Обоснование технологической схемы сбора

И переработки отходов

 

Задание на выполнение курсового проекта предусматривает проектирование следующих типов судов экологического назначения:

1. Суда для сбора нефти с поверхности воды.

2. Суда осуществляющие сбор и переработку нефтесодержащих отходов с судов.

3. Суда для сбора и комплексной переработки отходов с судов.

4. Суда для сбора плавающего мусора с поверхности водоемов.

В зависимости от назначения судна, определенного заданием на курсовое проектирование, обосновывается и разрабатывается принципиальная технологическая схема сбора и ликвидации загрязнений. Для этой цели рекомендуется использовать литературные отечественные и зарубежные источники, а также материалы, имеющиеся на кафедре.

Для судов, собирающих нефть с поверхности воды технологический процесс включает сбор, отстой, начальную очистку и накопление нефтесодержащих вод на судне. Определяющим при выборе технологической схемы работы нефтесборного устройства, является производительность по сбору нефти с поверхности воды и время накопления нефти на судне. В зависимости от этих данных определяются способ сбора нефти, объемы танков для размещения нефтепродукта и размеры отсеков для размещения оборудования.

Для судов по сбору и переработке нефтесодержащих отходов с судов и судов комплексной переработки отходов задается количество отходов, а также производительность их переработки. Номенклатура отходов, перерабатываемых различными технологическими способами, определяет технологическую схему работы перерабатывающего комплекса в целом, а также объемы накопительных цистерн и размеры технологических отделений.

Для судов-сборщиков плавающего мусора с поверхности водоемов необходимо на основании информации о характеристиках мусора, таких как объем, масса, места скапливания определить способ его приема на судно. При выборе технологический схемы большое значение имеет возможность обработки мусора на судне, способ его хранения и сроки сдачи на берег.

Выбор основных механизмов, обеспечивающих

Технологический процесс

 

В данном разделе выполняется дальнейшее уточнение выбранной технологической схемы, подбирается технологическое оборудование, обеспечивающее её работу в соответствии с заданной производительностью. Выбираются массовые и геометрические размеры выбранного оборудования, исследуется возможность установки его на судне и определяется место его размещения. При выборе оборудования могут использоваться материалы и рекомендации курса «Проектирование судов экологического назначения часть 2», а также методические указания [6], [7], [8], [9].

Обоснование архитектурно-конструктивного

Типа судна

Архитектурно-конструктивный тип судна формируется в соответствии с заданием на проектирование (линией (районом) эксплуатации, грузоподъемностью, группой судна) и выбранной технологической схемой сбора и переработки отходов. В пояснительной записке приводится обоснование характеристик архитектурно-конструктивного типа судна: места расположения основных отсеков в корпусе судна, особенности судовой энергетической установки, тип движителей, место размещения технологического оборудования, расположение надстройки и количество ярусов и т.п.

На основании проведенного анализа, подбирается судно, по своим параметрам (району плавания, грузоподъёмности, скорости хода, архитектурно-конструктивному типу) близкое проектируемому. Параметры судна-прототипа заносятся во второй столбец табл. 2. По результатам расчетов, выполняемых в курсовом проекте, заполняется третий столбец табл. 2.

 

Таблица 2

Технико-эксплуатационные характеристики судов

 

Основные характеристики	Судно-прототип	Проектируемое судно
1.	Назначение
2.	Класс Регистра
3.	Главные размерения:
	длина, м
	ширина, м
	высота борта, м
	осадка, м
4.	Грузоподъемность, т
5.	Водоизмещение:
	в грузу, т
	порожнем, т
6.	Скорость хода, км/ч
7.	Количество и мощность двигателей, кВт

Окончание табл. 2

Основные характеристики	Судно-прототип	Проектируемое судно
8.	Количество грузовых трюмов и их объем, м^3
9.	Характеристики специальных устройств
10.	Число мест экипажа
11.	Автономность по топливу, сут

 

 

Определение водоизмещения и главных

Размерений, их обоснование

 

Определение водоизмещения для самоходных судов экологического назначения, к которым могут относиться суда нефтесборщики, суда-сборщики нефтесодержащих отходов, осуществляющие сбор и переработку нефтесодержащих отходов с судов выполняется по уравнению масс:

 

,

(4.1)

 

где	Δ	–	относительная величина запаса водоизмещения;
	Ψ К	–	измеритель массы корпуса, т/м^3;
	LBH	–	кубический модуль судна, м^3 (определяется как произведение конструктивной длины L, на конструктивную ширину В и на высоту борта Н);
	р м	–	измеритель массы механизмов, т./кВт;
	g	–	удельный расход топлива и смазки на 1 кВт мощности главных двигателей за время между бункеровками;
	v	–	скорость хода судна, км/ч;
	Ca	–	адмиралтейский коэффициент;
	DW ^0	–	чистый дедвейт, т.

Для несамоходных судов экологического назначения вышеперечисленных типов определить водоизмещение можно по уравнению масс, имеющего следующий вид:

 

,

(4.2)

 

где

N

–

относительная величина запаса водоизмещения; мощность энергетической установки, кВт.

 

Кубический модуль может быть найден по выражению:

 

,

(4.3)

 

где	r	–	плотность груза т/м. куб (для нефтепродуктов 0.8–0.9);
	Δ тр	–	0,94–0,97 – коэффициент полноты корпуса в районе грузовых танков (статистические данные);
	l тр	–	относительная длина грузовых танков (принимается по судну-прототипу);
	Χ нб	–	коэффициенты, учитывающие потерю части объёма танков на набор, χ нб = 0,17–0,20 – судов с двойным дном и двойными бортами;
l т, b т, h т	–	относительные размеры тронка;

 

k _o = W _o / W _тр,

 

где	W тр	–	объем танков, необходимый для размещения заданного количества груза, м^3;
	W о	–	объем отстойных танков, м^3.

 

Если на судне одновременно размещают нефтепродукты, имеющие разную плотность, то это в уравнении грузовместимости может быть учтено путем подсчета среднего значения расчетной плотности:

,	(4.4)
где	Рi, ri	–	масса и плотность i -го одновременно перевозимого жидкого груза.

 

Для расчета водоизмещения судов-мусоросборщиков используется следующее уравнение

 

(4.5)

 

где

а

–

доля массы корпуса в полном водоизмещении судна.

 

Величина чистого дедвейта DW0, входящая в состав кубического уравнения, в общем случае для всех типов судов экологического назначения определяется по выражению:

 

DW ^0 = Р гр + Р эк + Р пр + Р в + Р ф,

(4.6)

 

где	Р гр	–	масса груза, т;
	Р эк	–	масса экипажа, т;
	Р пр	–	масса продовольствия, т;
	Р в	–	масса воды, т;
	Р ф	–	масса фекально-сточных вод, т.

 

При определении составляющих чистого дедвейта следует воспользоваться рекомендациями [3].

В ряде случаев масса груза Р _гр некоторых типов судов экологического назначения является суммой нескольких слагаемых. Количество слагаемых зависит от числа видов отходов перерабатываемых на судне. Так для судов комплексной переработки отходов используется выражение:

 

Р гр = Р ст + Р нв + Р тм,

(4.7)

 

где	Р ст	–	масса сточных вод, т;
	Р нв	–	масса нефтесодержащих вод, т;
	Р тм	–	масса твердого мусора, т.

 

Массы определяются исходя из времени накопления, производительности и времени сбора отходов.

Дальнейшие действия по составлению и решению кубического уравнения, нахождению водоизмещения, мощности судовой энергетической установки, выбору двигателя, расчету главных размерений выполняются в соответствии с рекомендациями пособий [3], [4], [5].