ДИЗЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА

Полезная модель относится к судовым техническим средствам по предотвращению загрязнения моря сточными водами с судов и предназначена для повышения эффективности утилизации сточных вод на судне.
К судовым сточным водам относят (см., например, книгу Предотвращение загрязнения моря судами, Нунупаров С.М., «Транспорт», 1979, 336 с., стр. 38-39, а также книгу Тихомиров Г.И. Технология обработки воды на морских судах. Курс лекций: Учеб. пособие для курсантов и студентов морских специальностей - Владивосток. Мор. гос. ун-т, 2013. - 159, стр. 88) хозяйственно-фекальные воды от туалетов, медицинских помещений и помещений, в которых содержатся живые животные, а также хозяйственно-бытовые воды от умывальников, ванн, прачечных и пищеблока.
Известна полезная модель устройства по предотвращению загрязнения моря сточными водами с судов, включающая сборные танки с соответствующей системой для накопления и слива сточных вод в море вне запретных районов или для сдачи их в порту на плавсредство или в береговые коллекторы канализационной сети (см., например, книгу Предотвращение загрязнения моря судами, Нунупаров С.М., «Транспорт», 1979, 336 с., стр. 163) Это устройство самое простое и наиболее часто применяемое.
Недостатками данной полезной модели являются ощутимая потеря полезного объема судна, затраты на оплату услуг порта, необходимость привлечения экипажа к операциям, связанным с возможными загрязнениями и уборкой крайне обременительного характера, потери времени на ожидание плавсборщиков и операции по сливу на них сточных вод (см., например, книгу Предотвращение загрязнения моря судами, Нунупаров С.М., «Транспорт», 1979, 336 с., стр. 165).
Известна полезная модель установки для обработки сточных вод «Нептуматик» фирмы «Сален и Викандер» (см., например, книгу Предотвращение загрязнения моря судами, Нунупаров С.М., «Транспорт», 1979, 336 с., стр. 168-169). Данная установка обрабатывает сточные воды на основе механических, биологических и физико-химических методов очистки. Подобные сепарационные установки дорогие, занимают значительное место в машинном отделении, требуют квалифицированного обслуживания и ремонта, поэтому их установка не всегда целесообразна.
Наиболее близкой по технической сущности является полезная модель дизельная установка согласно патента на полезную модель №151927 по заявке №2014121199 от 26.05.2014 авторы Чичурин А.Г., Шураев О.П., Садеков М.Х., Власов В.Н.
Дизельная установка, включает последовательно соединенные систему топливоподготовки, дизель, коммутатор отработанных газов дизеля, утилизационный котел, газоанализатор, а также обводной канал и цистерну нефтесодержащих вод, причем вход обводного канала соединен с вторым выходом коммутатора отработанных газов дизеля а выход обводного канала подключен к выходу утилизационного котла, кроме того содержит последовательно соединенные систему подготовки нефтесодержащих вод, регулируемый клапан и форсунку нефтесодержащих вод, причем система подготовки нефтесодержащих вод содержит последовательно соединенные фильтр грубой очистки, вход которого является входом системы подготовки нефтесодержащих вод и подключен к цистерне нефтесодержащих вод, насос и фильтр тонкой очистки, выход которого является выходом системы подготовки нефтесодержащих вод, при этом форсунка нефтесодержащих вод установлена в обводном канале.
В данной полезной модели дизельной установки, отфильтрованные нефтесодержащие воды с низкой концентрацией нефтепродуктов через регулируемый клапан подаются в обводной канал через форсунку. Распыленные нефтесодержащие воды вместе с отработанными газами дизеля идут по обводному каналу. При этом происходит нагрев нефтесодержащих вод отработанными газами и испарение из их состава воды. Поскольку отработанные газы на выходе дизеля имеют достаточно высокую температуру (350-400°C), то в обводном канале также происходит процесс испарения и последующего дожигания нефтеостатков из состава нефтесодержащих вод. Состав отработанных газов после обводного канала будет зависеть от содержания нефтепродуктов в нефтесодержащих водах, их состава и количества нефтесодержащих вод, подаваемых на форсунку нефтесодержащих вод, и контролируется газоанализатором. По результатам контроля, получаемых с помощью газоанализатора, меняется подача на форсунку нефтесодержащих вод. В результате происходит практически полная утилизация нефтесодержащих вод
Судовые сточные воды после отстоя и фильтрации, также как и нефтесодержащие воды содержат значительную долю воды и небольшую долю загрязняющих компонентов, измеряемую в граммах на литр воды, (см., например, книгу Предотвращение загрязнения моря судами, Нунупаров С.М., «Транспорт», 1979, 336 с., стр. 39-42). Причем многие загрязняющие компоненты судовых сточных вод, также как и нефтепродукты в нефтесодержащих водах, являются горючими.
