3) Трюмные системы судна. Их назначение и эксплуатация.

К трюмным системам относят: балластную, креновую, диф- ферентную, осушительную и водоотливную (спасательную).

Балластная система служит для приема или откачки воды из балластных отсеков, с целью изменения осадки и дифферента судна. Некоторые суда, особенно грузовые теплоходы и колесные буксиры, нуждаются в балластировке. При порожних пробегах грузовые теплоходы имеют большой дифферент на корму, что ухудшает управляемость, в то же время уменьшение осадки при­водит к обнажению гребных винтов, что резко снижает их к. п. д. и скорость хода судна. Поэтому для создания нормальных ус­ловий работы движителям и управления судном приходится при­нимать водяной балласт, равный 20—40% грузоподъемности судна.

Балластная система должна обслуживаться не менее чем одним насосом.

В качестве балластных цистерн обычно используют форпик и ахтерпик, а на судах с двойным дном и двойными бортами —• также непроницаемые отсеки междудонного и межбортового пространств. Вместимость балластных цистерн и их расположе­ние выбирают из условия обеспечения требуемой осадки, диффе­рента и прочности судна.

На большинстве судов балластные системы обычно имеют централизованное управление. От клапанной коробки с запорны­ми вентилями, расположенной в машинном отделении, в каждый балластный отсек идет отдельная труба, заканчивающаяся в от­секе приемником. Переключением кранов или вентилей клапан­ная коробка может быть подключена как к всасывающему, так и к нагнетательному патрубку насоса, что позволяет принимать и удалять водяной балласт по одним и тем же трубам или пе­рекачивать его из одного отсека в другой.

Балластную систему иногда обслуживают те же насосы, что и пожарную или водоотливную. Такое дублирование позволяет сократить на судне количество вспомогательных механизмов.

Креповыми и дифферентными системами оборудуют ледоколы для раскачивания судна за счет переливания балласта из цис­терн одного борта в цистерны противоположного борта или из форпика в ахтерпик и наоборот.

Осушительная система служит для удаления воды, скаплива­ющейся на судне под сланыо машинного отделения и в трюмах вследствие утечек, отпотевания, небольшой водотечности корпуса и т.д. Схема устройства этой системы аналогична балластной, но в работе она находится почти постоянно. Так как удаление за борт загрязненной нефтепродуктами воды из-под елани машин­ного отделения запрещено, то в составе осушительных систем предусматривают раздельные цистерны для сбора подсланевых и загрязненных вод.

Загрязненные подсланевые воды на крупных судах очищают в судовых очистных установках с глубиной очистки 10 мг/л. Ес­ли по каким-либо причинам такая установка на судне отсутст­вует, то подсланевые воды сдают на плавучие очистные станции. Объем цистерн для сбора подсланевых вод определяют в зави­симости от мощности главных двигателей.

Водоотливная (спасательная) система предназначена для уда­ления больших масс воды из корпуса и судна, при получении им пробоины. Откачку предусматривают только после заделки про­боины или при небольших пробоинах. Водоотливной системой обычно оборудуют спасательные суда и некоторые линейные буксиры толкачи, а также большинство рейдовых судов.

4) Естественная циркуляция воды в паровых котлах, способы обеспечения ее надежности.

Надежная циркуляция воды в паровом котле должна в течение его непрерывной эксплуатации поддерживать температуру стенок трубы в допустимых пределах.

Для того чтобы эта задача выполнялась хорошо, т. е., чтобы паровой ко­тел работал неограниченно долго, необходимо непрерывно и в достаточном количестве отводить тепло от его поверхности нагрева. Если на каком-нибудь участке поверхности нагрева отвод тепла ухудшается, то паровой котел будет ненадежен в эксплуатации, так как температура стенки повысится, а прочность металла понизится. Перегрев стенки кипятильной или экранной трубы, вследствие понижения ее механической прочности, неизбежно приведет к появлению одулины, свища или разрыву трубы, т. е. к аварии. Эти повреждения наступают либо быстро, либо медленно, но так или иначе, они наступают.

