Tengerhajózási áramlásmérők alkalmazási területei

A tengeri hajók üzemeltetése során az áramlásmérők kulcsfontosságú figyelőeszközök a rendszer stabil működésének, a szabályos kibocsátásnak és a költségkontrollnak a biztosításában. Alkalmazásaik kiterjednek a hajó erő-, hajtás-, kiegyensúlyozó- és tűzvédelmi alapvető rendszereire. Ezeknek a rendszereknek eltérő működési feltételei speciális követelményeket támasztanak az áramlásmérő típusok kiválasztásához és telepítési helyeikhez. Ez a cikk rendszerszintűen áttekinti az áramlásmérők alkalmazási helyeit a hajó különböző alapvető területein, bemutatva jelentőségüket iparági szabványok és tényleges üzemeltetési körülmények tükrében, így segítséget nyújtva a hajók üzemeltetéséhez, karbantartásához és berendezések kiválasztásához.

1. Alapvető energiaellátó rendszer: A főegység környezetében lévő áramlásfigyelés központi területe.

A főmotor, mint egy hajó „teljesítményszíve”, a tüzelőanyag-ellátás, kenésvédelem és hőmérséklet-szabályozás pontos áramlásfigyelésétől függ, hogy elkerülhetők legyenek olyan hibák, mint a teljesítményvesztés vagy az alkatrészek kopása, amelyeket az anyagok rendellenes ellátása okozhat. Az alábbiakban a folyadékmérők legfontosabb alkalmazási helyei láthatók a főmotor kapcsolódó áramkörében:

1.1 Főmotor tüzelőanyag-ellátó áramköre : A kulcsfontosságú telepítési pontok a tüzelőanyagtartály kimenetétől a főmotor üzemanyagszivattyújáig vezető fővezetéket, az üzemanyagszűrő bemenetét és kimenetét, valamint az üzemanyag-befecskendező szivattyú bemenetét foglalják magukban. Ezen a helyen olyan üzemanyagáram-mérőt kell választani, amely megfelel a „Tengeri üzemanyag Coriolis tömegáram-mérő újratöltő rendszer műszaki követelményei” szabványnak. Fő funkciója az üzemanyag-ellátás áramlási sebességének folyamatos figyelése, biztosítva az egyenletes üzemanyag-elosztást minden henger számára, valamint pontos adatokat szolgáltat az üzemanyag-fogyasztás statisztikáihoz és a teljesítményhatékonyság kiszámításához. Ez a figyelés hatékonyan megelőzi a főmotor teljesítménycsökkenését az elégtelen üzemanyag-ellátás miatt, illetve az üzemanyag-pazarlást és a túlzott kibocsátást a túlzott ellátásból eredően.

1.2 Főmotor kenőolaj-keringtető kör : Ide tartozik a kenőolaj szivattyú kimenete, a kenőolaj hűtő bemenete és kimenete, a kenőolaj szűrő bemenete és kimenete, valamint az elágazó csövek a főmotor minden kenési pontján. A kenőolaj áramlásmérő a keringtetett kenőolaj áramlási sebességének figyelésére szolgál, biztosítva, hogy a főmotor kulcsfontosságú mozgó alkatrészei, mint például a hajtótengely, a hajtókarok és a hengergyűrűk megfelelően legyenek kenni, megelőzve az alkatrészek száraz súrlódásból eredő károsodását a kevés kenőolaj miatti elégtelen áramlás következtében. Továbbá az áramlási sebesség változásai segíthetnek előre jelezni olyan problémákat, mint a kenőolaj csővezeték eldugulása vagy az olajszivattyú meghibásodása.

1.3 Főmotor hűtővíz kör : Felosztva édesvíz hűtőkörre és tengervíz hűtőkörre. Az édesvíz hűtőkörben elektromágneses áramlásmérőket szerelnek fel az édesvíz szivattyú kimenetén, a főmotor hengergyűrű hűtővíz-körének bemenetén és kimenetén, valamint az intercooler hűtővíz-körének bemenetén és kimenetén. A tengervíz hűtőkörben a tengervíz szivattyú kimenetén, az édesvíz-hűtő tengervíz oldali bemenetén és kimenetén, valamint a kenőolaj-hűtő tengervíz oldali bemenetén és kimenetén vannak felszerelve. Ezek funkciója a hűtővíz sebességének és átáramlásának figyelése, biztosítva, hogy a főmotor minden alkatrészének hőmérséklete elfogadható határokon belül maradjon, elkerülve a főmotor túlmelegedését elegendőtlen hűtési áramlás miatt, valamint időben jelezve olyan hibákat, mint hűtőcsövek szivárgása vagy hőcserélők eldugulása.

