Lieux d'application des débitmètres pour bateaux marins

Dans le fonctionnement des navires marins, les débitmètres sont des dispositifs de surveillance essentiels permettant d'assurer un fonctionnement stable des systèmes, des émissions conformes et une maîtrise des coûts. Leurs applications couvrent des systèmes clés tels que la production d'énergie, la propulsion, l'assèchement et la protection contre l'incendie. Les différentes conditions de fonctionnement de ces systèmes imposent des exigences spécifiques quant au choix du type de débitmètre et à l'emplacement de son installation. Cet article passe en revue de manière systématique les lieux d'application des débitmètres dans divers domaines essentiels d'un navire, en expliquant leur valeur au regard des normes industrielles et des conditions réelles d'exploitation, offrant ainsi une référence utile pour l'exploitation, la maintenance des navires et le choix des équipements.

1. Système principal d'alimentation : zone clé pour la surveillance du débit dans le circuit de l'unité principale.

En tant que « cœur énergétique » d'un navire, le moteur principal dépend d'une surveillance précise du débit pour l'alimentation en carburant, la protection par lubrification et la régulation de température, afin d'éviter les dysfonctionnements tels qu'une perte de puissance ou une usure des composants causée par une alimentation anormale en fluides. Voici les emplacements clés d'application des débitmètres dans les circuits associés au moteur principal :

1.1 Circuit d'alimentation en carburant du moteur principal : Les points d'installation clés incluent le pipeline principal depuis la sortie du réservoir de carburant jusqu'à la pompe à carburant principale du moteur, les entrées et sorties du filtre à carburant, ainsi que l'entrée de la pompe d'injection de carburant. Un débitmètre de carburant conforme aux "Exigences techniques pour le système de ravitaillement en débitmètre de masse Coriolis marin" doit être sélectionné à cet endroit. Sa fonction principale est de surveiller en temps réel le débit d'alimentation en carburant, d'assurer une distribution uniforme du carburant vers chaque cylindre, et de fournir des données précises pour les statistiques de consommation de carburant et les calculs d'efficacité énergétique. Cette surveillance permet d'éviter efficacement une perte de puissance du moteur due à une alimentation insuffisante, ou un gaspillage de carburant et des émissions excessives causées par une suralimentation.

1.2 Circuit de circulation d'huile lubrifiante du moteur principal : Cela inclut la sortie de la pompe à huile lubrifiante, l'entrée et la sortie du refroidisseur d'huile lubrifiante, l'entrée et la sortie du filtre à huile lubrifiante, ainsi que les conduites secondaires en chaque point de lubrification du moteur principal. Le débitmètre d'huile lubrifiante sert à surveiller le débit de l'huile lubrifiante en circulation, garantissant ainsi une lubrification adéquate des composants mobiles essentiels tels que le vilebrequin, les bielles et les chemises de cylindre du moteur principal, évitant ainsi les dommages par frottement à sec dus à un débit insuffisant d'huile lubrifiante. En outre, les variations du débit peuvent aider à détecter des problèmes tels que le colmatage des conduites d'huile lubrifiante ou la défaillance de la pompe à huile.

1.3 Circuit d'eau de refroidissement du moteur principal : Divisé en circuit de refroidissement à eau douce et circuit de refroidissement à eau de mer. Dans le circuit de refroidissement à eau douce, des débitmètres électromagnétiques sont installés à la sortie de la pompe à eau douce, à l'entrée et à la sortie du circuit de refroidissement de la chemise du cylindre du moteur principal, ainsi qu'à l'entrée et à la sortie du circuit de refroidissement du refroidisseur intermédiaire. Dans le circuit de refroidissement à eau de mer, ils sont installés à la sortie de la pompe à eau de mer, à l'entrée et à la sortie côté eau de mer du refroidisseur à eau douce, et à l'entrée et à la sortie côté eau de mer du refroidisseur d'huile lubrifiante. Leur fonction est de surveiller la vitesse et le débit de l'eau de refroidissement, d'assurer le contrôle de la température de chaque composant du moteur principal dans une plage raisonnable, d'éviter toute surchauffe du moteur principal due à un débit de refroidissement insuffisant, et de détecter rapidement des anomalies telles que des fuites dans les conduites de refroidissement ou des obstructions dans les échangeurs de chaleur.

