 5000— 7000° Б. Увеличение солености влияет на качество дистиллята, а также отражается на производительности установки. Вследствие интенсивного образования накипи снижается экономичность работы установки.Плотность рассола определяют путем взятия пробы ареометром, не реже одного раза за вахту. Значение плотности по показанию ареометра соответствует солености. В опреснителе должен поддерживаться постоянный уровень рассола, что достигается хорошей работой регулятора питания. Для этого необходимо следующее: свободное перемещение питательного клапана, поплавка и штоков в местах прохода через сальники; хорошая плотность поплавка, чистота патрубков, соединяющих паровое и водяное пространство опреснителя с регулятором.На теплоходах отечественного морского флота получили распространение утилизационные вакуумные водоопреснительные установки с камерами испарения бесповерхностного типа с циркуляционным контуром рассола. Наиболее широко распространены установки датской фирмы «Нирекс», установленные на грузовых теплоходах серии «Красноуральск» производительностью 21 т/сут и танкерах серии «Леонардо да Винчи» производительностью 12 и 20 т/сут.Водоопреснительные установки «Нирекс» с циркуляционным контуром рассола выпускаются производительностью от 10 до 60 т/сут. Как и в проточных установках небольшой производительности, фирма «Нирекс» применяет пластинчатые теплообменные аппараты и в установках с циркуляционным контуром рассола. Однако, в связи с нецелесообразностью применения пластинчатых аппаратов в качестве испарителей и конденсаторов в установках большей производительности, такие аппараты применяются как подогреватели рассола и охладители дистиллята, используемого в качестве охлаждающей воды в конденсаторе смесительного типа. Различная производительность рассматриваемых установок достигается различным числом пластин, образующих поверхности теплообмена подогревателей рассола и охладителей -дистиллята. По многим другим узлам установки унифицированы.Принцип действия установки «Нирекс» с камерами испарения бесповерхностного типа с циркуляционным контуром рассола понятен из рассмотрения ее схемы, приведенной на рис. 2. Для подогрева рассола имеется магистраль 1 греющей воды. Из нижней части камеры испарения 3 циркуляционная секция сдвоенного рассольного насоса 16 принимает рассол и через пластинчатый подогреватель 2 подает подогретый рассол в камеру испарения, в которой около 1 % его испаряется. Неиспарившийся рассол стекает в нижнюю часть камеры, откуда вновь поступает в циркуляционную секцию насоса. Пар из камеры испарения через сепаратор 4 поступает в конденсатор смесительного типа. Часть рассола из камеры испарения стекает в нижнюю часть камеры сепаратора (чем поддерживается уровень в первой), откуда вместе с рассолом, отделившимся от пара в сепараторе, удаляется; за борт другой секцией 17 рассольного насоса. Питательная забортная вода, подогретая на 4—6°, подается через ротаметр 15 и клапан 18 во всасывающую магистраль циркуляционного рассольного насоса 16.Рис. 7. Водоопреснительная установка «Нирекс» с циркуляционным контуром рассолаКонденсатор обслуживается также сдвоенным дистиллятным насосом 14 и вакуумным эжектором 13, рабочую забортную воду к которому подает эжекторный насос 8 по трубопроводу 7. В смесительном конденсаторе 5 пар конденсируется, соприкасаясь с охлаждающим конденсатом, стекающим струйками через отверстия в днище расположенного вверху бачка. Из сборника охлаждающий дистиллят забирается циркуляционной секцией сдвоенного дистиллятного насоса 14, прокачивается через пластинчатым охладитель 6 и через бачок снова поступает в конденсатор.Таким образом, охлаждающий дистиллят циркулирует, попеременно охлаждаясь в охладителе (через который прокачивается забортная вода) и нагреваясь в конденсаторе. Дистиллят, образующийся при конденсации пара, смешивается с охлаждающим дистиллятом, стекает через переливную трубу и удаляется откачивающей секцией дистиллятного насоса в цистерны. На напорной магистрали этого насоса установлены суммирующий расходомер 12, датчик соленомера 11 и невозвратный клапан. В случае засоления, обычно при содержании хлоридов более 80 мг/л, дистиллят через электромагнитный клапан 10 автоматически сбрасывается в льяла (одновременно включается сигнализация)'.Вакуум создает гидравлический эжектор 13, рабочей средой в котором является забортная вода, подаваемая сдвоенным эжекторным насосом 8. Несколько ступеней этого насоса используется для подачи забортной воды к эжектору и еще одна отдельная ступень служит для увеличения напора водовоздушной смеси, удаляемой из эжектора за борт.При первом пуске установки поддон конденсатора заполняется пресной водой из гидрофорной системы по специальному трубопроводу, не показанному на рис. 2. Подача воды на рассеивающие решетки днища бачка конденсатора обеспечивается насосом 14. Когда начинается образование пресной воды, избыток ее поступает по переливной трубе к отдельной ступени того же насоса. Количество получаемого дистиллята непрерывно контролируется соленомером 11, чтобы не допустить засоления.