Судовые системы представляют собой совокупность специализированных трубопроводов с механизмами, аппаратами, приборами и устройствами. Они предназначены для перемещения жидкостей, воздуха или газов в целях обеспечения нормальной эксплуатации судна (за исключением энергетической установки, трубопроводы которой в число судовых систем не входят).
Работа судовых систем обеспечивает живучесть судна, т. е. безопасность плавания, необходимые условия обитаемости, сохранность груза, а также выполнение специальных функций, связанных с назначением судна, например на танкерах, спасателях, промысловых судах и т. п.
К судовым системам относятся:
- трюмные системы — осушительная, водоотливная, перепускная, нефтесодержащих трюмных вод;
- балластные системы — балластная, дифферентная, креновая, замещения, нефтесодержащих балластных вод;
- системы пожаротушения — водяного пожаротушения, водяного орошения, спринклерная, водораспыления, водяных завес, паротушения, пенотушения, углекислотного тушения, объемного химического тушения, инертных газов, порошкового пожаротушения;
- системы бытового водоснабжения — бытовой пресной воды, питьевой воды, мытьевой воды, бытовой забортной воды, бытовой горячей воды;
- сточные системы — сточных вод, хозяйственно-бытовых вод, шпигатов открытых палуб;
- системы микроклимата — вентиляции, кондиционирования воздуха, отопления (парового, водяного, воздушного);
- системы холодильных установок — холодильная, холодильного агента, холодоносителя;
- системы хозяйственного пароснабжения - подогрева жидкостей, пропаривания;
- системы сжатого воздуха — высокого давления, среднего давления, низкого давления, пневмоуправления;
- система охлаждения судового оборудования;
- система гидравлики.
Кроме названных основных на судах имеются различные вспомогательные системы: измерительных, воздушных и переливных труб; системы продувания и обогревания трубопроводов и арматуры, а также системы связи, сигнализации и управления, к которым относятся системы переговорных труб, трюмной сигнализации, пожарной сигнализации, контроля параметров работы и аварийной сигнализации.
К числу специализированных судовых систем, выполняющих функции, связанные с назначением судна, относятся:
- специальные системы танкеров — грузовая, зачистная, газоотводная, мойки грузовых танков, орошения грузовых танков;
- специальные системы спасательных судов — грунторазмыва, грунтоотсоса, водоотливно-спасательная, сжатых газов и газовых смесей;
- специальные системы промысловых судов — рыбьего жира, растительного масла, тузлука, рыбоиодачи, производственной пресной воды, производственной забортной воды, производственной канализации, производственного пароснабжения.
Судовые системы обеспечивают:
- борьбу за непотопляемость - удаление воды из затопленных отсеков, прием или перекачивание водного балласта с целью спрямления поврежденного судна;
- борьбу с пожарами;
- поддержание необходимой температуры и влажности воздуха в жилых и служебных помещениях судна - условий обитаемости;
- подачу пресной и забортной воды для бытовых нужд экипажа;
- удаление грязной воды с судна;
- подачу сжатого воздуха;
- погрузочно-разгрузочные операции на наливных судах.
Устройство судовых систем и их расположение на судне зависят от назначения системы, количества и расположения обслуживающих его потребителей. Если судовая система обслуживает несколько потребителей, то ее выполняют в виде основного магистрального трубопровода, от которого ответвляются отростки к потребителям.
Магистральный трубопровод обычно прокладывают по линейной или кольцевой схеме. Последняя обеспечивает большую живучесть, чем линейная, так как в случае повреждений в кольцевом трубопроводе система может функционировать по оставшейся разомкнутой части кольца. Однако магистральный трубопровод, проложенный по кольцевой схеме, несколько тяжелее (на 20—30 %), сложнее и дороже.
В зависимости от распределения механизмов, обслуживающих систему, различают автономный, групповой и централизованный принцип устройства судовых систем (рис. 8.1). При автономном трубопроводы и потребители каждого водонепроницаемого отсека обслуживаются самостоятельными механизмами. При групповом один механизм обслуживает потребителей нескольких водонепроницаемых отсеков. И, наконец, при централизованном принципе все потребители данной системы судна обслуживаются одним механизмом. Некоторые судовые системы, требующие высокой живучести, выполняют по комбинированному принципу: каждый отсек имеет автономную систему, но при выходе из строя насоса этот отсек может обслуживать насос соседнего отсека.