2. Système de propulsion : Surveillance de la lubrification et du refroidissement afin de garantir la production de poussée.

Le système de propulsion détermine directement la vitesse et la poussée d'un navire, et la lubrification ainsi que le refroidissement de ses composants essentiels (arbre d'hélice, système de propulsion par jet) influent directement sur la stabilité de fonctionnement. L'application des débitmètres dans ce système concerne principalement la régulation du débit des fluides de lubrification et de refroidissement, plus précisément aux emplacements suivants :

2.1 Circuit de lubrification et de refroidissement de l'arbre d'hélice : Dans le système de lubrification du tube arrière de l'arbre d'hélice, un débitmètre d'huile est installé pour surveiller le débit de circulation de l'huile lubrifiante, garantissant ainsi une lubrification suffisante entre l'arbre arrière et le palier, et évitant l'usure ou le grippage de l'arbre ; si un tube arrière refroidi à l'eau est utilisé, des débitmètres doivent également être installés à l'entrée et à la sortie de l'eau de refroidissement afin d'assurer l'efficacité du refroidissement.

2.2 Circuit du système de propulsion par jet : Pour les navires équipés de propulsion par jet, des débitmètres sont installés à l'entrée de la pompe de propulsion par jet d'eau, à la sortie de la tuyère ou dans le circuit d'eau de refroidissement afin de surveiller le débit d'entrée, le débit du jet et la vitesse de l'eau de refroidissement, garantissant ainsi une sortie de poussée stable du système de propulsion et évitant la cavitation de la pompe de propulsion ou la surchauffe des composants due à un débit anormal.

3. Système d'alimentation auxiliaire : Assurer le fonctionnement stable de l'unité auxiliaire (générateur).

Le moteur auxiliaire (groupe électrogène diesel) est au cœur de l'alimentation électrique du navire, et sa stabilité de fonctionnement affecte directement le bon fonctionnement de tous les équipements électriques du bord. Comme pour le moteur principal, la surveillance du débit sur le moteur auxiliaire porte principalement sur l'alimentation en carburant, la circulation de l'huile lubrifiante et les circuits de refroidissement. Les emplacements et fonctions clés sont les suivants :

3.1 Circuit d'alimentation en carburant du moteur auxiliaire : La conduite reliant le réservoir de carburant à la pompe à carburant du moteur auxiliaire, ainsi que l'entrée et la sortie du filtre à carburant, sont équipées de débitmètres de carburant afin de surveiller la consommation et le débit d'alimentation du moteur auxiliaire, garantir une puissance stable du moteur auxiliaire et fournir des données pour les statistiques de consommation énergétique totale du navire.

3.2 Circuit de lubrification du moteur auxiliaire : Un débitmètre de lubrifiant est installé à la sortie de la pompe à huile, ainsi qu'à l'entrée et à la sortie du refroidisseur d'huile et du filtre, afin de garantir une lubrification suffisante de toutes les parties mobiles du moteur auxiliaire et de prévoir toute défaillance du système de lubrification.

3.3 Circuit de refroidissement du moteur auxiliaire : Le circuit de refroidissement à eau douce, la sortie de la pompe à eau douce, l'intercooler, l'entrée et la sortie de l'eau de refroidissement de la chemise de cylindre, le circuit de refroidissement à eau de mer, la sortie de la pompe à eau de mer et les entrées-sorties côté eau de mer de l'échangeur de chaleur sont équipés de débitmètres afin de surveiller le débit de refroidissement et éviter la surchauffe du moteur auxiliaire.

