یک لوله هواکش دریایی با ایجاد یک مسیر جریان هوای کنترل شده بین فضاهای بسته روی کشتی و جو بیرون کار می کند. - اجازه ورود هوای تازه، خروج هوای کهنه یا آلوده به بیرون و جلوگیری از اختلاف فشار خطرناک، تجمع رطوبت و تجمع گازهای سمی. در سیستم های کانال تهویه دریایی این لوله ها شبکه ای به هم پیوسته از کانال های ورودی و خروجی را تشکیل می دهند که به طور همزمان به اتاق های موتور، انبارهای بار، مخازن سوخت، محل اقامت خدمه و فضاهای خالی خدمت می کنند.
برخلاف تهویه ساختمان، سیستمهای دریایی باید در یک محیط دائماً متخاصم عمل کنند - اسپری آب شور، غلتش شدید، تغییرات فشار ناشی از امواج، و خطرات آتشسوزی/انفجار ناشی از بخارات سوخت. هر جزء، از قطر مجرا تا طراحی سر کلاه، بر اساس این واقعیت ها مهندسی شده است. این مقاله نحوه عملکرد سیستم را از اصول اولیه توضیح میدهد، انواع لولهها و کانالهای اصلی را پوشش میدهد، و الزامات نظارتی را که بر طراحی و نصب حاکم است، بررسی میکند.
یک لوله هواکش بر اساس سه اصل فیزیکی همپوشانی - همرفت طبیعی، اختلاف فشار، و جریان ناشی از باد - بسته به طراحی کشتی و شرایط عملیاتی کار میکند.
هوای گرم در یک فضای بسته (مانند موتورخانه یا محفظه بار) چگالی کمتری نسبت به هوای خنک بیرونی دارد. این اختلاف چگالی باعث بالا آمدن هوای گرم و خروج از آن می شود دریچه های اگزوز که در نقاط مرتفع قرار دارند از فضا، در حالی که هوای بیرون خنک تر از طریق دریچه های ورودی در موقعیت های پایین تر وارد می شود. در یک سیستم خوب طراحی شده، این حلقه غیرفعال به انرژی مکانیکی نیاز ندارد. اتاق های موتور در کشتی های بزرگ می توانند بار گرمایی بیش از حد تولید کنند 500 کیلو وات ، شناوری حرارتی را به یک محرک مهم برای تهویه طبیعی حتی قبل از در نظر گرفتن فن ها تبدیل می کند.
همانطور که یک کشتی در هوا حرکت می کند یا با عبور باد از روی عرشه، اختلاف فشار بین دو طرف بادگیر و بادگیر ایجاد می شود. تهویه کاسه ای و سر قارچ به گونه ای شکل گرفته اند که این فشار دینامیکی را جذب کرده و آن را به کانال ها هدایت می کنند. یک سر کلاه با جهت گیری مناسب رو به باد می تواند فشار استاتیکی ایجاد کند 5-25 Pa در سرعت های معمولی کشتی - برای تهویه طبیعی فضاهای بسته کوچکتر بدون کمک فن کافی است.
برای فضاهایی که جریان هوای طبیعی کافی نیست - موتورخانه، اتاق پمپ، محفظه باتری، محفظه های محموله محصور شده - فن های سانتریفیوژ یا محوری در سیستم کانال ادغام شده اند. فن ها هوا را با سرعت کنترل شده ای از طریق شبکه کانال وارد می کنند که معمولاً با تغییرات هوا در ساعت (ACH) اندازه گیری می شود. مقررات SOLAS به حداقل 6 ACH برای فضاهای ماشین آلات و 20 ACH برای اتاق های پمپ که مایعات قابل اشتعال را جابجا می کنند نیاز دارد. ، که نمی توان به طور قابل اعتمادی تنها با وسایل طبیعی در اکثر کشتی ها به دست آورد.
یک سیستم مجرای تهویه دریایی کامل شامل چندین جزء مجزا است که به صورت سری کار می کنند. درک هر عنصر برای تعیین، نصب یا عیب یابی سیستم ضروری است.
همه لولههای هواکش روی یک کشتی به یک هدف عمل نمیکنند. هر نوع سیستم برای خطرات عملیاتی و فضای مورد نیاز خاص خود مهندسی شده است.
اینها به محل اقامت خدمه، انبارهای بار و فضاهای ماشین آلات خدمت می کنند. آنها سطوح قابل قبول اکسیژن را حفظ می کنند، CO2 و گرما را حذف می کنند و رطوبت را کنترل می کنند. معمولاً قطر لوله ها از جریان حجمی هوا و سرعت کانال هدف محاسبه می شود 4-8 متر بر ثانیه برای کانال های تغذیه و 6-10 متر بر ثانیه برای کانال های اگزوز در فضاهای خدمه سرعت های بالاتر باعث ایجاد سطح صدای غیرقابل قبول می شود.
