книги из ГПНТБ / Хордас, Г. С. Техническое кондиционирование воздуха и инертных газов на судах

При таком понижении уровня воды в испарителе возникало нарушение нормальной работы бустерного насоса, которое опреде­ ляли по колебаниям давления нагнетания за насосом хладоносителя.

Работа насоса восстанавливалась как только уровень воды в испарителе повышался до нормального (в течение 3—5 мин), после чего величину hr можно было уменьшить до 500 мм.

Таким образом, секционное регулирование производительности машины оказывает неблагоприятное воздействие на гидродинами­ ческую устойчивость ее работы. Кроме того, было установлено, что при отключении секции уровень воды в вертикальном стояке понижался на 360 мм. Однако наблюдался некоторый уровень воды

ив неработающей секции испарителя (на 70—80 мм ниже уровня

вработающих секциях). Это позволяет предположить, что через неработающую секцию продолжало поступать некоторое количество воды, образуя в отливном патрубке воронку (рис. 87).

Как следует из вышесказанного, в процессе проектирования должны быть тщательно проработаны вопросы расположения бустер­

приеме воды в испаритель, чтобы исключить поступление воды в не­ работающие секции испарителя (см. гл. V).

Представляется целесообразным вообще отказаться от разделе­ ния испарителей на секции и перейти к регулированию произ­ водительности путем отключения одного продольного ряда эжек­ торов.

Несмотря на отмеченные особенности работы пароводяных эжек­ торных холодильных машин, использование их на паротурбинных судах для целей технического кондиционирования воздуха и инерт­ ных газов можно считать достаточно перспективным.

§ 14. ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ

Как отмечалось в § 11, подогрев воздуха можно осуществлять горячими парами хладагента. В этом случае предусматривается система с непосредственным испарением хладагента в охладителе, где осуществляется осушение и охлаждение воздуха, подогревае­ мого затем в воздушном конденсаторе холодильной машины. Обору­ дование для такой системы описано в гл. II и § 12 настоящей главы.

Комплекс оборудования для технического кондиционирования воздуха и инертных газов является потребителем греющего и рабо­ чего водяного пара. Греющий пар используется для подогрева и увлажнения воздуха в центральных и местных кондиционерах, для подогрева воздуха, инертных газов и растворов в целях десорб­ ции. Рабочий пар необходим для совершения работы эжекции в паро­ водяных эжекторных холодильных машинах. И в том и в другом

175

случае отбор пара на нужды технического кондиционирования можно производить от главных котлов паротурбинных судов, вспомогательных котлов судов различных классов и типов, утили­ зационных котлов дизельных судов, а также от судна-отопителя или от береговых отопительных установок.

Рис. 88. Структурная схема пароснабжения.

I — подача пара к группам отопительных приборов и возврат от них от­ работавшего пара; II — подача пара к группам хозяйственно-бытовых приборов и центральным кондиционерам высоконапорной системы ком­ фортного кондиционирования воздуха и возврат от них отработавшего пара (или конденсата); III — подача пара к подогревателям воздуха, инертных газов, раствора хлористого лития для регенерации твердого и жидкого сорбентов и возврат от них конденсата; IV — подача пара к местным и цен­

тральным кондиционерам системы технического кондиционирования воз­ духа и возврат от них конденсата; V — подача пара к пароводяным эжек­ торным холодильным машинам и возврат от них конденсата.

При этом схема пароснабжения (рис. 8 8 ) систем технического кондиционирования воздуха и инертных газов тесно переплетается с общесудовой системой подачи пара в центральные кондиционеры высоконапорной системы, на паровое отопление служебных и сани­ тарно-бытовых помещений и хозяйственные нужды.

От вспомогательного котла через невозвратно-запорный клапан 6 насыщенный или слабоперегретый пар поступает в коллектор 4 раздачи пара потребителям, работающим как на ходовом, так и на стояночном режимах. При наличии на судне также и утилизацион­ ного котла, работающего на отходящих газах дизелей, подача пара

1 7 6

от этих котлов в коллектор 4 производится через невозвратно-запор­ ный клапан 5.

У паротурбинных судов на ходовом режиме пар от вспомога­ тельных стопорных клапанов главных котлов через невозвратнозапорный клапан 2 поступает в коллектор 3 раздачи пара вспомога­ тельным механизмам и оборудованию, работающему только на ходу судна, и в коллектор 4. От коллектора 4 через один из клапанов пар подается к редукционным клапанам И системы парового отопления и хозяйственного пароснабжения.

Для отопления помещения пар редуцируется до давления, рав­

ший пар после грелок отводится к групповым конденсатоотводчикам 12.

