Трубы и отводы – Руководство для Вторых механиков

 Отвод или Колено

На судах часто возникает путаница между терминами «отвод» и «колено», так как они нередко используются как синонимы. Разница между ними заключается в следующем:

1. **Отвод** – это общее название для любого отклонения или изменения направления в трубопроводе. Это более общий термин, включающий в себя и колена.

2. **Колено** – это инженерный термин, и колена классифицируются как 90° или 45°, с коротким или длинным радиусом.

3. Колена имеют промышленные стандарты, ограничения по размеру, радиусу изгиба и углу. Обычно углы составляют 45° или 90°. Все другие отклонения классифицируются как отводы.

4. **Отводы** обычно изготавливаются или формируются по мере необходимости для трубопроводов, в то время как колена являются стандартными и продаются готовыми.

5. Отводы не имеют резких углов, а колена могут быть такими, как, например, колена с углом 180°.

6. **Колено** – это стандартный фитинг, а отводы изготавливаются на заказ.

7. В отводах труба изгибается без сварки, что снижает трение и обеспечивает более плавный поток. В коленах сварочные швы могут создавать дополнительное трение.

8. Все колена являются отводами, но не все отводы являются коленами.

9. У отводов радиус больше, чем у колен.

10. Основное различие между ними – радиус кривизны. У колен радиус кривизны обычно составляет от одного до двух диаметров трубы, тогда как у отводов радиус больше двух диаметров.

### Короткий и Длинный радиус

Колена также классифицируются по длине и кривизне: **короткого радиуса** и **длинного радиуса**. Различие заключается в том, что короткий радиус создает более резкий поворот, чем длинный радиус.

1. В колене с длинным радиусом радиус кривизны равен 1.5 номинального диаметра трубы. В стандартном колене радиус кривизны составляет 1 номинального диаметра.

2. Колена с длинным радиусом создают меньшее сопротивление для жидкости, чем короткие колена.

3. Колена с длинным радиусом создают меньшую потерю давления по сравнению с короткими.

4. Короткие колена стоят дешевле, чем колена с длинным радиусом.

5. Колена с коротким радиусом используются в местах, где пространство ограничено.

### Косые Отводы

Еще один тип отвода – **косой отвод**. Косой отвод изготавливается путем резки концов трубы под углом и их последующей сварки. Например, для создания 90-градусного косого отвода два конца трубы обрезаются под углом 45° и соединяются сваркой. Три трубы, обрезанные под углом 22.5°, дадут 90-градусный косой отвод.

В следующей статье мы рассмотрим различные типы трубных фитингов.

**Ссылки:**

1. PIPE FITTINGS BY SAFELOK-USA

2. Stainless steel tube

3. Engineering tool box

4. Piping and Pipeline Calculations Manual: Construction, Design Fabrication – By J. Phillip Ellenberger

Синхронизация генераторов на судне 

Синхронизация генераторов на судне  это процесс выравнивания параметров, таких как напряжение, частота, угол фазы, последовательность фаз и форма волны между генератором (альтернатором) и работающей энергосистемой. Генератор не может подать электроэнергию в сеть, если его параметры не соответствуют сети. Для достижения синхронизации регулируются ток возбуждения и скорость вращения двигателя генератора.

Синхронизация особенно важна, когда два или более генераторов работают параллельно для снабжения нагрузок. Электрические нагрузки на судне постоянно меняются, поэтому необходимо соединять генераторы для обеспечения достаточной мощности.

Синхронизация гарантирует, что параметры одного генератора соответствуют параметрам другого или шины (автобуса) распределения электроэнергии. Этот процесс также называют параллельной работой генераторов.

Для синхронизации генераторов на судне используется синхроскоп или метод с тремя лампами в экстренных случаях. Важно, чтобы до параллельного подключения частота и напряжение генераторов были выровнены. Рассмотрим процесс синхронизации генераторов на судне.

### Устройство синхронного генератора

Синхронный генератор состоит из ротора и статора, как и обычный генератор. Ротор представляет собой электромагнит, вращающийся внутри статора. Статор состоит из обмоток, которые индуцируют трехфазное напряжение. Чтобы ротор индуцировал ток в статоре, важно обеспечить магнитное поле.

Основная формула для расчета синхронной скорости генератора:

**Ns = (120 * f) / P**,  

где:

- Ns — синхронная скорость (об/мин),

- f — частота (Гц),

- P — количество полюсов.

### Требования к синхронизации генераторов

Для успешной параллельной работы генераторов необходимо выполнение ряда условий:

1. **Последовательность фаз**. Последовательность фаз альтернатора должна совпадать с последовательностью фаз сети.

2. **Величина напряжения**. Входное напряжение альтернатора должно быть таким же, как напряжение на шине. Несоответствие приведет к протеканию реактивной мощности.

3. **Частота**. Частота входного генератора должна соответствовать частоте сети, иначе возникнут колебания и дополнительные нагрузки на систему.

4. **Угол фазы**. Углы фаз между генератором и сетью должны совпадать.

### Методы синхронизации генераторов на судне

Есть два основных метода синхронизации генераторов на судне: нормальный и аварийный.

#### 1. Синхроскоп

Синхроскоп используется для определения разницы частот между генераторами и сетью. Он работает следующим образом:

1. В синхроскопе используются катушки, подключенные к двум фазам — к примеру, к фазам «красная» и «желтая» входного генератора и шины.

2. Цепь шины содержит параллельно соединенные индуктивность и сопротивление, которые создают задержку тока в индуктивной цепи.

3. Эти токи создают вращающееся магнитное поле, которое вызывает вращение ротора синхроскопа.

4. Если ротор вращается по часовой стрелке, входной генератор работает быстрее шины, против часовой — медленнее.

5. Для синхронизации предпочтительно немного увеличить скорость генератора, чтобы стрелка двигалась по часовой стрелке. Затем выключатель замыкается до достижения положения «12 часов», когда генератор синхронизируется с сетью.

#### Преимущества и недостатки синхроскопа:

- **Преимущества**: высокая точность, минимизация субъективных ошибок оператора.

- **Недостатки**: высокая стоимость, отсутствие индикации фазовой последовательности.

#### 2. Метод с тремя лампами (аварийный)

Этот метод используется при отказе синхроскопа. Три лампы подключаются между фазами шины и генератора. Лампы указывают на синхронизацию по степени яркости: две лампы будут яркими, а одна — темной, когда генератор близок к синхронизации. Чередование включения и выключения ламп указывает на скорость входного генератора.

Метод прост, но его главный недостаток — невозможность точно оценить разницу частот.

Таким образом, синхронизация генераторов — это сложный процесс, требующий точного соблюдения всех параметров для безопасной и эффективной работы судовых энергосистем.

 

10 Важных Моментов При Сборке Судового Оборудования машинного отделения после Обслуживания

Обслуживание механизмов и систем на судне часто требует разборки и сборки деталей для ремонта, очистки и смазки. Те, кто имеет практический опыт ремонта судового оборудования, знают, что разобрать механизм гораздо проще, чем собрать его обратно. Важно помнить, что каждая деталь должна быть установлена на свое место правильно.
Ниже приведены 10 ключевых моментов, которые следует учитывать при сборке судового оборудования:
1. **Внимательно изучите руководство перед началом работы**: Убедитесь, что вы хорошо ознакомились с инструкцией по эксплуатации оборудования перед началом обслуживания. Вы должны точно знать, куда какая деталь должна быть установлена и в каком порядке происходит сборка. Всегда держите руководство под рукой. Если возникают сомнения, лучше проконсультироваться с коллегами, чтобы не пришлось переделывать работу.
2. **Используйте основу для деталей**: Во время разборки оборудования полезно использовать картон, бумагу или деревянную платформу для размещения всех снятых деталей. Это облегчит процесс сборки и поможет избежать потери мелких деталей.
3. **Следите за метками на деталях**: Большинство деталей механизмов снабжены метками для правильного совмещения при сборке. Убедитесь, что вы устанавливаете детали в соответствии с этими метками.
4. **Очистите все детали**: Запишите все, что необходимо сделать перед началом сборки, чтобы ничего не упустить. Обязательно удалите нагар, масло и грязь с внутренних частей оборудования перед установкой.
5. **Проверьте предыдущие записи**: Просмотрите предыдущие записи о замене деталей, особенно подшипников и болтов, чтобы узнать, были ли установлены нестандартные размеры. Это поможет убедиться, что у вас есть правильные запасные части.
6. **Проверяйте запасные части на дефекты**: Убедитесь, что все запасные части протестированы и не имеют дефектов, чтобы избежать поломок в будущем.
7. **Контролируйте крутящий момент**: Собирайте детали в соответствии с рекомендациями по затяжке из руководства. Недостаточный или избыточный крутящий момент может привести к поломке или ослаблению деталей после запуска оборудования.
8. **Проверьте, не осталось ли лишних предметов внутри**: Перед окончательной сборкой проверьте внутренние части механизма на наличие оставленных инструментов, тряпок или других предметов и удалите их.
9. **Откройте вентили и проверьте уровни масла и воды**: После полной сборки оборудования убедитесь, что все изолированные вентили открыты и проверены уровни масла и воды перед запуском.
10. **Проверьте на наличие аномалий**: Перед вводом оборудования в полную эксплуатацию проверьте его работу в течение короткого времени. Обратите внимание на вибрации, параметры, звуки и любые другие отклонения. Если выявлены проблемы, немедленно остановите механизм и устраните причину, разобрав его заново.
Эти рекомендации помогут вам правильно собрать оборудование на судне.

 

Какие виды компрессоров лучше

Выбор оптимального типа компрессора зависит от конкретных условий и требований к эксплуатации на судне. Различные виды компрессоров обладают своими преимуществами и особенностями, которые делают их подходящими для разных задач. Рассмотрим основные виды компрессоров, применяемые на судах, и их преимущества:

### 1. **Поршневой компрессор**

   Поршневые компрессоры широко используются на судах благодаря своей надежности и способности создавать высокое давление. Они работают по принципу возвратно-поступательного движения поршня внутри цилиндра, что приводит к сжатию воздуха.

   **Преимущества:**

   - Способность работать с высокими давлениями (до 30 бар и выше).

   - Подходит для использования в качестве стартового компрессора для запуска главных и вспомогательных двигателей.

   - Надежность и долгий срок службы при правильном обслуживании.

   - Простота конструкции и доступность запчастей.

   **Недостатки:**

   - Большие размеры и масса.

   - Сравнительно низкая производительность по объему воздуха по сравнению с другими типами компрессоров.

### 2. **Винтовой компрессор**

   Винтовые компрессоры работают по принципу вращения двух винтовых роторов, которые захватывают и сжимают воздух. Этот тип компрессора применяется на судах для подачи воздуха под низким давлением, а также для различных систем автоматизации и управления.

   **Преимущества:**

   - Высокая производительность при относительно малых габаритах.

   - Меньший уровень шума и вибрации по сравнению с поршневыми компрессорами.

