Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Балластная и осушительная системы относятся к группе трюмных систем судна. Балластная система обеспечивает приём, перекачку и удаление водяного балласта для регулирования посадки (осадки, крена, дифферента) и остойчивости судна. Осушительная система предназначена для повседневного удаления воды, скапливающейся в нижних частях корпуса при нормальной эксплуатации. Обе системы проектируются в соответствии с Правилами Российского морского регистра судоходства (РМРС), Правилами Российского Речного Регистра (РРР), требованиями СОЛАС (SOLAS) и Конвенцией BWM 2004.
Балластная система служит для придания судну необходимых мореходных и эксплуатационных качеств путём изменения осадки, крена и дифферента. Основные задачи балластировки:
-- обеспечение требуемой осадки порожнего судна для безопасного плавания (заглубление винта, остойчивость);
-- компенсация расхода топлива, пресной воды и расходных материалов в рейсе;
-- выравнивание крена и дифферента при неравномерной загрузке;
-- обеспечение остойчивости при операциях с грузом (загрузка/разгрузка).
Балластная система состоит из: балластных цистерн (отсеков); насосов для приёма и откачки балласта; трубопроводов с арматурой (клапаны, клапанные коробки, кингстоны); измерительных труб (или электронных датчиков уровня); воздушных труб для сообщения цистерн с атмосферой.
Балласт принимают в специально предназначенные отсеки: цистерны двойного дна, диптанки (бортовые цистерны), форпик, ахтерпик, подпалубные цистерны. Балластные цистерны стремятся располагать как можно ниже -- это повышает остойчивость и облегчает заполнение самотёком (при расположении ниже ватерлинии).
На танкерах, в соответствии с требованиями Конвенции МАРПОЛ 73/78 (Приложение I), балластировка грузовых танков запрещена. Для этого должна предусматриваться система изолированного балласта (Segregated Ballast Tanks -- SBT), полностью отделённая от грузовой и топливной систем. Цистерны SBT имеют собственные трубопроводы, насосы и арматуру, исключающие контакт балластной воды с нефтегрузом.
Согласно Правилам Регистра, балластная система должна обслуживаться не менее чем одним насосом. В качестве балластного допускается использовать насосы общесудового назначения: осушительный, пожарный или резервный насос охлаждающей воды -- при условии достаточной подачи.
Производительность балластных насосов рассчитывается из условия откачки полного объёма балласта за 4--10 часов (в зависимости от типа и размеров судна). На танкерах время балластировки/дебалластировки увязывается с временем грузовых операций.
В балластном трубопроводе применяют: днищевые кингстоны для приёма забортной воды; невозвратно-запорные клапаны на приёмных отростках цистерн; клапанные коробки для управления потоками; отливные клапаны на выходе за борт. Материалы арматуры: бронза, латунь или нержавеющая сталь для морской воды; углеродистая сталь с антикоррозионным покрытием для корпусных элементов.
По Правилам Российского Речного Регистра внутренний диаметр приёмных отростков балластного трубопровода определяется по формуле:
Подача балластного насоса определяется исходя из рассчитанного диаметра и допустимой скорости движения воды в трубопроводе (не более 2--3 м/с для всасывающей линии):
Пример. Вместимость наибольшей балластной цистерны V = 200 м3.
d = 16√200 = 16 × 14,14 = 226 мм. Из сортамента принимаем трубу Ду250 (внутренний диаметр 250 мм).
При скорости v = 2 м/с: Q = (3,14 × 0,252 / 4) × 2 × 3600 = 0,0491 × 7200 = 353 м3/ч.
Время откачки: 200 / 353 = 0,57 ч (34 мин) -- для одной цистерны.
Осушительная система служит для повседневного удаления воды, скапливающейся в нижних частях корпуса при нормальной эксплуатации: воды, проникающей через неплотности в соединениях корпуса, конденсата, атмосферных осадков, а также остатков воды после работы других систем.
Состав осушительной системы: осушительные насосы (не менее двух с независимым механическим приводом); всасывающий (осушительный) трубопровод с приёмными отростками; отливной трубопровод; клапанные коробки с невозвратно-запорными клапанами; приёмники с защитными сетками (грязевые коробки); средства контроля уровня трюмной воды.
По Правилам РМРС внутренний диаметр осушительной магистрали определяется по формуле:
Фактический внутренний диаметр осушительной магистрали может быть округлён до ближайшего стандартного размера трубы (в большую сторону). Из сортамента труб (ГОСТ 8732) выбирается ближайший больший стандартный диаметр.
Диаметр приёмных отростков должен быть не менее 25 мм.
Каждый осушительный насос должен обеспечивать скорость воды в магистральном трубопроводе не менее 2 м/с. Минимальная подача определяется по формуле:
Пример. Судно с L = 110 м, B = 15 м, D = 8 м.
d = 1,68√[110 × (15 + 8)] + 25 = 1,68√2530 + 25 = 1,68 × 50,3 + 25 = 84,5 + 25 = 109,5 мм.
Из сортамента (ГОСТ 8732) принимаем трубу 133×5, условный проход Ду125 (внутренний диаметр 123 мм).
Q = (3,14 × 0,1232 / 4) × 2 × 3600 = 0,01189 × 7200 = 85,6 м3/ч.
