Localitzacions d'aplicació dels cabalímetres per a vaixells marins

En l'operació de vaixells marins, els cabalímetres són dispositius clau de monitoratge per garantir el funcionament estable del sistema, les emissions conformes i el control de costos. Les seves aplicacions cobreixen sistemes essencials com ara l’alimentació elèctrica, la propulsió, el ballast i la protecció contra incendis. Les diferents condicions operatives d’aquests sistemes imposen requisits específics en la selecció del tipus de cabalímetre i de les ubicacions d’instal·lació. Aquest article revisa sistemàticament les localitzacions d’aplicació dels cabalímetres en diverses àrees principals d’un vaixell, explicant-ne el valor en combinació amb les normes del sector i les condicions operatives reals, proporcionant una referència per a l’operació i el manteniment del vaixell i la selecció d’equips.

1. Sistema de potència principal: Àrea essencial per al monitoratge del cabal en el circuit de la unitat principal.

Com a "cor del poder" d'un vaixell, el motor principal depèn d'un control precís del flux per a l'abastament de combustible, la protecció lubrificant i el control de temperatura per prevenir avaries com la pèrdua de potència i el desgast de components causats per un subministrament anòmal de fluids. A continuació es mostren les ubicacions principals d'aplicació dels cabalímetres en els circuits relacionats amb el motor principal:

1.1 Circuit d'abastament de combustible del motor principal : Els punts clau d'instal·lació inclouen el conducte principal des de la sortida del dipòsit de combustible fins a la bomba de combustible principal del motor, les entrades i sortides del filtre de combustible, i l'entrada de la bomba d'injecció de combustible. Aquí s'ha de seleccionar un mesurador de cabal de combustible que compleixi amb els "Requisits tècnics per al sistema de repostatge amb mesurador de cabal de massa Coriolis marí". La seva funció principal és monitoritzar en temps real el cabal d'alimentació de combustible, assegurant una distribució uniforme del combustible a cada cilindre, i proporcionant dades precises per a l'estadística de consum de combustible i els càlculs d'eficiència energètica. Aquest control evita eficaçment la reducció de potència del motor principal deguda a un subministrament insuficient de combustible, o el desperdici de combustible i emissions excessives causades per un subministrament excessiu.

1.2 Circuit de circulació d'oli lubricant del motor principal : Això inclou la sortida de la bomba d'oli lubricant, l'entrada i sortida del refrigerador d'oli lubricant, l'entrada i sortida del filtre d'oli lubricant i les canonades ramificades a cada punt de lubricació del motor principal. El caudalímetre d'oli lubricant s'utilitza per monitoritzar el cabal de l'oli lubricant en circulació, assegurant que components mòbils clau com l'arbre col·lector, les bielles i els cilindres del motor principal rebin una lubricació adequada, evitant així danys per fricció seca deguts a un cabal insuficient d'oli lubricant. A més, els canvis en el cabal poden ajudar a predir problemes com la obstrucció de les canonades d'oli lubricant o la fallada de la bomba d'oli.

1.3 Circuit d'aigua de refrigeració del motor principal dividit en circuit de refrigeració d'aigua dolça i circuit de refrigeració d'aigua de mar. Al circuit de refrigeració d'aigua dolça, es muntin fluxòmetres electromagnètics a la sortida de la bomba d'aigua dolça, a l'entrada i sortida del circuit d'aigua de refrigeració del revestiment del cilindre del motor principal i a l'entrada i sortida del circuit d'aigua de refrigeració de l'intercooler. Al circuit de refrigeració d'aigua de mar, es muntin a la sortida de la bomba d'aigua de mar, a l'entrada i sortida del costat d'aigua de mar del refredador d'aigua dolça i a l'entrada i sortida del costat d'aigua de mar del refredador d'oli lubricant. La seva funció és controlar la velocitat i el cabal de l'aigua de refrigeració, assegurar que la temperatura de cada component del motor principal es mantingui dins d'un rang raonable, evitar la sobrecalentament del motor principal degut a un cabal de refrigeració insuficient i detectar a temps anomalies com fuites en les canonades de refrigeració o blocatges en els intercanviadors de calor.

