Основные приемы и порядок составления схем систем

Каждая схема системы должна показывать пути жидкости и газа по трубопроводам, все элементы, необходимые для работы и управления работой системы. Поэтому проектант должен понимать логику функционирования системы, вытекающую из ее назначения, знать особенности, вытекающие из требований нормативных документов. Введение в эти знания будет дано ниже, при рассмотрении конкретных систем. Сейчас же рассмотрим наиболее общие принципы составления схемы любой системы в рамках эскизного проекта.

Исходными сведениями для составления схемы системы являются:

1) – функциональное назначение системы ;

2) – принятая компоновка системы;

3) –общее расположение судна – схематичные планы трюмов и палуб, продольный разрез по ДП, расположение цистерн, план размещения основного оборудования (ГД, ДГ, котел, ГРЩ) в МО;

4) – свод требований к системе, выбранных из Правил и РД;

5) – перечень специфических элементов системы, необходимых для функционирования именно этой системы (например, приемные сетки с невозвратными клапанами в осушительной системе и пр.).

Начальные этапы составления схемы иллюстрируются рис. 2.7, на котором показан процесс разработки схемы условной балластной системы

Составление схемы состоит из следующих этапов:

I. – На планах палуб или трюмов производится расстановка концевых элементов (арматуры, приемных отростков, кингстонов и пр.), в которые поступает жидкость или воздух. Далее расставляются концевые элементы,

Рис. 2.7. Начальные этапы составления схемы системы: а)- этап I и II, установка концевых элементов и насоса: 1-приемные раструбы, 2-днищевой кингстон, 3-бортовые отливные отверстия, 4-насос; б) – этап III - проведение линий трубопроводов: 1-балластная магистраль, 2- приемно–наполнительные отростки, 3- наполнительный отвод, 4- отливной трубопровод насоса, 5 – отливная перемычка, 6 – трубопровод забора забортной воды;

Рис. 2.8. Заключительные этапы составления схемы системы: а) – этап IV – установка управляющей арматуры: 1- клинкеты отростков, 2- клинкеты переключения забора воды из цистерн или из кингстона, 3- отсечная арматура насоса, 4 – клапан заполнения цистерн балластом, 5 - маневровые клапаны переключения борта выдачи балластных вод, 6- параллельные участки трубопроводов, 7 – лишнее колено на трубопроводе; б) – этап V и VI– корректировка и дополнение схемы: 1 – группировка арматуры одинакового назначения для удобства обслуживания, 2- уборка лишнего колена , 3 – дополнение схемы элементами функциональной группы насоса; ( ГД –главный двигатель, ДГ- дизель –генератор)

через которые среда истекает из системы наружу. Эта процедура регламентирована наибольшим количеством требований Регистра, РД и СанПиН. Без выполнения подготовительной работы по пп. 4 и 5 в исходных данных, правильно расставить элементы не удастся. (рис.2.7, а)

II. – Устанавливается положение средства перемещения среды в данной системе (насоса, вентилятора, пневмоцистерны) на плане МО или на планах палуб. Несмотря на то, что схема является принципиальной, размещать оборудование системы относительно ГД и ДГ, ГРЩ следует с учетом возможности его обслуживания, соблюдения размеров проходов. Это позволит на этапе техно-рабочего проектирования сократить трудоемкость разработки монтажных чертежей.

III. – В соответствии с логикой работы системы и принятой компоновкой производится соединение элементов линиями трубопроводов. Вначале проводятся магистрали, а затем отростки. Эти линии связи проводятся пока без привязки к плану палубы или трюма, главное трубопроводы должны обеспечивать перемещение среды в заданном направлении. При их проведении следует учитывать, что главные двигатели и другие устройства, стоящие на фундаментах не являются препятствием для прокладки трубопроводов (рис.2.7, б).

IV. - В соответствии с логикой действия системы на линиях связи устанавливается управляющая арматура (рис. 2.7-в). В отличии от трубопроводов, арматура должна устанавливаться вне фундаментов механизмов и устройств.

.V – Производится корректировка расположения трубопроводов:

а) линии трубопроводов привязываются к конструкции корпуса и устанавливаются места их расположения ( двойное дно или двойной борт, подволок коридора и т.п.), их направление должно быть параллельно или перпендикулярно ДП;

б) убираются лишние колена и параллельные участки труб;

в) корректируется расположение арматуры – элементы с одинаковым функциональным назначением группируются в одном месте для удобства обслуживания, располагаются с учетом легкого доступа к ним (рис.2.7-г).

VI. -. На схеме изображаются второстепенные (для понимания работы системы) элементы - переборочные стаканы, спускные пробки, подвески, компенсаторы. Кроме этого устанавливаются элементы функциональных групп устройств и оборудования (насосов, пневмоцистерн и др.) контрольно -измерительные приборы, фильтры, предохранительные клапаны и многое другое. Рядом с каждым трубопроводом проставляются размер трубы – наружный диаметр и толщина стенки (рис.2.7-г).

VII. – Составляется перечень элементов системы (см. далее, п. 2.6.1, в), который оформляется в виде отдельного документа или помещается на поле чертежа схемы. К каждому элементу на схеме проводится линия – выноска с полкой за пределы контура судна. На полке проставляются номера позиций из перечня элементов. Отдельно, на полках линий – выносок, проведенных к условным обозначениям насосов на схеме, указываются назначение насоса и его основные параметры.

