Τοποθεσίες εφαρμογής μετρητών ροής για ναυτικά σκάφη

Στη λειτουργία θαλάσσιων πλοίων, τα όργανα μέτρησης παροχής αποτελούν βασικές συσκευές παρακολούθησης για τη διασφάλιση σταθερής λειτουργίας του συστήματος, συμμόρφωσης των εκπομπών και ελέγχου του κόστους. Οι εφαρμογές τους καλύπτουν βασικά συστήματα όπως η παραγωγή ενέργειας, η πρόωση, η εξισορρόπηση και η πυροπροστασία. Οι διαφορετικές συνθήκες λειτουργίας αυτών των συστημάτων θέτουν συγκεκριμένες απαιτήσεις στην επιλογή των τύπων των οργάνων μέτρησης παροχής και των τοποθεσιών εγκατάστασής τους. Το άρθρο αυτό παρουσιάζει με συστηματικό τρόπο τις τοποθεσίες εφαρμογής των οργάνων μέτρησης παροχής σε διάφορες πυρήνες περιοχές ενός πλοίου, εξηγώντας την αξία τους με βάση τα βιομηχανικά πρότυπα και τις πραγματικές συνθήκες λειτουργίας, παρέχοντας έτσι έναν οδηγό για τη λειτουργία και συντήρηση πλοίων και την επιλογή εξοπλισμού.

1. Βασικό Σύστημα Ισχύος: Βασική περιοχή για την παρακολούθηση παροχής στο κύκλωμα της κύριας μονάδας.

Ως «καρδιά ισχύος» ενός πλοίου, η κύρια μηχανή βασίζεται στην ακριβή παρακολούθηση ροής για την παροχή καυσίμου, την προστασία λίπανσης και τον έλεγχο θερμοκρασίας, προκειμένου να αποφευχθούν βλάβες όπως απώλεια ισχύος και φθορά εξαρτημάτων που προκαλούνται από ανωμαλίες στην παροχή μέσων. Τα παρακάτω είναι οι βασικές θέσεις εφαρμογής των μετρητών ροής στα κυκλώματα που σχετίζονται με την κύρια μηχανή:

1.1 Κύκλωμα Παροχής Καυσίμου Κύριας Μηχανής : Σημεία εγκατάστασης περιλαμβάνουν τον κύριο αγωγό από την έξοδο της δεξαμενής καυσίμου στην κύρια αντλία καυσίμου του κινητήρα, την είσοδο και την έξοδο του φίλτρου καυσίμου, καθώς και την είσοδο της αντλίας ψεκασμού καυσίμου. Εδώ πρέπει να επιλεγεί ένας μετρητής ροής καυσίμου που συμμορφώνεται με τις «Τεχνικές Απαιτήσεις για Σύστημα Επανεμφόρτισης Μαζικού Ροόμετρου Coriolis Καυσίμου Πλοίων». Η βασική λειτουργία του είναι η παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο της παροχής καυσίμου, διασφαλίζοντας την ομοιόμορφη κατανομή του καυσίμου σε κάθε κύλινδρο, και παρέχοντας ακριβή δεδομένα για τον υπολογισμό της κατανάλωσης καυσίμου και της απόδοσης ισχύος. Η παρακολούθηση αυτή αποτρέπει αποτελεσματικά τη μείωση της ισχύος του κύριου κινητήρα λόγω ανεπαρκούς παροχής καυσίμου, ή τη σπατάλη καυσίμου και τις υπερβολικές εκπομπές που προκαλούνται από υπερβολική παροχή.