Несмотря на значительное сходство нефтесодержащих вод, и судовых сточных вод по составу (те и другие содержат значительную долю воды и небольшую долю загрязняющих, в значительной своей части горючих компонентов) данная полезная модель, утилизируя нефтесодержащие воды, не может быть применена для утилизации судовых сточных вод. Это обусловлено тем, что в данной полезной модели не предусмотрена возможность подготовки сточных вод к выдаче в обводной канал дизеля и отсутствует сама возможность их подачи в обводной канал.
Задачей полезной модели является повышение эффективности утилизации сточных вод на судне путем их испарения и дожигания отработанными газами дизеля.
Задача полезной модели достигается тем, что в известной дизельной установке, включающей последовательно соединенные систему топливоподготовки, дизель, коммутатор отработанных газов дизеля, утилизационный котел, газоанализатор, а также обводной канал и цистерну нефтесодержащих вод, причем вход обводного канала подключен ко второму выходу коммутатора отработанных газов дизеля, а выход обводного канала подключен к выходу утилизационного котла, кроме того включает последовательно соединенные систему подготовки загрязненных вод, регулируемый клапан и дополнительную форсунку, причем система подготовки загрязненных вод содержит последовательно соединенные фильтр грубой очистки, вход которого является входом системы подготовки загрязненных вод, насос и фильтр тонкой очистки, выход которого является выходом системы подготовки загрязненных вод, при этом дополнительная форсунка установлена в обводном канале, дополнительно введены последовательно соединенные переключатель и сборный танк сточных вод, причем выход переключателя соединен с входом системы подготовки загрязненных вод, а другой вход переключателя подключен к выходу цистерны нефтесодержащих вод.
Существо заявляемой полезной модели заключается в следующем. В обычном режиме при работе дизеля его отработавшие газы поступают на утилизационный котел, где происходит передача части теплоты отработавших газов рабочему телу утилизационного котла. Если нет необходимости в утилизации теплоты отработавших газов, то они направляются по обводному каналу, минуя утилизационный котел. Состав отработавших газов контролируется с помощью газоанализатора.
В предлагаемой полезной модели дизельной установки, отфильтрованные сточные воды с низкой концентрацией загрязняющих компонентов через регулируемый клапан подаются в обводной канал через дополнительную форсунку. Распыленные сточные воды вместе с отработавшими газами дизеля идут по обводному каналу. При этом происходит нагрев сточных вод отработавшими газами и испарение из их состава воды. Поскольку отработавшие газы на выходе дизеля имеют достаточно высокую температуру (350-400°C), то в обводном канале также происходит процесс испарения и последующего дожигания горючих компонентов из состава сточных вод. Состав отработавших газов после обводного канала будет зависеть от содержания загрязняющих компонентов в сточных водах, их состава и количества сточных вод, подаваемых на дополнительную форсунку и контролируется газоанализатором. По результатам контроля, получаемых с помощью газоанализатора, меняется подача сточных вод на дополнительную форсунку. В результате происходит практически полная утилизация сточных вод, то есть повышается эффективность утилизации сточных вод.
Таким образом, у заявляемой полезной модели появляется новое свойство, заключающееся в подаче сточных вод с низкой концентрацией загрязняющих компонентов в определенной пропорции в отработавшие газы дизеля, где за счет их теплоты происходит испарение и дожигание сточных вод, не совпадающее со свойствами, проявляемыми отличительными признаками в известных решениях и не равные сумме этих свойств, обеспечивающее достижение нового положительного эффекта повышение эффективности утилизации сточных вод
Кроме этой основной задачи (обеспечение практически полной утилизации сточных вод) предлагаемая полезная модель обладает следующими положительными дополнительными свойствами:
снижаются затраты на сдачу сточных вод материальные и временные;
нет необходимости устанавливать дорогостоящее оборудование по очистке сточных вод.
Краткое описание чертежей.
