Общие сведения
Основные определения
Для обеспечения движения судна, его живучести и обитаемости, грузовых, швартовных и других операций, связанных с использованием судна по назначению, применяются различные судовые машины, механизмы и аппараты, которые выполняют свои функции самостоятельно или, чаще всего, входят в состав различных устройств и систем.
Судовые устройства представляют собой совокупность механизмов, оборудования и конструкций, обеспечивающих различные потребности судна. Различают общесудовые и специальные судовые устройства. К числу общесудовых устройств относятся: рулевое, якорное, швартовное, буксирное, грузовое, спасательное, леерное и др. К специальным устройствам относятся: промысловые, спускоподъемные, передачи грузов в море, успокоители качки, устройства судов с горизонтальным способом грузообработки и др.
Судовые системы — совокупность специализированных судовых трубопроводов с механизмами, аппаратами, приборами, арматурой и емкостями. Судовыми системами оборудуются суда всех типов и назначений. Существуют общесудовые системы, предназначенные для обеспечения мореходности, живучести и непотопляемости судна, поддержания заданных условий обитаемости, проведения грузовых и спасательных операций и для других работ, и системы судовых энергетических установок, обеспечивающие эксплуатацию энергетического оборудования.
К общесудовым системам относятся трюмные и балластные, пожаротушения, орошения, затопления, вентиляции, кондиционирования воздуха, отопления, бытового водоснабжения, грузовые и зачистные системы наливных судов, системы мойки танков и другие, а также трубопроводы особого назначения: воздушные, измерительные, переговорные, переливные и перепускные, шпигаты открытых труб и помещений. Системы СЭУ (топливная, масляная, пускового воздуха, охлаждения воды и масла, подогрева топлива) описаны в других курсах.
Рабочими средами в судовых системах являются вода, воздух, водяной пар, топливо, масло, газы (азот, гелий, кислород, углекислый газ) и различные холодильные агенты (хладагенты). Они подвергаются разным видам обработки: энергетической (сжатие, расширение), тепловлажностной (охлаждение, нагревание, осушение, увлажнение). Рабочая среда обрабатывается, подается к потребителям и отводится от них с помощью различных механизмов и аппаратов, запорной и регулирующей арматуры систем. Большинство судовых систем снабжено органами автоматического и дистанционного управления.
Указанное выше деление устройств и систем определяет и дифференцированный подход к определению механизмов и аппаратов, входящих в эти устройства и системы. Несмотря на существенное различие в понятиях «машина» (преобразование энергии, материала или информации) и «аппарат» (осуществление каких-либо процессов без помощи движущихся частей), они объединены общим понятием «судовой механизм». К настоящему времени произошло разделение судовых механизмов на главные, обеспечивающие ход судна, и вспомогательные, используемые для обеспечения работы главных механизмов и внутрисудовых нужд. С ростом мощности судовых потребителей, появлением на судах сложного технологического оборудования, новых средств движения и управления, значение вспомогательных механизмов для использования судна по назначению существенно возросло и такое деление приобрело условный характер. Поэтому в настоящем учебнике описаны некоторые вспомогательные механизмы и системы, имеющие отношение как к СЭУ, так и к общесудовым системам и устройствам.
Например, водоопреснительные установки (ВОУ) входят в систему водоподготовки судовых котлов и казалось бы имеют отношение только к СЭУ. Но с увеличением автономности и длительности пребывания судна в море без пополнения запасов пресной воды ВОУ становятся обязательным элементом общесудовой системы бытового водоснабжения. Мостовые краны, ранее применявшиеся только в машинных отделениях (МО), получили распространение на буровых судах и плавучих буровых установках для транспортировки труб, а также применяются в устройствах внутритрюмной механизации и, таким образом, не могут быть ограничены принадлежностью только к СЭУ. Такие судовые механизмы, как насосы, применяются как в системах СЭУ, так и во всех общесудовых системах. Отсутствие четко выраженной принадлежности к системам СЭУ или к общесудовым системам, можно обнаружить у теплообменных аппаратов и холодильных машин, у компрессоров и вентиляторов.
Работа каждого вспомогательного механизма влияет на общие технико-эксплуатационные показатели судна. Если учесть, что на работу только общесудовых устройств и систем приходится до 35 % полной энерговооруженности судна, то становятся понятными те высокие требования, которые предъявляются к экономичности работы любого вспомогательного механизма, определяемой значениями его КПД.
Технический прогресс в судостроении и на водном транспорте привел в последнее время к существенным изменениям конструкций вспомогательных механизмов. Практически исчез паровой привод, все большее применение получает гидравлический привод. Ставший уже традиционным электрический привод вспомогательных механизмов непрерывно совершенствуется. В приводах постоянного тока машинные преобразователи (система Вард—Леонардо) уступают место системам со статическими тиристорными преобразователями. В приводах переменного тока все шире применяется частотное регулирование.
К современным судовым вспомогательным механизмам предъявляются следующие требования: большая надежность работы в любых условиях эксплуатации (крен, дифферент, все виды качки, низкие температуры окружающего воздуха), высокая экономичность, ремонтопригодность, малые массогабаритные и виброшумовые характеристики, большая степень унификации элементов и узлов, удобство эксплуатации и обслуживания, возможность автоматизации и дистанционного управления.
Успешно осуществляется курс на всемерную стандартизацию и введение типоразмерных рядов вспомогательных механизмов, систем и устройств, что существенно сокращает количество типизированных изделий на производстве и упрощает их эксплуатацию и ремонт. Технический уровень большинства выпускаемых отечественных вспомогательных механизмов находится на уровне лучших мировых аналогов, что подтверждается результатами государственной аттестации на высшую категорию качества.