ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ СХУ

3 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО РЫБОЛОВСТВУ

 

Балтийская государственная академия рыбопромыслового флота

Э.Е. Елисеев

 

ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ СХУ

по курсу «Техническая эксплуатация СХУ» для курсантов специальности 180403 «Эксплуатация судовых энергетических установок»

ОГЛАВЛЕНИЕ

Лабораторная работа № 1:

«Классификация рефрижераторных судов. Требование регистра к СХУ»

Лабораторная работа № 2:

«Изучение конструкций теплоизолирующих ограждений, свойств теплоизолирующих материалов и методов определения действительного значения коэффициента теплопередачи»

Лабораторная работа № 3:

«изучение различных типов систем охлаждения»

Лабораторная работа № 4:

«Изучение условных обозначений элементов схем холодильной установки»

Лабораторная работа № 5:

«Общие положения правил ТЭ СХУ. Проверка готовности оборудования и систем установки»

Лабораторная работа № 6,7:

«Пуск холодильной установки. Остановка холодильной установки»

Лабораторная работа № 8:

«Наблюдение за показаниями средств измерений. Признаки нормальной работы холодильной установки»

Лабораторная работа № 9:

«Испытания на плотность и ваккумирование систем СХУ»

Лабораторная работа № 10:

«Наполнение систем маслом. Наполнение систем хладагентом. Пробная работа»

Лабораторная работа № 11:

«Приготовление рассола и наполнение им системы»

Лабораторная работа № 12:

«Изучение различных типов судовых приборов охлаждения»

Лабораторная работа № 13,14:

«Удаление снеговой шубы с приборов охлаждения»

Лабораторная работа № 15:

«Манометры и датчики давления»

Лабораторная работа № 1.

Тема: Классификация рефрижераторных судов. Требование регистра к СХУ.

Цель работы:

Ознакомление с существующими типами рефрижераторных судов и с основными требованиями регистра к СХУ.

Теоретическая часть:

По назначению рефрижераторные суда флота рыбной промышленности можно подразделить на три основные группы: добывающие, обрабатывающие и приемно-транспортные. Схема классификации рефрижераторных судов приведена на рис.1.

 

 

Рис. 1. Схема классификации рефрижераторных судов.

 

Добывающие рефрижераторные суда предназначены для вылова рыбы и первичной или полной переработки добываемого сырья. Суда этой группы могут быть подразделены на следующие подгруппы:

1. Малые и средние рыбопромысловые рефрижераторные траулеры (МРТР, СРТП и РТР). Эти суда небольшого и среднего водоизмещения, имеют холодильные установки для производства льда и охлаждения трюмов, в которых кратковременно хранится охлажденная выловленная рыба до передачи на обрабатывающие суда.

2. Средние рыболовные траулеры (морозильные) СРТМ. Эта подгруппа судов по своим характеристикам близко подходит к предыдущей, но отличается от нее тем, что на этих судах производится замораживание и хранение рыбы перед сдачей ее на транспортные рефрижераторы. Суда этого типа оборудуются шкафными или плиточными морозильными аппаратами, а хранение мороженой продукции производится в охлаждаемых трюмах. Мороженая продукция с этих судов передается на транспортные рефрижераторы.

3. Крупнотоннажные рыболовные траулеры. К этой группе относятся суда типов БМРТ (водоизмещением от 3500 до 6500 т); РТМ (от 2400 до 8000 т); ППР(5500-5700 т); БКРТ (около 10000). Эти суда предназначены для вылова, замораживания и переработки рыбы (на консервы), рыбных отходов и непищевой рыбы (на рыбную муку). Суда этого типа оснащены морозильными аппаратами и имеют охлаждаемые трюмы, позволяющие сохранять большое количество мороженной рыбопродукции перед сдачей на транспортные рефрижераторы.

Большую часть судов этой группы составляют плавучие рыбообрабатывающие базы: сельдевые и универсальные. Сельдевые базы служат для переработки сельди и других видов рыб, направляемых на посол и изготовление пресервов. Особенностью этих судов является относительно высокая температура хранения в трюмах (порядка ─2º С). Универсальные рыбообрабатывающие базы кроме оборудования для посола имеют механизированные линии для производства пресервов, консервов, жиромучные установки, мощные морозильные аппараты, ледогенераторы и другое оборудование.

Приемно-транспортные рефрижераторные суда предназначены для приема в море консервированной рыбопродукции и доставки ее в порты назначения. Эти суда не имеют установок для охлаждения и замораживания, но мощность холодильного оборудования позволяет несколько понижать температуру в трюмах. Современная тенденция развития приемно-транспортного флота основана на применение крупнотоннажных быстроходных судов грузоподъемностью 5─7 тыс.т и более. Современные транспортные рефрижераторы оснащаются мощными холодильными установками с универсальным или низкотемпературным режимом трюмов.

 

Обрабатывающие суда принимают от добывающих судов рыбу- сырец или полуфабрикаты и производят их переработку (замораживание, приготовление филе, посол, изготовление пресервов и т. п.). Полученная продукция передается на транспортные рефрижераторы и транспортируется в порт в трюмах обрабатывающих судов. К обрабатывающим судам относятся: рыбообрабатывающие базы; производственные рефрижераторы, служащие для замораживания сырья, получаемого с добывающих судов; китобойные, тунцеловные и рыбомучные базы, а также другие суда, перерабатывающие сырье разного рода.

 

Проектирование рефрижераторных судов в том числе и холодильных установок, производится в две стадии: разработка технического и рабочего проектов. Разработке технического проекта предшествуют разработка задания на проектирование (базирующаяся на изучении тенденций развития флота, размещения производственных сил, динамики изменения промысловой базы), а также эскизные проработки проектируемых судов.