Для нужд хозяйственного пароснабжения пар редуцируется до давления, равного не более 0,5 МПа (5 кгс/см2), и поступает в кол­ лектор 8. Если установленные на судне вспомогательный или ути­ лизационный котлы вырабатывают пар этого же давления, то редук­ ционный клапан в коллекторе 8 не предусматривается. Подача пара от судна-отопителя или от береговых отопительных установок производится через палубную втулку 1 и клапан 10. При низком давлении пара (принимается от отопителя или с берега) он может непосредственно подаваться на отопление через клапан 14 и на хо­ зяйственные нужды — через клапан 9.

На коллекторах 8 я 13 устанавливают предохранительные кла­ паны 7, отрегулированные на соответствующее давление.

При установке на судне местных или центральных кондицио­ неров с паровыми подогревателями (типа КТ и др.) пар для подо­ грева и увлажнения воздуха отбирается в наиболее удобном месте от проходящих поблизости хозяйственных паропроводов. Обычно конденсатоотводчики устанавливают непосредственно у централь­ ных кондиционеров, и конденсат от них стекает в общий трубопро­ вод, куда сливается и конденсат от групп хозяйственно-бытовых приборов.

Таким же образом осуществляется подача пара к подогревате­ лям воздуха и инертных газов и подогревателям раствора хлори­ стого лития для регенерации твердого и жидкого сорбента.

Далее конденсат отводится в цистерны грязного конденсата и уравнительные цистерны для возврата в цикл котельной уста­ новки.

При герметичной схеме хладоснабжения с пароводяными эжек­ торными холодильными машинами пар к этим машинам подводится непосредственно от коллектора 4 насыщенного или слабоперегре­ того вспомогательного пара.

Редуктор для снижения давления, если это необходимо, устанав­ ливают обычно в помещении холодильной машины. Конденсат с по­ мощью конденсатного насоса отводится в цистерны грязного конден­ сата и уравнительные цистерны.

ГЛАВА V

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ ТЕХНИЧЕСКОГО КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА И ИНЕРТНЫХ ГАЗОВ

§15. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ТИПА СИСТЕМЫ И СОСТАВА ОБОРУДОВАНИЯ

Как отмечалось в предыдущих главах, тип системы технического кондиционирования воздуха и инертных газов во многом обуслов­ ливается типом и назначением судна и оборудованием для обработки воздуха и инертных газов. В свою очередь, тип оборудования зави­ сит от требуемой глубины обработки.

Выбор того или иного типа оборудования для систем техниче­ ского кондиционирования воздуха и систем инертных газов носит субъективный характер. При постройке судов за рубежом фирмы во многом руководствуются конъюнктурными соображениями. На эксплуатируемых в морском флоте сухогрузных судах отечественной и зарубежной постройки применены различные типы воздухоосуши­ тельных установок:

— ВОУ-2000 — на шести судах отечественной постройки типа «Бежица» дедвейтом 12 730 т и на теплоходе отечественной постройки

типа «Красноград» (12 200 т), на трех судах японской постройки типа «Омск» (14 191 т) и на теплоходе отечественной постройки «Ленинский комсомол» (16 000 т);

—типа «Драйхолд» фирмы Термотанк — на двух судах датской постройки типа «Тикси» (12 050 т);

—фирмы Мунтерс Трокнер — на шести судах датской по­ стройки типа «Белорецк» (14 150 т) и польской постройки типа

«Муром» (12 481 т).

Применение на зарубежных судах систем инертных газов раз­ личных типов показано в табл. 28 и 29.

Вследствие большого расхода энергии системами технического кондиционирования воздуха и инертных газов, а также значительных масс и габаритов аппаратов, механизмов и трубопроводов этих систем советские и зарубежные специалисты делали попытки обос­ новать и выбрать в качестве оптимального тот или иной тип обору­ дования, а следовательно, и тип системы. Сравнительный анализ некоторых типов судового оборудования для осушения воздуха выполнен В. А. Загоруйко (табл. 30) [231, а судового оборудования для получения и обработки инертных газов — В. А. Артеменко (см. табл. 20). Общий недостаток этих работ — при анализе не учтены технико-экономические показатели данного судна, для которого предназначены системы.

178

Таблица 28

Основные характеристики систем инертных газов типа А, выпускаемых ведущими западноевропейскими фирмами (к началу 1973 г.), и количество судов, оборудованных этими системами

Как неоднократно подчеркивалось нами [37, 60, 61, 63, 6 8 ], любая судовая система не может рассматриваться только как соче­ тание оборудования, трубопроводов и арматуры. При согласованном проектировании судового оборудования, устройств и систем с целью определения оптимальных характеристик судна в целом следует учитывать весь комплекс средств, обеспечивающих выполнение работы.

