Intermodul s/03/g Zadanie 3 Założenia koncepcyjne do modułu. Projekt modułu. Opracował: Sprawdził: Zatwierdził: Krzysztof Gockowski Krzysztof Nawacki Piotr Czabaj Gdańsk Lipiec/sierpień 2006 SHIP DESIGN AND RESEARCH CENTRE S.A. DESIGN DIVISION 80-369 Gdańsk Al. Rzeczypospolitej 8 tel.(48 58) 511-62-25, 511-62-42 fax(48 58) 511-62-43 e-mail: design@cto.gda.pl
2/2 SPIS TREŚCI 1. Wstęp... 3 2. Charakterystyka wytypowanego modułu... 4 3. Cel i funkcja bloku przygotowania paliwa na statku... 5 3.1 Zadania bloku oraz miejsce instalacji na statku... 5 3.2 Stosowane rozwiązania... 7 3.2.1 Przykładowe rozwiązanie bloku przygotowania paliwa na jednostkę 6684... 8 3.2.2 Przykładowe rozwiązanie bloku przygotowania paliwa na jednostkę 8228... 9 3.2.3 Różne rozwiązania bloków przygotowania paliwa... 11 3.2.4 Zestawienie głównych elementów wchodzących w skład bloku... 14 4. Projekt koncepcyjny bloku przygotowania paliwa.... 15 4.1 Dane wejściowe do projektu bloku przygotowania paliwa... 15 4.2 Założenia projektowe... 16 4.2.1 Wstępny dobór urządzeń... 16 4.2.2 Wstępny schemat bloku zasilania paliwem... 18 4.3 Projekt koncepcyjny - zestawienie wyników oraz schematy systemów... 19 4.3.1 Dobór urządzeń... 20 4.3.2 Schemat ideowy podłączeń armatury kontrolno-pomiarowej... 24 4.3.3 Schemat ideowy podłączeń armatury kontrolno-pomiarowej... 25 4.3.4 Schemat ideowy układu zasilania i sterowania... 28 4.3.5 Projekt koncepcyjny - rysunki zestawieniowe... 29 4.3.5.1 Rysunek ramy montażowej... 30 4.3.5.2 Rysunek rozplanowania urządzeń... 32 4.3.5.3 Rysunek zestawieniowy całego bloku... 35 4.4 Wizualizacje 3D bloku zasilania paliwem... 37 5. Analiza możliwości opracowania typoszeregu na podstawie wybranego projektu bloku42 5.1 Schemat ideowy oraz opis rejonów dla bloków z typoszeregu... 44 6. Karta z danymi elementów bloku paliwa do Bazy Danych... 46 7. Podsumowanie projektu... 49 Literatura... 50
3/3 1. Wstęp Zadaniem tego opracowania jest wykonanie projektu koncepcyjnego modułu (bloku zasilania paliwem). Projekt ten ma na celu pokazać jakich danych będzie potrzebował projektant, wykonawca modułu podczas prac projektowych i późniejszej budowy modułu.
4/4 2. Charakterystyka wytypowanego modułu Wytypowany blok do dalszych analiz w ramach projektu MODULARISATION IN SHIP EQUIPMENT to blok przygotowania paliwa. Bloki przygotowania paliwa są konstrukcjami stosowanymi od wielu lat. Mają one kilka wspólnych cech, które zdaniem autorów dobrze charakteryzują największe zalety technologii blokowej budowy i wyposażania statków. Bloki charakteryzują się tym, że: - ich wielkość i kształt może być dobrany zgodnie z wymaganiami armatora; - przeszły długa drogę ewolucji do dzisiejszego stanu i ciągle są podatne na dalsze zmiany; - mogą samodzielnie spełniać określone funkcje na statku lub być włączone do większych bloków; - mogą być wykonane przez stocznie lub przez firmy współpracujące ze stocznią; - występują na wszystkich typach statków.
5/5 3. Cel i funkcja bloku przygotowania paliwa na statku 3.1 Zadania bloku oraz miejsce instalacji na statku Jednym z czynników wpływających na prawidłową pracę silnika jest paliwo oraz jego odpowiednie przygotowanie. Zanim paliwo zostanie podane przez pompy wtryskowe na wtryskiwacze musi spełniać wymagania producenta silnika. W celu osiągnięcia odpowiedniej lepkości paliwo ciężkie jest podgrzewane. Poddawane jest również oczyszczaniu w celu usunięcia zanieczyszczeń cząstkami stałymi i wodą. Drogę jaką przebywa paliwo z zbiorników do silnika przedstawia uproszczony schemat instalacji paliwa przedstawiony na rys. 1. Rys.1 Uproszczony schemat instalacji paliwowej [1] 1-zbiorniki paliwa; 2,4,7,11-pomy paliwa; 3-zbiornik osadowy; 5,12-podgrzewacze paliwa; 6-wirówka paliwa; 8-zbiornik rozchodowy paliwa ciężkiego; 8 -zbiornik rozchodowy paliwa; 9-zbiornik mieszankowy; 10,13-filtry; 14-pompa wtryskowa; 15-wtryskiwacz; 16-zawór presostatyczny; 17,18-zbiorniki ścieków; 19-skrzynia zaworowa Generalnie urządzenia w zaznaczonym polu wchodzą w skład bloku zasilania paliwem.