Централизация расположения механизмов упрощает и удешевляет систему, но уменьшает ее живучесть. Именно поэтому предпочтение тому или другому принципу устройства данной системы отдается только после тщательного изучения особенностей ее эксплуатации и анализа ее роли в обеспечении безопасности плавания и живучести данного судна, а также требований экономии массы.
К конструкции и работе судовых систем предъявляют определенные требования. К общим требованиям относятся: высокая надежность; живучесть, т. е. способность системы выполнять свои функции при частичном повреждении или выходе из строя отдельных участков; коррозионная стойкость, компактность и минимальная масса; хорошая защищенность от механических повреждений во время эксплуатации, например при погрузочно-разгрузочных операциях; доступность для осмотра, окраски и ремонта; хороший внешний вид, отвечающий архитектуре помещений, в которых смонтированы системы; высокая степень автоматизации и механизации; экономичность постройки и эксплуатации; обеспечение требований техники безопасности.
Все судовые системы, имеющие забортные отверстия, должны иметь конструкцию, исключающую попадание забортной воды внутрь судна. Кроме того, конструкция всех систем должна быть такова, чтобы затопление или пожар в одном отсеке не мог распространиться по трубопроводам в другие неповрежденные районы судна. Как правило, не допускается прокладка трубопроводов через топливные цистерны.
Отдельные требования определяются назначением и особыми условиями работы каждой системы. Так, системы, отливающие за борт сточные и льяльные воды, не должны допускать загрязнение акваторий остатками нефтепродуктов и других вредных отходов сверх санитарных норм, установленных Международной конвенцией по предотвращению загрязнения с судов МАРПОЛ 73/78, а механизмы трюмных систем, обеспечивающих живучесть судна, должны надежно работать даже при затоплении помещений, в которых они расположены, и т. п. Требования к системам, обеспечивающим безопасность плавания и охрану человеческой жизни, а также незагрязнение моря, регламентируются Правилами Регистра.
Трюмная группа:
- водоотливную - для удаления масс воды из затопленных отсеков после заделки пробоины, откачки фильтрационных (протекающих через неплотные соединения) вод;
- осушительную - для удаления трюмной воды, для осушения междудонных и бортовых отсеков;
- балластную - для изменения крена, дифферента и осадки судна путем приема или осушения специальных отсеков или цистерн.
В противопожарную группу входят:
- стационарные системы пожаротушения монтируют при постройке судна. Их делят на линейные и кольцевые. Стационарные установки позволяют быстро подать огнетушащее средство к очагу пожара, взять его под контроль и обеспечить тушение;
- система водяного пожаротушения - основная система для зашиты оборудуемая независимо от наличия других систем. Система трубопроводов состоит из основной магистрали с диаметром труб 100-150 мм и ответвлений диаметром 38-64 мм. Все участки водопожарной магистрали, проходящие по открытым палубам, должны иметь спускные краны для осушения магистрали на случай опасного понижения температуры;
- спринклерные системы пожаротушения применяют на паромах и пассажирских судах для защиты жилых помещений, расположенных рядом с ними коридоров и общественных помещении. Их назначение - в ограничении распространения пожара и снижении температуры в защищаемых помещениях, что дает возможность организовать надежную эвакуацию пассажиров и членов экипажа. Во всех защищаемых помещениях устанавливают достаточное число спринклеров - специальных клапанов с плавкими вставками, обеспечивающими закрытое положение клапанов. При повышении температуры в помещениях легкоплавкая вставка выплавляется, клапан-спринклер открывается, и вода начинает разбрызгиваться по помещению. На судах обычно используют спринклеры ,срабатывающие при температуре 60-75 °С;
- дренчерная система пожаротушения по компоновке магистралей и установке распылительных головок аналогична спринклерной. Трубопроводы в обычном состоянии не заполнены водой. При включении системы пускается насос и подает забортную воду в магистраль ко всем распылителям - мелкораспыленная вода покрывает защищаемую площадь. Дренчерные установки пожаротушения применяют для орошения грузовой палубы судов с горизонтальной погрузкой и танкеров, трубопроводов и открытых поверхностей емкостей газовозов. При возникновении пожара дренчерная установка охлаждает металлические палубы и другие конструкции судна, препятствуя распространению пожара.