VIII. - В поле чертежа (над основной надписью) приводятся технические требования (ТТ), которые следует учесть при изготовлении системы (типы соединения труб, методы и способы контроля и пр., см. далее п. 2.6.1, б).

Особенности выполнения этапов VII и VIII будут даны далее, при рассмотрении вопросов проектирования конкретных систем.

IX. – Если требуется показать расположение трубопроводов по вертикали – относительно главной палубы, ватерлинии, относительно противопожарных переборок схема изображается на продольном разрезе или в изометрии (см. п.2.6.1, а).

При составлении схем систем следует использовать функциональные группы трубопроводов и арматуры, которые обеспечивают работу механизма или устройства. На рис. 2.9 показана функциональная группа, которая обязательна для любого насоса, перекачивающего воду. (На рис. 2.4 и 2.5 для упрощения насосы на схеме изображены без своих функциональных групп, в реальности они обязательны). Назначение элементов функциональной группы, показанной на рис. 2.9 следующее:

Отсечная арматура служит для отсечения насоса и фильтра от системы для обслуживания или ремонта. На входе в насос устанавливается, как правило, клинкетная задвижка для снижения сопротивления всасывающего трубопровода. На выходе устанавливается невозвратно - запорный клапан, который не позволяет вытекать воде при снятом насосе, когда напор в системе обеспечивает резервный насос. Если этот клапан забыли закрыть (резервный насос работает периодически), затопление отсека не произойдет. Если забыть закрыть клинкетную задвижку перед фильтром (см.рис 2.8-б), то вода немедленно пойдет через открытый фильтр из кингстона с низким напором.

Рис. 2.9. Функциональная группа насоса: 1- насос, 2- отсечная клинкетная задвижка, 3- отсечный невозвратно-запорный клапан (регулирующий), 4- фильтр, 5-манометровый щит, 6- манометр, 7- мановакуумметр, 8- манометровый клапан. 9- датчик давления

Это легко заметить, поэтому на входе невозвратный клапан не требуется. Отсечный клапан на выходе часто делается регулирующим. Фильтр (обычно тонкой очистки) служит для задержки нитевидных загрязнений (водоросли, нити ветоши) , которые могут обматываться вокруг крыльчатки и выводить насос из строя. Очистка фильтра также невозможна без закрытия отсечной арматуры. Важнейшим элементом группы является мановакуумметр. При запуске насоса следует следить за его показаниями, и если происходит превышение допустимой высоты всасывания (см. п. 1.4.2), необходимо выключить насос, проверить

открытие арматуры на всасывании, либо очистить фильтр.

Манометр показывает напор в системе, который создает насос, поскольку вращение вала двигателя не обязательно свидетельствует о работе насоса (может быть сорвана шпонка, крыльчатка обмотана ветошь и пр.). Свою важную роль играют и манометровые клапаны. Их устройство (см. рис.1.53-в) позволяет продуть трубку, ведущую к манометру от окалины и других загрязнений, а также присоединить контрольный манометр для поверки штатного.

В напорном трубопроводе после насоса в ответственных системах (осушительная, водопожарная и др.) на трубопроводе устанавливается датчик давления, сигнал от которого выводится в ходовую рубку, где контролируется работоспособность системы.

Здесь приведена функциональная группа центробежного насоса, как наиболее распространенная в общесудовых системах. Другие функциональные группы будут рассмотрены далее в разделах, посвященных проектированию конкретных систем.

На рис. 2.8 показана принципиальная схема системы, привязанная к плану трюма. Аналогично привязываются схемы к планам палуб. Однако не всегда удается однозначно передать особенности прохода линий трубопроводов в вертикальном направлении. Поэтому для многих систем схемы выполняются как на планах палуб и трюмов, так и на продольных разрезах. Наибольшей наглядностью обладают схемы выполненные (как и палубы) в изометрии. С развитием графических технологий объемного моделирования такие схемы достаточно просты в исполнении, хотя при этом возникает большое количество затруднений по обозначению трубопроводов, применению стандартных обозначений и т.п. На основе личного опыта автор может порекомендовать для таких схем простую плоскую изометрию. В изометрии или дополнительно на вертикальных разрезах судна целесообразно выполнение схем, трубопроводы которых пересекают большое количество палуб по вертикали – водотушения, отопления, водоснабжения, вентиляции и пр. Трюмные системы (балластная, осушительная, нефтесодержащих вод) не требуют изображения на вертикальных разрезах или в изометрии.

Следует отметить еще одну компактную форму принципиальной схемы, не привязанной к общему расположению. Она изображается для справки на монтажных чертежах в техно- рабочем проектировании. Большое количество конструктивных подробностей и деталей в этих чертежах делают практически невозможным понимание принципа работы системы. Принципиальная схема в компактной форме дает представление о работе системы и связях элементов между собой, упрощая чтение монтажного чертежа.

Иногда для экономии времени эту форму применяют в эскизном проектировании для компактных систем расположенных в одном помещении или отсеке (автономная система кондиционирования, вентиляции и пр.)