中有一定 的压力。
可能有人会问,为什么不直接用大排量的消防泵。呵呵, 那就有点大马拉小车了,泵可能启动不到一
秒,就会在管路压力监测控制系统的作用下停下来。
4,消防压力柜,Hydrophore tank ,有些系统设计里面可能没有,它就是一个小瓶子,里面装一半液体
,当然是海水咯,一半是压缩空气。这样的一个瓶子就象喝了一半的雪碧瓶子一样,加入在瓶子的下
面开一个洞的话,水自然会自动排出来。瓶子里的压力其实就是由里面的压缩空气决定的。 很显然,保压泵就是往消防压力柜补水的,
5,应急消防泵 ,很多情况下不是电动泵,而是柴油动力的。
6,消防栓以及水龙带。 hydrant and hose . 又叫fire station。显然这些消防栓象大树的树枝连着树干一样连着消防总管,阀门一打开,水就可以留出来了。水龙带,一般人很清楚,白色的卷在一起的软管,它的一段是喷枪,一段是和消防栓相连的接头。在平台上它们至少是有10米长的哦。
7,国际通岸接头 international shore connection 平台可以在靠港时候接岸上的消防水。 下面是它的一个简单的原理图: 红色的部分就是保压泵和压力柜。
(见上图)
对于消防系统各船级社有明确的规定,在任何一个消防栓中至少要有3.5bar的压力。在直升机平台上要保 证7bar的压力。
所以消防泵的压头H=3.5 + 最高的消防栓距离压载水线的距离delta H + 7 (bar) 至于排量,该如何计算?
ABS规范中,是这样描述的,消防泵的总排量不小于舱底水泵总排量的4/3,也就是 Q=4*Q1/3
When Q = total fire water pump capacity
Q1 = total Bilge pump calculated capacity 舱底水泵的排量计算在各规范中有规定,以后谈。,
3,舱底水系统,
呵呵,为什么需要这个系统?如果问这个问题的话,我们看看自己的家里,看看自己家里的厨房和卫生间的地板。你会发现在它们上面会开有几个泄水口。它们的作用就是为了排出地面上的积水。
平台和普通的家庭住房有点不同,在机械处所的泄水可能会含有油的污水。在生活处所的泄水和普通家庭倒有些相似的地方。这个以后会谈到。 通过上面的阐述,我们对舱底水有了一个大致的印象。
现在定义这个系统的作用,舱底水系统 bilge system 就是为了排出各个舱室的含油污水,把这些污水收集在一个独立舱室中,然后通过处理后,使得污水里面的含油量极少后,然后排到大海里面去,或者排放到平台的服务船上去。以此来避免海洋环境的污染。或者说是减少对海洋的污染。 这个系统包含:
1,泄水口, scupper ,和我们家里面地板上的差不多。
2,污水井, bilge well ,是一个在甲板下面小盒子,别忘了它也是钢做的哦,容积很小,0.5m3左右。不是每个舱室都有污水井,通常在机舱 engine room ,泵舱 pump room ,推进器舱 thruster room 这些重要的,最容易产生污水的地方才有。污水井里面会有泥箱 mud box 相当一个过滤器啦,因为污水里面可能含油泥。还有一个自闭阀self-closing valve。为了是使各个舱能够分隔开来。
3,舱底水泵,bilge pump ,它的作用是通过管路把污水井里面的污水抽到一个专门存放污水的舱室 bilge holding tank,或者在紧急的情况下直接排放到海里去(比如舱破了,进海水了)。
4,舱底水存储舱, bilge holding tank。
5,油水分离器, bilge water separator 也叫oily water separator 。它就是处理含有污水的设备,通过重力,或者吸附,或者过滤或者离心力等物理或者化学的方式净化污水,使得它里面的含油量小于15ppm,才能直接排到海里去。否则不能排放,或者重新回到舱底水存储舱等待再一次处理。
这是国际海事组织,marpol公约里的要求哦。(防止海洋污染的公约)
6,舱底水驳运泵 bilge transfer pump,如果舱底水存储舱里面的含油污水的含油量很高的话,或者说几乎全部是油的话,通过这个泵直接抽到废油舱waster oil and sludge tank 里面去。 7,管路和附件,这个有点讲究。管路的直径在各个船级社有要求的,至少2\,也就是DN50 。为的是尽快的排出积水。