Применительно к холодильной установке рефрижераторного судна на основании проведенного технико-экономического анализа задают производительность технологических устройств и определяют расчетную холодопроизводительность машин, обслуживающих различные системы (морозильный комплекс, системы охлаждения трюмов, предварительного охлаждения, система кондиционирования воздуха и т. д.). В процессе проектирования также определяют вид хладагента, типы применяемых холодильных машин, морозильных аппаратов и других устройств, использующих холод, рациональную схему охлаждения, типы конструкций изолирующих ограждений, системы комплексной механизации и автоматизации холодильных установок.

При этом стоит учитывать особенности работы СХУ, предназначенных для различных целей. При проектировании СХУ необходимо учитывать ряд требований, определяемых Правилами Регистра России:

1. СХУ должны иметь повышенную надежность работы в специфических условиях качки, при дифференте и крене, при толчках, ударах, а также при вибрации корпуса;

2. При определении холодопроизводительности установки должны учитываться условия резервирования машин и аппаратов обеспечения заданного температурного режима аппаратов для обеспечения заданного температурного режима в охлаждаемых помещениях при непрерывной работе в течение не менее 24 ч. при любом выключенном узле установки. При этом должны резервироваться также и источники электроэнергии;

3. СХУ должны быть снабжены устройствами для автоматической защиты и регулирования основных параметров, а также необходимыми предохранительными устройствами на случай аварийных ситуаций.

Компоновка холодильной установки в корпусе судна вызывает определенные трудности, связанные с ограниченными габаритами помещений. Габариты помещений, так же как и масса оборудования, влияют на провозную способность и, в итоге, на общую экономическую эффективность рефрижераторного судна и его водоизмещения, которые определяют общее расположение машинных отделений, производственных и жилищных помещений, а также охлаждаемых помещений.

Так, при движении в район промысла нагрузка на холодильные машины минимальна, поскольку холод используют только провизионные камеры и частично системы кондиционирования воздуха.

На промысле тепловая нагрузка на холодильные машины обрабатывающих и добывающих судов достигает максимума, когда осуществляется предварительное охлаждение и замораживание рыбы, и, кроме того, холод используется другими потребителями (ледогенераторы, провизионные камеры, охлаждаемые трюмы, системы кондиционирования воздуха).

Во время обратного рейса с грузом из района промысла нагрузка на холодильные машины транспортных рефрижераторных судов имеет максимальные значения.

Переменность режима работы обусловлена также изменением климатических условий и неравномерностью поступления сырья на холодильную обработку.

Это приводит к недогрузке части холодильных машин, в связи, с чем необходимо предусматривать устройства для регулирования холодопроизводительности, а количество машин должно подбираться по группам потребителей для удовлетворения холодопотребности как при максимальной, так и при минимальной нагрузке.

Выбор номенклатуры выпускаемой продукции и схемы технологического процесса производят на основании задания на проектирование. На основании расчета технологического процесса находят холодопроизводительность холодильных машин для различных групп потребителей холода.

 

Рис.2. Схема технологического процесса на добывающих и обрабатывающих судах:

1 – вылов рыбы; 2 – сортировка; 3 – мойка; 4 – разделка; 5 – взвешивание; 6 – аккумуляция (кратковременное хранение сырья); 7 – консервное (пресервное) производство; 8 – производство рыбной муки; 9 – укладка; 10 – замораживание; 11 – глазурование, упаковка; 12 – погрузка в трюм.

 

На судах-рефрижераторах применяют от одной до трёх, а иногда до четырех потребителей холода, которые обслуживают соответствующие холодильными машинами при различных температурах кипения хладагента. Каждая из групп холодильных машин может обслуживать несколько потребителей: морозильный комплекс, охлаждаемые трюмы, ледогенераторы и т.п. Группы холодильных с повышенной температурой кипения (0-минус10) обслуживают систему кондиционирования воздуха. Холодопроизводительность каждой из групп холодильных машин определяют расчетом соответствующей системы потребителей, исходя из заданных исходных данных. Объем помещений машинных и технологических отделений находят путем конструктивных проработок применительно к определенному типу холодильных машин и технологического оборудования с учетом ограничений по Правилам Регистра России.

Планировка судовых холодильных установок.

Планировку машинных, технологических отделений и грузовых охлаждаемых отделений:

- распределение масс по корпусу судна должно быть равномерным. Остойчивость, крен, дифферент и другие параметры, обеспечивающие безопасность мореплавания должны соответствовать нормам установленным для данного класс судна;

- должны быть обеспечены возможность монтажа, ремонта и эксплуатации оборудования с соблюдением правил техники безопасности, минимальная длина разгрузочных линий, а также удобство погрузочно-разгрузочных работ с применением средств механизации;

- охлаждаемые помещения должны граничить одно с другим и составлять общие блоки с минимальной разностью температур между ними, что позволяет значительно снизить внешние теплопритоки;

- при различных режимах хранения во взаимосвязанных трюмах и твиндеках более низкую температуру поддерживают в трюме, а более высокую в твиндеке.

В соответствии с Правилами Регистра России помещения аммиачных холодильных машин должны быть газонепроницаемыми и изолированными от остальных помещений. Фреоновые машины не требуется устанавливать в изолированных газонепроницаемых помещениях, при необходимости их можно устанавливать в главном машинном отделении. Помещения холодильных машин должны иметь два выхода, расположенных возможно дальше друг от друга, с дверьми, открывающимися наружу, причём один из выходов должен вести на открытую палубу.

