1. POMOĆNI BRODSKI UREĐAJI 1.1. Osnove rada pumpi Svaka pumpa na brodu radi unutar nekog sustava. Kapljevina se usisava (iz mora, teretnih tankova, tankova goriva i maziva, kolaktora mora idr.), prolazi kroz usisni cjevovod i ulazi u pumpu. Pumpa povedava ukupnu mehaničku energiju kapljevine koja odlazi iz pumpe u tlačni cjevovod, te prema izlazu iz cjevovoda (iskrcajnom tanku tereta, dnevnom tanku goriva, natrag u more i sl.).
Radni dio pumpe sastoji se od dva dijela i to usisnog dijela (Hs) koji obavlja radnju usisa od najniţe razine tekućine do osovine pumpe i drugog dijela od osovine pumpe do najviše razine tlaĉne tekućine u spremištu (Ht). Zbroj usisne i tlaĉne visine daje nam ukupnu geodetsku visinu pod kojom pumpa radi (Hg). Hg = Hs + Ht Osim razlike visine pumpa mora svladati i razliku tlakova Dp = pt – ps i razliĉite otpore (h) koji se sastoje od otpora trenja u cijevima.
Zbroj geodetske visine, visine razlike tlaka (Hp), visine razlike kinetiĉkih energija (Hu) i visine otpora (Htr) naziva se manometarska visina (H) H = Hg + Hp + Hu + Htr Pri protjecanju tekućine kroz cjevovod pojavljuju se otpori koji ovise: - o duljini cjevovoda i o tome da li je cijev ravna, ili ima zavoja - o promjeru cjevovoda - o vrsti i koliĉini ugraĊene armature - o brzini protjecanja - o hrapavosti, tj. o kvaliteti i materijalu izraĊenog cjevovoda
Najveća usisna visina pumpe ovisi o temperaturi i gustoći tekućine. Pumpa moţe besprijekorno raditi samo ako se unutar pumpe ne pojavljuje para, tj. sve dok tlak ne padne ispod tlaka zasićenja. U praksi se ne moţe postići visina usisa veća od 5 –6, a u najpovoljnijem sluĉaju 8m. Kroz pumpu prolazi tekućina. Koliĉina koju pumpa usiše jednaka je tlaĉnoj. Osim usisnog tlaka pumpa posjeduje svoj tlak (tlaĉna visina) koji ovisi o predanoj energiji. protok tekućine : Q = A W (m3 / s) dobavna visina (visina energije) : W H m g
A = popreĉni presjek ;
W = srednja brzina tekućine
5.2. Pumpe (podjela, osnovne karakteristike i primjena na brodu Pumpe su radni strojevi pomoću kojih se fluidu dodaje energija radi njegovog transporta dobave na višu razinu, ili na viši tlak. Mehaniĉki rad koji se od pogonskog stroja predaje na pumpi pretvara se u potencijalnu i kinetiĉku energiju tekućine. Pumpe su hidrauliĉni strojevi, ali postoje i zraĉne pumpe (vakuumske pumpe) za odvoĊenje zraka i plinova iz kondenzatora ili cjevovoda. Pumpe na brodu moţemo podijeliti prema namjeni, visini dizanja, protoku tekućine, konstrukciji. Prema namjeni razlikujemo pumpe: - za rad glavnih porivnih strojeva, kotlova i kondenzatora - za sigurnost broda: kaljuţne, balastne i protupoţarne - za upravljanje brodom: pumpe kod hidrauliĉnih kormilarskih ureĊaja - za potrebe posade na brodu: pumpe pitke vode, tople vode, morske vode, pumpe sluţbe evaporatora... - za brodsku sluţbu: pumpe balastiranja broda, za pretakanje goriva i maziva - za sluţbu tereta: pumpe za ukrcaj i iskrcaj tekućeg tereta Prema visini dizanja razlikujemo: - pumpe koje diţu tekućinu na malu visinu: kaljuţne, balastne, rashladne - pumpe koje diţu tekućinu na velike visine: napojne, protupoţarne, pumpe tekućeg tereta Prema protoku tekućine pumpe dijelimo: - na pumpe za velike protoke: rashladne, balastne, tekućeg tereta - na pumpe za male protoke: napojne, pitke, tople i morske vode za brodske potrebe Prema konstrukciji pumpe dijelimo s obzirom na element koji pokreće tekućinu: - pumpe s linearno pokretnim elementom (stapne, klipne, membranske) - rotacijske pumpe (centrifugalne, vijĉane, zupĉane) _ mlazne pumpe (su ejektori kod kojih ne postoje pokretni dijelovi i pogonski stroj, već se koristi pogonski fluid koji tjera tekudinu, giba se i miješa s tekudinom – para, zrak, voda odgovarajudeg tlaka i brzine)
5.3. Turbopumpe - Dinamičke pumpe Radna komora dinamiĉke pumpe stalno je ispunjena tekućinom. Iz usisnog voda tekućina neprekidno ulazi u radnu komoru, preuzimajući energiju od radnog dijela pumpe (rotora) i neprekidno napušta komoru kroz tlaĉni vod. Prema naĉinu djelovanja dinamiĉke se pumpe mogu razvrstati u dvije glavne grupe: - centrifugalne pumpe (turbopumpe) - pumpe na principu posebnih hidrodinamičkih učinaka
