Файл: Хордас, Г. С. Техническое кондиционирование воздуха и инертных газов на судах.pdf

Основные характеристики подогревателя:

При понижении концентрации раствора до 41% автоматически включается электромагнитный клапан на трубопроводе подачи пара в подогреватель ПЗВ-2 и электровентилятор 40ЦС-17. При достиже­ нии расчетной концентрации раствора хлористого лития (42%) электромагнитный клапан прекращает подачу пара в подогреватель

раствора хлористого лития предусмотрена установка охлаждающих электронасосов забортной воды 20 и 21, работающих последовательно.

Система автоматического управления, контроля и сигнализации выполняет следующие функции: местный и дистанционный пуск в действие системы, поддержание и контроль заданных параметров работы, защиту и сигнализацию при аварийных ситуациях, местный и дистанционный вывод из действия.

При выдаче груза система инертных газов работает непрерывно, создавая постоянное избыточное давление в цистернах. При этом оба нагнетателя работают параллельно, обеспечивая подачу в грузо­ вые цистерны около 18 000 м3/ч инертных газов, что превышает суммарную производительность грузовых насосов, составляющую

15 000 м3/ч.

При ходе судна в грузу или балласте в цистернах автоматически поддерживается избыточное давление, равное 2—9 кПа (200— 900 мм вод. ст.). При падении давления в любой цистерне до 2 кПа автоматически включается один из нагнетателей, открывается соот­ ветствующая дистанционно управляемая арматура и запускаются насосы забортной воды. При достижении во всех цистернах давления 9 кПа нагнетатель, арматура и насосы автоматически отключаются. Одновременно автоматически включается и выключается оборудо­ вание для осушения газов.

При работе системы производится контроль следующих пара­ метров: температуры газов на входе и выходе охладителя, темпера­ туры газов на входе в грузовые помещения, содержания кислорода в инертных газах, относительной влажности газов на входе в ци­ стерны, концентрации раствора хлористого лития на выходе из аб­ сорбера и давления газов на входе в грузовые цистерны.

На пульте управления предусмотрены помимо приборов контроля температуры и влажности газов, содержания кислорода в них и концентрации раствора хлористого лития также сигнализация о ра­ боте нагнетателей, насосов и вентилятора подачи воздуха десорбции. Обобщенный сигнал о нормальной работе системы выведен в ЦПУ.

Нагнетатели инертных газов отключаются при содержании кислорода в инертных газах свыше 5%, падении давления газов

122

в магистрали ниже 1,25 кПа (125 мм вод. ст.) и повышении темпе­ ратуры газов на входе в цистерны свыше 318 К.

При любой из этих аварийных ситуаций в ЦПУ и рулевую рубку подается обобщенный аварийный сигнал.

Циклонно-пенные аппараты, насос раствора хлористого лития, теплообменные аппараты и трубопроводы раствора выполнены из антикоррозионных материалов.

Несмотря на ряд недостатков (высокая строительная стоимость системы, повышенный расход энергии в связи с использованием кон­ тактных аппаратов с высоким аэродинамическим сопротивлением) п трудность получения экономического эффекта от снижения скоро­ сти коррозии (в связи с большими толщинами материалов, применя­ емых в корпусных конструкциях танкеров, см. гл. V), изготовление, монтаж и эксплуатация систем на крупнотоннажных судах типа «Крым» позволят накопить богатый опыт и сделать серьезный шаг к широкому внедрению систем инертных газов на отечественных морских транспортных судах.

§10. СИСТЕМЫ

САВТОНОМНОЙ ГЕНЕРАЦИЕЙ ГАЗОВ

Как видно из приведенной в § 7 классификации, автономная гене­ рация газов может осуществляться в турбогенераторах с одновре­ менным получением электроэнергии (системы типа Г) и в специальных камерах сгорания (системы типов Д и Е). Успешное использование газотурбинных двигателей (ГТД) в авиации, постоянное улучшение их технических характеристик способствовали внедрению их в судо­ строение как в качестве главных, так и вспомогательных дви­ гателей.

Возможность использования ГТД для получения инертных газов с одновременным отбором мощности привлекла внимание специали­ стов разных стран еще в конце 50-х годов. В 1957 г. английской ком­ панией Давид Бурдворч была запатентована система, в которой для получения инертного газа и нагнетания его к месту использования был применен ГТД, расположенный на одном валу с центробежным нагнетателем, подающим выпускной газ от двигателя внутреннего сгорания в камеру сгорания газовой турбины. В камеру сгорания впрыскивается топливо, газ дожигается и направляется на охлажде­ ние. Продукты сгорания охлаждаются в скруббере орошающего типа.