2. Hajtóműrendszer: Kenés és hűtés figyelése a tolóerő kimenet biztosításához.

A hajtóműrendszer közvetlenül meghatározza a hajó sebességét és tolóerejét, valamint a fő alkatrészek (propeller tengely, vízsugárhajtásos rendszer) kenését és hűtését, amelyek közvetlen hatással vannak az üzemeltetési stabilitásra. Az áramlásmérők alkalmazása ezen rendszerben elsősorban a kenő- és hűtőközegek áramlásának szabályozására koncentrál, kifejezetten a következő helyeken:

2.1 Propeller tengely kenési és hűtési kör : A propeller tengely farokcsőben elhelyezkedő kenőrendszerben olajáramlásmérőt szerelnek fel, amely figyeli a kenőolaj cirkulációs áramlását, biztosítva ezzel elegendő kenést a faroktengely és a csapágy között, megelőzve ezzel a tengely kopását vagy beszorulását; ha vízhűtéses farokcsövet használnak, akkor áramlásmérőket kell felszerelni a hűtővíz bemeneti és kimeneti pontjain is a hűtési hatás biztosítása érdekében.

2.2 Vízsugárhajtásos rendszer kör: Vízsugárhajtással működő hajóknál, áramlásmérőket telepítenek a vízsugárhajtású szivattyú bemenetén, a kilépő nyílásnál vagy a hűtővíz körben, hogy figyeljék a beáramló áramlási sebességet, a sugár áramlási sebességét és a hűtővíz sebességét, biztosítva ezzel a hajtóműrendszer stabil tolóerő-kimenetét, valamint megakadályozva a hajtás szivattyú kavitációját vagy az alkatrészek túlmelegedését rendellenes áramlás miatt.

3. Segédenergia-rendszer: a segédberendezés (generátor) stabil működésének biztosítása.

A segédmotor (dízelgenerátor) a hajó energiaellátásának magja, működési stabilitása közvetlenül befolyásolja a hajó összes villamos berendezésének normál működését. Hasonlóan a főmotorhoz, a segédmotor áramlásfigyelése elsősorban a tüzelőanyag-ellátásra, a kenőolaj-keringtetésre és a hűtőkörökre koncentrál. A főbb helyszínek és funkciók a következők:

3.1 Segédmotor tüzelőanyag-ellátó kör : A tüzelőanyag-tartályból a segédmotor üzemanyagszivattyújához vezető csővezetékben, valamint a szűrő bemenetén és kimenetén áramlásmérők vannak elhelyezve, amelyek figyelemmel kísérik a segédmotor üzemanyag-fogyasztását és az üzemanyag-ellátás áramlását, biztosítva ezzel a segédmotor stabil teljesítménykimenetét, továbbá adatokat szolgáltatva a hajó teljes energiafogyasztási statisztikájához.

3.2 Segédmotor kenőolaj-keringtető kör : A kenőolaj-szivattyú kimenetén, a kenőolaj-hűtőn és a szűrő bemenetén és kimenetén áramlásmérők vannak felszerelve, hogy biztosítsák a segédmotor összes mozgó alkatrészének megfelelő kenését, valamint előre jelezzék a kenőolaj-rendszer esetleges meghibásodását.

3.3 Segédmotor hűtőkör : A tiszta víz hűtőkörben, a tiszta víz szivattyú kimenetén, az intercooleren, a hengergyűrű hűtővíz-bemenetén és -kimenetén, a tengeri víz hűtőkörben, a tengeri víz szivattyú kimenetén, valamint a hőcserélő tengeri víz oldali bemenetén és kimenetén áramlásmérők vannak elhelyezve a hűtési áramlás figyelemmel kísérésére és a segédmotor túlmelegedésének megelőzésére.

