Aplikační oblasti průtokoměrů pro námořní lodě

Při provozu námořních plavidel jsou průtokoměry klíčovými monitorovacími zařízeními, která zajišťují stabilní provoz systémů, soulad s emisními předpisy a kontrolu nákladů. Jejich aplikace zahrnuje základní systémy, jako jsou napájení, pohon, vyrovnávací nádrže a hasicí ochrana. Různé provozní podmínky těchto systémů kladou specifické požadavky na výběr typu průtokoměru a jeho instalační polohu. Tento článek systematicky shrnuje umístění průtokoměrů v různých základních oblastech lodi a vysvětluje jejich význam ve spojení se standardy odvětví a skutečnými provozními podmínkami, čímž poskytuje referenční informace pro provoz, údržbu a výběr zařízení.

1. Základní systém napájení: Klíčová oblast pro monitorování průtoku v obvodu hlavního agregátu.

Jako „srdce výkonu“ lodi závisí hlavní motor na přesném monitorování průtoku pro dodávku paliva, mazací ochranu a řízení teploty, aby se předešlo poruchám, jako je ztráta výkonu a opotřebení komponentů způsobené abnormálním přívodem média. Níže jsou uvedena klíčová místa použití průtokoměrů v obvodech souvisejících s hlavním motorem:

1.1 Obvod hlavního přívodu paliva motoru : Klíčové body instalace zahrnují hlavní potrubí od výstupu palivové nádrže ke hlavnímu palivovému čerpadlu motoru, vstup a výstup palivového filtru a vstup palivového čerpadla. Zde musí být vybrán průtokoměr paliva odpovídající „Technickým požadavkům na systém doplňování paliva s mořským Coriolisovým hmotnostním průtokoměrem paliva“. Jeho hlavní funkcí je sledování toku paliva v reálném čase, zajištění rovnoměrného rozdělení paliva do jednotlivých válců a poskytování přesných dat pro statistiky spotřeby paliva a výpočty účinnosti výkonu. Tento monitoring efektivně předchází poklesu výkonu hlavního motoru kvůli nedostatečnému přívodu paliva nebo plýtvání palivem a nadměrným emisím způsobeným nadměrným přívodem.

1.2 Oběhový okruh mazacího oleje hlavního motoru : Sem patří výstup čerpadla mazacího oleje, vstup a výstup chladiče mazacího oleje, vstup a výstup filtru mazacího oleje a odbočné potrubí v každém mazacím bodě hlavního motoru. Průtokoměr mazacího oleje slouží k monitorování průtoku oběhového mazacího oleje, čímž zajišťuje dostatečné mazání klíčových pohyblivých částí hlavního motoru, jako jsou kliková hřídel, ojnice a válce válců, a předchází tak poškození suchým třením kvůli nedostatečnému průtoku mazacího oleje. Navíc změny průtoku mohou pomoci předpovědět problémy, jako je ucpání potrubí mazacího oleje nebo porucha čerpadla oleje.

1.3 Chladicí okruh vody hlavního motoru rozděleno na obvod chlazení čistou vodou a obvod chlazení mořskou vodou. V obvodu chlazení čistou vodou jsou elektromagnetické průtokoměry instalovány na výstupu čerpadla čisté vody, na vstupu a výstupu obvodu chlazení válce hlavního motoru a na vstupu a výstupu obvodu chlazení mezichladiče. V obvodu chlazení mořskou vodou jsou instalovány na výstupu čerpadla mořské vody, na vstupu a výstupu strany mořské vody chladiče čisté vody a na vstupu a výstupu strany mořské vody chladiče mazacího oleje. Jejich funkcí je monitorovat rychlost a průtok chladicí vody, zajistit, že teplota jednotlivých komponent hlavního motoru je udržována v rozumném rozmezí, zabránit přehřátí hlavního motoru kvůli nedostatečnému chladicímu průtoku a včas detekovat poruchy, jako jsou netěsnosti chladicích potrubí nebo ucpání výměníků tepla.

2. Pohonný systém: Monitorování mazání a chlazení za účelem zajištění výkonu tahu.

Pohonný systém přímo určuje rychlost a tahu lodě, a mazání a chlazení jejích klíčových komponent (hřídel vrtule, systém proudového pohonu) přímo ovlivňují provozní stabilitu. Použití průtokoměrů v tomto systému se zaměřuje na řízení toku mazacích a chladicích médií, konkrétně na následujících místech:

2.1 Okruh mazání a chlazení hřídele vrtule : V systému mazání ložiska hřídele vrtule je instalován olejový průtokoměr pro sledování oběhu mazacího oleje, čímž se zajišťuje dostatečné mazání mezi hřídelí a ložiskem a zabrání se opotřebení nebo zaseknutí hřídele; pokud je použito vodou chlazené ložisko, musí být průtokoměry instalovány také na vstupu a výstupu chladicí vody, aby byl zajištěn účinek chlazení.