هر مخزن مایع روی کشتی - روغن سوخت، آب بالاست، آب شیرین، روغن روان کننده - به یک لوله دریچه نیاز دارد تا امکان جابجایی هوا در هنگام پر شدن و انبساط حرارتی محتویات را فراهم کند. بدون هواگیری، پر کردن مخزن قفل هیدرولیک ایجاد می کند. فشار بیش از حد می تواند ساختار مخزن را پاره کند. لوله های دریچه مخزن معمولاً خاتمه می یابد:
فضاهای خالی (حفره های ساختاری خالی بین مخازن یا محفظه ها) گازهای سمی - به ویژه سولفید هیدروژن (H2S) از مخازن بار مجاور، یا متان حاصل از تجزیه مواد آلی - را جمع می کنند و باید قبل از ورود تهویه شوند. لوله های هواکش برای این فضاها معمولاً هستند لوله های باز ساده با صفحه شعله ، اغلب تنها یک تغییر هوا در ساعت تحت همرفت طبیعی ایجاد می کند که برای تهویه تعمیر و نگهداری بین رویدادهای ورودی کافی است.
کشتیهای فلهبر، کشتیهای کانتینری و کشتیهای باری عمومی به تهویه محموله برای کنترل رطوبت (جلوگیری از عرق کردن محموله و آسیب میعان)، حذف گرما از محمولههای خودگرم شونده و رقیق کردن گازهای حاصل از تجزیه محموله نیاز دارند. طیف وسیعی از سیستمها از هواکشهای طبیعی ساده در رگهای کوچکتر تا سیستمهای مکانیکی کاملاً مجرای بر روی فلهبرهای مدرن با قابلیت حمل 6-10 تغییر کامل هوا در ساعت به حجم نگهداری 15000-25000 مترمکعب.
اتاق های باتری، کمدهای رنگ، فروشگاه های بطری گاز و اتاق های پمپ نیاز دارند تهویه اگزوز اختصاصی که به خوبی از منابع احتراق خارج می شود . این سیستم ها معمولا برای رتبه بندی می شوند طبقه بندی مناطق خطرناک منطقه 1 یا منطقه 2 طبق استاندارد IEC 60079، به این معنی که تمام قطعات الکتریکی از جمله موتورهای فن باید ضد انفجار (Ex-d) یا ایمنی افزایش یافته (Ex-e) باشند.
انتخاب مواد برای لوله های تهویه دریایی مقاومت در برابر خوردگی، عملکرد آتش، وزن، و سازگاری با فضاهایی که در آنها خدمت می کنند هدایت می شود. هیچ ماده واحدی در سطح جهانی بهینه نیست.
| مواد | برنامه معمولی | مزیت کلیدی | محدودیت کلیدی |
|---|---|---|---|
| فولاد ملایم گالوانیزه | اسکان، فضاهای ماشین آلات | هزینه کم، استحکام بالا، ساخت آسان | خوردگی در فضاهای مرطوب؛ پوشش روی با گذشت زمان تخریب می شود |
| آلومینیوم درجه دریایی (5052/5083) | سر دریچه های عرشه، لوله های بالای عرشه | سبک وزن، مقاومت در برابر خوردگی عالی | هزینه بالاتر؛ خطر خوردگی گالوانیکی در نزدیکی سازه های فولادی |
| GRP / FRP (فایبرگلاس) | تانکرهای مواد شیمیایی، مجرای هواکش | غیر خورنده، مقاوم در برابر مواد شیمیایی | مقاومت در برابر آتش کمتر؛ شکننده در اثر ضربه |
| فولاد ضد زنگ (316 لیتر) | لوله های دریچه مخزن، انتهای اگزوز | مقاومت فوق العاده در برابر خوردگی و حرارت | گران قیمت؛ سنگین برای کانال های بزرگ |
| کانال کشی انعطاف پذیر (کامپوزیت آلومینیوم/میلار) | اتصالات نهایی به توری ها، ورودی های فن | ارتعاش را جذب می کند؛ نصب آسان در فضاهای تنگ | دارای درجه آتش نیست. اگر خیلی تند خم شود مستعد پیچ خوردن است |
انجمن های طبقاتی (Lloyd's Register، DNV، Bureau Veritas) حداقل نمرات مواد را برای هر منطقه کاربردی مشخص می کنند. مجاری عبوری از تقسیمات دارای درجه آتش باید از آنها ساخته شود فولاد با حداقل ضخامت 3 میلی متر برای بخش های کلاس A، صرف نظر از مواد استفاده شده در سایر نقاط سیستم.
