Brodski strojevi i uredjaji

Ante Smolić-Ročak

BRODSKI STROJEVI I UREĐAJI

PREDGOVOR Zbog nedostatka adekvatnog udţbenika i potrebom da se prvenstveno učenicima srednjih škola- zanimanje pomorski nautičar, omogući lakše svladavanje programa iz predmeta ―Brodski strojevi i ureĎaji‖, sistematizirao sam i napisao gradivo za spomenuti nastavni predmet u skladu s planom i programom Ministarstva prosvjete, obrazovanja i športa, te zahtjevima STCW konvencije. Koliko sam bio uspješan u pisanju dotičnih sadrţaja, nisam u stanju procijeniti, već to prepuštam ostalim stručnim osobama koji se bave istom problematikom, te ću sa zahvalnošću primiti svaku primjedbu i sugestiju radi otklanjanja pojedinih grešaka i nedostataka. S posebnom zahvalnošću moram istaknuti doprinos dr. sc. Maksima Klarina. Bez njegove nesebične pomoći, ovaj sadrţaj ne bi bio na sadašnjoj razini. TakoĎer moram zahvaliti gospodinu Domagoju Šariću koji je uloţio puno truda da bi sve ovo ugledalo svjetlo dana. Autor

Sadrţaj: PROTUPOŢARNA ZAŠTITA NA BRODOVIMA ......................................................... 7 Uvod ...................................................................................................................................... 8 1. OPASNOST OD POŢARA ............................................................................................. 9 1.1. Gorenje, poţar i eksplozija................................................................................................... 9 1.2. Gorive tvari ......................................................................................................................... 10

3. PREVENTIVA I PROPISI ........................................................................................... 14 Planovi protupoţarne zaštite................................................................................................. 14 Medunarodna prikljuĉnica s kopnom .................................................................................. 14

4. MOGUĆI UZROCI POŢARA NA BRODOVIMA ................................................... 15 Otvorena vatra. ...................................................................................................................... 15 Pojava elektriĉnog kratkog spoja na brodu......................................................................... 15 Nepravilno rukovanje pogonskim gorivom ......................................................................... 16

5. SREDSTVA ZA GAŠENJE POŢARA I NJIHOVO DJELOVANJE ...................... 17 Prah za gašenje ....................................................................................................................... 17 Ugljiĉni dioksid....................................................................................................................... 17 Haloni ...................................................................................................................................... 18

6. APARATI ZA GAŠENJE POŢARA ........................................................................... 19 6.1. Ruĉni aparat za gašenje kemijskom vodom ..................................................................... 19 6.1. Ruĉni aparat za gašenje kemijskom pjenom .................................................................... 20 6.3. Ruĉni aparat za gašenje prahom ....................................................................................... 20 6.4. Ruĉni aparat za gašenje ugljiĉnim dioksidom CO2 ......................................................... 21 6.5. Ruĉni aparat za gašenje Halonom 1211 ............................................................................ 22 6.6. Prijevozni aparat za gašenje .............................................................................................. 22

7. UREĐAJI ZA OTKRIVANJE I DOJAVU POŢARA ............................................... 23 7.1. Ruĉni javljaĉi....................................................................................................................... 23 7.2. Automatski javljaĉi ............................................................................................................. 24 7.2.1. Ionizacijski javljaĉ ....................................................................................................... 24 7.2.2. Fotoelektriĉni javljaĉ ................................................................................................... 24 7.2.3. Javljaĉ topline............................................................................................................... 25 7.2.4. Infracrveni javljaĉ........................................................................................................ 26 7.2.5. Cijevni javljaĉ............................................................................................................... 26

8. ALARMNI UREĐAJI ................................................................................................... 27 Signalizacija poţarne uzbune. ............................................................................................... 28

9. UGRAĐENI SUSTAVI ZA GAŠENJE POŢARA ..................................................... 29 9.1. Protupoţarne pumpe, glavni protupoţarni cijevovodi, hidranti i vatrogasna crijeva . 29 9.2. Automatski sustav za gašenje poţara prskanjem(sprinkler ureĊaji)............................. 30 9.3. UgraĊeni sustav za prskanje vode pod tlakom................................................................. 33 9.4. UgraĊeni sustav za gašenj poţara plinom ........................................................................ 33 9.4.1. Sustav s ugljiĉnim dioksidom ...................................................................................... 34 9.4.2. Sustavi sa halonom (halogeniziranim ugljikovodikom)............................................ 36 9.4.3. Sustav pare ................................................................................................................... 38 9.4.4. Ostali sustavi za gašenje poţara plinom..................................................................... 38 9.5. UgraĊeni sustav za gašenje poţara pjenom ...................................................................... 39 9.6. UgraĊeni sustav za gašenje prahom .................................................................................. 41 9.7. Sustav inertnog plina .......................................................................................................... 42

10. UTJECAJ POŢARA NA LJUDSKO ZDRAVLJE .................................................. 44 10.1. Utjecaj topline ................................................................................................................... 44 10.2. Utjecaj produkta izgaranja .............................................................................................. 44

11. UREĐAJI ZA MJERENJE I KONTROLU PRISUTNOSTI PARA I PLINOVA 45 11.1. Ruĉni detektor plina ......................................................................................................... 46

