Система инертных газов на танкере и разработка скруббера

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ УКРАЇНИ
УКРАЇНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ
МОРСЬКИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Кафедра________________________
________________________
“Допущений до захисту”
Завідуючий кафедрою Завідуючий кафедрою
______________________ _____________________________
______________________ _____________________________
_______________ __________________19 р.
ДИПЛОМНИЙ ПРОЕКТ
Тема проекту_________________________________________
_________________________________________
_________________________________________
_________________________________________
Розрахунково - пояснювальна записка
Керівник проекту________________
Студент группи ________________
МИНОБРАЗОВАНИЕ УКРАИНЫ
УКРАИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МОРСКОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра экологии
УТВЕРЖДАЮ
Зав.кафедрой, д.т.н., профессор
__________________С. С. РЫЖКОВ
ЗАДАНИЕ
НА ВЫПОЛНЕНИЕ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ
“Судовые энергетические установки”
(специализация “Природоохранные комплексы”)
Тема: ___________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
Исполнитель:_______________________________________________________
ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СУДНА.
Назначение судна. Главные размерения и элементы судна, тип корпуса. Общее размещение грузовых, машинно-котельного и служебных помещений. Краткое описание общесудовых устройств и систем.
Расчет ходкости судна.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГЛАВНОЙ ПРОПУЛЬСИВНОЙ УСТАНОВКИ.
1. Выбор типа ЭУ и главного двигателя.
2. Определение основных элементов валопровода и передачи.
3. Проектирование вспомогательной установки.
1. Судовая электростанция.
2. Вспомогательная котельная установка (ВК и УК)
4. Проектирование систем СЭУ.
1. Разработка принципиальных схем систем, обслуживающих СЭУ.
2. Определение запасов рабочих сред.
3. Расчет систем
___________________________________________________
___________________________________________________
5. Размещение оборудования ЭУ в МО.
6. ____________________________________________________
____________________________________________________
2. РАЗРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ ИЛИ ЭЛЕМЕНТА ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕГО
ЭКОЛОГИЧЕСКУЮ ЧИСТОТУ СЭУ.
1. Обоснование актуальности выполняемой разработки.
2. Анализ специальной литературы, патентный поиск.
3. Расчет элементов системы инертных газов.
4. Составить схему СИГ.
5. Выполнить чертеж общего вида скруббера для СИГ.
6. Выводы и предложения по результатам разработки.
3. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ МОНТАЖА (ИЗГОТОВЛЕНИЯ, СБОРКИ ИЛИ
ИСПЫТАНИЯ) ЭЛЕМЕНТА СЭУ.
1. Разработка технологического процесса монтажа скруббера СИГ.
2. Выбор и обоснование принятых средств технологического оснащения.
3. Составление общей технологической карты.
4. Графическая часть
_____________________________________________________
_____________________________________________________
4. ОХРАНА ТРУДА.
1. Анализ опасностей и вредностей в машинном отсеке.
2.
__________________________________________________________________
________________________________________
3. _____________________________________________________
_____________________________________________________
5. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
1. Меры по предотвращению загрязнения окружающей среды с судна.
2.
__________________________________________________________________
________________________________________
6. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТНЫХ РЕШЕНИЙ.
1. Выбор базы сравнения и её технико-экономические характеристики.
2. Обоснование и разработка критерия сравнительной экономической эффективности.
3. Определение технико-экономических показателей сравниваемых вариантов.
4. Расчет критерия и определение эффективности проектных решений.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
УКЗАТЕЛЬ ЛИТЕРАТУРЫ
ОБЪЁМ ПРОЕКТА И ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ
Расчетно-пояснительная записка должна содержать до 150 страниц рукописного текста: введение – до 2 стр., часть 1 – до 10 стр., часть
2 – до 36 стр., часть 3 – до 36 стр., часть 4 – до 7 стр., часть 5 – до 7 стр., часть 6 – до 4 стр., часть 7 – до 10 стр., заключение и литература – до 3 стр.
Записка должна содержать элементы анализа и исследования, расчеты, графики, эскизы.
Графическая часть: 9-11 листов чертежей формата 24(А-1).
Оформление дипломного проекта производится в соответствии с требованиями ЕСКД.