6/6 Zadaniem bloku zasilania paliwem jest dokładne oczyszczenie paliwa ciężkiego z cząstek stałych za pomocą filtrów: automatycznego oraz indykatorowego. Odpowiednią lepkość paliwa ciężkiego osiąga się poprzez podgrzanie za pomocą podgrzewaczy parowych lub elektrycznych. Podgrzewacze sterowane są przez wiskozymetr. Pompy paliwa przetłaczają paliwo ciężkie przez urządzenia wchodzące w skład bloku i podają odpowiednio przygotowane paliwo ciężkiego do pomp wtryskowych. Pracą pomp, filtra automatycznego, wiskozymetru oraz podgrzewaczy steruje zestaw sterowania, który zbiera informacje o pracy bloku z armatury kontrolno-pomiarowej. Na blokach instalowane są liczniki zużycia paliwa przez silnik. Instaluje się również pompy z filtrami dla paliwa lekkiego awaryjnych zespołów prądotwórczych. Na szczegółowe rozwiązania bloków zasilania paliwem wpływa wiele czynników: wymagania producentów silnika i urządzeń wchodzących w skład bloku, wymagania stoczni i armatora oraz możliwości technologiczne wykonania bloku czy jego instalacji na statku. Poniższy schemat przedstawia zestawie urządzeń, które generalnie wchodzą w skald bloku przygotowania paliwa. Rys.2 Schemat ideowy bloku przygotowania paliwa.
7/7 3.2 Stosowane rozwiązania Produkcją i dostarczaniem bloków zasilania paliwem oraz innych modułów zajmuje się bardzo wiele firm. Na rynku europejskim istnieje kilka najbardziej aktywnych firm. Oferują one szeroka gamę bloków, jakie można instalować na statkach. Zapoznając się z tymi konstrukcjami można dostrzec iż przyjmują one rożne kształty i różny stopień nasycenia urządzeniami. Na stosowane rozwiązania bloków zasilania paliwem oraz ich kształt wpływa bardzo wiele czynników, do najważniejszych z nich należą: wymagania producenta silnika głównego i zespołów prądotwórczych; wymagania producentów zastosowanych urządzeń na bloku; gabaryty zastosowanych urządzeń; rodzaj używanego paliwa; wymagania armatora; wymagania instytucji Klasyfikacyjnej; wymagania projektanta siłowni statku na którym będzie zainstalowanych blok; dostępna przestrzeń na statku; możliwości transportowe producenta bloku oraz stoczni. W dalszej części punktach 3.2.1 oraz 3.2.2 przedstawione jest kilka przykładowych rozwiązań bloków zasilania paliwem. Przedstawione są zarówno różnice w zastosowanym wyposażeniu bloków w urządzenia na przykładzie bloków projektowanych w CTO dla firmy HYDROSTER. W punkcie 3.2.3 Zaprezentowane są zdjęcia konstrukcji innych europejskich producentów bloków.
8/8 3.2.1 Przykładowe rozwiązanie bloku przygotowania paliwa na jednostkę 6684 Blok ten (rys. 3 i 5) został zaprojektowany do przygotowania paliwa ciężkiego dla silnika głównego i zespołów prądotwórczych pracujących na paliwie ciężkim o parametrach 600 mm 2 /s przy 50 o C. Jak widać na schemacie rys. 3 na bloku tym zastosowano wspólną linie przygotowania paliwa dla silnika głównego i zespołów prądotwórczych aż do filtra indykatora oraz zbiornik odgazowujący. Rys. 3 Uproszczony schemat instalacji paliwowej bloku zasilania paliwem na jednostce 6684 [2] Paliwo ciężkie dla silnika głównego i zespołów prądotwórczych pobierane jest ze zbiornika rozchodowego i podawane na blok przez pompę zasilającą 1 z filtrem 6. Paliwo ciężkie przepływa przez licznik przepływu 9 oraz automatyczny filtr samo oczyszczający 7. Następnie podawane jest do zbiornika odgazowującego 3 w którym miesza się z paliwem ciężkim powrotnym z silnika głównego i zespołów prądotwórczych. Pompy wspomagające 2 przetłaczają paliwo ciężkie do podgrzewacza parowego 4 lub elektrycznego 5. W zależności od jakości paliwa ciężkiego może być ono podane do modułu homogenizacyjnego. Lepkość paliwa ciężkiego za podgrzewaczami sprawdzana jest przez wiskozymetr 10, który steruje pracą podgrzewaczy 4, 5. Paliwo ciężkie dla zespołów prądotwórczych przepływa przez filtr indykator 8 zanim zostanie podane do pompy wtryskowej. Paliwo ciężkie dla silnika głównego podawane jest do filtra indykatora, który zainstalowany jest poza blokiem, i dalej do pompy wtryskowej. Urządzenia jak i rurociągi podgrzewane są parą, skropliny odprowadzane są przez odwadniacz 11. Na bloku zainstalowane są urządzenia kontrolnopomiarowe oraz system sterowania blokiem, który współpracuje z Centralą Manewrowo Kontrolną.
