Очистка вспомогательного оборудования судовых систем

Судовое вспомогательное оборудование играет важную роль в безопасной и эффективной эксплуатации судов. Его очистка является важной частью регулярного технического обслуживания судна. Это включает в себя различные системы, такие как насосы, компрессоры, кондиционеры, фильтры и другие агрегаты, которые обеспечивают нормальное функционирование судна в дополнение к его основному двигателю. Накопление загрязнений, коррозия и износ могут привести к снижению эффективности работы этих систем и даже к серьезным поломкам.

Перед началом очистки необходимо провести визуальный осмотр оборудования для выявления видимых повреждений или износа. Затем следует приступить к процессу очистки, используя соответствующие средства и методы, в зависимости от типа оборудования. Например, для систем охлаждения и кондиционирования воздуха может потребоваться промывка теплообменников, а для насосов – удаление осадков и чистка рабочих поверхностей. Важно также обращать внимание на правильную утилизацию отходов и соблюдение всех безопасностных норм при проведении работ.

В эксплуатации судовых систем и механизмов существует необходимость периодической очистки теплообменных поверхностей от накипеобразования и обрастаний. Для этой цели применяются механические и химические методы очистки. Преимущество химической очистки состоит в том, что она позволяет удалять накипь и обрастания из любой конструкции и мест, которые недоступны для механической очистки, а кроме того, дает возможность механизировать и автоматизировать сложные и трудоемкие процессы очистки, а также выполнять профилактические работы в эксплуатационных условиях. Эксплуатационные инструкции вспомогательного оборудования до настоящего времени не всегда включают разделы по химической очистке. В некоторых случаях установка не комплектуется необходимыми устройствами для химической очистки или они не всегда эффективны. В подобных ситуациях происходит доукомплектовывание необходимым оборудованием или очистка выполняется переносными механизмами.

Системы химической очистки теплообменных аппаратов

В процессе эксплуатации главные и вспомогательные котлы периодически подвергаются наружной и внутренней очистке химическим методом, а наружная очистка выполняется сажеобдувкой паром либо сжатым воздухом. Химическая очистка является более эффективной и менее трудоемкой по сравнению с механической. Для химической очистки служат стационарные и демонтируемые системы, обеспечивающие приготовление моющего раствора, его циркуляцию через котел и отвод продуктов очистки в специальные хранилища.

Наружная очистка поверхностей нагрева котла производится для удаления сажистых отложений путем введения в рабочее пространство моющего водного раствора химических препаратов.

Для очистки вспомогательного и утилизационного котлов применяют специальный бак, который через трубопровод заполняется пресной водой, подогретой до 50 °С. Затем в бак вначале засыпается препарат, который перемешивается до полного растворения, после чего моющий раствор готов к употреблению. Массовое соотношение воды, выбор препаратов и их концентрацию определяют по инструкции.

Схема Системы очистки и промывки энергетического оборудования на суднехимической очистки теплообменных аппаратов испарителей с циркуляцией моющего раствора приведена на рис. 1.

В качестве реагента, например, используются сухой порошок сульфаминовой кислоты или реагент типа «SAF – Asid», расчетное количество которого засыпается в бак 3, в который насосом 18 подается дистиллят подпитки теплого ящика 17 или пресная вода от судовой системы через клапан 1. С целью ускорения процесса растворения реагента в баке можно создать циркуляцию раствора. Удостоверившись, что реагент полностью растворился, необходимо закрыть клапан 4 и открыть клапан 14 на испарителе. Далее 5 … 7 %-й моющий раствор подается насосом 8 через клапаны 2, 6 и 14 в теплообменный аппарат 13 (выше трубной доски на 25 … 50 мм). Циркуляция раствора с открытым клапаном 9 и закрытым 2 продолжается до тех пор, пока не начнет меняться цвет раствора. Так, при использовании данного реагента золотистый цвет меняется на зеленый, для других реагентов изменение цвета указывается в инструкции.

Степень очистки контролируется через смотровые стекла испарителей, а изменение цвета раствора – через смотровое цилиндрическое стекло 5. Для улучшения очистки можно подогреть циркулирующий раствор водой, находящейся в греющем контуре, за счет подачи пара через клапан 15 штатным инжектором 16, который создаст циркуляцию воды в греющем контуре.