Помещения фреоновых автоматизированных холодильных машин, где не предусмотрена постоянная вахта, могут не иметь второго выхода. Выходы из помещений аммиачных машин должны иметь устройства для создания водяной завесы, а сами помещения рекомендуется оборудовать системой осушения. Помещения холодильных машин должны быть оборудованы системами основной и аварийной вентиляции, вентиляция должна иметь десятикратный обмен воздуха в час при естественной и двадцатикратный при искусственной. Аварийная вентиляция должна обеспечивать сорокакратный обмен воздуха для аммиачных машин и двадцатикратный - для фреоновых машин.

Холодильные машины рекомендуется размещать в отдельных выгороженных помещениях, которые могут располагаться как на уровне основного машинного отделения, так и на более высоких уровнях. В частности помещения холодильных машин могут располагаться под спардеком или в специальных надпалубных рубках. В последнем случае облегчается свободный выход на открытую палубу и упрощается система вентиляции. Небольшие фреоновые автоматические машины холодильных машины для провизионных камер устанавливают в непосредственной близости от них в специальных выгородках. Помещения для хранения запасов хладагента должны быть отделены от других помещений, снабжены надлежащей вентиляцией, ограждения должны быть огнестойкими. Баллоны с хладагентом должны быть надежно закреплены с применением неметаллических прокладок, и в помещениях с баллонами с хладагентом температура не должна превышать 45ºС.

Для примера на рис.2 показана планировка БМРТ (проект 394), на котором установлена холодильная машина МХМ-240 холодопроизводительностью 279 кВт (240000 ккал/ч) с тремя компрессорами ДАУ-80. холодильная машина располагается в средней части судна по правому борту в отдельном выгороженном помещении вблизи машинного отделения. Холодильная машина обслуживает морозильный комплекс, состоящий из двух тунельно-тележечных морозильных аппаратов, а также три охлаждаемых трюма, два из которых расположены в носовой части судна, а один - кормовой.

В соответствии с требованиями Регистра России, охлаждение трюмов производится с помощью рассольной системы охлаждения, а в морозильных аппаратах необходимая температура поддерживается с помощью воздухоохладителей непосредственного охлаждения.

На рис.3 показан продольный разрез рыбообрабатывающей базы (проект В-69), на которой установлена аммиачная холодильная установка, обслуживающая морозильный комплекс, охлаждаемые трюмы, систему предварительного охлаждения, ледогенераторы, систему кондиционирования воздуха и технологические потребители холода. Основные данные холодильной установки приведены в [1].

Рефрижераторное отделение на главной палубе, в носовой части судна, над охлаждаемыми трюмами № 1. и № 2. Помещение рыбообрабатывающей фабрики, включающей в себя морозильный комплекс и технологические линии для обработки рыбы, располагается на этой же палубе в средней части судна.

Рис.3. Планировка БМРТ проекта 394:

а - продольный разрез: 1-грузовой трюм №1 ёмкостью 350 м³; 2-грузовой трюм №2 ёмкостью 750 м³; 3-помещение холодильных машин; 4-грузовой трюм №3 ёмкостью 415 м³; 5-рыбомучной трюм ёмкостью 150 м³; 6-помещение рыбцеха:

б - план верхней палубы;1-консервное отделение; 2-помещение рыбцеха; 3-морозильные аппараты; 4-коридор рефрижераторных трубопроводов и ленточного транспортёра; 5-помещение рыбомучной установки.

Рис.4.продольный разрез рыбообрабатывающей базы проекта В-69:

1 – рефрижераторное машинное отделение; 2 – охлаждаемые трюмы; 3 – охлаждаемые твиндеки; 4 – рыбомучная установка; 5 – электростанция; 6 – главное машинное отделение; 7 – котельное отделение; 8 – помещение рыбообрабатывающей фабрики.

Рис.5.Продольный разрез транспортного рефрижератора типа «Остров Русский»:

1 – рефрижераторное машинное отделение; 2 - охлаждаемые трюмы; 3 – охлаждаемые твиндеки; 4 – главное машинное отделение.

Относительное расположение холодильной машины и потребителей холода подобрано таким образом, чтобы обеспечить минимальную длину трубопроводов для хладагента и хладоносителей.

Охлаждение трюмов батарейное с помощью рассольной системы охлаждения.

На рис.4 показан продольный разрез транспортного рефрижератора типа «Остров Русский», оснащенного фреоновой (фреон-22) холодильной установкой с одноступенчатыми компрессорами. Рефрижераторное отделение размещено на верхней палубе, в средней ее части, в выгороженном помещении. Это позволяет предельно уменьшить длину фреоновых трубопроводов, подводящих хладагент к воздухоохладителям непосредственного охлаждения, расположенным в специальных помещениях внутри изолированного контура охлаждаемых трюмов и твиндеков. Четыре из пяти холодильных машин (одна из них резервная) обслуживают четыре секции охлаждаемых помещений, каждая из которых включает один трюм и расположенный над ним твиндек.

Основные данные различных судовых холодильных установок приведены в [1].

Рекомендуемая литература:

1.Константинов Л.И., Мельниченко Л.Г. Судовые холодильные установки.- М.: Пищевая промышленность,1978.

2. Константинов Л.И., Мельниченко Л.Г. Расчеты холодильных машин и установок.- М.: Агропромиздат, 1991.

 

 

Лабораторная работа № 2.

Тема: Изучение конструкций теплоизолирующих ограждений, свойств теплоизолирующих материалов и методов определения действительного значения коэффициента теплопередачи.

Цель работы:

Ознакомление с существующими типами изоляционных ограждений, со свойствами изоляционных материалов, применяемых на судах. Изучить различные способы определения коэффициента теплопередачи изолирующего ограждения.

