Вентилирование трюмов

Осуществляется посредством естественной или механической вентиляции.

Технические средства вентиляции и регулирования микроклимата грузовых помещений

По степени оборудования техническими средствами вентиляции суда делятся на три группы:

— имеющие естественно-принудительную вентиляцию;

— оборудованные механической системой вентиляции;

— оборудованные системой кондиционирования воздуха в грузовых помещениях.

На судах, оборудованных естественно-принудительной вентиляцией, воздух в трюмы и твиндеки подается через систему дефлекторов (рис. 3.6) и воздуховодов. Последние делают в виде системы телескопических труб, а дефлекторы — в форме раструба, вытяжной эжекционной головки, шаровой незаливаемой головки и различных других конструкций. Самый производительный дефлектор — типа «раструб», но он очень чувствителен к изменениям направления ветра. Производительность других конструкций раструбов меньше, но они менее чувствительны к направлению ветра и это выгодно отличает их, поскольку нет необходимости разворачивать головки вентиляторов при изменении направления ветра или курса движущегося судна,

В зависимости от силы и скорости ветра, а также от курса движущегося судна на палубах создают различные аэродинамические зоны. При встречном ветре (рис. 3.7, а) на передней палубе в районе бака создается зона разряжения, у лобовой переборки — зона подпора. На кормовой палубе зона разряжения создается непосредственно за средней надстройкой судна, а подпор воздуха — у кормовых вентиляторов. Дефлекто­ры вентиляторов носовых трюмов устанавливают: носовые — по ветру; кормовые — против ветра. На кормовых трюмах вентиляторы у надстройки устанавливают по вет­ру, а вентиляторы, расположенные у кормовой переборки трюмов, против ветра. Рас­положенные таким образом дефлекторы вентиляторов создают разность давлений в трюме, что является побуждающим фактором естественно-принудительной вентиля­ции. Под воздействием разности давлений в трюме воздух естественным образом течет от кормовой переборки к носовой и выходит через «вытяжной» вентилятор.

Рис. 3.7. Аэродинамические зоны: а — при встречном ветре: б — при нагонном ветре; о — при бортовом ветре; г — движение воздушной массы в загруженном трюме При нагонном ветре (рис. 3.7, б), когда поток воздушных масс совпадает с направ­лением движения судна, структура аэродинамических зон не меняется, поэтому поло­жение раструбов вентилятора остается без изменения. Если направление ветра составляет угол, равный 90° к диаметральной плоскости судна, то создаются следующие аэродинамические зоны: с наветренного борта — зона разрежения, а с подветренного — зона подпора. В этом случае целесообразно положе­ние дефлекторов вентиляторов, показанное на рис. 3.7, в. Естественно-принудительная вентиляция обеспечивает от 0,3 до 3 обменов воздуха в час, причем вентиляция носовых трюмов более эффективна, поскольку скорость движения потока воздуха в носовых трюмах примерно в 2 раза больше, чем в кормо­вых. Это обстоятельство необходимо учитывать при составлении грузового плана. Объем поступающего в трюм воздуха может быть вычислен по формуле (3.23) где S— площадь сечения канала вентиляции, м2; v — скорость воздуха, м/с. Производительность естественно-принудительной вентиляции зачастую может быть недостаточна для обеспечения Сохранной перевозки грузов в сложных гидрометеоро­логических условиях, особенно на дальних расстояниях. Для повышения воздухообме­на грузовых помещений и подачи в них наружного воздуха на судах применяют систе­му механической вентиляции. Суда с механической вентиляцией оборудуют системой воздухораспределения и электровентиляторами. Воздухораспределение обеспечивается системой воздушных каналов, по которой воздух может подаваться в различные места грузовых помещений ,отсасываться из них. Система воздухораспределения имеет большое значение, по­скольку она должна обеспечить аэрацию всех частей трюма. В зависимости от направ­ления тока воздуха существуют вертикальные, продольные, поперечные и ряд других систем. Правильно спроектированная система воздухораспределения позволяет обес­печить воздухообмен во всех частях грузового помещения. Подача воздуха в трюм судна обеспечивается вентиляторами, производительность которых зависит от заданной кратности обмена воздуха. Для обычных универсальных судов достаточно 5-7-кратного обмена воздуха в час, а на судах, которые перевозят фрукты, овощи и другие специфические грузы, необходимо обеспечить 15-20-кратный обмен воздуха в час. Вентиляторы в зависимости от их конструкции работают в вытяжном или нагнета­тельном режиме. Иногда устанавливают реверсивные вентиляторы, которые могут ра­ботать как в вытяжном, так и в нагнетательном режимах. Механическая система вентиляции (рис. 3.S) простая и удобная в эксплуатации, но ей присуши и определенные недостатки. В ряде случаев она не обеспечивает аэрацию всей массы груза, а захватывает только груз в верхней части трюма, а в значительной части трюма может быть вообще не обеспечен воздухообмен (см. рис. 3.8, заштрихо­ванные зоны). Кратность воздухообмена в различных трюмах часто бывает неодинако­вая. Механическая вентиляция специализированных судов имеет свои конструктивные особенности.

Рис. 3.8. Схема механической вентиляции грузовых трюмов На судах, перевозящих накатную технику с топливом в баках, во время грузовых оперший в закрытых грузовых помещениях вентиляция должна обеспечивать 20-кратный обмен воздуха в час, а в рейсе — не менее 10 обменов в час. При этом для ис­ключения застойных зон вытяжные отверстия вентиляции располагаются по всему пе­риметру нижней части грузового помещения, а приток свежего воздуха обеспечивается через отверстия, расположенные в верхней его части. На нерефрижераторных судах, осуществляющих перевозку плодоовощных грузов, система вентиляции должна обеспечивать аэрацию всего трюма. Вентиляционные каналы на таких судах делаются по типу органных труб (рис. 3.9). Система венти­ляции, как правило, реверсивная, что дает возможность обеспечить одинаковые тем-пературно-влажностные условия для всего груза путем изменения направления пото­ка воздуха. Система кондиционирования воздуха (СКВ) позволяет производить обработку подаваемого в трюм воздуха — сушку, увлажнение, подогрев или его охлажде­ние. СКВ могут производить обработку наружного и трюмного воздуха, смеси трюмного и наружного воздуха. Они подразделяются по виду тешювлажностной обработки воздуха (осушение, охлаждение с осушением, подогрев, увлажнение); по способу тепловлажностной обработки воздуха (осушение сорбентами или с помо­щью холодильной машины); по конструкции оборудования для тепловлажностной об­работки воздуха (твердые или жидкие сорбенты и охладители с непосредственным ис­парением влаги); по составу обрабатываемого воздуха на прямоточную, обрабаты­вающую только наружный воздух, замкнутую, работающую без ввода наружного воз­духа, соединенную, обрабатывающую смесь наружного воздуха и воздуха, взятого из грузового помещения. Кроме того, СКВ могут быть центральными (осушенный воздух распределяется по нескольким грузовым помещениям) и автономными (отдельная установка для каждого грузового помещения). В секции сушки СКВ тепловлажностная обработка воздуха может производиться твердым или жидким сорбентом. В качестве твердого сорбента может использоваться волокнистый материал, пропитанный раствором гигроскопических солей, или силикагель. При большой поверхности теплообмена, которая получается при пропитке во­локнистых материалов гигроскопическими веществами, снижаются габариты устано­вок. В качестве волокнистых материалов используются асбест, синтетические волокна или стекловолокно. Силикагель — это твердое кристаллическое вещество голубовато­го цвета. Поглотительная способность селикагеля выражается в процентах или массой в граммах поглощенной воды на 100 г сорбента. Схема воздухоосушительной установ­ки с твердым сорбентом показана на рис. 3.10.

Работа воздухоохладительиой установки типа «Каргокейр» в режиме адсорбции (а) и десорбции (б): 1 — охладитель воздуха; 2 — четырехходовой клапан; 3 — подогреватель воздуха: 4 — адсорбер; 5 и 6 — вентиляторы подачи воздуха; / — воздух, подаваемый в грузовые помещения; // — воздух десорбции К числу систем, работающих на жидком сорбенте, можно отнести установку фирмы «Катабар» (рис. 3.1 1), где в качестве влагопоглотителя используется раствор хлористо­го лития, и установку фирмы «Каргокейр», где влагопоглотителем служит триэтилен-гликоль (кайрколь). При использовании в качестве сорбента хлористого лития проис­ходит стерилизация воздуха и адсорбирование вредных запахов. По данным фирмы, в осушенном воздухе содержание микробов снижается на 97%. Осушение воздуха может быть произведено механическим способом. В этом случае влажный воздух пропускается через батареи охлаждения, в результате чего часть паров влаги конденсируется на поверхности охладителя. Затем сухой и охлажденный воздух подается в грузовой трюм. Такая система осушки и охлаждения воздуха применяется в установках типа «Драйхолд». Каждая СКВ, кроме секции обработки воздуха, осущест­вляющая сушку, увлажнение, подогрев и охлаждение воздуха, включает в себя систему воздухораспределения и систему регистрации точки росы, температуры и влажности воз­духа и их автоматическое регулирование. Полный цикл работы установки может быть показан на примере СКВ типа «Каргокейр». Установка состоит из секции обработки (сушки) воздуха, системы вентиляции и воздухораспределения, приборов контроля точки росы и управления работой кондиционеров. В установке «Каргокейр» воздух осушается в воздухоосушителе с помощью поглотителя (адсорбента) влаги — силикагеля, который представляет собой твердое высокопористое кристаллическое вещество. Активность (по­глотительная способность) силикагеля оценивается количеством поглощенной им влаги. По мере насыщения силикагеля влагой его поглотительная способность уменьшается. Для восстановления активности силикагель регенерируют (осушают), пропуская через него в течение 2-3 ч воздух, имеющий температуру 150-200 °С. Производительность осушительной установки должна быть рассчитана с учетом то­го, что при резком снижении температуры внешней среды количество удаляемой влаги обычно составляет 8-10 г/ч на 1 м3 свободного пространства трюма, что будет соот­ветствовать 5-6 кг/ч влаги для трюма общей емкостью 3000 м3. Система вентиляции и воздухораспределения обеспечивает непрерывный поток воздуха в трюмы. Это достигается благодаря тому, что трюмы оборудованы нагнета­тельной и вытяжной вентиляциями. Система, регистрирующая точку ро­сы, температуру и влажность воздуха, состоит из: дьюселей — элементов, чув­ствительных к изменению влажности; регистрирующего прибора, записываю­щего на непрерывной ленте параметры наружного воздуха, воздуха в трюмах и обработанного (осушенного) воздуха; агрегата, питающего переменным током дьюсели и регистрирующий прибор. Воздух, подлежащий осушению, по­дается в воздухоосушитель через ответв­ление воздуховода от обшей системы вентиляции и нагнетается вентилятором в трюм. На всасывающей стороне вентилятора смонтированы воздушные фильт­ры и два силикагелевых осушителя. С по­мощью четырех ходовых заслонок, вза­имно связанных друг с другом, силикагелевые осушители поочередно включа­ются в работу. При этом силикагелевый осушитель, находящийся в работе, осу­шает подаваемый в трюм воздух. Для осушения влажного силикагеля, находящегося в другом осушителе, наружный воздух, предварительно нагретый до температуры 150 °С в воздухонагревате­ле, подается вентилятором на этот влажный силикагель. Через каждые 2 ч автоматический регулятор времени включает в работу электромотор, изменяющий позиции заслонок четырех ходовых клапанов, в результате чего изменяется направление воздушных потоков, проходящих через каждую пару осушителей. При этом силикагелевый осушитель, работавший на восстановительной фазе, пе­реключается на осушение воздуха, подающегося в трюм, и наоборот. Система вентиляции и воздухораспределения показана на рис. 3.12. Подача воздуха в трюмы обеспечивается в режиме вентиляции или рециркуляции в зависимости от со­стояния наружного воздуха. При необходимости рециркуляция может производиться с добавлением наружного или сухого воздуха. Часть выходящего из трюма воздуха по­дается на приборы контроля. Каждый трюм снабжен двумя вентиляторами и системой трубопроводов, что обеспечивает работу системы как в режиме нагнетания воздуха, так и в вытяжном режиме. Вентиляторы установлены в кожухах и соединены посред­ством вертикальных труб с системами трубопроводов. Передвигая рычаги заслонок на кожухах вентиляторов в определенное положение, можно задать нужный режим рабо­ты установки (вентиляции, рециркуляции и т. д.). Перед пуском установки проверяют соответствие положения рычагов заданному режиму работы установки.