1.2 Κύκλωμα Λίπανσης Κύριου Κινητήρα : Περιλαμβάνει την έξοδο της αντλίας λιπαντικού ελαίου, την είσοδο και έξοδο του ψυγείου λιπαντικού ελαίου, την είσοδο και έξοδο του φίλτρου λιπαντικού ελαίου και τους διακλαδισμούς σε κάθε σημείο λίπανσης της κύριας μηχανής. Ο μετρητής παροχής λιπαντικού ελαίου χρησιμοποιείται για την παρακολούθηση της παροχής του ελαίου στο κύκλωμα λίπανσης, διασφαλίζοντας ότι τα βασικά κινούμενα εξαρτήματα, όπως ο στροφαλοφόρος άξονας, οι διωστήρες και οι φακοί των κυλίνδρων της κύριας μηχανής, λιπαίνονται επαρκώς, προκειμένου να αποφευχθεί η ζημιά από ξηρή τριβή λόγω ανεπαρκούς παροχής λιπαντικού ελαίου. Επιπλέον, οι μεταβολές στην παροχή μπορούν να βοηθήσουν στην πρόβλεψη προβλημάτων, όπως η φραγή των σωληνώσεων λιπαντικού ελαίου ή η βλάβη της αντλίας λαδιού.

1.3 Κύκλωμα ψύξης νερού κύριας μηχανής : Διαιρείται σε κύκλωμα ψύξης με γλυκό νερό και κύκλωμα ψύξης με θαλασσινό νερό. Στο κύκλωμα ψύξης με γλυκό νερό, εγκαθίστανται μαγνητικά ροόμετρα στην έξοδο της αντλίας γλυκού νερού, στην είσοδο και την έξοδο του κυκλώματος ψύξης του επενδύσματος κυλίνδρου του κύριου κινητήρα, καθώς και στην είσοδο και την έξοδο του κυκλώματος ψύξης του ενδιάμεσου ψύκτη. Στο κύκλωμα ψύξης με θαλασσινό νερό, εγκαθίστανται στην έξοδο της αντλίας θαλασσινού νερού, στην είσοδο και την έξοδο της πλευράς θαλασσινού νερού του ψύκτη γλυκού νερού και στην είσοδο και την έξοδο της πλευράς θαλασσινού νερού του ψύκτη λαδιού. Η λειτουργία τους είναι να παρακολουθούν την ταχύτητα και την παροχή του νερού ψύξης, να διασφαλίζουν ότι η θερμοκρασία κάθε εξαρτήματος του κύριου κινητήρα ελέγχεται εντός λογικών ορίων, να αποφεύγεται η υπερθέρμανση του κύριου κινητήρα λόγω ανεπαρκούς ροής ψύξης και να εντοπίζονται άμεσα βλάβες όπως διαρροές στους σωλήνες ψύξης και φραξίματα στους εναλλάκτες θερμότητας.

2. Σύστημα Πρόωσης: Παρακολούθηση λίπανσης και ψύξης για εξασφάλιση παραγωγής ώσης.

Το σύστημα πρόωσης καθορίζει άμεσα την ταχύτητα και την ώθηση ενός πλοίου, και η λίπανση και ψύξη των βασικών του συστατικών (άξονας ελικα, σύστημα πρόωσης με υδρορροή) επηρεάζει άμεσα τη λειτουργική σταθερότητα. Η χρήση μετρητών παροχής σε αυτό το σύστημα επικεντρώνεται στον έλεγχο παροχής των μέσων λίπανσης και ψύξης, συγκεκριμένα στις ακόλουθες θέσεις:

2.1 Κύκλωμα λίπανσης και ψύξης άξονα ελικα : Στο σύστημα λίπανσης της ουραίας θήκης του άξονα ελικα, εγκαθίσταται μετρητής παροχής λαδιού για να παρακολουθεί τη ροή του λαδιού λίπανσης, διασφαλίζοντας επαρκή λίπανση μεταξύ του οπίσθιου άξονα και του έδρανου, και αποτρέποντας τη φθορά ή τον ακινητοποίηση του άξονα· εάν χρησιμοποιείται ουραία θήκη με ψύξη νερού, πρέπει επίσης να εγκατασταθούν μετρητές παροχής στην είσοδο και την έξοδο του νερού ψύξης για να διασφαλιστεί το αποτέλεσμα ψύξης.