9/9 3.2.2 Przykładowe rozwiązanie bloku przygotowania paliwa na jednostkę 8228 Blok ten (rys 4 i 6) został zaprojektowany do przygotowania paliwa ciężkiego dla silnika głównego oraz zespołów prądotwórczych zasilanych paliwem ciężkim o parametrach 700 mm 2 /s przy 50 o C Na bloku znajduje się również instalacja zasilania paliwem lekkim dla o parametrach max. 14 mm 2 /s przy 40 o C dla zespołów prądotwórczych. Jak widać na schemacie rys. 4 na bloku tym zastosowano dwie oddzielnie linie przygotowania paliwa dla silnika głównego i zespołów prądotwórczych. Rys. 4 Uproszczony schemat instalacji paliwowej bloku zasilania paliwem [3] Paliwo ciężkie dla silnika głównego i zespołów prądotwórczych podawane jest na blok przez pompę zasilającą z instalacji okrętowej. Na bloku paliwo ciężkie przepływa przez automatyczny filtr samo oczyszczający 4 oraz licznik przepływu 10. Paliwo ciężkie dla silnika głównego oraz powrotne z silnika głównego pobierane jest przez pompę wspomagająca 1. Następnie przepływa przez podgrzewacz parowy 7. Lepkość paliwa ciężkiego za podgrzewaczem sprawdzana jest przez wiskozymetr 11, który steruje pracą podgrzewacza 7. Paliwo ciężkie do silnika głównego przepływa przez filtr indykator 5 zanim zostanie podane do pompy wtryskowej. Paliwo ciężkie dla zespołów prądotwórczych oraz powrotne z zespołów prądotwórczych pobierane jest przez pompę wspomagająca 2. Następnie przepływa przez podgrzewacz parowy 8 lub elektryczny 9. Lepkość paliwa ciężkiego za podgrzewaczami sprawdzana jest przez wiskozymetr 11, który steruje pracą podgrzewaczy 8,9. Paliwo ciężkie dla zespołów prądotwórczych podawane jest do filtra indykatora, który nie jest zainstalowany na bloku, i dalej do pomp wtryskowych. Paliwo lekkie dla zespołów prądotwórczych pobierane jest ze zbiornika rozchodowego paliwa lekkiego i podawane na blok przez pompę wspomagającą 3 z filtrem 6. Następnie bezpośrednio podawane jest na pompy wtryskowe zespołów prądotwórczych. Urządzenia jak i rurociągi instalacji paliwa ciężkiego podgrzewane są parą, skropliny odprowadzane są przez odwadniacz 12. Na bloku zainstalowane są urządzenia kontrolno-pomiarowe oraz system sterowania blokiem, który współpracuje z Centralą Manewrowo Kontrolną.
