ДИЗЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА

Полезная модель относится к судовым техническим средствам по предотвращению загрязнения нефтью окружающей среды, и предназначена для повышения эффективности утилизации нефтесодержащих вод.
Известна полезная модель устройства на судах для очистки нефтесодержащих вод, содержащего сборный танк, отстойные танки, фильтры грубой, тонкой очистки и систему контроля (см., например, Справочник судового механика по теплотехнике / И.Ф. Кошелев, А.П. Пимошспко, Г.А. Попов, В.Я. Тарасов. - Л: Судостроение, 1987, - 480 с.: ил. стр.412-413). Нефтесодержащие воды из сборного танка выдаются в отстойные танки. В процессе отстоя происходит отделение нефтепродуктов от воды, они поднимаются вверх, а вода опускается в нижнюю часть танка, откуда подается па фильтры грубой и точной очистки и далее на систему контроля. При допустимой концентрации нефтепродуктов в очищенной воде она может сбрасываться за борт, а в противном случае происходит ее дальнейшая обработка.
Данная полезная модель обладает следующими недостатками.
Процесс очистки нефтесодержащих вод протекает достаточно медленно, и трудно добиться низкой концентрации нефтепродуктов в воде. Поэтому подобная система очистки нефтесодержащих вод применяется в основном для разделения нефтесодержащих вод на две составляющие, одна из которых имеет высокую концентрацию нефтепродуктов (до 70% и выше), а другая достаточно низкую. Первая составляющая идет для дальнейшего использования, а вторая обычно сдается на берег или специальные суда, что требует определенных материальных и временных затрат.
Известна полезная модель устройства для очистки нефтесодержащих вод в виде нефтеводяных сепараторов типа СК, СКМ, УСКГ, сепараторы типа ОВ и др. (см., например, Справочник судового механика по теплотехнике / И.Ф. Кошелев, Л.П. Пимошенко, Г.Л. Попов, В.Я. Тарасов. - Л: Судостроение, 1987, - 480 с.: ил. стр.414-419). Подобные сепарационные установки дорогие, занимают значительное место в машинном отделении, требуют квалифицированного обслуживания и ремонта. Поэтому их установка не всегда целесообразна.
Известна полезная модель на «Котельную установку» (см. патент №138869 но заявке №2013136000 от 30.07.2013; авторы А.Г. Чичурин, М.Х. Садеков). Данная модель обеспечивает утилизацию нефтесодержащих вод, путем их сжигания в топке котла. Существо модели заключается в следующем. В установившемся режиме работы в топку котла одновременно с топливом, выдаваемым на топливную форсунку, на форсунку нефтесодержащих вод выдается содержимое цистерны нефтесодержащих вод в определенной пропорции к топливу. Расход нефтесодержащих вод, выдаваемых па форсунку нефтесодержащих вод, регулируется путем изменения производительности насоса системы нефтесодержащих вод, из условия обеспечения нормального процесса горения в топке котла нефтесодержащие воды, поступая на форсунку нефтесодержащих вод, распыливаются в топке котла и испаряются. При этом нефтепродукты в составе нефтесодержащих вод сгорают, а вода из их состава, превращается в пар и вместе с продуктами сгорания уходит в газоход и далее в трубу. При этом нефтесодержащие воды могут быть практически с любым содержанием нефтепродуктов.
Однако утилизация может происходить только во время работы котла котельной установки, а она работает обычно ограниченное время. Кроме того объем утилизируемых нефтесодержащих вод ограничивается мощностью котла.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является полезная модель дизельной установки, включающая последовательно соединенные дизель и систему топливоподготовки (см., например, Справочник судового механика по теплотехнике / И.Ф. Кошелев, А.П. Пимошенко, Г.А. Попов, В.Я. Тарасов. - Л: Судостроение, 1987, - 480 с.: ил. стр.41). Для современных дизелей система топливоподготовки многотопливная и обеспечивает выдачу па дизель дизельного топлива, или моторного, или их смеси в определенной пропорции, или водотопливной эмульсии. В качестве сырья для водотопливной эмульсии могут использоваться нефтеостатки с содержанием воды до 30%. (см., например, Справочник судового механика по теплотехнике / И.Ф. Кошелев, А.П. Пимошенко,, Г.Л. Попов, В.Я. Тарасов. - Л: Судостроение, 1987, - 480 с.: ил. Стр.38-45, 429). Такие нефтеостатки получаются в результате отстоя и фильтрации нефтесодержащих вод, или в результате их сепарации.
