Как устроено «Сердце» танкера»
Первым теплоходом и одновременно дизель-электроходом в мире было российское речное нефтеналивное судно (танкер) «Вандал», построенное в 1903 году.
Сегодня мы спустимся в машинное отделение и посмотрим, как устроено «сердце» танкера «Штурман Скуратов» — его двигатель.
Фотографии и текст Александра «Russos» Попова
По классификации движителей, «Скуратов» относится к электроходам. Это судно, движитель которого приводится в действие электрическим двигателем.
Основные преимущества электрического привода — возможность быстро и плавно менять скорость и направление вращения движителя (что улучшает манёвренность), низкий уровень шума и вибрации (что важно для пассажирских судов). Кроме того, на дизель-электроходах дизельный двигатель работает в лучших условиях (постоянные обороты), чем на теплоходе с прямым приводом, что снижает расход топлива и увеличивает срок службы дизельного двигателя. Недостаток электроходов — сравнительная сложность силовой установки.
Источники электроэнергии на судне могут быть разными. На нашем танкере это четыре дизель-генератора. Такие суда называют дизель-электроходами, хотя иногда их считают разновидностью теплохода.
Первым теплоходом и одновременно дизель-электроходом в мире было российское речное нефтеналивное судно (танкер) «Вандал», построенное в 1903 году.
В конце XIX века работавший на машиностроительном заводе «Людвиг Нобель» шведский инженер Антон Карлсунд проинформировал своего работодателя о публикации Рудольфом Дизелем книги, в которой он описывал изобретённый им новый тип двигателя внутреннего сгорания (позднее его стали называть дизелем в честь изобретателя).
Нобели, занимавшиеся разработками нефтяных месторождений, заинтересовались новым изобретением, и уже в 1898 году приобрели патент на двадцатисильный дизельный двигатель. В течение последующих лет инженеры фирмы Нобелей работали над улучшением дизельного двигателя. К 1902 году им удалось разработать двигатель, пригодный к использованию на судах.
Постройка первых теплоходов в мире началась в 1902 году на Сормовском заводе в Нижнем Новгороде. Товариществом «Бранобель» было заказано сразу три однотипных судна — «Вандал», «Сармат» и «Скиф». Эти суда являлись танкерами, предназначавшимися для перевозки нефти из Рыбинска в Санкт-Петербург.
Двигательная установка «Вандала» состояла из трёх трёхцилиндровых четырёхтактных компрессорных дизельных двигателей мощностью по 120 л.с. каждый и электрической передачи. Двигатели были не реверсивными, но благодаря электрической передаче судно могло двигаться задним ходом. Электрическая передача обеспечивала высокую манёвренность, так как можно было плавно регулировать скорость судна, однако при передаче терялось 15% мощности дизельного двигателя. Электрическая передача состояла из трёх электрогенераторов и трёх электродвигателей, которые приводили в движение три гребных винта.
Размеры «Вандала» — 74,5 м в длину и 9,5 в ширину. Судно брало на борт 820 тонн груза и развивало скорость в 13 км/ч. Корпус плоскодонный, машинное отделение располагалось посередине корпуса, ёмкости для нефти размещались спереди и сзади от машинного отделения.
А теперь посмотрим, как устроена двигательная установка танкера длиной 248 метров, шириной 34 метра, который может брать на борт 42 тысячи тонны груза.
1. Все управление осуществляется с мостика. Как я писал, танкер максимально автоматизирован и на нем находится 25 членов экипажа.
2. Винто-рулевая колонка управляется с помощью этого «джойстика». Поворотом задается её угол, а слайдер сверху выполняет роль машинного телеграфа. Есть и обычный машинный телеграф. При этом все функции на судне максимально задублированы, цель — безопасность. На фото справа виден прибор с лампочками — это аварийный машинный телеграф. Надо добавить, что этими ручками пользуются только при маневрах. В рейсе угол колонки выставляется автоматически.
3. Экскурсию по царству механизмов проводит Владимир Владимирович Борисенко, старший механик судна, которого на флоте традиционно уважительно называют «дедушкой». Уровень автоматизации такой, что в летний период ночью в машинном отделении и на центральном пульте управления (ЦПУ) нет людей. Все сигналы о состоянии работы механизмов выводятся в каюту вахтенного механика. Зимой ледовая обстановка крайне суровая и вахту в машинном отделении несут круглосуточно, особенно при движении судна во льдах. Состав вахты: вахтенный механик и моторист.
4. «Штурман Скуратов» оснащен двумя Азиподами. В переводе с английского Azipod (Azimuthing electric Podded Drive) означает азимутальный электрический капсульный привод. В русском языке есть технический синоним — винто-рулевая колонка. Азипод — это один из разновидностей судового движителя.