قطر لوله دریچه به صورت دلخواه انتخاب نمی شود - از حجم جریان هوای مورد نیاز، سرعت مجرای قابل قبول و افت فشار مجاز در سراسر سیستم محاسبه می شود. دریافت این اشتباه منجر به تهویه ناکافی یا مصرف انرژی بیش از حد از فن های بزرگ می شود.
رابطه اصلی اندازه:
Q = A × V - که در آن Q جریان هوا بر حسب m³/s، A سطح مقطع مجرا بر حسب متر مربع، و V میانگین سرعت هوا بر حسب متر بر ثانیه است.
برای فضای ماشین آلات 800 متر مکعبی که به 6 ACH (تغییر هوا در ساعت) نیاز دارد:
در عمل، مجراها شامل خمها، انتقالها و دمپرهایی هستند که باعث کاهش فشار میشوند. اینها با استفاده از روشهای طول معادل یا جداول افت فشار محاسبه میشوند. سپس فن برای غلبه بر مقاومت کل سیستم در جریان هوای طراحی انتخاب می شود - که معمولاً به صورت a بیان می شود فشار استاتیک کل بر حسب پاسکال .
به طور خاص برای لوله های دریچه مخزن، قطر لوله باید حداکثر سرعت پر شدن مایع را بدون ایجاد فشار بیش از حد داشته باشد. قوانین کلاس معمولاً مستلزم آن است که سطح مقطع دریچه مخزن حداقل 1.25× مساحت لوله پرکننده باشد. برای اطمینان از جابجایی هوای آزاد در طول عملیات پمپاژ.
یکی از چالش برانگیزترین چالش های مهندسی در تهویه دریایی، طراحی سرهای دریچه ای است که جریان هوا را در همه شرایط اجازه می دهد و از ورود آب دریا به سیستم کانال جلوگیری می کند. ورود آب از طریق لوله های دریچه یک دلیل مستند برای آبگرفتگی کشتی، آسیب الکتریکی و از دست دادن محموله است.
هواکش سنتی کلاهی یک هود منحنی است که بر روی یک پایه چرخان نصب شده است که می تواند به سمت باد یا دور از باد باشد. هنگامی که به باد تبدیل می شود، به عنوان یک ورودی عمل می کند. با چرخش 180 درجه به اگزوز تبدیل می شود. ونتیلاتورهای پوششی در سرعت کشتی بالاتر از 4-5 گره است اما در شرایط آرام جریان هوا ناچیز را فراهم می کند. آنها هیچ گونه حذف ذاتی آب را ارائه نمی دهند و برای محدود کردن ورود آب در شرایط اسپری به ارتفاع لوله و هر بافل داخلی متکی هستند.
دریچه های قارچ دارای یک کلاهک گنبدی شکل روی دهانه لوله هستند که یک شکاف محیطی برای جریان هوا دارد. گنبد آب را به سمت پایین منحرف می کند. آنها هستند غیر جهت دار و فنری برای بسته شدن تحت تاثیر موج، آنها را برای موقعیت های عرشه آب و هوا در کشتی های کوچک و برای دریچه هایی که ممکن است گهگاه زیر آب قرار گیرند، مناسب می کند. جریان هوا در مقایسه با روکشها محدود است - معمولاً برای فضاهایی که کمتر از آن نیاز دارند مناسب است 2-3 ACH .
هواکش دوراد - که به طور گسترده در قایق های بادبانی و کشتی های تجاری کوچک استفاده می شود - یک جعبه ضد آب بین پوشش عرشه و دهانه کانال زیر عرشه قرار می دهد. هوا وارد کاسه می شود و از داخل جعبه عبور می کند. هر آبی که وارد می شود به پایین جعبه می ریزد و از طریق اسکاپپرها به بیرون تخلیه می شود، در حالی که جریان هوا در لوله داخلی ادامه می یابد. دوراد که به خوبی طراحی شده باشد می تواند بیش از 95 درصد آب ورودی را رد کند در حالی که جریان هوای طبیعی مفید را حفظ می کند - یک استاندارد عملکرد مستند شده در مطالعات انجمن معماران دریایی و مهندسین دریایی (SNAME).