4. Système d'eau de ballast : Contrôle du débit pour le rejet conforme et la stabilité en navigation

Les systèmes d'eau de ballast assurent la sécurité de la navigation en régulant l'assiette et la flottabilité d'un navire, jouant un rôle crucial notamment en conditions de chargement nul ou partiel. Conformément aux exigences de conformité de la Convention de l'Organisation Maritime Internationale (OMI) sur la gestion de l'eau de ballast, les débitmètres sont principalement installés aux endroits suivants :

4.1 Conduites d'entrée et de sortie des pompes de ballast : Surveiller le débit d'injection et de vidange de l'eau de ballast, contrôler précisément l'entrée ou la sortie d'eau dans chaque citerne de ballast, éviter l'inclinaison du navire et une stabilité insuffisante due à un ajustement inadéquat de l'eau de ballast, et en même temps, les données de débit peuvent être utilisées pour évaluer l'état de fonctionnement de la pompe de ballast ainsi que la présence d'un blocage ou d'une fuite dans la conduite.

4.2 Conduites du système de traitement de l'eau de ballast : Conformément aux exigences de la Convention de l'Organisation maritime internationale (OMI) sur la gestion de l'eau de ballast, les navires doivent être équipés d'un système de traitement de l'eau de ballast. Des débitmètres doivent être installés à l'entrée, à la sortie et au point de rejet du système de traitement afin de surveiller le débit d'eau pendant le processus de traitement, garantir que le système de traitement fonctionne conformément aux paramètres de conception, assurer la conformité des rejets d'eau de ballast aux normes et éviter la pollution du milieu marin.

5. Système de protection incendie : Surveillance et garantie de l'alimentation en fluide lors de situations d'urgence.

Les systèmes d'extinction d'incendie pour navires sont divisés en plusieurs sous-systèmes, notamment l'extinction par eau et l'extinction par mousse. En cas d'incendie d'urgence, l'adéquation de l'approvisionnement en agent extincteur détermine directement l'efficacité de l'extinction. Le rôle central du débitmètre dans ce système est de surveiller le débit du milieu, afin de garantir que les besoins en extinction des différentes zones soient satisfaits. Les emplacements d'application spécifiques incluent :

5.1 Tuyau principal de sortie de la pompe à incendie et tuyaux secondaires : Installer des débitmètres d'eau anti-incendie pour surveiller le débit de sortie de l'eau et garantir que les besoins en extinction des différentes zones (comme la salle des machines, la cale, le pont, etc.) soient satisfaits. En même temps, les variations de débit permettent de déterminer si la canalisation d'incendie est dégagée et si la pompe à incendie fonctionne correctement.

5.2 Canalisation du système d'extinction par mousse : Installer débitmètres à la sortie du réservoir de liquide moussant et à l'entrée et à la sortie du mélangeur de mousse pour surveiller le débit d'alimentation en liquide moussant et le ratio de mélange du mélange moussant, afin de garantir l'efficacité de l'extinction par mousse et d'éviter l'échec de l'extinction dû à un débit insuffisant de liquide moussant ou à un ratio de mélange inapproprié.

6. Systèmes d'eau potable et domestique : gestion des ressources et surveillance des émissions environnementales

Le système d'eau potable et domestique est directement lié aux conditions de vie des membres d'équipage et à la conformité environnementale maritime. Les débitmètres à turbine sont principalement utilisés pour la surveillance du débit dans la production d'eau douce, l'approvisionnement en eau potable et le rejet des eaux usées, afin d'assurer une gestion rationnelle des ressources et un rejet conforme. Emplacement spécifique :

6.1 Conduites d'entrée et de sortie du dessalinisateur : Les débitmètres à turbine sont installés à l'entrée d'eau de mer et à la sortie d'eau douce du appareil de dessalement de bord (équipement de désalinisation de l'eau de mer) afin de surveiller le volume d'eau de mer traitée et la production d'eau douce, d'évaluer l'efficacité de fonctionnement du dessalement et de garantir que la production d'eau douce répond aux besoins en eau potable de l'équipage.