   - Меньшая потребность в обслуживании.

   - Длительный срок эксплуатации без снижения эффективности.

   **Недостатки:**

   - Ограниченные возможности по созданию высоких давлений (обычно до 8–10 бар).

   - Более высокая стоимость по сравнению с поршневыми компрессорами.

### 3. **Центробежный компрессор**

   Центробежные компрессоры используют центробежную силу для сжатия воздуха. Они популярны на судах с высокими требованиями к объему воздуха и используются в таких системах, как кондиционирование и вентиляция.

   **Преимущества:**

   - Высокая производительность по объему воздуха.

   - Способность к непрерывной работе.

   - Компактность и относительно небольшой вес.

   - Меньший износ из-за отсутствия возвратно-поступательных частей.

   **Недостатки:**

   - Не подходит для создания высоких давлений.

   - Чувствительность к изменениям условий эксплуатации (температура, загрязнение воздуха).

### 4. **Ротационный пластинчатый компрессор**

   Этот тип компрессора использует ротор с подвижными пластинами для сжатия воздуха. Его применение на судах оправдано в случаях, когда требуется стабильная подача воздуха с умеренным давлением.

   **Преимущества:**

   - Простота конструкции и невысокая стоимость.

   - Компактные размеры.

   - Низкие эксплуатационные затраты.

   - Постоянный поток воздуха при сравнительно небольшом уровне шума.

   **Недостатки:**

   - Не подходят для работы при высоких давлениях.

   - Ограниченная производительность по сравнению с винтовыми и центробежными компрессорами.

### Какой компрессор выбрать?

Выбор лучшего компрессора зависит от конкретной задачи:

- **Для высоких давлений и старта двигателей** лучше всего подходит поршневой компрессор.

- **Для больших объемов воздуха при умеренных давлениях** рекомендуется использовать центробежный компрессор.

- **Для систем сжатого воздуха, требующих непрерывной подачи и низкого уровня шума**, винтовой компрессор является оптимальным решением.

- **Для малогабаритных систем** с постоянной потребностью в воздухе под низким давлением лучше всего подходит ротационный пластинчатый компрессор.

Таким образом, компрессор выбирается на основе требований к давлению, объему подачи воздуха, надежности и условий эксплуатации на судне.

 Какие виды компрессоров лучше

Выбор оптимального типа компрессора зависит от конкретных условий и требований к эксплуатации на судне. Различные виды компрессоров обладают своими преимуществами и особенностями, которые делают их подходящими для разных задач. Рассмотрим основные виды компрессоров, применяемые на судах, и их преимущества:

### 1. **Поршневой компрессор**

   Поршневые компрессоры широко используются на судах благодаря своей надежности и способности создавать высокое давление. Они работают по принципу возвратно-поступательного движения поршня внутри цилиндра, что приводит к сжатию воздуха.

   **Преимущества:**

   - Способность работать с высокими давлениями (до 30 бар и выше).

   - Подходит для использования в качестве стартового компрессора для запуска главных и вспомогательных двигателей.

   - Надежность и долгий срок службы при правильном обслуживании.

   - Простота конструкции и доступность запчастей.

   **Недостатки:**

   - Большие размеры и масса.

   - Сравнительно низкая производительность по объему воздуха по сравнению с другими типами компрессоров.

### 2. **Винтовой компрессор**

   Винтовые компрессоры работают по принципу вращения двух винтовых роторов, которые захватывают и сжимают воздух. Этот тип компрессора применяется на судах для подачи воздуха под низким давлением, а также для различных систем автоматизации и управления.

   **Преимущества:**

   - Высокая производительность при относительно малых габаритах.

   - Меньший уровень шума и вибрации по сравнению с поршневыми компрессорами.

   - Меньшая потребность в обслуживании.

   - Длительный срок эксплуатации без снижения эффективности.

   **Недостатки:**

   - Ограниченные возможности по созданию высоких давлений (обычно до 8–10 бар).

   - Более высокая стоимость по сравнению с поршневыми компрессорами.

### 3. **Центробежный компрессор**

   Центробежные компрессоры используют центробежную силу для сжатия воздуха. Они популярны на судах с высокими требованиями к объему воздуха и используются в таких системах, как кондиционирование и вентиляция.

   **Преимущества:**

   - Высокая производительность по объему воздуха.

   - Способность к непрерывной работе.

   - Компактность и относительно небольшой вес.

   - Меньший износ из-за отсутствия возвратно-поступательных частей.

   **Недостатки:**

   - Не подходит для создания высоких давлений.

   - Чувствительность к изменениям условий эксплуатации (температура, загрязнение воздуха).

### 4. **Ротационный пластинчатый компрессор**

   Этот тип компрессора использует ротор с подвижными пластинами для сжатия воздуха. Его применение на судах оправдано в случаях, когда требуется стабильная подача воздуха с умеренным давлением.

   **Преимущества:**

   - Простота конструкции и невысокая стоимость.

   - Компактные размеры.

   - Низкие эксплуатационные затраты.

   - Постоянный поток воздуха при сравнительно небольшом уровне шума.

   **Недостатки:**

   - Не подходят для работы при высоких давлениях.

   - Ограниченная производительность по сравнению с винтовыми и центробежными компрессорами.

### Какой компрессор выбрать?

Выбор лучшего компрессора зависит от конкретной задачи:

- **Для высоких давлений и старта двигателей** лучше всего подходит поршневой компрессор.

- **Для больших объемов воздуха при умеренных давлениях** рекомендуется использовать центробежный компрессор.

- **Для систем сжатого воздуха, требующих непрерывной подачи и низкого уровня шума**, винтовой компрессор является оптимальным решением.

- **Для малогабаритных систем** с постоянной потребностью в воздухе под низким давлением лучше всего подходит ротационный пластинчатый компрессор.

Таким образом, компрессор выбирается на основе требований к давлению, объему подачи воздуха, надежности и условий эксплуатации на судне.

8 дополнительных терминов, которые должен знать каждый морской инженер

1. **Вязкость масел**  

   Вязкость масла — это показатель сопротивления жидкости течению. Это свойство жидкости, которое препятствует относительному движению её слоев. Обычно более густые жидкости имеют более высокую вязкость, а более жидкие — низкую.

2. **Индекс вязкости**  

   Индекс вязкости — это термин, связанный в основном с судовыми смазочными маслами. Он определяет изменение вязкости масла при изменении температуры. Чем выше индекс вязкости, тем лучше качество масла. Высокий индекс означает, что вязкость масла изменяется незначительно даже при значительных изменениях температуры. Для повышения индекса вязкости в масло добавляют специальные присадки. Индекс вязкости измеряется безразмерным числом.

3. **Температура помутнения**  

   Этот термин связан с образованием воска в масле. Температура помутнения указывает на ту температуру, при которой в масле начинают образовываться восковые кристаллы. Со временем они могут забить фильтры, что влияет на работу систем судна.

4. **Температура застывания**  

   Температура застывания — это температура, при которой масло перестает течь. Для понижения температуры застывания в масло добавляют специальные присадки, называемые депрессантами.

5. **Температура вспышки**  

   Температура вспышки — это минимальная температура, при которой масло выделяет достаточное количество горючих паров, чтобы произвести вспышку при поднесении к его поверхности небольшого пламени.

6. **Номер SAE**  

   Номер SAE указывает на вязкость масла и основан на классификации при двух разных температурах. Каждый вид смазочного масла имеет свой номер SAE, который присваивается Обществом автомобильных инженеров (Society of Automotive Engineers).

7. **Общее щелочное число (TBN)**  

   Общее щелочное число (TBN) — это показатель содержания щелочных присадок в смазочном масле, которые нейтрализуют кислоты, образующиеся в процессе сгорания топлива. Чем выше TBN, тем лучше масло справляется с окислением и коррозией, а также дольше сохраняет свои свойства. Для судовых двигателей с низкокачественным топливом используются масла с высоким TBN для защиты цилиндров от коррозии.

8. **Общее кислотное число (TAN)**  

   Общее кислотное число (TAN) — это показатель ухудшения состояния смазочного масла. Чем выше TAN, тем больше в масле кислот, что может привести к коррозии и повреждению компонентов двигателя. TAN не должен превышать 2 для судовых смазочных масел.

Эти термины являются важными для морских инженеров, поскольку они помогают лучше понимать характеристики топлива и смазочных материалов, что напрямую влияет на эффективность работы судовых систем.

 Как снизить расход топлива

Снижение расхода топлива на судне — важная задача для судовладельцев и операторов, поскольку это не только уменьшает эксплуатационные расходы, но и снижает выбросы вредных веществ в атмосферу. Вот несколько способов, которые могут помочь сократить расход топлива на судне:

### 1. **Оптимизация скорости судна (медленное плавание)**

   - **Снижение скорости** — один из самых эффективных методов экономии топлива. Медленное плавание, или так называемый «slow steaming», может значительно сократить расход топлива, особенно на дальних маршрутах. При уменьшении скорости на 10%, расход топлива может снизиться до 20-30%.

   

### 2. **Использование современного судового оборудования**

   - **Энергосберегающие системы**: Установка энергоэффективных систем, таких как переменные частотные приводы на насосах и вентиляторах, может существенно снизить потребление энергии и, соответственно, расход топлива.

   - **Погодные маршруты**: Использование маршрутов, учитывающих погодные условия, может помочь избежать штормов и сильных течений, что уменьшает сопротивление и расход топлива.

### 3. **Установка воздушных пузырей**

   - Системы воздушных пузырей (Air Lubrication Systems) создают воздушную пленку под корпусом судна, что снижает трение с водой и уменьшает расход топлива. Некоторые современные суда уже оборудованы такими системами.

### 4. **Оптимизация работы двигателя**

   - **Техническое обслуживание двигателей**: Регулярное техническое обслуживание и правильная настройка двигателей помогают поддерживать их эффективность на высоком уровне. Это предотвращает избыточное потребление топлива из-за износа или неправильной работы оборудования.

   - **Снижение инертности работы двигателей**: Использование систем управления и автоматики, которые поддерживают оптимальные рабочие параметры двигателей (например, системы автоматической регулировки впрыска топлива), может значительно улучшить топливную эффективность.

### 5. **Использование гибридных технологий**

   - **Гибридные двигатели**: Современные гибридные установки, которые используют как традиционное топливо, так и электроэнергию, могут существенно сократить потребление топлива. В портах или на малых скоростях может использоваться электрическая тяга.

### 6. **Улучшение обводов корпуса**

   - **Редизайн корпуса**: Более обтекаемый корпус снижает сопротивление воды, что способствует снижению расхода топлива. Суда с обтекаемыми формами, как, например, с носовой конструкцией типа «булбусный нос», имеют меньшую лобовую нагрузку и тратят меньше энергии на движение.

### 7. **Использование улучшенных видов топлива**

   - **Переключение на альтернативные виды топлива**, такие как сжиженный природный газ (СПГ), может снизить расход топлива и выбросы. Такие виды топлива обладают более высокой энергоэффективностью и при правильной эксплуатации позволяют экономить топливо.