Osnovni su djelovi centrifugalnih pumpi: pogonsko vratilo, koje se spaja s pogonskim motorom (11), brtvenica (6) koja spreĉava da kapljevina izlazi iz kuĉišta (statora) pumpe (2), u koju je smješten rotor s lopaticama pumpe (9). Tekućina dolazi kroz usisnu cijev (1) u kuĉište (2) i rotor (9). Rotor hvata lopaticama tekućinu i mijenja joj smijer iz aksijalnog u radijalni. Centrifugalna sila koja pritom nastaje uzrokuje gibanje tekućine od središta prema obodu rotora. Tekućina se od središta prema obodu giba povećanom brzinom, pa u središtu nastaje podtlak, te se usisava nova tekućina. Iz kuĉišta se tekućina potiskuje u tlaĉni cjevovod. Centrifugalna pumpa djeluje tako da se vrtnjom rotora s lopaticama tekućini daje velika brzina zbog koje tekućina na izlazu iz lopatica dobiva kinetiĉku energiju. Kapacitet ovisi o promjeru rotora i koliĉini tekućine u rotoru. Visina tlaka kod centrifugalnih pumpi ovisi o obliku lopatica, promjeru rotora i broju okretaja. Što je veći broj okretaja, veća je centrifugalna sila, tj. veća je brzina i snaga pumpe. NEDOSTATCI: - Ako centrifugalna pumpa nije napunjena vodom, onda ne moţe raditi tj. sisati tekućinu. Mora uvijek biti napunjena tekućinom bez zraka. S zrakom tj. plinom se zagrijava i dolazi do eksplozije. Zbog toga na tankerima u pumpama postoje termostati. Kad temperatura preĊe 100 oC, pumpa se automatski iskljuĉuje. Ukoliko nije montirana ispod razine tekućine, tada prije pogona mora biti napunjena tekućinom. Dobavna visina (H) jednog rotora je ograniĉena, pa se kod većih dobavnih visina stupnjevi pumpe moraju spojiti u seriju, tako da tekućina prolazi redom iz jednog rotora u slijedeći, pa se ukupni porast tlaka ostvaruje u nekoliko stupnjeva. Postoje dakle jednostupanjske i višestupanjske centrifugalne pumpe.
Kod višestupanjske centrifugalne pumpe u prvom stupnju usisna tekućina pritjeĉe iz usisnog cjevovoda prvom rotoru. Rotorske lopatice usisavaju tekućinu, zatim je povećanom brzinom istiskuju iz rotora prema obodu. Kada tekućina izaĊe iz prvog stupnja (rotora), skreće s njegova oboda i pritjeĉe ulazu u drugi rotor. U drugom rotoru opet se djelovanjem centrifugalne sile povećava tlak i brzina tekućine i ona se na isti naĉin usmjerava k idućem rotoru, te nakon zadnjeg rotora s povišenim tlakom protjeĉe u tlaĉnu cijev. Gubici u dinamiĉkoj pumpi jesu: - hidrauliĉki (trenje tekućine u lopaticama i kućištu pumpe) - volumetrijski (propuštanje tekućine izmeĊu rotora i statora) - mehaniĉki (trenje u leţajevima i brtvenicama) Na osnovi ovih gubitaka svaka pumpa ima svoj ukupni stupanj djelovanja koji obiĉno iznosi: - hp = 0,65 – 0,75 za visokotlaĉne pumpe - hp = 0,70 – 0,80 za srednjetlaĉne pumpe - hp = 0,75 – 0,85 za niskotlaĉne pumpe Za pogon pumpe potrebna je snaga: H jer : g priQ ĉemu P hp
P = snaga pumpe [W] Q = volumetarski protok [m3/s] hp = stupanj djelovanja pumpe [%] r = gustoća tekućine [kg/m3] g = ubrzanje sile teţe [m/s2]
Kada minimalni apsolutni tlak tekućine u nekoj toĉki padne na vrijednost tlaka isparavanja, u toj toĉki poĉinje isparavanje i stvaraju se mjehurići pare, tj dolazi do pojave KAVITACIJE. Kad kavitacijski mjehur dospije u podruĉje statiĉkih tlakova većih od tlaka isparavanja, tj kada u tekućini poraste tlak, mjehur pare trenutno kondenzira u obliku implozije (negativne eksplozije). Implozija kavitacijskih mjehura djeluje kao lokalni hidrauliĉki udar koji uzrokuje visoka lokalna opterećenja na vrlo maloj površini. Posljedica toga je ubrzana erozija materijala stijenke pumpe. Kavitacija se prepoznaje po jakom šumu pri radu pumpe, smanjenju protoka i naglim trzajima kazaljke tlaĉnog manometra.
5.4. Stapne (klipne) pumpe Ove pumpe pripadaju skupini volumetrijskih pumpi. Za promjenu volumena koristi se linearno gibanje stapa, ili klipa. Mehaniĉka energija pogona pretvara se u energiju tlaka fluida tako da se periodiĉki mijenja volumen radnog prostora, a transport fluida ostvaruje se periodiĉki. Prema naĉinu rada ove pumpe dijelimo: - na jednoradne, kod kojih se usis i tlaĉenje vrši samo s jedne strane stapa ili klipa
-
na dvoradne, kod kojih se usis i tlaĉenje vrši s obje strane stapa ili klipa na diferencijalne, kod kojih se usis vrši samo s jedne, a tlaĉenje s obje strane stapa ili klipa
Prostor u cilindru ovih pumpi sluţi za usisavanje i tlaĉenje tekućine. Pri linearnom gibanju stapa ili klipa u cilindru se stvara podtlak i nadtlak kojim se regulira otvaranje i zatvaranje ventila. Razlikujemo stap i klip. Ukoliko je promjer pokretnog cilindra pumpe većeg dijametra u odnosu na hod, naziva se stap, a ako je promjer pokretnog cilindra manjeg dijametra u odnosu na hod, naziva se klip.