Рис. 3.12. Система вентиляции воздухораспределения: I — заслонка; 2 — проводка сухого воздуха; 3 — подающий (нагнетательный) вентилятор; 4 — вытяжной вентилятор: 5 — кожух вентилятора; 6 — подача свежего воздуха; 7 — работа вентиляторов в режиме циркуляции Если установка работает в режиме рециркуляции, то заслонка в выхлопном кожухе должна быть приоткрыта для того; чтобы, подавая сухой воздух в трюм, не создать там повышенное давление. На нагнетательном воздуховоде имеется воздушный канал вы­пуска сухого воздуха, который соединен с главной магистралью, идущей от установки сухого воздуха. Если необходимо, то сухой воздух можно подать в трюм посредством нагнетательного вентилятора, смешивая его с воздухом, находящимся в трюме.

Для определения влажности воздуха необходимо использовать данные о точке росы(1), то есть о температуре, при которой находящийся в воздухе водяной пар при неизменном давлении достигнет насыщения. Если этот воздух охладить ниже критической температуры, то водяной пар, который находился в нем, начинает конденсироваться, то есть образуются капельки воды.

Пример вентилирование трюмов

К чему это может привести, проиллюстрируем на следующем примере. Допустим, что судно вышло в рейс из порта Батуми в порт Монреаль. При загрузке судна точка росы была 25° С. При подходе к побережью Канады температура окружающего воздуха и забортной воды будет естественно ниже, чем в порту Батуми при загрузке. Следовательно, борта судна будут охлаждаться, и температура воздуха в трюмах понижаться, а находящийся в воздухе водяной пар, достигнув температуры насыщения, конденсироваться, то есть стенки, потолок трюма, груз будут покрываться капельками воды. Груз станет влажным. Практика показывает, что порча груза, вызываемая влагой, может быть значительной, а это приводит к большим убыткам. При вентиляции трюмов надо помнить, что груз является большим резервуаром тепла и влаги, что он имеет тенденцию сохранять в трюмах судна метеорологические условия порта, в котором он загружался, и/или метеорологические условия самого груза. Нужно также иметь в виду, что температура груза будет изменяться медленнее, чем температура окружающей среды на пути судна.

Рис. 60. Карта январских изорос (линий равных температур точки росы)

Рис. 61. Карта июльских изорос (линий равных температур точки росы)

Из определения точки росы, можно сделать вывод, что она является наиболее подходящим метеорологическим параметром, на основе которого следует эксплуатировать вентиляционную систему. Управление вентиляционной системой должно основываться на измерении точки росы с помощью психрометра, при этом необходимо придерживаться следующего порядка:

1. Измерить точку росы окружающего воздуха. При этом следует иметь в виду, что если разница между температурой сухого термометра и точкой росы небольшая, есть риск ввести в трюм воздух, который может быть причиной конденсации влаги на грузе, если даже температура сухого термометра ниже.

2. Определить точку росы воздуха, выходящего из трюма, и если она будет выше, чем температура воздуха, всасываемого вентиляционной системой в грузовые трюмы, то вентиляцию можно осуществлять. В том случае, если точка росы воздуха, выходящего из грузовых трюмов, будет ниже точки росы воздуха, поступающего через вентиляторы в грузовые трюмы, то вентиляцию следует немедленно прекратить, иначе в трюмах начнется конденсация водяного пара.