### 8. **Поддержание чистоты корпуса и гребных винтов**

   - **Очистка корпуса и винтов** от морских организмов и наростов существенно снижает сопротивление воды и увеличивает топливную экономичность. Грязный корпус может увеличить расход топлива на 15-20%.

### 9. **Оптимизация загрузки судна**

   - **Правильное распределение груза** и контроль осадки судна помогают снизить сопротивление при движении и улучшить эффективность использования топлива.

### 10. **Мониторинг и анализ потребления топлива**

   - Современные судовые системы управления позволяют **отслеживать и анализировать расход топлива** в реальном времени. Это помогает судовладельцам принимать обоснованные решения по изменению эксплуатационных режимов и экономии топлива.

Внедрение этих методов может значительно сократить расход топлива на судне, что в свою очередь снижает затраты и уменьшает экологический след.

 7 судов, которые вывели судостроение на новый уровень

На протяжении многих лет в области судостроения и военно-морской архитектуры было сделано множество значительных инноваций, особенно в последнем столетии. Одним из важнейших достижений стало внедрение компьютерного моделирования и проектирования, что дало большую гибкость в процессе разработки.

Наука о военно-морской архитектуре многому научилась на основе различных исследований и катастроф. В отличие от автомобильного дизайна и других смежных областей, судостроители обычно не имеют возможности создавать прототипы. Однако это не мешает специалистам экспериментировать с конструкциями для достижения лучших результатов. Некоторые новаторские суда сломали стереотипы традиционного судостроения и доказали, что нестандартные решения могут быть самыми эффективными.

Вот 7 судов, которые вывели судостроение на новый уровень:

1. Обратные носы: эсминцы класса Zumwalt и Ulstein X-BOW

Что произойдет, если перевернуть бумажный кораблик? Он все равно будет плавать. А если применить этот принцип к реальным судам? Эсминцы класса Zumwalt ВМС США и суда с носом X-BOW от Ulstein являются примерами того, что такие конструкции могут быть не только осуществимыми, но и эффективными. Эти суда имеют более длинную ватерлинию по сравнению с традиционными конструкциями, что увеличивает их скорость. Они также уменьшают расход топлива за счет того, что проходят сквозь волны, а не поднимаются над ними.

2. Ледокол Baltika

Традиционное движение ледоколов вперед-назад отнимает много времени. Поэтому был разработан ледокол Baltika с асимметричным корпусом, который может менять линию погружения, расширяя площадь разрушения льда. Ледокол оснащен азимутальными движителями, что позволяет ему двигаться под углом и увеличивать эффективность разрушения льда.

3. E Ship 1: магнусовый эффект

Этот уникальный дизайн судна использует роторы Флеттнера, которые, вращаясь, создают разницу давлений и таким образом обеспечивают движение судна. Это похоже на знаменитый эффект «бананового удара» в футболе. Высокие и большие роторы позволяют судну эффективно использовать ветер для движения, сокращая потребление топлива.

4. Судно для сбора нефти класса Bottsand

Это судно способно разделяться на две части, увеличивая площадь сбора загрязненной нефти во время аварийных разливов. Судно использует двукорпусную конструкцию, что обеспечивает лучшую поперечную устойчивость по сравнению с обычными судами.

5. Сейсмические суда класса Ramform Titan

Эти суда имеют необычную форму с широкой кормой, что увеличивает устойчивость и уменьшает качку. Это важно для проведения точных сейсмических исследований океана. Большие топливные баки позволяют проводить длительные экспедиции, что делает эти суда одними из самых эффективных для длительных научных исследований.

6. Pioneering Spirit — крупнейшее в мире плавучее судно

Это уникальное судно, разработанное компанией Allseas, предназначено для подъема и замены морских платформ. Его конструкция позволяет поднимать целые платформы весом до 48 000 тонн, что значительно сокращает время и затраты на такие операции.

7. Первая в мире плавучая платформа для сжиженного природного газа — Shell Prelude

Prelude FLNG — это первая в мире плавучая платформа для сжиженного природного газа и крупнейшее офшорное сооружение, когда-либо построенное. Длина судна составляет 488 метров, а вес в рабочем состоянии — более 600 000 тонн. Платформа позволит производить сжиженный природный газ прямо на море, что делает добычу газа более экономичной и гибкой.

Эти суда не только демонстрируют достижения в области судостроения, но и подчеркивают важность инноваций для создания более эффективных и экологичных решений для морской отрасли.

 Теплообменники на судне: Принцип работы и применение

Теплообменник — это устройство, которое снижает температуру одной среды, передавая тепло другой среде через разделяющую их стенку или мембрану. Для повышения эффективности работы теплообменника важно увеличивать площадь поверхности разделения, одновременно минимизируя сопротивление потоку жидкости. Тепло может передаваться между жидкостью и жидкостью, газом и жидкостью, жидкостью и газом и т.д. Основные схемы потока в теплообменниках включают:

1. Противоток: Основная среда (подлежащая охлаждению) и вторичная среда (которая охлаждает основную) движутся в противоположных направлениях.
2. Перекрестный поток: Основная и вторичная среды входят в теплообменник под прямым углом друг к другу.
3. Параллельный поток: Обе среды движутся параллельно друг другу.

Где используются теплообменники на борту судна?

Каждая система на судне взаимосвязана. Даже выход из строя одной системы может привести к остановке всего судна. Теплообменники играют важную роль в обеспечении эффективной работы различных систем, таких как:

1. Пропульсивная установка:

– Основная пропульсивная установка включает системы смазки, охлаждения рубашек двигателя, топливную систему и другие подсистемы. – Все эти системы нагреваются в процессе работы, и для контроля температуры применяются теплообменники. – Наиболее распространённые типы теплообменников в пропульсивной системе — кожухотрубчатые и пластинчатые.

2. Система генерации вспомогательной энергии:

– Вспомогательная система генерации энергии схожа с основной пропульсивной системой, но вырабатывает энергию для других нужд судна. – Здесь также используются кожухотрубчатые, пластинчатые и оребрённые теплообменники.

3. Система пуска двигателя:

– Воздух высокого давления, производимый компрессором, охлаждается в интеркулере, который является теплообменником. – Чаще всего для этого используется кожухотрубчатый теплообменник.

4. Топливная система:

– Для правильной атомизации топлива его подогревают в паровом подогревателе, который представляет собой кожухотрубчатый теплообменник. – Для уменьшения выбросов SOx из топливной системы применяется водное распыление с использованием теплообменника прямого контакта.

5. Система охлаждения холодильных камер:

– В холодильной системе, для охлаждения мясных, рыбных и овощных

 Что влияет на КПД компрессора

Коэффициент полезного действия (КПД) компрессора — это показатель эффективности его работы, который зависит от ряда факторов. Чтобы компрессор работал с максимальной производительностью и минимальными потерями энергии, необходимо учитывать следующие ключевые параметры:

### 1. **Температура входного воздуха**

Высокая температура входящего воздуха может существенно снизить КПД компрессора. Когда воздух нагрет, его плотность уменьшается, что снижает количество воздуха, которое компрессор может сжать за один цикл. Для повышения эффективности компрессора желательно подавать воздух с более низкой температурой. Для этого могут использоваться охладители и системы кондиционирования воздуха.

### 2. **Охлаждение**

Во время работы компрессора сжимаемый воздух нагревается, что приводит к увеличению температуры как воздуха, так и элементов компрессора. Высокие температуры могут ухудшить работу компрессора, снижая его эффективность и увеличивая износ деталей. Использование качественных интеркулеров (межступенчатых охладителей) помогает снизить температуру сжатого воздуха и повысить КПД.

### 3. **Смазка**

Смазка подвижных частей компрессора необходима для уменьшения трения и износа, а также для обеспечения более плавной работы механизма. Недостаток или использование некачественных смазочных материалов может привести к повышенному трению и, как следствие, снижению КПД и увеличению энергозатрат на работу компрессора.

### 4. **Состояние фильтров**

Фильтры, установленные на входе и выходе компрессора, предотвращают попадание пыли, грязи и других загрязнителей в систему. Если фильтры забиты, это приводит к увеличению сопротивления на пути воздушного потока, что заставляет компрессор работать с большей нагрузкой, снижая его КПД. Регулярная чистка и замена фильтров поддерживают оптимальный поток воздуха и эффективность работы.

### 5. **Утечки воздуха**

Утечки сжатого воздуха в системе компрессора могут значительно снизить его производительность. Чем больше утечек, тем больше энергии тратится впустую, что приводит к снижению КПД. Регулярные проверки и устранение утечек помогают поддерживать эффективность системы.

### 6. **Правильный выбор компрессора**

КПД компрессора также зависит от правильности его выбора под конкретные условия эксплуатации. Компрессоры должны быть подобраны с учетом необходимых рабочих давлений и объема воздуха, чтобы исключить ситуации перегрузки или недостаточной мощности. Использование компрессора, рассчитанного на большие объемы или давление, чем требуется, также может снизить КПД.

### 7. **Частота включений и отключений**

Частое включение и выключение компрессора приводит к потере энергии, так как на каждом старте тратится больше энергии для запуска системы. Использование накопительных ресиверов и регулировка рабочих циклов компрессора помогут снизить частоту включений и выключений, что повысит КПД системы.

### 8. **Сжатие до нужного давления**

Избыточное сжатие воздуха до давления, превышающего необходимое для работы системы, ведет к увеличению потребления энергии и снижению КПД компрессора. Оптимизация давления сжатого воздуха в соответствии с требованиями работы помогает избежать потерь энергии.

### 9. **Загрязнение системы**

Попадание грязи, масла или других загрязнителей в компрессорную систему может негативно сказаться на его работе. Это может привести к увеличению трения, засорению фильтров и нарушению работы клапанов, что снижает КПД. Регулярная очистка системы и использование качественного топлива и масел помогают поддерживать чистоту и эффективность работы компрессора.

### 10. **Техническое обслуживание**

Нерегулярное или некорректное техническое обслуживание компрессора может привести к снижению его эффективности. Регулярная проверка состояния деталей, замена изношенных компонентов, чистка и смазка обеспечивают стабильную работу и поддержание КПД компрессора на высоком уровне.

Таким образом, для поддержания высокого КПД компрессора необходимо регулярно проводить техническое обслуживание, следить за состоянием фильтров, правильно выбирать параметры работы и устранять утечки. Все эти факторы в комплексе помогают минимизировать потери энергии и поддерживать эффективную работу компрессорной системы.

Как работают компрессоры

Компрессоры – это механические устройства, которые используются для сжатия газов или воздуха с целью увеличения их давления. Они находят широкое применение как в промышленности, так и на судах, где обеспечивают работу различных систем, начиная от подачи воздуха для запуска двигателей и заканчивая использованием в системах кондиционирования и вентиляции. Основная задача компрессора – уменьшить объем газа или воздуха, увеличив его давление. Для этого компрессоры используют различные методы и конструкции.