КОНСУЛЬТАНТЫ:
По СЭУ
_________________________
По расчету ходкости _________________________
По технологической части _________________________
По охране труда и
Окружающей среды
______________________
По экономической части _____________________
Руководитель проекта
______________________
Задание принял к исполнению студент
___________________________
Задание выдано
«____»______________________19 г.
Дата предоставления проекта на кафедру «_____»__________________19 г.
ВВЕДЕНИЕ.
Танкеры относятся к числу наиболее распространенных судов морского транспортного флота. Особенно в последнее время, когда перевозки нефти и нефтепродуктов морским путем является наиболее выгодной и удобной. В настоящее время одним из путей развития мирового судостроения является создание средних танкеров, оборудованных дизельной энергетической установкой. Это обуславливается хорошими показателями дизельных двигателей по сравнению с другими типами энергетических установок. К таким показателям относятся: более экономичный расход топлива, удобство при обслуживании, ремонте, применение дешевых сортов топлива. К числу таких судов относится танкер, который предложен для проектирования.
Вместе с тем, строительство танкеров выдвигает ряд проблем, в том числе задача сохранения груза и снижение стоимости его транспортировки. В связи с этим в данном проекте разрабатывается система инертных газов, которая служит для предохранения нефтепродуктов от взрывов и самовозгорания.
В настоящее время система инертных газов получила международное признание как эффективное средство обеспечения безопасной эксплуатации танкеров.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СУДНА.
1. Назначение судна.
Судно предназначается для перевозки нефти, нефтепродуктов одновременно до восьми сортов. Диапазон изменения плотности перевозимого груза – 0,7…1,0 т/м3.
Район плавания – неограниченный.
Тип судна.
Одновинтовое, однопалубное с кормовым расположением машинно-котельного отделения и жилой рубки, с 7 грузовыми и 2 отстойно-грузовыми гладко стенными танками, двойным дном, двойными бортами без продольной переборки в диаметральной плоскости в районе грузовых танков, с безбульбовой носовой оконечностью, транцевой кормой.
Класс судна: судно строится на класс РЕГИСТРА КМ Л3 2 А1 нефтеналивное - продуктовоз.
2. Главные размерения и элементы судна.
Главные размерения:
Длина наибольшая 182,90 м.
Длина между перпендикулярами 178,48 м
Ширина наибольшая 32,20 м
Высота борта 18,60 м
Осадка проектная 11,22 м
Осадка по летнюю грузовую марку 12,27 м
Посадка и дедвейт.
Во всех эксплуатационных случаях загрузки судно не будет иметь дифферента на нос. Дедвейт судна в морской воде плотностью 1,025 т/м3 при осадке около 12,27 м составляет 39300 тонн + 1% с грузом удельной массой около 0,7 т/м3, при осадке около 12,27 м – 44990 тонн + 1%, с грузом удельной массой около 0,8 тонн.
Дальность плавания.
Дальность плавания 15000 миль. Имеется возможность увеличения дальности плавания до 18500 миль за счет снижения грузоподъёмности.
Автономность плавания.
Автономность плавания с запасом пресной воды 30 суток, сухой провизии 60 суток, по остальной провизии 40 суток.
Вместимость грузовых танков (м3).
Танк №1 6180
Танк №2 7640
Танк №3 7610
Танк №4 7610
Танк №5 7610
Танк №6 7610
Танк №7 7540
Отстойно - грузовые танки
Танк №1 1100
Танк №2 1100
Итого: 54000
Вместимость балластных отсеков.
Общая вместимость цистерн балласта – 22600 м3.
Вместимость цистерн основных судовых запасов (м3):
Высоковязкое топливо 2400
Дизельное топливо 225
Смазочное масло 92
Котельная вода 34
Пресная вода 230
3. Тип корпуса.
Конструкция, материалы и прочность корпуса соответствуют назначению и заданным условиям плавания и эксплуатации судна. Корпус судна сварной, соединение палубного стрингера с ширстреком выполняется угловым.
Корпус судна проектируется в соответствии с «ПРАВИЛАМИ КЛАССИФИКАЦИИ ПОСТРОЙКИ МОРСКИХ СУДОВ» МОРСКОГО РЕГИСТРА 1990г. на знак ледовых подкреплений Л3.
Материалы.
В качестве материала для основных связей корпуса принимается низколегированная судостроительная сталь категорий Ф32, Д32, Е32, с пределом текучести 315 МПа (32 кгс/мм2), для полособульба 30810 – категории А40 с пределом текучести 395 МПа (40 кгс/мм2).
