Додатки

Додаток А

Розрахунок вентиляції суднових приміщень

У процесі експлуатації судна в повітря виробничих і житлових приміщень виділяються шкідливі гази й пари палива й масел, надлишкове тепло, волога й пил. Забруднене повітря становить серйозну небезпеку для здоров'я моряків і часто є також причиною пожеж і вибухів на судах.

Основними санітарно-технічними засобами поліпшення й оздоровлення повітряного середовища на судах і підприємствах морського транспорту є вентиляція й кондиціювання повітря.

Призначення суднової вентиляції – забезпечення заданих властивостей повітряного середовища в житлових і виробничих приміщеннях відповідно до вимог Санітарних правил.

За допомогою системи вентиляції регулюється повітрообмін у всіх приміщеннях, віддаляється з них забруднене й перегріте повітря й забезпечується приплив свіжого повітря.

Більше зробленими є системи кондиціювання повітря, завдяки яким разом з вентиляцією створюються комфортні умови повітряного середовища в житлових, суспільних і службових приміщеннях, забезпечується термовологісна обробка повітря й очищення від забруднень.

Система загальносуднової вентиляції містить у собі комплекс механізмів і вентиляційних пристроїв, розгалужену мережу повітреводів, запірні арматури, пускорегулюючу й контрольно-вимірювальну апаратуру.

Природна вентиляція може бути організованою й неорганізованою (нерегульованою). Нерегульована вентиляція здійснюється через нещільності суднових конструкцій.

При організованій, або канальної, природної циркуляції повітрообмін здійснюється через вертикальні прямоточні повітреводи, що кінчаються на відкритих суднових палубах поворотними ежекторними або дефлекторними голівками. Залежно від положення поворотного розтруба щодо напрямку повітряного потоку дефлектор може нагнітати повітря в приміщення, коли отвір розташований назустріч потоку, або видаляти забруднене повітря із приміщення, коли отвір розташований по напрямку потоку.

Для безканальної природної вентиляції на судах використовуються суднові люки, ілюмінатори, капи машинних відділень. Природна вентиляція виробничих приміщень на сучасних судах без сполучення зі штучної, як правило, не застосовується внаслідок її малої ефективності й більших габаритів. Природна вентиляція, незважаючи на простоту пристрою й малу вартість, збереглася лише на невеликих судах водотоннажністю до 500 т. Вентиляція машинних відділень за допомогою природного припливу повітря допускається тільки на судах потужністю енергетичної установки до 3 МВт. Іноді за допомогою природної вентиляції здійснюється повітрообмін у вантажних трюмах і допоміжних рідко відвідуваних людьми приміщеннях.

Знаходить застосування на судах змішана, або комбінована, вентиляція, що з'єднує в собі в різних варіантах елементи природної й штучної вентиляцій.

Вибір виду вентиляції залежить від типу й призначення судна, району його плавання, а також від потужності суднової енергетичної установки. Тип вентиляції й кратність повітрообміну залежать від призначення приміщень, що обслуговуються вентиляцією, і визначаються часом перебування в них людей, а також рівнем загазованості й надлишкових тепловиділень.

Системи вентиляції виконуються по автономному й груповому принципах. Для цього всі суднові приміщення розподіляються по групах. Загальносуднова вентиляція, наприклад, обслуговує більшу групу житлових, службових, побутових і медичних приміщень. Крім цього, є автономні системи для вентиляції машинно-котельних відділень, вантажних трюмів, приміщень холодильних машин, акумуляторних батарей.

Більшість великотоннажних сучасних суден обладнано високошвидкісними й високо напірними системами штучної приточно-витяжної вентиляції з потужними відцентровими й осьовими електровентиляторами. Природна вентиляція при цьому виконує допоміжні функції.

Мікрокліматичні умови в суднових приміщеннях нормуються Санітарними правилами [ ]. Методика визначення складових параметрів мікроклімату по заданому нормою значенню результуючої температури й методика оцінки мікрокліматичних умов по результуючих температурах викладені в Додатку 2 «Санітарних правил».

Вибір виду вентиляції залежить від типу й призначення судна, району його плавання, а також від потужності суднової енергетичної установки. Тип вентиляції й кратність повітрообміну залежать від призначення приміщень, що обслуговуються вентиляцією, і визначаються часом перебування в них людей, а також рівнем загазованості й надлишкових тепловиділень.

Кратність повітрообміну n показує, скільки разів переміняється повітря в приміщенні за одну годину і визначається за рівнянням:

n = L/V,

(А.1)

де L – обсяг подаваного в приміщення або видаленого з нього повітря, м³/год;

V – об’єм робочого приміщення.

Кількість приточного повітря, що надходить у машинне відділення в теплий період навігації, повинне визначатися з умов розчинення (видалення) надлишкової кількості теплоти, що виділяється працюючими механізмами, і повинне бути достатнім для забезпечення роботи двигунів і котлів при будь-яких умовах експлуатації судна, а також забезпечення необхідних умов роботи обслуговуючого персоналу.

Загальна кількість повітря, що повинна подаватися в машинні відділення для додержання санітарних норм, визначається за виразом:

(А.2)

де – сумарні надлишкові тепловиділення в повітря працюючими механізмами, кДж/год;

С_в= 1,01 – питома теплоємність повітря, кДж/(кг∙°С);

Δt – допустима різниця температур повітря в МВ й зовнішнього, згідно із санітарними нормами, ΔT_літо = 8 °С, ΔT_зима = 25 °С;

ρ_в– густина повітря при зовнішній температурі, кг/м³:

(А.3)

де ρ₀ = 1,293 – густина повітря при нормальних умовах, кг/м³;

t_н – температура зовнішнього повітря, ухвалюється залежно від району плавання судна за ГОСТ 24389-80, °С.

Надлишкові тепловиділення визначаються за виразами:

– для ДВЗ ;

(А.4)

– для котла ;

(А.5)

– для електродвигунів ,

(А.6)

де g_e – питома витрата палива ДВЗ, кг/(кВт∙год);

N_e – ефективна потужність дизеля, кВт;

В_к– годинна витрата палива на котел, кг/год;

N – сумарна потужність електродвигунів, встановлених у МВ, кВт;

К_т – коефіцієнт, що враховує кількість тепла, що виділяється дизелем чи котлом. При водо-водяній системі охолодження для ДВЗ К_т = 0,02. В залежності від моделей двигуна, необхідна кількість відведеного тепла може досягати до 3…5% від тепла, що підводиться паливом. Для котлів К_т = 0,04…0,05;

η= 0,85…0,87 – узагальнений ККД електродвигунів.

Сумарні надлишкові тепловиділення в повітря працюючими механізмами визначаються за виразом:

(А.7)

При комбінованій системі вентиляції все приточне повітря повинне подаватися штучно, а витяжне повітря відводитися природним шляхом.

Кількість витяжного повітря з МО підраховується як різниця приточного повітря й повітря, споживане працюючими головними двигунами (якщо двигуни забирають повітря з МВ):

(А.8)

Кількість повітря, споживаного двигунами:

(А.9)

де V_ц – робочий об’єм циліндрів двигуна, м³;

η_v = 0,7...1,0 – коефіцієнт наповнення циліндрів повітрям, менші значення якого ухвалюються для безнаддувних машин, а більші для машин з наддуванням;

n – частота обертання вала двигуна, хв^-1;

z – коефіцієнт тактності, що дорівнює: z = 0,5 – для чотиритактних двигунів; z = 1 – для двотактних двигунів.

Вентиляція насосних відділень повинна бути самостійної й обов'язково комбінованою або штучною. При комбінованій системі витяжка, тобто видалення повітря з насосного відділення, повинна бути штучною.

Кількість повітря, що подавати в насосне відділення, підраховується по кратності обміну:

(А.10)

де n =30…40 – кратність обміну.

Іноді необхідно зробити розрахунок повітрообміну в приміщеннях ремонтованих суден при виробництві в них зварювальних, газорізальних, очисних, ізолювальних, фарбувальних і опоряджувальних робіт. У цьому випадку подача повітря по вентиляційних установках для будь-якого суднового приміщення визначається за рівнянням:

L = l,3nPqL0,

(А.11)

де L – повітрообмін, м³/год;

1,3 – коефіцієнт, що враховує нерівномірність розподілу шкідливих виділень у повітряній зоні (при зварювальних роботах цей коефіцієнт можна прийняти рівним одиниці);

n – число людей, що одночасно виконують роботу в приміщенні;

Р – продуктивність праці робітника (при фарбуванні, ізоляції, облицюванні в м²/год, при зварюванні й газорізці в м/год);

q – питома витрата матеріалу (при фарбуванні, ізоляції, облицюванні в кг/м², при зварюванні в кг/м);

L₀ – питомий повітрообмін, віднесений при фарбуванні, ізоляції, облицюванні й зварюванні до 1 кг матеріалу в м³/кг; при газорізці до 1 м різу в м³/м.

Приклад розрахунку.

Вихідні дані:

– ефективна потужність дизеля, N_е∙= 4000 кВт;

–нижча теплота згоряння дизельного палива (ДП), В = 42500 кДж/кг;

– питома витрата палива, q_e = 0,185 кг/(кВт∙год);

• об’єм машинного відділення V= 6400 м³.

Кількість тепла, що потрапляє до машинного відділення судна від головного двигуна розрахуємо за виразом (А.4). Тоді:

Q_т = 0,03∙4000∙1∙16980∙0,185 =

= 850(2 954,52+ 569,16 + 36,869) = 376 956 кДж/год.

Підставляємо отримані значення в (1.2), проводимо розрахунок:

L_літо=Q_заг/(c∙γ∙ΔT) = 376 956 / (1,01∙1,3∙9) ≈ 31899 м³/ч.

L_зима=Q_заг/(c∙γ∙ΔT) = 376 956 / (1,01∙1,3∙45) ≈ 6380 м³/ч.

Згідно з (А.1) мінімально допустима кратність вентиляції машинного відділення становить:

– для літа n_літо= L_літо/V = 31899/6400 ≈ 5,0;

– для зими n_зима= L_зима/V = 6380/6400 ≈ 1,0.

На судні встановлено систему штучної приточно-витяжної вентиляції, що забезпечує кратність вентиляції не менше 6. Отримані значення кратності вентиляції машинного відділення не перевищують вказаного значення.

Додаток Б