Locais de aplicação de medidores de vazão para navios marítimos

Na operação de embarcações marítimas, os medidores de vazão são dispositivos de monitoramento essenciais para garantir a operação estável do sistema, emissões dentro da conformidade e controle de custos. Suas aplicações abrangem sistemas principais como potência, propulsão, lastro e proteção contra incêndio. As diferentes condições operacionais desses sistemas impõem requisitos específicos quanto à seleção dos tipos de medidores de vazão e aos locais de instalação. Este artigo faz uma revisão sistemática dos locais de aplicação dos medidores de vazão nas diversas áreas principais de um navio, explicando seu valor em conjunto com as normas do setor e as condições reais de operação, fornecendo uma referência para a operação, manutenção e seleção de equipamentos.

1. Sistema Principal de Potência: Área principal para monitoramento de fluxo no circuito da unidade principal.

Como o "coração energético" de um navio, o motor principal depende do monitoramento preciso do fluxo para fornecimento de combustível, proteção por lubrificação e controle de temperatura, a fim de prevenir falhas como perda de potência e desgaste de componentes causadas pelo fornecimento anormal de meios. A seguir estão os locais principais de aplicação dos medidores de fluxo nos circuitos relacionados ao motor principal:

1.1 Circuito de Fornecimento de Combustível do Motor Principal : Os pontos principais de instalação incluem a tubulação principal da saída do tanque de combustível até a bomba de combustível do motor principal, as entradas e saídas do filtro de combustível e a entrada da bomba de injeção de combustível. Um medidor de vazão de combustível conforme os "Requisitos Técnicos para o Sistema de Abastecimento com Medidor de Vazão Mássica Coriolis Marinho" deve ser selecionado aqui. Sua função principal é monitorar em tempo real a taxa de fluxo de fornecimento de combustível, garantindo uma distribuição uniforme de combustível para cada cilindro e fornecendo dados precisos para estatísticas de consumo de combustível e cálculos de eficiência energética. Este monitoramento evita efetivamente a redução de potência do motor principal devido ao fornecimento insuficiente de combustível, ou o desperdício de combustível e emissões excessivas causadas por fornecimento excessivo.

1.2 Circuito de Circulação de Óleo Lubrificante do Motor Principal : Isso inclui a saída da bomba de óleo lubrificante, entrada e saída do refrigerador de óleo lubrificante, entrada e saída do filtro de óleo lubrificante e tubulações derivadas em cada ponto de lubrificação do motor principal. O medidor de vazão de óleo lubrificante é usado para monitorar a taxa de fluxo do óleo lubrificante em circulação, garantindo que componentes móveis essenciais, como o virabrequim, as bielas e as camisas dos cilindros do motor principal, sejam adequadamente lubrificados, evitando danos por atrito seco devido ao fluxo insuficiente de óleo lubrificante. Além disso, variações na taxa de fluxo podem ajudar a prever problemas como obstrução nas linhas de óleo lubrificante e falha da bomba de óleo.

1.3 Circuito de Água de Arrefecimento do Motor Principal : Dividido em circuito de refrigeração com água doce e circuito de refrigeração com água do mar. No circuito de refrigeração com água doce, medidores de vazão eletromagnéticos são instalados na saída da bomba de água doce, nas entradas e saídas do circuito de refrigeração da camisa do cilindro do motor principal e nas entradas e saídas do circuito de refrigeração do intercooler. No circuito de refrigeração com água do mar, são instalados na saída da bomba de água do mar, nas entradas e saídas do lado da água do mar do refrigerador de água doce e nas entradas e saídas do lado da água do mar do refrigerador de óleo lubrificante. Sua função é monitorar a velocidade e a vazão da água de refrigeração, garantir que a temperatura de cada componente do motor principal seja mantida dentro de uma faixa razoável, evitar o superaquecimento do motor principal devido à vazão insuficiente de refrigeração e detectar prontamente falhas como vazamentos nos tubos de refrigeração e obstruções nos trocadores de calor.

2. Sistema de Propulsão: Monitoramento de lubrificação e refrigeração para garantir a saída de empuxo.

O sistema de propulsão determina diretamente a velocidade e o empuxo de um navio, e a lubrificação e refrigeração de seus componentes principais (eixo do hélice, sistema de propulsão por jato de água) afetam diretamente a estabilidade operacional. A aplicação de medidores de vazão neste sistema concentra-se no controle do fluxo de meios de lubrificação e refrigeração, especificamente nos seguintes locais:

2.1 Circuito de Lubrificação e Refrigeração do Eixo do Hélice : No sistema de lubrificação do tubo traseiro do eixo do hélice, é instalado um medidor de vazão de óleo para monitorar o fluxo de circulação do óleo lubrificante, garantindo lubrificação suficiente entre o eixo traseiro e o mancal, e evitando desgaste ou travamento do eixo; se for utilizado um tubo traseiro refrigerado a água, também devem ser instalados medidores de vazão na entrada e saída da água de refrigeração para assegurar o efeito de refrigeração.

2.2 Circuito do sistema de propulsão por jato de água: Para embarcações com propulsão por jato de água, medidores de fluxo são instalados na entrada da bomba de propulsão por jato, na saída do bocal ou no circuito de água de refrigeração para monitorar a taxa de fluxo de entrada, a taxa de fluxo do jato e a velocidade da água de refrigeração, garantindo uma saída de empuxo estável do sistema de propulsão e evitando a cavitação da bomba de propulsão ou superaquecimento de componentes devido a fluxos anormais.

3. Sistema de potência auxiliar: Garantir a operação estável da unidade auxiliar (gerador).

O motor auxiliar (gerador a diesel) é o núcleo do fornecimento de energia do navio, e sua estabilidade operacional afeta diretamente o funcionamento normal de todos os equipamentos elétricos do navio. Semelhante ao motor principal, o monitoramento de fluxo do motor auxiliar concentra-se no fornecimento de combustível, na circulação de óleo lubrificante e nos circuitos de refrigeração. Os locais e funções principais são os seguintes:

3.1 Circuito de fornecimento de combustível do motor auxiliar : O tubo entre o tanque de combustível e a bomba de combustível do motor auxiliar, bem como as entradas e saídas do filtro de combustível, são equipados com medidores de fluxo de combustível para monitorar o consumo e o fluxo de fornecimento de combustível do motor auxiliar, garantir uma saída de potência estável do motor auxiliar e fornecer dados para as estatísticas de consumo total de energia do navio.

3.2 Circuito de lubrificação do motor auxiliar : Na saída da bomba de óleo lubrificante, nas entradas e saídas do resfriador e do filtro de óleo lubrificante, são instalados medidores de fluxo de óleo lubrificante para garantir lubrificação suficiente de todas as partes móveis do motor auxiliar e prever falhas no sistema de lubrificação.

3.3 Circuito de arrefecimento do motor auxiliar : No circuito de arrefecimento com água doce, na saída da bomba de água doce, no intercooler, nas entradas e saídas de água de arrefecimento do revestimento dos cilindros, no circuito de arrefecimento com água do mar, na saída da bomba de água do mar e nas entradas e saídas do lado de água do mar do trocador de calor, são instalados medidores de fluxo para monitorar o fluxo de arrefecimento e evitar o superaquecimento do motor auxiliar.

4. Sistema de Água de Lastro: Controle de Fluxo para Descarga Conforme e Estabilidade na Navegação

Os sistemas de água de lastro garantem a segurança na navegação ao regular a calado e a flutuabilidade do navio, desempenhando um papel crucial, especialmente em condições de carga nula e meia-carga. De acordo com os requisitos de conformidade da Convenção da Organização Marítima Internacional (IMO) sobre Gestão de Água de Lastro, os medidores de fluxo são instalados principalmente nos seguintes locais:

4.1 Tubulações de entrada e saída das bombas de lastro : Monitorar o fluxo de injeção e descarga de água de lastro, controlar com precisão o enchimento ou esvaziamento de cada tanque de lastro, evitar inclinação do navio e estabilidade insuficiente devido a ajustes inadequados de água de lastro e, ao mesmo tempo, os dados de fluxo podem ser usados para avaliar o estado de funcionamento da bomba de lastro e identificar obstruções ou vazamentos na tubulação.

4.2 Tubulação do Sistema de Tratamento de Água de Lastro : De acordo com os requisitos da Convenção da Organização Marítima Internacional (IMO) sobre Gestão de Água de Lastro, os navios devem ser equipados com um sistema de tratamento de água de lastro. Devem ser instalados medidores de vazão na entrada, saída e descarga do sistema de tratamento para monitorar o fluxo de água durante o processo de tratamento, garantir que o sistema de tratamento opere de acordo com os parâmetros de projeto, assegurar que a descarga de água de lastro atenda às normas e evitar a poluição do meio marinho.

5. Sistema de proteção contra incêndio: Monitoramento e garantia do fornecimento de meios durante situações de emergência.

Os sistemas de supressão de incêndio em navios são divididos em vários subsistemas, incluindo supressão com água e supressão com espuma. Em situações de emergência por incêndio, a adequação do fornecimento do agente extintor determina diretamente o efeito de extinção. O papel principal do medidor de vazão neste sistema é monitorar a taxa de fluxo do meio, garantindo que as necessidades de supressão de incêndio em diferentes áreas sejam atendidas. Locais específicos de aplicação incluem:

5.1 Tubo principal na saída da bomba de incêndio e tubos derivados : Instalar medidores de vazão de água para incêndio para monitorar o fluxo de saída da água e garantir que as necessidades de extinção em diferentes áreas (como sala de máquinas, porão de carga, convés, etc.) sejam atendidas. Ao mesmo tempo, as variações na vazão podem ser usadas para determinar se a tubulação de incêndio está desobstruída e se a bomba de incêndio está funcionando corretamente.