پانل های لووردار ثابت در موقعیت های عرشه محفظه استفاده می شود - در طرف بلوک های محل اقامت، در دهانه های پوشش قیف، و روی سطوح روبنا. زاویه تیغه لوور (معمولا 45 درجه شیب رو به پایین ) و همپوشانی تیغه به گونه ای طراحی شده اند که از بارش باران و اسپری جلوگیری کند و در عین حال فضای باز را حفظ کند. 40-60٪ از سطح ناخالص پانل برای جریان هوا
یک سیستم مجرای تهویه که به طور موثر هوا را جابجا می کند همچنین مسیرهایی را ایجاد می کند که از طریق آنها آتش، دود و گرما می توانند از فضایی به فضا پخش شوند. این یکی از جدی ترین چالش های طراحی در مهندسی تهویه دریایی است و به شدت تنظیم شده است.
SOLAS فصل II-2 مستلزم آن است که سیستمهای تهویهای که به فضاهای ماشینآلات، اقامتگاهها و فضاهای بار خدمت میکنند دارای ویژگیهای ایمنی آتشسوزی زیر باشند:
کشتی های بزرگ مدرن نیز شامل می شوند سیستم های فشار برای ایستگاه های جمع آوری ایمن - تهویه با فشار مثبت که با نگه داشتن فشار راهرو کمی بالاتر از فشار محفظه مجاور، مسیرهای تخلیه را عاری از دود نگه می دارد و از نفوذ دود حتی در هنگام باز شدن درها جلوگیری می کند.
سیستم های مجرای تهویه دریایی تحت یک چارچوب نظارتی لایه ای قرار دارند. انطباق در طول بررسی های طبقه بندی و بازرسی های دولت پرچم تأیید می شود. مقررات کلیدی عبارتند از:
| استاندارد / مقررات | ارگان صادر کننده | مورد نیاز کلیدی تحت پوشش |
|---|---|---|
| SOLAS فصل II-1، مقررات 35 | IMO | تهویه فضاهای ماشین آلات؛ حداقل 6 ACH مورد نیاز |
| SOLAS فصل II-2، مقررات 9 و 20 | IMO | دمپرهای آتش، نفوذ مجرای، خاموش کردن فن، مواد غیر قابل احتراق |
| کنوانسیون خط بار، پیوست I | IMO | حداقل ارتفاع لوله هواکش بالاتر از عرشه تخته آزاد. الزامات بسته شدن دستگاه |
| IEC 60092-502 | IEC | تهویه تانکر؛ رتبه بندی تجهیزات الکتریکی تهویه مناطق خطرناک |
| ضمیمه VI MARPOL | IMO | کنترل انتشار بخار برای تخلیه مخازن بار در تانکرها |
| قوانین ثبت DNV / لویدز برای کشتی ها | جوامع طبقاتی | مواد grades, duct thicknesses, installation details, testing requirements |
| ISO 7547 / ISO 8861 | ISO | معیارهای طراحی تهویه مطبوع و تهویه برای اسکان خدمه |
کنوانسیون بین المللی خط بار مستحق توجه ویژه برای الزامات ارتفاع لوله هواکش است. برای شناورهایی که در سرویس بدون محدودیت هستند، حداقل ارتفاع بالای عرشه فری است 900 میلی متر در موقعیت های باز و 760 میلی متر در موقعیت های سرپناه . لولههای زیر این ارتفاعات باید دارای وسایل بستهکننده دائمی باشند که میتوانند از موقعیتی به راحتی قابل دسترسی باشند.
خرابی سیستم تهویه در کشتی ها به آسیب محموله، حوادث سلامت خدمه، حوادث آتش سوزی و در موارد شدید، تلفات کشتی کمک کرده است. درک حالت های خرابی برای برنامه ریزی تعمیر و نگهداری ضروری است.
مجاری فولادی گالوانیزه در فضاهای مرطوب (مناطق آبگیر، فضاهای تهویه مخازن بالاست، انبارهای محموله یخچالدار) هم از داخل و هم از بیرون خورده میشوند. مجاری سوراخ شده اجازه می دهد تا رطوبت، آفات و آتش از مسیرهای مورد نظر عبور کند. فواصل بازرسی 12 تا 24 ماه توصیه می شود برای مجاری در محیط های با رطوبت بالا، با آزمایش ضخامت اولتراسونیک در مناطق مشکوک.
صفحات شعله روی لوله های دریچه مخزن سوخت رسوبات نمک، ذرات زنگ زدگی و رشد دریایی را جمع می کنند. مسدود شدن صفحه شعله در دریچه مخزن سوخت می تواند باعث شود فشار بیش از حد مخزن در حین پر شدن، منجر به آسیب ساختاری یا خرابی واشر می شود . صفحه های شعله باید در هر بارانداز خشک برداشته، تمیز و بازرسی شوند - یا اگر کشتی در آب های ساحلی فعال بیولوژیکی کار می کند، بیشتر اوقات.