2.2 Κύκλωμα συστήματος πρόωσης με υδρορροή: Για πλοία με πρόωση με υδρορροή, οι μετρητές παροχής εγκαθίστανται στην είσοδο της αντλίας πρόωσης με υδροσυμπιεσμένο, στην έξοδο του ακροφυσίου ή στο κύκλωμα ψύξης νερού για την παρακολούθηση της παροχής εισόδου, της παροχής φυσητήρα και της ταχύτητας του νερού ψύξης, διασφαλίζοντας σταθερή παραγωγή ώθησης από το σύστημα πρόωσης και προλαμβάνοντας την καβίτωση της αντλίας πρόωσης ή την υπερθέρμανση εξαρτημάτων λόγω ασυνήθιστης ροής.

3. Σύστημα βοηθητικής παροχής ισχύος: Διασφάλιση της σταθερής λειτουργίας της βοηθητικής μονάδας (γεννήτρια).

Ο βοηθητικός κινητήρας (γεννήτρια πετρελαίου) αποτελεί τον πυρήνα της παροχής ηλεκτρικής ενέργειας του πλοίου, και η λειτουργική του σταθερότητα επηρεάζει άμεσα την κανονική λειτουργία όλου του ηλεκτρικού εξοπλισμού του πλοίου. Παρόμοια με τον κύριο κινητήρα, η παρακολούθηση ροής του βοηθητικού κινητήρα επικεντρώνεται στην παροχή καυσίμου, την κυκλοφορία λιπαντικού ελαίου και τα κυκλώματα ψύξης. Οι βασικές τοποθεσίες και λειτουργίες είναι οι ακόλουθες:

3.1 Κύκλωμα παροχής καυσίμου βοηθητικού κινητήρα : Ο αγωγός από τη δεξαμενή καυσίμου στην αντλία καυσίμου της βοηθητικής μηχανής, η είσοδος και η έξοδος του φίλτρου καυσίμου είναι εξοπλισμένα με μετρητές ροής καυσίμου για την παρακολούθηση της κατανάλωσης και της ροής παροχής της βοηθητικής μηχανής, τη διασφάλιση σταθερής παραγωγής ισχύος της βοηθητικής μηχανής και την παροχή δεδομένων για τη στατιστική συνολικής κατανάλωσης ενέργειας του πλοίου.

3.2 Κύκλωμα λίπανσης λαδιού βοηθητικής μηχανής : Στην έξοδο της αντλίας λαδιού, στην είσοδο και την έξοδο του ψύκτη και του φίλτρου λαδιού τοποθετούνται μετρητές ροής λαδιού για να διασφαλιστεί επαρκής λίπανση όλων των κινούμενων εξαρτημάτων της βοηθητικής μηχανής και για την πρόβλεψη βλάβης στο σύστημα λίπανσης.

3.3 Κύκλωμα ψύξης βοηθητικής μηχανής : Κύκλωμα ψύξης με γλυκό νερό, στην έξοδο της αντλίας γλυκού νερού, στον ενδιάμεσο ψύκτη, στην είσοδο και την έξοδο του νερού ψύξης του επενδύσματος του κυλίνδρου, στο κύκλωμα ψύξης με θαλασσινό νερό, στην έξοδο της αντλίας θαλασσινού νερού και στην πλευρά εισόδου και εξόδου του θαλασσινού νερού στο εναλλάκτη θερμότητας, τοποθετούνται μετρητές ροής για την παρακολούθηση της ροής ψύξης και την αποφυγή υπερθέρμανσης της βοηθητικής μηχανής.

4. Σύστημα Ναυπηγίου: Έλεγχος Ροής για Συμμορφωτική Απόρριψη και Σταθερότητα Πλοήγησης

Τα συστήματα ναυπηγίου εξασφαλίζουν την ασφάλεια πλοήγησης ρυθμίζοντας το βάθος βύθισης και την επιπολασμότητα ενός πλοίου, διαδραματίζοντας σημαντικό ρόλο, ειδικά σε συνθήκες χωρίς φορτίο και ημιφορτίου. Σύμφωνα με τις απαιτήσεις συμμόρφωσης της Διεθνούς Ναυτικής Οργάνωσης (IMO) για τη Σύμβαση Διαχείρισης Νερού Ναυπηγίου, οι μετρητές ροής εγκαθίστανται κυρίως στις ακόλουθες τοποθεσίες:

4.1 Αγωγοί εισόδου και εξόδου της αντλίας ναυπηγίου : Παρακολουθούν τη ροή εισαγωγής και εκροής του νερού ναυπηγίου, ελέγχουν με ακρίβεια την ποσότητα νερού που εισάγεται ή εκρέει σε κάθε δεξαμενή ναυπηγίου, αποφεύγοντας την κλίση του πλοίου και την ανεπαρκή σταθερότητα λόγω λανθασμένης ρύθμισης του νερού ναυπηγίου. Ταυτόχρονα, τα δεδομένα ροής μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να εκτιμηθεί η κατάσταση λειτουργίας της αντλίας ναυπηγίου και να εντοπιστεί εάν υπάρχει φραγή ή διαρροή στον αγωγό.

4.2 Αγωγοί Συστήματος Επεξεργασίας Νερού Ναυπηγίου : Σύμφωνα με τις απαιτήσεις της Διεθνούς Σύμβασης Διαχείρισης Ναυτικών Υδάτων του Διεθνούς Ναυτιλιακού Οργανισμού (IMO), τα πλοία πρέπει να είναι εξοπλισμένα με σύστημα επεξεργασίας ναυτικών υδάτων. Πρέπει να εγκαθίστανται ροόμετρα στην είσοδο, την έξοδο και την εκροή του συστήματος επεξεργασίας για την παρακολούθηση της ροής του νερού κατά τη διαδικασία επεξεργασίας, να εξασφαλίζεται ότι το σύστημα λειτουργεί σύμφωνα με τις προδιαγραφές σχεδίασης, να εγγυάται ότι η απόρριψη των ναυτικών υδάτων πληροί τα πρότυπα και να αποφεύγεται η ρύπανση του θαλάσσιου περιβάλλοντος.

5. Σύστημα πυρόσβεσης: Παρακολούθηση και εξασφάλιση της παροχής μέσων κατά τις εκτάκτους ανάγκες.

Τα συστήματα κατάσβεσης πυρκαγιάς σε πλοία χωρίζονται σε αρκετά υποσυστήματα, μεταξύ των οποίων περιλαμβάνονται η κατάσβεση με νερό και η κατάσβεση με αφρό. Σε περιπτώσεις έκτακτης ανάγκης λόγω πυρκαγιάς, η επάρκεια του μέσου κατάσβεσης αποφασίζει άμεσα το αποτέλεσμα της κατάσβεσης. Ο βασικός ρόλος του μετρητή ροής σε αυτό το σύστημα είναι η παρακολούθηση της ταχύτητας ροής του μέσου, διασφαλίζοντας ότι καλύπτονται οι ανάγκες κατάσβεσης σε διαφορετικές περιοχές. Συγκεκριμένες τοποθεσίες εφαρμογής περιλαμβάνουν:

5.1 Κύριος αγωγός εξόδου της αντλίας πυρκαγιάς και παράκαμψη αγωγοί : Εγκαταστήστε μετρητές ροής πυρκαγιάς για να παρακολουθείτε τη ροή εξόδου του νερού πυρκαγιάς και να διασφαλίζετε ότι καλύπτονται οι ανάγκες κατάσβεσης σε διαφορετικές περιοχές (όπως μηχανοστάσιο, χώρος φορτίου, καταστρώματα, κ.λπ.). Ταυτόχρονα, οι μεταβολές της παροχής μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να προσδιοριστεί αν ο αγωγός πυρκαγιάς είναι απρόσκοπτος και αν η αντλία πυρκαγιάς λειτουργεί σωστά.

