LIBRARY.BY → ТЕХНОЛОГИИ → ЗАСТОСУВАННЯ ЕЛЕКТРОПРИВОДУ ДЛЯ МОДЕРНІЗАЦІЇ ВАНТАЖНОЇ СИСТЕМИ ТАНКЕРА → Версия для печати
Дата публикации: 21 октября 2018
Автор: Омельчук Антон Анатолійович, Колебанов Олександр Костянтинович
Публикатор: Колебанов Александр Константинович (номер депонирования: BY-1540135898)
Рубрика: ТЕХНОЛОГИИ ТЕХНИКА И МОТОРЫ
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
Тип насоса |
Номінальні значення |
Різновид приводного двигуна |
|
Потужність привода, МВт |
Частота обертання, об/хв. |
||
Відцентровий |
0,35-2,5 |
750-1800 |
Парові турбіни, електродвигуни |
Поршневий |
0,04-0,4 |
30-60 подвійних ходів |
Поршн. прямодіюч., електродвигуни |
Гвинтовий |
0,05-0,7 |
600-1800 |
Електродвигуни, парові турбіни |
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
, |
(1) |
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:
Опубликовано 21 октября 2018 года