11.2. UreĊaj za mjerenje koncentracije eksplozivnih plinova (Eksplozimetar) ................... 48 11.3. UreĊaj za mjerenje sadrţaja kisika (analizator kisika)................................................. 49

12. VATROGASNA OPREMA ........................................................................................ 50 12.1. Osobna oprema ................................................................................................................. 50 12.2. Aparati za disanje ............................................................................................................. 50

STROJEVI I UREĐAJI .................................................................................................... 56 1. POVJESNI RAZVOJ BRODSKOG POGONA ......................................................... 57 2. GORIVA MAZIVA I VODA ........................................................................................ 57 2.1. Goriva .................................................................................................................................. 57 2.2. Maziva .................................................................................................................................. 58 2.3. Voda ..................................................................................................................................... 59

3. BRODSKI POGONSKI UREĐAJI ............................................................................. 60 3.1. Motori sa unutarnjim izgaranjem ..................................................................................... 60 3.1.1. Osnovni nazivi .............................................................................................................. 60 3.1.2. Podjela brodskih motora ............................................................................................. 62 3.2. Naĉelo rada ĉetverotaknog Otto motora........................................................................... 63 3.3. Naĉelo rada ĉetverotktnog Diesel motora ......................................................................... 64 3.4. Naĉelo rada dvotaktnog Otto motora ............................................................................... 65 3.5. Naĉelo rada dvotaknog Diesel motora .............................................................................. 66 3.6. Prednabijanje motora......................................................................................................... 70

4. GENERATOR PARE ................................................................................................... 72 5. PARNE TURBINE ........................................................................................................ 74 5.1. Djelovanje turbine .............................................................................................................. 74

6. PLINSKE TURBINE .................................................................................................... 78 7. SISALJKE ...................................................................................................................... 83 7.1. Osnovni pojmovi ................................................................................................................. 83 7.2. Stapne sisaljke ..................................................................................................................... 85 7.3. Centrifugalne sisaljke ......................................................................................................... 87 7.4. Zupĉasta sisaljka ................................................................................................................. 89 7.5. Vijĉane sisaljke .................................................................................................................... 90 7.5. Vakum sisaljke .................................................................................................................... 91 7.6. Mlazne sisaljke .................................................................................................................... 92

8. KOMPRESORI I VENTILATORI ............................................................................. 93 8.1. Općenito o kompresorima .................................................................................................. 93 8.2. Stapni kompresori............................................................................................................... 93 8.3. Vijĉani kompresori ............................................................................................................. 96 8.4. Centrifugalni kompresori................................................................................................... 97 8.5. Ventilatori ............................................................................................................................ 98

9. DESTILACIJSKI UREĐAJI (evaporatori) .............................................................. 102 10. SEPARATORI (centrifugalni ĉistioci ).................................................................... 105 11. KORMILARSKI UREĐAJI..................................................................................... 110 11.1. Općenito o kormilarenju ................................................................................................ 110 11.2. Propisi u vezi s kormilarskim ureĊajima...................................................................... 111 11.3. Ruĉni kormilarski ureĊaj ............................................................................................... 111 11.4. Hidrauliĉki kormilarski ureĊaji .................................................................................... 112

12. RASHLADNI UREĐAJI .......................................................................................... 118 12.1. Općenito o rashladnim ureĊajima ................................................................................. 118 12.2. Osnove rashladnog procesa............................................................................................ 118 12.3. Višestupanjska kompresija ............................................................................................ 121 12.4. Podjela brodski rashladni ureĊaja ................................................................................ 122 12.5. Glavni djelovi rashladnog ureĊaja ................................................................................ 123 Kompresori...................................................................................................................................... 123 Kondezatori ..................................................................................................................................... 124 Isparivač .......................................................................................................................................... 125

Ekspanzijski ventili ......................................................................................................................... 126 Teromostat ...................................................................................................................................... 128 Presostat .......................................................................................................................................... 129

12.6. Brodski rashladni sustavi ............................................................................................... 130 12.6.1. Rashladni sustav za odrţavanje ţiveţnih namirnica (provijant) ......................... 131 12.7. Rashladni sustav za hlaĊenje i zamrzavanje tereta ..................................................... 133 12.7.1. Uvjeti prijevoza tereta ............................................................................................. 133 12.7.2. Sustavi hlaĊenja ....................................................................................................... 134 12.8. Brodovi za prijevoz ukapljenih plinova ........................................................................ 138 12.9. Klimatizacija broda ........................................................................................................ 140

13. PALUBNI UREĐAJI ................................................................................................ 144 13.1. Teretno vitlo .................................................................................................................... 144 13.2. Palubne dizalice............................................................................................................... 146 13.3. Sidreno vitlo..................................................................................................................... 148 13.4. Pritezno vitlo ................................................................................................................... 150

14. UREĐAJI ZA PRIJENOS ZAPOVIJEDI I KOMUNIKACIJU .......................... 151 14.1. Strojarski telegraf ........................................................................................................... 152 14.2. Brodska sirena................................................................................................................. 154

15. BRODSKI SUSTAVI ................................................................................................ 155 15.1. Balastni cjevovod ............................................................................................................ 155 15.2. Kaljuţni cjevovod ........................................................................................................... 157 15.3. Protupoţarni cijevovod .................................................................................................. 158 15.4. Sustav zraka .................................................................................................................... 160 15.5. Sustav goriva ................................................................................................................... 161 15.6. Sustav inertnog plina ...................................................................................................... 162 15.7. Sustav tereta na tankerima ............................................................................................ 163