После очистки теплообменного аппарата раствор перекачивается насосом 8 в бак 3 через клапаны 9, 11 и 12, где нейтрализуется тринатрийфосфатом или кальцинированной содой. Степень нейтрализации определяется химическим анализом в судовой лаборатории. Нейтрализованный раствор дренируется в льяльный колодец МО через клапан 7, теплообменный аппарат заполняется дистиллятом для промывки контура. После промывки промывочная вода спускается в льяла через клапан 10.

Эксплуатация данной схемы очистки дает положительный результат при небольших затратах на ее оборудование, обеспечивает сокращение времени ручного труда и времени очистки.

Для ослабления процессов накипеобразования и коррозии теплообменных аппаратов многоступенчатых вакуумных опреснительных установок (ВОУ) мгновенного вскипания применяется триполифосфат натрия (ТПФН) – известный ингибитор, характеризующийся невысокой стоимостью. Введение небольших доз (не более 0,2 мг/л) ТПФН в питательную воду исключает образование прочной кристаллической накипи, а также закупорку труб вследствие отслаивания накипи с крышек при переменных тепловых нагрузках и вибрации.

Плотность накипи в закупоренных трубах иногда настолько велика, что требуется высверливание, поскольку химическая очистка оказывается неэффективной. Через 2 000 ч работы ВОУ толщина пленки составляет 0,3 мм. В трубках конденсаторов наблюдается тонкий налет, практически не снижающий теплопередачу и не увеличивающий расход пара на ВОУ. Без введения противонакипной присадки через 2 000 ч расход увеличивается на 30 … 40 %. Правильная дозировка ТПФН позволяет обеспечить длительную эксплуатацию и увеличить период между химическими чистками ВОУ до 3 000 … 4 000 ч с сохранением спецификационного расхода пара.

Для очистки теплообменных поверхностей от накипи можно применять углекислый газ (рис. 2).

Суть метода заключается в переходе карбоната кальция (основной компонент в накипи теплообменных аппаратов с температурой стенки до 82 °С) в растворимые гидрокарбонаты в присутствии угольной кислоты, образующейся при растворении двуокиси углерода в моющей воде. Метод отличается простотой, универсальностью, отсутствием вредного воздействия на окружающую среду при сбросе отработавших растворов за борт.

• продолжительность очистки конденсатора при толщине накипи 0,1 … 0,26 мм составила 20 ч;
• степень очистки потоком воды – 80 %.

Остальное легко удалялось механически. Например, маслоохладитель ГД теплохода (40 м²) при толщине накипи 0,35 … 0,4 мм очищается за 26 ч. Степень очистки потоком воды 80 … 90 %.

Воздухоохладители ГД подвергают очистке в среднем через 3 000 … 4 000 ч работы. Со стороны воздуха они промываются 5 %-м горячим водным раствором препарата типа «ИМФ-1», «Превоцелл» или ОП-10, струей горячей воды. Со стороны морской воды теплообменные поверхности часто имеют отложения твердой карбонатной накипи. Очистку производят 5 … 10%-м раствором малеиновой или сульфаминовой кислоты.

Системы общесудового назначенияОчистка системы охлаждения пресной воды дизелей (цилиндры, поршни, форсунки), поршневых компрессоров от железоокисных и накипных отложений производится без разборки, путем циркуляции штатным насосом подогретого 5 %-го раствора ингибированной соляной кислоты с добавкой 0,3 % уротропина и 0,1 % поверхностно-активных веществ («Превоцелл» или ОП-10).

В этих системах могут быть маслянистые и углеродистые отложения в случае попадания моторного масла или длительного применения присадок типа «Дромос В, Д» и «ВНИИНП -117Д».

Очистка систем производится промывкой подогретым 0,5 … 1,0 %-м раствором в пресной воде препаратов типа:

• «ОП-10»;
• «ИМФ-1»;
• «Превоцелл».

Штатный насос прокачивает раствор в течение 10 … 20 ч. С целью удаления смешанных отложений (железоокисных и накипных, пропитанных маслом) в раствор вводят одно из перечисленных поверхностно-активных веществ, а затем соляную кислоту с ингибиторами. По окончании очистки раствор нейтрализуют и спускают в льяла МО, а систему заполняют свежей водой, и промывают в течение 1 … 2 ч. Затем промывочную воду удаляют, систему заполняют охлаждающей водой и вводят ингибитор.