Для рубок, выгородок в прочном корпусе, мелких фундаментов и креплений принимается углеродистая сталь категорий А и В, имеющая предел текучести 235 МПа (24 кгс/мм2).
Основной корпус.
Корпус судна в средней части выполняется по смешанной системе набора: двойное дно со скуловыми цистернами, двойные борта, верхняя палуба с подпалубными цистернами по продольной системе набора, нижняя палуба, платформы, двойное дно, борта машинного отделения и оконечности судна – по поперечной системе набора.
Шпация между поперечным набором:
Корма – 18 шп. 600 мм
18шп. – 44 шп. 900 мм
44 шп. – нос 980 мм
Шпация между продольным набором составляет 700 и 760 мм.
Грузовые танки гладкостенные и максимально приспособлены к механизированной мойке. Набор верхней палубы повернут наружу, поперечные переборки гофрированные.
Рубки, мостики.
Рубки и мостики выполняют по комбинированной системе набора.
Шпация набора рубки 600мм.
Открытые места на крыльях ходового мостика защищены ветроотбойными конструкциями. Конструкции в районе магнитного компаса выполняются из маломагнитной стали.
Защита корпуса от коррозии и окраска.
Защита корпуса от коррозии и обрастания осуществляется применением современных, стойких к морской воде и нефтепродуктам красок.
Цистерны пресной воды выполняются из стали с последующей окраской.
4. Мореходные качества судна.
Скорость судна.
Скорость судна на ходовых испытаниях при осадке 11,22 м и мощности главного двигателя 9360 кВт (12370 л.с.) на глубокой воде, при чистом корпусе, состоянии моря не более 2 баллов, скорость ветра не более 3 баллов (5,2 м/с) составит 14,2 ± 0,2 узла.
Расчетная скорость в условиях испытаний при осадке 11,22 м и спецификационной максимальной длительной мощности 10400 кВт (14140 л.с.) составит 14,6 ± 0,2 узла.
Остойчивость судна.
Остойчивость судна при всех эксплуатационных случаях загрузки удовлетворяет действующим нормам Регистра для судов неограниченного района плавания.
Непотопляемость.
Непотопляемость при затоплении двух смежных отсеков согласно Правилам Регистра обеспечивается при загрузке всеми видами спецификационных грузов по осадку 12,27 м.
Период качки.
Период качки судна во всех эксплуатационных случаях загрузки обеспечивается в пределах 12 – 17 секунд.
Для умерения бортовой качки предусматриваются скуловые кили общей площадью около 125 м2.
5. Общее расположение грузовых, машинно-котельного отделения и служебных помещений.
Общее положение помещений по всему судну выполняется в соответствии с чертежом общего расположение. Блок жилых, служебных вспомогательных помещений и блок машинных помещений конструктивно разделены с целью снижения уровня шума. Навигационная рубка от жилых помещений отделена коффердамом.
Всё топливо размещается в бункерах машинного отделения и в цистернах, примыкающих к машинному отделению со стороны грузовых танков.
Предусматриваются жилые помещения для 26 человек экипажа, 1 лоцмана и 4 запасные каюты.
6. Краткое описание общесудовых устройств.
Якорное устройство.
Судно снабжается двумя становыми и одним запасным якорями типа Холла массой 10000 кг каждый.
Становые якоря убираются в клюзы с наделкой.
Якорные цепи для становых якорей – электросварные с распоркой особой прочности из стали категории 3, калибром 81мм, длиной 350 м правого борта и 325 м левого борта. Цепи хранятся в специальных ящиках, обеспечивающих самоукладку цепей. Проводка якорной цепи из клюза на лебёдку осуществляется через ролик.
Для стоянки судна на якорях предусматриваются стопора якорных цепей.
Швартовное и буксирное устройство.
Швартовное и буксирное устройства снабжаются следующими канатами:
- швартовные канаты: 16 шт.; D=225…250 мм (окружность), L каждого
200м; материал синтетический; разрывное усилие 540 кН (55тс);
- буксирный трос: 1 шт.; D=65 мм; L=280 м; материал – сталь; разрывное усилие 1660 кН (169тс).