### Принцип работы компрессора

Принцип работы компрессора заключается в увеличении давления газа за счет уменьшения его объема. Это может быть достигнуто с помощью разных механизмов, таких как поршневые, ротационные или центробежные системы.

1. **Забор воздуха или газа**: Компрессор засасывает воздух или газ из окружающей среды через входное отверстие. Обычно на этом этапе воздух проходит через фильтр, чтобы исключить попадание загрязнений в систему.

   

2. **Сжатие**: В процессе сжатия газ или воздух попадает в рабочую камеру компрессора, где его объем уменьшается за счет движения поршня (в поршневых компрессорах) или за счет вращения роторов (в ротационных и винтовых компрессорах). В результате этого процесса давление газа увеличивается.

   

3. **Охлаждение**: В ходе сжатия температура воздуха или газа повышается. Для того чтобы предотвратить перегрев и повысить эффективность работы компрессора, сжатый газ часто проходит через охладители (интеркулеры), где снижается его температура.

   

4. **Выход сжатого воздуха**: После сжатия и охлаждения газ или воздух поступает на выход компрессора, откуда он направляется в нужные системы, например, для запуска двигателя, работы инструментов или обеспечения других нужд судна.

### Типы компрессоров

Существует несколько основных типов компрессоров, которые используются на судах и в промышленности:

1. **Поршневые компрессоры**: В поршневых компрессорах сжатие воздуха происходит за счет возвратно-поступательного движения поршня внутри цилиндра. Этот тип компрессоров эффективен для высоких давлений и широко применяется на судах для подачи стартового воздуха.

   

2. **Винтовые компрессоры**: Винтовые компрессоры используют два вращающихся ротора, которые сжимают воздух по мере его прохождения через рабочую камеру. Эти компрессоры хорошо подходят для непрерывной работы и более тихие в сравнении с поршневыми.

   

3. **Центробежные компрессоры**: В этих компрессорах сжатие воздуха происходит за счет действия центробежной силы, которая возникает при вращении рабочего колеса. Центробежные компрессоры эффективны для работы с большими объемами воздуха при низком давлении.

### Применение компрессоров на судне

Компрессоры на судах используются для выполнения различных задач, включая:

- **Запуск главного и вспомогательного двигателей**: Компрессоры обеспечивают подачу сжатого воздуха для пуска двигателей.

- **Автоматизация и управление**: Сжатый воздух используется в пневматических системах управления и автоматизации, таких как управление клапанами, турбонагнетателями и другими системами.

- **Инструменты и оборудование**: Пневматические инструменты, такие как дрели, гайковерты и прочее оборудование, работают от сжатого воздуха.

- **Охлаждение и вентиляция**: Компрессоры также используются в системах кондиционирования воздуха и охлаждения на судне.

### Эффективность работы компрессоров

Для поддержания высокой эффективности работы компрессоров необходимо регулярное обслуживание, которое включает:

- **Проверку и замену фильтров**: Чистые фильтры предотвращают попадание загрязнений в компрессор и увеличивают срок его службы.

- **Смазку подвижных частей**: Смазка снижает трение и износ деталей, обеспечивая их долгую и стабильную работу.

- **Контроль температуры и давления**: Регулярный контроль давления и температуры помогает избежать перегрева и выхода из строя компрессора.

Таким образом, компрессоры на судах играют важную роль в поддержании работы различных систем и механизмов, обеспечивая необходимый уровень сжатого воздуха для выполнения множества задач. 

 Вискозиметр и контроллер вязкости на судне

По мере роста цен на топливо, судоходные компании все чаще используют низкосортные виды топлива для снижения операционных расходов. Для сжигания в двигателях вспомогательных и главных судовых установок обычно применяется тяжелое топливо (мазут). Одним из ключевых факторов, влияющих на эффективность сгорания топлива и работу судового двигателя, является вязкость топлива.

Вязкость топлива зависит от его марки. Если вязкость топлива и его индекс вязкости высоки, это затруднит процесс атомизации и приведет к плохому сгоранию внутри цилиндра двигателя.

### Понимание основных понятий

**Вязкость**

Вязкость можно определить как "сопротивление движению жидкости, вызванное внутренним трением слоев". Она измеряется в сантитоксах (cst). Чем ниже вязкость, тем меньше сопротивление течению, что облегчает процесс атомизации топлива.

**Индекс вязкости**

Индекс вязкости — важный параметр при выборе любого типа топлива или смазочного масла. Он показывает, как меняется вязкость масла при изменении температуры. Так как топливо нагревается для достижения правильной атомизации, его индекс вязкости должен быть подходящим. Если индекс слишком высок, нагревателю будет сложно изменить вязкость топлива.

**Атомизация**

Атомизация — это процесс разбиения частиц топлива на мелкий туман под высоким давлением для улучшения контакта между топливом и воздухом, что способствует правильному сгоранию.

### Вискозиметр (или вискотерм)

Вязкость судового мазута при температуре 50°C может варьироваться от 180 до 380 cst. Топливо нагревается, чтобы уменьшить вязкость до 13-15 cst на момент впрыска в двигатель с помощью электрических или паровых нагревателей. Для достижения эффективного сгорания вязкость топлива перед топливным насосом высокого давления должна поддерживаться на уровне примерно 13 cst.

Вискозиметр используется для измерения вязкости топлива в системе впрыска двигателя.

#### Конструкция и работа вискозиметра

Вискозиметр состоит из капиллярной трубки с шестеренчатым насосом, который вращается на низких оборотах (около 40 об/мин). Вокруг капиллярной трубки имеется внешний корпус. Когда топливо проходит через корпус, часть его идет через шестеренчатый насос и капиллярную трубку, а другая часть проходит вокруг нее, создавая разницу в потоке. Внутри трубки поддерживается ламинарное течение, а снаружи — турбулентное.

Измеряется разница давления между внутренней и внешней частью трубки, которая прямо пропорциональна вязкости топлива. Таким образом, обеспечивается контроль вязкости.

### Контроллер вязкости

Контроллер вязкости регулирует положение 3-ходового клапана, который направляет пар в нагреватель или обходит его в зависимости от положения клапана управления.

#### Конструкция и работа

Обычно используется пневматическая система управления с мехами, флаппером и соплом. Выходной сигнал от вискозиметра поступает в мех, измеряющий значение контроллера вязкости. Другой мех устанавливает требуемое значение вязкости. Оба меха соединены так, чтобы завершить систему управления флаппером и соплом. Выходной сигнал системы используется для управления 3-ходовым клапаном подогревателя топлива.

3-ходовой клапан имеет один вход и два выхода. Один выход ведет через нагреватель, а другой — через обводную линию. Если измеренное и заданное значения совпадают, положение клапана остается неизменным. Если измеренное значение уменьшается, клапан открывается, чтобы направить больше пара в нагреватель и уменьшить вязкость.

Для поддержания оптимальной эффективности двигателя и снижения износа топливной системы важно использовать топливо с правильным индексом вязкости.

 Преимущества компрессора с изменяемой геометрией турбины (VTA)

1. **Оптимальная подача воздуха на всех режимах работы двигателя**: Компрессор с VTA обеспечивает эффективное регулирование потока воздуха в зависимости от нагрузки двигателя. Это позволяет поддерживать оптимальное соотношение воздуха и топлива, что особенно важно при низких оборотах, где обычные турбокомпрессоры могут испытывать нехватку воздуха.

2. **Улучшение топливной экономичности**: За счет того, что турбина с VTA поддерживает оптимальное давление на всех диапазонах работы двигателя, расход топлива снижается. Это делает двигатель более экономичным, особенно при работе на малых оборотах.

3. **Снижение выбросов**: Поскольку VTA способствует более полному сгоранию топлива благодаря улучшенной подаче воздуха, уменьшаются выбросы оксидов азота (NOx) и других вредных веществ, что соответствует современным экологическим стандартам для судов.

4. **Улучшение динамики двигателя**: Изменяемая геометрия турбины позволяет двигателю быстрее реагировать на изменения нагрузки, что улучшает динамические характеристики судна и уменьшает задержки при изменении скорости.

5. **Снижение износа компонентов**: Благодаря тому, что двигатель работает в более стабильных условиях с оптимальной подачей воздуха, уменьшается износ компонентов турбокомпрессора и двигателя, что увеличивает срок службы оборудования и снижает расходы на обслуживание.

6. **Гибкость работы**: Турбокомпрессоры с VTA позволяют судну эффективно работать в различных режимах — от полного хода до экономичных скоростей, что особенно важно при маневрировании в портах или при экономичном плавании.

Эти преимущества делают компрессоры с изменяемой геометрией турбины важным элементом для повышения эффективности современных судовых двигателей.

 Процедура запуска дыхательного воздушного компрессора на судне

Дыхательный воздушный компрессор используется для заправки кислородных баллонов, которые применяются для пожаротушения или при работе в замкнутых пространствах. Такие компрессоры отличаются от обычных судовых компрессоров своими размерами и требуют особого подхода при эксплуатации.

Ниже приведена пошаговая инструкция по запуску дыхательного воздушного компрессора на судне, а также меры предосторожности, которые необходимо соблюдать для безопасного и эффективного его использования.

### Предпусковая проверка

Перед запуском компрессора выполните следующие действия:

1. **Заполните резервуар водой**, чтобы охлаждать баллоны во время заправки, так как при этом процессе выделяется тепло.

2. **Проверьте уровень масла** в картере компрессора через смотровое стекло, которое установлено сбоку компрессора.

3. **Проверьте состояние уплотнительного кольца (O-ring)** в мужской части DIN-соединения и убедитесь, что оно отсутствует в женской части клапана на баллоне.

4. **Поместите баллон в резервуар с водой** для охлаждения.

5. **Подключите шланг к баллону**, не затягивайте слишком сильно — давление воздуха обеспечит плотное соединение.

6. **Откройте клапан на шланге**, поворачивая его против часовой стрелки.

7. **Откройте клапан на баллоне**, поворачивая его также против часовой стрелки.

### Процедура запуска компрессора

После подготовки выполните следующие шаги для запуска компрессора:

1. **Регулярно сливайте конденсат**, даже если у устройства предусмотрен автоматический слив. Это делается с помощью ручного клапана для конденсата.

2. Компрессор **автоматически остановится при достижении давления в 300 бар**. Если этого не произошло, немедленно остановите компрессор вручную.

3. **Закройте клапан на баллоне**, поворачивая его по часовой стрелке.

4. **Закройте клапан на шланге**, поворачивая его против часовой стрелки.

5. После завершения заправки **аккуратно откройте клапан на шланге**, чтобы сбросить давление.

6. **Слейте конденсат из компрессора** и воду из резервуара для заправки баллонов.

Соблюдение данной процедуры обеспечит безопасную эксплуатацию дыхательного компрессора и предотвратит возможные аварии при заправке баллонов.

