Anvendelsesområder for flowmålere til skibsfart

I driften af marine skibe er strømningsmålere nøgleenheder til overvågning, der sikrer stabil systemdrift, overholdelse af emissionskrav og omkostningskontrol. Deres anvendelser dækker kerneområder såsom el-, fremdrifts-, ballast- og brandsikringssystemer. De forskellige driftsbetingelser i disse systemer stiller specifikke krav til valg af strømningsmålertypen og monteringsplacering. Denne artikel gennemgår systematisk anvendelsesområderne for strømningsmålere i de forskellige kerneområder på et skib og forklarer deres værdi i sammenhæng med branchestandarder og reelle driftsbetingelser, hvilket giver et grundlag for skibsdrift, vedligeholdelse og udstyrsvalg.

1. Kerne kraftsystem: Kerneområde for strømningsovervågning i hovedaggregatkredsløbet.

Som skibets "kraftcenter" er hovedmotoren afhængig af præcis flowovervågning for brændstoftilførsel, smørelsesbeskyttelse og temperaturregulering for at forhindre fejl som effekttab og komponent-slid forårsaget af unormal medietilførsel. Følgende er flowmålernes kerneanvendelsesområder i de kredsløb, der er relateret til hovedmotoren:

1.1 Hovedmotor Brændstoftilførselskreds : De vigtige installationspunkter omfatter hovedrøret fra brændstoftankens udløb til hovedmotorens brændstofpumpe, indløb og udløb til brændstofilteret samt indløb til brændstofindsprøjtningspumpen. Et brændstofstrømningsmåler, der overholder "Tekniske krav til Coriolis-massestrømsmålere til maritim brændstof påfyldningssystem", skal vælges her. Dens kernefunktion er at overvåge brændstoftilførselsstrømmen i realtid for at sikre ensartet brændstofdistribution til hver cylinder samt at levere nøjagtige data til beregning af brændstofforbrug og effektivitet. Denne overvågning undgår effektivt effekttab i hovedmotoren forårsaget af utilstrækkelig brændstoftilførsel eller spild af brændstof og forhøjet emission forårsaget af overdreven tilførsel.

1.2 Hovedmotor Smøremiddel Cirkulation Kreds : Dette omfatter smøremidelspumpens udløb, smøremiddelkølerens ind- og udløb, smørefilterets ind- og udløb samt forgreningsledninger ved hvert smørepunkt på hovedmotoren. Smøremiddelstrømmåleren anvendes til overvågning af gennemstrømningen af det cirkulerende smøremiddel, så vigtige bevægelige komponenter såsom krumtapaksel, forbindelsesstænger og cylinderforinger på hovedmotoren er tilstrækkeligt smurt, og dermed undgås tørrebsbeskadigelse pga. utilstrækkelig smøremiddelgennemstrømning. Desuden kan ændringer i strømniveauet hjælpe med at forudsige problemer såsom tilstoppede smørelinjer eller pumpefejl.

1.3 Hovedmotor kølevandskreds opdelt i et ferskvandskølekreds og et havvandskølekreds. I ferskvandskølekredsen er elektromagnetiske flowmålere installeret ved udgangen fra ferskvandspumpen, ved indløb og udløb til hovedmotorens cylinderfod-kølevandskreds og ved indløb og udløb til intercoolerkølevandskredsen. I havvandskølekredsen er de installeret ved udgangen fra havvandspumpen, ved indløb og udløb på havvandssiden af ferskvandskøleren samt ved indløb og udløb på havvandssiden af smøreløskøleren. Deres funktion er at overvåge kølevandets hastighed og flowhastighed, sikre, at temperaturen for hver komponent i hovedmotoren holdes inden for et rimeligt interval, undgå overophedning af hovedmotoren pga. utilstrækkeligt køleflow og hurtigt registrere fejl såsom utætheder i kølerør og blokeringer i varmevekslere.

2. Fremdriftssystem: Overvågning af smøring og køling for at sikre kraftoverførsel.

Fremdriftssystemet bestemmer direkte et skibs hastighed og skub, og smøring samt køling af dets kernekomponenter (propelleraksel, vandstrålefremdriftssystem) påvirker direkte driftsstabiliteten. Anvendelsen af flowmålere i dette system fokuserer på strømningsstyring af smøre- og kølemidler, specifikt på følgende placeringer:

2.1 Propellerakslens smøring og kølingskreds : I propellerakslenes bagsmøresystem installeres en olieflowmåler for at overvåge cirkulationen af smøreolie og sikre tilstrækkelig smøring mellem bagakslen og lejet, og forhindre akselforslitage eller klemning; hvis der anvendes et vandkølet bagsmøresystem, skal flowmålere også installeres ved kølevandsindløb og -udløb for at sikre kølevirkningen.

