Posizioni di applicazione dei flussimetri per navi marittime

Nel funzionamento delle navi, i flussimetri sono dispositivi di monitoraggio fondamentali per garantire un funzionamento stabile del sistema, emissioni conformi e controllo dei costi. Le loro applicazioni coprono sistemi chiave come quelli di propulsione, alimentazione, zavorra e antincendio. Le diverse condizioni operative di questi sistemi impongono requisiti specifici nella selezione del tipo di flussimetro e nelle posizioni di installazione. Questo articolo esamina in modo sistematico le posizioni di applicazione dei flussimetri nelle varie aree principali di una nave, spiegandone il valore alla luce degli standard del settore e delle effettive condizioni operative, fornendo un riferimento per l'esercizio, la manutenzione della nave e la selezione delle apparecchiature.

1. Sistema di alimentazione principale: area centrale per il monitoraggio della portata nel circuito dell'unità principale.

Come "cuore motore" della nave, il motore principale si affida a un monitoraggio preciso del flusso per l'alimentazione del carburante, la protezione della lubrificazione e il controllo della temperatura, al fine di prevenire malfunzionamenti come la perdita di potenza e l'usura dei componenti causati da un'erogazione anomala del mezzo. Di seguito sono riportate le posizioni principali di applicazione dei flussimetri nei circuiti associati al motore principale:

1.1 Circuito di alimentazione del carburante del motore principale : I punti chiave di installazione includono il tubo principale dall'uscita del serbatoio del carburante alla pompa del carburante del motore principale, l'ingresso e l'uscita del filtro del carburante e l'ingresso della pompa di iniezione del carburante. In questo punto deve essere selezionato un flussimetro del carburante conforme ai "Requisiti tecnici per il sistema di rifornimento con flussimetro massico Coriolis marino". La sua funzione principale è monitorare in tempo reale la portata di alimentazione del carburante, garantendo una distribuzione uniforme del carburante a ogni cilindro e fornendo dati precisi per le statistiche sui consumi di carburante e i calcoli sull'efficienza energetica. Questo monitoraggio evita efficacemente la riduzione della potenza del motore principale dovuta a un'alimentazione insufficiente di carburante, oppure lo spreco di carburante e le emissioni eccessive causate da un'erogazione eccessiva.

1.2 Circuito di circolazione dell'olio lubrificante del motore principale : Include l'uscita della pompa dell'olio lubrificante, l'ingresso e l'uscita del refrigeratore dell'olio lubrificante, l'ingresso e l'uscita del filtro dell'olio lubrificante e le tubazioni secondarie in ciascun punto di lubrificazione del motore principale. Il flussimetro dell'olio lubrificante viene utilizzato per monitorare la portata dell'olio lubrificante in circolo, garantendo che componenti mobili essenziali come albero motore, bielle e canne dei cilindri del motore principale siano adeguatamente lubrificati, prevenendo danni da attrito a secco causati da una portata insufficiente di olio lubrificante. Inoltre, le variazioni della portata possono aiutare a prevedere problemi quali ostruzioni nelle tubazioni dell'olio lubrificante o guasti della pompa dell'olio.

1.3 Circuito dell'acqua di raffreddamento del motore principale : Diviso in circuito di raffreddamento ad acqua dolce e circuito di raffreddamento ad acqua di mare. Nel circuito di raffreddamento ad acqua dolce, i flussimetri elettromagnetici sono installati all'uscita della pompa dell'acqua dolce, all'ingresso e all'uscita del circuito di raffreddamento dell'anima del cilindro del motore principale e all'ingresso e all'uscita del circuito di raffreddamento dell'intercooler. Nel circuito di raffreddamento ad acqua di mare, sono installati all'uscita della pompa dell'acqua di mare, all'ingresso e all'uscita lato acqua di mare del refrigeratore ad acqua dolce e all'ingresso e all'uscita lato acqua di mare del refrigeratore dell'olio lubrificante. La loro funzione è monitorare la velocità e la portata dell'acqua di raffreddamento, garantire che la temperatura di ciascun componente del motore principale sia mantenuta entro un intervallo ragionevole, evitare il surriscaldamento del motore principale a causa di una portata di raffreddamento insufficiente e rilevare tempestivamente guasti come perdite nelle tubazioni di raffreddamento o ostruzioni negli scambiatori di calore.