16. PROIZVODNJA ELEKTRIĈNE ENERGIJE NA BRODU ................................ 165 17. NADZOR I UPRAVLJANJE STROJNIM KOMPLEKSIMA SA ZAPOVJEDNIĈKOG MOSTA ..................................................................................... 167

PROTUPOŢARNA ZAŠTITA NA BRODOVIMA

Uvod Brod je specifičan objekt gdje je na relativno malom prostoru koncetrirana velika vrijednost kako samog broda tako i tereta koji brod prevozi. Velike materijalne štete i česte ljudske ţrtve izazvane poţarom daju protupoţarnoj zaštiti, veoma vaţno mjesto i ulogu u razvoju svakog društva. Specifičnost protupoţarne zaštite na brodovima je razumljiva zbog činjenice da se poţar na brodu moţe dogoditi na otvorenom moru, kada gašenje poţara ovisi isključivo o sposobnostima, znanju i umješnosti te spremnosti aparata i ureĎaja. Razvijena protupoţarna zaštita osim odgovarajuće opreme i sredstava za gašenje, podrazumijeva i obučavanje ljudi, kako bi bili u stanju adekvatno i efikasno koristiti sredstva koja im stoje na raspolaganju. Najjače oruţje protiv poţara jest poduzimanje preventivnih mjera, da do njega uopće ne doĎe, odnosno za slućaj nastanka poţara, njegovo blagovremeno otkrivanje u kojem vrlo vaţnu ulogu imaju vatrogasni ureĎaji i sistemi. Neophodna je. stalna spremnost i ispravnost spomenutih ureĎaja. Odrţavanje i testiranje ureĎaja za prevenciju i zaštitu, vrši se onda kad nema opasnosti i kad za to ima dovoljno vremena. Posada broda mora biti u stanju brzo reagirati na pojavu poţara, odnosno alarma, što podrazumijeva dobru organizaciju i praktičnu osposobljenost. Za pravilno razumijevanje problema zaštite od poţara, neophodno je poznavanje procesa gorenja, osnovnih fizikalnih i kemijskih karakteristika tvari, promjene tvari tijekom gorenja, širenja poţara oslobaĎanje energije i plinova, te opasnosti po ljudsko zdravlje. TakoĎer je potrebno poznavanje karakteristike sredstava za gašenje, aparata i ugraĎenih protupoţarnih sredstava što je osnovni uvjet za us pješno svladavanje poţara.

8

1. OPASNOST OD POŢARA 1.1. Gorenje, poţar i eksplozija. Gorenje je kemijski proces spajanja gorive tvari i kisika pri čemu se oslobaĎa svjetlosna i toplinska energija. Postoje i drugi plinovi osim kisika koji podrţavaju gorenje ( npr. klor ) ali se izgaranje najčešće odvija u prisustvu zraka koji sadrţi oko 21% volumskog dijela kisika dok je ostatak uglavnom inertni plin dušik 78% i plemeniti plinovi 1% volumskog udjela. Da bi došlo do procesa gorenja potrebno je ispuniti 3 uvjeta :  goriva tvar  zrak ( kisik )  toplina potrebna za postizanje temperature paljenja Navedeni uvjeti prikazani su u trokutu izgaranja ( sl 1. )

Slika 1. Kisik je plin bez boje, okusa i mirisa. Ne gori ali podrţava gorenje. Prema količini kisika koji sudjeluje u procesu izgaranja nastupiti će potpuno ili nepotpuno izgaranje. Potpuno izgaranje organskih tvari odvijat će se u prisustvu dovoljne količine kiskika pri čemu se stvara plin ugljični dioksid ( CO2 ) i vodena para. Ugljični dioksid je plin bez boje i mirisa, ne gori i ne podrţava gorenje. Nepotpuno izgaranje nastupa kad goriva tvar nema dovoljno kisika na raspolaganju, pa se osim CO2 oslobaĎa i ugljični monoksid ( CO ) ili čak ugljik ( C) odnosno gusti dim sa ugljenom prašinom koja tinja bez plamena ( čaĎ ). Ugljični monoksid je plin koji je goriv i veoma otrovan. Kad gore organske tvari ( drvo, ugljen, plin, vosak itd. ) zbiva se niz različitih kemijskih promjena. Iz gorućeg drveta izlaze plinoviti produkti ( metan, vodik, ugljični monoksid, te pare metanola, katrana i dr. ) koji pomiješani sa zrakom izgaraju u obliku plamena. Nakon što prestanu izlaziti plinoviti produkti, drvo će prestati gorjeti ali će i dalje ţariti. Nakon završenog procesa gorenja ostaje pepeo. Da bi započeo proces gorenja moraju biti zadovoljena tri uvjeta : 1. Potrebna toplina kao izvor paljenja, mora uvjetovati temperaturu veću od temperature paljenja gorive tvari. 2. Zapaljive pare ugljikovodika nastale isparavanjem gorive tvari na temperaturi većoj od temperature zapaljivosti ( flash - point ). 3. Kisik koji mora biti prisutan u točno odreĎenom omjeru u smjesi sa zapaljivim 9