Данной полезной модели присущи следующие основные недостатки.
Не обеспечивает утилизацию нефтесодержащих вод с низким процентным содержанием нефтепродуктов (ниже 70%). Поэтому их приходится собирать в специальной цистерне нефтесодержащих вод и затем сдавать па берег, или специальные суда, что влечет серьезные материальные и временные затраты. При этом па судах основной объем нефтесодержащих вод приходится па воды с низкой концентрацией нефтепродуктов.
Возможна установка па судне оборудования для дальнейшей обработки нефтесодержащих вод, по это дорого.
На современных судах, с целью повышения эффективности судовой энергетической установки, в состав дизельной установки вводят также утилизационный котел, обводной канал и коммутатор отработанных газов дизеля в виде заслонки. Причем вход коммутатора отработанных газов дизеля подключен к выходу дизеля, а один его выход подключен к входу утилизационного котла, а другой соединен с входом обводного капала, а выход обводного канала подключен к выходу утилизационного котла (см., например, Хряпченков А.С. Судовые вспомогательные и утилизационные котлы: Уч. Пос. - 2-е перераб. И доп - Л: Судостроение, 1988, 296 с. ил., стр.17-19, стр.207 и Силовые установки речных судов. С.Л. Иконников, Ф.Д. Урланг изд. второе, переработанное и дополненное. Издательство «Транспорт», 1971., 248 с, стр.105). Кроме того, современная дизельная установка судна снабжается газоанализатором, обеспечивающим оперативный контроль отработанных газов дизеля (см., например, Справочник судового механика по теплотехнике / И.Ф. Кошелев, А.П. Пимошенко, Г.А. Попов, В.Я. Тарасов. - Л: Судостроение, 1987, - 480 с.: ил. Стр.397-398).
Задачей полезной модели является повышение эффективности утилизации нефтесодержащих вод, 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, утилизационный котел, газоанализатор, а также обводной канал и цистерну нефтесодержащих вод, причем вход обводного капала соединен со вторым выходом коммутатора отработанных газов дизеля, а выход обводного канала подключен к выходу утилизационного котла, дополнительно введены последовательно, соединенные система подготовки нефтесодержащих вод, регулируемый клапан и форсунка нефтесодержащих вод, причем система подготовки нефтесодержащих вод содержит последовательно соединенные фильтр грубой очистки, вход которого является входом системы подготовки нефтесодержащих вод и подключен к выходу цистерны нефтесодержащих вод, насос и фильтp тонкой очистки, выход которого является выходом системы подготовки нефтесодержащих вод, при этом форсунка нефтесодержащих вод установлена в обводном канале.
Существо заявляемой полезной модели заключается в следующем. В обычном режиме при работе дизеля его отработанные газы поступают на утилизационный котел, где происходит передача части тепловой энергии отработанных газов рабочему телу утилизационного котла. Если нет необходимости в утилизации тепловой энергии отработанных газов, то они направляются по обводному каналу, минуя утилизационный котел. Состав отработанных газов контролируется с помощью газоанализатора.
В предлагаемой полезной модели дизельной установки отфильтрованные нефтесодержащие воды с низкой концентрацией нефтепродуктов через регулируемый клапан подаются в обводной капал 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°С), 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, то есть повышается эффективность утилизации нефтесодержащих вод.
Таким образом, у заявляемой полезной модели появляется новое свойство, заключающееся в подаче нефтесодержащих вод с низкой концентрацией нефтепродуктов в определенной пропорции в отработанные газы дизеля, где за счет их теплоты происходит испарение и дожигание нефтесодержащих 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 нефтесодержащих вод.
Кроме этой основной задачи, обеспечение практически полной утилизации нефтесодержащих вод с низкой концентрацией нефтепродуктов, предлагаемая полезная модель обладает следующими положительными дополнительными свойствами:
снижаются затраты на сдачу нефтесодержащих вод материальные и временные;
нет необходимости устанавливать дорогостоящее оборудование по очистке нефтесодержащих вод.
