ЗАСТОСУВАННЯ ЕЛЕКТРОПРИВОДУ ДЛЯ МОДЕРНІЗАЦІЇ ВАНТАЖНОЇ СИСТЕМИ ТАНКЕРА

Омельчук  Антон Анатолійович, Колебанов Олександр Костянтинович

Вступ

Нафтовий танкер - це судно, призначене для перевезення нафти наливом. Поява сучасних швидкісних танкерів та вдосконалення їх конструкції і устаткування можуть забезпечити значне збільшення обсягів перевезення нафти і нафтопродуктів одним судном, за рахунок істотного скорочення витрати часу на вантажно-розвантажувальні операції у порту.

Основна частина

В даній роботі досліджується можливість збільшення швидкості перекачування нафтопродуктів на танкері шляхом впровадження систем електроприводу насосних агрегатів.

Одним з основних компонентів вантажної системи танкеру є насосні установки. Вони призначаються для вивантаження нафтопродуктів з танків і подачі їх через систему берегових трубопроводів у спеціальні ємності. До складу таких  установок входять, як правило, декілька вантажних та зачисних насосів. Новітні танкери зазвичай мають одне насосне відділення, розміщене у кормовій частині судна між вантажним простором і машинним відділенням, однак існують і інші варіанти розміщення.

Вантажні системи сучасних танкерів оснащені системами управління, що забезпечують безперервний в реальному масштабі часу дистанційний контроль наступних параметрів (рівень та обсяг нафтопродукту в вантажних танках, рівень та обсяг води у баластних танках, температуру нафтопродукту, тиск продукту у маніфольді, положення судна), а також автоматизоване дистанційне керування обладнанням вантажної і баластної системи під час проведення вантажних операцій (вантажними і баластними насосами, дистанційно-керованої запірною арматурою).  

Досвід проектування і експлуатації систем вантажного комплексу танкера показує, що вони повинні відповідати наступним вимогам: вивантаження у заданий час; взаємозамінність вантажних і зачисних насосів; роздільне вивантаження нафтопродуктів різних сортів; переміщення вантажу між окремими танками; спільну роботу насосів при їх паралельному і послідовному включенні; пожежну безпеку; надійну роботу за умови крену, диференту і вібрації; простоту технічного обслуговування.

У таблиці 1 вказані найбільш розповсюджені типи насосів для вантажних систем танкерів: паротурбінний, електричний та паровий прямодіючий. Крім вказаних у таблиці, на танкерах використовуються дизельні, гідравлічні (як на приклад, можна навести досить поширені гідравлічні вантажні установки FRAMO виробництва фірми Frank Mohn Fusa A/S, Норвегія) та менш розповсюджені газотурбінні приводи.

Таблиця 1 – Найбільш розповсюджені приводи для вантажних та зачисних насосів

На середніх і великотоннажних танкерах у якості головних вантажних насосів зазвичай використовуються вертикальні або горизонтальні відцентрові насоси. На менших суднах частіше застосовуються поршневі і гвинтові насоси [2].

У відповідності до рекомендацій продуктивність вантажного насоса (м³/год) повинна бути не меншою за

де Q – об’єм вантажу м³, n – кількість насосів, t – час відкачки вантажу, год.

На сучасних танкерах  кількість насосів варіюється від двох до семи, у залежності від кількості сортів нафтопродуктів, що перевозяться. На середніх і великотоннажних танкерах у якості головних вантажних насосів зазвичай використовуються вертикальні або горизонтальні відцентрові насоси. На менших суднах частіше застосовуються поршневі і гвинтові насоси [1].

Перевагами відцентрових насосів є велика продуктивність, невеликі габарити та маса, можливість використання різноманітного привода, однак при  збільшенні в’язкості рідини, що перекачується, ККД відцентрового насоса зменшується. Приводні поршневі насоси є простими в обслуговуванні, але мають відносно низьку продуктивність. Для обслуговування вантажних систем широко застосовують прямодіючі парові насоси, які у залежності від положення осей циліндрів поділяються на горизонтальні і вертикальні  [2].

 Перевага вантажних систем з гідроприводом окремих насосів полягає в можливості виробляти вантажні операції одночасно у багатьох танках при різноманітних вантажах, виключаючи можливість змішування цих вантажів. Крім того, вони, практично, пожежобезпечні, так як використовують в якості робочої рідини гідравлічні масла.

У якості електроприводу для вантажних насосів  застосовують дво- і тришвидкісні асинхронні електродвигуни з короткозамкненим ротором, з’єднаних з насосом - безпосередньо. Використання електродвигунів на дизельних суднах доцільніше з економічної точки зору, ніж парових турбін, що мають отримувати живлення від допоміжних котлів. Електропривод отримує живлення від дизель-генераторів.

Частотне регулювання дозволяє усунути один з істотних недоліків електродвигунів з короткозамкненим ротором - постійну частоту обертання ротора електродвигуна, не залежну від навантаження. Частотне регулювання створює можливість управління швидкістю електродвигуна відповідно до характеру навантаження. Це в свою чергу дозволяє уникати складних перехідних процесів в електричних мережах, забезпечуючи роботу обладнання в найбільш економічному режимі [3].

Висновки

Застосування електродвигунів у якості приводів вантажних насосів танкера є економічно доцільним. При використанні регульованого електроприводу для насосів економія електроенергії в середньому становить 50% від потужності, споживаної насосами при дросельному регулюванні. Застосування пристроїв плавного регулювання частоти обертання двигунів в насосних агрегатах, крім економії електроенергії, дає ряд додаткових переваг, а саме: плавний пуск і зупинка двигуна виключає шкідливий вплив перехідних процесів (типу гідравлічний удар) в напірних трубопроводах і технологічному обладнанні; пуск двигуна здійснюється при струмі, обмеженому на рівні номінального значення, що підвищує довговічність двигуна, знижує вимоги до потужності мережі і комутуючої апаратури; можлива модернізація діючих технологічних агрегатів без заміни насосного обладнання.

Список використаних джерел:

1. Ситченко Л.С. Основы проектирования грузовых и обеспечивающих систем танкеров / Л.С. Ситченко, В.Г. Макаров. - Л.: Изд. ЛКИ, 1984. -104 с.
2. Судовой механик: Справочник.; под редакцией А.А. Фока. - Том 1, Одесса: Феникс, 2008. - 1033 с.
3. Ловейкін В.С. Частотне керування асинхронним приводом / В.С. Ловейкін, Ю.О. Ромасевич – Ніжин.: 2011. – 98 с.