parama ( eksplozivna smjesa ) ali ne u količini manjoj od 11% volumnog udjela, kada nastaje gušenje. Točka zapaljivosti je najniţa temperatura kod koje se oslobaĎaju zapaljive pare. Toplina - stvaranjem topline dolazi do povećanja temperaturne pojave svjetlosti ( u obliku plamena ili ţara ) pri čemu tvar mijenja volumen, čvrstoću i agregatno stanje prelazi iz ćvrstog u tekuće i1i iz tekućeg u plinovito. Toplina se moţe osloboditi: 1. Kemijskom reakcijom ( egzotermne reakcije, polimerizacija, izgaranje ) 2. Mehaničkim putem (trenje) 3. Elekttričnim putem ( iskra grijućih tijela ) 4. Neizravnom reakcijom Proizvedena toplina se moţe prenijeti : a) kondukcijom ili provoĎnjem topline kroz krute tvari b) konvekcijom ili strujanjem topline, karakteristično za plinove i tekućine c) radijacijom ili zračenjem direktno u prostor 1.2. Gorive tvari Gorive tvari se dijele s obzirom na agregatno stanje na : 1. klasu A, krute ili kristalne 2. klasu B, tekućine 3. klasu C, plinovite Agregatno stanje materije ovisi o pritisku i temperaturi ( sl.2. )

Sl.2. Dijagram agregatnog stanja ili p-t dijagram Prijelaz iz krutog u tekuće stanje naziva se taljenje do kojeg dolazi dovoĎenjem topline nekoj krutoj tvari. Temperatura na kojoj dolazi do taljenja je konstantna i ne mijenja se sve dok je prisutna kruta tvar. Obrnuti proces, gdje se odvodi toplina iz tekućine, kada tekućina prelazi u kruto stanje, naziva se skrućivanje. Isparavanje je proces u kojem neka tvar prelazi iz tekućeg u plinovito stanje uz dovoĎenje topline. Intenzitet isparavanja u zatvorenom prostor ovisi o temperaturi, tlaku i veličini površine. 10

Pri ohlaĎivanju, odnosno kondezaciji para prelazi ista stanja samo u obrnutom poretku nego kod isparavanja. Ovaj se proces zove ukapljivanje. Prijelaz iz krutog direktno u plinovito stanje naziva se sublimacija. Ako se plin ohladi na dovoljno nisku temperaturu i zatim tlači, moţe ga se dovesti u tekuće stanje.Kritična temperatura plina ( točka K ) je temperatura kod koje tvar ne moţe biti ukapljena bez obzira na veličinu tlaka. Plin je tvar koja je kod temperature iznad kritične u plinovitom stanju. Para je plinovito svojstvo tvari koja je pod normalnim uvjetima u krutom i1i tekućem stanju. Poţarne klase predstavljaju agregatna stanja materije, a metali se tretiraju kao posebna poţarna kIasa D. Klasa E obuhvaća izgaranja gornjih klasa od A do D u prisutnosti el. uredaja odnosno gorenja samih ureĎaja. Poţar Klasa A: kruta goriva organskog porijekla Drvo, papir i ostali materijali uglavnom se sastoje od molekula celuloze (C6H10O5). Razgradnja celuloze odvija se po sljedećoj jednadţbi C6HloO5 + 6O2 —>5H2O +6CO2 + toplina. Prilikom izlaganja nekih plastičnih masa oslobadaju se plinovi kao što su klorovodik i cijanovodik što iziskuje neophodnu upotrebu aparata za disanje, pri boravku u takvoj atmosferi. Zapaljivost krutih tvari ovisi o veličini površine izloţene zraku. Veliki komad drveta se teško zapali s gorućom šibicom ali male trešćice ( piljevina ) zapali se odmah. TakoĎer se razbacan ( nepravilno sloţen ) odnosno nenabijen materijal, mnogo brţe zapali nego čvrsto pakiran teret u balama. Najbolji način gašenja gorive klase A je hlaĎenje vodom. MeĎutim, rasuti teret sadrţi dovoljno topline koja polako kondukcijom suši prašinu i moţe doći do ponovnog zapaljenja. Poţar Klasa B : Tekuće gorive tvari Po sastavu to su spojevi ugljika i vodika odnosno ugljikovodici. ZapaIjive tekućine sačinjavaju klasu B u kategorizaciji opasnih tereta. To su tekućine ili smjesa tekućina ili tekućine koje sadrţe krute tvari bilo otopljene ili suspendirane a razvijaju zapaljive pare na ili ispod 61°C u testu sa zatvorenom posudom što odgovara 65,60C testu sa otvorenom posudom. Podjela zapaljivih tekućina po točki zapaljivosti Tekućine Klasa A:  Tekućine s niskom točkom zapaljivosti ispod - 18°C. To su visoko zapaljive tekućine u koje spada benzin. Tekućine Klasa B :  Tekućine sa srednjom točkom zapaljivosti iznad - 18°C ne uključujući 23°C ( alkoholi ). Tekućine Klasa C :  Tekućine s visokom točkom zapaljivosti od 23°C do 61°C. Tu spadaju diesel goriva i kerozin. Tekućine s višom točkom zapaljivosti ne smatraju se opasnima po kriteriju zapaljivosti. Benzin koji oslobada zapaljive pare na sobnoj temperaturi je mnogo opasniji nego diesel gorivo koje se mora zagrijati prije nego se zapali. 11