Швартовные канаты хранятся:
- 2 шт. на барабанах якорно-швартовных лебёдок;
- 6 шт. на барабанах швартовных лебёдок;
- 7 шт. на вьюшках приводных с тормозами;
- 1 шт. на деревянных решетках.
Буксирный трос хранится в носовой тросовой кладовой на вьюшке с ручным приводом.
Шлюпочное устройство и спасательные средства.
На судне устанавливаются:
- две моторные танкерные спасательные шлюпки вместимостью 36 человек;
- одна рабочая моторная пластмассовая шлюпка грузоподъемностью 1300 кг;
- надувные спасательные плоты вместимостью 10 человек – 8 шт., вместимостью 6 человек – 1 шт.
Рулевое устройство.
Рулевое устройство состоит из:
- полубалансирного обтекаемого руля площадью около 41 м2;
- прямого баллера, соединение с пером руля – конусное на шпонке;
- штыря;
- 2 опорных и 1 опорно-упорного подшипников.
Прокладка руля осуществляется электрогидравлической, четырехцилиндровой плунжерной рулевой машиной с номинальным крутящим моментом 1000 кНм. Рулевая машина обеспечит прокладку руля при полном переднем ходе и при работе одного насосного агрегата с 35( одного борта на 30( другого борта в течение 28 секунд.
Грузовое устройство.
Для погрузки провизии, спуска и подъема рабочей шлюпки, а также обслуживания машинно-котельного отделения через люк на нижнем мостике по правому борту, устанавливается грузовой кран с номинальной грузоподъемностью 3,2/5т с максимальным вылетом 14/9м и минимальным 2м. Вылет стрелы крана за борт судна (только на правый борт) составляет около 4,5м.
Для погрузки и поддержания шлангов во время подсоединения устанавливается гидравлический кран грузоподъемностью 10т с максимальным вылетом стрелы 21м.
Для подачи грузов из провизионных камер в камбуз предусматривается грузовой камбузный лифт грузоподъемностью 100 кг.
Для обслуживания машинно-котельного отделения и сообщения его с вышележащими помещениями предусматривается пассажирский лифт г/п 250кг.
Подруливающее устройство.
Для улучшения управляемости на малых ходах и при швартовке в качестве средства активного управления на судне устанавливается подруливающее устройство, которое располагается в носовой части судна в районе 187 шп.
Подруливающее устройство с гидроприводом мощностью 1200 кВт включает гребной винт фиксированного шага в поперечной трубе.
Управление двигателем подруливающего устройства – дистанционное из навигационной и крыльев мостика.
7. Краткое описание судовых систем.
Система бытового водоснабжения.
На судне предусматривается единая система бытовой пресной воды, обеспечивающая все бытовые потребители пресной воды питьевого качества.
Обеззараживание воды производится в установках ультрафиолетового облучения, в состав которых входят лампы и фильтры – освежители. Общая пропускная способность установок около 30 м3/час.
Система сточная и шпигатная.
Сточные воды от унитазов санузлов надстройки и оборудования медблока отводится за борт через установку для очистки и обеззараживания сточных вод или цистерну сбора сточных вод емкостью 14,5 м3.
Хозяйственно-бытовые воды отводятся за борт или через установку для очистки сточных вод. Предусмотрена возможность сбора этих вод в специальную цистерну емкостью 29м3.
Удаление воды с открытых частей предусматривается через систему шпигатов за борт.
Системы отопления и хозяйственного пароснабжения.
Паровое отопление предусматривается в хозяйственных , санитарно – бытовых и других помещениях, требующих отопления и не обслуживаемых системой кондиционирования воздуха или электроотоплением. Система выполняется однопроводной.
Хозяйственный паропровод предусматривается для снабжения паром водонагревателей, потребителей камбузного и прачечного блоков, воздухонагревателей общесудовой и машинной вентиляции. Система выполняется двухпроводной.
Система общесудовой вентиляции.
Система обслуживает все помещения, которые не обслуживаются системой кондиционирования воздуха.
В зависимости от назначения помещение обслуживается естественной или искусственной вентиляцией.
Предусмотрено дистанционное отключение из навигационной рубки вентиляторов искусственной вентиляции при пожаре.
Система кондиционирования воздуха.
Жилые, общественные и ряд служебных помещений оборудуются одноканальной среднескоростной системой круглогодичного кондиционирования воздуха с центральными кондиционерами.