 Как заправлять СПГ

Заправка судна сжиженным природным газом (СПГ) — это сложный процесс, требующий соблюдения строгих мер безопасности и использования специализированного оборудования. Процесс заправки, также известный как бункеровка СПГ, включает несколько ключевых этапов. Вот основные шаги, которые обычно выполняются при заправке СПГ на судах:

### 1. **Подготовка к заправке**

   Перед началом заправки необходимо провести тщательную подготовку:

   - **Проверка оборудования**: Все системы и оборудование, связанные с бункеровкой, должны быть проверены на работоспособность. Это включает в себя криогенные танки, насосы, клапаны и соединения.

   - **Меры безопасности**: Устанавливаются защитные зоны вокруг судна и терминала. Весь персонал, участвующий в бункеровке, должен пройти инструктаж по технике безопасности.

   - **Связь и координация**: Обеспечивается связь между экипажем судна и наземным персоналом терминала или бункеровочного судна, чтобы согласовать все действия и контролировать процесс.

   

### 2. **Система бункеровки**

   Для заправки СПГ можно использовать несколько различных методов, в зависимости от инфраструктуры порта и типа судна:

   - **Бункеровка с береговой станции**: СПГ подается с терминала через специально оборудованные трубопроводы и насосы, соединенные с судном.

   - **Бункеровка с бункеровочного судна**: СПГ передается с другого судна, специально предназначенного для транспортировки СПГ, напрямую на судно. Этот метод часто используется, когда порт не оснащен наземными терминалами для СПГ.

   - **Автоцистерны**: В некоторых портах СПГ может быть доставлен на судно с помощью криогенных автоцистерн. Это обычно используется для небольших судов или в портах с ограниченной инфраструктурой.

### 3. **Соединение оборудования**

   - **Соединение шлангов**: Криогенные шланги или трубопроводы соединяются между судном и бункеровочной станцией (или судном). Используются криогенные соединения, которые герметичны и выдерживают низкие температуры СПГ (-162°C).

   - **Проверка соединений**: После подключения системы проверяют на герметичность и отсутствие утечек. Это важный этап, так как утечка СПГ может привести к опасности взрыва.

### 4. **Охлаждение системы**

   Перед началом заправки система трубопроводов и танков охлаждается до температуры СПГ (-162°C). Это делается путем пропуска небольшого количества СПГ через систему, чтобы избежать резкого температурного перепада, который может повредить оборудование.

### 5. **Заправка СПГ**

   - **Подача СПГ**: После охлаждения начинается подача СПГ в танки судна. СПГ перекачивается через криогенные насосы при низком давлении для предотвращения быстрого испарения газа.

   - **Контроль температуры и давления**: Во время заправки постоянно контролируются давление и температура, чтобы избежать перегрева или избыточного давления в системе.

   - **Испарение (Boil-off)**: В процессе заправки происходит испарение некоторого количества СПГ (boil-off gas). Этот газ обычно возвращается обратно в систему или утилизируется для предотвращения утечек.

### 6. **Завершение заправки**

   - **Отключение системы**: После завершения заправки шланги или трубопроводы медленно отключаются, чтобы избежать утечек.

   - **Дренирование шлангов**: Оставшийся СПГ в трубопроводах дренируется и утилизируется, чтобы предотвратить его испарение в атмосферу.

   - **Проверка безопасности**: После завершения заправки проводится финальная проверка систем на герметичность и безопасность.

### 7. **Документация**

   По окончании бункеровки составляются все необходимые документы, включая записи о количестве заправленного СПГ, времени заправки и результатах проверок безопасности.

### Особенности и меры безопасности:

   - **Использование специального защитного снаряжения**: Все участники процесса должны носить защитную одежду, предназначенную для работы с криогенными жидкостями, чтобы избежать ожогов и обморожений.

   - **Контроль зоны заправки**: Вблизи места заправки должна быть установлена зона безопасности, чтобы минимизировать риск случайных инцидентов.

   - **Системы аварийного отключения**: В процессе бункеровки всегда должны быть активны системы аварийного отключения, которые позволяют немедленно прекратить подачу СПГ в случае утечки или другой опасности.

Заправка судов СПГ требует высокой квалификации и строгого соблюдения всех мер безопасности, поскольку работа с криогенными жидкостями и горючими газами связана с высокими рисками.

Какие недостатки СПГ?

Использование сжиженного природного газа (СПГ) как топлива для судов имеет множество преимуществ, однако есть и определенные недостатки, которые необходимо учитывать при выборе этого топлива. Вот основные недостатки СПГ:

1. **Высокие первоначальные затраты**:

   Постройка судов, работающих на СПГ, требует значительных капитальных вложений. Это связано с необходимостью установки специализированного оборудования для хранения и подачи СПГ, а также обновления инфраструктуры для заправки топливом.

2. **Недостаточная инфраструктура для бункеровки**:

   Хотя популярность СПГ растет, инфраструктура для его заправки все еще ограничена и не развита во всех портах. Это создает сложности при планировании маршрутов и требует дополнительных логистических решений для обеспечения бесперебойного снабжения судов.

3. **Сложности с хранением**:

   СПГ требует хранения при очень низких температурах (около -162°C). Это требует использования криогенных танков и дополнительного оборудования для поддержания температуры и предотвращения испарений, что усложняет и удорожает эксплуатацию.

4. **Испарение (Boil-off)**:

   Даже при использовании самых современных криогенных технологий, часть СПГ неизбежно испаряется со временем, что приводит к потерям топлива. Хотя это испарение можно использовать для питания судовых двигателей, оно требует сложных систем утилизации.

5. **Ограниченный срок службы оборудования**:

   Оборудование для СПГ подвержено воздействию низких температур и перепадов давления, что сокращает его срок службы по сравнению с традиционными топливными системами. Это приводит к необходимости частого технического обслуживания и ремонта.

6. **Требования к безопасности**:

   СПГ является легко воспламеняющимся газом, и при его хранении и транспортировке требуется строгое соблюдение мер безопасности. В случае утечки СПГ может быстро испариться и создать взрывоопасные концентрации газа в воздухе.

7. **Ограниченные регионы применения**:

   На данный момент СПГ преимущественно используется в определенных регионах, таких как Европа, Северная Америка и Азия. В других частях мира инфраструктура для его использования все еще недостаточно развита, что ограничивает его глобальное применение.

8. **Потенциальные экологические риски**:

   Хотя СПГ считается более экологически чистым топливом по сравнению с мазутом или дизелем, его добыча и транспортировка могут сопровождаться выбросами метана — газа с более высоким парниковым эффектом, чем CO₂. Утечки метана при добыче и транспортировке могут свести на нет экологические преимущества использования СПГ.

Несмотря на эти недостатки, СПГ остается одним из наиболее перспективных видов топлива для судоходства, особенно в контексте ужесточающихся экологических норм и требований по снижению выбросов. 

 10 Значимых судов, работающих на СПГ

СПГ, признанный топливом будущего, также набирает популярность в судоходной отрасли. Исследования показывают, что использование сжиженного природного газа (СПГ) сокращает выбросы оксидов азота (NOx) на 90%, а выбросы оксидов серы (SOx) и твердых частиц практически сведены к нулю. Двигатели на СПГ также уменьшают выбросы CO2 на 25-30% по сравнению с судами, работающими на дизельном или тяжелом топливе.

С учётом текущей стоимости СПГ на таких коммерчески выгодных рынках, как США и Европа, СПГ может предлагаться по конкурентоспособной цене по сравнению с мазутом или даже низкосернистым газомасляным топливом. Многие крупные судоходные компании уже запустили коммерческие суда на СПГ, а другие активно готовятся к этому.

### Рассмотрим десять значимых судов на СПГ:

1. **Creole Spirit – самое эффективное СПГ-судно в мире**

Creole Spirit — это первое судно компании Teekay с двигательной системой MEGI (M-type Electronically Controlled Gas Injection), работающей на двухтактных двигателях MAN Diesel. Эта система потребляет всего 100 тонн топлива в сутки, в то время как системы на основе Dual Fuel Diesel Electric требуют 125-130 тонн. Благодаря снижению числа цилиндров и уменьшению сложности электрических систем, Creole Spirit стал самым экономичным судном на СПГ в мире.

2. **Isla Bella – первый в мире контейнеровоз на СПГ**

Isla Bella, принадлежащий компании TOTE, стал первым контейнеровозом на СПГ. Судно оснащено системой подачи топлива на базе СПГ, разработанной Daewoo Shipbuilding & Marine Engineering (DSME), и двигателем MAN ME-GI с двойным топливом. Судно сокращает выбросы NOx на 98%, SOx на 97%, а выбросы CO2 — на 72%.

3. **Первый в мире круизный лайнер на СПГ**

Carnival Corporation заказала четыре круизных лайнера, работающих на СПГ, два из которых войдут во флот AIDA Cruises. Эти лайнеры будут первыми в индустрии, которые смогут использовать СПГ как на ходу, так и в портах, что сократит выбросы сажи и оксидов серы до нуля.

4. **Крупнейший в мире паром Ro-Ro на СПГ**

Австралийский судовладелец SeaRoad заказал крупнейший в мире паром Ro-Ro на СПГ. Судно будет длиной 181 метр и сможет перевозить контейнеры, трейлеры, автомобили и даже опасные грузы. Судно также сможет перевозить крупный рогатый скот.

5. **Rem Eir – крупнейшее в мире СПГ-судно для платформенного снабжения**

Rem Eir, построенное на верфи Kleven Vreft, является крупнейшим в мире судном для платформенного снабжения на СПГ. Длина судна составляет 92,5 метра, ширина — 20 метров, а площадь палубы — 1080 м². Оно находится на долгосрочной аренде у Statoil.

6. **Первый цементовоз на СПГ**

На верфи Ferus Smit строится уникальный цементовоз на СПГ для компании Erik Thun AB. Цементовоз будет оснащен автоматизированной системой загрузки и разгрузки цемента на основе сжатого воздуха. Система позволит проводить операции с минимальным воздействием на окружающую среду.

7. **Первые ConRo-суда на СПГ**

Эти суда класса Commitment, разрабатываемые компанией Crowley, будут предназначены для перевозки как контейнеров, так и автомобилей. Основные двигатели и вспомогательные установки будут работать на СПГ, что значительно снизит выбросы.

8. **Первое буровое судно на СПГ**

Это буровое судно будет построено в Южной Корее компанией Daewoo Shipbuilding & Marine Engineering в рамках совместного проекта с ABS. Оно будет оснащено системой хранения и подачи СПГ.

9. **Scheldt River – первый дноуглубитель с двойным топливом на СПГ**

Scheldt River, строящийся в Нидерландах для DEME Group, станет первым в мире дноуглубителем, способным работать как на СПГ, так и на традиционном топливе. Судно длиной 104 метра будет иметь объем трюма около 8 000 м³.

10. **Первый высокоскоростной RoPax-паром на СПГ**

Этот паром для шведского оператора Rederi AB Gotland будет соответствовать требованиям IMO Tier III по выбросам NOx. Он будет перевозить около 1650 пассажиров и 1750 метров трейлеров.