Система пенного пожаротушения применяется при пожарах в машинных помещениях и насосных отделениях. Все танкеры оборудуют палубными установками пенного пожаротушения. На судах рекомендованы установки воздушно-механической пены.
Системами порошкового пожаротушения должны быть оборудованы все суда, перевозящие сжиженные газы наливом. На судне может быть несколько установок, смонтированных на салазках так, чтобы защищаемые ими площади перекрывали друг друга.
Пена как огнетушащее средство обладает высоким изолирующим свойством и частично охлаждающим. При вводе в действие установки в смеситель начинают подавать воду и пенообразователь. Образующийся в смесителе пенный раствор поступает к очагу пожара. На выходе пенного раствора устанавливают воздушные эжекторы, в которых завершается процесс пенообразования вследствие подсоса воздуха.
Время действия установки зависит от запаса пенообразователя в цистерне. Когда весь пенообразователь израсходован и через выпускные отверстия начинает поступать вода, во избежание разрушения пены установку отключают. Важным условием ликвидации пожара является максимальная подача пены в течение первых 3 минут. Стационарные пожарные стволы пенотушения располагаются так, чтобы любая точка защищаемого помещения была удалена не более чем на 9 м.
Система СО2-пожаротушения используется для защиты грузовых, машинных и насосных помещений, кладовых, камбуза. Стационарными установками СО2-пожаротушения оборудуют машинные и грузовые помещения судна. Установка С02-пожаротушения машинных помещений вводится в действие, если ранее принятые меры не позволили локализовать пожар. По магистрали углекислый газ подается в жидкой фазе под давлением, на выходе расширяется и в зону пожара подается плотный газ, эффективно вытесняющий кислород и понижающий его содержание в воздухе до 15% и ниже. Углекислый газ как огнетушащее средство нейтрален и не повреждает дорогостоящие грузы и механизмы.
Перед вводом в действие установки СО2 -пожаротушения защищаемое помещение должно быть загерметизировано, за 20 с до момента подачи газа включается автоматический сигнал тревоги, одновременно с которым загорается световое табло, предупреждающее людей об опасности. По сигналу тревоги все люди должны покинуть помещение. Старший механик обязан убедиться в эвакуации людей из машинного помещения. Без дыхательного аппарата опасно входить в помещение, куда был подан углекислый газ, даже на короткое время.
Санитарная группа включает системы следующих назначений:
- пресной воды - для подачи питьевой воды в пищеблоки, холодной и горячей к ваннам, душевым, прачечным, умывальникам и другим потребителям;
- забортной воды - в санитарные помещения и для мытья палуб;
- сточную - для удаления грязной воды из ванн, умывальников, бань и пр.;
- фановую и фекальную - для удаления фекальных вод из гальюнов; для сбора грязной воды из фановой и сточной систем в фекальные цистерны и сброса этих вод в специальное судно или за борт вне пределов территориальных вод;
- шпигатов - для удаления воды с палуб, мостиков и др.
Группа кондиционирования воздуха для поддержания зимой и летом в помещениях заданных параметров воздуха: температуры, относительной влажности. Зимой подаваемый наружный воздух нагревается и увлажняется, а летом - охлаждается и осушается при автоматическом регулировании. К этой группе относятся системы:
- электрического отопления;
- вентиляции - для обмена воздуха в помещениях;
- аэрорефрижерации - для поддержания в помещениях заданной температуры путей отвода теплого и подачи охлажденного воздуха;
- рефрижераторная - для охлаждения провизионных камер и рефрижераторных трюмов.
