INSTALATIA DE BALAST

INSTALAŢIA DE BALAST

Instalatia de balast are rolul de a asigura starea navei prin modificarea centrului de greutate al navei balastate; pescajul minim la pupa necesar functionarii propul 19219x2320t sorului; posibilitatea corectarii asietei (înclinarilor) navei provocate de încarcarea neuniformâ a marfii la bord sau a eventualelor avarii produse sub linia de plutire a corpului navei.

Dupa gradul de generalitate al utilizarii, instalatiile de balast se pot clasifica astfel:

a) Instalatii de balast generale - întâlnite pe toate tipurile de nave maritime si fluviale;

b) Instalatii de balast specializate - utilizate doar la navele specializate (instalatia participa la asigurarea rolului functional al navei).

a. Instalatii de balast generale Se întâlnesc la navele de transport marfuri generale, cu scopul de a realiza modificarea pescajului mediu si de a corecta înclinarile, longitudinala si transversala.

b. Instalatii de balast specializate. Se întâlnesc la spargatoarele de gheata, la navele port-containere, portbarje, la docurile plutitoare si la submarine.

La nevele spargatoare de gheata se pune problema ca instalatia de balast sa realizeze pe timpul stationarii navei oscilatii cu perioade foarte mari, astfel incat pe timpul stationarii nava sa nu fie prinsa de gheata.

La navele portcontainer, portbarje sau RO-RO, ce imbarca greutati concentrate mari, se pune problema corectarii rapide a inclinarii cauzate de dispunerea excentrica a greutatii la bord. Exista nave portbarje la care incarcarea barjelor, se face prin balastarea navei de baza. Pentru submarine, instalatia de balast determina conditia de imersiune si de ridicare la suprafata.

Elementele constructive ale instalatiei de balast (fig 2.1.1) Aceste instalatii sunt formate din pompe, tubulaturi, tancuri de balast, armaturi de comanda si control.

Pompele de balast sunt, in general, de tip centrifugal, care la funtionare au debite mari si sunt autoamorsabile. Ele trebuie sa indeplineasca conditii atat pe aspiratie, cat si pe refulare. Registrele de clasificatie impun dublarea pompei de balast - de obicei aceasta este dublata de pompa de santina.

Tubulaturile instalatie de balast .sunt formate din; tubulatura principala prin care circula apa de mare, tubulatura de aerisire a tancului de balast si tubulatura instalatiei de masura si control ce monitorizeaza nivelul balastului în tancuri.

Observatie: Tubulatura instalatiei de balast se cupleaza la un capat cu instalatia de introdus apa (magistrala de apa de mare), iar la celalalt capat cu tancurile de balast.

Patrunderea apei în corpul navei se face prin valvula Kingston sau priza de fund. La celalalt capat al instalatiei se amenajeaza tancul de balast cu elementele lui (fig. 2.1.2): tubulatura de umplere si golire (1), tubulatura de aerisire (2), tubulatura de masura si control (3).

Volumul si dispunerea tancurilor de balast se face în conformitate cu calculele hidrostatice, astfel încât sa se asigure pescajul mediu al navei si posibilitatea de reglare a asietei.

Tancul de balast este prevazut cu :

1. Ramificatie cu ro! de umplere si golire a tancului de balast.

2. Aerisire cu rol de a asigura iesirea aerului din tanc la umplere. Permite de asemenea închiderea tubulaturii când puntea intra sub apa. Se are în vedere ca sectiunea de intrare a apei în tanc sa fie mai mica decât sectiunea

de iesire a aerului, adica Si ≤ S_e {aceasta pentru a nu se crea suprapresiune la umplere si vacum la golire).

3. Tub de sonda - permite controlul local al cantitatii de balast din tanc. Cantitatea de balast poate fi masurata si de la distanta cu ajutorul traductoarelor de nivel. La navele moderne exista sisteme automate de control si monitorizare cu urmatoarele aplicatii: masoara automat nivelul din tancurile de balast, apa potabila, combustibil sau de marfa, urmareste si semnalizeaza diversi parametri (detectia golirii si respectiv încarcarii tancului, temperatura, presiune, densitate).