Прообраз азипода, так называемый Z-привод, изобрели в 1950 году. Далее был придуман L-привод. Все они обладали недостатком: привод находился внутри корпуса и требовалась механическая передача вращающегося момента на винт.
В 1990 году в Финляндии придумали Азипод. Сегодня он представляет собой гондолу под днищем судна, которая может разворачиваться на 360 градусов. Винт вращается благодаря встроенному в гондолу электромотору, что и приводит в движение судно. Первые испытания показали весьма положительный эффект. Кроме того, оказалось, что судно с Азиподом очень успешно может идти кормой вперед по тяжелому льду. Плюс высокая манёвренность, экономичность, более высокая скорость хода при модернизации старых судов.
В итоге все эти достоинства привели к тому, что Азиподы стали использоваться на судах, предназначенных для ледового плавания. Но наибольшее распространение они получили на круизных лайнерах.
5. Основной и машинный телеграф в ЦПУ. В штатном режиме механики их даже не касаются — все управление идет с мостика. В случае внештатной ситуации телеграф позволяет осуществить контроль движения прямо из машины. Также он необходим для проведения подготовки судна к выходу в рейс.
6. На судне установлено четыре судовых главных дизель-генератора. Два 18-цилиндровых мощностью 9 МВт и два 14-цилиндровых мощностью 7 МВт. В зависимости от скорости судна и погодных условий работает от одного до четырех главных дизель-генераторов. На пути в Мурманск, например, в работе один большой и один маленький.
7. Когда шли из Мурманска, то вообще хватало одного, чтобы держать меньшую скорость и прийти к нужной дате загрузки. В тяжелой ледовой обстановке бывает и все четыре в работе. Дизели среднеоборотные, держат стабильно 720 об/мин с небольшими отклонениями. При скорости в 13 узлов общий расход топлива 2,1 тонны в час. Большой «кушает» 1,1 тонны в час, а мелкий — одну тонну.
8. Генераторы. Большие имеют мощность 8,4 МВт, а мелкий — 6,3 МВт. На выходе — 6,5 кВ. Что интересно, частота не 50 Гц, а 60 — это западный стандарт. Также отличается напряжение силового оборудования: вместо привычных в России 380 вольт используется 440.
9. Пропульсивный трансформатор. Генераторы вырабатывают напряжение 6,5 кВ, а Азиподы потребляют 3,4 кВ.
10. Высоковольтный отсек. Везде идеальная частота.
11. Так выглядит винто-рулевая колонка в машинном помещении.
12. И в доке. В отличие от обычного винта, который толкает судно, на азиподах винт тянет.
13. Гидравлические моторы поворота колонки. Диск с отверстиями — тормозной диск.
14. Гидравлическая станция, которая обеспечивает давление для управления колонкой.
15. Клинкетная водонепроницаемая дверь между машинным помещением и азиподным. Массивная литая дверная плита перемещается в вертикальных или горизонтальных пазах.
16. Это генератор инертного газа, предназначен для заполнения грузовых танков, пустых или заполненных. Служит для предотвращения взрыва и пожара в грузовых танках.
17. Отработанные выхлопные газы от дизелей используются в утилькотлах. В них нагревается специальное термомасло, которое уже используется в системе отопления и подогрева.
18. Вспомогательный котел необходим при стоянке судна, когда нагрузка на главные дизель-генераторы низкая. Красная штука наверху — форсунка. В котле напрямую сгорает топливо и дает тепло для обогрева систем судна.
19. Стояночный генератор. Нужен при стоянке в порту. Но из-за специфики работы танкера либо около терминала, либо около танкера-накопителя «Умба», всегда работают основные дизели.
20. На судне есть своя мастерская со станочным парком.
21. На переднем плане компрессор для пускового воздуха для дизелей. За ним два компрессора для рабочего воздуха.
22. Танкеры, как и суда обеспечения, построены по принципу нулевого сброса. Все отходы сортируются. Твердый мусор перерабатывается. Что можно сжечь — сжигается. На фото как раз установка для сжигания мусора и отходов.
23. Канализационные отходы делятся на серую и черную воду. Первая очищается и возвращается в систему. Вторая (из туалетов) обрабатывается и складируется в бак, чтобы быть потом откаченной на берег для переработки.
24. В отличие от традиционной системы обогрева паром на танкере используется масляная, в которой циркулирует специальное термомасло. С его помощью обогреваются каюты, помещения и, при необходимости, танки с нефтью.
25. И еще в машинном отделении установлено огромное количество всевозможного оборудования, которое можно изучать бесконечно
Также смотрите: