Балластная система транспортных судов.

Назначение: приём на борт, перекачка по судну и удаление за борт водного балласта для обеспечения необходимой посадки судна при ходе порожнем; а так же для спрямления крена и дифферента при расходовании судовых запасов.

На некоторых типов судов, кроме обозначенной выше основной задачи, балластная система выполняет специфические задачи:

- Суда, несущие палубный груз (лесовозы, контейнеровозы), имеют повышенный центр тяжести, что может приводить к недостаточной остойчивости. На этих судах для повышения остойчивости в грузу балласт принимается в цистерны двойного дна.

- Навалочные суда при перевозке грузов большой плотности имеют пониженный центр тяжести, а вызванная этим избыточная остойчивость приводит к более порывистой качке, что ухудшает обитаемость судна. На этих судах для уменьшения остойчивости в грузу балласт принимается в подпалубные цистерны.

Требования.

В Правилах классификации и постройки морских судов РМРС (Раздел VIII Системы и трубопроводы, п. 8. Балластная, креновая и дифферентная системы) содержатся следующие требования:

1. Балластная система должна обслуживаться хотя бы одним насосом, подача которого выбирается исходя из условия обеспечения скорости воды не менее 2 м/с в трубопроводе, обслуживающем наибольшую балластную цистерну.

2. В качестве балластного могут быть использованы другие общесудовые насосы с достаточной подачей (например, осушительный, пожарный, резервный насос охлаждающей воды).

3. Каждый балластный насос должен иметь подачу не менее определяемой по формуле:

, м³/ч, (2.1.1)

где d_м – диаметр магистрали балластной системы, мм.

4. Внутренний диаметр отростков балластных трубопроводов, обслуживающих отдельные балластные цистерны, должен вычисляться по формуле:

, (1.6.1)

где V – вместимость данной балластной цистерны, м³. Естественно, берётся трубопровод ближайшего стандартного диаметра.

5. Диаметр магистрали должен быть не менее наибольшего диаметра отростка, определённого по формуле (1.6.1).

6. Расположение приёмных отростков должно быть таким, чтобы обеспечить откачку балластной воды из любой БЦ когда судно сидит на ровный киль или имеет крен до 5⁰.

Требования к воздушным трубам. Раздел 10. Системы воздушных, переливных и измерительных трубопроводов, п. 10.1. Воздушные трубы.

7. Каждая цистерна, заполняемая жидкостью, а так же ледовые и кингстонные ящики, должны быть оборудованы воздушными трубами. Обеспечивающими воздухообмен между цистернами и атмосферой.

8 Воздушные трубы должны быть выведены из верхней части цистерн. Число и расположение воздушных труб выбирается в зависимости от формы и размера цистерн и должны исключать образование воздушных мешков.

Воздушные трубы цистерн, стенками которых является наружная обшивка корпуса, а так же ледовых и кингстонных ящиков, должны быть выведены выше палубы переборок.

9. Цистерны, простирающиеся от борта до борта, должны быть оборудованы воздушными трубами у обоих бортов.

10. Выходные концы воздушных труб должны быть выполнены в виде колена, обращённого отверстием вниз, или должны быть оборудованы специальными затворами, предотвращающими попадание воды.

11. Суммарная площадь воздушных труб цистерн, заполняемых насосами, должна быть не менее 1,25 суммарной площади сечения наполнительных трубопроводов.

12. Внутренний диметр воздушных труб во всех случаях должен быть не менее 50 мм.

Компоновка.

Для размещения водяного балласта могут быть использованы междудонные и бортовые цистерны, подпалубные цистерны, форпик и ахтерпик. Количество и размещение балласта зависит от назначения и типа конкретного судна.

Основные рекомендации по компоновке балластных систем изложены в РД 5Р.5270 – 85 «Системы трюмные и балластные судовые. Правила проектирования» - раздел 2.4 Проектирование балластных систем.

П. 2.4.2. Балластная система должна быть спроектирована так, чтобы обеспечивать заполнение и опорожнение любой одной цистерны и одновременно нескольких цистерн, а так же, при необходимости, перекачку балласта из одних цистерн в другие.

П. 2.4.10. Должно быть предусмотрено заполнение балластных цистерн как самотёком до уровня ватерлинии, так и с помощью насосов.

П. 2.4.11. Выбор принципиальной схемы осуществляется в зависимости от конструктивных особенностей данного судна (расположение МО, БЦ, наличие туннеля трубопроводов). Типовые схемы приведены в приложении РД.

