СУДОВ

Глава 11 ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ОБРАБОТКИ

РЫБЫ ХОЛОДОМ

11.1 Оборудование для охлаждения рыбы перед замораживанием

Оборудованием для охлаждения рыбы служат баки, ванны, чаны, механизированные установки и системы предварительного охлаждения. Системой предваритель­ного охлаждения называют совокупность аппаратов и трубопроводов.

Баки и ванны применяют для охлаждения и хранения рыбы, пересыпая ее мелкодробленым или чешуйчатым льдом; в брезентовых чанах охлаждают рыбу в морской воде, добавляя к ней лед.

В качестве емкости может быть также использован трюм судна, в который укладывают рыбу, послойно пе­ресыпанную льдом.

Расход льда (в кг) на охлаждение рыбы определяют по формуле:

где М - масса охлаждаемой рыбы, кг;

с - теплоемкость рыбы, кДж/(кг-К);

tн. tк-начальная и конечная температура рыбы, С С;

334,88 - теплота плавления водного льда, кДж/кг.

Система предварительного охлаждения рыбы морской водой, охлажденной рассольными батареями, представ­лена на рисунке 11.1. Процесс охлаждения ускоряют, добавляя чешуйчатый лед. Оборудование системы состоит из цистерн-охлади­телей общей емкостью 10 т морской воды с рассольны­ми батареями, циркуляционных насосов, трубопроводов, цистерны загрязненной воды и льдогенераторов.

В цистерны с водой, охлажденной до температуры -1°С, загружают пересыпанную льдом рыбу. Продол­жительность охлаждения в цистерне составляет 1,5 - % ч, В этих же цистернах рыбу можно хранить в течение 5-б ч. Выгружают рыбу из цистерн специальным элеватором.

В системе предварительного охлаждения рыбы, при­веденной на рисунке 11.2 предусмотрено наличие специаль­ного водоохладителя.

В систему включен приемный бункер, льдогенератор, цистерны-охладители, цистерны-аккумуляторы (стокеры), транспортер, водоохладители и циркуляционные насосы.

Рисунок 11.1 - Система предварительного охлаждения рыбы морской водой,

охлажденной рассольными батареями, смонтированными в ваннах-цистернах.

Рисунок 11.2 - Система предварительного охлаждения рыбы морской водой,

предварительно охлажденной в водоохладителе:

1 - охладители; 2 - отделитель рыбы от воды; 3 - отстойный фильтр; 4 - льдогенератор;

5 - бункер емкостью 20 т; 6 – транспортер; 7 - трубопровод сжатого воздуха;

8 - бункеры емкостью 9 - стокеры; 10 - насосы.

Выловленную рыбу без предварительной сортировки выгружают из трала в приемный бункер через люк, рас­положенный на приемной палубе. Одновременно рыба пересыпается чешуйчатым льдом, поступающим из льдо­генератора, установленного над бункером. Приемный бункер выполнен с наклонным дном и двумя люками для выгрузки рыбы.

Выгруженную из бункера рыбу подвергают первой грубой сортировке, после чего передвижным транспорте­ром подают в цистерну-охладитель или цистерну-акку­мулятор, где она охлаждается или хранится в охлаж­денной до -1°С морской воде. Каждая цистерна, вмеща­ющая 9 т рыбы и 9 м 3 воды, имеет индивидуальный водоохладитель, центробежный насос, систему трубопрово­дов и пневматических клапанов.

Водоохладитель выполнен в виде закрытого бака ем­костью 4 м 3 , в котором размещена гладкотрубная бата­рея непосредственного кипения аммиака.

Управление работой стокеров осуществляется с цен­трального пульта управления.

Перед загрузкой рыбы в систему цистерну-охладитель заполняют морской водой, температура которой в ре­зультате циркуляции по схеме цистерна-охладитель - насос - водоохладитель - цистерна-охладитель понижа­ется до -1 о С.

Затем загружают рыбу, а циркуляция воды продол­жается по той же схеме. Перед выгрузкой рыбы система пневматических клапанов переключается таким образом, чтобы насос забирал воду из водоохладителя и нагнетал в цистерну-охладитель рыбы, а рыба вместе с водой по­ступает в водоотделитель (общий для четырех цистерн-охладителей-аккумуляторов).

Вода из водоотделителя стекает в отстойник, а затем в водоохладитель. Охлажденная рыба поступает на тран­спортер второй сортировки и направляется на дальней­шую обработку.