Эти примеры подчеркивают важность использования СПГ как топлива будущего, способного существенно снизить негативное воздействие на окружающую среду.

Двигатели на сжиженном природном газе (LNG)

 **Двигатели на сжиженном природном газе (LNG)** становятся всё более популярными в судостроении благодаря их экологическим и экономическим преимуществам. LNG двигатели работают на сжиженном природном газе, который хранится в жидком состоянии при температуре около -162°C. При использовании в двигателе, газ переводится в газообразное состояние и сжигается для производства энергии.

### **Принцип работы LNG двигателей:**

1. **Хранение и подготовка топлива:**

   LNG хранится в специальных изолированных танках на борту судна при очень низкой температуре, чтобы поддерживать его в жидком состоянии. Для того чтобы использовать газ в двигателе, его сначала необходимо нагреть и испарить, чтобы перевести в газообразное состояние. Этот процесс осуществляется в **испарителях**, где LNG проходит через теплообменники, нагреваясь до температуры, при которой он может быть использован в двигателе.

2. **Подача газа в двигатель:**

   Газообразный природный газ подаётся в двигатель через систему подачи топлива. Подача регулируется в зависимости от текущей нагрузки двигателя и условий эксплуатации судна. В LNG двигателях используется система управления, которая следит за давлением и потоком газа, чтобы обеспечить эффективное сгорание.

3. **Сгорание в двигателе:**

   Существует два основных типа LNG двигателей на судах:

   - **Двигатели с искровым зажиганием:** Газ смешивается с воздухом и воспламеняется с помощью искры. Этот процесс аналогичен работе бензиновых двигателей.

   - **Двигатели с двойным топливом (Dual-Fuel):** Эти двигатели могут работать как на LNG, так и на дизельном топливе. Для воспламенения газа используется небольшое количество дизельного топлива, которое инициирует сгорание газовоздушной смеси в цилиндрах. Этот тип двигателей обеспечивает большую гибкость, так как судно может переключаться между разными типами топлива в зависимости от доступности и стоимости.

4. **Процесс сгорания:**

   В камере сгорания двигатель смешивает природный газ с воздухом и воспламеняет смесь. Газ сгорает, создавая горячие газы, которые расширяются и толкают поршни, что приводит к выработке механической энергии. Эта энергия используется для вращения вала, который, в свою очередь, приводит в движение гребные винты судна или вырабатывает электричество.

5. **Система управления и мониторинг:**

   LNG двигатели оснащены сложной системой управления, которая регулирует подачу газа, давление и температуру, обеспечивая оптимальные условия для сгорания. Система контроля также отслеживает выбросы и состояние двигателя, предотвращая превышение норм по выбросам вредных веществ и обеспечивая безопасность эксплуатации.

### **Преимущества LNG двигателей:**

1. **Экологическая чистота:**

   LNG двигатели значительно сокращают выбросы вредных веществ:

   - **Снижение выбросов оксидов азота (NOx)** на 90%.

   - **Практически полное отсутствие выбросов оксидов серы (SOx)** и твёрдых частиц (сажи).

   - **Снижение выбросов углекислого газа (CO2)** на 25-30% по сравнению с дизельными и мазутными двигателями.

   

2. **Экономическая выгода:**

   В некоторых регионах, таких как США и Европа, LNG является более доступным по цене по сравнению с мазутом или малосернистым дизельным топливом, что делает его привлекательным для судовладельцев.

3. **Гибкость в работе:**

   Двигатели с двойным топливом (Dual-Fuel) могут работать как на LNG, так и на традиционных видах топлива, что позволяет судну выбирать топливо в зависимости от его стоимости и доступности в портах.

### **Основные компоненты системы LNG двигателя:**

1. **Криогенные топливные танки:** Специально изолированные резервуары для хранения сжиженного газа при низких температурах.

2. **Испарители:** Теплообменники, которые переводят LNG из жидкого состояния в газообразное.

3. **Система подачи топлива:** Регулирует подачу газа в двигатель для обеспечения оптимального сгорания.

4. **Система управления двигателем:** Контролирует параметры двигателя, такие как давление газа, температура, поток воздуха и выбросы.

### **Заключение:**

LNG двигатели для судов представляют собой важное решение для снижения выбросов вредных веществ и повышения экономической эффективности работы судов. Благодаря способности работать на более экологически чистом топливе и снижению операционных затрат, LNG двигатели становятся всё более популярными в морской индустрии.

   Система турбонаддува с изменяемой геометрией (VTA) 

**Система турбонаддува с изменяемой геометрией (VTA)** используется для оптимизации работы судовых двигателей при различных нагрузках, обеспечивая необходимое количество воздуха для сгорания топлива в цилиндрах. Она позволяет поддерживать высокую эффективность двигателя даже на низких оборотах, где традиционные турбокомпрессоры могут не справляться с подачей воздуха. Рассмотрим, как работает система VTA.

### **Принцип работы системы VTA:**

1. **Изменяемые направляющие лопатки:**

   В турбокомпрессорах с фиксированной геометрией, потоки выхлопных газов воздействуют на лопатки турбины под постоянным углом. Однако в турбокомпрессорах с VTA применяются **подвижные направляющие лопатки**, которые могут изменять угол наклона в зависимости от текущей нагрузки двигателя.

2. **Регулирование потока выхлопных газов:**

   Изменение угла наклона направляющих лопаток контролирует количество выхлопных газов, воздействующих на лопатки турбины. При низких нагрузках, лопатки VTA изменяют угол так, чтобы выхлопные газы быстрее направлялись на турбину, что увеличивает скорость вращения компрессора и, как следствие, увеличивает подачу воздуха в цилиндры двигателя.

3. **Оптимизация работы на низких оборотах:**

   На низких оборотах судового двигателя, когда объем выхлопных газов недостаточен для эффективной работы обычного турбокомпрессора, система VTA увеличивает угол наклона лопаток, обеспечивая более быстрый поток выхлопных газов через турбину. Это приводит к более высокой скорости турбины и улучшению подачи воздуха для сгорания, что помогает избежать неполного сгорания топлива и снижает расход топлива.

4. **Работа на высоких оборотах:**

   Когда двигатель работает на высоких оборотах и объем выхлопных газов увеличивается, система VTA изменяет угол наклона лопаток так, чтобы выхлопные газы воздействовали на турбину более плавно, не перегружая её. Это обеспечивает стабилизацию воздушного потока и предотвращает перегрев системы.

5. **Контроль микропроцессора:**

   Система VTA управляется **микропроцессорной системой**. Датчики измеряют параметры двигателя, такие как температура выхлопных газов и давление воздуха после компрессора. На основе этих данных, микропроцессор регулирует положение направляющих лопаток, чтобы добиться оптимального сгорания топлива на всех режимах работы двигателя.

### **Основные компоненты системы VTA:**

- **Направляющие лопатки:** Механизм, который изменяет угол наклона направляющих лопаток, регулируя поток выхлопных газов.

- **Кольцо управления:** Соединяет лопатки с электрическим позиционным двигателем, который изменяет угол наклона.

- **Электрический позиционный мотор:** Контролирует изменение угла наклона лопаток на основе данных от микропроцессора.

- **Микропроцессорная система управления:** Система, которая собирает данные от датчиков (давление воздуха и температура выхлопных газов) и управляет двигателем изменения положения лопаток.

### **Преимущества системы VTA:**

1. **Эффективная работа на всех режимах:** Система позволяет поддерживать высокую эффективность работы двигателя как на низких, так и на высоких оборотах.

2. **Снижение расхода топлива:** Благодаря оптимальному сгоранию топлива, система VTA снижает его потребление, особенно на низких нагрузках.

3. **Уменьшение вредных выбросов:** Улучшенное сгорание топлива приводит к снижению выбросов NOx и других вредных веществ.

4. **Повышение мощности:** Система VTA позволяет увеличить мощность двигателя за счет обеспечения необходимого количества воздуха в цилиндрах.

Таким образом, система турбонаддува с изменяемой геометрией (VTA) обеспечивает более эффективную работу судовых двигателей, снижает расход топлива и выбросы, делая работу судна более экономичной и экологичной.

 Преимущества использования сжиженного природного газа (LNG) как топлива для судов:

1. **Снижение выбросов вредных веществ:**

   LNG существенно сокращает выбросы вредных веществ по сравнению с традиционными видами топлива, такими как мазут или дизельное топливо. Использование LNG позволяет уменьшить выбросы:

   - **Оксидов азота (NOx)** на 85-90%, что помогает соответствовать строгим экологическим требованиям, особенно в зонах контроля выбросов (ECA).

   - **Серы (SOx)** практически до нуля, поскольку в природном газе почти нет серы, что соответствует международным стандартам (IMO 2020).

   - **Твердых частиц (сажи)**, которые также значительно уменьшаются благодаря более чистому сгоранию природного газа.

   - **Диоксида углерода (CO2)** на 20-30% по сравнению с мазутом, что делает LNG более экологичным топливом с точки зрения выбросов парниковых газов.

2. **Экономическая выгода:**

   В зависимости от рыночных условий, LNG может быть более экономичным по сравнению с традиционными видами топлива. Особенно это касается судов, работающих в зонах с высокими требованиями к снижению выбросов серы, где использование низкосернистого топлива (Low-Sulphur Fuel Oil, LSFO) становится дорогостоящим.

3. **Соответствие международным экологическим стандартам:**

   Использование LNG позволяет судам соответствовать строгим стандартам Международной морской организации (IMO), особенно в отношении выбросов NOx и SOx в зонах контроля выбросов (ECA). Это помогает избежать штрафов и ограничений, связанных с несоблюдением экологических требований.

4. **Высокая энергетическая эффективность:**

   LNG обладает высокой энергетической плотностью, что позволяет увеличить дальность плавания судов и сократить частоту дозаправки. Кроме того, эффективное сгорание природного газа приводит к повышенной производительности двигателей и снижению износа их компонентов.

5. **Снижение затрат на техобслуживание:**

   Поскольку LNG сгорает чище по сравнению с мазутом и дизелем, это снижает накопление сажи и других загрязнений в двигателях и выхлопных системах. Меньшее количество отложений уменьшает необходимость в частом техническом обслуживании и продлевает срок службы оборудования.

6. **Безопасность и стабильность поставок:**

   Развитие глобальной инфраструктуры для хранения и доставки LNG обеспечивает стабильные поставки этого вида топлива. Мировая сеть LNG-терминалов продолжает расширяться, что делает этот вид топлива доступным в большем числе портов по всему миру.

7. **Будущее устойчивой энергетики:**

   LNG считается "переходным" топливом на пути к более экологичным источникам энергии, таким как водород и биогаз. Внедрение LNG помогает судоходной отрасли постепенно переходить на более чистые виды топлива, поддерживая при этом экономическую рентабельность.