2. Sistema di Propulsione: Monitoraggio della lubrificazione e del raffreddamento per garantire l'erogazione della spinta.

Il sistema di propulsione determina direttamente la velocità e la spinta della nave, e la lubrificazione e il raffreddamento dei suoi componenti principali (albero dell'elica, sistema di propulsione a getto d'acqua) influiscono direttamente sulla stabilità operativa. L'applicazione dei flussimetri in questo sistema si concentra sul controllo del flusso dei mezzi di lubrificazione e raffreddamento, in particolare nei seguenti punti:

2.1 Circuito di lubrificazione e raffreddamento dell'albero dell'elica : Nel sistema di lubrificazione del tubo di poppa dell'albero elica, viene installato un flussimetro per olio per monitorare il flusso circolante dell'olio lubrificante, garantendo una lubrificazione adeguata tra l'albero di coda e il cuscinetto, e prevenendo l'usura o l'inceppamento dell'albero; se viene utilizzato un tubo di poppa refrigerato ad acqua, i flussimetri devono essere installati anche all'ingresso e all'uscita dell'acqua di raffreddamento per assicurare l'efficacia del raffreddamento.

2.2 Circuito del sistema di propulsione a getto d'acqua: Per le imbarcazioni con propulsione a getto d'acqua, i flussimetri sono installati all'ingresso della pompa di propulsione a getto d'acqua, all'uscita dell'ugello o nel circuito dell'acqua di raffreddamento per monitorare la portata in ingresso, la portata del getto e la velocità dell'acqua di raffreddamento, garantendo un'uscita di spinta stabile del sistema di propulsione e prevenendo la cavitazione della pompa di propulsione o il surriscaldamento dei componenti dovuto a flussi anomali.

3. Sistema di potenza ausiliario: garantisce il funzionamento stabile dell'unità ausiliaria (generatore).

Il motore ausiliario (gruppo elettrogeno diesel) è il cuore dell'alimentazione elettrica della nave e la sua stabilità operativa influenza direttamente il corretto funzionamento di tutti gli apparecchi elettrici di bordo. Analogamente al motore principale, il monitoraggio del flusso nel motore ausiliario si concentra sull'alimentazione del carburante, sulla circolazione dell'olio lubrificante e sui circuiti di raffreddamento. Le posizioni chiave e le relative funzioni sono le seguenti:

3.1 Circuito di alimentazione del carburante del motore ausiliario : Il tubo dal serbatoio del carburante alla pompa del carburante del motore ausiliario, l'ingresso e l'uscita del filtro del carburante sono dotati di misuratori di flusso del carburante per monitorare il consumo e il flusso di alimentazione del motore ausiliario, garantire un'uscita di potenza stabile del motore ausiliario e fornire dati per le statistiche sul consumo energetico totale della nave.

3.2 Circuito di lubrificazione del motore ausiliario : All'uscita della pompa dell'olio lubrificante, all'ingresso e all'uscita del refrigeratore e del filtro dell'olio lubrificante, sono installati misuratori di flusso dell'olio lubrificante per garantire una lubrificazione sufficiente di tutte le parti in movimento del motore ausiliario e prevedere guasti al sistema di lubrificazione.

3.3 Circuito di raffreddamento del motore ausiliario : Circuito di raffreddamento ad acqua dolce, all'uscita della pompa dell'acqua dolce, intercooler, ingresso e uscita dell'acqua di raffreddamento della camicia cilindri, circuito di raffreddamento ad acqua di mare, uscita della pompa dell'acqua di mare e lato acqua di mare ingresso e uscita dello scambiatore di calore, sono installati misuratori di flusso per monitorare il flusso di raffreddamento e prevenire il surriscaldamento del motore ausiliario.