При выборе высоконапорной системы комфортного кондициони­ рования воздуха в качестве количественных критериев для оценки

комплекса принимались масса комплекса }^СК0Ми его объем Уком. Принимая во внимание относительно высокую стоимость изготовле­ ния и эксплуатации систем технического кондиционирования воз­ духа и особенно систем инертных газов, оценку вариантов систем в данном случае целесообразно производить по стоимостному пока­ зателю, что позволит судить об экономичности принимаемых решений.

Таким показателем являются приведенные годовые затраты [7].

Таблица 29

Основные характеристики систем с автономной генерацией газов, выпускаемых ведущими западноевропейскими фирмами

(к началу 1973 г.), и количество судов, оборудованных этими системами

Как указывают Ю. В. Захаров и др. [25], при выполнении ва­ риантных расчетов применительно к конкретному судну с заданными размерениями все составляющие эксплуатационных затрат и капи­ таловложений, кроме их значений для системы технического конди­ ционирования и связанных с ней показателей, можно принимать постоянными. Тогда изменяющаяся составляющая П приведенных затрат с учетом изменения грузоподъемности судна при заданных размерениях будет равна

где бн — нормативный коэффициент эффективности, принимаемый равным 0,12—0,15 1/год;

К— строительная стоимость рассматриваемого варианта, руб/год;

Сэк — годовые эксплуатационные затраты, руб/год; Сгр — стоимостное выражение потерянной грузопровозности,

руб/год.

Задача сводится к раскрытию составляющей П каждого из рас­ сматриваемых вариантов системы.

Выполняя расчеты для системы технического кондиционирова­ ния воздуха, необходимо рассматривать весь комплекс средств,

собственно системы — оборудование для тепловлажностной и энер­ гетической обработки воздуха, а также оборудование для снабжения системы электроэнергией и паром (обеспечивающее оборудование); запас топлива и др.

180

1 При определении расхода топлива принято: теплотворная способность топлива 40 700 кД ж /кг (9700 ккал /кг), расход топлива на по­ лучение 1 кВт»ч электроэнергии в судовых условиях 0,415 кг/(кВ т*ч ).

Таким образом, строительная стоимость К в зависимости от схемы рассматриваемого варианта системы технического кондицио­ нирования воздуха складывается из стоимости оборудования системы; стоимости обеспечивающего оборудования (или его доли), снабжаю­ щего систему электроэнергией и греющим паром; затрат на тран­ спортировку оборудования от поставщиков; затрат завода — строи­ теля судна на изготовление трубопроводов, монтаж оборудования

и др. Тогда

Подсчет годовых эксплуатационных затрат Сэк необходимо вести с учетом расходов на электроэнергию, пар, содержание обслужи­ вающего персонала, амортизационные отчисления, материалы и

182

шение грузоподъемности массы элементов системы, в том числе трубопроводов, массы обеспечивающего оборудования и запаса топлива, необходимого для работы системы:

вообще о целесообразности применения систем технического конди­ ционирования воздуха, о возможностях использования в тех или иных случаях обычной вентиляции трюмов и твиндеков, о необхо­ димости перехода к рефрижераторным системам с изолированием ограждающих поверхностей грузовых помещений. Методы опреде­ ления оптимальных толщин изоляции по минимальным массогабарит­ ным характеристикам комплекса системы рассматривались в наших работах [37, 60, 63]. Для определения области целесообразного применения систем технического кондиционирования воздуха по

183

стоимостным показателям можно пользоваться данными, получен­ ными фирмой Свенска Флектфабрикен (рис. 89). Фирма считает, что в пределах разности температур Тг—Т„, равных (—12) — (-[- 2) К, экономически выгодно применять систему технического кондициони­ рования воздуха без изоляции ограждений или с легкой изоляцией под палубами. Так как изоляция является одним из видов покрытий, при анализе в формулу (8) можно включить затраты на выполнение

ность при внедрении системы инертных газов достигается за счет сокращения затрат на выполнение защитных покрытий корпусных конструкций, снижения затрат на проведение ремонтов корпуса в связи с уменьшением скорости корро­ зии, сокращения расходов по содержанию судна на стоянке при ускорении грузовых операций [84]. Поэтому соответствующие им показатели должны учитываться при определении составляющей П.

Таким образом, строительная стоимость К в зависимости от схемы рассматриваемого варианта складывается из стоимости обо­ рудования системы; стоимости обеспечивающего оборудования (или его доли), снабжающего систему электроэнергией и греющим паром; стоимости автономных приводов (дизелей, турбин) механизмов системы (нагнетателей, насосов и др.); затрат на транспортировку оборудования от поставщиков; затрат завода—строителя судна на изготовление трубопроводов, монтаж оборудования и др.; затрат завода—строителя судна на выполнение защитных покрытий корпус­ ных конструкций.

Тогда

184