Конвейерная система охлаждения (рисунок 11.3) состоит из пластинчатого конвейера 6, циркуляционного насоса 1, водоохладителя 3 и водяных трубопроводов 4. Рыба поступает на пластинчатый транспортер, который прохо­дит через закрытый бункер 7, заполненный охлажденной морской водой. Морская вода циркулирует по схеме: за­крытый бункер 7 -насос 1- водоохладитель 3 - закрытый бункер. Изменение скорости движения конвейера позволяет охлаждать рыбу различных размеров. Рыба в охладитель поступает через загрузочное устройство 5, охлажденная рыба отводится через разгрузочное устрой­ство 2. Конвейерная система проста в эксплуатации и эффективна. Система предварительного охлаждения рыбы на транспортере путем орошения ее морской охлажденной водой показана на рисунке 11.4.

Оросительный рыбоохладитель представляет собой, сетчатый многоярусный транспортер, при движении ко­торого сверху вниз рыба охлаждается морской водой или хладоносителем.

Система забортной воды

Трубопровод забортной воды обеспечивает:

прием воды электронасосами охлаждения и опреснительной установки из перемычки, куда забортная вода подается из днищевого или бортового кингстонных ящиков через фильтры;

прокачку холодильников пресной воды, и отвод воды автоматически за борт или на циркуляцию;

подачу воды на опреснительную установку.

Основные технические данные

Система охлаждения забортной водой ГД

Для приема забортной воды в систему охлаждения в МКО предусмотрены днищевой и бортовой кингстонные ящики, из которых вода через фильтры поступает в приемный ящик забортной воды. Система обслуживается двумя охлаждающими насосами RVD-450E, один из которых является резервным. Резервный насос включается автоматически при падении давления воды в системе. Насос принимает забортную воду из приемного ящика забортной воды и подает через регулятор температуры к холодильникам пресной воды.

Этот регулятор, в зависимости от температуры забортной воды на выходе из насосов, направляет воду из холодильников за борт через невозвратно-запорный клапан и на прием к охлаждающим насосам через задвижку и невозвратно-запорный клапан в кингстонный ящик или в приемную магистраль охлаждающих насосов.

К одному из главных охлаждающих насосов подведена магистраль аварийного осушения МО через клапан.

Воздушные трубы из кингстонных ящиков объединены и выведены на открытую часть ВП и заканчивается гуськом.

Для выпуска воздуха из холодильников предусмотрены трубы, которые присоединены к воздушной трубе из кингстонных ящиков.

Рисунок 20. Принципиальная схема охлаждения забортной водой СЭУ

Система пресной воды

В систему охлаждения пресной водой входят:

система пресной воды охлаждения главного двигателя;

система пресной воды охлаждения дизель-генераторов.

Система охлаждения пресной водой предназначена для:

охлаждения главного двигателя и дизель-генераторов;

прогрева неработающего главного двигателя подогревателем пресной воды;

подачи греющей воды на водоопреснительные установки;

Общее описание и основные технические данные

системы охлаждения главного двигателя пресной водой

Заполнение водой системы производится электронасосом перекачки пресной воды из цистерны запаса котельной воды через клапаны и в расширительную цистерну. Вода подается также в цистерну присадок через клапан, а из нее через клапан и кран - в расширительную цистерну.

Из расширительной цистерны через клапан производится заполнение системы водой, а также пополнение утечек во время работы системы.

Система охлаждения главного двигателя обслуживается двумя охлаждающий электронасосами пресной воды, один из которых является резервным. Резервный насос включается автоматически при падении давления воды в системе.

К главному двигателю вода поступает через регулятор температуры воды, подаваемой насосом, регулирует количество воды, проходящей через холодильники, обеспечивая необходимый температурный режим охлаждения двигателя.

Пресная вода из главного двигателя поступает в деаэрационный бак, в котором происходит отделение воздуха и паровоздушной смеси. На магистрали пресной воды после охлаждающих насосов ГД производится отбор греющей воды для опреснительных установок.

Для подогрева неработающего главного двигателя в системе предусмотрен подогреватель пресной воды, к которому подается пар из системы обогревания.

Система охлаждения дизель-генераторов пресной водой.

Заполнение водой системы производится электронасосом перекачки пресной воды из цистерны запаса котельной воды через клапаны.

Вода подается в расширительную цистерну дизель-генераторов оттуда через клапана производится заполнение системы, а также пополнение утечек во время работы системы.

Система пресной воды каждого дизель-генератора обслуживается своим центробежным насосом, навешанным на двигатель.

Подача воды в рубашки дизель-генераторов производится через холодильники пресной воды, задвижки.