دمپرهای آتش دستگاههای غیرفعالی هستند که میتوانند در موقعیت باز به دلیل خوردگی، تجمع رنگ یا آسیب مکانیکی مسدود شوند. آزمایش عملیاتی سالانه - فعال کردن فیزیکی هر دمپر و تأیید بسته شدن کامل - طبق قوانین جامعه طبقاتی الزامی است. مطالعات گزارشهای تلفات آتشسوزی توسط IMO، دمپرهای آتشسوزی غیرقابل کار را به عنوان یک عامل مؤثر در بخش قابل توجهی از آتشسوزیهای بزرگ کشتیها شناسایی کرده است.
در طول عمر کارکرد یک کشتی، مجراها رسوبات چربی (به ویژه از اگزوز گالی)، زباله های عایق، و تغییرات غیرمجاز (کابل ها از کانال ها عبور می کنند، شاخه های مجرای بسته شده) جمع می کنند. اینها سطح مقطع موثر را کاهش می دهند و می توانند جریان هوا را کاهش دهند 40 تا 60 درصد ظرفیت طراحی شده بدون ایجاد هیچ آلارمی اندازهگیری منظم جریان هوا در توریهای کلیدی با استفاده از بادسنج، در مقایسه با رکوردهای راهاندازی، این تلفات پیشرونده را قبل از بحرانی شدن شناسایی میکند.
انتخاب بین تهویه طبیعی و مکانیکی - یا یک رویکرد ترکیبی - یک تصمیم اساسی در طراحی با پیامدهایی برای مصرف انرژی، قابلیت اطمینان، سر و صدا و انطباق با مقررات است.
| نوع فضا | تهویه طبیعی | تهویه مکانیکی | رویکرد توصیه شده |
|---|---|---|---|
| محموله باز (فله بر) | برای محموله های معمولی مناسب است | برای محموله های خود گرم شونده یا حساس به رطوبت مورد نیاز است | هیبریدی (پشتیبان گیری مکانیکی طبیعی) |
| موتورخانه اصلی | ناکافی - بار گرمایی خیلی زیاد است | اجباری؛ حداقل 6 ACH (SOLAS) | فقط مکانیکی |
| اسکان خدمه | ممکن است در خدمات گرمسیری با طرح کلاه خوب | برای کنترل آب و هوا در تمام عرض های جغرافیایی مورد نیاز است | مکانیکی (با تهویه مطبوع) |
| مخازن نفت کوره | کافی - فقط لوله هواکش غیرفعال مورد نیاز است | لازم نیست؛ خطر اشتعال را افزایش می دهد | فقط طبیعی |
| اتاق پمپ (تانکر) | کاملا ناکافی | اجباری؛ حداقل 20 ACH (SOLAS) | فقط مکانیکی (Ex-rated fans) |
| فضاهای خالی و سدها | مناسب برای تهویه تعمیر و نگهداری | فن های قابل حمل برای ورود به فضای محدود استفاده می شود | مکانیکی قابل حمل طبیعی برای ورود |
تعمیر و نگهداری موثر سیستمهای مجرای تهویه دریایی فقط یک تعهد نظارتی نیست - مستقیماً بر ایمنی خدمه، وضعیت محموله و هزینههای عملیاتی کشتی تأثیر میگذارد. چک لیست زیر حداقل وظایف تعمیر و نگهداری را با فاصله زمانی پوشش می دهد:
مقدمه ای بر مجرای مارپیچ دریایی در محیط سخت صنعت دریایی، سیستم های توزیع هوا و اگزوز قابل اعتماد برای تضمین ایمنی، راحتی و کارایی عملیاتی بسیار ...
READ MOREآشنایی با طناب های دریایی طناب های دریایی چیست؟ طناب های دریایی که اغلب به عنوان خطوط در اصطلاح دریایی شناخته می شود، جزء اساسی هر قایق...
READ MOREمقدمه در دنیای جهانی شده امروز، تقاضا برای تبرید کشتی کارآمد و قابل اعتماد بیش از هر زمان دیگری حیاتی شده است. با ادامه رشد تجارت بین الملل...
READ MORE+86 18036286112
پلاک 11، جاده شرقی جینلی، شهر هنجی، شهرستان جیانهو، شهر یانچنگ، استان جیانگ سو، چین
حق چاپ © Jiangsu Shenkai Marine Equipment Co.,Ltd. تمامی حقوق محفوظ است.
تولید کنندگان تجهیزات دریایی سفارشی