De regula astfel de sisteme sunt integrate într-un sistem principal de control prin intermediul unei interfete, care face legatura între traductoarsle existente în tancuri si un calculator central. Produsele de acest fel existente pe piata, trebuie sa prezinte un grad ridicat de performanta, siguranta si precizie. Montarea traductoarelor în tancurile monitorizate, trebuie sa corespunda clasei de protectie IP68 (prima cifra 6 semnifica protectie totala contra patrunderii prafului, iar cea de-a doua ne indica rezistenta la imersiune prelungita). Produsele existente pe piata pot realiza monitorizarea simultana a circa 80 de tancuri (fig. 2.1.3).

SISTEMUL PRINCIPAL DE CONTROL

AL TANCURILOR DE MARFĂ, BALAST, SERVICIU

Instalatia de balast trebuie sa permita urmatoarele manevre absolut necesare în procesul de exploatare a navei: ambarcare - debarcare balast, manevra apei între tancuri, babord - tribord si invers, manevra balastului din pupa în prova si invers. Nivelul apei din tancuri este urmarit în permanenta cu ajutorul unor traductoare de nivei.

Traductoare de nivel cu plutitor. Aplicatiile marine sunt executate printr-o tehnologie de vârf, care a fost încercata si testata în mii de aplicatii de-a lungul anilor. Tehnologia plutitorilor trebuie sa permita satisfacerea conditiilor dure din domeniul marin pentru a functiona continuu ani de-a rândul fara a se deteriora. Dificultatea accesului la traductorul aparaturii de masurare a nivelului din tanc implica dotarea navelor în acest sens cu echipamente din cele mai fiabile.

Cel mai întâlnit traductor de nivel este plutitorul (fig. 2.1.4), utilizat în principal pentru avantajele ce le prezinta si anume: plutitoarele urmaresc adevaratele suprafete a!e lichidului si nu extrapolarea rezultatelor obtinute din indicatii indirecte cum sunt presiunea sau ecoul; functioneaza perfect în tancurile cu peretii curbati sau alte forme, unde alte tehnologii pentru sesizarea nivelului lichidului nu pot functiona; prezinta unica capacitate de a monitoriza nivelele de lichid din orice tanc indiferent de marime si forma; poate opera cu lichide de greutati specifice diferite; acuratetea masuratorilor nu poate fi afectata de schimbari în greutatea specifica, temperatura si presiune a lichidului monitorizat si din aceste cauze nu sunt necesare reglari si recalibrari scumpe; pot monitoriza zonele de contact între lichide si emulsii.

Cu ajutorul traductoarelor cu plutitor se pot masura nivelele unor lichide de concentratii sau greutati specifice diferite care se afla adeseori în acelasi tanc - unul plutind deasupra celuilalt (fig. 2.1.5). Cele mai multe traductoare doar urmaresc nivelul cel mai de sus al unei suprafete de lichid sau continutul unui tanc ca întreg, dar cu senzorii plutitori montati ca în figura (2.1.5) se poate monitoriza cu usurinta zona de contact între doua lichide diferite, inclusiv emulsiile, spumele si murdariile care se formeaza între ele. Ajustând greutatea specifica a plutitorului magnetic, senzorii sunt regiati aa monitorizeze interferenta dintre lichidele apartinând unei game largi de produse. Folositi împreuna cu alarme de nivel si sisteme automate de control, senzorii dau siguranta ca doar lichidul necesar, este pompat dintr-un tanc în altul.

Traductorul de nivel cu plutitor magnetic (fig. 2.1.6). în acest caz emitatorul este montat vertical în tanc si conectat prin cablu la un receptor aflat în alta parte a vasului. Emitatorul se compune dintr-o tija lunga de-a lungul careia se misca un plutitor magnetic o data cu suprafata lichidului. în interiorul corpului ermetic al tijei se afla un divizor de voltaj {o retea -combinatie de multe comutatoare si rezistente), care se întinde pe toata lungimea de indicare a tijei.