Для поддержания постоянной температуры пресной воды, у выпуска охлаждающей воды из двигателей установлен термостатический клапан.

Для постановки неработающего дизель-генератора в "горячий" резерв в системе пресной воды двигателя предусмотрен электрический подогреватель.

Рисунок 21. Принципиальная схема охлаждения СЭУ пресной водой

В случае повреждения системы охлаждения пресной водой дизель-генераторы могут охлаждаться забортной водой при снятии глухих фланцев, разделяющих системы пресной и забортной воды.

Отвод паровоздушной смеси от дизель-генераторов осуществляется в расширительную цистерну дизель-генераторов.

Трубопроводы системы окрашены под цвет помещения. На трубопроводах пресной воды нанесены отличительные знаки два широких кольца зеленого цвета.

Контрольно-измерительные приборы.

Для контроля за работой системы предусмотрены манометры, местные и дистанционные термометры, сигнализаторы нижнего уровня, сигнализаторы давления и температуры.

Система сжатого воздуха

Система сжатого воздуха среднего и низкого давления обеспечивает:

Заполнение сжатым воздухом от электрокомпрессоров баллонов пускового воздуха ГД и ДГ, низкого давления заполнение баллонов аппаратов СО;

подачу сжатого воздуха из баллонов в пусковые устройства двигателей при запуске;

продувание масляных фильтров главного двигателя;

судовые нужды, пневмоинструмент и пневмоцистерны.

Система сжатого воздуха высокого давления обеспечивает:

Заполнение от электрокомпрессора баллонов от пусковых баллонов аварийного дизель-генератора и дизеля мотопомпы баллонов пневмопитания системы и баллонов спасательных шлюпок.

Системы воздухоснабжения и газовыпуска

Все грузовые и отстойные танки оборудованы газоотводной системой, автономной для каждого, танка и предназначенной для обеспечения газообмена между грузовым танком и атмосферой.

Каждый грузовой и отстойный танк оборудован высокоскоростным газовыпускным устройством и вакуумным клапаном с пламяпрерываюшей сеткой. Выпуск газа из танков через высокоскоростное газовыпускное устройство осуществляется со скоростью не менее 30 м/с.

Рисунок 22. Принципиальная схема системы сжатого воздуха СЭУ

Площадь сечения труб автономной газоотводной системы обеспечивает удаление газов из одного танка при грузовых операциях с производительностью не более 1100м3/ч.

Система газовыхлопа главного и вспомогательных двигателей

Система газовыхлопа обеспечивает отвод выхлопных газов от главного двигателя через утилизационный котел, вспомогательных дизель-генераторов, аварийного дизель-генератора и дизеля мотопомпы через глушители в атмосферу. Утилизационный котел и все глушители оборудованы искроулавливателями.

Рисунок 23. Принципиальная схема газовыпускной системы СЭУ

Выхлопные трубы изолированы и обшиты металлическим кожухом.

В системе газовыхлопа предусмотрен постоянный дренаж гудрона и аварийный слив воды от утилизационного котла.

Эти теплообменные аппараты предназначены для охлаждения нагретых жидкостей и газов (питьевой воды, смазочного масла, наружного воздуха и т. д.). Особенно важное значение для нормальной работы судовой энергетической установки имеют маслоохладители, предназначенные для охлаждения масла, нагретого в процессе смазки главного двигателя, вспомогательных механизмов и отдельных узлов валопровода.

На рис. 32 показана конструкция трубчатого маслоохладителя, наиболее распространенного на морских судах. Маслоохладитель состоит из стального цилиндрического корпуса 5, верхней и нижней крышек 1, двух трубных досок 2, диафрагм 10, охлаждающих трубок 4 и стяжных стержней 12. С обоих концов к корпусу приварены фланцы, к которым при помощи шпилек прикреплены крышки. В трубных досках развальцованы латунные трубки 4, по которым протекает охлаждающая забортная вода. Для возможности теплового расширения трубок нижняя «трубная доска выполнена подвижной, вместе с днищем 1 она может перемещаться в сальнике 13, Масло, подлежащее охлаждению, поступает в корпус маслоохладителя через верхний патрубок 6 и омывает трубки снаружи. Для лучшего омывания трубок маслом внутри корпуса установлены диафрагмы 10, которые заставляют поток масла несколько раз менять направление. Охлажденное менее вязкое, масло для смазки подшипников валопровода и турбин отводится через средний патрубок 11, а более вязкое масло для смазки редуктора - через нижний патрубок 3.

Рис. 32. Маслоохладитель.