Kada klip ide iz GMT u DMT stvara podtlak i usisava fluid. Kada je u DMT i ide u GMT zatvara se usisni ventil, a pod tlakom se otvara tlačni ventil i kretanje klipa izbacuje fluid.
Dvoradna stapna pumpa na brodu se ĉesto koristi kao kaljužna pumpa. Kod ovih pumpi protok je jednoličniji jer koristimo rad s obje strane stapa. Bolje su od jednoradnih stapnih pumpi, ali su vede, glomaznije.
Diferencijalna pumpa izvedena je kao dvoradna stapna pumpa s ventilom manje. Pri kretanju stapa prema gore otvara se usisni ventil (1) i tekudina ulazi u prostor ispod stapa. Istovremeno tekudina koja se nalazi iznad stapa izlazi kroz ventil (3) u potisni cjevovod. Za vrijeme hoda cilindra ventil (2) je zatvoren. Pri kretanju stapa prema dolje zatvara se ventil (1), a otvaraju se ventili (2) i (3) i dio tekudine usisava gornji dio stapa, a dio tekudine ide u potisni cjevovod.
Klipne pumpe ugraĊuju se u hidrauliĉni sustav na brodu, u kormilarske ureĊaje, dizalice i druge ureĊaje. Na brodu se primjenjuju za sustave kaljuţe, za dobavu i transfer goriva, kao napojne i hidrauliĉne. Kućište im je od lijevanog ţeljeza ili ĉelika, cilindri od lijevanog ţeljeza, stapovi i stapajice od bronce. - Najosjetljiviji je dio pumpe zaporni ureĊaj, odnosno ventili koji se izraĊuju od bronce. karakteristike: - mali broj okretaja - pogonjena elektromotorom, mora imati reduktor za smanjenje broja okretaja - samousisne, mogu stvarati vakuum ili podtlak - glomazne su i teške
5.4. Ostale (vijčane, zupčaste, lamelaste, mlazne) Mlazne pumpe Kao pogonsko sredstvo sluţi fluid pod tlakom. Od mlaznih pumpi na brodovima se primjenjuju injektori i ejektori. U pogonsku mlaznicu dovodi se pogonski fluid visokog tlaka. Fluid strujeći kroz mlaznicu zahvaća okolni fluid i predaje mu dio svoje kinetiĉke energije. Tako velikom brzinom strujanja stvara podtlak u usisnoj komori i usisava sekundarni fluid. U sapnici miješaju se pogonski i sekundarni fluid. Fluidi mlazne pumpe mogu biti kapljevine, pare i plinovi. Za ove pumpe upotrebljavaju se razni nazivi: ejektori, injektori, eduktori. Ejektori na brodu sluţe kao vakuum pumpe. Upotrebljavaju se za kondenzatore parnih postrojenja, isušivanje tankova tereta na tankerima... Injektori su se koristili na ratnim parnim brodovima.
Zupčaste pumpe Zupĉaste su pumpe rotacijske pumpe u kojima se kapljevina transportira kroz prostor što ga ĉine prostori meĊu zupcima zupčanika i kudišta pumpe. Sastoji se od kudišta i od dvaju ili
više zupĉanika, od kojih je jedan pogonski. Pri rotaciji zupĉanika napuni se prostor izmeĊu zubaca i kućišta tekućinom i ulaskom zubaca jednog zupĉanika u meĊuzublje drugog zupĉanika nastaje tlak u potisnom vodu. Volumenski stupanj djelovanja iznosi hv = 0,6 – 0,7. Na brodu se upotrebljavaju za ulje ili gorivo. Kućište se izraĊuje od lijevanog ţeljeza, a zupĉanici i osovina od ĉelika. Tekućina u zupĉastim pumpama mora biti potpuno ĉista, jer bi neĉistoća oštetila zupĉanike. Zato se ispred pumpe uvijek ugraĊuje filter za otklanjanje mehaniĉkih neĉistoća iz tekućine.
Vijčana pumpa Sastoji se od jednog ili više spiralnih vijaka, pravokutnog ili okruglog navoja, u kojima se tekućina zahvaća i potiskuje u smijeru kretanja spirale. Prema smijeru strujanja tekućine kroz pumpu razlikujemo: - jednovijĉana jednostrujna pumpa (na brodu se koristi kao pumpa kaljuţnog separatora u strojarnici) - dvovijĉana jednostrujna pumpa (koristi se za transport nafte i ulja u strojarnici) - trovijĉana dvostrujna pumpa (koristi se na brodu kao pumpa tereta) - Zauzimaju manji prostor, vrlo su jednostavne i pouzdane u radu, gibanje tekućine je ravnomjerno, kontinuirano, pa su gubitci kroz pumpu vrlo mali. - UgraĊuju se horizontalno, koso i okomito, a radni tlak im iznosi i preko 200 bara pri 2800 o/min
5.4. Centrifugalna pumpa sa zračnim ejektorom Dinamiĉke pumpe nisu samous. Za normalan rad usisni cjevovod i kućište pumpe moraju biti napunjeni tekućinom. Brodske pumpe koje su smještene ispod lake vodene linije i imaju direktnu vezu s morem uvijek su naplavljene. Pumpe kaljuţe, te protupoţarne pumpe, koje nisu naplavljene tekućinom, izvode se sa samousisnim ureĊajem koji moţe biti sastavni dio pumpe, ili neovisan o pumpi. Sustav se sastoji od cijevi, pumpe i ejektora koji radi na komprimirani zrak, elektriĉne tlaĉne sklopke, te magnetskog ventila koji propušta zrak za rad ejektora.
