Опис схеми установки та комп’ютерного симулятора

Лабораторна робота №1

Тема: Моделювання роботи установки по очищенню нафтовмісних вод Hamwothly MK2 за допомогою компьютерного симулятора.

Мета роботи: вивчення основних принципів очищення нафтовмісних вод на судні. Отримання практичних навичок запуску установки, підтримання її роботи та очистки нафтовмісних вод на судні.

Короткі відомості з теорії

Головна ціль встановлення установок даного типу на суднах це охорона прибрежних та інших вод захищених конвенцією МАРПОЛ або іншими нормативними документами від забруднення нафтовмісними водами з трюмів та баластних цистерн. Дана установка здатна підтримувати концентрацію нафтопродуктів в очищеній воді на рівні не більше 15 ppm.

Рис. 1 Загальний вигляд сепаратора нафтовмісних вод Hamwothly MK2

Установки очищення нафтовмісних вод повинні встановлюватися на всі суда незалежно від регіону плавання та повинні працювати в повністю автоматичному режимі. Ще однією перевагою даної установки є збирання нафти після очистки з можливістю подальшого її використання (наприклад в допоміжних котлах).

Принцип роботи:

Установка очищення нафтовмісних вод Hamwothly MK2 являє собою поєднання гравітаційного сепаратора з вбудованим коагулятором. Конструктивно вона складається з сталевої камери з багатоступінчастим пакетом гофрованих пластин розташованих вертикально.

Два ємносних зонда встановлені для визначення рівня масла в масляній камері і для управління насосом, щоб забезпечити повністю автоматичну роботу. Третій датчик встановлений біля випускного отвору для очищеної води, щоб запобігти витіканню масла через несправність установки.

Забруднена вода надходить в сепаратор, де більшість нафтопродуктів відділяється в гравітаційній масляній камері, де вони піднімаються і збираються зверху камери. Після цього етапу водяний насос всмоктує рідину крізь пакет гофрованих пластин, який змушує краплі олії зливатися одна з одною і підніматися в масляну камеру. Чиста вода всмоктується із задньої частини блоку водяним насосом та скидається за борт. Установка має системи сигналізаці для визначення вмісту нафтопродуктів у воді, що скидається за борт. Максимально допустиме значення концентрації нафтопродуктів – 15 ppm, що задовільняє вимогам всіх законодавств.

Рис. 2 Конструкція сепаратора нафтовмісних вод Hamwothly MK2

Рис. 3 Принципова схема установки з сепаратором нафтовмісних вод Hamwothly MK2

Опис схеми установки та комп’ютерного симулятора

Перед проходженням тесту на симуляторі, студенти повинні докладно вивчити конструкцію і правила обслуговування опріснювальних установок, склад опріснювальної установки та функції її окремих елементів. Крім того необхідно ознайомитися з методами вимірювання теплотехнічних величин і контрольно-вимірювальними приладами.

Компьютерний симулятор складається з двох основних вікон: контрольної панелі (рис. 4 а), схеми сепаратора нафтовмісних вод (рис 4 б) і допоміжного вікна умовних позначень «легенди».

На контрольній панелі розміщені перемикачі та індикатори режимів керування, включення/виключення нагрівника та функцій ручного керування установкою, а також індикатори аварійної сигналізації. На інтерактивній схемі установки приведені основні агрегати та арматура які необхідні для запуску та роботи сепаратора. Умовні позначення всіх елементів наведені на панелі «легенди».

а)

б)

Рис.4 Робочі вікна компьютерного симулятора «Судновий сепаратор нафтовмісних вод»: а) контрольна панель; б) схема сепаратора;

Порядок виконання роботи

Порядок підготовки установки до запуску:

1. Відкрити клапани 2, 6, 8, 9 и 10. Увага: після запуску програми клапани 2, 6, 8, 9 и 10 відкриті, а клапани 3, 4, 11 и 12 закриті за замовчанням (сепаратор пустий).

2. Перемикач «Control mode» переключити у автоматичний режим.

3. Перемикач «Heater» переключити у режим «Off».

4. Перемикач «Manual control» переключити у режим «Off»; подати живлення на установку, переключивши перемикач «Main switch» у положення «On». Наступні індикатори повинні загорітися: «Supply», «Alarm oil level», «Alarm oil level – outlet». Натисніть кнопку «Alarm confirmation».

5. Натисніть кнопку «Lamps control» для перевірки справності всіх індикаторів на контрольній панелі.

Рис. 5 Заповнення сепаратора водою

6. Наповніть робочу камеру сепаратора натиснувши кнопку «Reset». Для заповнення сепаратора використовується морська або прісна вода. Під час заповнення сепаратора електромагнітні клапани 5 та 7 відкриті а індикатор «Alarm oil level – outlet» а потім і «Alarm oil level» вимкнуться. Процес наповнення закінчиться коли рівень води досягне верхнього датчика рівня 15. Електромагнітні клапани 5 та 7 будуть триматися закритими.

Порядок запуску установки:

1. Знови натисніть кнопку «Reset» для запуску установки. електромагнітний клапан 1 відкриється, водяний насос включиться та процес сепарації почнеться.

Рис. 6 Початок процесу сепарації

2. Нагрівник 21 потрібен в тому випадку, коли в сепаратор надходить вода забруднена важкими нафтопродуктами і процес сепарації відбувається дуже повільно. Підігрівання води прискорить цей процес.

Робота установки в автоматичному режимі:

Коли рівень нафтопродуктів в камері досягає нижнього датчика 14, водяний насос виключиться, електромагнітний клапан забору забрудненої води закриється а клапан 5 відкриється для видалення нафтопродуктів та повітря.

Рис. 7 Кінець етапу сепарації нафтопродуктів

Коли рівень води знову досягне верхнього датчика 15, електромагнітний клапан забору забрудненої води 1 відкриється, подача води з танків відновиться а водяний насос включиться. Ця послідовність дій автоматично контролюється поплавковими перемикачами верхнього 19 та нижнього 18 рівня води в танка із забрудненою водою.

Рис. 8 Процес видалення нафтопродуктів

Робота установки в ручному режимі:

Для переводу роботи установки у ручний режим, необхідно переключити перемикач «Control mode» у позицію «Manual». У ручному режимі керування можно використовувати наступні функції:

- злив води при переключенні перемикача «Manual control» в положення «Water pump»;

- видалення нафтопродуктів при переключенні перемикача «Manual control» в положення «Oil/water solenoids».

Контрольні питання

1. Які основні елементи входять до складу сепаратора нафтовмісних вод?

2. За яким принципом працює дана опріснювальна установка?

3. Навіщо в даному сепараторі встановлено нагрівник?

4. Назвіть основні елементи, перемикачі та індикатори на контрольній панелі. Яке їх призначення?

5. Як працює система автоматики даного сепаратора?

6. Який принцип роботи системи сигналізації опріснювальної установки?

7. Які операції і в якій послідовності виконуються в процесах підготовки, пуску і виведення установки з дії?