Таким образом, использование сжиженного природного газа (LNG) как топлива для судов приносит значительные экологические, экономические и эксплуатационные преимущества, что делает его перспективным выбором для судоходной отрасли в условиях растущих экологических требований.

 Понимание работы турбокомпрессора с изменяемой геометрией (VTA) для судовых двигателей

Для того чтобы максимально эффективно использовать судовые двигатели, они должны работать на высоких оборотах. Однако, из-за различных норм, правил движения и экономии топлива, двигатели судов не всегда могут работать на высоких скоростях. Когда обороты двигателя снижаются, также снижается и подача воздуха от турбокомпрессора, что приводит к нехватке воздуха в камере сгорания, неправильному сгоранию топлива и увеличению его расхода. Для устранения этой проблемы на малых нагрузках используются вспомогательные нагнетатели.

Турбокомпрессор с изменяемой геометрией (Variable Geometry Turbocharger, VTA), или турбокомпрессор с изменяемым углом лопаток, является решением, позволяющим поддерживать достаточную подачу воздуха в цилиндры судового двигателя на всех диапазонах нагрузок. Давайте разберёмся, что такое VTA и как он работает.

**Что такое турбокомпрессор с изменяемой геометрией (VTA)?**

VTA — это турбокомпрессор, в котором вместо фиксированных лопаток используются подвижные лопатки, угол которых можно изменять для регулирования потока выхлопных газов на турбинные лопатки. Это помогает системе управления двигателем поддерживать оптимальный объём воздуха для сгорания топлива на всём диапазоне нагрузок двигателя.

VTA оснащён кольцами сопел с регулируемыми лопатками. Каждая лопатка соединена с контрольным кольцом через рычаг, что снижает тепловую инерцию и повышает точность позиционирования. Положение лопаток или угол наклона регулируются контрольным кольцом, которое связано с электромотором через редуктор. Управляющая система регулирует действия микропроцессорного мотора, изменяя угол лопаток после анализа сигналов с датчиков давления воздуха и температуры выхлопных газов до и после турбокомпрессора.

**Преимущества турбокомпрессора с изменяемой геометрией (VTA):**

1. **Повышенная топливная эффективность**: VTA регулирует подачу воздуха в зависимости от нагрузки двигателя, что обеспечивает оптимальное сгорание топлива и снижение его расхода на низких и средних оборотах.

2. **Улучшенное сгорание**: Благодаря оптимальной подаче воздуха улучшается процесс сгорания, что снижает выбросы вредных веществ и углеродных частиц.

3. **Универсальность работы двигателя**: VTA позволяет двигателю работать стабильно на всех режимах, от низкой до высокой нагрузки, что делает судовой двигатель более адаптируемым и эффективным в разных условиях.

4. **Снижение износа**: Оптимизированное сгорание топлива и более стабильная работа двигателя уменьшают износ его компонентов, таких как поршни и цилиндры, продлевая срок службы двигателя.

5. **Быстрая реакция на изменения нагрузки**: VTA обеспечивает быструю адаптацию двигателя к изменениям нагрузки, что особенно важно при частых изменениях рабочих режимов.

Таким образом, использование турбокомпрессора с изменяемой геометрией в судовых двигателях позволяет добиться значительной экономии топлива, улучшить экологические показатели и продлить срок службы оборудования.

 Преимущества турбонагнетателя с изменяемой геометрией (VTA) для морских двигателей:

1. **Повышенная топливная эффективность**: Благодаря регулировке подачи воздуха в зависимости от нагрузки двигателя, VTA позволяет оптимизировать процесс сгорания топлива, что снижает его расход на низких и средних оборотах.

2. **Улучшенное сгорание**: Подача воздуха с оптимизированным давлением и объемом при разных режимах работы двигателя улучшает процесс сгорания топлива, уменьшая выбросы вредных веществ и сажевых частиц.

3. **Универсальность работы двигателя**: VTA обеспечивает стабильную подачу воздуха на всех режимах работы, от низких до высоких нагрузок, что делает двигатель более универсальным и способным эффективно работать в любых условиях.

4. **Снижение потребности во вспомогательных вентиляторах**: За счёт того, что турбонагнетатель сам регулирует подачу воздуха на всех режимах, необходимость во вспомогательных нагнетателях, используемых на низких нагрузках, существенно уменьшается.

5. **Уменьшение выбросов выхлопных газов**: Благодаря лучшему сгоранию топлива и более эффективной работе двигателя, VTA способствует снижению уровня выбросов углекислого газа (CO₂) и оксидов азота (NOₓ), что помогает соответствовать международным экологическим стандартам.

6. **Повышенная мощность на низких оборотах**: Турбонагнетатель с изменяемой геометрией улучшает наддув на низких оборотах, увеличивая мощность двигателя даже при невысоких оборотах, что полезно в ситуациях, когда судну требуется маневрировать при низкой скорости.

7. **Быстрая реакция на изменения нагрузки**: Благодаря способности мгновенно изменять угол лопаток, VTA обеспечивает быструю адаптацию двигателя к изменениям нагрузки, что особенно важно при частых переходах с одного режима работы на другой.

8. **Уменьшение износа**: Оптимизированное сгорание топлива и более стабильная работа двигателя уменьшают износ компонентов двигателя, таких как поршни, цилиндры и клапаны, продлевая срок службы двигателя и снижая затраты на ремонт.

Эти преимущества делают турбонагнетатель с изменяемой геометрией (VTA) важным элементом для повышения эффективности, экологичности и надежности судовых двигателей.

 Как работает турбонагнетатель с изменяемой геометрией для морских двигателей?

Для достижения максимальной эффективности работы судовых двигателей необходимо эксплуатировать их на максимальных оборотах (RPM). Однако в реальных условиях, таких как соблюдение норм, правил судоходства и требований по экономии топлива, двигатели судов не всегда могут работать на высоких оборотах. При снижении RPM турбонагнетатель начинает подавать меньше воздуха в цилиндры, что приводит к недостатку воздуха для сгорания, ухудшению горения и увеличению расхода топлива. Чтобы справиться с этой проблемой, на судах устанавливают вспомогательные вентиляторы, которые начинают работать на определённых низких нагрузках.

**Турбонагнетатель с изменяемой геометрией (VGT) или с изменяемым углом турбины (VTA)** — это решение для подачи достаточного количества наддувочного воздуха в цилиндры судового двигателя на всех диапазонах нагрузки. Давайте разберёмся, что такое VTA и как он работает.

### Что такое турбонагнетатель с изменяемой геометрией (VGT) или VTA?

VGT или VTA — это тип турбонагнетателя, в котором вместо традиционных неподвижных лопаток установлены подвижные лопатки, которые могут изменять свой угол для контроля потока выхлопных газов на лопатки турбины. Это позволяет регулировать подачу воздуха в зависимости от нагрузки двигателя, обеспечивая оптимальное соотношение воздуха и топлива на всех диапазонах нагрузки.

VGT или VTA оснащены кольцом с соплами, оборудованными регулируемыми лопатками для изменения угла. Каждая лопатка соединена с управляющим кольцом с помощью рычага, что снижает термическую истерию и повышает точность положения лопаток.

Положение или угол лопаток регулируется управляющим кольцом, которое связано с электроприводом через редуктор. Система управления контролирует работу микропроцессорного исполнительного механизма, который изменяет угол лопаток на основании сигналов обратной связи, таких как давление воздуха после компрессора и температура выхлопных газов до и после турбонагнетателя.

Таким образом, турбонагнетатель с изменяемой геометрией помогает оптимизировать работу двигателя, обеспечивая эффективное горение топлива и снижая его расход на всех этапах работы двигателя.

Меры по предотвращению ролловера

Ролловер в газовых танках — это опасное явление, которое может привести к серьезным последствиям, таким как резкое повышение давления и срабатывание предохранительных клапанов. Чтобы предотвратить ролловер, необходимо соблюдать следующие меры:

1. **Хранение грузов с разной плотностью в отдельных танках:**

   - Газовые грузы с разной плотностью не должны смешиваться в одном танке. Хранение таких грузов раздельно помогает избежать стратификации слоев и последующего ролловера.

2. **Перемешивание груза в танке:**

   - Используйте специальные системы перемешивания, такие как форсунки или циркуляционные насосы, чтобы поддерживать движение жидкости и предотвратить расслоение. Для береговых танков часто применяются системы с форсунками, которые можно использовать и на судах.

3. **Избегание длительных остановок при загрузке танков:**

   - Прекращение циркуляции или подкачки груза на длительное время может привести к возникновению разницы в температуре и плотности, что увеличивает риск ролловера. Поэтому загрузку и транспортировку груза следует выполнять непрерывно.

4. **Контроль скорости испарения газа:**

   - Необходимо постоянно отслеживать скорость выкипания груза, особенно в тех случаях, когда танки загружены различными типами газа. Резкое изменение скорости испарения может сигнализировать о приближающемся ролловере.

5. **Использование специализированного оборудования для мониторинга:**

   - Установите датчики и системы контроля, которые будут отслеживать изменения температуры, плотности и давления в танках. Эти показатели помогут оперативно выявить возможные проблемы и предотвратить ролловер.

6. **Обслуживание и калибровка оборудования:**

   - Регулярное техническое обслуживание систем и оборудования для мониторинга и циркуляции газа позволит обеспечить их исправную работу и снизить риск возникновения опасных ситуаций, таких как ролловер.

7. **Контроль возврата конденсата:**

   - Не допускайте смешивания конденсата из разных танков в одном, так как это может привести к изменению плотности жидкого груза и возникновению стратификации.

Применение этих мер помогает предотвратить возникновение ролловера и обеспечивает безопасную перевозку газовых грузов на судах.

 Ролловер в танкерах для перевозки газа: что это такое?

На судах, перевозящих газ, возможно хранение газового груза с различными свойствами в одном и том же танке, если это одобрено соответствующими органами. Это делается для того, чтобы судовладельцы могли сократить затраты на транспортировку и увеличить прибыль, доставляя разные грузы на одном судне. 

Однако перевозка газовых грузов требует повышенной осторожности из-за множества связанных с этим рисков. Одной из таких опасных ситуаций является явление, называемое "ролловер".

### Что такое ролловер?

Ролловер — это процесс самопроизвольного смешивания однотипных или различных газовых грузов, вызванный изменением плотности верхнего и нижнего слоев жидкости в танке. Это происходит из-за выкипания более лёгких фракций газа, что приводит к увеличению плотности жидкого слоя, расположенного ближе к поверхности, по сравнению с нижним слоем. При этом развивается стратификация, и неустойчивое состояние разрешается внезапным смешением, называемым ролловером.

### Как это происходит?

Представим ситуацию, когда в одном танке сжиженного природного газа (СПГ) загружаются два разных груза с различной плотностью, но без перемешивания. В этом случае происходит слоение, и из-за разницы в плотности или высокой концентрации азота в газе возникает нестабильность между слоями. При удалении испаряющегося газа нижний слой может стать менее плотным, чем верхний, что вызывает повышение плотности верхнего слоя из-за испарения, а также снижение температуры. Это создает неустойчивое состояние, которое приводит к резкому смешению газов, то есть к ролловеру.