Теоретическая часть:

Все рефрижераторные, рыбопромысловые, пассажирские, грузовые и другие суда оборудуются помещениями, требующими охлаждения.

Для поддержания необходимых температурных режимов в грузовых трюмах и технологических помещениях рефрижераторных судов требуется определенный расход холода, существенно обусловленный теплопритоками через их ограждающие конструкции (борта, продольные и поперечные переборки, промежуточные и основные палубы, подволоки и полы). С целью уменьшения таких теплопритоков ,а также а также во избежание «отпотевания» ограждений эти конструкции покрывают непрерывной изоляцией из материалов с малой теплопроводностью. Толщина судовой изоляции определяет тепловую нагрузку на холодильную машину, грузовместимость судна и стоимость изоляционных конструкций.

В трюмах находятся металлические элементы судового набора, которые представляют собой тепловые мостики. Дополнительный расход холода вызывает также теплопритоки через люки, горловины, крепежные болты и прочие конструкции судна. Все эти элементы также требуют устройства специальных изоляционных конструкций.

По назначению изоляцию различают:

охлаждаемых и отапливаемых помещений, противопожарных конструкций.

К охлаждаемым помещениям относят рефрижераторные трюмы и провизионные камеры, а также жилые, общественные и другие помещения в случае обслуживания их системой летнего кондиционирования воздуха.

Противопожарные изоляционные конструкции, замедляющие повышение температуры в смежном помещении, делят на два типа А - вспомогательные и другие помещения. огнестойкие и Б - огнезадерживающие. Для изоляции переборок и палуб, образующих противопожарные конструкции типа А, применяют только несгораемые материалы, а для конструкций типа В - как негорючие или трудно сгораемые, так и сгораемые материалы, например деревянные бруски и фанеру, пропитанные антипирином (пропитанная фанера имеет показатель возгораемости К=1,49 и относится к группе трудновоспламеняемых материалов ). Изолируют противопожарные конструкции как с одной стороны, так и с двух сторон. Толщину изоляции на наборе берут равной ее толщине на обшивке.

Особенности конструкций изолирующих ограждений судовых охлаждаемых помещений определяется Правилами Регистра, в соответствии с которыми должно быть обеспечено выполнение следующих требований:

1. Внутри грузовых охлаждаемых помещений все металлические части судна должны быть тщательно изолированы;

2. Изоляция грузовых охлаждаемых помещений должна выполняться из биостойких и, как минимум трудновоспламеняемых материалов, не имеющих запаха. Рекомендуется, чтобы эти материалы имели малую объемную массу и низкие коэффициенты теплопроводности. Изоляционные материалы должны быть одобрены Регистром;

3. Изоляция поверхностей переборок топливных цистерн и настила двойного дна в районе расположения топливных танков должна быть установлена таким образом, чтобы между этими поверхностями и изоляцией оставалась воздушная прослойка толщиной не менее 50 мм. Вместо прослойки можно применять прокладки из несгораемого и нефтестойкого материала, не выделяющего запаха.

4. Изоляция грузовых ограждаемых помещений должна быть защищена от проникновения влаги или снабжена надежными средствами осушения ее в период эксплуатации, а также защищена от повреждений грызунами;

5. Изоляция грузовых охлаждаемых помещений должна быть покрыта соответствующей обшивкой. В тех местах, где обшивка может быть повреждена грузом, она должна быть надежно защищена;

6. Трубопроводы в местах прохода через переборки или палубы не должны иметь непосредственных контактов с ними во избежание образования тепловых мостиков.

 

Изоляционные конструкции охлаждаемых помещений судовых рефрижераторов подразделяются на три основных расчетных класса: не прорезанные стальным набором корпуса (рис. 1 а, б), перекрывающий набор или нормальные (рис. 1 в, г), обходящие набор (рис. 1 д, е).

Изоляционные конструкции первого типа применяют, в основном, для изолирования гладких металлических поверхностей. Такие конструкции не прорезываются стальным набором корпуса судна, поэтому их выполняют из материалов с коэффициентами теплопроводности, отличающимися не более чем в десять раз от коэффициента теплопроводности основного теплоизоляционного материала. Конструкции такого рода применяют для изолирования второго дна, палуб, переборок и гладких сторон охлаждаемых помещений.

Рис.1. Основные типы изоляционных конструкций:

1 – металлическая обшивка; 2 – подкрепляющие деревянные бруски; 3 - деревянная зашивка изоляции; 4 – бетонная заливка; 5 – изоляционный материал; 6 – воздушная прослойка.

 

Конструкции второго и третьего типов прорезаются стальным набором и поэтому их выполняют из материалов отличающихся по теплопроводности в сотни раз. Их особенностью является то, что поверхность изоляционного материала не имеет выступов. Такие конструкции применяют главным образом для изоляции бортов и переборок рефрижераторных трюмов.

Конструкции третьего типа, имеют выступы на зашивке, используют для изолирования высокого рамного набора, значительно выступающие за полки обычного набора (карлингсов, стрингеров, рамных шпангоутов, бимсов и др.).

Все изоляционные материалы, кроме изготовляемых в виде плит или напылением, требуют зашивки. Изоляцию без зашивки устанавливают непосредственно на изолированную поверхность. Ее преимущества заключаются в небольшой массе и более низком коэффициенте теплопередачи из-за отсутствия обрешетника, являющегося тепловым мостиком (элементом изоляции конструкции с повышенным коэффициенте теплопроводности). Зашивка предохраняет теплоизоляционный материал от механических повреждений, а деревянный обрешетник служит для опоры и крепления зашивки. При установке деревянного обрешетника зашивка может быть:

а) металлической,

б) неметаллической,

в) смешанной.