Kada padne tlak na tlaĉnoj strani pumpe, tlaĉni prekidaĉ (2) ukljuĉi magnetski ventil (6), koji se otvori i propusti komprimirani zrak u ejektor (5). Protok komprimiranog zraka preko cijevi (4) otvara pneumatski ventil (8) a strujanjem komprimiranog zraka kroz ejektor stvara se podtlak u cijevi (7) i kućištu pumpe (1). Kada se usisna cijev i kućište napune tekućinom, djelovanjem stvorenog podtlaka, pumpa poĉinje normalno raditi. Na tlaĉnom cjevovodu poveća se tlak i preko tlaĉne sklopke (2) zatvara magnetski ventil (6) i dotok zraka u ejektor (5). Zbog mogućnosti kvara magnetskog ventila i tlaĉne sklopke ugraĊena je vremenska sklopka kao zaštita.
Automatski ejektorski uređaj centrifugalne pumpe - Ejektori mogu imeti funkciju kod kaljuţe, isisavanja iz tankova tereta i kod centrifugalnih pumpi za ĉiji rad je potrebno da budu uvijek pune tekućine.
UPRAVLJAĈKI ORMARIĆ
TLACNA SKLOPKA
EJEKTOR
MOTOR PUMPE
- Ukoliko u pumpu doĊe zrak, na tlaĉnoj strani pumpe stvara se podtlak koji ukljuĉuje tlaĉnu sklopku. - Tlaĉna sklopka daje impuls u upravljaĉki ormarić koji upravlja ejektorom - Ejektor iz pumpe isiše sav zrak i kroz pumpu ponovo poteĉe fluid, te na tlaĉnoj strani daje veći tlak koji iskljuĉuje tlaĉnu sklopku, te se potom iskljuĉuje i ejektor - Ovo iskljuĉivanje moţe se vršiti i pomoću ventila na plovak ( na usisnoj strani)
PUMPA
5.4. Kompresori (osnove rada, podjele, primjena na brodu) Kompresori su toplinski radni strojevi koji zrak, plin ili paru stlaĉivanjem prevode iz jednog energetskog stanja u drugo, energetski vrijednije stanje (pri višem tlaku), trošeći energiju dobivenu od elektromotora, motora s unutarnjim izgaranjem i sl. Veliĉine koje utvrĊuju energetsko stanje plina jesu tlak, temperatura i volumen. Kompresija plina moţe se postići: - volumetrjskim princpom - karakterizira ga periodična pulsirajuda dobava komprimiranog plina (klipni kompresori) - dinamičkim principom – karakteristika mu je neprekidna dobava i postojano strujanje plina kroz kompresor (turbokompresori)
Prema postignutom tlaku razlikujemo: - vakuumski kompresori (usisavaju plin iz prostora znatno niţeg tlaka od okolišnog) - puhaljke (usisavaju plin okolišnog tlaka i komprimiraju ga najviše do 5 bara) - kompresori niskog tlaka (komprimiraju plinove do 10 bara) - kompresori srednjeg tlaka (komprimiraju plin do oko 100 bara) - kompresori visokog tlaka (postiţu tlak i do 500 bara) - superkompresori (postiţu ekstremno visoke tlakove iznad 1000 bara) Kompresori se na brodu primjenjuju - za dobivanje zraka pod tlakom , koji nam sluţi za upućivanje strojeva - za automatiku broda, za pogon pneumatskih alata - za brodsku sirenu - za rashladnu tehniku tereta, provijanta i klime
Kompresore se moţe podijeliti - prema konstrukciji: stapni, turbokompresori, rotacijski kompresori i ventilatori - prema naĉinu rada: jednoradni, dvoradni, jednostupanjski, višestupanjski - prema hlaĊenju: hlaĊeni vodom, hlaĊeni zrakom, nehlaĊeni Stapni kompresori su kompresori koji se najĉešće upotrebljavaju na brodu i to za dobavu zraka za upućivanje motora i u rashladnoj tehnici. To su strojevi koji kretanjem stapa unutar cilindra dobavljaju plinove iz prostora niţeg tlaka u prostor višeg tlaka. Sastoje se od stapa, usisnog i tlaĉnog ventila. Podmazivanje je tlaĉno i cirkulacijsko pomoću privješene zupĉaste ili vijĉane pumpe. Turbokompresori su toplinski radni strojevi koji mehaniĉku energiju dobivenu od pogonskog stroja pretvaraju u potencijalnu energiju plina ili zraka. - prednosti su im što postiţu velike brojeve okretaja, nemaju usisnotlaĉnih ventila, rade tiho, bez udaraca i lako se odrţavaju. Broj okretaja im je 1500 – 3000 o/min. - problemi s ovim kompresorima su što im rotor mora biti izbalansiran,jer bi i najmanja razlika u raspodjeli masa kod velikog broja okretaja mogla proizvesti kritiĉne vibracije koje bi uništile kompresor. Broj lopatica statora jednak je broju lopatica rotora. Skrene li kolo rotora struju plina tako da na njegovom izlazu struja ima okomit, radijalan smijer s obzirom na osovinu rotora, turbokompresor je radijalan. Ako struja plina i nakon napuštanja kola rotora struji paralelno s osovinom rijeĉ je o aksijalnom turbokompresoru. Široka je primjena turbokompresora na brodu i to za dobavu zraka plinskih turbina, za ispiranje i prednabijanje cilindara dizelskih motora, kod transporta žitarica, kod parnih kotlova i dr.