Во всех помещениях, обслуживаемых системой, обеспечивается температура воздуха зимой на ниже +22 є С и относительная влажность около 5% при температуре наружного воздуха – 25 єС и относительной влажности 85%, летом при температуре наружного воздуха +34єС и относительной влажности 70%, в обслуживаемых помещениях поддерживается температура на выше +27є С и относительная влажность воздуха около 50 %.
Холодильная установка кондиционирования воздуха обслуживается одним винтовым компрессорно-кондиционерным агрегатом на хладоне 22.
Система грузовая.
Грузовая система предусматривает возможность приема до восьми сортов груза одновременно.
При этом обеспечивается:
- закрытый прием при помощи береговых средств каждого сорта груза с интенсивностью до 200м3/час через каждый трубопровод грузового коллектора;
- суммарная интенсивность приема груза около 7500м3/час;
- суммарная интенсивность выгрузки около 3900м3/час при напоре на грузовом коллекторе около 0,8 МПа, чем обеспечивается выгрузка судна за 15-16 часов;
Грузовая система обслуживается семью погружными насосами производительностью до 975м3/час каждый, установленными в каждом грузовом танке и двумя погружными насосами производительностью до 300м3/час каждый, установленными в отстойно - грузовых танках.
Система мойки танков.
Система обеспечивает мойку танков:
- горячей водой с температурой 80є С;
- растворами химических препаратов.
Система отстоя моечной воды двухкаскадная с двумя отстойно-грузовыми танками.
Мойка грузовых танков сырой нефтью осуществляется при выгрузке путем подачи её в моечную магистраль от грузового коллектора по специальному трубопроводу.
Система подогрева груза.
Система подогрева груза выполняется автономной для каждого танка. Прокачка груза через паровые подогреватели, работающие на насыщенном паре давлением 0,7 МПа, обеспечивается погружными грузовыми насосами. Подогреватели устанавливаются на верхней палубе.
Система обеспечивает подогрев груза от 50 оС до 75 оС за 5 суток перед выгрузкой при температуре забортной воды +5 оС и наружного воздуха +2 оС в условиях качки.
Система инертных газов
Система инертных газов обеспечивает создание и поддержание в грузовых и отстойно-грузовых танках атмосферы с содержанием кислорода не выше 8 % по объёму и избыточного давления от 125 до 800 мм вод. ст.
Производительность системы около 5000 м3/ч
Содержание кислорода в ИГ не более 5 %
Степень очистки более 1 мк
Относительная влажность 100 %
Содержание SO2 в ИГ не более 50 частей на млн.
Температура газа на входе в танк не более 65 оС
Газоотводная система.
Для отвода газов из грузовых и отстойно-грузовых танков предусмотрена газоотводная система, автономная для каждого танка.
Из каждого танка выведена газоотводная система, на высоту более двух метров от ВП.
Каждая труба оборудована предохранительным и вакуумными клапанами в составе высокоскоростных газо-выпускных устройств, обеспечивающих выброс газов из танков.
Противопожарные системы.
а) Системы водяного пожаротушения.
Система обслуживается двумя насосами:
- один насос производительностью 160 м3/ч при напоре 1,0 МПа расположен в помещении пожарного насоса;
- два насоса производительностью 160 м3/ч каждый при напоре 1,0 МПа расположены в МКО.
Пожарные лотки располагаются из расчёта подачи не менее двух струй воды к любому возможному очагу пожара на суше. б) Система углекислотного тушения.
Система углекислотного тушения высокого давления предусматривается для тушения пожаров в машино – котельном отделении. Запас углекислоты хранится в баллонах.
Предусматривается предупредительная сигнализация о предстоящем пуске углекислоты в МКО. в) Система пенотушения.
Система пенотушения предусматривается для тушения пожаров в грузовых танках и на открытых частях ВП в районе танков.
Для тушения местных очагов пожара в МКО предусматривается стационарные воздушно – пенные аппараты.
Система осушительная и балластная.
а) Осушительная система предназначена для осушения МКО, выгородки лага и эхолота и балластировки ахтерпика.
Комплектуются двумя самовсасывающими центробежными насосами производительностью 160 м3/ч и одним поршневым насосом производительностью 25 м3/ч, расположенными в МКО. б) Балластная система обслуживается двумя погружными гидроприводными насосами производительностью около 900 м3/ч.
Балласт только изолированный.