Необходимый для процесса опреснения вакуум поддерживается эжектором 13, который удаляет воздух из установки через трубопровод 9.При пуске в действие установки необходимо обеспечить доступ воды в эжектор 13, так как его резиновые подшипники без водяной смазки могут выйти из строя. Циркуляционные насосы 16 и 14 пускаются в ход при вакууме около 70%. При достижении вакуума около 90% дно камеры распыливания заполняется забортной водой. При этом клапан 18 регулируется так, чтобы количество поступающей в испаритель воды превышало в 10—15 раз (но не меньше чем в 8 раз) количество испаряющейся воды. При нормальном уровне водомерное стекло на камере испарения должно быть заполнено водой на три четверти.В начале эксплуатации установки (10-:-20 мин) получаемый дистиллят сливают за борт, так как он имеет повышенную соленость. Отбором проб воды через пробные краны проверяют качество работы соленомера.Для вывода из действия установки необходимо: прекратить поступление воды от ДВС; остановить циркуляционный насос 16 забортной воды; после отбора дистиллята остановить циркуляционный насос 14; закрыть вентиль на цистерну пресной воды; остановить эжекторный насос для прекращения подачи воды на эжектор; отключить напряжение к соленомеру; прекратить поступление забортной воды в конденсатор.Наличие на судне водоопреснительной установки позволяет уменьшить его водоизмещение, что приведет к увеличению скорости при сохранении мощности силовой установки или к уменьшению мощности силовой установки при сохранении скорости хода. Увеличение скорости судна дает экономический эффект от увеличения его оборачиваемости, а уменьшение мощности силовой установки — снижение построечной и эксплуатационной стоимости силовой установки и судна в целом.Конструкция испарителя поверхностного типа вакуумной опреснительной установки СРТ с использованием в качестве теплоносителя отработавших газов от главного дизеля показана на рис. 8. Испаритель состоит из цилиндрического вертикального корпуса 4 с размещенными внутри двумя трубными решетками 5 и 9, к которым приварены трубки 8, расположенные в шахматном порядке. В межтрубном пространстве имеются две направляющие перегородки 7. Отработавшие газы главного двигателя входят через патрубок 14 в межтрубное пространство, совершают два поворота, через стенки трубок передаюттеплоту на испарение рассола и уходят через патрубок 6 в атмосферу.Рис. 8. Испаритель вакуумный поверхностный утилизационный установки СРТ.В нижней крышке 13 расположены входной 12 и выходной 11патрубки для морской воды и рассола, а также закрытый патрубок 10 с цинковым протектором для предохранения испарителя от коррозии. В верхней крышке имеются сепараторы пара: конусный 3 и сетчатый 2 с кольцами Рашига 1. Уравнительная трубка поплавкового регулятора уровня присоединена к патрубку 15. Производительность испарителя равна 500 кг/ч.На современных судах получили распространение многоступенчатые бесповерхностные адиабатные опреснители, обладающие высокими экономическими показателями. Они имеют наиболее высокий коэффициент полезного использования теплоты и значительную производительность.На рис. 9 изображена конструкция пятиступенчатого опреснителя бесповерхностного адиабатного типа М-5.Рис. 9. Конструкция пятиступенчатого опреснителя бесповерхностного адиабатного типа М-5.Основой опреснительного агрегата является пятикамерный корпус, который с помощью опорных лап 3 крепится к фундаментной раме.

Список литературы

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.
1. О.Г.Колесников, Судовые вспомогательные механизмы и системы, М.,Транспорт, 1977
2. А.Е.Богомольный, Судовые вапомогательные и рыбопромысловые механизмы, Л., Судостроение, 1971
3. Л.И.Токарев, Судовые электрические приборы управления, М., Транспорт, 1988
4. М.М.Баранников, Электрооборудование и вспомогательные механизмы промысловых судов, М., Агропромиздат, 1987
5. Г.А. Артемов, В.П. Волошин, Ю.В. Захаров, А.Я. Шквар, Судовые энергетические установки, Л., Судостроение, 1987, 430с.
6. Будяков Н.М. Устройство и эксплуатация электрооборудовании морских судов: Учебное пособие для средних профессионально-технических училищ.
Очень похожие работы
Пожалуйста, внимательно изучайте содержание и фрагменты работы. Деньги за приобретённые готовые работы по причине несоответствия данной работы вашим требованиям или её уникальности не возвращаются.
* Категория работы носит оценочный характер в соответствии с качественными и количественными параметрами предоставляемого материала. Данный материал ни целиком, ни любая из его частей не является готовым научным трудом, выпускной квалификационной работой, научным докладом или иной работой, предусмотренной государственной системой научной аттестации или необходимой для прохождения промежуточной или итоговой аттестации. Данный материал представляет собой субъективный результат обработки, структурирования и форматирования собранной его автором информации и предназначен, прежде всего, для использования в качестве источника для самостоятельной подготовки работы указанной тематики.
bmt: 0.0053
© Рефератбанк, 2002 - 2024