Rotacijski kompresori U rotacijske kompresore spadaju kompresori kod kojih stap izvodi rotacijsko kretanje, kao što su: - kompresori s lamelama - kompresori s ekscentriĉnim rotorom - rotori raznih profila - vijĉani kompresori Kontrola rada kompresora moţe biti automatska i ruĉna.
5.4. Ventilatori (osnove rada, podjele, primjena na brodu) Ventilatori na brodovima sluţe za dobavljanje svjeţeg zraka ili isisavanje neĉistog zraka. Koriste se za: - ostvarenje prisilne cirkulacije zraka u stambenim i sluţbenim prostorijama - dobavu zraka za rad dizelskih motora i kotlova - sniţavanje temperature u strojarskim i kotlovskim prostorijama - odvoĊenje štetnih, eksplozivnih, zapaljivih plinova iz prostora za teret Prema principu rada ventilatori se dijele na: - centrifugalne (radijalne) - propelerske (aksijalne) Ovisno o tipu ventilacije ventilatori se dijele na: - usisne - tlaĉne - cirkulacijske Zavisno o tlaku kojeg daju, ventilatori mogu biti: - niskog tlaka (do 1100 Pa) - srednjeg tlaka (od 1100 do 2500 Pa) - visokog tlaka (više od 2500 Pa)
Pogon brodskih ventilatora izvodi se najĉešće pomoću elektromotora. - Ventilator se sastoji od lopatica, kućišta i rotora Centrifugalni ventilatori koriste se za dobavu zraka pod svim mogućim uvjetima. - Zrak se usisava kroz otvor koji je u centralnom dijelu kućišta i usmjerava se na lopatice rotora. One potiskuju zrak u spiralno kućište. Pod djelovanjem centrifugalne sile ovaj zrak teţi prema obodu , stvarajući veći tlak u izlaznom otvoru. Aksijalni ventilatori obiĉno se koriste tamo gdje je potreban veliki protok zraka pri relativno niskim tlakovima. Kapacitet aksijalnih ventilatora velikih snaga moţe se regulirati zakretanjem krila propelera. - Aksijalni ventilatori sigurniji su od centrifugalnih Aksijalni ventilator neće povećati broj okretaja ako se strujanje zraka prekine ili smanji. Centrifugalni de ventilatori u tim uvjetima osjetno povedati broj okretaja
Aksijalni ventilatori konstrukcijski su većih dimenzija i mase Aksijalni ventilatori, za razliku od centrifugalnih ne utjeĉu jedan na drugog kad rade pod razliĉitim
-
opteredenjem i tlače u isti prostor.
Snaga ventilatora :
P=Qp
Q = protok zraka ; p = ukupno povećanje tlaka
Efektivna snaga za pogon ventilatora : h = stupanj djelovanja ventilatora (0,3 – 0,8)
Pe
P
h
5.4. Separatori teškog goriva, lakog dizel goriva i ulja za podmazivanje - Sustav separatora goriva i ulja Separator teškog goriva proĉišćava gorivo iz taloţnog ili dnevnog tanka (recirkulacija) i tlaĉi u dnevni tank. Separator ulja proĉišćava ulje za podmazivanje i hlaĊenje u recirkulaciji iz sabirnog u sabirni tank i mora biti uvijek u pogonu. Separator dizel goriva proĉišćava gorivo iz taloţnog u dnevni tank dizel goriva. Separator se upućuje s lokalnog panela kako slijedi: 1. ukljuĉiti grijaĉ, tj. otvoriti ventile pare na grijaĉu 2. postaviti ulazni ventil ulja ili goriva u separator na poziciju ˝zatvoren˝ 3. provjeriti da li ima dovoljno vode u radnom tanku i ako treba nadopuniti je pomoću nadolijevnog ventila 4. provjeriti da li temperatura goriva ili ulja na izlazu iz zagrijaĉa ima radnu veliĉinu 5. uputiti separator i kontrolirati da li se je nakon dvije minute broj okretaja separatora ustalio - gorivo ili ulje cirkulira kroz zagrijaĉ pomoću pumpe privješene na separatoru Kada je gorivo ili ulje dostiglo radnu temperaturu, a separator radni broj okretaja, separator se moţe uključiti u radni proces
Separatori su osposobljeni i za automatski rad. Poslije svakog ispiranja separatora bubanj mora biti ĉist. Ako se blato nakupi iznad gornje granice u bubnju, uništava se vodena brtva. Zbog toga se separator mora redovito ispirati prije nego se nakupi prevelika količina taloga u bubnju. Kada temperatura ulaznog goriva ili ulja padne na donju kritičnu točku, separator de se zaustaviti zbog preopteredenja (inače bi došlo do uništenja vodene brtve). Zbog stalne potrošnje radne vode tank se mora ručno nadopunjavati.