10/10 Rys.5 Blok zasilania paliwem, podczas prób u producenta[2] Rys.6 Blok zasilania paliwem zamontowany na statku [3]
11/11 3.2.3 Różne rozwiązania bloków przygotowania paliwa. Przedstawione na rys. 7 bloki są konstrukcjami które z zachowaniem wymagań prostej i bezpiecznej obsługi zostały zaprojektowane pod dostępna przestrzeń na statku. Rys.7a Bloki zasilania paliwem, których konstrukcja uwzględnia wymagania zamawiającego, producent EEFTING ENGINEERING [4]
12/12 Bloki rys. 7b i c to konstrukcje standartowe, urządzenia są rozplanowane na podstawie prostokąta, z możliwością dostępu z każdej strony do urządzeń zainstalowanych na bloku. Rys.7b Blok zasilania paliwem w standardowym wykonaniu, producent EEFTING ENGINEERING [4] Rys.7c Bloki zasilania paliwem w standardowym wykonaniu, producent ALFA LAVAL [5]
13/13 Producenci bloków zasilania paliwa zaczęli również wprowadzać na rynek typoszeregi bloków. Urządzenia wchodzące w skład takiego bloku są zazwyczaj wyrobami firmy wykonującej blok lub mającej umowę handlowa na wyłączność dostaw tego typu urządzenia. Gabaryty bloku oraz urządzenia wchodzące w jego skład są z góry narzucenie przez producenta bloku. Stocznia zamawiająca blok zasilania paliwem podaje typ i ilość paliwa, jaką taki blok ma przygotować oraz dla jakiego silnika. Producent z typoszeregu dobiera odpowiedni blok, który oferuje zamawiającemu. Blok w przykładzie poniżej jest rozplanowany na podstawie prostokąta. Wyróżnić można kilka rejonów w których są zgrupowane urządzenia. Wraz ze zmianą gabarytów urządzeń zwiększa się gabaryty bloku utrzymując nie zmienne rozplanowanie urządzeń w bloku. rejon podgrzewaczy rejon pomp w głębi rejon filtrów Rys.8 Blok zasilania paliwem dobrany z typoszeregu, producent ALFA LAVAL [5]
14/14 3.2.4 Zestawienie głównych elementów wchodzących w skład bloku Generalnie można stwierdzić że w skład bloku przygotowania paliwa wchodzą następujące urządzenia i elementy: - pompy śrubowe wstępne; - pompy śrubowe cyrkulacyjne; - filtry zabezpieczające pompy; - filtr automatyczny; - filtr indykator; - wiskozymetr; - przepływomierz; - podgrzewacze parowe, płaszczowo-rurowe lub płytowe; - podgrzewacze elektryczne; - zbiornik odgazowujący; - odwadniacze; - zestaw elektryczny sterujące praca pomp; - zestaw elektryczny obsługi automatyki; - zestaw elektryczny obsługi zasilania w energie elektryczną: - presostaty; - manometry, termometry; - armatura; - kształtowniki stalowe: kątowniki, ceowniki itp. - rurociągi; - uchwyty; - izolacja; - kable; - farby.
15/15 4. Projekt koncepcyjny bloku przygotowania paliwa. Projekt ten ma na celu pokazać jakich danych będzie potrzebował projektant, wykonawca modułu podczas prac projektowych i późniejszej budowy modułu. Projekt został wykonany zgodnie z doświadczeniem własnym projektantów z zakresu projektowania modułów. Do opracowania projektu wykorzystano komercyjne zapytanie na dostawę bloku przygotowania paliwa dla statku projektu 8189 dla Stoczni Gdynia. 4.1 Dane wejściowe do projektu bloku przygotowania paliwa. Poniższe dane są wyciągiem z komercyjnego zapytania na dostawę bloku zasilania paliwem. Zadaniem bloku jest przygotowanie paliwa ciężkiego HFO dla silnika głównego: H.Cegielski MAN B&W Licence type ME 6S46MC-C N MCR =7850 kw/129 RPM Paliwo dla silnika HFO Lepkość HFO po podgrzaniu 600 mm 2 /s at 50 0 C 14 mm 2 /s at 140 0 C Temperatura HFO w zbiorniku rozchodowym: min. 70 0 C max. 95 0 C Czynnik grzewczy, para Zasilanie urządzeń elektrycznych: 0,7 MPa para nasycona AC 440 V, 3 Ph, 60 Hz AC 220 V, 3 Ph, 60 Hz Urządzenia elektryczne, stopień ochrony : min. IP 44, izolacja klasy F Wszystkie urządzenia wchodzące w skład bloku należy umiejscowić na stalowej ramie. Gabaryty bloku max.: 3200 x 1800 x 1900 mm Malowanie, farba: RAL 6027 Rurociągi, urządzenia oraz wszystkie elementy podgrzewane należy izolować termicznie. Podłączenia urządzeń oraz rurociągów kołnierzowe, gwintowane lub spawane. Blok wykonać zgodnie z przepisami Instytucji Klasyfikacyjnej.