П. 2.4.12. При прокладке магистрали по линейной схеме в туннеле междудонного пространства управление установленными на отростках клапанами должно быть дистанционным, а конструкция дистанционно-управляемых клапанов должна обеспечивать их работоспособность в затопленном состоянии.

П. 2.4.13. Перед всасывающими патрубками балластных насосов должны устанавливаться грязевые коробки.

П. 2.4.14. Если уровень балласта в цистернах оказывается выше уровня напорного патрубка насоса, то на нагнетательном трубопроводе за насосом должен устанавливаться невозвратный клапан.

Требования к прокладке трубопроводов те же, что и для осушительных систем, с одной особенностью – прокладка никаких трубопроводов, кроме осушительных, в сухогрузных трюмах не допускается.

Требования к размещению отливных отверстий и к отливным клапанам аналогичны требованиям для осушительной системы.

Приём воды в балластные цистерны осуществляется с помощью кингстонов – специальных клапанов, установленный на непроницаемой выгородке, называемой кингстонным ящиком. Различают днищевые и бортовые кингстоны (рис. 1.6.1, а и б). Бортовой кингстон размещают на глубине не менее 0,3 м от ватерлинии при ходе порожнем.

Рис. 1.6.1. Кингстон: а – днищевый, б – бортовой

Кингстон 1 установлен на стенке выгородки. Воздух из верхней части кингстонного ящика отводится через воздушную трубу с клапаном 4. Согласно п. 4.3.2.3 правил РМРС, отверстие в наружной обшивке кингстонного ящика оборудовано решёткой 6. Вместо решётки допускается выполнять отверстия и щели в корпусе, при этом суммарная площадь отверстий или щелей должна быть не менее 2,5-кратной площади сечения приёмной арматуры забортной воды, а диаметр одного отверстия или ширина одной щели должны быть около 20 мм. Согласно тому же п. 4.3.2.3, для ликвидации засорения кингстона к нему по трубе 2 подводится сжатый воздух, а для ликвидации обледенения по трубе 3 подводится пар. Воздух и пар выпускается на решётку 6 кингстонного ящика через перфорированную трубу 5.

Типовая схема балластной системы универсального сухогрузного судна, объединённой с осушительной системой, приведена на рис. 1.6.2.

Рис. 1.6.2. Типовая схема балластной системы универсального сухогрузного судна.

1- трубопровод к балластным цистернам; 2 – клапанная коробка запорного типа;

3 – трубопровод в цистерну сбора нефтесодержащих вод; 4 – невозвратно-запорный клапан, нормально закрытый; 5 – отливной клапан; 6 – осушительный насос;

7 – балластный насос; 8 – магистральный трубопровод; 9 – ответвления к другим системам; 10 – грязевая коробка; 11 – клапанная коробка невозвратно-запорного типа; 12 – трубопровод осушительной системы; 13 – приёмный кингстон; 14 – трубопровод осушения МО; 15 – специальный фланец.

Типовые схемы балластных систем танкеров.

Согласно требованию 13 приложения 1 к Конвенции по предотвращению загрязнения моря с судов МАРПОЛ 73/78, грузовые танки должны быть по всей длине защищены балластными цистернами. Обычно балласт в районе грузовых танков размещают в междудонном и межбортном пространстве в парных L-образных цистернах.

Особенностью танкеров является большое количество балласта (от 30 до 60 % дедвейта). Поэтому в балластных системах танкеров для откачки балласта за приемлемое время приходится применять насосы с большой подачей. В качестве запорной арматуры в таких системах с большим расходом как правило используются дисковые поворотные затворы с гидроприводом, обладающие малым гидравлическим сопротивлением.

Типовые схемы балластных систем танкеров показаны на рис. 1.6.3: а – при наличии туннеля трубопроводов (децентрализованная), б – без туннеля трубопроводов (централизованная).

Рис. 1.6.3. Типовые схемы балластной системы танкера

Иногда для балластной цистерны форпика предусматривают автономные средства опорожнения и заполнения. Например, для откачки балласта используется эжектор, работающий от пожарной магистрали, а заполнение цистерны осуществляется так же из пожарной магистрали.

Типовые схемы балластной системы навалочных судов.

Особенностью навалочных судов является наличие подпалубных балластных цистерн. Кроме расположения цистерн, в остальном балластные системы навалочных судов подобны балластным системам танкеров, поскольку так же предназначены для работы с достаточно большим количеством балласта.