Radna temperatura separiranja je: - teške nafte 90 – 98oC - mazivog ulja 80 – 85oC - dizel goriva 40 – 60o C
SUSTAV SEPARATORA GORIVA I ULJA
TOPLA NAPOJNA TANK NAPOJNE VODE
(POTROŠAĈI) REG TEMP BY PASS RADNI VENTIL
GRIJAC
U TALOŢNI ILI DNEVNI TANK
TALOG, BLATO
IZ TALOŢNOG ILI DNEVNOG TANKA U BLATNI TANK
NAPOJNI VENTIL
SEPARATOR ULJA ZA PODMAZIVANJE
GRIJAĈ
ULAZ TOPLE VODE ULAZ TOPLE
VIDOKAZNO STAKLO
ULAZ U SEPARATOR
PUMPA ZA PODMAZIVANJE GL. MOTORA
IZLAZ TALOGA IZLAZ VODE U KALJUŢNI TANK
IZ GLAVNOG MOTORA
FILTER SABIRNI TANK
ĈISTO ULJE
U separatoru se odvaja samo voda. Separator moţe raditi samo ako mu uvijek dotiĉe ista koliĉina ulja, stoga se ruĉno pomoću ventila kontrolira koliĉina protoka koja ovisi o temperaturi koju imamo u zagrijaĉu ulja. Tada separator radi ispravno. Cijelokupno ulje iz sustava se mora u 24 sata separirati 1,5 – 2 puta, a ako su ulja aditivna , separacija se mora izvršiti 4 – 5 puta. Ulja dijelimo na: -
mineralna (voda iz ulja se u separatoru uspješno odvaja) deterdţentna (prodorom vode u ulje nastaje emulzija koja se ne moţe separirati)
Na brodu se koriste mineralna ulja.
Na slici je prikazan bubanj samoĉistilac posebno izrađen za primjenu na brodovima za pročišdavanje i odstranjivanje vode. Bubanj samočistilac ima slog tanjura. Može se koristitikao čistilac (purifikator) ili bistrilac (klarifikator), ovisno o namjeni. Talog i krute tvari se izbacuju iz bubnja pri radu, pri punoj brzini vrtnje čistioca. Za izbacivanje taloga u dovodnom cjevovodu vode za upravljanje ugrađuje se kuglasti ventil kojim se upravlja ručno, ili automatski elektromagnetski ventil, koji se otvara približno svakih 8 – 10 sekundi. Bubanj ima slog tanjura koji mu omoguduju savršeno odjeljivanje ulja od vode i odstranjivanje krutih čestica.
Sustavi pročišćavanja Proĉišćavanje lakih goriva vrši se u jednom stupnju tj. u purifikatoru, a proĉišćavanje teških goriva moţe se vršiti u jednom ili u dva stupnja. U prvom stupnju u purifikatoru, odstranjuju se glavni dijelovi nečistode i vode. U drugom tzv. sigurnosnom stupnju, u klarifikatoru odstranjuje se ostatak nečistode. U novijim separatorima samočistiocima proces pročišdavanja teških goriva vrši se u jednom stupnju.
Na slici je prikazan bubanj separatora za proĉišćavanje teškog goriva u dva stupnja i u jednom stupnju. Ĉista mineralna ulja, ako u njima ima vode, proĉišćavaju se uvijek u centrifugalnom ĉistiocu s bubnjem purifikatorom. U komori izgaranja dizel motora u izvjesnim okolnostima može se stvarati sumporna kiselina, koja dođe li u dodir sa sustavom ulja može izazvati štete (npr. korozija određenih dijelova dizel motora). Da se to izbjegne, ulje se u bubnju čistioca pere toplom vodom. Ako se za to koriste deterdžentna ulja, pranje se smije vršiti samo prema uputama proizvođača ulja, jer ona sadrže dodatke koji se mogu u vodi rastvarati, ili pak s vodom mogu stvarati štetnu emulziju. Ako je i potrebno prati ulje vodom uvijek treba koristiti bubanj čistilac – purifikator.
Pročišćavanje ulja za podmazivanje Ulje za podmazivanje dizel motora izloţeno je oneĉišćenju od metalnih i ugljenih ĉestica, hrĊe iproizvoda oksidacije asfalta, te u njemu ima vode koja nastaje kao kondenzat, ili zbog propuštanja iz rashladnog sustava. Teška goriva koja se upotrebljavaju za rad dizel motora u pravilu izazivaju oneĉišćenje, jer odreĊene koliĉine kiselina nastalih tijekom izgaranja u cilindru dospiju u karter motora i pomiješaju se sa uljem. Sva navedena oneĉišćenja izazivaju trošenje okretljivih dijelova dizel motora. Zbog toga je vaţno neĉistoću stalno odstranjivati, što se uĉinkovito obavlja u centrifugalnom ĉistiocu. Proĉišćavanje ulja za podmazivanje i hlaĊenje stapa dizel motora moţe se vršiti na dva naĉina: - mimovodni način (by – pass), gdje se kroz centrifugalni čistilac provodi samo dio količine ulja koja je u protoku - pročišdavanje s punim protokom kroz centrifugalni čistilac
5.10. Automatizacija rada suvremenih separatora (teškog goriva i ulja za podmazivanje Automatski rad separatora goriva FUNKCIJE: 1. optimalan rad separatora - gubitci prilikom izbacivanja taloga moraju biti što manji - vrijeme između dva izbacivanja taloga treba biti što duže, a da ne dođe do skrudivanja taloga na obodu bubnja
2. ušteda na eksploatacijskim troškovima produljenjem rada separatora izmeĊu dva redovna ĉišćenja 3. sigurnosna zaštita od velikih vibracija
PRINCIP RADA: - neĉisto gorivo se kontinuirano dovodi u separator (ĉak i pri izbacivanju taloga) - ĉisto gorivo kontinuirano izlazi -
separirana voda i mehaničke nečistode skupljaju se na obodu bubnja i granična ploha se pomiče prema unutrašnjosti
-
ako u ĉistom gorivu ima puno vode to je znak slabe separacije, te treba ispustiti vodu i talog