Zapaljive tekućine karakrteriziraju 3 temperatutne točke: a) Točka zapaljivosti : je najniţa temperatura na koju treba zagrijati tekućinu da se iznad njene površine stvori dovoljno pare koja sa zrakom stvara zapaljivu smjesu. Paljenje smjese vrši se dovoĎenjem vanjskog izvora paljenja. Ako se izvor paljenja odstrani gorenje prestaje. b) Temperatura gorenja : je temperatura na kojoj se pare iznad tekućine razviju u tolikoj količini da nakon zapaljenja vanjskim izvorom paljenja i njegovog uklanjanja nastave i dalje goriti. c) Teperatura samozapaljenja je najniţa temperatura na koju treba zagrijati pare tekućine da se one upale bez vanjskog izvora paljenja. Mnogi poţari, naročito na brodu prouzrokovani sa kontaktom ulja za podmazivanje i toplih površina, pregrijavanjem leţaja osovine itd. Gorivi plinovi i pare moraju se prethodno pomiješati sa stanovitom količinom zraka da bi se mogli zapaliti i goriti plamenom. Medutim, plinovi i pare, kad su u odreĎenom omjeni pomiješani sa zrakom stvaraju takve smjese u kojima se kemijske reakcije zbivaju trenutačno, te umjesto običnog gorenja nastane eksplozija. Eksplozija je kemijski proces koji se odvija u veoma kratkom vremenu, pri čemu se goriva materija naglo spaja sa kisikom, uz pojavu svjetlosti, povećanje temperature, pritiska i razaranja. Kod eksplozije se u povoljnim uvjetima, reakcija odvlja velikom brzinom da se front reakcija širi brzinom većom od brzine zvuka. Ovaj udarni val naziva se detonacija. Osnovna razlika izmedu izgaranja i eksplozije je u brzini kojom se oslobaĎa i troši energija za vrijeme kemijeske reakcije. Klasa C : Gorivi plinovi  Brodovima se prevozi malo plinova osim specijalnih L.P.G. i L.N.G. tereta ali se plinovi mogu oslobaĎati iz tereta kao što su ugljen, nafta, šećer (prilikom fermentacije). Ovisno o gustoći, mnogi plinovi su teţi i zadrţavaju se u donjim slojevima. Izgaraju uglavnom eksplozivno.

12

2. IZVORI PALJENJA Proces izgaranja ili eksplozije, moţe započeti ako je prisutna odreĎena količina energije potrebna za paljenje smjese plinova ili para i zraka. Mogući izvori paljenja eksplozivne smjese mogu biti : a) otvorena vatra b) tople površine c) mehanička iskra d) električna iskra e) spontano izgaranje ( oksidacija ) f) samozapaljenje g) statički elektricitet - kada dva različita tijela doĎu u dodir u svakom se od njih stvara el. naboj iste veličine ali različitog polariteta. Veličina naboja ovisi o električnoj otpornosti materijala. Što je otpornost veća i naboj je veći. Razdvoje li se tako statički nabijena tijela izmeĎu njih se stvori električno polje. Praţnjenje se vrši preskakanjem elektrostatičke iskre koja pripada najsnaţnijim izvorima paljenja. Opasnost od zapaljenja statičkim elektricitetom je smanjena ako je sistem pravilno uzemljen. Mogući izvori statičkog elektriciteta na brodu su : 1. Para - kapljice vode u mlazu pare koja istječe vlikom brzinom iz mlaznice, postaju elektrostatički nabijene. 2. Ugljični dioksid - kada se tekući ugljični dioksid pod pritiskorn oslobada velikom brzinom, naglo isparavanje uzrokuje hlaĎenje koje dovodi do formiranja krutih čestica leda. Ove čestice mogu postati elektrostatički nabijene. 3. Protok tekućine kroz cijevi - tekućina koja struji kroz cijev postaje statički nabijena uglavnom pozitivno u odnosu na cijev. Količina naboja ovisi o električnoj provodljivosti tereta, promjeru i materijalu cijevi, brzini strujanja itd.