5.2 Tubulação do sistema de extinção de incêndio com espuma: Instalar medidores de vazão na saída do tanque de armazenamento de líquido espumante e nas entradas e saídas do misturador de espuma para monitorar a taxa de fluxo de fornecimento do líquido espumante e a proporção de mistura da espuma, garantindo a eficácia do combate a incêndios com espuma e evitando falhas no combate a incêndios devido a fluxo insuficiente de líquido espumante ou proporção inadequada de mistura.

6. Sistemas domésticos e de água potável: gestão de recursos e monitoramento de emissões ambientais

O sistema doméstico e de água potável está diretamente relacionado às condições de vida da tripulação e à conformidade ambiental marinha. Os medidores de vazão por turbina são principalmente utilizados para o monitoramento de fluxo na produção de água doce, no fornecimento de água potável e na descarga de águas residuais, permitindo uma gestão racional dos recursos e descargas conformes. Localização específica:

6.1 Tubulações de entrada e saída do dessalinizador : Os medidores de vazão de turbina são instalados na entrada de água do mar e na saída de água doce do dessalinizador do navio (equipamento de dessalinização de água do mar) para monitorar o volume de tratamento de água do mar e a produção de água doce, avaliar a eficiência operacional do dessalinizador e garantir que a produção de água doce atenda às necessidades de água potável da tripulação.

6.2 Saída do tanque de armazenamento de água potável e tubulação de abastecimento : Instalar medidores de vazão de água potável para monitorar o fluxo de fornecimento e o consumo de água potável, facilitar a gestão dos recursos hídricos, evitar desperdícios e detectar prontamente vazamentos nas tubulações de abastecimento.

6.3 Tubulação do sistema de tratamento de esgoto doméstico : Medidores de vazão eletromagnéticos são instalados na saída do tanque de coleta de esgoto doméstico, nas entradas e saídas do dispositivo de tratamento de esgoto e no ponto de descarga para monitorar a vazão tratada e a vazão de descarga do esgoto, garantindo que o sistema de tratamento de esgoto opere conforme as especificações e que o esgoto descartado atenda aos padrões de proteção ambiental marinha.

7. Outros sistemas auxiliares: Monitoramento de adaptação ao tráfego com funções específicas

Além dos sistemas principais, sistemas auxiliares como ar condicionado, vapor e gás inerte da embarcação também precisam ser equipados com medidores de vazão de acordo com os requisitos funcionais, para garantir a implementação estável de funções específicas. As aplicações específicas são as seguintes:

7.1 Sistema de Ar Condicionado e Ventilação: Instalar medidores de vazão nas saídas das bombas dos circuitos de água de refrigeração do ar condicionado e de água gelada, bem como nas entradas e saídas do trocador de calor, para monitorar a taxa de fluxo da água de refrigeração/água gelada, garantir o efeito de resfriamento/aquecimento do sistema de ar condicionado e evitar redução da eficiência do trocador de calor ou danos aos equipamentos causados por fluxo anormal.

7.2 Sistema de Vapor (Navios Cargueiros/Navios de Cruzeiro, etc.): Para navios equipados com caldeiras a vapor, medidores de vazão são instalados nos tubos de alimentação de água da caldeira e nos tubos de saída de vapor para monitorar a alimentação de água e a produção de vapor, garantir nível estável de água na caldeira e fornecimento suficiente de vapor, além de fornecer dados para o cálculo da eficiência da caldeira.

7.3 Sistema de Gás Inerte (para Petroleiros) : O sistema de gás inerte de um navio-tanque é usado para encher os tanques de carga com gás inerte a fim de prevenir a explosão de gases inflamáveis nos tanques. Medidores de vazão são instalados na saída do gerador de gás inerte e na tubulação de distribuição de gás inerte para monitorar o fluxo fornecido e garantir que a concentração de gás inerte nos tanques atenda aos padrões de segurança.

Resumir

os medidores de vazão em embarcações marítimas focam-se em "estabilidade de potência, segurança na navegação, conformidade ambiental e operação e manutenção eficientes", abrangendo tubulações críticas em toda a cadeia de suprimentos, desde equipamentos principais de potência até sistemas auxiliares de suporte à vida. Combinando normas do setor com condições reais de operação, a seleção de medidores de vazão para diferentes locais exige consideração cuidadosa das características do meio (óleo combustível, óleo lubrificante, água do mar, etc.), condições de pressão e temperatura, requisitos de precisão e ambiente de instalação. Por exemplo, medidores de vazão mássicos Coriolis ou medidores de vazão por turbina são preferidos para medição de óleo combustível; medidores de vazão eletromagnéticos são adequados para meios condutores contendo impurezas ou água do mar; e medidores de vazão ultrassônicos podem ser utilizados em tubulações de grande diâmetro. A localização apropriada de instalação e a seleção correta do medidor de vazão são cruciais para garantir a operação segura e eficiente da embarcação ao longo de todo o seu ciclo de vida.