Маслоохладители, топливоподогреватели и сепараторы нефтесодержащих вод очищают 0,5 … 1,0 %-м подогретым раствором ОП-7, ОП-10 и ИМФ-1.

При использовании морской воды в качестве охлаждающего теплоносителя наблюдается обрастание внешнего контура системы охлаждения морскими организмами (балянусами, мшанками, двустворчатыми моллюсками и др.). Процесс обрастания носит вероятностный характер, и его интенсивность обуславливается многими факторами (биогеографические данные, условия эксплуатации, конструктивные параметры объекта и др.). Наиболее интенсивное обрастание происходит при скорости морской воды 0,05 … 0,2 м/с; резкое уменьшение обрастания отмечается при скорости 0,35 … 0,5 м/с; при скорости более 1,0 м/с в океане обрастание практически отсутствует.

Процесс обрастания поверхностей со стороны морской воды можно снизить рациональным проектированием системы или применением эффективных способов защиты. Первое направление предполагает выполнение следующих операций:

• применение материалов, обладающих при определенных условиях токсичными свойствами (например, медь и ее сплавы, коррозирующие со скоростью более 0,05 мм/год);
• использование систем, работающих при температуре морской воды или стенок теплообменных аппаратов более 40 … 50 °С;
• полное отсутствие водообмена в системе;
• ограничение постоянной скорости потока морской воды (более 1,5 м/с).

Наиболее эффективным способом защиты систем охлаждения забортной водой от обрастания является электролизное хлорирование. В качестве реагента используется раствор активного хлора, полученный непосредственно на месте коробления бездиафрагменным электролизом морской воды. Доза активного хлора 1,0 … 1,5 мг/м³ обеспечивает полное удаление микроорганизмов, наиболее интенсивно способствующих процессу обрастания, а также предотвращает новые накопления. Основные биоцидные компоненты реагента, обладающего высокой реактивной способностью, обусловливают невозможность их накопления.

Химические и механические способы очистки судовых систем и вспомогательного оборудования от накипи – весьма трудоемкий процесс, требующий:

• большого объема ремонтно-эксплуатационных работ;
• остановки оборудования на время чистки;
• затрат на химреагенты и т. п.

Кроме того, химическая чистка экологически небезопасна. В промежутках между чистками накипь продолжает оседать в оборудовании и трубопроводах, а эго означает невосполнимые потери теплопередачи и перерасход энергоресурсов. В связи с этим в настоящее время применяются другие методы очистки, такие как магнитная и ультразвуковая обработка воды.

Магнитная обработка воды. Характеризуется эффектом привыкания воды, в результате которого положительный эффект через некоторое время пропадает, а также эксплуатационными ограничениями (по жесткости воды, pH, щелочности).

Ультразвуковая обработка воды. Данный вид очистки разрушает центры кристаллизации, предотвращая накипь, и разрушает имеющиеся отложения.

Читайте также: Судовые вспомогательные механизмы и теплообменные аппараты

Установка электронных преобразователей солей жесткости воды типа «Термит» принадлежит к поколению устройств безреагентного умягчения воды, широко распространенных за рубежом. Она позволяет отказаться от регулярных чисток оборудования, нормализовать потребление энергоносителей и тем самым существенно снизить расходы. Работа этих устройств основана на передаче микропроцессором в воду электромагнитных волн звуковой частоты, которые меняют структуру солей жесткости с образованием хрупкой арагонитной формы карбонатов. При этом накипь больше не образуется, а сформировавшиеся ранее отложения постепенно размягчаются (один – два месяца) и уносятся с потоком воды. К достоинствам этих приборов относятся:

• гарантированная эффективность;
• безотказность;
• простота установки;
• не требуются расходные материалы, эксплуатационные затраты и обслуживание.

Модель устройства типа «ТЕРМИТ» подбирается по диаметру трубопровода. Устройства данного типа защищают любое теплообменное оборудование:

• котлы, бойлеры, радиаторы, теплообменники;
• компрессоры, градирни, насосы, дистилляторы, конденсаторы и т. д.;
• системы кондиционирования, центрального отопления, водопроводные коммуникации.

Методы очистки систем пресной воды

Основной проблемой очистки пресной воды является образование болезнетворных бактерий в трубопроводах, которые могут явиться причиной возникновения различных серьезных заболеваний человека (болезнь «легионеров»). В связи с этим существуют различные способы очистки пресной воды. Рассмотрим их более подробно.

Химические методы. Рассмотрим некоторые из них. К ним относятся озонирование воды и её ионизация ионами меди и серебра. Требуют регулярной продолжительной и дорогостоящей обработки.

Метод обработки воды ультрафиолетом. Этот метод не является надежным, поскольку существует риск, что не все бактерии будут уничтожены.

Метод с использованием хлора. Для того чтобы убить бактерии с помощью хлора, необходима его концентрация, в 50 раз превышающая нормальный показатель в обычном бассейне. Применение диоксида хлора вместе с термической обработкой дает хорошие результаты, однако этот метод может приводить к интоксикации.

Метод с использованием горячей воды с температурой > 70 °С, которая пропускается через систему под сильным напором в течение 30 мин, создавая риск ожогов горячей водой.

Методом безопасного и эффективного уничтожения бактерий является использование в водопроводных системах пластинчатых теплообменных аппаратов, позволяющих избежать застоя воды в резервуарах и, таким образом, исключить вероятность размножения бактерий. Высокая турбулентность предотвращает отложение грязевых осадков. При использовании пластинчатого теплообменного аппарата время нагрева воды чрезвычайно непродолжительно, а распределение теплопередающих элементов по всей поверхности теплопередачи гарантирует отсутствие «мертвых зон». Таким образом, поддерживая горячую воду в горячем состоянии, а холодную – в холодном, можно исключить тупиковые ответвления трубопроводов и правильно определить параметры циркулирующего потока, что позволит избежать нарушений режимов работы.

Автор статьи

Виктор Свиридов

Судовой механик

Список литературы

1. Азаров А. Промышленные вихревые трубы: производство, применение, развитие // Техномир, промышленный журнал. – 2007. – № 1.
2. Алмазов Г. К. [и др.]. Элементы оборудования систем / Г. К. Алмазов, B. В. Степанов, М. Г. Гуськов, 1982.
3. Антонов Н., Карасев П. А. О применении современных инженерных решений при компенсации температурных деформаций трубопроводов тепловых сетей // Теплоэнергоэффективные технологии. – 2007. – № 3-4.
4. Артёмов Г. А. [и др.]. Системы судовых энергетических установок / Г. А. Артёмов, В. П. Волошин, А. Я. Шквар, В. П. Шостак. – СПб.: Судострое­ние, 1990.
5. EapanefiKo А. В. [и др.]. Холодильные машины / А. В. Бараненко, Н. Н. Бухарин, В. И. Пекарев и др. – СПб.: Политехника, 2006.
6. Баранов В. И. [и др.]. Средства борьбы с загрязнением моря отходами с судов / В. И. Баранов, Ю. М. Брусельницкий, Б. В. Подсевалов, В. Н. Яценко // Судостроение за рубежом. – 1976. – № 2 (10).
7. Баскаков С. П. Подготовка грузовых танков на химовозах: учеб. пособие. – СПб.: ГМА им. адм. С. О. Макарова, 2001.
8. Баскаков С. П. Системы газоотвода: учеб. пособие. – СПб., 2002.
9. Буренин В. В. Современные конструкции центробежных насосов для нефтеперерабатывающих, нефтехимических и химических производств // Нефтепереработка и нефтехимия. – 2005. – № 4.
10. Гор А. Ю. Качественная герметизация: основные принципы подбора и установки уплотнений // Теплоэнергоэффективные технологии. – 2007. – № 3-4.
11. Епифанов Б. С. Судовые системы: учебник. – J1 .: Судостроение, 1980.
12. Кодекс постройки и оборудования судов, перевозящих химические вещества наливом. – London: IMO, 2000.
13. Колесников О. Г. Судовые вспомогательные механизмы. – Л.: Транспорт.
14. Костылев И. И., Денисенко Н. И., Петухов В. А. Безопасность эксплуатации технологического комплекса танкера: учеб.-справ. пособие. – СПб.: Элмор, 2001.
15. Костылев И. И., Петухов В. А., Подволоцкий Н. М. Безопасность и эксплуатация танкеров-химовозов: учеб.-справ. пособие. – СПб.: Белл, 2006.
16. Костылев И. И., Киязевский К. Ю., Петухов В. А. Судовая энергетическая установка атомного ледокола «Таймыр»: учеб.-справ. пособие. – СПб.: Белл, 2004.
17. Куценко В. Н., Исаев С. И., Шишлов А. Н. Судовое вспомогательное энергетическое оборудование. – СПб., 2002.
18. Международная Конвенция МАРПОЛ 73/78: консолидир. изд. – 2002.
19. Международная Конвенция СОЛАС 74 с поправками: консолидир. изд. – 2001.
20. Международное руководство по безопасности для нефтяных танкеров и терминалов. – СПб.: ЗАО ЦНИИМФ, 2002.
21. Международное руководство по безопасности для нефтяных танкеров и терминалов. – 4-е изд. – СПб.: ЗАО «ЦНИИМФ», 2004.
22. Международный кодекс постройки и оборудования судов, перевозящих опасные химические грузы наливом. – СПб.: ЗАО «ЦНИИМФ», 1997.
23. Мельник B. C., Сурин С. М. Технология обработки сточных вод морских судов. – М.: В/О «Мортехинформреклама», 1986.
24. Никитин А. М. Управление технической эксплуатацией судов: учебник. – СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2006.
25. Нунунаров С. М., Бегагоен Т. Н. Грузовые и специальные системы танкеров. – М.: Транспорт, 1969.
26. Общие и специальные правила перевозки наливных грузов. – М., 1997.
27. Овсянников М. К., Петухов В. А. Дизель в пропульсивном комплексе морских судов: справочник. – СПб.: Судостроение, 1987.
28. Овсянников М. К., Петухов В. А. Судовые дизельные установки: справочник. – СПб.: Судостроение, 1986.
29. Овсянников М. К., Петухов В. А. Судовые автоматизированные энергетические установки: учебник. – М.: Транспорт, 1989.
30. Овчинников И. Н., Овчинников Е. И. Судовые системы и трубопроводы. – Л.: Судостроение, 1983.
31. Петров Ю. С. Вентиляция и кондиционирование воздуха: учебник. – Л.: Судостроение, 1984.
32. Петухов В. А. Безопасность и эксплуатация газовозов: учеб.-справ. пособие. – СПб.: Элмор, 1999.
33. Правила регистрации операций с нефтью, нефтепродуктами и другими веществами, вредными для здоровья людей или для живых ресурсов моря, и их смесями, производимыми на судах и других плавучих средствах: РД 31.04.17-97.
34. Правила Российского морского регистра судоходства. – СПб., 2009.
35. Применко Н. В., Заматаев М. В. Новые технологии противоаварийной защиты трубопроводов // Нефть. Газ. Промышленность. – 2007. – № 2 (30).
36. РД 31.04.23-97. Наставление по предотвращению загрязнения с судов.
37. Свистунов В. М., Пушняков И. К. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. – 2-е изд. – СПб.: Политехника, 2006.
38. Семена М. Г., Гершуни А. Н., Зарипов В. К. Тепловые трубы с металловолокнистыми капиллярными структурами. – Киев: Вища школа, 1984.
39. Системы инертного газа. СПб.: ЗАО «ЦНИИМФ»,1996.
40. Тематический каталог группы предприятий «Метран» // Уровнемеры, датчики давления. – 2008. – № 5. – Вып. 1 и 2.
41. Хайдуков О. П., Трусов А. С., Кузнецов Е. В. Системы инертных газов на танкерах и их эксплуатация: учеб. пособие. – Новороссийск: НГМА , 2000.
42. Харин В. М. [и др.]. Судовые вспомогательные механизмы и системы / В. М. Харин, Б. Г. Декин, О. Н. Занько, В. Т. Писклов. – М.:, Транспорт, 1992.
43. Швецов Г. М., Ладин Н. В. Судовые холодильные установки. – М.: Транспорт, 1986.
44. Clean seas guide for oil tankers. – London: OC1MF, 2002.
45. Dr. Verwey. Tank Cleaning Guide, 1998.
46. Cargo Operating Manual. LNGC Excalibur (H 2206). – EXMAR, 2003.
47. Medical first aids guide for use in accidents involving dangerous goods. – London: IMO, 2002.
48. Tanker safety guide (Chemical carriers & liquefied gases). – London: ICS, 2002 .
49. Chemicals and Tank Cleaning Guide. – UNITOR, 1997.