16/16 Schemat ideowy bloku przygotowania paliwa (proponowany przez zamawiającego). Paliwo pobierane jest z zbiornika rozchodowego, podawane obróbce przez blok i podawane na pompy wtryskowe silnika głównego. 4.2 Założenia projektowe Rys. 9 Schemat ideowy. Założenia projektowe zostały opracowane w oparciu o: zapytanie na dostawę bloku oraz wymagania zamawiającego; wymagania producenta silnika; wymagania urządzeń zainstalowanych na bloku; wymagania instytucji Klasyfikacyjnej; doświadczenie własne; Z uwzględnieniem powyższych założeń została opracowana wstępna lista urządzeń jakie będą zastosowane na bloku przygotowania paliwa oraz podstawowe parametry pracy urządzeń. Wstępny schemat przedstawia poszczególne podłączenia urządzeń na bloku oraz doprowadzenia czynników roboczych oraz odlotów np. ścieków paliwa itp. Szczegółowe rozwiązania dla poszczególnych urządzeń będzie można uwzględnić dopiero po ostatecznym wyborze urządzeń. 4.2.1 Wstępny dobór urządzeń Poniższa lista zawiera zestawienie najważniejszych urządzeń wchodzących w skład bloku. Pompy zasilające Typ Czynnik ciśnienie robocze temperatura robocza śrubowe HFO i MDO ~0,9 MPa 70 0 C 95 0 C
17/17 Pompy cyrkulacyjne Typ Czynnik ciśnienie robocze temperatura robocza śrubowe HFO i MDO ~0,9 MPa 95 0 C 140 0 C Filtry wstępne Typ Wielkość oczka Czynnik ciśnienie robocze temperatura robocza jednokomorowe, siatkowe HFO i MDO ~0,9 MPa 70 0 C 95 0 C Filtr automatyczny Typ Wielkość oczka Czynnik ciśnienie robocze temperatura robocza automatyczny samo-oczyszczający, siatkowy HFO i MDO ~0,9 MPa 70 0 C 95 0 C Filtr dokładny wielokomorowy Typ Wielkość oczka Czynnik ciśnienie robocze temperatura robocza indykatorowy wielokomorowy, siatkowy HFO i MDO ~0,9 MPa 120 0 C 150 0 C Podgrzewacze parowe Typ Czynnik Czynnik grzewczy ciśnienie robocze temperatura robocza płaszczowo rurowy lub płytowy HFO i MDO para ~0,9 MPa 120 0 C 150 0 C Przepływomierz Typ Czynnik ciśnienie robocze temperatura robocza mechaniczny, elektroniczny HFO i MDO ~0,9 MPa 70 0 C 95 0 C
18/18 Wiskozymetr Typ Czynnik ciśnienie robocze temperatura robocza przepływowy HFO i MDO ~0,9 MPa 120 0 C 150 0 C Odwadniacz Typ Czynnik ciśnienie robocze temperatura robocza pływakowy para ~0,9 MPa >120 0 C Zestawy sterownicze i zasilające w energie elektryczna temperatura robocza max.55 0 C 4.2.2 Wstępny schemat bloku zasilania paliwem Rys. 10 Wstępny schemat.
19/19 4.3 Projekt koncepcyjny - zestawienie wyników oraz schematy systemów Ta cześć dokumentu zawiera zestawienie wyników oraz opis toku postępowania i obliczeń niezbędnych do doboru urządzeń jakie będą zastosowane na bloku oraz jego ostatecznego kształtu. Projekt ten ma na celu pokazać jakich danych będzie potrzebował projektant, wykonawca modułu podczas prac projektowych i późniejszej budowy modułu. Przedstawione dane w poniższej tabelce są wynikiem: przeprowadzonych obliczeń; informacji uzyskanych od producenta silnika głównego oraz producentów urządzeń; doboru urządzeń z katalogów producentów urządzeń; doświadczenia własnego z projektowania bloków paliwa Tabela najważniejszych podłączeń Lp. Nazwa Średnica rurociągu DN / PN 16 Wielkość przepływu [m 3 ] Temperatura [ 0 C] I Paliwo ze zbiornika rozchodowego 32 2,2 70 95 II Paliwo powrotne 40 2,9 ~140 III Dolot pary 25 - - IV Przelew paliwa do zbiornika 25 - - V Paliwo do Silnika Głównego 40 5,1 ~150 VI Odlot kondensatu 25 - - VII Ściek paliwa 40 - - VIII Ścieki paliwa 40 - - Uwagi
20/20 4.3.1 Dobór urządzeń Pompy zasilające (ME fuel oil feed pumps for HFO) with safety valve of with one is standby and automatically take over if the other pump fails pump make Hydroster pump type screw pump range working capacity 2,2 m 3 /h inlet pressure 0,05 MPa outlet pressure 0,5 MPa safety valve opens 0,6 MPa pressure by 100% capacity pump across safety valve 0,9 Mpa power 440 V; 60 Hz medium HFO & MDO range working viscosity 20 400 mm 2 /s working temperature max 90 C material pump house nodular cast iron sealing mechanical mounting vertical motor enclosed type IP 55 Pompy cyrkulacyjne (ME fuel oil booster pumps for HFO) with safety valve of with one is standby and automatically take over if the other pump fails pump make Hydroster pump type screw pump range working capacity 5,1 m 3 /h inlet pressure 0,4 MPa outlet pressure 1,0 MPa safety valve opens 1,2 MPa pressure by 100% capacity pump across safety valve 1,4 Mpa power 3,6 kw, 440 V; 60 Hz medium HFO & MDO range working viscosity 20 400 mm 2 /s working temperature max 130 C material pump house nodular cast iron sealing mechanical mounting vertical motor enclosed type IP 55