O anumita tensiune de curent continuu este aplicata îa capetele emitatorului, în timp ce plutitorul se misca cu suprafata lichidului deschizând comutatoarele, pe baza actiunii câmpului magnetic.

Rezultatul este o gama larga de semnale electrice induse proportional cu nivelul de lichid din tanc. Semnalul de iesire poate fi trimis oricarui tip de receptor, inclusiv celor analogice sau digitale.

Astfel de indicatoare sunt cele mai bune, deoarece: un magnet permanent încorporat în fiecare lamela formeaza o legatura sigura cu lamelele adiacente. Alinierea corespunzatoare este asigurata constructiv si nu este afectata de socuri, vibratii, valuri, sau schimbari rapide ale nivelului de lichid; un ghid permite utilizarea unui magnet tip bara în interiorul plutitorului. Ghidul este integrat în interiorul canalului cu lamele, deci indiferent de pozitie, magnetul din plutitor este întotdeauna aliniat; un magnet permanent puternic sta intr-o pozitie orizontala în interiorul comutatorului si din aceasta cauza rotatia lamelei este sigura si neînselatoare;

Acest tip de traductor se poate utiliza, printr-un montaj adecvat (fig. 2.1.7), pentru tancurile foarte adânci sau tancurile cu pereti înclinati, unde emitatoarele sunt legate în serie si montate suprapus.

Plutitorul, prin constructia si forma lui, are capacitatea de a functiona si în cazul lichidelor a caror densitate variaza în limite largi. Astfel de sisteme dau posibilitatea monitorizarii si automatizarii proceselor de balastare -debalastare, în vederea mentinerii unei asiete convenabile, mai afes ia navei» specializate ce ambarca greutati concentrate mari.

Metodologia proiectarii instalatiei de balast.

1. Determinarea cantitatii maxime de balast lichid B (Δ - deplasamentul).

- pentru nave marfuri generale: B= (0,2-0,3)Δ (2.1.1)

- pentru petroliere: B= (0,3-0,5)Δ (2.1.2)

2. Adoptarea schemei instalatiei, cu stabilirea dispunerii tancurilor de balast, astfel încât sa se poata realiza toate destinatiile instalatiei. Cantitatea de balast B se va împarti pe tancurile de balast dispuse pe nava.

3. Calculul diametrelor tubulaturilor ce distribuie balastul în tancuri:

- diametrul tubulaturii di ce merge la tancul i de volum Vi nu va fi mai mic decât cel dat de relatia (2.1.3) si diametrul tubulaturii pompei d_tp (2.1.4) :

d_i = 18 (2.1.3) d_tp = max(d_i) (2.1.4)

4. Alegerea traseului de calcul cel mai dificil (de obicei - aspiratie din prova, presare pupa sau aspiratie pupa, presare prova).

5. Calculul debitului total al instalatiei din considerentul respectarii vitezei minime (v_min= 2 m/s) si timpului de debalastare (8-10h).

Qmin = Vmin (2.1.5) Qnec = (2.1.6)

6. Se standardizeaza toate diametrele di.

7. Se calculeaza sarcina instalatiei H, cu informatiile din capitolul 1.

8. Se calculeaza debitul pompei de balast.

Qp = (2.1.7)

unde: n - reprezinta numarul de pompe cuplate în paralel;

K_p - un coeficient ce tine cont de faptul ca pompele nu îsi dubleaza debitul la functionarea în paralel (K_p= 0,8-0,85).

9. Se alege pompa din catalog, la debitul Q_p din conditia H_p>Hi si se verifica pe aspiratie.

Observatie: Daca conditia de functionare pe aspiratie nu este îndeplinita, atunci se mareste diametrul tubulaturii pe aspiratie, pentru a micsora pierderile.