Группа сжатого воздуха состоит из воздушных систем низкого, среднего и высокого давления, подающих воздух для работы судовых устройств или механизмов, для работы пневмоприводов, не имеющих собственных компрессоров.
Специальная группа систем для наливных судов:
- грузовой, производящей погрузочно-разгрузочные операции с жидкими грузами в танках наливных судов;
- зачисткой, обеспечивающей зачистку танков наливных судов от остатка груза, отстоя и грязи;
- газоотводной, отводящей через предохранительные клапаны в атмосферу газы, выделяемые грузом в танках;
- подогрева вязких грузов - для подогрева грузов в танках при выдаче их с судна или при перегрузке между танками или цистернами;
- мойки танков - для подачи пара или горячей воды в танки после их разгрузки для мытья и газобезопасной обработки.
Таблица 1.1. Классификация и назначение судовых систем
| Группа | Название | Назначение |
| Общесудовые системы | ||
| Трюмные | Осушительная | Периодическое удаление трюмной воды, появляющейся в результате протечек через неплотности соединений трубопроводов, конденсации пара и т. д. |
| Водоотливная | Удаление большого количества воды, поступившей при аварии или повреждении корпуса | |
| Перепускная | Удаление воды из помещений, не оборудованных осушительной или водоотливной системами; из этих помещений вода отводится по трубам, снабженным запорной арматурой, к приемникам водоотливной системы | |
| Балластные | Балластная | Регулирование остойчивости и осадки судна, создание крена или дифферента |
| Креновая | Выравнивание крена в аварийных случаях, при необходимости создание искусственного крена (на судах, где эти функции не выполняет балластная система) | |
| Дифферентная | Изменение и устранение дифферента в аварийных случаях, при необходимости — в процессе эксплуатации (на судах, где эти функции не выполняет балластная система) | |
| Замещения | Прием в специальные цистерны и удаление из них водяного балласта, компенсирующего массу израсходованного груза | |
| Противопожарные | Противопожарная водяная | Подача воды из-за борта для тушения пожаров на палубах и внутри помещений судна; обеспечение работы эжекторов водоотливноосушительной системы, пеногенераторных установок и др. |
| Водяного орошения | Защита отдельных помещений и конструкций от воздействия высоких температур, а также для предотвращения распространения огня на судне | |
| Затопления | Для тушения пожаров в помещениях, предназначенных для хранения легковоспламеняющиеся грузов | |
| Водораспыления | Для тушения пожаров в машинно-котельных отделениях | |
| Спринклерная | Для тушения пожаров в жилых и служебных помещениях | |
| Паротушения | Для тушения пожаров в различных судовых помещениях, в том числе в трюмах, топливных и масляных цистернах и т. п. Трубопроводы этой системы могут быть использованы для подачи пара в танки и топливные цистерны для их пропаривания | |
| Пенотушения | Для тушения пожаров в различных помещениях | |
| Жидкостного тушения | Для тушения пожаров паром испаряющейся огнегасящей жидкости, подаваемой в различные помещения | |
| Углекислотного тушения | Обслуживание в основном тех же помещений, что и в случае применения системы паротушения (часто используется на теплоходах, где резервы пара ограничены) | |
| Инертных газов | Подача инертных газов (азота, гелия), а также выпускных газов двигателей внутреннего сгорания, топочных газов или специально подготовленных газов в грузовые трюмы и танки для тушения и предупреждения пожаров | |
| Ингибиторная | Подача ингибитора (инертных газов, химических жидкостей или водяного пара) в некоторые помещения для предотвращения возгорания и взрыва легковоспламеняющихся веществ | |
| Бытового водоснабжения | Бытовой пресной воды | Прием, хранение и подача к местам потребления пресной воды (распространена на судах, где не предусмотрены раздельные системы питьевой и мытьевой воды) |
| Питьевой воды | Обеспечение пресной водой пищеблока и лагунов в постах управления и машинно-котельных отделениях | |
| Мытьевой воды | Обеспечение водой кают, бань, душей, медицинских помещений, умывальников и прачечных | |
| Бытовой забортной воды | Промывка гальюнов, охлаждение некоторых устройств и т. д.; может быть подключена к трубопроводам противопожарной водяной системы, системам орошения или к трубопроводу мытьевой воды | |
| Сточно-фановые | Сточная | Отвод сточных вод от санитарно-бытового оборудования (умывальники, душевые, бани) и палубных шпигатов внутренних помещений. |
| Фановая | Удаление фекальных и сточных вод из гальюнов | |
| Шпигатов открытых палуб | Отвод за борт воды, попавшей на открытые палубы при волнении на море, от атмосферных осадков, при тушении пожаров, мытье палуб, орошении отсеков и т. п. | |
| Отопления, хозяйственного пароснабжения, обогревания и пропаривания | Парового отопления | Подача насыщенного водяного пара к отопительным приборам в жилых и служебных помещениях |
| Водяного отопления | Подача воды с температурой 80—95 °С к отопительным приборам | |
| Хозяйственного пароснабжения | Подача насыщенного водяного пара к хозяйственно-бытовым приборам и оборудованию для подогрева воды и воздуха, а также для обогревания и продувания донных и бортовых отверстий | |
| Подогрева жидкостей | Подача насыщенного водяного пара к подогревающим змеевикам или трубам, установленным в танках, топливных и масляных цистернах, для уменьшения вязкости жидкостей, а в водяных цистернах — для предотвращения замерзания воды | |
| Пропаривания танков и топливных цистерн | Подача насыщенного водяного пара в танки и топливные цистерны с целью очистки их от остатков жидкостей | |
| Вентиляции и кондиционирования воздуха | Вентиляции | Осуществление воздухообмена в помещениях |
| Кондиционирования воздуха | Создание и поддержание в помещениях воздушной среды с заданными параметрами независимо от внутренних и внешних условий | |
| Холодильные | Хладоносителя | Перемещение хладоносителей (воды, рассола и др.) от испарителей холодильной установки к приборам охлаждения и обратно |
| Хладагента | Перемещение хладагента (аммиака, фреона и др.) от холодильного агрегата к испарителю и обратно | |
| Сжатого воздуха | Сжатого воздуха высокого давления | Получение сжатого воздуха давлением свыше 10 МПа и подача его после осушения и очистки для пополнения запасов воздуха среднего и низкого давления (сжатый воздух применяется для создания воздушно-механической пены и аэрированной воды в противопожарных системах, для удаления балластной и аварийной воды, фекальных и сточных вод и других целей) |
| Сжатого воздуха среднего давления | Снабжение тех же потребителей сжатым воздухом давлением 1—10 МПа | |
| Сжатого воздуха низкого давления | Обеспечение работы пневматического инструмента, пневмоцистерн, тифонов и сирен, приборов и арматуры пневмоавтоматики, для аварийно-спасательных и водолазных работ, продувания донной и бортовой арматуры | |
| Специальные спасательных судов | Грунторазмыва | Размыв грунта вокруг затонувшего или сидящего на мели судна |
| Грунтоотсоса | Отсос грунта, заполнившего помещения затонувшего судна | |
| Водоотливно-спасательная | Откачивание воды из затопленных помещений судна | |
| Специальные наливных судов | Грузовая | Погрузка и выгрузка жидкого груза и распределение его по танкам |
| Зачистная | Зачистка танков от остатков жидкого груза, не выбранных грузовой системой (иногда функции грузовой и зачистной систем выполняет одна система) | |
| Мойка танков | Полная очистка танков от остатков нефтепродуктов | |
| Газоотводная | Отвод паров жидкостей, подача в танки наружного воздуха и сообщение их с атмосферой при погрузке и выгрузке | |
| Специальные промысловых судов | Рыбьего жира | Погрузка, хранение, перекачивание и выгрузка из специальных емкостей медицинского и технического жира |
| Растительного масла | Погрузка, хранение, перекачивание, подготовка и подача растительного масла к маслозаливочным машинам | |
| Тузлука (рассола) | Приготовление и подача тузлука к посолочным и моечным машинам и заливка его в бочки | |
| Рыбоподачи | Забор рыбы из невода или из трюмов и подача ее на переработку или хранение | |