FUNKCIJE AUTOMATSKOG UPRAVLJANJA UREĐAJA SEPARATORA: a) regulacija temperature separiranog medija (alarm niske i visoke temperature) b) slab protok ĉistog medija (slijedi alarm) c) nema signala o poĉetku izbacivanja taloga (alarm) d) vibracije pri radu (alarm) Kontrola rada separatora Kontrola rada separatora je dio Power Chief-a i ukljuĉuje automatsku kontrolu rada separatora. Vremenski razmak izmeĊu dva ispiranja separatora moţe se odrediti i regulirati za svaki separator posebno. Upućivanje separatora Separator se upućuje i zaustavlja s lokalne ploĉe gdje se moţe odabrati da li će rad separatora biti automatski ili ruĉno kontroliran Prebacivanje s ručnog na automatski rad separatora Separator se ispire – proĉišćava u odreĊenim intervalima prema preporukama proizvoĊaĉa ili prema radnim uvjetima. Ako je separator zaustavljen pri automatskoj kontroli rada, već je izvršen prvi dio procesa ispiranja i bubanj ostaje otvoren i spreman za slijedeće operacije, te ima dovoljno rotacionog momenta inercije za izvršavanje ovog kratkog proĉišćavanja. Prebacivanje s automatskog na ručni rad separatora Proces ispiranja momentalno se prekida. Prekinuta je elektriĉna veza s kontrolnim relejima i alarmi su poništeni, a funkcije kontrole ili regulacije nisu izvršene
5.4. Kormilarski uređaj Kormilarski ureĊaj mora udovoljiti zahtjevima koji se odnose na upravljanje brodom. Pod time se podrazumijeva: - stabilnost smijera voţnje (sposobnost dobrog odrţavanja ţeljenog smijera) - sposobnost okretanja (osobina kormila da sluša, a brod da napravi što manji krug okreta) - osjetljivost ureĊaja (sposobnost ureĊaja da brzo promijeni ţeljeni smijer) Propisi klasifikacijskih društava zahtijevaju da svi brodovi budu opremljeni nezavisnim glavnim i pomoćnim kormilarskim ureĊajem. hidraulički kormilarski uređaj
Ruĉnim kormilom s upravljaĉkog mjesta (6) pokreće se rotacijska klipna pumpa , koja se nalazi u upravljaĉkom stalku (6), a sluţi kao davaĉ telemotora. Prema smijeru okretanja kormilarskog stroja tj. pumpe – davaĉa pokreće se klip primaĉa telemotora u jednom ili drugom smijeru. Time se preko sklopa poluga podešava kapacitet rotacijske klipne pumpe (10) hidrauliĉkog kormilarskog stroja. Ako pri preopterećenju prekotlaĉni ventil (3) propusti tekućinu i kormilo zauzme neki neţeljeni poloţaj, pumpa se pomoću poluga opet postavi u poloţaj dobave i avtomatski vraća kormilo u poĉetni poloţaj. Stvarni poloţaj kormila moţe se oĉitati pomoću elektriĉnog indikatora(4) na mostu povezanog izravno s osovinom kormila. Ţiropilot je obiĉno izveden kao elektriĉno daljinsko upravljanje UreĊaj ţiro – pilota omogućava dvije vrste elektriĉnog daljinskog upravljanja: - ruĉno elektriĉno upravljanje s mosta - automatsko upravljanje pomoću ţiro – kompasa
Rotacijski kormilarski uređaji U novije vrijeme poĉeli su se graditi hidrauliĉki kormilarski ureĊaji s rotacijskim krilima kako je prikazano na slici. Vidljivo je da ovakav stroj zauzima vrlo malo prostora. Kod ove je izvedbe na osovinu kormila priĉvršćen rotor s tri krilca koja se pod pritiskom tekućine okreću u. kućištu s tri komore Kada prijemnik impulsa pomakne motku za upravljanje dobave pumpe s promjenljivim stapajem, poĉinje u lijevi ili desni dio svake komore ulaziti tekućina pod tlakom – ovisno o potrebnom smijeru otklona kormila – i pritiskati na krilca rotora, te tako zakretati kormilo.
5.12. Rashladni uređaji (primjena na brodu, osnove rada parnih kompresorskih rashladnih uređaja) Danas brodovi transportiraju izmeĊu ostalog i velike koliĉine tereta koji tijekom prijevoza mora biti podvrgnut procesima hlaĊenja ili zamrzavanja. Svi brodovi imaju ugraĊen rashladni ureĊaj za oĉuvanje ţiveţnih namirnica neophodnih za boravak posade i putnika na brodu. Trajnost prehrambenih proizvoda na brodu ograniĉena je uslijed: - fizikalnih promjena (isparavanje vode, gubitak arome ili okusa) - kemijskih i biokemijskih promjena (proces sazrijevanja, hidrolize, vrenja i oksidacije) - djelovanja mikroorganizama (gljivica, bakterija, kvasca i dr.)
Sve se ove negativne promjene usporavaju i sprijeĉavaju niskom temperaturom i dobro izabranom relativnom vlaţnošću, te ravnomjernim strujanjem rashladnog zraka. Za ugodniji boravak u prostorijama koriste se ureĊaji za klimatizaciju zraka. Za prijevoz ukapljenih plinova (LNG,LPG) grade se specijalni brodovi koji teret prevoze pod tlakom uz odgovarajuću termiĉku izolaciju spremnika tereta. Rashladne sustave na brodovima moţemo podijeliti na: a) rashladni sustav za brodsko skladištenje ţiveţnih namirnica (provijant) b) rashladni sustav za hlaĊenje i odrţavanje tereta na potrebnoj temperaturi c) rashladni sustav za ukapljivanje plinova d) sustav klimatizacije e) rashladni ureĊaji za oĉuvanje sredstava za gašenje poţara sa CO 2 Veliĉina i tip rashladnog sustava na brodu ovise o veliĉini i vrsti broda.