В рефрижераторных трюмах изоляцию второго дна и палуб зашивают сосновыми досками толщиной 40-60мм (палубником). Поверх деревянного настила устанавливают металлические ванны из листов алюминиево-магниевого сплавов, стенки которого заваривают при монтаже в трюме. Схема изоляционных ограждений приводится на рис.7, на котором обозначены основные размеры элементов изолирующей конструкции в миллиметрах. Например размеры (260+15+60+45=380) означают:

260-высота профиля набора;

15-толщина полки профиля;

60-толщина изоляции под полкой профиля;

45-толщина зашивки;

380-общая толщина изоляции.

Конструкцию изоляции второго дна выполняют с воздушной прослойкой и без неё. В современном судостроении наблюдается отказ от воздушных прослоек, усложняющих конструкцию изоляции и уменьшающих объем грузовых трюмов. Для упрочнения бетонного покрытия и предохранения его от трещин применяется арматура из тонких стальных прутков. Для уменьшения теплопритоков через переборки и промежуточные палубы применяют изоляцию в виде полосы, называемой риббандом. Элемент зашивки бортового риббанда показан на рис.8.

Для уменьшения теплопритоков через пиллерсы и мачты, проходящие сквозь охлаждаемые помещения, их изолируют. При этом требуется, чтобы зашивка пиллерсов и мачт обеспечивала доступ для технического осмотра состояние ножки пиллерса, что достигается устройством съемной зашивки пиллерса и наличием съемной крышки. Схема зашивки трубчатого пиллерса показана на рис.5. На рис.6 показаны конструкции изоляции трубопроводов и арматуры.

 

 

Теплоизоляционные материалы.

Условия работы изоляции на рефрижераторных судах значительно сложнее, чем на стационарных холодильниках. Наличие качки, ударов при частых загрузках и выгрузках, требования безопасности и другие условия накладывают жесткие ограничения на конструкции изолирующих ограждений и определяют выбор изоляционных материалов. К теплоизоляционным материалам, применяемых в судостроении предъявляют нижеследующие требования.

Материал должен обладать низким коэффициентом теплопроводности λ_u . Чем меньше λ_u (при одинаковом коэффициенте теплопередачи), тем меньше толщина изоляции и отнимаемый ею объём и, следовательно, тем больше полезная вместимость судна.

 

 

Рис.2. Схема изоляции и зашивки рефрижераторных трюмов и твиндеков.

 

Рис.3. Конструкции элементов изоляционных конструкций:

Зашивка изоляции бортового риббанда; 1 – приварная шпилька; 2 – оковка; 3 – брусок; 4 – изоляция; 5 – пергамин; 6 - металлическая сетка; 7 – зашивка.

 

 

 

Рис.4.Конструкции теплоизоляции круглого пиллерса:

1 – плиточный теплоизоляционный материал; 4 - сыпучий теплоизоляционный материал; 5 – доска; 6 – пергамин.

 

Рис.5. Конструкция теплоизоляции трубопровода из плиточных материалов:

1 – основной слой изоляции; 2 – сегменты из плиточного теплоизоляционного материала; 3 – клей; 4 - гидроизоляционный материал; 5 – спираль из стальной проволоки; 6 - металлическая сетка; 7 – зашивочный слой; 8 – слой тканевый; 9 – краска.

 

Теплоизоляционные материалы должны иметь малый объемный вес, p_{u .} Чем меньше p_{u ,} тем меньше вес изоляции и весовая нагрузка (судна) и, следовательно, тем больше его чистая грузоподъемность.

Теплоизоляционные материалы должен обладать пониженными значениями проницаемости, гигроскопичности и водопоглащения (чтобы уменьшать увлажнение изоляции).

Материал изоляции может увлажнятся как при непосредственном соприкосновении с капельной влагой, так и при проникновении водяного пара из окружающего воздуха внутрь материала в следствии диффузии. Движение водяного пара через стенку вызывается разностью его парциальных давлений. Водяной пар, всегда диффундирующий, с тепловой стороны на холодную может конденсироваться в охлажденных слоях изоляционной конструкции и таким путем вносить некоторое количество влаги. Поглощение влаги также увеличивает объемный вес материала (плотностью) p_u, способствует коррозии стали, находящейся под изоляцией, и гниению материала, что приводит к разрушению и значительному сокращению срока службы изоляционной конструкции.

Кроме того, изоляционный материал должен быть прочным, эластичным, биостойким, морозостойким, вибростойким, технологичным, недефицитным, должен обладать длительным сроком службы, не должен вызывать (или способствовать) коррозии материалов и требовать специального ухода.

В последнее время в судостроении обращается большое внимание на стоимость изоляционного материала. Этот критерий выбора изоляционного материала установлен, по влажности, с такими критериями как α_u и p_u. В целях пожарной безопасности должен быть трудносгораемым или самозатухающим.

В процессе эксплуатации изоляционный материал не должен выделять вредных веществ, а также придавать продуктам питания запах. Теплоизоляционные материалы должен не только не обладать запахом, но и быть не восприимчивым к запахам. В процессе монтажа материал не должен выделять пыли.

Токсикологические и санитарно-химические свойства изоляционных материалов, по существу являются основным параметром, ограничивающих возможность применения новых синтетических материалов (пенопластмасс). Некоторые изоляционные материалы имеют свои преимущества и недостатки и полностью не удовлетворяют перечисленным требованиям. Однако влияние недостатков может быть снижено или устранено созданием рациональных изоляционных конструкций.