21/21 Filtry na ssaniu, pojedynczy (strainer simplex filter) type simplex make WARMA connections DN 50 casing steel material strainer element stainless steel strainer mesh 0,3 mm nominal pressure 0,6 MPa working pressure 0,02 MPa working capacity 2,2 m 3 /h working temperature 70 95 C Filtr automatyczny (Fully automatic self - cleaning filter with steam jacket) make Alfa Laval type automatic connections DN 40 mm flanges material filter element stainless steel filter mesh 34 micron abs test pressure 1,5 MPa working pressure 0,5 MPa working capacity Max 2,2 m 3 /h max backflushing flow 15 20% pressure drop appr. 0,02 0,04 MPa alarm at 0,08 MPa filterhousing heated Steam, thermal oil or hot water heating pressure 0,7 MPa electric motor type synchronous, single phased housing material nodular cast iron Filtr indykator (Indicator filter) make WARMA type duplex connections DN 65 filter mesh Max 10 micron gasket FPM pressure drop appr. 0,01 Mpa heating medium steam filtration degree 0,05 mm Capacity medium 5,1 m 3 /h operating pressure 1,0 MPa operating temperature 150 C
22/22 Podgrzewacze parowe (Steam heaters) make BLOKSMA type tube fuel flow 5,1 m 3 /h inlet/outlet temperature 120/150 C working pressure 1,4 MPa design pressure 1,6 MPa connections DN 32 medium steam 0,7 MPa steam connection DN 25 material : plates AISI 316 sealing FPMT CLIP - ON material other fouling on su rface acc. to the marker s standard 15% Przeplywomierz (flowmeter) make VAF INSTRUMENTS type mechanical connections DN 25 flanges housing material ductile iron vanes sintered carbon bearings steel O-ring VITON temperature range + 155 C accessories pulse transmitter acc. NAMUR measuring range 2,5 50 l/min continuous accuracy 0,2% of actual flow Viskozymetr (viscosimeter) make VAF INSTRUMENTS type digital connections DN 50 respons time 5 sec repeatibility 0,25 cst fuel temperature range 0 160 C sensor model pendulum with internal PT100 sensor measuring range 0 50 cst input signal 0 ± 0,5 bar from sensor output signal 4 20 ma supply voltage 220 V AC material sensor stainless steel protection class of sensor in housing IP 65
23/23 Odwadniacze (steam trap) ciśnienie pary nasyconej: ciśnienie różnicowe: ilość odprowadzanego kondensatu: średnica przyłącza kołnierzowego: pozycja instalacji: 0,7 MPa 0,3 bar 190kg/h DN20 pozioma Armatura Zawory kulowe, zaporowo zwrotne Temperatura pracy 70 210 C Ciśnienie max. 1,6 MPa medium HFO, MDO, para DN 15 65 Manometry Temperatura pracy 70 155 C Ciśnienie max. 1,6 MPa medium HFO, MDO Presostaty Temperatura pracy 70 155 C Ciśnienie max. 1,6 MPa medium HFO, MDO Zakres regulacji 0,1 MPa Materiały stalowe Rury materiał Czynnik ciśnienie DN 15 65 Kształtowniki stal HFO, MDO, para max. 1,6 MPa Ceowniki C160 230 Kątowniki L 50x50 L 85x85
24/24 4.3.2 Schemat ideowy podłączeń armatury kontrolno-pomiarowej
25/25 4.3.3 Schemat ideowy podłączeń armatury kontrolno-pomiarowej
26/26 Opisy symboli i oznaczeń na rysunku
27/27
28/28 4.3.4 Schemat ideowy układu zasilania i sterowania
29/29 4.3.5 Projekt koncepcyjny - rysunki zestawieniowe Dla potrzeb projektu MODULARISATION IN SHIP EQUIPMENT przedstawione rysunki mają za zadanie przedstawić graficznie konstrukcje bloku, jego wyposażenie oraz jego ostateczny kształt. Projekt ramy bloku zastał wykonany w oparciu o doświadczenie własne oraz wstępne dobór elementów konstrukcyjnych służących do wykonania ramy bloku. Rysunek ramy bloku przedstawi jej konstrukcje. Rysunek rozmieszczenia urządzeń przedstawia wizualnie rozmieszczenie poszczególnych urządzeń na ramie bloku. Rysunek zestawieniowy przedstawia ostateczny kształt bloku.