Выбираем насос с ближайшей большей подачей, например НЦВС 100/30 (100 м3/ч, напор 30 м).
Для судов с главным двигателем мощностью до 145 кВт допускается применение ручных насосов и водоструйных эжекторов. Напор осушительного насоса -- 15--30 м водяного столба (проверяется гидравлическим расчётом трубопровода).
Международная конвенция о контроле судовых балластных вод и осадков и управлении ими (BWM 2004) принята IMO 13 февраля 2004 года и вступила в силу 8 сентября 2017 года. Конвенция направлена на предотвращение переноса инвазивных водных организмов и патогенов с балластными водами судов.
В конечном итоге все суда должны соответствовать стандарту D-2, что требует установки бортовых систем обработки балластных вод (BWTS -- Ballast Water Treatment System).
Для выполнения стандарта D-2 применяются различные технологии обработки балластных вод:
Наиболее распространены системы, сочетающие механическую фильтрацию с УФ-обработкой или электрохлорированием. Производительность BWTS составляет от 100 до 6000 м3/ч, что соответствует производительности балластных насосов судна.
Производительность балластных насосов рассчитывается из условия откачки полного объёма балласта за 4--10 часов, в зависимости от типа и размеров судна. На танкерах время балластировки/дебалластировки увязывается с грузовыми операциями и может составлять 10--16 часов для крупных судов с объёмом балласта до 100 000 м3.
Осушительная система предназначена для повседневного удаления небольших количеств воды (протечки, конденсат, осадки) при нормальной эксплуатации. Водоотливная система -- для аварийного удаления больших объёмов воды после заделки пробоин. Водоотливная система имеет погружные насосы производительностью до 1000 м3/ч и трубопроводы большого диаметра (200--600 мм), тогда как осушительная -- центробежные насосы 15--400 м3/ч с трубами 50--150 мм.
Согласно Конвенции МАРПОЛ 73/78 (Приложение I, Правило 15), сброс нефтесодержащих вод из МКО допускается только при одновременном выполнении условий: судно находится в пути; содержание нефти в сбросе -- не более 15 ppm; на судне установлено оборудование для фильтрации (MEPC.107(49)) с автоматическим прекращением сброса при превышении 15 ppm. В особых районах (Средиземное, Балтийское, Чёрное море и др.) требования строже.
Система изолированного балласта (Segregated Ballast Tanks -- SBT) -- это балластная система на танкерах, полностью отделённая от грузовой системы. Цистерны SBT предназначены исключительно для балластной воды и никогда не используются для перевозки нефтегруза. Это требование Конвенции МАРПОЛ 73/78 для танкеров дедвейтом 20 000 т и более, направленное на предотвращение загрязнения моря нефтью при сбросе балласта.
Конвенция BWM 2004 предусматривает поэтапное внедрение стандарта D-2. Новые суда должны соответствовать D-2 с даты постройки. Существующие суда обязаны установить систему обработки балластных вод (BWTS) не позднее первого очередного освидетельствования Международного свидетельства о предотвращении загрязнения нефтью (IOPP) после 8 сентября 2017 года. Фактически к 2024 году подавляющее большинство судов международного плавания должны были перейти на стандарт D-2.
Согласно Правилам Регистра, на морских самоходных судах -- не менее двух осушительных насосов с независимым механическим приводом. На пассажирских судах -- не менее трёх-четырёх, в зависимости от размеров и количества пассажиров. На судах с ГД мощностью до 145 кВт допускается применение ручных насосов и эжекторов. Насосы размещают в разных водонепроницаемых отсеках для обеспечения живучести.
В осушительной системе применяют центробежные самовсасывающие насосы (основной тип, подача 15--400 м3/ч, напор 10--30 м, высота всасывания 5--6 м), поршневые насосы (для малых судов), вихревые и одновинтовые насосы. Для резервного осушения используют водоструйные эжекторы, работающие от пожарной магистрали. Все насосы должны быть самовсасывающего типа или оборудованы устройствами для заливки.
Настоящая статья носит исключительно ознакомительный и справочный характер. Автор и редакция не несут ответственности за последствия применения изложенной информации при проектировании, строительстве или эксплуатации судовых систем. Все решения по проектированию и эксплуатации балластных и осушительных систем должны приниматься квалифицированными специалистами в строгом соответствии с действующими правилами классификационных обществ, конвенциями IMO и национальными нормативными документами.
1. Правила классификации и постройки морских судов. Часть VIII. Системы и трубопроводы. -- Российский морской регистр судоходства (РМРС).
2. Правила Российского Речного Регистра. Часть V. Устройства, оборудование и снабжение.
3. РД 5.5270-85. Системы трюмные и балластные судовые. Правила и нормы проектирования.
4. Международная конвенция по предотвращению загрязнения с судов 1973/78 (МАРПОЛ). Приложение I.
5. Международная конвенция о контроле судовых балластных вод и осадков и управлении ими 2004 (BWM 2004).
6. Международная конвенция по охране человеческой жизни на море (СОЛАС / SOLAS). Глава II-1.
7. Дейнего Ю.Г. Судовые вспомогательные механизмы и системы. -- М.: Транспорт.
8. Барановский Н.В. и др. Проектирование и расчёт судовых систем. -- Л.: Судостроение.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.