U rashladnim skladištima i u skladištima ţiveţnih namirnica javljaju se dugi cjevovodi od isparivaĉa do kompresora. Iako je cjevovod izoliran, zbog njegove dužine dolazi do hlađenja plina iz suho zasidenog stanja u zasideno stanje. Da tekudina rashladnog medija ne bi dospjela u kompresor gdje može izazvati hidraulički udar, u usisnom vodu ispred kompresora , a u cjevovodu ispred regulacijskog ventila, ugrađuje se pothlađivač. Na slici je shematski prikazan takav sustav.
Kaskadno – parni kompresijski rashladni uređaji Brodovi za prijevoz ukapljenih plinova opremljeni su rashladnim sustavom za ukapljivanje plina na vrlo niskim temperaturama, niţim od – 70oC. Za ovako niske temperature vrlo su povoljni kaskadni rashladni ureĊaji koji mogu biti višestupanjski. Na slici je shematski prikazan kaskadni rashladni ureĊaj s dva kompresora.
Para stanja 1 usisava se u kompresor (LK2) i adijabatski tlaĉi (od toĉke 1 do toĉke 2) i pri stanju2 ulazi u kondenzator – isparivaĉ gdje se ohladi i kondenzira (od toĉke 2 do 4) predajući svu toplinu kondenzacije isparivaĉu prvog sustava koji je u sprezi s drugim sustavom. Ekspanzijskim ventilom (RV2) prigušuje se tekući radni medij (od toĉke 4 do toĉke 5). U isparivaĉu se postiţe niska temperatura isparavanja (od toĉke 5 do toĉke 1), te se tako oduzima toplina (Qo) za potrebe rashlade. U gornjoj kaskadi ciklus radi na višoj temperaturnoj razini. Paru radnog medija pri stanju 6 kompresor L K1 usisava, te usisani plin tlaĉi (od toĉke 6 do toĉke 7) i u stanju 7 s odreĊenim i temperaturom dovodi u kondenzator, gdje se para kondenzira i pothlaĊuje (od toĉke 7 do toĉke 10). PothlaĊeni tekući medij stanja 10 prigušuje se u regulacijskom ventilu (RV) do stanja 11 i onda ulazi u isparivaĉ – kondenzator. U isparivaĉu gornje kaskade isparava rashladni medij oduzimajući toplinu plinovito – tekućem rashladnom mediju donje kaskade (isparivač – kondenzator). Zbog sprezanja, temperatura isparavanja gornje kaskade za nekoliko je stupnjeva niža od temperature kondenzacije donje kaskade.
5.13. Automatski rad rashladnog uređaja provijanta Za skladištenje svjeţe hrane na brodu predviĊeni su specijalni rashladni prostori i sustavi. Ovakva postrojenja nisu u principu konstruirana za rashlaĊivanje ili zamrzavanje velikih koliĉina robe, već za skladištenje ved rashlađene ili zamrznute robe. Njihova je namjena da za određeno vrijeme očuvaju kvalitet proizvoda i nazivaju se Provijanti.
Na tlaĉnoj strani kompresora nalazi se manotermometar za oĉitavanje tlaka i temperature na izlazu rashladnog fluida iz kompresora. Visokotlačni presostat ugrađen na cjevovodu manometra štiti kompresor od povedanog tlaka u sustavu. U sklopu kompresora ugrađen je odvajač ulja kojem je namjena izdvajati što više ulja iz toplog rashladnog medija na izlazu iz kompresora. U kondenzatoru se stlačeni plin hladi i ukapljuje rashladnom morskom vodom. Na cjevovodu morske vode ugrađen je regulacijski ventil kojim se regulira protok vode kroz kondenzator. Prolaskom kroz razna klimatska područja, temperatura mora je promjenljiva, Što bi negativno utjecalo na rad rashladnog sustava kad ne bi bilo ragulacijskog ventila. Iz kondenzatora kapljevina odlazi u spremnik tekudeg rashladnog medija. Kondenzator i spremnik zaštideni su sigurnosnim ventilima reguliranim na tlak 10% vedi od radnog. Iz spremnika medij prolazi kroz sušilac zbog odstranjivanja eventualne vlage. Na daljnjem putu tekudi medij prolazi kroz pokazivač protoka i izmjenjivač topline (pothlađivač), koji pregrijava plin koji ide prema kompresoru i pothlađuje kapljevinu koja ide prema isparivačima. Tekudi medij dalje se krede preko filtera u magnetski ventil koji je upravljan termostatom, u ekspanzijski ventil i zatim u isparivač. U slučaju kvara magnetskog ventila ili ekspanzijskog ventila, postoji zaobilazna (by-pass) mogudnost rada sustava s ručnim ekspanzijskim ventilom. Svaki magnetski ventil upravljan je termostatom (ts) odgovarajude rashladne prostorije. U isparivaču medij ispari oduzimajudi toplinu okolini. kada se u rashladnim prostorijama postigne odgovarajuda (minimalna) temperatura termostat prekida dovod struje magnetskom ventilu, čime se zatvara protok rashladnog medija, tlak na ulazu u kompresor pada, a povedava se na tlačnoj strani kompresora. Presostat niskog tlaka koji se nalazi na usisnoj strani kompresora prekida dovod napajanja pogonskom elektromotoru kompresora.
a se
ĉki
u se
šta
uje
bi
ne.
im
ije
lina
m,
ra.