Фирмой Гиббонс Бротчер был разработан переносной генератор инертных газов с использованием газовой турбины. В системе пре­ дусматривается двухступенчатое сгорание топлива. После газовой турбины фирмы Перкенс Марс мощностью около 37 кВт (50 л. с.) горячие отработавшие газы, содержащие излишек воздуха, подаются в камеру дожита, где содержание кислорода снижается до 2%.

Количество генерируемого газа равно 2950 м3/ч при температуре 305 К и давлении 0,1 МПа (1 кгс/см3). При этом расход охлаждаю­

123

Обслуживание ГТД вследствие простоты конструкции несложно. Так, камера горения может быть демонтирована одним человеком. Горячие части турбины легко поддаются осмотру после снятия газо­ выпускного патрубка. При необходимости ремонта ротор вынимается специальными подъемными приспособлениями заодно с подшипни­ ком и его корпусом. Масса ротора 200 кг, объем 0,5 м3.

К преимуществам ГТД типа KG-2-3 относятся: надежность при запуске и в эксплуатации; низкая стоимость изготовления; низкие эксплуатационные расходы; отсутствие потребности в охлаждающей воде; чистота уходящих из ГТД газов; простота осуществления шумоглушения; возможность использования различных сортов топлива. Недостатки ГТД KG-2-3: высокий удельный расход топлива; значи­ тельный шум, особенно в высокочастотной области; большой габарит газовыпускного устройства. Шум ГТД можно уменьшить до допусти­ мого уровня путем применения местной шумоизоляции и установки во всасывающем трубопроводе глушителя.

Газотурбинный двигатель типа KG-2-3 используется как привод аварийного и резервного электрогенератора пиковой нагрузки (си­ стема «Турбосафе» — рис. 57, б), грузовых насосов на танкерах и подруливающего устройства для некоторых типов судов (контейне­ ровозов, паромов и др.).

Указанные особенности ГТД KG-2-3 позволили фирме А/С Конгсберг Вапенфабрик в сотрудничестве с фирмой К.ТВ (Кваернер-Тхуне Верметекник) создать систему инертных газов «Турб-инерт», предна­ значенную для установки на крупных танкерах [32, 92].

Воснову системы «Турб-инерт» (рис. 58) положена система «Турбосафе», обеспечивающая подачу электроэнергии в энергоси­ стему судна.

Газы, отработавшие в турбине 19, направляются в работающий на нефти дожигатель 17, в котором происходит снижение концентра­ ции кислорода в газах. Горячие газы из дожигателя проходят через скруббер 13, в котором разбрызгивается забортная вода, подаваемая насосом 14. После прохождения через отделитель воды 12 очищен­ ные и охлажденные инертные газы направляются в грузовые цистерны.

При генерировании инертных газов газовая турбина используется как нагнетатель для систем «Турб-инерт», в других случаях система состоит только из неподвижных элементов. Газовая турбина при генерировании инертных газов работает при противодавлении в вы­ пускном патрубке, равном около 30 кПа (3000 мм вод. ст.). В таких условиях электрогенератор может быть нагружен на 50—60% полной мощности.

Вто время как другие системы, генерирующие инертные газы, требуют для своей работы подачи электроэнергии, система подает электроэнергию в судовую сеть во время генерирования инертных газов. Расход топлива дожигателем зависит от подачи инертных газов

инагрузки электрогенератора (рис. 59).

Содержание кислорода в инертных газах контролируется кисло­ родным анализатором 8 (см. рис. 58), который дает импульс на регу­

125

лирование подачи топлива в дожигатель. Давление в магистрали инертных газов, идущей от скруббера, поддерживается постоянным независимо от расхода газов; это осуществляется при помощи реле 11 и дроссельной заслонки 4, установленной в байпасном трубопроводе, по которому отводятся газы в дымовую трубу.

феру; 5 — топливный насос дожигающего устройства; 6 — автоматический клапан перепуска топлива; 7 — клапан подачи топлива в дожигающее устройство; 8 — ана­ лизатор содержания кислорода в смеси газов, подающий сигнал на управление по­ дачей топлива в дожигающее устройство и подачей газов в танки; 9 — регулятор подачи газов в цистерны; 10—предохранительный клапан; 11—реле контроля давле­

ский клапан подачи забортной воды в скруббер; 17 — дожигающее устройство; 18 — автоматический клапан подачи газов в дожигающее устройство; 19 — газовая турбина; 20 — воздушный эжектор; 21 — автоматический клапан подачи сжатого воздуха в эжектор; 22 — турбокомпрессор; 23 — редуктор; 24 — электрогенератор.

Общий объем потока газов, выходящих из газовой турбины KG-2-3, составляет 31 000 м3/ч, что достаточно для танкера дедвей­ том 500 000 т. В случае меньшей потребности избыточные отрабо­ тавшие газы выпускаются в атмосферу.

126