13

3. PREVENTIVA I PROPISI Iako se na brodu nalaze najraširenija sredstva za gašenje poţara moţe biti veoma opasan po brod, pogotovo ako je primjećen tek onda kada se već razbuktao. Veoma je vaţno da se na brodu pridrţavamo mjera opreza ( npr. zabrana pušenja pri ukrcaju zapaljivih tereta itd. ) i da spriječavamo već samu mogućnost nastanka poţara. Konvencija SOLAS 1974. postavlja osnovna načela koja se pri gradnji broda moraju poštivati. Navedinio neka : - podjela broda u glavne vertikalne zone i odjeljivanje stambenih prostorija od ostalih dijelova broda, pomoću toplinskih i strukturnih omeĎenja ( pregrada ). - predviĎanje sistema za otkrivanje, spriječavanje širenja poţara u svakom prostoru, gdje god bi nastao. - predviĎanje izlaza za nuţdu i njihovu zaštitu. Za borbu protiv poţara osnovno je spriječiti pristup zraka, materiji koja se zapalila. Zato je potrebno odmah zatvoriti sve prozore, vrata, ventilacijske i druge otvore prostorija gdje je poţar zapaţen te isključiti mehaničku ventilaciju ako postoji. Posebno su stroga pravila za gradnju putničkih brodova. Za teretne brodove iznad 4000 Brt, konvencija SOLAS 1974. propisuje: a) u stambenim prostorijama moraju biti pregrade hodnika od čelika, a obloge stijena od teško zapaljivog materijala.Boje ne smiju biti na bazi nitro-celuloze ili drugih lako zapaljivih sirovina. b) cijevovodi goriva i maziva moraju biti od atestiranog materijala a isto tako sanitarni i drugi izljevi u blizini vodene linije. c) električni radijatori moraju biti tako izvedeni i postavljeni da se što više smanji mogućnost nastanka poţara. Na novijim brodovima u obloge stijena upotrebljava se plastika, a umjesto drva za namještaj metali i plastične mase. Znači općenito zamjenjujemo sve zapaljive materijale gdje god je to moguće, nezapaljivima. Negorivim materijalima smatraju se one tvari koje ne gore niti ispuštaju zapaljive pare u količini koja je dovoljna da se sama zapali kada se zagrije na oko 750°C. Svi ostali su gorivi matetijali. Glavne vertikalne zone su prostori u kojima su trup nadgraĎe i palubne kućice odijeljene negorivim pregradama tako da srednji razmak pojedinih pregrada, na bilo kojoj palubi po pravilu ne iznosi više od 40 m. Planovi protupoţarne zaštite Na svim brodovima moraju biti stalno izloţeni opći planovi koji za svaku palubu jasno pokazuju kontrolne stanice, podaci o ureĎaju za poţarnu uzbunu o ureĎajima za otkrivanje poţara, o sredstvima za gašenje poţara i sl. Medunarodna prikljuĉnica s kopnom Standardne dimenzije prirubnice za meĎunarodnu priključnicu s kopnom, propisane su Pravilom 19. Mora postojati mogućnost da se ova priključnica moţe upotrijebiti na svakoj strani broda ( s1.3. ).

14

Sl.3.MeĎunarodna priključnica s kopnom

4. MOGUĆI UZROCI POŢARA NA BRODOVIMA Poţar na brodu je najozbiljnija opasnost koja ugroţava njegovu sigumost. U stanju je uništiti cijeli brod zajedno s teretom ili ga barem izvjesno vrijeme onesposobiti za upotrebu. Uzroci poţara na brodu su različiti. Za uspješnu borbu protiv poţara i njenu dobru organizaciju, vrlo je vaţno poznavanje specifičnosti tipa broda i uzroka poţara. Uzroci poţara na brodu mogu biti: 1. Pojava otvoreni vatre 2. Kratki spoj u električnoj mreţi 3. Odbačena zauljena i nečista stupa(pamuk) za čišćemje 4. Nepravilno rukovanjc pogonskim gorivom 5. Pojava praskavog plina kod punjenja akumulatorskih baterija 6. Nrepravilno rukovanjc raznim upaljivim smjesama i tvarima Otvorena vatra. Otvorena vatra pojavljuje se na brodu kao šibica, goruća cigareta, plamen pri elektrovarenju, kratki spoj i usijanost električne peći za grijanje. Poţari koji proizlaze iz ovih izvora pojavljuju se u prvom redu zbog nepaţnje. Prilikom elektrovarenja treba raditi oprezno jer mali usijani komadići koji se razlijeću na sve strane mogu se uvući na skrovita mjesta ispod podnica u kaljuţu itd.i tamo prouzročiti poţar. Isto tako iskrenje nezaštićenih električnih pnekidača moţe upaliti boju ili sakupljenu masnoću i nečistoću oko njih. Pojava elektriĉnog kratkog spoja na brodu. Ovo je česta pojava i moţe vrlo brzo izazvati poţar. Uzrok kratkom spoju je slaba izolacija električnih vodova koji popuste ili popucaju zbog starosti, dotrajalosti, vlage ili udara oštrim predmetima, kod nepaţnje i nepravilnog rada pri raznim popravcima i montaţi električnih vodova. Čim izolacija na kablovima popuca, morska voda pri 15