然后这个系统的管子还不是水平的,是有一定斜度的,为的是能够通过重力就能使污水排出。斜度 slope 一般是1:50 。舱底水系统是平台上的一个关系安全的关键系统。因为一旦发生碰撞,加入一个舱进水的话,我们希望能够很快把水排出去,争取时间可以堵漏。所以这个系统的管路的管子厚度要厚一个等级,sch80 或者xs。呵呵,估计有点专业了,这个是美国材料协会和美国石油协会把管子能够承受的压力通过换算得出来值(显然和管子厚度有关了)分出来的等级。自然是等级越高,管子越厚。
在聊聊舱底水泵:至少要2台
它们是离心泵,它的排量在船级社中有明确的规定,
呵呵,至于压头,很容易解决,和泵的位置和舱底水存储舱的位置有关。自己想~……
图片:
不好意思,在上篇的阐述中关于舱底水泵的类型有点出入, bilge pump 需要有一定的自吸能力, 不一定是离心泵,还可以是螺杆泵,气动隔膜泵,往复泵…… 4,海水冷却系统
在我们的平台上,很多机械在运行的时候都会产生大量的热量。比如柴油机,它燃烧柴油推动活塞做功,通过曲轴把能量传递出去。在这个过程中,摩擦,燃烧产生的热量都会使金属产生疲劳,或者会使机械的过热保护装置启动,使机械停止下来。,上面仅仅是一个例子,平台上有很多机械设备需要冷却。比如液压单元,发电机组,变频器,空气压缩机,高压泥浆泵,绞车,推进器刹车片,推进器液压单元等。
在海上最容易得到的冷却介质就是海水,成本几乎是零。 海水冷却系统的作用就是,利用海水作为冷却介质进行热交换,保证我们的系统和设备在一个正常的,稳定的工况下工作。
忘了说明一点,海水是有腐蚀性的,让它直接接触去冷却设备的话,就很容易造成机械的腐蚀。
在现代的平台,包括船舶设计中,中央集中冷却系统,应用的最广。 这个系统包括:
1,海水冷却泵,大排量的离心泵。
2,管路和附件,HDG 热浸镀锌的钢管。
3,热交换器,cooler,有板式和管式的两种,冷却效果板式的比较好一点,所以用的要多。说明一下,冷却器是个什么东东,打个比方,把一杯装满开水的杯子放到冷水里面,一段时间以后,杯子里的水温会下降,外面的水温度会升高。只不过热交换器里面一边通过的是低温的海水,另一边通过的是相对高温的淡水,大家把温度平均一下。呵呵,就这么简单。
海水冷却系统的原理图:
(见上图)
再来谈谈计算:
我们得知道整个平台需要利用淡水冷却的设备的总的功率和流量。如果分几个冷却系统的话,那么要确定这个系统需要淡水冷却的设备的总的功率和流量。 Q*T=q1*t1+q2*t2+q3*t3+q4*t4+q5*t5+…… ; P = m*c*dt ; 而
P=Q*1000*4.2*dt/3600 (KW) where:
t =Temperature, c0
dt = Temperature difference P = Power ,kw
Q = Flow capacity ,m3/h
c = Spesific Heat Capacity ,J/kg K m = Mass ,kg
相加出来的总的流量就是淡水冷却泵的流量,相加出来的总的功率淡水冷却泵的总的功率,最后通过功率平衡这个桥梁,利用P=Q*1000*4.2*dt/3600这个公式 ,就可以计算出海水冷却泵的流量。
压头由淡水系统的设计压力决定,海水冷却系统的压力要比淡水冷却系统低。为什么会这样呢,可以想象的到,一旦冷却器破损了,可以允许淡水漏到海水系统里面去,但是不允许海水漏到淡水里面去,以免造成整个淡水系统的损坏和污染。 淡水冷却系统, 在海水冷却系统中,忘了具体说明了。在整个中央集中冷却系统中,其实就是海水冷却淡水,冷却后的淡水再去冷却机械设备。
与海水冷却系统不同的是,淡水冷却系统是一个闭式循环系统。 在海上,海水几乎是取之不尽,用之不竭。从海里抽上来,用完之后直接排放了海里去了。但是淡水不同,淡水在海上来说是比较珍贵的。而用于冷却系统的淡水通常是经过处理的软水,而且还会在里面放入很多添加剂,避免水中的离子析出,或者抗起泡等避免设备的穴蚀。
淡水冷却系统,特别是对发电机组来言,它会分高温淡水冷却系统和低温淡水冷却系统。 我现在简单阐述一下,淡水在整个发电机组走过的路径。
首先,在上一节提到的冷却器,cooler,淡水在这里和海水发生热交换,出来的温度下降了的淡水,在淡水循环泵的作用下循环起来,它首先进入低温冷却部分。