2.2 Okruh systému proudového pohonu: U plavidel s proudovým pohonem, průtokoměry jsou instalovány na vstupu čerpadla vodního jetu, na výstupu trysky nebo v okruhu chladicí vody pro sledování průtoku na vstupu, rychlosti vodního paprsku a rychlosti chladicí vody, čímž se zajišťuje stabilní tah pohonné soustavy a zabraňuje se kavitaci pohonného čerpadla nebo přehřátí komponentů kvůli abnormálnímu průtoku.

3. Pomocný zdroj energie: Zajištění stabilního provozu pomocné jednotky (generátor).

Pomocný motor (dieselgenerátor) je jádrem lodního elektrického zásobování a jeho provozní stabilita přímo ovlivňuje normální fungování všech elektrických zařízení na lodi. Podobně jako u hlavního motoru se sledování průtoku u pomocného motoru zaměřuje na dodávku paliva, oběh mazacího oleje a chladicí okruhy. Klíčová umístění a funkce jsou následující:

3.1 Palivový okruh pomocného motoru : Potrubí z palivové nádrže k palivové pumpě pomocného motoru, vstup a výstup palivového filtru jsou vybaveny průtokoměry paliva pro sledování spotřeby paliva a toku dodávky do pomocného motoru, zajistit stabilní výkon pomocného motoru a poskytnout data pro statistiky celkové spotřeby energie lodi.

3.2 Mazací olejový oběhový okruh pomocného motoru : Na výstupu mazací olejové pumpy, vstupu a výstupu chladiče mazacího oleje a filtru jsou nainstalovány průtokoměry mazacího oleje za účelem zajištění dostatečného mazání všech pohyblivých částí pomocného motoru a předpovědi poruch systému mazacího oleje.

3.3 Chladicí okruh pomocného motoru : Okruh chlazení čerstvou vodou, výstup čerpadla čerstvé vody, mezichladič, vstup a výstup chladicí vody válcového pláště, okruh chlazení mořskou vodou, výstup mořské pumpy a vstup a výstup na straně mořské vody výměníku tepla – jsou zde nainstalovány průtokoměry pro sledování chladicího toku a prevenci přehřátí pomocného motoru.

4. Systém balastní vody: Řízení průtoku pro soulad s vyprazdňováním a stabilitou plavby

Systémy balastní vody zajišťují bezpečnost plavby regulací ponoru a plovoucí vztlakové síly lodi, což hraje klíčovou roli zejména za podmínek bez zatížení a polovičního zatížení. V souladu s požadavky na shodu dle Úmluvy o řízení balastní vody Mezinárodní námořní organizace (IMO) jsou průtokoměry primárně instalovány na následujících místech:

4.1 Vstupní a výstupní potrubí balastních čerpadel : Sledují přítok a odtok balastní vody, přesně řídí napouštění nebo vypouštění jednotlivých balastních nádrží, zabrání naklonění lodi a nedostatečné stabilitě způsobeným nesprávnou úpravou množství balastní vody a zároveň lze průtoková data použít k posouzení pracovního stavu balastního čerpadla a ke zjištění případného ucpání nebo netěsnosti potrubí.

4.2 Potrubí systému úpravy balastní vody : V souladu s požadavky Úmluvy Mezinárodní námořní organizace (IMO) o řízení balastních vod musí být lodě vybaveny systémem úpravy balastních vod. Průtokoměry je třeba nainstalovat na vstup, výstup a výpust systému úpravy, aby byl sledován průtok vody během procesu úpravy, zajistila se správná funkce systému podle projektových parametrů, splnění standardů při vypouštění balastních vod a zabránilo se znečišťování mořského prostředí.

5. Požární ochrana: Sledování a zajištění dodávky médií v nouzových situacích.

Lodní hasicí systémy jsou rozděleny do několika podsystémů, včetně vodního hasicího systému a pěnového hasicího systému. V případě nouzového požáru rozhoduje dostatečnost zásobování hasicím prostředkem přímo o účinnosti hašení. Hlavní rolí průtokoměru v tomto systému je sledování rychlosti průtoku média, aby byly splněny požadavky na hašení v různých oblastech. Konkrétní místa použití zahrnují:

5.1 Hlavní potrubí výstupu požárního čerpadla a vedlejší potrubí : Nainstalujte průtokoměry požární vody pro sledování výstupního průtoku a zajistěte tak, že budou splněny požadavky na hašení v různých oblastech (např. strojovna, nákladní prostor, paluba apod.). Zároveň lze změny průtoku využít k určení, zda je požární potrubí volné a zda požární čerpadlo správně funguje.