4. Ballastvíz-rendszer: Áramlásszabályozás a szabályos vízleadáshoz és a hajózási stabilitáshoz

A ballastvíz-rendszerek a hajó merülésének és úszóképességének szabályozásával biztosítják a navigációs biztonságot, különösen terhelés nélküli és félig terhelt állapotban kiemelkedő szerepet játszanak. Az Internacionális Tengerészeti Szervezet (IMO) Ballastvíz-kezelési Egyezményének megfelelőségi követelményeivel össhangban az áramlásmérőket elsősorban a következő helyeken kell telepíteni:

4.1 Ballastszivattyú bemeneti és kimeneti csővezetékei : Figyelik a ballastvíz töltését és ürítését, pontosan szabályozzák az egyes ballasttartályokba töltött vagy onnan eltávolított víz mennyiségét, elkerülve ezzel a hajó dőlését és a stabilitás hiányát a rosszul beállított ballastvíz miatt; ugyanakkor az áramlási adatok felhasználhatók a ballastszivattyú működési állapotának értékelésére, valamint a csővezetékben esetlegesen fellépő dugulás vagy szivárgás azonosítására.

4.2 Ballastvíz-tisztító rendszer csővezetéke : A Nemzetközi Tengerészeti Szervezet (IMO) Ballastvizes Kezelési Egyezményének követelményeinek megfelelően a hajókat ballastvizes kezelőrendszerrel kell felszerelni. Az áramlásmérőket a kezelőrendszer bemenetén, kimenetén és leeresztő nyílásánál kell elhelyezni, hogy figyelemmel kísérjék a vízáramlást a kezelési folyamat során, biztosítsák a kezelőrendszer tervezési paraméterek szerinti működését, garantálják, hogy a ballastvíz-leengedés megfelel a szabványoknak, és elkerüljék a tengeri környezet szennyezését.

5. Tűzvédelmi rendszer: Médiaellátás figyelemmel kísérése és biztosítása vészhelyzetek során.

A hajók tűzoltó rendszere több alrendszerre oszlik, beleértve a vízzel és habbal történő tűzoltást. Vészhelyzeti tűzesetek esetén a tűzoltó közeg elegendő mennyisége közvetlenül meghatározza a tűzoltás hatékonyságát. A térfogatáram-mérő szerepe ebben a rendszerben az áramlás sebességének figyelése, biztosítva, hogy a különböző területek tűzoltási igényeit kielégítsék. Konkrét alkalmazási helyek:

5.1 Tűzoltó szivattyú kimeneti főcsővezetéke és elágazások : Tűzoltó vízáramlásmérők felszerelése a tűzoltóvíz kimeneti áramlásának monitorozására, így biztosítva, hogy a különböző területek (pl. gépház, rakománytér, fedélzet stb.) tűzoltási igényeit kielégítsék. Ugyanakkor az áramlási sebesség változásai alapján megállapítható, hogy a tűzoltó csővezeték szabad-e, és megfelelően működik-e a tűzoltó szivattyú.

5.2 Habtűzoltó rendszer csővezetéke: Felszerelés áramlásmérők a haboltó tartály kimeneténél és a habkeverő bemeneténél és kimeneténél a haboltó szállítási áramlási sebességének és a habkeverék keverési arányának figyelemmel kísérésére, biztosítva ezzel a haboltás tűzoltási hatékonyságát, és elkerülve a tűzoltás meghibásodását a habfolyadék elégtelen áramlása vagy helytelen keverési arány miatt.

6. Háztartási és ivóvízrendszerek: erőforrás-gazdálkodás és környezeti kibocsátások figyelése

A háztartási és ivóvízrendszer közvetlenül kapcsolódik a személyzet életkörülményeihez és a tengeri környezetvédelmi előírások betartásához. A turbinás áramlásmérőket elsősorban a tiszta víz előállításában, az ivóvíz-ellátásban és a szennyvízleadásban használják az áramlás figyelemmel kísérésére, hogy az erőforrásokat racionalisan lehessen kezelni és előírásoknak megfelelően lehessen leadni. Konkrét helyszín:

6.1 A vízgyártó berendezés bemenő és kimenő csövei: A turbinás áramlásmérőket a hajó tengervíz-befogadó és édesvíz-kimeneténél szerelik fel (tengervíz-desztilláló berendezés), hogy figyelemmel kísérjék a tengervíz-feldolgozott mennyiséget és az édesvíz előállítását, értékeljék a berendezés működési hatékonyságát, és biztosítsák, hogy az édesvíz-termelés kielégítse a személyzet életviteli vízigényét.