4. Sistema di zavorra: Controllo del flusso per lo scarico conforme e la stabilità in navigazione

I sistemi di zavorra garantiscono la sicurezza della navigazione regolando il pescaggio e la galleggiabilità della nave, svolgendo un ruolo cruciale, in particolare in condizioni di carico nullo o parziale. In conformità ai requisiti di conformità della Convenzione dell'Organizzazione Marittima Internazionale (IMO) sulla gestione dell'acqua di zavorra, i flussimetri sono installati principalmente nelle seguenti posizioni:

4.1 Tubazioni di ingresso e uscita delle pompe di zavorra : Monitorare il flusso di immissione e scarico dell'acqua di zavorra, controllare con precisione l'immissione o lo scarico d'acqua in ciascun serbatoio di zavorra, evitare inclinazioni della nave e instabilità causate da un'errata regolazione dell'acqua di zavorra; inoltre, i dati sul flusso possono essere utilizzati per valutare lo stato di funzionamento della pompa di zavorra e verificare la presenza di ostruzioni o perdite nella tubazione.

4.2 Tubazioni del sistema di trattamento dell'acqua di zavorra : In conformità ai requisiti della Convenzione dell'Organizzazione Marittima Internazionale (IMO) sulla gestione delle acque di zavorra, le navi devono essere dotate di un sistema di trattamento delle acque di zavorra. I flussimetri devono essere installati all'ingresso, all'uscita e allo scarico del sistema di trattamento per monitorare il flusso d'acqua durante il processo di trattamento, garantire che il sistema di trattamento funzioni secondo i parametri di progetto, assicurare che lo scarico delle acque di zavorra rispetti gli standard previsti e evitare l'inquinamento dell'ambiente marino.

5. Sistema di protezione antincendio: Monitoraggio e garanzia dell'alimentazione dei mezzi in situazioni di emergenza.

I sistemi di soppressione degli incendi sulle navi sono suddivisi in diversi sottosistemi, tra cui la soppressione con acqua e quella con schiuma. In situazioni di emergenza legate a incendi, l'adeguatezza della fornitura del mezzo di soppressione determina direttamente l'efficacia dell'estinzione. Il ruolo principale del flussimetro in questo sistema è monitorare la portata del mezzo, garantendo che vengano soddisfatte le esigenze di spegnimento delle diverse aree. Le applicazioni specifiche includono:

5.1 Tubazione principale all'uscita della pompa antincendio e tubazioni secondarie : Installare flussimetri per acqua antincendio per monitorare la portata in uscita dell'acqua antincendio e garantire che vengano soddisfatte le esigenze di estinzione delle diverse aree (ad esempio sala macchine, stiva, ponte, ecc.). Allo stesso tempo, le variazioni della portata possono essere utilizzate per verificare se la tubazione antincendio è libera da ostruzioni e se la pompa antincendio funziona correttamente.

5.2 Tubazioni del sistema di estinzione con schiuma: Installare contatori di flusso all'uscita del serbatoio di stoccaggio del liquido schiumogeno e all'ingresso e all'uscita del miscelatore di schiuma per monitorare la portata di fornitura del liquido schiumogeno e il rapporto di miscelazione della miscela schiumogena, al fine di garantire l'efficacia dell'estinzione incendi con schiuma ed evitare il fallimento dell'estinzione causato da una portata insufficiente di liquido schiumogeno o da un rapporto di miscelazione non corretto.

6. Sistemi idrici domestici e potabili: gestione delle risorse e monitoraggio delle emissioni ambientali

Il sistema idrico domestico e potabile è direttamente collegato alle condizioni di vita dell'equipaggio e alla conformità ambientale marina. I contatori di flusso a turbina sono principalmente utilizzati per il monitoraggio della portata nella produzione di acqua dolce, nella fornitura di acqua potabile e nello scarico delle acque reflue, al fine di ottenere una gestione razionale delle risorse e uno scarico conforme. Posizione specifica:

6.1 Tubazioni di ingresso e uscita dell'osmosi inversa : I contatori di flusso a turbina sono installati all'ingresso dell'acqua di mare e all'uscita dell'acqua dolce del dissalatore della nave (equipaggiamento per la desalinizzazione dell'acqua di mare) per monitorare il volume di trattamento dell'acqua di mare e la produzione di acqua dolce, valutare l'efficienza operativa del dissalatore e garantire che la produzione di acqua dolce soddisfi le esigenze idriche quotidiane dell'equipaggio.