它会进入到燃油冷却器,发电机冷却器,空气增压器冷却器,润滑油冷却器,出来的淡水温度已经比较高了。
接下来它就进入了高温冷却部分。
汽缸的缸套,喷油器组,原动机的预热系统等。 5,淡水系统包含:
1,淡水循环泵,对于发电机组而言不一定是独立的哦,也有设备本身就带的。
2,冷却器,包括主冷却器,冷却整个淡水系统的。和设备本身带有的各种冷却器,局部冷却某个部分。
3,三通阀,用来设定,通过调节回冷却器的温度升高了的淡水量,和刚出主冷却器的低温淡水量,混合后来调节主冷却器淡水出口温度。以适应设备要求。
4,管路和附件,与海水冷却系统不同的是,管路是黑管,也就是普通的无缝钢管。很多人
纳闷为什么不用热浸镀锌钢管的原因在前面已经说明了。镀锌层会影响添加剂的作用。 5,添加剂桶,用于在系统中加药,改善水质。
6,膨胀水箱,expansion tank,一个钢制的小柜子,对于水而言,都有热胀冷缩的效应,如果在一个完全封闭的空间受热的话,膨胀力可能造成这个管路系统的破裂。另外,膨胀水箱也是整个系统补水的地方,以弥补蒸发,破损等原因造成的冷却淡水的损失。 膨胀水箱的容积如何计算呢,首先我们得计算出这个系统管路通道的容积,在乘以在两个温度之间的水的膨胀系数。就可以得到水的膨胀容积。最后乘以一个系数,就可以计算出膨胀水箱的容积 。在它的安装的空间位置上是有一定要求的,在设备的说明书上会有要求。 同时包括整个淡水系统的压力,也会在设备的说明书上有要求。这对于我们的设计减轻了很多工作。
相对发电机组的淡水冷却系统,其他设备的冷却系统要简单的很多。就不再阐述了。 ,6,燃油系统,fuel oil system
在船舶和平台上,我们通常所说的燃油MDO是指船用柴油。marine diesel oil ,和陆地上的普通的柴油不太一样,主要是它的分子链相对要长一点。呵呵,就是说,油品要差一点。平台上基本不会有主机直接作为动力推动系统,带着螺旋桨进行航行的。它们是用来发电的。船舶上的用于传动螺旋桨的主机烧的柴油一般油品是很差的,常说的380柴油,粘度很高,需要加热后才具有良好的流动性。而船舶上作为发电的柴油机烧的是180柴油,粘度相对要低很多。
现在详细了解一下平台的燃油系统, 首先,可以想象的到,在我们的平台上必须要有几个大容积的舱来装足够柴油机燃烧的柴油。我们叫它们燃油储存舱,MDO Storage Tank ,这一点和一般的船舶相似。请注意,这些舱仅仅是用来储存柴油的,是船体结构的一部分。 那么当我们要用这些油的时候,我们就必须得有泵把油抽出来,所以在这里我们就用到了柴油驳运泵fuel oil transfer pump。齿轮泵或者螺杆泵。 柴油机需要有一个油箱,这些油需要直接提供给柴油机燃烧。和我们大家经常见到的汽车一样。
不同的是,这个油箱容积是很大的,它的名字叫燃油日用柜 fuel oil service tank 或者fuel oil day tank,正如它的名字,就是直接供油给柴油机燃烧的柴油储存柜。它的容积在船级社规范里面有具体的要求。后面再讲。
平台上的发电机generator sets,的功率通常很大,每台在5000KW左右。总功率是按照全平台设备的功率之和来计算的。基本上在4台以上。当然他们的耗油量也会很大。
一般来说,一台主机的耗油量在185~210克每千瓦小时。我们取中间值200g/kwh. 那么一台5000KW的主机8个小时的耗油量就是200x5000x8/1000=8000kg=8t ,如果是4台主机同时工作的话,那么8个小时的耗油量就是8x4=32吨。 每天的耗油量就是32x3=96吨。
再来说说燃油日用柜的容积,规范要求是至少能提供主机8个小时的供油量。很显然,知道了燃油的比重是很容易计算出来的。
还有一个油箱,它的名字叫燃油沉淀柜,fuel oil setting tank ,油中或多或少含有水分和一些石蜡之类的比重较大的物质,燃油在这个舱里可以慢慢沉淀这些物质,并且通过专门的泄放管线放到污油舱里面去,等待日后送岸处理。它的容积是日用柜的1.5倍哦,大一点。也是因为它的净化作用。
燃油可以通过重力的方式进入主机的喷油嘴,在高压下高速进入汽缸,发火燃烧。多余的油返回管线或则油舱。这个是最简单的方式。 下面谈谈燃油的净化,上面已经讲了燃油沉淀柜的净化功能。其实还有一个重要的设备分油