### Причины ролловера:

- Разница в температуре внутри жидкого груза.

- Долгое хранение груза без циркуляции.

- Хранение схожих или совместимых грузов в одном танке.

- Возврат конденсата из нескольких танков в один.

### Последствия ролловера:

- Увеличение скорости выкипания газа до 10 раз больше обычной.

- Резкое повышение давления в танке.

- Срабатывание предохранительного клапана танка из-за избыточного давления.

### Меры по предотвращению ролловера:

- Хранение грузов с различной плотностью в отдельных танках.

- Использование оборудования, такого как форсунки (аналогичные используемым на береговых танках), для обеспечения перемешивания.

- Избегание длительных остановок процесса загрузки танков.

- Постоянный мониторинг скорости выкипания газа.

Ролловер может происходить как в танках на берегу, так и в судовых танках, однако риск возникновения этого явления выше в танках на судах из-за их размеров и возможности хранения разных грузов в одном танке.

 Как предотвратить коррозию?

Для предотвращения коррозии в судовых двигателях можно использовать несколько методов и практик, которые помогут минимизировать её воздействие на компоненты двигателя. Основные способы предотвращения коррозии включают:

1. **Использование качественного топлива**:

   - Одним из ключевых факторов, влияющих на коррозию, является качество топлива. Использование топлива с низким содержанием серы и других вредных элементов, таких как ванадий и натрий, поможет снизить вероятность возникновения горячей и холодной коррозии.

2. **Эффективное сгорание топлива**:

   - Правильная настройка двигателя и системы подачи топлива обеспечит полное сгорание топлива, что снизит образование кислот и коррозионных отложений на компонентах двигателя.

3. **Контроль температуры цилиндров**:

   - Поддержание оптимальной температуры цилиндров важно для предотвращения холодной коррозии. Слишком низкая температура может привести к образованию серной кислоты в цилиндре, которая разъедает металлические поверхности. Установка правильных температурных режимов работы поможет минимизировать эту проблему.

4. **Регулярное обслуживание и чистка**:

   - Регулярное техническое обслуживание, очистка от отложений и нагаров, а также проверка цилиндров и выпускной системы на наличие коррозии позволит вовремя выявить и устранить проблему на ранней стадии.

5. **Использование защитных смазок и присадок**:

   - Специальные масла и смазки с антикоррозийными присадками помогают защитить внутренние компоненты двигателя от агрессивного воздействия продуктов сгорания. Правильный выбор смазочных материалов и регулярная их замена также играют важную роль в защите двигателя.

6. **Контроль за качеством смазочных материалов**:

   - Постоянный анализ и контроль за состоянием масла поможет предотвратить попадание коррозионных продуктов в масло и повреждение деталей двигателя.

7. **Использование щелочных промывок**:

   - Для борьбы с кислотной коррозией, вызванной серой, можно использовать щелочные промывки или специальные моющие системы, которые помогают нейтрализовать кислоты в системе цилиндров и выпускных каналах.

8. **Мониторинг содержания кислорода и других газов**:

   - Система управления двигателем должна следить за содержанием кислорода и других агрессивных газов в камере сгорания. Слишком высокое содержание кислорода может способствовать образованию окислов, вызывающих коррозию.

Эти меры помогут значительно продлить срок службы компонентов судового двигателя и снизить риски, связанные с коррозией.

 Понимание горячей и холодной коррозии в судовых двигателях

Прибыль судоходных компаний зависит не только от объема перевозимого груза, но и от сокращения операционных затрат, что позволяет владельцам судов предлагать конкурентоспособные цены на перевозки. Одной из главных статей расходов при эксплуатации судна является топливо, и поэтому судовладельцы предпринимают все возможные меры для минимизации затрат на топливо, используя такие методы, как медленное плавание на низкосортном топливе.

Однако топливо, используемое для работы судовых двигателей, может негативно влиять на их детали (из-за присутствия в нем природных элементов), если оно не сжигается эффективно.

Коррозия — это одна из основных проблем на судах при сжигании тяжелого топлива в судовых двигателях. Она делится на два основных типа:

1. **Горячая коррозия**: Происходит из-за присутствия ванадия (Va) и натрия (Na) в топливе и поражает выпускные каналы двигателя.

   

2. **Холодная коррозия**: Возникает из-за содержания серы в топливе и поражает цилиндровые гильзы и другие части камеры сгорания.

10 Вредных Последствий Загрязненного Воздуха для Судовых Механизмов

Качество воздуха на борту судна играет ключевую роль как для экипажа, так и для работы судовых механизмов. Многие системы судна используют воздух для функционирования, и его чистота напрямую влияет на производительность и требования к обслуживанию оборудования.

Ниже приведен обзор десяти вредных последствий загрязненного воздуха для судовых механизмов:

1. **Плохая вентиляция вредит механизмам**: Вентиляционная система машинного отделения потребляет значительное количество воздуха для работы всех механизмов, расположенных внутри. Если воздух загрязнен, это может существенно снизить производительность оборудования. Особенно важно следить за качеством воздуха во время докового ремонта, когда идет пескоструйная обработка корпуса судна, и при погрузке абразивных материалов, так как вентиляторы могут затягивать пыль в машинное отделение, что нанесет вред турбокомпрессорам, компрессорам и другим механизмам.

2. **Снижение производительности компрессора**: Загрязненный или перегретый воздух на входе может снизить эффективность компрессора, что приведет к увеличению трудозатрат и стоимости обслуживания. Наличие влаги, пыли и других загрязняющих веществ может накапливаться на внутренних компонентах компрессора, таких как клапаны, роторы и лопатки, что приводит к преждевременному износу и снижению производительности.

3. **Взрыв воздуха в судовом двигателе**: Избыток масла в стартовой воздушной бутыле может попасть в воздушный коллектор судового двигателя, что при утечке стартового клапана может привести к взрыву, так как система создает все условия для воспламенения. 

4. **Неправильное сгорание в двигателе**: Если температура поступающего воздуха слишком низкая или воздух содержит влагу, это приведет к плохому сгоранию топлива и увеличению выбросов, даже если топливная система и инжекторы работают исправно.

5. **Сбой системы управления двигателем**: Автоматизация главного двигателя включает в себя электро-пневматические системы управления. При подаче команды с поста управления двигатель получает пневматический сигнал для локального управления. Загрязненный воздух (масло, влага, пыль) может вызвать сбои в управлении, что приведет к неэффективной работе двигателя или аварийной ситуации при маневрировании.

6. **Повреждение турбокомпрессора**: Турбокомпрессоры главных и вспомогательных двигателей забирают воздух из атмосферы. Если система фильтрации не поддерживается или качество воздуха низкое, это приведет к снижению эффективности турбокомпрессора, механическим проблемам с лопатками компрессора и забиванию сопел. В случае наличия абразивных частиц возможно даже повреждение турбинных лопаток.

7. **Медленная работа регулирующих клапанов**: Воздух также используется для управления регулирующими клапанами в различных системах, таких как котел, система охлаждения рубашки, система забортной воды. Если воздух загрязнен, это может повредить диафрагму внутри клапана, что приведет к его зависанию и медленной работе.

8. **Сбой уровнемеров**: Пневматические уровнемеры используются в резервуарах, которые должны быть безопасны по своим характеристикам. Загрязненный воздух с примесью масла или пыли может вызвать неправильное отображение уровня или полное прекращение работы измерительной системы.

9. **Сбой в работе систем безопасности**: Многие системы безопасности на судне, такие как заслонки на дымовой трубе, противопожарные клапаны и клапаны быстрого закрытия, работают на сжатом воздухе. Если воздух загрязнен, оборудование может выйти из строя в аварийной ситуации, что является крайне опасным.

10. **Неправильная работа котла**: Котлы в машинном отделении обеспечивают пар, который необходим для работы многих механизмов на борту. При работе котла для подачи сигналов используется контрольный воздух. Если воздух загрязнен, это нарушит работу горелки, что приведет к появлению черного дыма и снижению производительности котла.

Моряки на борту судна должны принимать меры для обеспечения чистоты воздуха, подаваемого в судовые механизмы, и предотвращения попадания загрязняющих веществ в системы.

 Эффективность компрессора и применение сжатого воздуха на судне

Эффективность работы компрессора на судне зависит от нескольких факторов. Компрессор обеспечивает подачу воздуха под высоким давлением, что приводит к значительному повышению температуры. Чтобы получить качественную производительность от воздушных компрессоров, важно контролировать давление и температуру в пределах оптимальных значений. В данной статье мы рассмотрим, что необходимо для эффективной работы компрессора на судне.

### Эффективная работа воздушного компрессора

Основная задача воздушного компрессора – это обеспечение воздуха под высоким давлением. Температура, возникающая в процессе сжатия, называется температурой компрессии. Эта температура может быть достаточно высокой для того, чтобы вызвать возгорание масляных паров, если они присутствуют в системе. Кроме того, в процессе работы значительная часть энергии теряется в виде тепла.

Чтобы минимизировать потери тепла и избежать перегрева внутренних компонентов, в компрессоре устанавливаются промежуточные охладители (интеркулеры). С их помощью возможно приблизиться к идеальным условиям изотермического сжатия и достичь максимальной объемной эффективности. В судовых системах охлаждения компрессоров обычно используется забортная вода, которая циркулирует через систему с помощью насоса или посредством главной или вспомогательной системы циркуляции воды. Однако забортная вода может приводить к образованию накипи в каналах охлаждения. Иногда для предотвращения таких проблем используется пресная вода из замкнутой системы охлаждения.

### Применение сжатого воздуха на судне

Сжатый воздух используется для различных целей на судне:

* Запуск главного двигателя, вспомогательного двигателя, аварийного генератора и аварийного пожарного насоса.

* Автоматизация и управление главными и вспомогательными двигателями.

* Применение на палубе и в машинном отделении для работы пневматических инструментов и оборудования, таких как отбивка, сверление, шлифовка, а также для очистки под давлением воды.

* Проведение ремонтных работ с использованием пневматических инструментов и гидравлических домкратов.

* Тестирование различных частей оборудования и трубопроводов под давлением.

* Использование для работы судовых сирен и противотуманных гудков.

* Подъем спасательных шлюпок с использованием пневматических двигателей.

* Подача воды в жилые помещения и различные части судна через гидрофор, поддерживаемый под давлением сжатого воздуха.

* Аэробная обработка сточных вод в судовой очистной установке.

* Подача воздуха для распыления краски под давлением.

* Продувка сажи из котлов и экономайзеров.

* Использование в портативных пневматических насосах, таких как Weldon, для перекачки масла, воды и льяльных вод.

* Обеспечение общего обслуживания и очистки на борту.

Перечисленные выше примеры являются наиболее распространенными областями применения сжатого воздуха на судне. Применение сжатого воздуха может варьироваться в зависимости от типа судна и его оборудования.