2. Sistema de propulsió: monitoratge de la lubricació i la refrigeració per garantir la sortida de tracció.

El sistema de propulsió determina directament la velocitat i el thrust d'un vaixell, i la lubricació i refrigeració dels seus components centrals (eix de l'hèlix, sistema de propulsió per jet d'aigua) afecten directament l'estabilitat operativa. L'aplicació de mesuradors de cabal en aquest sistema es centra en el control del cabal dels medis de lubricació i refrigeració, específicament en les ubicacions següents:

2.1 Circuit de lubricació i refrigeració de l'eix de l'hèlix : Al sistema de lubricació del tub posterior de l'eix de l'hèlix, s'instal·la un mesurador de cabal d'oli per controlar el cabal de circulació de l'oli lubricant, assegurant una lubricació suficient entre l'eix posterior i el coixinet, i evitant el desgast o blocatge de l'eix; si s'utilitza un tub posterior refrigerat per aigua, també s'han d'instal·lar mesuradors de cabal a l'entrada i sortida de l'aigua de refrigeració per garantir l'efecte de refrigeració.

2.2 Circuit del sistema de propulsió per jet d'aigua: Per als vaixells amb propulsió per jet d'aigua, els caudalímetres s'instal·len a l'entrada de la bomba de propulsió per jet d'aigua, a la sortida del nozzle o al circuit d'aigua de refrigeració per controlar el cabal d'entrada, el cabal del jet i la velocitat de l'aigua de refrigeració, assegurant una sortida de tracció estable del sistema de propulsió i evitant la cavitació de la bomba de propulsió o la sobrecalfada de components deguda a un cabal anormal.

3. Sistema d'alimentació auxiliar: Assegurar el funcionament estable de l'unitat auxiliar (generador).

El motor auxiliar (generador dièsel) és el nucli de l'alimentació elèctrica del vaixell, i la seva estabilitat operativa afecta directament el funcionament normal de tots els equips elèctrics del vaixell. De manera similar al motor principal, el control del cabal del motor auxiliar es centra en l'alimentació de combustible, la circulació d'oli lubricant i els circuits de refrigeració. Les ubicacions i funcions clau són les següents:

3.1 Circuit d'alimentació de combustible del motor auxiliar : El conducte des del dipòsit de combustible fins a la bomba de combustible del motor auxiliar, i les entrades i sortides del filtre de combustible estan equipats amb comptadors de flux de combustible per controlar el consum i el cabal d'alimentació del motor auxiliar, assegurar una sortida de potència estable del motor auxiliar i proporcionar dades per a l'estadística del consum energètic total del vaixell.

3.2 Circuit de lubricació d'oli del motor auxiliar : A la sortida de la bomba d'oli lubricant, i a les entrades i sortides del refrigerador i del filtre d'oli lubricant, s'instal·len comptadors de flux d'oli per garantir una lubricació suficient de totes les parts mòbils del motor auxiliar i predir possibles fallades del sistema d'oli lubricant.

3.3 Circuit de refrigeració del motor auxiliar : Al circuit de refrigeració d'aigua dolça, a la sortida de la bomba d'aigua dolça, interrefrigerador, entrades i sortides d'aigua de refrigeració del revestiment del cilindre, circuit de refrigeració d'aigua de mar, sortida de la bomba d'aigua de mar i entrades i sortides del costat d'aigua de mar de l'intercanviador de calor, s'instal·len comptadors de flux per controlar el cabal de refrigeració i evitar la sobrecalentament del motor auxiliar.