6.2 Uscita del serbatoio di stoccaggio dell'acqua potabile e tubazione di alimentazione : Installare contatori di flusso per l'acqua potabile per monitorare la portata e il consumo di acqua potabile, facilitare la gestione delle risorse idriche, evitare sprechi e rilevare tempestivamente eventuali perdite nelle tubazioni di alimentazione.

6.3 Tubazioni del sistema di trattamento delle acque reflue domestiche : I flussimetri elettromagnetici sono installati all'uscita del serbatoio di raccolta delle acque reflue domestiche, all'ingresso e all'uscita del dispositivo di trattamento delle acque reflue e allo scarico, per monitorare la portata trattata e la portata di scarico delle acque reflue, garantendo che il sistema di trattamento delle acque reflue funzioni secondo le specifiche previste e che le acque reflue scaricate rispettino gli standard di protezione dell'ambiente marino.

7. Altri sistemi ausiliari: monitoraggio dell'adattamento al traffico con funzioni specifiche

Oltre ai sistemi principali, anche sistemi ausiliari come condizionamento dell'aria, vapore e gas inerti della nave devono essere dotati di flussimetri in base ai requisiti funzionali, per garantire l'attuazione stabile di funzioni specifiche. Le applicazioni specifiche sono le seguenti:

7.1 Sistema di condizionamento e ventilazione: Installare contatori di flusso agli usciti delle pompe del circuito dell'acqua di raffreddamento del condizionamento e del circuito dell'acqua refrigerata, nonché all'ingresso e all'uscita dello scambiatore di calore per monitorare la portata dell'acqua di raffreddamento/refrigerata, garantire l'effetto di raffreddamento/riscaldamento del sistema di condizionamento e evitare la riduzione dell'efficienza dello scambiatore di calore o danni alle apparecchiature causati da flussi anomali.

7.2 Sistema a vapore (navi cargo/navi da crociera, ecc.): per le navi equipaggiate con caldaie a vapore, i contatori di flusso sono installati nei tubi di alimentazione della caldaia e nei tubi di erogazione del vapore per monitorare l'alimentazione idrica e l'erogazione del vapore, garantire un livello d'acqua stabile nella caldaia e un'adeguata fornitura di vapore, e fornire dati per il calcolo dell'efficienza della caldaia.

7.3 Sistema di gas inerte (per petroliere) : Il sistema a gas inerte di una cisterna viene utilizzato per riempire le cisterne del carico con gas inerte al fine di prevenire l'esplosione di gas infiammabili all'interno delle cisterne. I flussimetri sono installati all'uscita del generatore di gas inerte e sulla tubazione di erogazione del gas inerte per monitorare il flusso di fornitura del gas inerte e garantire che la concentrazione di gas inerte nelle cisterne rispetti gli standard di sicurezza.

Riassumi

i flussimetri sulle imbarcazioni si concentrano su "stabilità della potenza, sicurezza della navigazione, conformità ambientale ed efficiente operatività e manutenzione", coprendo tubazioni critiche lungo l'intera catena di approvvigionamento, dall'equipaggiamento principale per la generazione di potenza ai sistemi ausiliari per le abitazioni. Combinando gli standard del settore con le effettive condizioni operative, la scelta dei flussimetri per diverse posizioni richiede un'attenta considerazione delle caratteristiche del fluido (olio combustibile, olio lubrificante, acqua di mare, ecc.), delle condizioni di pressione e temperatura, dei requisiti di precisione e dell'ambiente di installazione. Ad esempio, per la misurazione dell'olio combustibile si preferiscono i flussimetri a massa Coriolis o i flussimetri a turbina; i flussimetri elettromagnetici sono adatti a mezzi conduttivi contenenti impurità o acqua di mare; i flussimetri ad ultrasuoni possono essere utilizzati per tubazioni di grande diametro. Una corretta posizione di installazione e una selezione appropriata del flussimetro sono fondamentali per garantire il funzionamento sicuro ed efficiente dell'imbarcazione durante tutto il suo ciclo di vita.