5.2 Potrubí pěnového hasicího systému: Nainstalujte průtokoměry na výstupu z nádrže na skladování pěnového koncentrátu a na vstupu a výstupu z pěnového směšovače pro sledování průtoku pěnového koncentrátu a míchaného poměru pěnové směsi, aby byla zajištěna účinnost hašení pěnou a předešlo se selhání hasicího systému kvůli nedostatečnému průtoku pěnového koncentrátu nebo nesprávnému poměru směsi.

6. Domácí a pitné vodní systémy: správa zdrojů a monitorování emisí do životního prostředí

Domácí a pitný vodní systém souvisí přímo s životními podmínkami posádky a dodržováním předpisů pro námořní životní prostředí. Turbinové průtokoměry se používají hlavně ke sledování průtoku při výrobě pitné vody, zásobování pitnou vodou a odvádění odpadních vod, aby bylo dosaženo rozumné správy zdrojů a souladu s povoleným vypouštěním. Konkrétní umístění:

6.1 Vstupní a výstupní potrubí destilačky vody : Průtokoměry s turbínou jsou instalovány na vstupu mořské vody a výstupu pitné vody z lodního získávače vody (zařízení pro odmořování), aby bylo možné sledovat objem upravované mořské vody a produkci pitné vody, vyhodnocovat pracovní účinnost získávače vody a zajistit, že produkce pitné vody pokryje potřebu posádky.

6.2 Výstup z nádrže na skladování pitné vody a přívodní potrubí : Nainstalujte průtokoměry pitné vody pro sledování dodávaného průtoku a spotřeby pitné vody, usnadněte správu vodních zdrojů, zabráníte plýtvání a včas detekujte netěsnosti v přívodním potrubí.

6.3 Potrubí systému čištění odpadních vod: Elektromagnetické průtokoměry jsou instalovány na výstupu nádrže pro sběr domácích odpadních vod, na vstupu a výstupu zařízení pro čištění odpadních vod a na místě vypouštění, aby bylo možné sledovat průtok čištěných a vypouštěných odpadních vod, zajišťující tak provoz systému čištění odpadních vod v souladu s předpisy a splnění standardů ochrany námořního prostředí.

7. Další pomocné systémy: Monitorování přizpůsobení provozu s konkrétními funkcemi

Kromě základních systémů je třeba vybavit průtokoměry i pomocné systémy, jako jsou lodní klimatizace, pára a inertní plyn, podle požadovaných funkcí, aby byla zajištěna stabilní realizace konkrétních funkcí. Konkrétní aplikace jsou následující:

7.1 Systém klimatizace a ventilace: Instalovat průtokoměry na výstupech čerpadel okruhu chladicí vody klimatizace a okruhu chlazené vody a na vstupu a výstupu výměníku tepla pro monitorování průtoku chladicí/ochlazované vody a rychlosti toku, zajištění chladicího/topeného účinku klimatizačního systému a zabránění snížení účinnosti výměníku tepla nebo poškození zařízení způsobenému abnormálním průtokem.

7.2 Parní systém (nákladní lodě / trajekty atd.): U lodí vybavených parními kotli jsou průtokoměry instalovány v potrubích přívodu napájecí vody do kotle a v potrubích odběru páry pro sledování množství přiváděné vody a výkonu páry, zajištění stabilní hladiny vody v kotli a dostatečného zásobování párou a poskytování dat pro výpočet účinnosti kotle.

7.3 Inertní plynový systém (pro tankerové lodě) : Inertní plynový systém tankeru se používá k naplnění nákladových cistern inertním plynem, aby se zabránilo výbuchu hořlavých plynů v nádržích. Průtokoměry jsou instalovány na výstupu generátoru inertního plynu a potrubí pro dopravu inertního plynu, aby sledovaly tok dodávaného inertního plynu a zajistily, že koncentrace inertního plynu v nádržích splňuje bezpečnostní normy.

Shrňte

průtokoměry na námořních plavidlech se zaměřují na „stabilitu výkonu, bezpečnost navigace, dodržování environmentálních předpisů a efektivní provoz a údržbu“, pokrývají kritické potrubní systémy napříč celým řetězcem zásobování, od klíčového výkonového zařízení až po pomocné životní systémy. V kombinaci průmyslových norem s reálnými provozními podmínkami vyžaduje výběr průtokoměrů pro různá umístění pečlivé zohlednění vlastností média (topný olej, mazací olej, mořská voda atd.), tlakových a teplotních podmínek, požadavků na přesnost a instalačního prostředí. Například Coriolisovy hmotnostní průtokoměry nebo turbínové průtokoměry jsou upřednostňovány pro měření množství topného oleje; elektromagnetické průtokoměry jsou vhodné pro vodivá média obsahující nečistoty nebo mořskou vodu; ultrazvukové průtokoměry lze použít pro potrubí velkých průměrů. Správné umístění instalace a výběr průtokoměru jsou rozhodující pro zajištění bezpečného a efektivního provozu plavidla po celou dobu jeho životnosti.