| Производственной пресной воды | Прием, хранение и подача холодной и охлажденной пресной воды к оборудованию рыбоперерабатывающих цехов | |
| Производственной забортной воды | Снабжение холодной и горячей забортной водой рыбоперерабатывающих цехов | |
| Производственной канализации | Удаление за борт отходов переработки морепродуктов, отвод воды от рыбоперерабатывающего оборудования и после мытья палуб производственных помещений | |
| Производственного пароснабжения | Подача пара к рыбоперерабатывающему оборудованию и отвод конденсата | |
| Различного назначения | Переговорных труб | Связь между служебными помещениями и постами |
| Измерительных труб | Замер уровня или объема жидкостей в танках, цистернах и других емкостях | |
| Воздушных труб | Вентиляция емкостей, в которых хранятся жидкие грузы, а также коффердамов | |
| Охлаждения судового оборудования | Подача воды или воздуха для охлаждения механизмов, приборов, аппаратов и другого оборудования судовых систем | |
| Гидравлики | Подача рабочей среды (масла, воды) под определенным давлением к гидроприводам | |
| Топливная для судовых транспортных средств | Прием, хранение и подача легких топлив для заправки катеров, самолетов, вертолетов | |
Системы судовых энергетических установок
| Группа | Название | Назначение |
| Главного пара | Подача перегретого или насыщенного пара от паропроизводительных установок к главным паровым турбинам | |
| Вспомогательного пара | Подача перегретого или насыщенного пара к вспомогательным механизмам, теплообменным аппаратам и производственному оборудованию | |
| Отработавшего пара | Отвод отработавшего пара от главных турбин и вспомогательных механизмов в конденсаторы, а также подача его к некоторым потребителям | |
| Продувания котлов | Удаление части воды от котлов с целью сохранения ее качества | |
| Продувания высокого давления | Отвод конденсата и пароводяной смеси из полостей высокого давления механизмов и трубопроводов систем главного и вспомогательного пара | |
| Продувания низкого давления | Отвод конденсата и пароводяной смеси из полостей низкого давления механизмов и трубопроводов систем отработавшего пара | |
| Уплотнения сальников и отсоса пара | Подача пара к сальниковым устройствам паровых механизмов и арматуры, отсос паровоздушной смеси из наружных камер уплотнительных коробок | |
| Конденсатно-питательные | Конденсатно-питательная | Отсос конденсата из конденсаторов паровых механизмов и подача его в магистраль питательного трубопровода или в теплый ящик; подача воды в паровые котлы |
| Дистиллята и бидистиллята | Прием дистиллированной и бидистиллированной воды от водоопреснительных установок и подача ее для подпитки систем судовой энергетической установки, а также для других нужд | |
| Топливные | Подача топлива к механизмам-потребителям | Прием, хранение, перекачивание, очистка, подогрев и подача топлива к паровым котлам, двигателям внутреннего сгорания, газовым турбинам, а также передача топлива на другие суда или на берег |
| Масляные | Смазки деталей главных и вспомогательных механизмов | Прием, хранение, перекачивание, очистка и подача масла для смазки и охлаждения трущихся деталей главных и вспомогательных механизмов, а также для передачи на другие суда |
| Водяного охлаждения | Охлаждения забортной водой | Подача воды в конденсаторы, к подшипникам механизмов и валопровода для охлаждения масла и к теплообменным аппаратам |
| Охлаждения пресной водой | Охлаждение ряда механизмов, а также рабочих сред в теплообменных аппаратах; если эта система применяется для охлаждения двигателей внутреннего сгорания, то для охлаждения пресной воды используется забортная вода | |
| Воздушно-газовые | Подачи воздуха для горения | Подача воздуха к двигателям и котлам для сжигания топлива |
| Пускового воздуха | Получение, хранение и подача сжатого воздуха для пуска дизелей | |
| Газовыпуска | Выпуск отработавших газов дизелей и газовых турбин | |
| Дымоходов | Выпуск дымовых газов котлов |
Литература
Устройство и основы теории судна - Бронштейн Д.Я. [1988]
Матрос морского судна - Шарлай Г. Н. [2013]