polijevanju morem uspostavi kratki spoj koji lako zapali izolaciju i boju to se poţar vrlo brzo prenese na okolinu. Nepravilno rukovanje pogonskim gorivom Moţe dovesti do poţara velikih razmjera. Čim se tankovi počmu prazniti i slobodna površina doĎe u doticaj sa zrakom već postoji opasnost od poţara. Ta opasnost nije nimalo smanjena kad se tankovi potpuno isprazne jer ostaje mala količina goriva. Svaki dodir s vatrom u ispraţnjenim tankovima dovodi do poţara i eksplozije sve dotle dok se tankovi dobro ne isperu i provjetre. Za vrijeme rada s tekućim gorivom na slobodnom zraku velika opasnost od eksplozije postoji u neposrednoj blizini gorive tekućine gdje je koncentracija para najveća. Naravno to ovisi o vrsti goriva, temperaturi, vjetru i veličini slobodne površine goriva. Za spriječavanjc eksplozije i poţara treba onemogućiti svaku akumulaciju opasnih para tekućeg goriva, što se postiţe prirodnom i umjetnom cirkulacijom. Poţari koji nastaju zbog samozapaljenja masnog pamuka za čišćenje vrlo su česti na brodovima. Osobe koje rade s pamukom i čiste pojedine dijelove postrojenja strojeva, alata i opreme, iz nepaţnje mogu ostaviti komad nečistog pamuka ( stupe ) po raznim kutevima i skrovitim mjestima. Naročito je opasno ako su komadi pamuka natopljeni zapaljivom tekućinom. Namočeni pamuk počinje oksidirati, oslobada se toplina, raste temperatura te dolazi do samozapaljenja. Kod rukovanja sa ostalim zapaljivim smjesama na brodu potrebno je paţljivo s njima postupati i poštovati propise. To se moţe odnositi na razne zapaljive smjese. Nepridrţavanjem vaţećih propisa sigurnosti pri radu s otvorenim plamenom kao npr. kod zagrijavanja limova, zavarivanja, posebno autogenim varenjem, često dovodi do poţara. U strojarnici najčešće dolazi do poţara prilikom čišćenja komore s filtrima za ulje i gorivo. Kod otvaranja dolazi do rasipanja goriva, budući da se nalaze pod tlakom, Ako to gorivo padne na toplu površinu,moţe se zapaliti. Kod mjerenja razine goriva u tanku moţe doći do prelijevanja goriva koje se u dodiru s vrućim strojnim dijelovima i moţe upaliti. Najopasnije mjesto za izbijanje poţara u strojarnici je visokotlačni cijevovod pogonskog goriva od buster pumpe do motora. Gorivo u ovom dijelu moţe biti zagrijano i do 150°C što kod propuštanja stvara veoma eksplozivnu smjesu. Dijelovi motora i ostalih strojeva koji imaju visoku površinsku temperaturu (ispušne cijevi dizel motora, parovodi), ako nisu pravilno izolirani mogu postati izvorom paljenja zapaljivih para.

16

5. SREDSTVA ZA GAŠENJE POŢARA I NJIHOVO DJELOVANJE Osnove gašenja: prekinuti kemijski proces gorenja znači ugasiti vatru. Kao što je potrebno osigurati tri uvjeta za odvijanje procesa gorenja, isto tako se proces moţe prekinuti oduzimanjem jednog od uvjeta potrebnih za proces gorenja, odnosno uvoĎenjem novih tvari u proces gorenja koje svojom prisutnošću djeluje na gašenje vatre. Gorenje se moţe prekinuti na način : 1. Odvajanjem gorive tvari iz zone vatre. Provodi se tako da se od mjesta poţara udalje sve gorive tvari koje bi vatra mogla zahvatiti ili se postavljaju takve zapreke koje onemogućavaju širenje vatre. 2. Gašenjem odnosno oduzimanjem zraka potrebnog za gorenje, provodi se na taj način da se spriječi kontakt gorive tvari i kisika dovoĎenjem pjene, praha ili ugljičnog dioksida. 3. HlaĎenjem odnosno sniţavanjem temperature gorive tvari ispod temperature paljenja.Provodi se na način da se goriva tvar hladi vodom. Ne moţe se koristiti kod niskih temperatura okoline radi smrzavanja. Postoji opasnost od širenja poţara kod gašenja razlivenih, upaljivih tekućina koje imaju manju gustoću od vode. Gašenje vodom materijala koji imaju moć upijanja vode, dolazi do njihovog bubrenja i znatnog oštećenja. 4. Pjena za gašenje - To je mješavina vode, pjenila i zraka. Gašenje pjenom vrši se na principu prekrivanja gorive površinc čime se spriječava pristup kisika gorivoj tvari. Zbog niske gustoće pjena se zadrţava na površini tekućine te je primarno sredstvo za gašenje tekućih gorivih tvari. Praktična je jer se ne raspada kod visokih temperatura i nije otrovna. Pjene za gašenje dijele se na teške, srednje i lake ovisno o omjeru vode i pjenila prema ukupnom volumenu pjene. Kod teške pjene taj omjer iznosi 1: 4 do 1: 20, odnosno faktor pjenjenja iznosi od 4 do 20. Srednja pjena ima faktor pjenjenja od 20 do 200, a laka od 200 do 1000. Teška pjena proizvodi se iz bjelančevina ţivotinjskog podrijetla te se naziva i proteinska pjena. Koristi se za gašenje poţara klase A i B. Srednja pjena proizvodi se isključivo iz sintetskih pjenila. Koristi se za gašenje zapaljivih tekućina i čvrstih materijala. Laka pjena se proizvodi isključivo na bazi masnih alkohola. Upotrebljava se isključivo za gašenje u zatvorenim prostorima, hangarima, skladištima i sl. jer na otvorenom prostoru strujanje zraka raznosi pjenu. Prah za gašenje Prah je vrlo efikasno i univerzalno sredstvo za gašenje svih vrsta poţara. Prilikom gašenja poţara prahom najvaţniji efekt je gušenje poţara tj. eliminira se dodir kisika s gorivom tvari. Oblak praha pruţa dobru zaštitu od zračenja topline. Najčcšće se koristi prah proizveden na bazi natrijevog i amonijevog fosfata.Prah ima veoma velikih prednosti jer omogućava gašenje električnih instalacija pod naponom, nije otrovan i škodljiv za čovjeka. Ugljiĉni dioksid CO2 je plin bez boje i mirisa. Ne provodi struju, teţi je od zraka oko 1,5 puta. Gašenje sa CO2 se zasniva na tome što ovaj plin djeluje ugušujuće. Ima vrlo široku primjenu pri gašenju prostorija kemijskih pogona i skladišta gdje se gašenje veši prostornin 17