5.2 Σωληνώσεις συστήματος κατάσβεσης με αφρό: Εγκαταστήστε μετρητές παροχής στην έξοδο της δεξαμενής αποθήκευσης του υγρού αφρού και στην είσοδο και έξοδο του αναμικτήρα αφρού για την παρακολούθηση της παροχής του υγρού αφρού και της αναλογίας ανάμειξης του μείγματος αφρού, προκειμένου να εξασφαλιστεί η αποτελεσματικότητα της πυρόσβεσης με αφρό και να αποφευχθεί η αποτυχία πυρόσβεσης λόγω ανεπαρκούς παροχής υγρού αφρού ή λανθασμένης αναλογίας ανάμειξης.

6. Συστήματα οικιακού και πόσιμου νερού: διαχείριση πόρων και παρακολούθηση περιβαλλοντικών εκπομπών

Το σύστημα οικιακού και πόσιμου νερού σχετίζεται άμεσα με τις συνθήκες διαβίωσης των μελών του πληρώματος και τη συμμόρφωση με τις περιβαλλοντικές προδιαγραφές στη θάλασσα. Οι μετρητές παροχής με τούρμπινα χρησιμοποιούνται κυρίως για την παρακολούθηση της παροχής στην παραγωγή γλυκού νερού, στην παροχή πόσιμου νερού και στην απόρριψη λυμάτων, προκειμένου να επιτευχθεί λογική διαχείριση των πόρων και σύμφωνη απόρριψη. Συγκεκριμένη τοποθεσία:

6.1 Σωληνώσεις εισόδου και εξόδου της μηχανής παραγωγής νερού : Οι μετρητές ροής τύπου στροβίλου εγκαθίστανται στην είσοδο θαλασσινού νερού και στην έξοδο γλυκού νερού της εγκατάστασης αφαλάτωσης πλοίου (εξοπλισμός αφαλάτωσης θαλασσινού νερού) για την παρακολούθηση του όγκου επεξεργασίας θαλασσινού νερού και της παραγωγής γλυκού νερού, την αξιολόγηση της απόδοσης λειτουργίας της εγκατάστασης αφαλάτωσης και τη διασφάλιση ότι η παραγωγή γλυκού νερού καλύπτει τις ανάγκες σε νερό του πληρώματος.

6.2 Έξοδος δεξαμενής αποθήκευσης πόσιμου νερού και αγωγός παροχής νερού : Εγκαταστήστε μετρητές ροής πόσιμου νερού για να παρακολουθείτε τη ροή παροχής και την κατανάλωση πόσιμου νερού, να διευκολύνετε τη διαχείριση υδατικών πόρων, να αποφεύγετε σπατάλη και να εντοπίζετε έγκαιρα διαρροές στους αγωγούς παροχής νερού.

6.3 Αγωγοί συστήματος επεξεργασίας οικιακών λυμάτων : Οι ηλεκτρομαγνητικοί μετρητές παροχής εγκαθίστανται στην έξοδο της δεξαμενής συλλογής οικιακών λυμάτων, στην είσοδο και την έξοδο της συσκευής επεξεργασίας λυμάτων, καθώς και στο σημείο απορρίψεως, για την παρακολούθηση της παροχής των επεξεργασμένων λυμάτων και της παροχής απόρριψης, διασφαλίζοντας ότι το σύστημα επεξεργασίας λυμάτων λειτουργεί σύμφωνα με τις προδιαγραφές και ότι τα απορριβόμενα λύματα πληρούν τα πρότυπα προστασίας του θαλάσσιου περιβάλλοντος.

7. Άλλα βοηθητικά συστήματα: Παρακολούθηση προσαρμογής κυκλοφορίας με συγκεκριμένες λειτουργίες

Εκτός από τα βασικά συστήματα, τα βοηθητικά συστήματα όπως η κλιματισμός πλοίου, ο ατμός και το αδρανές αέριο πρέπει επίσης να εξοπλίζονται με μετρητές παροχής σύμφωνα με τις λειτουργικές απαιτήσεις, προκειμένου να διασφαλίζεται η σταθερή υλοποίηση συγκεκριμένων λειτουργιών. Οι συγκεκριμένες εφαρμογές είναι οι ακόλουθες:

7.1 Σύστημα Κλιματισμού και Αερισμού: Εγκαταστήστε μετρητές παροχής στις εξόδους των αντλιών του κυκλώματος ψύξης του κλιματισμού και του κυκλώματος ψυγμένου νερού, καθώς και στην είσοδο και έξοδο του εναλλάκτη θερμότητας για την παρακολούθηση της παροχής του νερού ψύξης/ψυγμένου νερού, διασφαλίζοντας την απόδοση ψύξης/θέρμανσης του συστήματος κλιματισμού και αποφεύγοντας τη μείωση της απόδοσης του εναλλάκτη θερμότητας ή τυχόν βλάβη εξοπλισμού λόγω ασυνήθιστης παροχής.

7.2 Σύστημα Ατμού (Εμπορικά Πλοία/Κρουαζιερόπλοια, κ.λπ.): Για πλοία εξοπλισμένα με λέβητες ατμού, εγκαθίστανται μετρητές παροχής στους σωλήνες τροφοδοσίας νερού του λέβητα και στους σωλήνες εξόδου ατμού για την παρακολούθηση της τροφοδοσίας νερού και της παραγωγής ατμού, διασφαλίζοντας σταθερή στάθμη νερού στο λέβητα και επαρκή παροχή ατμού, καθώς και παρέχοντας δεδομένα για τον υπολογισμό της απόδοσης του λέβητα.

7.3 Σύστημα Αδρανών Αερίων (για Δεξαμενόπλοια) : Το σύστημα αδρανούς αερίου ενός δεξαμενόπλοιου χρησιμοποιείται για να γεμίζει τις δεξαμενές φορτίου με αδρανές αέριο προκειμένου να αποτραπεί η έκρηξη εύφλεκτων αερίων στις δεξαμενές. Μετρητές παροχής εγκαθίστανται στην έξοδο της γεννήτριας αδρανούς αερίου και στον αγωγό παράδοσης αδρανούς αερίου για την παρακολούθηση της παροχής αδρανούς αερίου και τη διασφάλιση ότι η συγκέντρωση του αδρανούς αερίου στις δεξαμενές πληροί τα πρότυπα ασφαλείας.

Συνοψίστε

οι μετρητές παροχής σε θαλάσσια σκάφη επικεντρώνονται στη «σταθερότητα ισχύος, την ασφάλεια πλοήγησης, τη συμμόρφωση με τις περιβαλλοντικές προδιαγραφές και την αποτελεσματική λειτουργία και συντήρηση», καλύπτοντας κρίσιμους αγωγούς σε όλη την αλυσίδα εφοδιασμού, από τον πυρήνα του εξοπλισμού παραγωγής ενέργειας μέχρι βοηθητικά συστήματα διαβίωσης. Συνδυάζοντας τα πρότυπα της βιομηχανίας με τις πραγματικές συνθήκες λειτουργίας, η επιλογή μετρητών παροχής για διαφορετικές τοποθεσίες απαιτεί προσεκτική εξέταση των χαρακτηριστικών του μέσου (πετρέλαιο καύσης, λάδι λίπανσης, θαλασσινό νερό κ.λπ.), των συνθηκών πίεσης και θερμοκρασίας, των απαιτήσεων ακριβείας και του περιβάλλοντος εγκατάστασης. Για παράδειγμα, οι μετρητές μάζας Coriolis ή οι μετρητές παροχής με τούρμπιν είναι οι προτιμώμενοι για τη μέτρηση πετρελαίου καύσης· οι μαγνητικοί μετρητές παροχής είναι κατάλληλοι για αγώγιμα μέσα που περιέχουν ακαθαρσίες ή θαλασσινό νερό· και οι υπέρ-ηχοι μετρητές παροχής μπορούν να χρησιμοποιηθούν για αγωγούς μεγάλης διαμέτρου. Η κατάλληλη τοποθεσία εγκατάστασης και η επιλογή του μετρητή παροχής είναι κρίσιμες για τη διασφάλιση της ασφαλούς και αποτελεσματικής λειτουργίας του σκάφους σε όλο τον κύκλο ζωής του.