30/30 4.3.5.1 Rysunek ramy montażowej
31/31
32/32 4.3.5.2 Rysunek rozplanowania urządzeń
33/33
34/34
35/35 4.3.5.3 Rysunek zestawieniowy całego bloku
36/36
37/37 4.4 Wizualizacje 3D bloku zasilania paliwem Dla potrzeb projektu MODULARISATION IN SHIP EQUIPMENT przedstawione wizualizacje mają za zadanie przedstawić graficznie konstrukcje bloku, jego wyposażenie oraz jego ostateczny kształt. Rys. 11 Widok na blok od przodu
38/38 Rys. 12 Widok na blok od tyłu
39/39 Widok na bok bloku Widok na przód bloku Widok na tył bloku Rys. 13 Widok złożeniowy na blok Widok na bok bloku
40/40 Rys. 14 Widok na ramę Rys. 15 Widok na ramę i urządzenia
41/41 Rys. 16 Widok na urządzenia rurociągi i armaturę Rys. 17 Widok na rurociągi i armaturę
42/42 5. Analiza możliwości opracowania typoszeregu na podstawie wybranego projektu bloku Na podstawie wykonanego projektu została przeprowadzona analiza opracowania typoszeregu dla wybranego typu bloku. możliwości Na rys. 18 przedstawione jest rozplanowanie urządzeń dla opracowanego bloku. Jak widać urządzenia montowane są w grupach. Wynika to z funkcji jakie spełniają, możliwości dostępu do urządzeń oraz możliwości podłączenia do nich rurociągów. Wstępny schemat rys. 19 przedstawia kolejność w jakiej podłączane są urządzenia. Generalnie jest to główny czynnik wpływający na rozplanowani urządzeń na obrysie bloku. Rys. 18 Rozplanowanie urządzeń na ramie bloku Rys. 19 Wstępny schemat.
43/43 Pokazany blok paliwa na rys. 18 jest zaprojektowany do wyposażenia wytypowanymi urządzeniami od konkretnych producentów. Poszczególne urządzenia np. pompy, podgrzewacze produkowane są przez rożne firmy. Powoduje to, że urządzenia te mają rożne gabaryty i wymagania dotyczące obsługi, serwisu itp. Urządzeniami, które przy tych samych parametrach pracy maja różne gabaryty są: podgrzewacze paliwa (mogą być płaszczoworurowe lub płytowe), filtry automatyczne oraz filtry indykatorowe wielokomorowe. Na rys. 20 przedstawiono szkic planu bloku paliwa w którym zamiast wstępnie dobranego podgrzewacza płaszczowo rurowego zastosowano podgrzewacz płytowy. Jak widać wpłynęło to na garbaty bloku oraz częściowo na rozplanowanie rejonów z urządzeniami. Rys. 20 Rozplanowanie urządzeń na ramie bloku wersja z podgrzewaczami płytowymi Generalnie przy opracowywaniu typoszeregu bloku paliwa wykonuje się to w oparciu o wybrane urządzenia i ich producentów. Czynnikiem wpływającym na wielkość typoszeregu oraz gabaryty bloku jest moc silnika dla którego blok przygotowuje i dostarcza paliwo. Wraz ze wzrostem mocy silnika rośnie zapotrzebowanie na paliwo. Powoduje to wzrost wymiarów urządzeń a to wpływa na większe gabaryty bloku. W jednym i drugim przypadku posiadanie Bazy Danych producentów urządzeń wchodzących w skład bloku czy modułu jest bardzo pomocne przy analizie najlepszego rozwiązania oraz pracach projektowych
44/44 5.1 Schemat ideowy oraz opis rejonów dla bloków z typoszeregu Na podstawie wykonanego projektu bloku i rysunków rys. 18 i 19 oraz o urządzenia dobrane w punkcie 4.3.1 tego opracowania zastała przeprowadzona analiza możliwości opracowania typoszeregu. Typoszereg bloków dla różnych mocy silnika Blok w przykładzie poniżej rys 21 jest rozplanowany na podstawie prostokąta. Wyróżnić można kilka rejonów w których są zgrupowane urządzenia. Wraz ze zmianą gabarytów urządzeń zwiększają się gabaryty bloku utrzymując nie zmienne rozplanowanie urządzeń w bloku. Rys. 21 Rozplanowanie urządzeń na ramie bloku Dla naszego projektu można wyróżnić kilka rejonów: Pomp zasilających Pomp cyrkulacyjnych Filtrów wstępnych Filtra automatycznego Filtra indykatora Podgrzewaczy Wiskozymetru Szaf sterowania i obsługi bloku