На надежность циркуляции в сильной степени влияет режим работы котла. Зачастую отклонения от нормального режима создают ненадежную циркуляцию. При повышенных нагрузках циркуляция наиболее интенсивна, т. е. надежна. При пониженных нагрузках котла циркуляция ухудшается. Наи­более ненадежна циркуляция при растопке котла.

Циркуляция может нарушиться при резком и долговременном пониже­нии давления пара в котле. Так, например, если в котле низкого давления дав­ление падает со скоростью 0,01-0,02 бар/с, то циркуляция нарушается. В кот­лах среднего давления (до 40-45 бар) нарушение циркуляции наступает при скорости падения давления 0,15 бар/с.

Допустимая скорость повышения давления в котлах высокого давления при нагрузках выше средних - не более 0,5 бар/мин, а при меньших нагрузках - не более 0,25 бар/мин.

Рекомендуемая скорость падения давления в котлах высокого давления - не более 2,5-3 бар/мин.

Для обеспечения надежного охлаждения стенок кипятильных и экран­ных труб необходимо обеспечить непрерывное покрытие их водяной пленкой и отсутствие отложения солей на внутренней поверхности труб. Выполнение этих требований возможно при условии нормального подвода воды ко всем подъемным элементам циркуляционного контура, чем одновременно будет обеспечиваться и надежная циркуляция.

Известны следующие случаи нарушения циркуляции:

1) застой циркуляции (образование паровых пробок);

2) опрокидывание циркуляции;

3) расслоение пароводяной смеси;

4) кавитация и кипение в опускных трубах.

Под кавитацией в данном случае понимается явление парообразования в опускных трубах вследствие падения давления во входном сечении трубы.

Застой и опрокидывание циркуляции появляются при неравномерном обогреве газами труб котла. Если подъемный пучок труб котла имеет нерав­номерный обогрев, то это приводит к неравномерным тепловым нагрузкам и различным значениям движущихся напоров в отдельных трубах.

При опрокидывании циркуляции происходит изменение направления движения воды в подъемных трубах. Примером может служить многорядная секция водотрубного котла. Отвод в барабан из секции пароводяной смеси за­торможен, так как осуществляется по одной трубке. Нижние трубы имеют большую тепловую нагрузку, чем верхние. При застое и опрокидывании цир­куляции в верхних трубках будут образовываться пузыри пара, движение ко­торых направлено вверх, в то время как жидкость стремится вниз. Скорость движения паровых пузырей относительно стенки трубы может оказаться рав­ной нулю, что приведет к перегреву стенки трубы и к аварии (при температуре металла > 600 °С). При температуре менее 600 °С это приведет к быстрой кор­розии металла с внутренней стороны стенки трубы.

Способы обеспечения надежности:

Уменьшить неравномерность обогрева пучка путем улучшения омывания газами;

Уменьшить число рядов труб в секции, что создаст равномерный обог­рев;

Увеличить сечение подводящих и отводящих паровых труб котла; поднять барабан.

Расслоение пароводяной смеси может происходить в горизонтальных либо слабо наклонных трубах.

При расслоении пароводяной смеси пузыри пара скапливаются у верх­ней части стенок труб. Это приводит к ухудшению охлаждения верхней части трубы со всеми вытекающими последствиями.

Это явление, впервые замеченное в прямоточных котлах, было подробно изучено чл.-корр. АН СССР, проф. Стыриковичем. Исследование показало, что в трубах с углом наклона больше 15° расслоения не наблюдается и что вероят­ность расслоения увеличивается с увеличением диаметра труб. Наиболее веро­ятно расслоение и в смеси при угле наклона меньше 7°.

При вертикальном или круто наклонном расположении труб и большом процентном содержании пара последний может собираться в большие пузыри, которые движутся по центру трубы. Слияние пузырей может привести к так

называемому керновому движению пара. При этом стенки трубы омываются все утончающейся пленкой воды. Охлаждение трубы будет обеспечено даже при наличии очень тонкой пленки воды.

Кавитация и кипение в опускных трубах недопустимо, так как оба эти явления уменьшают движущий напор циркуляции.

Таким образом, для безаварийной работы котла на всех его режимах не­обходимо обеспечить отсутствие рассмотренных четырех явлений и, следова­тельно, осуществить непрерывное движение воды и пароводяной смеси в тру­бах, что является основой безаварийной работы.