4. Sistema d'aigua de boscarró: Control de flux per a descàrrega conforme i estabilitat en la navegació

Els sistemes d'aigua de boscarró asseguren la seguretat en la navegació mitjançant la regulació del calat i la flotabilitat d'un vaixell, tenint un paper fonamental, especialment en condicions de sense càrrega i mig càrrega. D'acord amb els requisits de compliment de la Convenció sobre la Gestió de l'Aigua de Boscarró de l'Organització Marítima Internacional (OMI), els cabus es muntin principalment en les ubicacions següents:

4.1 Tubs d'entrada i sortida de la bomba de boscarró controlar el flux d'injecció i descàrrega de l'aigua de boscarró, controlar amb precisió l'injecció o descàrrega d'aigua de cada tanc de boscarró, evitar inclinacions del vaixell i manca d'estabilitat degudes a ajustos inadients de l'aigua de boscarró, i al mateix temps, les dades de flux es poden utilitzar per avaluar l'estat de funcionament de la bomba de boscarró i si hi ha obstruccions o fuites en la tuberia.

4.2 Tuberia del sistema de tractament d'aigua de boscarró : D'acord amb els requisits de la Convenció de l'Organització Marítima Internacional (OMI) sobre la gestió de l'aigua de ballesta, els vaixells han d'estar equipats amb un sistema de tractament de l'aigua de ballesta. S'han d'instal·lar cabalímetres a l'entrada, sortida i conducte d'abocament del sistema de tractament per monitoritzar el cabal d'aigua durant el procés de tractament, assegurar que el sistema de tractament funcioni segons els paràmetres de disseny, garantir que l'abocament de l'aigua de ballesta compleixi les normatives i evitar la contaminació del medi marí.

5. Sistema de protecció contra incendis: Monitoratge i assegurament de l'abastament de mitjans durant situacions d'emergència.

Els sistemes d'extinció d'incendis a les naus es divideixen en diversos subsistemes, incloent l'extinció amb aigua i l'extinció amb espuma. En situacions d'incendi d'emergència, la disponibilitat suficient del mitjà extintor determina directament l'efecte d'extinció. El paper fonamental del cabalímetre en aquest sistema és controlar el cabal del mitjà, assegurant que es compleixin les necessitats d'extinció en diferents àrees. Les ubicacions d'aplicació específiques inclouen:

5.1 Tub principal de sortida de la bomba contra incendis i tubs derivats : Instal·lar cabalímetres d'aigua contra incendis per controlar el cabal de sortida de l'aigua i assegurar que es compleixin les necessitats d'extinció en diferents zones (com ara sala de màquines, bodegues, pont, etc.). Al mateix temps, els canvis en el cabal poden servir per determinar si la canonada contra incendis està obstruïda i si la bomba contra incendis funciona correctament.

5.2 Tuberia del sistema d'extinció amb espuma: Instal·lar cabalímetres a la sortida del dipòsit d'emmagatzematge del líquid espumant i a l'entrada i sortida del mesclador d'espuma per controlar el cabal de subministrament del líquid espumant i la relació de mescla de la barreja espumant, assegurant així l'eficàcia de l'extinció amb espuma i evitant el fracàs de l'extinció per un cabal insuficient de líquid espumant o una relació de mescla inadequada.

6. Sistemes domèstics i d'aigua potable: gestió de recursos i control de emissions mediambientals

El sistema domèstic i d’aigua potable està directament relacionat amb les condicions de vida dels membres de la tripulació i el compliment ambiental marí. Els cabalímetres de turbina s’utilitzen principalment per al control del cabal en la producció d’aigua dolça, el subministrament d’aigua potable i l’abocament d’aigües residuals, per assolir una gestió racional dels recursos i abocaments conformes. Ubicació específica:

6.1 Tubs d'entrada i sortida del desalinitzador : Els comptadors de flux de turbina s'instal·len a l'entrada d'aigua de mar i a la sortida d'aigua dolça del desalador del vaixell (equip de dessalinització d'aigua de mar) per controlar el volum tractat d'aigua de mar i la producció d'aigua dolça, avaluar l'eficiència del funcionament del desalador i assegurar que la producció d'aigua dolça satisfaci les necessitats d'aigua per al consum de la tripulació.

6.2 Sortida del dipòsit d’emmagatzematge d’aigua potable i canonada d’abastament : Instal·lar comptadors de flux d’aigua potable per controlar el cabal d’abastament i el consum d’aigua potable, facilitar la gestió dels recursos hídrics, evitar desperdici i detectar a temps possibles fuites a les canonades d’abastament.

6.3 Canonades del sistema de tractament d’aigües residuals domèstiques : Els comptadors de flux electromagnètics s'instal·len a la sortida del dipòsit de recollida d'aigües residuals domèstiques, a l'entrada i sortida del dispositiu de tractament d'aigües residuals i a la sortida de descàrrega per monitorar el cabal tractat i el cabal de descàrrega d'aigües residuals, assegurant que el sistema de tractament d'aigües residuals funcioni segons les especificacions i que les aigües residuals descarregades compleixin amb els estàndards de protecció ambiental marina.

7. Altres sistemes auxiliars: Monitoratge d'adaptació al trànsit amb funcions específiques

A més dels sistemes principals, també cal equipar sistemes auxiliars com l'aire condicionat, el vapor i el gas inert de la nau amb comptadors de flux segons els requisits funcionals per garantir la implementació estable de funcions específiques. Les aplicacions concretes són les següents:

7.1 Sistema d'Aire Condicionat i Ventilació: Instal·lar cabalímetres a les sortides de la bomba del circuit d'aigua de refredament de l'aire condicionat i del circuit d'aigua freda, i a l'entrada i sortida de l'intercanviador de calor per controlar el cabal d'aigua de refredament/aigua freda i el ritme de flux, assegurar l'efecte de refredament/escalfament del sistema d'aire condicionat, i evitar la reducció d'eficiència de l'intercanviador de calor o danys en l'equip causats per un flux anormal.

7.2 Sistema de Vapor (vaixells de càrrega/vaixells d'instrucció, etc.): Per als vaixells equipats amb calderes de vapor, els cabalímetres estan instal·lats als tubs d'alimentació d'aigua de la caldera i als tubs de sortida de vapor per controlar l'alimentació d'aigua de la caldera i la sortida de vapor, assegurar un nivell d'aigua estable a la caldera i un subministrament suficient de vapor, i proporcionar dades per al càlcul d'eficiència de la caldera.

7.3 Sistema de Gas Inert (per a petroliers) : El sistema de gas inert d’un vaixell cisterna s’utilitza per omplir els dipòsits de petroli amb gas inert i així evitar l’explosió de gasos inflamables als dipòsits. Els cabusímetres s’instal·len a la sortida del generador de gas inert i al conducte de subministrament de gas inert per controlar el cabal de subministrament de gas inert i assegurar que la concentració de gas inert als dipòsits compleixi les normes de seguretat.

Resumir

els caudalímetres en vaixells marins es centren en "estabilitat del power, seguretat a la navegació, compliment ambiental i operació i manteniment eficients", cobrint canonades clau en tota la cadena d'aprovisionament, des de l'equipament de potència principal fins a sistemes auxiliars de vida. Combinant normes del sector amb condicions operatives reals, la selecció de caudalímetres per a diferents ubicacions requereix una atenta consideració de les característiques del medi (oli combustible, oli lubricant, aigua de mar, etc.), les condicions de pressió i temperatura, els requisits d'exactitud i l'entorn d'instal·lació. Per exemple, els caudalímetres massius Coriolis o els caudalímetres de turbina són els preferits per a la mesura d'oli combustible; els caudalímetres electromagnètics són adequats per a medis conductors que contenen impureses o aigua de mar; i els caudalímetres ultrasònics poden utilitzar-se en canonades de gran diàmetre. La selecció adequada de la ubicació d'instal·lació i del caudalímetre és crucial per garantir el funcionament segur i eficient del vaixell durant tot el seu cicle de vida.