45/45 W tabeli poniżej przedstawiono typoszereg wielkości bloków w wykonaniu dla różnych mocy silnika głównego. Moc silnika [kw] Gabaryty LxBxH [mm] 5500 8500 2800x1400x1880 9000 15500 3200x1600x1880 16000 25500 3200x1800x2000 26000 35500 2500x1800x2000 Rys. 18, 20 i 21 przedstawiają rozplanowanie bloku pod urządzenia które zostały opisane w punkcie 6 tego opracowania Karcie z danymi elementów bloku paliwa
46/46 6. Karta z danymi elementów bloku paliwa do Bazy Danych Fuel booster unit Name of element Type of element Characteristic Working medium Regional producer Region Other producer Fuel pump Screw 0,5-50 m 3 /h HFO, MDO HYDROSTER Pomorze LEISTRITZ, KRAL, IMO, ALLWEILER Filters Coolers Preliminary 0,5-50 m 3 /h HFO, MDO MANKENBERG GmbH Schelswig Holstein WARMA NOVUM, ALFA LAVAL AKO, BOLL&KIRCH, Final-indykator 0,5-50 m 3 /h HFO, MDO WARMA NOVUM, ALFA LAVAL AKO, BOLL&KIRCH, Automatic 0,5-50 m 3 /h HFO, MDO ALFA LAVAL AKO, BOLL&KIRCH Jacket-pipe 0,5-50 m 3 /h HFO, MDO FUO RUMIA SERCK COMO Pomorze Schelswig Holstein AALBORG BLOKSMA Plate 0,5-50 m 3 /h HFO, MDO ALFA LAVAL APV GEA Electric 0,5-50 m 3 /h HFO ALFA LAVAL AALBORG ELWA Remarks Other
47/47 Viscosimeter 0,5-50 m 3 /h HFO, MDO VAF Instruments ELWA ALFA LAVAL Mar-in Controls MOBREY L&K Anlagentechnik Flowmeter 0,5-50 m 3 /h HFO, MDO VAF Instruments Mar-in Controls KRAL Steam trap 0-1,0 MPa Steam MANKENBERG GmbH Presure tank TECHMET PBUCH Valves Ball valves DN 10-250 No regional producer Stop valves DN 10-250 MANKEBERG GmbH Wilhelm Schley Remote controlled valve DN 10-250 MANKENBERG GmbH Wilhelm Schley Safety valve DN 10-250 MANKENBERG GmbH Wilhelm Schley Schelswig Holstein GESTRA Pomorze TECHMET PBUCH - ZETKAMA, CHEMITEX KLINGER REXROTH Schelswig ZETKAMA, Holstein GŁUCHOŁAZY S.A. CHEMITEX Schelswig Holstein Schelswig Holstein AMOT, CLORIUS ARI-Armaturen ARMAK Gaskets DN 10-250 ZPU Oliwa Pomorze KLINGER JAMES WALKER GAMBIT Lubawka Pipes DN 10-250 No regional producer Pipe holders No regional producer Structural section Channel bar, angle bar, - - No regional flat bar producer see specifications see specifications see specifications see specifications see specifications - see specifications see specifications - see specifications
48/48 Steel plate - - No regional producer Paint - - No regional producer - see specifications - JOTUN, see HEMPEL specifications Connection Electrical set steering Electrical set power supply Electrical Cables equipment Contactor Casing for electrical set Flanged connection DN 10-250 No regional producer Non flanged connection: DN10-50 No regional - welded producer connection, - screwed connection CTO Pomorze CTO, C&T ELMECH ELMOR - see specifications - see specifications Pomorze NORD Pomorze
49/49 7. Podsumowanie projektu Autorzy tego opracowania wykonali znacznie bardziej szczegółowy model modułu oraz przedstawili bardzo szczegółową listę dostarczanych urządzeń niż to zazwyczaj się wykonuje na etapie projektu koncepcyjnego. Ma to za zadanie zwrócić uwagę na fakt iż moduły są konstrukcjami przestrzennymi i składa się na nie wiele różnych skomplikowanych urządzeń Na ostateczny kształt modułu wpływa w zdecydowanym stopniu wielkość zainstalowanych urządzeń oraz zapewnienie odpowiedniej przestrzeni do pracy i obsługi tych urządzeń. Posiadanie Bazy Danych z listą rożnych dostawców tego samego typu urządzeń w znaczmy stopniu usprawnia prace nad modułem. Posiada się dostęp do informacji o potencjalnych dostawcach urządzeń oraz o parametrach urządzeń jakie oferują.
50/50 Literatura [1] KRZYSZTOF GOCKOWSKI: Bloki zasilania paliwem. Centrum Techniki Okrętowej 2005; XXVI Sympozjum Siłowni Okrętowych SYMSO 2005 Gdynia Akademia Marynarki Wojennej. [2] Dokumentacja projektowa na blok zasilania paliwem na jedn. 6684 Centrum Techniki Okrętowej 2001 [3] Dokumentacja projektowa na blok zasilania paliwem na jedn. 8228 Centrum Techniki Okrętowej 2001 [4] Eefting Engineering: Materiały reklamowe http://www.eeftingengineering.nl/ [5] AlfaLaval: Materiały reklamowe http://www.alfalaval.com