2.2 Vandstrålefremdriftssystemets kreds: For skibe med vandstrålefremdrift, strømningsmålere er installeret ved indløbet til vandjetpumpen, dysens udløb eller kølevandskredsløbet for at overvåge indløbsstrømningshastigheden, jetstrømningshastigheden og hastigheden af kølevandet, således at der sikres stabil skubskraft fra fremdriftssystemet og undgås kavitation i fremdriftspumpen eller overophedning af komponenter på grund af unormal strømning.

3. Hjælpestrømsystem: Sikrer stabil drift af hjælpeenheden (generator).

Hjælpemotoren (dieselgenerator) er kerne i skibets strømforsyning, og dens driftsstabilitet påvirker direkte normal drift af al skibets elektriske udstyr. Ligeværdigt med hovedmotoren fokuserer flowovervågningen af hjælpermotoren på brændstoftilførsel, smørelsesoliekreds og kølingskredsløb. Nøglepositioner og funktioner er som følger:

3.1 Hjælpe­motor brændstof­tilførselskreds : Røret fra brændstoftanken til hjælpermotorens brændstofpumpe, samt ind- og udgang til brændstofilteret, er udstyret med brændstofstrømsmålere for at overvåge brændstofforbrug og tilførselsstrøm til hjælpermotoren, sikre en stabil effektafgivelse fra hjælpermotoren og levere data til skibets samlede energiforbrugsstatistik.

3.2 Hjælpermotorens smørelsesolie-cirkulationssystem : Der er installeret en strømsmåler på udløbet af smørelsesoliepumpen, samt ved ind- og udgang til smørelsesoliekøleren og filteret for at sikre tilstrækkelig smøring af alle bevægelige dele i hjælpermotoren og forudsige fejl i smørelsesoliesystemet.

3.3 Hjælpermotorens kølingssystem : Der er installeret strømsmålere i ferskvandskølingssystemet, ved udløb fra ferskvandspumpen, intercooler, ind- og udgang til cylinderforings-kølingsvand, i havvandskølingssystemet, ved udløb fra havvandspumpen og på havvandssiden af varmevekslerens ind- og udgang for at overvåge kølestrømmen og forhindre overophedning af hjælpermotoren.

4. Bældevandssystem: Flowstyring til overholdelse af udledning og navigationsstabilitet

Bældevandssystemer sikrer navigationssikkerhed ved regulering af et skibs døg og opdrift, hvilket spiller en afgørende rolle, især under tomgangs- og halvbelastningsforhold. I overensstemmelse med International Maritime Organization (IMO) konventionen om bældevandsbehandling skal flowmålere primært installeres på følgende steder:

4.1 Indløbs- og udløbsrør til bældepumpe : Overvåg indførsel og afløb af bældevand, nøjagtig kontrol med vandtilførsel eller -afløb til hver enkelt bældetank, undgå skråstilling af skibet og utilstrækkelig stabilitet pga. ukorrekt justering af bældevand; samtidig kan flowdata anvendes til at vurdere bældepumpens driftstilstand samt tilstedeværelse af tilstopning eller utæthed i rørsystemet.

4.2 Rørsystem til bældevandsbehandling i overensstemmelse med kravene i Den Internationale Søfartsorganisationens (IMO) konvention om ballastvandsstyring skal skibe udstyres med et ballastvandbehandlingsanlæg. Der skal monteres flowmålere ved indløb, udløb og udledningsåbning i behandlingsanlægget for at overvåge vandstrømmen under behandlingsprocessen, sikre at behandlingsanlægget fungerer i henhold til designparametrene, garantere at udledningen af ballastvand opfylder kravene, og undgå forurening af marine miljøer.

5. Brandsikringssystem: Overvågning og sikring af mediaforsyning under nødsituationer.

Skibs brandslukningssystemer er opdelt i flere delsystemer, herunder vandbaseret brandslukning og skumbrandslukning. I nødbrandsituationer bestemmer mængden af brandslukningsmiddel direkte effekten af brandslukningen. Flowmålerens kernefunktion i dette system er at overvåge gennemstrømningshastigheden for at sikre, at brandslukningsbehovet i forskellige områder bliver opfyldt. Specifikke anvendelsessteder inkluderer:

5.1 Hovedrør ved udgang fra brandpumpe og forgreninger : Installer vandflowmålere til overvågning af vandets afløb for at sikre, at brandslukningsbehovet i forskellige områder (såsom maskinrum, lasterum, dæk osv.) bliver opfyldt. Samtidig kan ændringer i flowhastigheden bruges til at afgøre, om brandslukningsrørene er ublokerede, og om brandpumpen fungerer korrekt.

5.2 Rørledninger i skumbrandslukningssystem: Installer strømningsmålere ved udgangen af opslamningsvæskebeholderen og ved indløb og udløb af opslamningsblanderen for at overvåge tilførselsstrømningshastigheden for opslamningsvæsken samt blandingsforholdet for opslamningsblandingen, for at sikre effektivitet af slukning med skum og undgå slukningsfejl på grund af utilstrækkelig opslamningsvæskestrøm eller forkert blandingsforhold.

6. Sanitære og drikkevandsystemer: ressourcestyring og overvågning af miljøudledning

Det sanitære og drikkevandssystem er direkte relateret til besætningens levevilkår og overholdelse af marin miljølovgivning. Turbinstrømningsmålere anvendes primært til flowovervågning i fremstilling af ferskvand, levering af drikkevand og udledning af spildevand for at opnå rationel ressourcestyring og lovlig udledning. Specifik placering:

6.1 Indløbs- og udløbsrør til vandproducenten : Turbinestrømningsmålere er installeret ved sevandets indløb og ferskvandets udløb på skibets vandfremstiller (udstyr til udvinding af ferskvand fra havvand), for at overvåge mængden af behandlede havvand og produktionen af ferskvand, vurdere vandfremstillernes driftseffektivitet og sikre, at ferskvandsproduktionen dækker besætningens behov for drikkevand.

6.2 Udløb fra tank til opbevaring af drikkevand og forsyningsledning : Installer drikkevandsstrømningsmålere til overvågning af tilførselsstrøm og forbrug af drikkevand, således at vandressourcestyringen lettes, spild undgås og utætheder i forsyningsledningen opdages rettidigt.

6.3 Rørledninger i kloakbehandlingsanlæg for husholdningsaffaldsvand : Elektromagnetiske flowmålere er installeret ved udgangen af det lokale spildevandsopsamlingskar, ved indløb og udløb af spildevandsbehandlingsanlægget samt ved udløbet for at overvåge mængden af behandlet og udledt spildevand, således at spildevandsbehandlingssystemet fungerer i overensstemmelse med kravene, og at udledt spildevand opfylder standarderne for beskyttelse af marint miljø.

7. Andre hjælpesystemer: Trafiktilpasningsovervågning med specifikke funktioner

Ud over kerne-systemer skal hjælpe­systemer såsom skibs klimaanlæg, damp og inerte gasser ligeledes udstyres med flowmålere efter funktionskrav for at sikre en stabil gennemførelse af specifikke funktioner. De konkrete anvendelser er følgende:

7.1 Klima- og ventilationsanlæg: Installer strømningsmålere ved pumpeudløbene i klimakølevandskredsløbet og kølevejrkredsløbet samt ved ind- og udløb af varmeveksleren for at overvåge kølevands-/kølevejrstrømningshastigheden, sikre køle-/opvarmningseffekten i klimaanlægget og undgå nedsat virkningsgrad i varmeveksleren eller skader på udstyret forårsaget af ukorrekt strømning.

7.2 Dampsystem (fragtskibe/cruiseskibe m.v.): For skibe udstyret med dampkedler installeres strømningsmålere i kedlens fødevandsrør og damputgangsrør for at overvåge fødevandstilførsel og dampproduktion, sikre stabil vandstand i kedlen og tilstrækkelig dampforsyning samt levere data til beregning af kedlens virkningsgrad.

7.3 Inertgassystem (for tankefartøjer) : Inertgassystemet på et tankskib bruges til at fylde lastolie-tankene med inertgas for at forhindre eksplosion af brandbare gasser i tankene. Strømningsmålere er installeret ved udgangen af inertgasgeneratoren og inertgasforsyningsrøret for at overvåge tilførslen af inertgas og sikre, at koncentrationen af inertgas i tankene opfylder sikkerhedsstandarderne.

Opsummer.

flowmålere på marinefartøjer fokuserer på "effektstabilitet, navigationssikkerhed, overholdelse af miljøkrav og effektiv drift og vedligeholdelse", og dækker kritiske rørledninger gennem hele forsyningskæden, fra kerneeffektdelene til supplerende livsstøttesystemer. Ved at kombinere branchestandarder med reelle driftsforhold kræver udvælgelsen af flowmålere til forskellige placeringer omhyggelig vurdering af mediets egenskaber (fyringsolie, smøreolie, havvand osv.), tryk- og temperaturforhold, nøjagtighedskrav og installationsmiljø. For eksempel foretrækkes Coriolis-masseflowmålere eller turbinflowmålere til måling af fyringsolie; elektromagnetiske flowmålere er velegnede til ledende medier, der indeholder urenheder eller havvand; og ultralydsmålere kan anvendes til store diametre rørledninger. Passende installationss placering og valg af flowmåler er afgørende for at sikre fartøjets sikre og effektive drift gennem hele dets levetid.