Изоляционная конструкция должна восполнять недостатки качества изоляционные материала (механическую прочность, стойкость против грызунов и другое) и обеспечивать неизменность первоначальных свойств материала в условиях длительной эксплуатации. Для этого она должна быть надежно защищена от увлажнения. Чтобы предотвратить проникновение парообразной и капельной влаги внутрь изоляционного материала, его поверхность должна быть покрыта слоем паро- и водонепроницаемого материала или краски.

Основные характеристики современных изоляционных материалов приводятся в источники [3]. В таблице приведены значения коэффициентов теплопередачи изоляционных ограждений (в основном бортов) и изоляционные материалы, используемые на судах флота рыбной промышленности.

Различают слоистые, волокнистые, сыпучие и ячеистые газозаполненные материалы изоляционные материалы.

Слоистые материалы подразделяют на воздушно-пленочные и теплоотраждающие. Характерным примером воздушно-пленочных материалов является винидур, представляющий собой несколько упругих гофрированных полихлорвиниловых пленок толщиной 0,2мм, склеенных между собой. Гофры соседних слоев пленок взаимно перпендикулярны, что позволяет уменьшить площадь контактов между слоями. Винидур выпускают в виде плит различных размеров, из которых монтируют необходимый изолирующий слой ограждения. материал горюч и при горении выделяет вредные газы, что не удовлетворяет требованиям, предъявляемым к судовым изоляционным материалам.

Характерным примером теплоотражающего слоистого материала является альфоль, представляющий собой структуру из листов мятой алюминиевой фольги толщиной от 0,007 до 0,1 мм, разделенной воздушными прослойками. Зеркальная поверхность фольги отражает до 93-95%лучистой тепловой энергии. Несмотря на высокий коэффициент теплопроводности материала основы изоляции, наличие большого количества воздушных полостей с ухудшенным контактом слоев фольги между собой обеспечивает хорошие теплоизоляционные свойства материала.

При длительном воздействии влаги вызывает коррозию алюминиевой фольги, что ухудшает теплоизолирующие характеристики изоляции. Основные недостатки альфоля: малая прочность, возможность разрушения его грызунами.

Волокнистые материалы могут быть рассмотрены на примере минеральной, шлаковой и стеклянной ваты. Беспорядочное переплетение тонких волокон, полученных из минерального сырья, создает большое количество воздушных полостей, понижающих коэффициент теплопроводности теплоизоляционного материала. В связи с вредностью открытых волокнистых материалов для здоровья рабочих, эти материалы изготавливают в виде плит, упакованных в герметичные пакеты.

Волокнистые материалы имеют повышенную объемную массу и обладают значительным влагопоглощением.

Сыпучие материалы представляют собой бесформенную рыхлую массу с произвольным расположением частиц. Из этой группы материалов в судостроении применяют пробковую крошку для изоляции тех элементов изолирующего ограждения, где не возможно изоляция другими способами.

Ячеистые материалы представляют собой пористую структуру, образованную материалом основы и замкнутыми ячейками, заполненными газом. К этим материалам относятся весьма эффективные и перспективные группы пенопластмасс, а также применяемые в промышленности пеностекло, пенобетон и ряд других материалов, полученных вспениванием расправленных основ воздухом, углекислотой или азотом.

Образцы изоляционных материалов имеются на стенде в лаборатории кафедры холодильных компрессорных машин и установок.

Паро- и гидроизоляционные материалы.

Паро- и гидроизоляционные материалы имеют высокое сопротивление к проникновению пара, и не должны поглощать влагу, быть термоустойчивыми, т.е. должны сохранять приемлемые технологические свойства в рабочем диапазоне температур не иметь запаха.

В качестве материалов паро- и гидроизоляционных покрытий применяют битумы, битумные мастики, состоящие из битума с наполнителями (асбест, торф, песок, известь и др.), краски, шпаклевку, синтетические пленки, керамические плитки, рулонные и листовые материалы, пропитанные бумаги (пергамин, рубероид, гидрозол), а также безосновные листовые материалы, борулин, изол и брезол, изготавливаемые из нефтяных битумов с наполнителями.

 

Выбор изоляционной конструкции.

Тип изоляционной конструкции выбирают в каждом отдельном случае от назначения судна и помещения, применяемого теплоизоляционного материала, допускаемой весовой нагрузки судна, требуемой прочности конструкции, условий монтажа изоляции на борту судна, температуры окружающей среды в районе плавания судов, температуры и влажности воздуха внутри помещения и ряда других факторов.

Изоляционная конструкция должна удовлетворять предъявляемым к ней требованиям. Для значительного сокращения стоимости и времени монтажа изоляции при ее проектировании, необходимо стремится к тому, чтобы основные изоляционные работы проводились в цехе, а на судне выполнялось только приклеивание заготовок из плиточных материалов или укладывание и крепление пакетов из волокнистых материалов с минимальным объемом подгоночных работ.

Сравнительную экономическую оценку различных вариантов изоляционных конструкций при их выборе следует производить путем сопоставления следующих величин: коэффициентов теплопередачи -к; объемов -υ_f, весов-g_f и стоимостей-C_f .

υ_f= v_f/F [м³/м²]

g_f= C_f. /F [кгс/м²]

G_f= C_f. /F [руб/м²]

Соответствующие величины v_f (м²), C_f (кгс), G_f (руб.), рассчитанные для периодически повторяющегося участка изоляционной конструкции, необходимо относить к площади этого участка F (м²).

Наиболее экономичным является тот вариант изоляционной конструкции, который обладает наименьшими значениями к, V_{f ,} C_f, G_f.

Прежде чем рассчитать эти величины, следует в первом приближении назначить толщины изоляционных слоев.

 

Порядок выполнения работы.