Таким образом, заявляемая полезная модель обеспечивает повышение эффективности утилизации нефтесодержащих 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 не4угесодержащих вод 7, причем вход обводного канала 6 соединен со вторым выходом коммутатора отработанных газов дизеля 3, а выход обводного канала 6 подключен к выходу утилизационного котла 4, а также последовательно соединенные систему подготовки нефтесодержащих вод 8, регулируемый клапан 12 и форсунку нефтесодержащих вод 13, причем система подготовки нефтесодержащих вод 8 содержит последовательно соединенные фильтр грубой очистки 9, вход которого является входом системы подготовки нефтесодержащих вод 8 и подключен к выходу цистерны нефтесодержащих вод 7, насос 10 и фильтр тонкой очистки 11, выход которого является выходом системы подготовки нефтесодержащих вод 8, при этом форсунка нефтесодержащих вод 13 установлена в обводном канале 6.
Осуществление полезной модели
В обычном режиме при работе дизеля 2 его отработанные газы через коммутатор 3 поступают на утилизационный котел 4, где происходит передача части тепловой энергии отработанных газов рабочему телу утилизационного котла 4. При этом температура отработанных газов после утилизационного котла 4 понижается. В этом режиме заслонка коммутатора 3 находится в положении А. Если нет необходимости в утилизации тепловой энергии отработанных газов, то они направляются коммутатором 3 по обводному каналу 6, минуя утилизационный котел 4. Для этого заслонка коммутатора 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 отработанных газов дизеля 2 в обводной канал 6. В цистерне нефтесодержащих вод 7 происходит их отстой - при этом нефтепродукты всплывают вверх, а вода опускается вниз. В результате в нижней части цистерны нефтесодержащих вод будет вода с низким содержанием нефтеостатков. Для ускорения отстоя часто применяют подогрев содержимого цистерны нефтесодержащих вод. В систему подготовки нефтесодержащих вод 8, нефтесодержащие воды выдаются из нижней части цистерны 7, то есть с низким содержанием нефтепродуктов. Здесь они проходят через фильтр грубой очистки 9, фильтр тонкой очистки 11, что обеспечивает глубокую фильтрацию нефтесодержащих вод. С выхода системы подготовки нефтесодержащих вод 7 нефтесодержащие воды подаются на регулируемый клапан 12. С выхода регулируемого клапана 12 нефтесодержащие воды выдаются на вход форсунки 13. Регулируемый клапан 12 задаст массу нефтесодержащих вод, выдаваемых в единицу времени на форсунку 13. Форсунка 13 распыляет нефтесодержащие воды в обводном канале 6 в потоке отработанных газов дизеля 2. По мере движения нефтесодержащих вод в потоке отработанных газов в обводном канале 6 происходит нагрев нефтесодержащих вод, отработанными газами и испарение из их состава воды. Поскольку отработанные газы на выходе дизеля имеют достаточно высокую температуру (350…400°С), то в обводном канале также будет происходить процесс испарения и последующего дожигания нефтесодержащих продуктов из состава нефтесодержащих вод
Состав отработанных газов после обводного канала 6 будет зависеть от содержания нефтепродуктов в нефтесодержащих водах, их состава и количества, подаваемых на форсунку нефтесодержащих вод 13 и контролируется газоанализатором 5. По результатам контроля, получаемых с помощью газоанализатора 5, регулируемым клапаном 12 меняется подача на форсунку нефтесодержащих вод 13. Тем самым добиваются обеспечения соответствия, состава отработанных газов после обводного канала 6 требуемых значений. В результате происходит практически полная утилизация нефтесодержащих вод, то есть повышается эффективность утилизации нефтесодержащих вод.
Кроме этой основной задачи, обеспечение практически полной утилизации нефтесодержащих вод, предлагаемая полезная модель обладает следующими положительными дополнительными свойствами:
снижаются затраты на сдачу нефтесодержащих вод материальные и временные;
нет необходимости устанавливать дорогостоящее оборудование по очистке нефтесодержащих вод.