6.2 Sortie du réservoir de stockage d'eau potable et conduite d'alimentation : Installer des débitmètres d'eau potable pour surveiller le débit d'alimentation et la consommation d'eau potable, faciliter la gestion des ressources en eau, éviter le gaspillage et détecter rapidement les fuites dans les conduites d'alimentation en eau.

6.3 Conduites du système de traitement des eaux usées domestiques : Des débitmètres électromagnétiques sont installés à la sortie du réservoir de collecte des eaux usées domestiques, à l'entrée et à la sortie du dispositif de traitement des eaux usées, ainsi qu'à l'orifice de rejet, afin de surveiller le débit traité et le débit rejeté des eaux usées, garantissant ainsi que le système de traitement fonctionne conformément aux spécifications et que les eaux usées rejetées respectent les normes de protection de l'environnement marin.

7. Autres systèmes auxiliaires : Surveillance d'adaptation au trafic avec fonctions spécifiques

Outre les systèmes principaux, des systèmes auxiliaires tels que la climatisation, la vapeur et le gaz inerte du navire doivent également être équipés de débitmètres selon les exigences fonctionnelles, afin de garantir la mise en œuvre stable de fonctions spécifiques. Les applications spécifiques sont les suivantes :

7.1 Système de climatisation et de ventilation : Installer débitmètres aux sorties des pompes du circuit d'eau de refroidissement de la climatisation et du circuit d'eau glacée, ainsi qu'à l'entrée et à la sortie de l'échangeur de chaleur, afin de surveiller le débit d'eau de refroidissement/d'eau glacée, garantir l'effet de refroidissement/chauffage du système de climatisation, et éviter une réduction de l'efficacité de l'échangeur de chaleur ou des dommages matériels dus à un débit anormal.

7.2 Système à vapeur (navires cargo/paquebots, etc.) : Pour les navires équipés de chaudières à vapeur, des débitmètres sont installés sur les conduites d'alimentation en eau de la chaudière et sur les conduites de sortie de vapeur afin de surveiller l'alimentation en eau et la production de vapeur, garantir un niveau d'eau stable dans la chaudière et un approvisionnement suffisant en vapeur, et fournir des données pour le calcul de l'efficacité de la chaudière.

7.3 Système de gaz inerte (pour pétroliers) : Le système de gaz inerte d'un pétrolier est utilisé pour remplir les citernes de cargaison avec du gaz inerte afin de prévenir l'explosion des gaz inflammables dans les citernes. Des débitmètres sont installés à la sortie du générateur de gaz inerte et sur la canalisation d'alimentation en gaz inerte pour surveiller le débit d'approvisionnement en gaz inerte et garantir que la concentration de gaz inerte dans les citernes respecte les normes de sécurité.

Résumer

les débitmètres sur les navires marins se concentrent sur « la stabilité de la puissance, la sécurité de la navigation, la conformité environnementale et une exploitation ainsi qu'une maintenance efficaces », couvrant les conduites critiques tout au long de la chaîne d'approvisionnement, depuis les équipements principaux de production d'énergie jusqu'aux systèmes auxiliaires vitaux. Combinant normes industrielles et conditions réelles d'exploitation, le choix des débitmètres pour différents emplacements nécessite une attention particulière aux caractéristiques du fluide (huile combustible, huile lubrifiante, eau de mer, etc.), aux conditions de pression et de température, aux exigences de précision ainsi qu'au milieu d'installation. Par exemple, les débitmètres massiques de type Coriolis ou les débitmètres à turbine sont privilégiés pour la mesure de l'huile combustible ; les débitmètres électromagnétiques conviennent aux fluides conducteurs contenant des impuretés ou à l'eau de mer ; les débitmètres à ultrasons peuvent être utilisés pour les conduites de grand diamètre. Le choix approprié de l'emplacement d'installation et du débitmètre est crucial pour assurer un fonctionnement sûr et efficace du navire durant tout son cycle de vie.