1. По настоящим методическим указаниям изучить теоретический материал по данной теме.

2. По наглядным пособиям составить эскизы изоляционных конструкций и элементов.

3. По наглядным пособиям выбрать и описать наиболее перспективные материалы для изготовления горизонтальных и вертикальных ограждений, описать их основные характеристики.

Содержание отчета.

Отчет должен содержать: основные определения и классификацию изоляционных ограждений и их элементов.

1. Эскизы изоляционных ограждений.

2. Описание наиболее перспективных изоляционных материалов.

3. Выводы и рекомендации.

5. Рекомендуемая литература:

1.Богданов С. Н., Иванов О. П., Куприянова А. В. Холодильная техника свойства веществ. Справочник. -Л.: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1976.

2. Кан А. В., Матвеев В.И. Холодильное оборудование рыбопромышленного флота.- М.: Пищевая промышленность, 1974.

3. Константинов Л.И., Мельниченко Л.Г. Судовые холодильные установки.- М.: Пищевая промышленность,1978.

4. МРХ СССР Государственный приемно-конструкторский институт рыбопромыслового флота (ГИПРОРЫБФЛОТ) Холодильные установки судов флота рыбной промышленности СССР. информационно-справочные данные. - Л.,1981.

5. Нестеров Ю.Ф. Судовые холодильные установки.- М.: Транспорт,1982.

6. Нестеров Ю.Ф. Теория и расчеты судовой тепловой изоляции. Л.: Транспорт, 1973.

7. Петров Ю.С. Олейниченко В.Т., Гуркин А.А. Л.Г. Судовые холодильные установки и машины.- М.: Пищевая промышленность,1975.

8. Правила классификации и постройки морских судов. Регистр СССР.- Л.: Транспорт, 1970.

 

Лабораторная работа № 3.

Тема: изучение различных типов систем охлаждения.

1. Ознакомление с судовыми системами охлаждения. 2. Ознакомиться с организацией систем охлаждения и их обвязкой. Теоретическая часть:

Лабораторная работа № 4.

Тема: Изучение условных обозначений элементов схем холодильной установки.

1.Ознакомиться со схемой обвязки судовых холодильных установок (фреоновой одноступенчатой холодильной установкой, аммиачной двухступенчатой… 2.Получить навыки по составлению принципиальных схем холодильной установки и… Теоретическая часть:

Трубопроводы.

трубопровод хладагента   трубопровод хладоносителя

Арматура трубопроводов.

клапаны запорные: проходной, угловой и трехгранный  

Компрессоры и насосы.

насосы с постоянным направлением потока и регулируемой производ. насосы с реверсным потоком постоян.

Аппараты и сосуды.

выше и ниже атмосферного   аккумуляторы пневматические и

Примеры изображения аппаратов и машин

в системе холодильных установок.

 

 

компрессор одноцилиндровый

одноступенчатый с приводным

двигателем

компрессор винтовой с приводным

двигателем

компрессор ротационный с

приводным двигателем

компрессор центробежный с

приводным двигателем

 

компрессор и насос (общее

изображение)

 

конденсатор кожухотрубный

аммиачный с охлаждением

забортной воды

 

испаритель кожухотрубный

Аммиачный

 

промежуточный сосуд

аммиачный

 

 

расширительный бак системы

оттайки рассольной системы

 

Изображение принципиальной схемы холодильной установки. В связи с большим разнообразием схем холодильных установок нет возможности приводить каждую. Целесообразнее представить полную схему холодильной установки из более простых схем присоединения основных узлов, принципиально не отличающихся друг от друга в различных холодильных установках.

порядок выполнения работы:

Перед проведением лабораторной работы курсантам ознакомиться по настоящему методическому указанию и рекомендуемой литературе с теоретическим материалом по данной теме. Используя пример выполнения принципиальной схемы холодильной установки на базе агрегата АДС-25, находящийся в лаборатории кафедры ХКМУ и дать её описание.

 

Рис. 18. Схема циркуляции хладагента в одноступенчатой судовой холодиньной установке с винтовыми компрессорами.

Рис. 19. Схема циркуляции хладагента в судовой аммиачной холодильной установке с поршневыми компрессорами.

 

Содержание отчёта:

1.цель работы.

2. Номера и названия основных ГОСТов, контролирующих графическое исполнение элементов схем холодильных установок. Краткое изложение теоретической части.

3.Графическое изображение всех элементов холодильных установок.

4.Принципиальная схема аммиачной двухступенчатой холодильной установки агрегата АДС-25.

5 Выводы.

Рекомендуемая литература:

1. Константинов Л.И., Мельниченко Л.Г. Судовые холодильные установки.- М.: Пищевая промышленность,1978.

2. Константинов Л.И., Мельниченко Л.Г. Расчеты холодильных машин и установок.- М.: Агропромиздат, 1991.

3.Обозначения условные графические. Элементы и устройства машин и аппаратов химических производств. Общие обозначения. Гост2.793-79(ст 1985-79).

4.обозначения условные графические. Арматура трубопроводная ГОСТ 2.785-70

 

Лабораторная работа №5

Тема: Общие положения правил ТЭ СХУ. Проверка готовности оборудования и систем установки.

Ознакомиться с общими положениями правил технической эксплуатации СХУ, проверка готовности оборудования и систем установки. Теоретическая часть: 1.1 Общие положения правил ТЭ СХУ:

Лабораторная работа №6,7

Тема: Подготовка к пуску, пуск холодильной установки.

Остановка холодильной установки.