На фиг. приведена структурная схема дизельной установки. Дизельная установка, включает последовательно соединенные систему топливоподготовки 1, дизель 2, коммутатор отработанных газов дизеля 3, утилизационный котел 4, газоанализатор 5, а также обводной канал 6 и цистерну нефтесодержащих вод 7, причем вход обводного канала 6 подключен к второму выходу коммутатора отработанных газов дизеля 3, а выход обводного канала 6 подключен к выходу утилизационного котла 4, кроме того включает последовательно соединенные систему подготовки загрязненных вод 8, регулируемый клапан 12 и дополнительную форсунку 13, причем система подготовки загрязненных вод 8 содержит последовательно соединенные фильтр грубой очистки 9, вход которого является входом системы подготовки загрязненных вод 8, насос 10 и фильтр тонкой очистки 11, выход которого является выходом системы подготовки загрязненных вод 8, при этом дополнительная форсунка 13 установлена в обводном канале 6, кроме того дизельная установка содержит последовательно соединенные переключатель 14 и сборный танк сточных вод 15, причем выход переключателя 14 соединен с входом системы подготовки загрязненных вод 9, а другой вход переключателя подключен к выходу цистерны нефтесодержащих вод 7.
Осуществление полезной модели
В обычном режиме при работе дизеля 2 его отработавшие газы через коммутатор 3 поступают на утилизационный котел 4, где происходит передача части теплоты отработавших газов рабочему телу утилизационного котла 4. При этом температура отработавших газов после утилизационного котла 4 понижается. В этом режиме заслонка коммутатора 3 находится в положении А. Если нет необходимости в утилизации теплоты отработавших газов, то они направляются коммутатором 3 по обводному каналу 6, минуя утилизационный котел 4. Для этого заслонка коммутатора 3 устанавливается в положение Б. Контроль состава отработанных газов производится с помощью газоанализатора 5.
Для работы предлагаемой полезной модели дизельной установки заслонка коммутатора 3 устанавливается в положение Б, тем самым направляя поток отработавших газов дизеля 2 в обводной канал 6. При установке переключателя 14 в положение Д реализуется штатный режим работы известной установки-прототипа (см. патент на полезную модель №151927 по заявке №2014121199 от 26.05.2014 авторы Чичурин А.Г., Шураев О.П., Садеков М.Х., Власов В.Н.). Нефтесодержащие воды из цистерны нефтесодержащих вод 7 через переключатель 14 выдаются в систему подготовки загрязненных вод 8. С выхода системы подготовки загрязненных вод 8 нефтесодержащие воды подаются на регулируемый клапан 12 и далее на вход дополнительной форсунки 13. Дополнительная форсунка 13 распыляет нефтесодержащие воды в обводном канале 6 в потоке отработавших газов дизеля 2. По мере движения нефтесодержащих вод в потоке отработавших газов в обводном канале 6 происходит нагрев нефтесодержащих вод, отработавшими газами и испарение из их состава воды, а также процесс испарения и последующего дожигания нефтесодержащих продуктов из состава нефтесодержащих вод.
Предлагаемая полезная модель реализуется при установке переключателя 3 в положение Б, а переключателя 14 в положение В. При этом сточные воды из сборного танка сточных вод 15 насосом 10 системы подготовки загрязненных вод 8 выдаются через переключатель 14 на вход системы подготовки загрязненных вод 8, где проходят очистку в фильтре грубой очистки 9 и фильтре тонкой очистки 11 и далее поступают через регулируемый клапан 12 на дополнительную форсунку 13 обводного канала 6. Дополнительная форсунка 13 распыляет сточные воды в обводном канале 6 в потоке отработавших газов дизеля 2. По мере движения сточных вод в потоке отработавших газов в обводном канале 6 происходит нагрев сточных вод, отработанными газами дизеля 2 и испарение из их состава воды. При этом горючие компоненты в составе сточных вод сгорают, а несгораемые компоненты подвергаются высокотемпературной обработке и вместе с продуктами сгорания и испарения сточных вод и отработанными газами дизеля уходит в дымоход и далее в трубу (загрязняющие компоненты сточных вод составляют порядка одного грамма на литр воды и состоят примерно из 58% органических и 42% минеральных веществ (см., например, книгу Предотвращение загрязнения моря судами, Нунупаров С.М., «Транспорт», 1979, 336 с., стр. 39).
Состав отработавших газов после обводного канала 6 будет зависеть от содержания загрязняющих компонентов в составе сточных вод, выдаваемых на дополнительную форсунку 13 и контролируется газоанализатором 5. По результатам контроля, получаемых с помощью газоанализатора 5, меняется подача на дополнительную форсунку 13 сточных вод с помощью регулируемого клапана 12. Таким образом, в ходе работы дизельной установки происходит практически полная утилизация сточных вод.
Кроме этой основной задачи, обеспечение практически полной утилизации сточных вод предлагаемая полезная модель обладает следующими дополнительными положительными свойствами:
снижаются материальные и временные затраты на сдачу сточных вод;
нет необходимости устанавливать дорогостоящее оборудование по очистке сточных вод.