Proiectarea instalatiei de balast

DESCRIERE GENERALA

Clasificare

Nava i echipamentul livrate de constructor vor corespunde cu urmtoarele reguli i norme care sunt tiprite i valabile la data efectiv a contractului.CLASA Nava este un petrolier destinat transportului de diverse categorii de mrfuri (produse finite, iei, motorin) avnd un punct de inflamabilitate mai mic de 60 C i este construit sub supraveghere i n conformitate cu regulile RNR pentru clasa:

-Convenia Internaional pentru liniile de ncrcare 1966 cu amendamentele din 1971 i 1975;-Convenia Internaional pentru msurare tonaj 1969;-Convenia Internaional pentru ocrotirea vieii umane pe mare 1974,inclusiv Protocolul din 1978 i 1981;-Convenia i regulile pentru prevenirea coliziunii pe mare 1972,inclusiv amendamentul din 1980;-Convenia Internaional pentru prevenirea polurii de la nave 1973, TSPP 1978 i Protocolul 1981(RNR);-Normele administraiei i pazei coastei SUA pentru navele strine 1981;-Convenia Internaional pentru telecomunicaii 1979;-Reguli pentru navigaie pe Canalul de Suez, 1081;-Reguli pentru navigaie pe Canalul Panama, 1977;-Convenia Conferinei Internaionale a muncii privind amenajrile pentru echipaj la bordul navelor, Geneva, 1949;-Reguli pentru navigaia pe Canalul Kiel.

Descriere

Nava este un petrolier din oel, cu o singur elice, de tip cu balast separat, prova cu bulb i pupa oglind.La prova fa de peretele de coliziune sunt amplasate picul prova, diverse magazii i puurile de lan. Doi perei longitudinali i ase perei transversali mpart spaiul zonei marf n apte tancuri centrale i patrusprezece tancuri laterale, din care patru tancuri laterale de balast. Dou tancuri de reziduuri sunt dispuse suplimentar la extremitatea pupa a zonei tancurilor de marf, n anumite situaii acestea putnd servi i ca tancuri de marf. Este prevzut de asemenea, dublu fund n zona tancurilor centrale, n care sunt prevzute tancuri de balast i tunelul pentru tubulaturi. In pupa zonei tancurilor de marf sunt prevzute: compartimentul de pompe i compartimentul maini cu tancuri laterale i un dublu fund pentru balast, combustibil greu i motorin, tancuri de decantare i serviciu, tancuri pentru ap dulce, tancuri de ulei ,etc.In pupa peretelui presetup sunt amplasate picul pupa, dou magazii de punte, compartimentul mainii de crm, compartimentul agregate hidraulice, compartimentul pomp incendiu de avarie, precum i tancurile de ap dulce. Suprastructura pentru amenajri este dispus, de asemenea,la pupa navei.Sahtul mainii este separat de suprastructura destinat amenajrilor pentru echipaj. Sunt prevzute, de asemenea, un catarg combinat pentru lumini de semnalizare i pentru antene radar pe puntea etalon i un catarg pentru lumini de semnalizare prova, pe puntea teug.O pasarel central face legatura ntre puntea brci suprastructur i puntea teug. Carasteristicile navei-Lungimea maxim . . ..190,00 m-Lungimea ntre perpendiculare ....180,00 m-Laimea de calcul .. 28,00 m-Inlimea de construcie ... 16,80 m-Pescaj de eantionaj .. 12,00 m-Inlimea etajului de suprastructur de deasupra punii principale(inclusiv coferdam de 700 mm) .. .. . 3,40 m-Inlimea etajului de suprastructur de deasupra punii de navigaie . 2,50 m-Inlimea celorlalte etaje ale suprastructurii .. 2,70 m-Inlimea punii teug .. 2,50 m-Curbura transversal a punii principale de tip trapezoidal. 560 -Curbura transversal a punilor suprastructurii (fr etajele V i VI) 0 -Curbura transversal a punii teug 0-Selatura pupa . 0-Selatura prova a punii principale 0

Proiectarea instalatiei de balast

Instalatia de balast

Instalaii similare

n timpul exploatrii unei nave pot apare diverse situaii cnd ca urmare a ambarcrii incorecte a mrfii la bord , a umplerii asimetrice a tancurilor de balast sau ca urmare a consumului de combustibil din tancurile aflate ntr-un bord sau altul , nava si modific asieta .nclinarea transversal nrutete deplasarea navei , funcionarea instalaiilor , mainilor i mecanismelor ngreuneaz deservirea .Instalaia de balast este destinat corectrii asietei afectate de cauzele artate.n afara de aceasta , instalatia de balast este folosit pentru a creea pescajul necesar navigaiei fr marfa n condiiile respectrii stabilitii , precum si pentru a creea la pupa navei pescajul necesar funcionrii propulsorului .

Elementele componente : Tancuri de balast ;Pompe ;Tubulatura instalatiei ;Armaturi .

8.1. Tancurile de balast

Tancurile de balast pot fi amplasate funcie de tipul i structura navei n dublul fund , n dublul bordaj sau sub punte .n acest sens sunt de regul la vrachiere , balastul se amplaseaz n dublul fund si n picuri .Instalaiile de balast sunt instalaii care regleaz asieta transversal , asieta longitudinal si pescajul mediu .Pentru reglarea asietei longitudinale se folosesc tancurile din picul pupa si prova , pentru reglarea asietei transversale se folosesc tancuri amplasate ct mai departe de planul diametral , iar pentru reglarea pescajului se folosesc toate tancurile .

8.2. Pompele

Instalatia de balast de pe fiecare nava , trebuie sa fie deservit de cel putin o pompa proprie .Pot fi folosite ca pompe de balast si pompele de serviciu general cu debit suficient de mare cum ar fi : pompa de santin , pompa de incendiu sau pompa de rezerv a circuitului exterior.n conditiile n care tancurile de combustibil sunt utilizate regulat si ca tancuri de balast , atunci folosirea pompei de incendiu si a pompei de rezerv a circuitului de rcire ca pompe de balast este interzis .De asemenea nici pompa de balast propriu-zis nu poate fi folosit n scopul stingerii incendiilor si a asigurrii rcirii .Instalaia de balast folosete pompe de tip centrifugal care n mod obligatoriu trebuie sa fie autoamorsabile .Pompele de balast lucreaz att pe aspiratie ct i pe refulare .

8.3. Tubulatura instalatiei

Tubulatura de balast este format din ramificaii ce leag tancurile de balast de magistrala amplasat n compartimentul mainii de propulsie .Tubulatura magistral face legtura cu pompele si cu armturile de bordaj .Tubulatura trebuie astfel dispus nct umplerea si golirea diverselor tancuri s se realizeze independent , att atunci cnd nava este pe asieta dreapt , ct si atunci cnd nava este pe asieta nclinat i s nu fie supus ngherii .Fiecare tanc de balast trebuie deservit de o ramificaie independent care funcie de configuraia tancului , poate avea nc una sau dou ramificaii .Dispunerea sorburilor trebuie fcut n locurile cele mai adnci ale tancurilor , astfel nct sa se poat asigura golirea tancurilor n orice condiii .n afara tubulaturii de introducere si evacuare a balastului , tancurile de balast sunt saturate cu reele de tubulatura pentru msurarea nivelului apei din tanc .Tubulatura pentru aerisire se monteaz n prova tancului de balast , iar tubulatura pentru msurarea nivelului se monteaz n pupa acestuia .Seciunea tubulaturii pentru aerisire trebuie sa fie mai mare dect seciunea tubulaturii de introducere a apei n tanc pentru asigurarea unei bune aerisiri :

- n cazul alimentrii cu pompa ;

- n cazul alimentrii gravitaionale .Sondele de aerisire vor avea o nlime de minim 760 mm deasupra punilor principale si de minim 450 mm deasupra punii suprastructurii .

8.4. Armaturile instalatiei

Armaturile instalaiei de balast sunt din fonta , oel sau bronz. Armturile pot fi izolate sau n casete , manevrarea lor putnd fi fcut manual sau de la distanta prin comanda hidraulica , pneumatica sau mecanica n funcie de locul de amplasare , precum si de nivelul de mecanizare sau automatizare al acestora .Toate armturile , precum si casetele de valvule se monteaz de obicei n zona compartimentului unde se monteaz si pompele .Armturile instalaiei de balast trebuie s permit circulaia fluidului n ambele sensuri .Din acelai considerent armaturile de nchidere ale sorburilor nu sunt cu reinere .O construcie deosebita o au armaturile de ambarcare a balastului, armturi denumite valvule Kingstone .Valvulele Kingstone se dispun ct mai jos posibil n zona fundului sau a gurnei pentru a evita posibila ptrundere a aerului n pompa atunci cnd pescajul navei este minim .Pentru evitarea nghetrii seciunii de intrare sau nfundarea valvulei Kingstone se prevede nclzirea chesonului prin suflare cu abur si suflare de aer comprimat .Pentru navele fluviale , care navig n ape de adncimi limitate , chesoanele Kingstone se dispun n borduri pentru a facilita aspiraia apei fr ml .

Stabilirea parametrilor de calcul

La proiectarea instalaiei de balast a petrolierului de 37000 tdw , am considerat urmtoarea amplasare a tancurilor de balast :

n dublul fund sub magazii pentru reglarea asietei transversale si n picul prova si pupa pentru reglarea asietei longitudinale .

Tubulatura instalaiei de balast proiectate este formata din ramificaii ce leag tancurile de balast de magistralele aflate n dublul fund , n tunelul central , si de asemenea face legtura cu pompa si armturile din compartimentul de maini .

Tubulatura este astfel dispus nct s asigure umplerea si golirea diverselor tancuri de balast independent .

a) Tancuri de balast

Cantitatea de balast cu densiatea = 1.2 L/m3 conform tabelului:

Nr.tancDenumirea compartimentuluiVolum100%[m3]Volum98%[m3]Greutatea[t]

Pic prova P.D.19071868.861915.58

Tanc balast separat Bb.1015.35995.0431019.919

Tanc balast separat Tb.1015.35995.0431019.919

Tanc balast separat Tb.1087.881066.1221092.77

Tanc balast separat Tb.1087.881066.1221092.77

Tanc balast separat Bb.1015.35995.0431019.919

Tanc balast separat Bb.1015.35995.0431019.919

Tanc balast separat CM Bb.90.388.590.7

Tanc balast separat CM Tb.90.388.590.7

Total balast separat8325.768159.2568362.196

b)Determinare diametrelor ramificatiilor si magistralelor

Diametrul ramificaiilor tubulaturii de balast pentru fiecare tanc se determina cu relaia :

unde : V = volumul tancului de balast

RamificatieVolum[mm3]Diametrul interior calculat [mm]Diametrul interior adoptat[mm]Diametrul exterior adoptat[mm]Grosimea[mm]

1907223.2142452618

1015.35180.9161942066

1015.35185.9161942066

1087.88185.1251942066

1087.88180.9161942066

1015.35180.9161942066

1015.35180.9161942066

90.380.75483903.5

90.380.75483903.5

Total8324.76

c) Determinarea debitului minim

Registrul recomand determinarea debitului pompei de balast , tinnd seama de asigurarea vitezei apei de cel putin 2 m/s , cu diametrul tubulaturii calculat pentru tancul de balast cu volum maxim :

m3/h

m3/hd) Recalcularea vitezelor pe tubulatura

Calcularea vitezelor pe tubulatura se va face cu ajutorul debitului minim calculat.

RamificatieDiametrul interior calculat, diViteza pe tubulatura[m/s]

2450.48

1940.6188

1940.6188

1940.6188

1940.6188

1940.6188

1940.6188

831.446

831.446

e)Calculul hidraulic al instalatiei

Calculul hidraulic al instalaiei pe aspiraie se face pentru cel mai lung traseu de tubulatura .n acest caz de la pompa de balast aflat n compartimentul de maini la tancul din picul prova .Pe refulare se consider din tancul cel mai ridicat , n acest caz din tancul din picul prova .