Ознакомиться с основными положениями подготовки к пуску, пуску и остановки холодильной установки. Теоретическая часть: 1. Подготовка к пуску:

Лабораторная работа № 8

Тема: Наблюдение за показаниями средств измерений. Признаки нормальной работы холодильной установки.

Ознакомиться с основными параметрами, наблюдаемыми с помощью средств измерений. Изучить признаки нормальной работы холодильной установки. Теоретическая часть: 1. Наблюдение за показаниями средств измерений

Лабораторная работа № 9

Тема: Испытания на плотность. Вакуумирование системы.

Ознакомиться с основными принципами испытания системы на плотность и ваккумирования системы. Теоретическая часть: 1. Испытания на плотность

Лабораторная работа № 10

Тема: Наполнение системы маслом. Наполнение системы хладагентом. Пробная работа.

Изучить основные принципы наполнения системы маслом и хладагентом. Ознакомиться с пробной работой установки. Теоретическая часть: 1. Наполнение системы маслом

Лабораторная работа №11.

Тема: Приготовление рассола и наполнение им системы.

Изучить основные положения приготовления рассола и наполнения им системы. Теоретическая часть: Приготовление рассола и наполнение им системы

Таблица 1

Ph
Окраска	Красная	Оранжевая	Желтая	Зелено-желтая

Продолжение Таблица 1

Ph
Окраска	Зеленая	Сине-зеленая	Сине-фиолетовая	Красно-фиолетовая

Таблица 2

Индикатор	Цвет при реакции
Кислой	Нейтральной	Щелочной
Фенолфталеин	Бесцветный	Красно-розоватый
Лакмус	Красный	Фиолетовый	Синий

11. Приготовление рассола для первоначального напол­нения системы производится, как правило, в специальных ба­ках достаточной вместимости, размещаемых на берегу около борта судна или на открытой палубе судна. Рассол для попол­нения системы, находящейся в эксплуатации, готовится в баках для приготовления рассола или баках-концентраторах, а при отсутствии их в составе установки — в отдельных баках, боч­ках.

Приготовление рассола производится в следующей после­довательности:

1) определить необходимую массу соли и воды, исходя из потребной массы рассола (с учетом имеющейся емкости для приготовления рассола) и требуемой его массовой концентра­ции

2) Залить в бак для приготовления рассола необходимое ко­личество чистой пресной воды и засыпать соль (перед загруз­кой в бак хлористый кальций при необходимости разбивается на мелкие куски);

3) тщательно перемешивая раствор, добиться полного рас­творения соли;

4) взять пробу рассола, довести его до температуры 15°С и замерить плотность ареометром (в случае отличия массовой концентрации от заданной добавить в раствор соль или воду);

5) определить рН рассола

6) добавляя ингибиторы, довести рН рассола до 7—8

7) дать рассолу отстояться не менее 5—6 ч, снять всплыв­шие загрязнения и пену, спустить отстой.

12. Наполнение системы рассолом производится в следу­ющей последовательности:

удалить воду из трубопроводов и аппаратов, оставшуюся в них после испытания и промывки системы (присутствие воды в системе создает возможность понижения массовой концент­рации рассола и образования ледяных пробок);

подать приготовленный рассол в систему при помощи штатного рассольного насоса с обязательным использованием предусмотренных в системе для пополнения рассола фильтров;

в случае приготовления рассола в отдельных (не входя­щих в состав рассольной системы судна) емкостях, рассол из них через временные (технологические) фильтры подается пре­дусмотренным для этой цели насосом (или самотеком, если это возможно) в судовой бак для приготовления рассола (бак-кон­центратор) или непосредственно в расширительный бак. Из бака для приготовления рассола или бака-концентратора рассол закачивается в систему штатным рассольным насосом.

В качестве фильтрующего материала для штатных и техно­логических фильтров при наполнении системы рассолом можно применять древесные стружки или кокс, размещаемые между двумя слоями хлопчатобумажной ткани;

обеспечить выход воздуха из системы, поочередно откры­вая воздушные краны и пробки на батареях, трубопроводах и аппаратах. Для полного удаления воздуха из Системы выпуск его следует продолжить также в период первоначальной работы установки;

сделать контрольную проверку массовой концентрации рассола в системе. Пробу для измерения плотности рассола бе­рут после предварительного перемешивания его в системе.

13. По окончании наполнения системы рассолом состав­ляется акт с указанием массы израсходованной соли, ее марки и сорта, общей массы приготовленного рассола и его плотно­сти. При пополнении рассолом системы холодильной установ­ки, находящейся в эксплуатации, те же данные фиксируются в вахтенном журнале холодильной установки.

14. При выполнении работ с рассолом необходимо на­девать головной убор, рукавицы, а также фартук (брезентовый или прорезиненный) и защитные очки. При приготовлении рас­сола необходима также защита органов дыхания. Курить на рабочем месте запрещается.

Лабораторная работа №12

Тема: Изучение различных типов приборов охлаждения.

1. Ознакомление с существующими типами приборов охлаждения. 2. Изучение способов изготовления батарей охлаждения и воздухоохладителей. … Порядок выполнения работы:

Лабораторная работа № 13,14

Тема: Удаление снеговой шубы с приборов охлаждения.

1.Ознакомление с существующими способами оттайки воздухоохладителей. 2.Ознакомление с принципами оттайки рассольных батарей. 3.Ознакомление с требованиями правил технической эксплуатации холодильных установок к удалению снеговой шубы с…

Лабораторная работа №15.

Тема: Манометры и датчики давления.

Ознакомление с существующими типами манометров и датчиков давления. Теоретическая часть: Основной единицей давления паскаль(Па) 1 Па=1Н/м. Находят применение и другие единицы: 1 кг·с/см²=98066,5 Па; 1…