В полости верхней крышки имеется перегородка, поэтому охлаждающая вода, поступив в приемный патрубок 8 верхней крышки, по трубе 9 опускается вниз, а затем поднимается вверх по охлаждающим трубкам и отводится за борт через патрубок 7 верхней крышки.

Для контроля давления и температуры масла маслоохладитель снабжен приборами и арматурой.

Современные суда оборудуют установками для кондиционирования воздуха, в состав которых входят воздухоохладители. По принципу действия воздухоохладитель аналогичен маслоохладителю. В стальной сварной корпус, обычно прямоугольного сечения, вставляют трубные доски с ввальцованными в них трубками, имеющими ребра по наружной поверхности для увеличения поверхности охлаждения. К корпусу с обеих сторон крепят крышки. Охлаждающая вода или другая жидкость (например, рассол) протекает по трубкам, а воздух поступает внутрь корпуса охладителя и после охлаждения направляется в помещение, подлежащее охлаждению. В холодное время года воздухоохладитель может работать как воздухонагреватель, если пропускать через трубки не холодную, а горячую воду.

Кроме указанных, имеются охладители и других конструкций: маслоохладители с телескопическими трубками, водоохладители и воздухоохладители с трубками, выполненными в виде змеевиков.

Система холодоснабжения с одним чиллером наружной установки с осевыми вентиляторами - одна из самых распространенных и достаточно простых систем. В качестве теплоносителя в системе, как правило, используется вода, в отдельных случаях возможно применение теплоносителей с низими температурами замерзания (раствор этиленгликоля, рассолы и т.д.).

Циркуляция теплоносителя в системе осуществляется с помощью насосной группы. На схеме показанной в качестве примера, насосная группа состоит из двух насосов, один из которых основной, второй резервный.

Расширительный мембранный бак служит как для предотвращения гидравлических ударов при работе насосов, так и для компенсации изменения объема теплоносителя вследствие изменения его температуры.

Бак - аккумулятор предназначен для увеличения тепловой инерционности системы и сокращения количества циклов пуска/остановки холодильной машины.

При использовании потребителей с переменным расходом теплоносителя (например, фанкойлов с регулированием холодопроизводительности изменением расхода двухходовыми клапанами) необходимо обеспечить постоянный расход жидкости через теплообменник испарителя холодильной машины. На схеме показан вариант с установкой регулятора перепада давлений на перемычке между распределительными коллекторами для обеспечения постоянного расхода на испарителе. В случае использования потребителей с постоянным расходом (трехходовые клапаны с байпасом на теплообменниках потребителей) перемычки с регулятором перепада не требуется.

Недостатки рассматриваемой схемы системы холодоснабжения:

• отсутствие резервирования холодильного оборудования,

В ряде случаев (при значительной холодопроизводительности системы, необходимости частичного резервирования холодильного оборудования) возникает необходимость в установке нескольких холодильных машин, работающих на одну систему холодоснабжения. В качестве примера приведена схема с установкой двух чиллеров с воздушным охлаждением конденсаторов .

Принцип работы системы аналогичен принципу работы системы с одним чиллером .

Недостатками рассматриваемой схемы системы холодоснабжения являются:

• необходимость частичного сезонного слива/заправки теплоносителя (в случае использования воды) и как следствие - повышенная коррозия трубопроводов и арматуры.
• колебания температуры теплоносителя при включении/ отключении одной из холодильных машин.
• невозможность круглогодичной эксплуатации системы.