6.2 Ivóvíztároló tartály kimenete és vízellátó csővezeték : Ivóvíz-áramlásmérők felszerelése az ivóvíz-ellátás és -fogyasztás figyelemmel kísérésére, a vízforrások hatékony kezelésének elősegítésére, a pazarlás elkerülésére, valamint a vízellátó csővezetékek szivárgásainak időben történő észlelésére.

6.3 Háztartási szennyvízkezelő rendszer csővezetéke: Elektromágneses áramlásmérőket szerelnek fel a háztartási szennyvízgyűjtő tartály kifolyó nyílásán, a szennyvíztisztító berendezés befolyó és elfolyó csonkján, valamint a leeresztő nyílásnál, a kezelt és leengedett szennyvíz mennyiségének figyelésére, biztosítva, hogy a szennyvíztisztító rendszer előírásoknak megfelelően működjön, és a kibocsátott szennyvíz megfeleljen a tengeri környezetvédelmi szabványoknak.

7. Egyéb segédrendszerek: Közlekedéshez igazodó monitorozás speciális funkciókkal

A magrendszeren túlmenően a hajó légkondicionáló, gőz- és inergáz-rendszereihez is szükség van áramlásmérők felszerelésére a funkcionális igényeknek megfelelően, annak érdekében, hogy ezek speciális funkciói stabilan működjenek. A konkrét alkalmazások a következők:

7.1 Légkondicionáló és szellőztető rendszer: Felszerelés áramlásmérők a légkondicionáló hűtővíz-kör és a hűtött víz kör szivattyúkimenetén, valamint a hőcserélő bemenetén és kimenetén a hűtött/hűtött víz áramlási sebességének és átfolyásának figyelemmel kísérésére, a légkondicionáló rendszer hűtési/fűtési hatásának biztosítására, és a hőcserélő hatásfokcsökkenésének vagy berendezéskárosodásnak az áramlás rendellenessége miatt történő elkerülésére.

7.2 Gőzrendszer (rakományhajók/utasszállító hajók stb.): Gőzkazánnal felszerelt hajóknál áramlásmérőket szerelnek fel a kazán-tápvíz csövekben és a gőz kimeneti csövekben a kazán tápvíz- és gőztermelésének figyelemmel kísérésére, a stabil kazánvíz-szint és elegendő gőzellátás biztosítására, valamint adatokat biztosítva a kazán hatásfokának kiszámításához.

7.3 Inertgáz-rendszer (tankhajókhoz) : A tartályhajó nemesgáz-rendszere a rakományolaj-tartályok nemesgázzal történő feltöltésére szolgál, hogy megakadályozza a gyúlékony gázok robbanását a tartályokban. Áramlásmérőket szerelnek fel a nemesgáz-generátor kimenetén és a nemesgáz-szállító csővezetékben, hogy figyelemmel kísérjék a nemesgáz-ellátás áramlását, és biztosítsák, hogy a nemesgáz koncentrációja a tartályokban megfeleljen a biztonsági szabványoknak.

Összefoglalás

a hajókban használt áramlásmérők a „teljesítmény-stabilitásra, navigációs biztonságra, környezetvédelmi előírások betartására és hatékony üzemeltetésre, karbantartásra” helyezik a hangsúlyt, lefedve a teljes ellátási lánc kritikus csővezetékeit, a központi meghajtóberendezésektől kezdve az auxiliary életfenntartó rendszerekig. Az iparági szabványokat az aktuális üzemeltetési körülményekkel ötvözve az áramlásmérők különböző helyeken történő kiválasztása során gondosan figyelembe kell venni a közeg jellemzőit (tüzelőolaj, kenőolaj, tengervíz stb.), a nyomás- és hőmérsékleti viszonyokat, a pontossági követelményeket, valamint a telepítési környezetet. Például tüzelőolaj méréséhez elsősorban Coriolis tömegáramlásmérőket vagy turbinás áramlásmérőket alkalmaznak; elektromágneses áramlásmérők alkalmasak szennyeződést tartalmazó vezetőképes közeg vagy tengervíz esetén; nagy átmérőjű csövekhez pedig ultrahangos áramlásmérők használhatók. A megfelelő telepítési hely és az áramlásmérő típusának kiválasztása döntő fontosságú a hajó teljes élettartama alatti biztonságos és hatékony működéséhez.