loading
Люникс - наполнение сайтов уникальным контентом

Системы осушения воздуха на судах

2016-08-25 12:53:12

Сохранность перевозимых грузов на судах обеспечивается при условии поддержания в трюмах пониженной влажности воздуха. Одновременно это обеспечивает защиту корпусных конструкций от коррозии. Создание и поддержание в судовых грузовых помещениях заданных параметров воздушной среды является назначением систем технического кондиционирования воздуха. Существует несколько разновидностей этих систем. На сухогрузных судах широко используются системы, которые по основному виду обработки воздуха называются системами осушения воздуха. Эти системы обеспечивают при перевозке сохранность грузов, теряющих свои кондиции под воздействием влаги. На танкерах для защиты внутренних поверхностей танков от коррозии, а также для предотвращения обводнения перевозимых жидких грузов используют системы осушенных инертных газов.

К системам осушения воздуха помимо общих предъявляются следующие требования: относительная влажность в трюмах сухогрузных судов должна быть не более 50 %; осушенный воздух должен равномерно распределяться по объему трюма; должна обеспечиваться возможность совместной работы с системой трюмной вентиляции.

Кроме того, в грузовых танках нефтеналивных судов должно поддерживаться избыточное давление в пределах от 2 до 20 кПа, нагнетатели системы должны иметь максимальную производительность, превышающую в 1,2—1,3 раза суммарную производительность грузовых насосов.

Осушение воздуха — уменьшение его влагосодержания — может достигаться различными способами. С этой целью могут использоваться холодильные машины, в которых воздух осушается за счет его охлаждения в поверхностном охладителе, а также твердые влагопоглощающие вещества — адсорбенты и водные растворы некоторых солей (хлористого лития и др.) — абсорбенты.

Способностью поглощать влагу обладают твердые вещества, имеющие капиллярную структуру.

При попадании влаги в капиллярные каналы в них образуются вогнутые мениски. Известно, что давление насыщенного водяного пара над такой поверхностью будет меньше, чем в свободном пространстве. Благодаря этому пар из свободного пространства будет диффундировать в капиллярные каналы и здесь конденсироваться.

Водные растворы солей (хлористого лития, хлористого кальция и др.) имеют давление паров в пограничном слое у поверхности жидкости меньше, чем в окружающем ее пространстве. Разность давлений обуславливает процесс поглощения влаги из воздуха абсорбентом.

Широко известны следующие твердые сорбенты: силикагель, алюмогель, цеолиты и др. Наибольшее распространение на малых судах получил силикагель. Это кристаллическое механически прочное пористое вещество изготавливается в виде гранул диаметром 1—3 мм. Силикагель имеет развитую поверхность капилляров, составляющую 400—500 м2/г. Сорбционная способность его снижается при увеличении температуры воздуха. Считается нецелесообразным использование силикагеля для осушения воздуха с температурой более 40 °С. По мере насыщения адсорбента влагой его поглотительная способность уменьшается. Для восстановления свойств адсорбент регенерируют воздухом, нагретым

До 150—250 °С. Горячий воздух поглощает влагу из капилляров восстанавливая поглотительную способность силикагеля. В конце процесса регенерации остаточное обводнение должно составлять 2—3 %.

При пропускании через слой силикагеля осушаемого воздуха он будет нагреваться до температуры 50—90 °С из-за конденсации водяного пара в капиллярах, сопровождающейся выделением теплоты парообразования. Для охлаждения этого воздуха перед подачей в грузовые помещения в системе предусматривают воздухоохладитель. На рис. 18.10 приведена принципиальная схема системы осушения воздуха. Из-за необходимости периодической регенерации силикагеля в состав системы включают два адсорбера. Один из них 14, как показано на схеме, работает в режиме осушения воздуха, другой 6 находится на регенерации. В адсорберах размещены кассеты, заполненные силикагелем с толщиной слоя 200—300 мм. Атмосферный воздух по трубопроводу 1 через фильтр 2 подается вентилятором 3 через манипулятор 4 в адсорбер 14. Здесь он осушается и одновременно нагревается. Нагретый осушенный воздух проходит через манипулятор 4, воздухоохладитель 9 и фильтр 2 в палубную магистраль 10, а из нее по трубопроводу 11 в грузовые помещения. Адсорбер 6 в это время находится на регенерации. Воздух из атмосферы вентилятором 8 подается в воздухонагреватель 7, где нагревается до температуры 150—200 °С, а затем поступает в адсорбер. Здесь горячий воздух проходит через слой увлажненного силикагеля, высушивает его и с нарами воды через манипулятор 4 выбрасывается в атмосферу. Процесс регенерации имеет меньшую продолжительность, чем процесс насыщения влагой силикагеля при осушении воздуха. Поэтому к тому времени, когда силикагель в адсорбере 14 полностью обводнится, силикагель в адсорбере 6 пройдет процесс регенерации, и адсорбер будет готов к работе. Перевод адсорберов в другой режим работы производится с помощью устройства 13, которое обеспечивает переключение манипуляторов 4.

Управление системой осушения воздуха может осуществляться как вручную, так и автоматически. Развитие автоматизации системы идет по двум направлениям: а) программное управление, которое широко применяется в силикагелевых установках с двумя адсорберами; б) управление системой от импульса по состоянию влагопоглотителя, используемое в системах с жидким сорбентом.

Силикагелевые установки просты по конструкции, экономичны, могут глубоко осушать воздух. Недостатками их являются большая масса и габариты, необходимость в переключающем устройстве и высокой температуре воздуха для регенерации.

Закажите статью прямо сейчас