Система охлаждения предназначена для отвода тепла от деталей двигателя, подверженных нагреву горячими газами и для поддержания допустимых температур, определяемых жаропрочностью материалов, термостабильностью масла и оптимальными условиями протекания рабочего процесса. В зависимости от конструкции ДВС количество тепла, отводимого в охлаждающую жидкость, составляет 15—35 % тепла, выделяемого при сгорании топлива в цилиндрах.
В качестве охлаждающей жидкости используется пресная и забортная вода, масло и дизельное топливо.
Для судовых ДВС используются проточная и замкнутая системы охлаждения. При проточной системе охлаждение двигателя осуществляется забортной водой, прокачиваемой насосом. Система забортной воды включает следующие основные элементы: кингстонные ящики с кингстонами, фильтры, насосы, трубопроводы, арматуру и приборы управления, сигнализации и контроля. Согласно Правилам Регистра СССР система должна иметь один днищевой и один—два бортовых кингстона. Система забортной воды может иметь два насоса, один из которых является резервным одновременно для пресной и забортной воды. Аварийное охлаждение двигателей может обеспечиваться от насосов холодильной установки или пожарной системы судна.
Проточная система охлаждения проста по конструкции, требует небольшого количества насосов, но двигатель охлаждается относительно холодной забортной водой (не более 50—55 С). Выше температуру поддерживать нельзя, так как уже при 45 С начинается интенсивное отложение солей на поверхности охлаждения. Кроме того, все полости системы, в которых протекает охлаждающая забортная вода, сильно загрязняются шламом. Отложения солей и шлама значительно ухудшают теплопередачу и нарушают нормальное охлаждение двигателя. Омываемые поверхности подвергаются значительной коррозии.
Современные судовые ДВС имеют, как правило, замкнутую (двухконтурную) систему охлаждения, при которой в двигателе циркулирует пресная забортная вода, охлаждаемая в специальных водяных холодильниках. Водяные холодильники прокачиваются забортной водой.
Одним из основных преимуществ этой системы является возможность поддержания охлаждаемых полостей в более чистом состоянии, так как система заполнена пресной или специально очищенной водой. Это в свою очередь позволяет легко поддерживать наивыгоднейшую температуру охлаждающей воды в зависимости от режима работы двигателя. Температура пресной воды, выходящей из двигателя, поддерживается следующая: для тихоходных ДВС 65—70 С, для быстроходных — 80—90 С. Замкнутая система охлаждения является более сложной, чем проточная и требует повышенного расхода энергии на работу насосов.
Для защиты поверхностей втулок и блоков со стороны охлаждения от коррозионно-кавитационного разрушения и образования накипи применяют антикоррозионные эмульсионные масла ВНИИНП—117/119, «Шелл Дромус ойл В» и другие. Эти масла имеют практически одинаковые физико-химические свойства и методику применения. Они нетоксичны и хранятся в металлической таре при температуре не ниже минус 30 С.
Антикоррозионные масла образуют с пресной водой стойкую непрозрачную эмульсию молочного цвета. Стойкость эмульсии зависит и от жесткости воды. Тонкая пленка антикоррозионного масла, покрывая поверхность охлаждения ДВС, предохраняет ее от коррозии, кавитационного разрушения и отложения накипи. Для сохранения этой пленки на поверхности охлаждения двигателя необходимо постоянно поддерживать рабочую концентрацию масла в охлаждающей воде около 0,5 % и применять воду определенного качества.
Антикоррозионные эмульсионные масла широко применяются в системах охлаждения ДВС, применяемых на промысловых судах. Методы обработки охлаждающей пресной воды приводятся в инструкциях по эксплуатации двигателей.
В системах охлаждения используются центробежные насосы с электроприводом. Иногда встречаются поршневые насосы, которые приводятся в действие от самого ДВС. Насосы охлаждения создают давление 0,1—0,3 МПа. Охлаждение современных среднеоборотных ДВС осуществляется в основном при помощи навешенных центробежных насосов забортной и пресной воды.
Принципиальная схема замкнутой системы охлаждения двигателя приведена на рисунке:

Замкнутый внутренний контур служит для охлаждения двигателя, а проточный внешний — для охлаждения холодильников пресной воды и масла.
Циркуляция воды по замкнутому контуру осуществляется при помощи центробежного насоса 8 , подающего воду в нагнетательный трубопровод 10 , из которого по отдельным патрубкам она подводится к нижней части блока двигателя для охлаждения каждого цилиндра. Из верхней части блока по переливным патрубкам вода поступает в крышки цилиндров, а из них по отводящему трубопроводу направляется в водяной холодильник 4 и далее во всасывающий трубопровод насоса 8 . В системе охлаждения ДВС имеется терморегулятор 3 с термобаллоном 2 , который автоматически поддерживает необходимую температуру воды за счет перепуска части ее мимо водяного холодильника 4 . Первоначальное заполнение водой внутреннего контура производится через расширительный бак 1 . Туда же направляется паровоздушная смесь из отводящего трубопровода двигателя.
Подача воды во внешний контур осуществляется автономным центробежным электронасосом 7 , который забирает воду из кингстона через спаренный сетчатый фильтр 9 с запорными клапанами и подает ее последовательно к масляному 5 и водяному 4 холодильникам. Из водяного холодильника вода сливается за борт. Перед масляным холодильником установлен терморегулятор 6 , который в зависимости от температуры масла регулирует количество воды, проходящее через холодильник.Температура и давление воды в системе охлаждения контролируется приборами местного и дистанционного контроля и системой аварийно-предупредительной сигнализации.