Pe aspiratie :

unde :

unde :

Pe refulare :

Componena geodezic

Alegerea pompelor instalatiei

Calculul pierderilor de sarcina pe traseele de aspiratie si refulare in functie de debitul de curgere prin conducte se face dupa relatiile:ha=Saspiratie* Qmin2hr=Srefulare* Qmin2ha=1.1494 bariO astfel de pompa are o turatie :n = 1500 rot/minDiametrul efectiv al rotorului:D = 285 mm

hr= 0.15749 bariza = 1.6 mzr = 9 mHa = ha . g zaHa = 1.310284 bariHr = hr. g zr Hr = 1.06246 bariHp = Ha + Hr = 2.37 bari

Alegerea rotorului

Datele initiale sunt rezultate din calcule:

Q = 339.433 m3/h = 94.28 . 10-3 m3/s

H = 2.37 . 105N/m2

Cu ajutorul datelor obtinute din calcul putem alege o pompa cu urmatoarele caracteristici :inaltimea de refulare: 17-26 mCA = 1.7-2.6 * 105 N/m2marimea stut aspiratie : 250 mmmarimea stut refulare : 200 mmdiametrul generator al carcasei: 315 mm

Astfel de pompa este: WA 250-200-315

Pompa aleasa are o turatie n = 1500 rot/min.Diametrul efectiv al rotorului este: D = 285 mmPompele de tipul WA 250-200-315 pot lucra pana la o presiune efectiva de 30 bariDebitul maxim de lucru al ecestei pompe este: Qmax = 400 m3/h = 0.11 m3Stiind ca H = 2.37 bari = 2.37 N/m2 , puterea de lucru ce trebuie sa o aiba electromotorul de actionare a pompei de balast este :

= 0.83

P =32907 W = 32.907 KWPentru a asigura o cota de siguranta a electromotorului de antrenare se merge in calcul cu un adaos de putere de 10-15%, vom avea puterea motorului:Pn = P + 0.15 . P = 3735 KWAlegem un motor cu puterea nominala Pn = 55 KWMotorul electric ales are caracteristicile urmatoare:

Pn = 55 KWUn = 380 VIn = 101 An = 1464 rot/mincos = 0.85;s = 2.4%s- factor de alunecare;

Tipul electromotorului E.M. MIB 3-M-V F 500-250 M-65-4

Pentru instalaia proiectat am utilizat urmatoarele armturi :

valvule cu reinere - trecerea fluidului se face ntr-un singur sens , de obicei acest sens fiind pe refulare ;robinei cu clapa fluture ;valvule imersate - sunt valvule care se afla pe ramificatiile de la tancuri . Actionarea acestor valvule se face hidraulic ;o valvula de bordaj prin care se face refularea apei din tancuri .

Pentru diferenele de temperatur , caz n care tubulatura se dilat sau se contract conform registrului se prevd compensatori de dilataie care se dispun la o distant minim de 4 m unul fa de cellalt .Pentru trecerea tubulaturii prin peretii tancurilor pna la magistrala , se folosesc mansoane de trecere , denumite si treceri etane .Deoarece aceasta instalaie presupune lungimi mari vom realiza tubulatura din mai multe tronsoane . mbinarea acestor tronsoane se realizeaz cu flane n C.M. si mansoane de cuplare n afara C.M.-ului. Pentru o mai bun rezistent , flanele se sudeaz de eav att la interior ct i la exterior .La mbinarea tronsoanelor ntre flane se pune o garnitur care s asigure etanarea mbinrii , pentru a nu avea pierderi .O armatura de ambarcare a balastului cu o construcie mai deosebita si prezenta n instalaia proiectata este valvula Kingstone .Aceasta se dispune ct mai jos posibil n zona fundului pentru a evita posibila ptrundere a aerului n pompa , atunci cnd pescajul navei este minim .O alta armatura a instalaiei proiectate o reprezint sorburile .Sorburile executate ca ajutaje convergente (plnii de aspiraie) se plaseaz n pupa fiecrui tanc .