ugušivanjem. Ne smije se upotrcbljavati za gašenje poţara lakih metala kao što je aluminij jer se onda oslobaĎa kisik- koji podrţava gorenje. Ukoliko kod lokalne zaštite količina iznosi više 5% ukupnog volumena postorije moţe ugušujuće djelovati na ljude. Haloni Halon je inertni ukapljeni plin bez boje i mirisa sa visokom točkom vrenja i visokom gustoćom. Prema kemijskom sastavu spada u halogene ugljikovodike. Halogeni elementi su : fiuor, klor, brom jod. Haloni koji se koriste u gašenje jesu halon 1301, (1/5flora3/5klora1/5joda), 1211 i halon 2402. Halon je vrlo uspješno sredstvo za gašenje poţara klasc A, B i C ( efikasniji je od CO2 oko 3 puta ). Haloni zaustavljaju gorenje plamena već pri koncentraciji u zraku oko 5%. Postoje i negativni aspekti zaštite halonom koji se javljaju pri duţem kontaktu halona s otvorenim plamenom pri čemu se halon rastvara. Produkti rastvaranja halona su neke kiseline koje imaju vrlo prodoran miris. Uporaba halona dozvoljena je jedino kod gašenja poţara galerija,knjiţnica,muzeja strojarnica i.t.d.(utjecaji na ozonsku zaštitu atmosfere).

18

6. APARATI ZA GAŠENJE POŢARA Aparati za gašenje poţara su naprave koje omogućuju izbacivanje sredstva za gašenje početnih poţara. Izbacivanje sredstva za gašenje u obliku mlaza predviĎenog dometa, vrši se pomoću poitiska inertnog plina ili ručne pumpe, što ovisi o vrsti aparata. Aparati za gašenje poţara izraĎuju se kao prenosivi i prijevozni. Protupoţarni aparati moraju se povremeno ispitivati i podvrgavati pokusima na zahtjev uprave.Svaki aparat mora imati ugraĎen sigurnosni ventil. Funkcija sigurnosnog ventila, je da spriječi porast tlaka u rezervoaru iznad dozvoljenog. Sigurnosni ventil mora uvijek djelovati potpuno pouzdano i ne smije biti izraĎen od materijala koji je izloţen djelovanju sredstva za gašenje. Svi protupoţarni aparati moraju biti cilindričnog oblika i s vanjske strane obojeni crvenom bojom. Kapacitet potrebnih prenosivih aparata na tekućinu treba biti veličine 9 litara, do uključno 13.5 litara. Ostali aparati ne smiju prijeći teţinu koja odgovara teţini aparata na tekućinu od 13.5 litara, te moraju imati sposobnost gašenja poţara bar jednaku aparatu na tekućinu od 9 litara. 6.1. Ruĉni aparat za gašenje kemijskom vodom Aktiviranje aparata se vrši preokretanjem za 180° i udaranjem udarnog dugmeta o čvrst predmet. Na taj način se potisne udarno dugme u pravcu staklene ampule s kiselinom koja se razbije. Kiselina se potom miješa s vodom uz kemijsku reakciju pri čemu se oslobada CO2 kao plin koji sluţi za stvaranje radnog tlaka iznad površine tekućine u aparatu. Aparat se drţi okrenut cijelo vrijeme dok traje praţnjenje i moţe se upotrebiti jednokratno(slika 4.) Izraz ,,UPRAVA,, koristi se za upravno pravnu instituciju nadleţnu za sigurnost na moru ili zaštitu na radu.

Slika 4. Ručni aparat za gašenje kemijskom vodom 19

6.1. Ruĉni aparat za gašenje kemijskom pjenom Aktiviranjem aparata vrši se brzim okretanjem vretena čime se oslobaĎa otvor na cilindru koji se nalazi u rezervoaru. Okretanjem aparata za 180° nekoliko puta, dolazi do meĎusobnog miješanja dviju otopina i stvaranja kemijske reakcije. Nakon aktiviranja aparat se mora cijelo vrijeme drţati okrenut i moţe se upotrebljavati samo jednokratno. Ovako dobivena kemijska pjena moţe se upotrijebiti za gašenje odreĎene vrste lako zapaljivih tekućina. Moţe se upotrebljavati i za gašenje krutih tvari biljnog porijekla, ali sa znatno manjim efektom od vode. Ne smije se upotrebljavati za gašenje poţara električnih uredaja i instalacije pod naponom (slika 5).

Slika 5.Ručni aparat za gašenje kemijskom pjenom 6.3. Ruĉni aparat za gašenje prahom Prvenstveno su namjenjeni za gašenje poţara klase B, C i E. Aktiviranje aparata vrši se u dva koraka, prvim se aktivira plin CO2 koji izvrši turbulenciju praha u rezervoaru i stvori radni tlak kojim se omogućuje izlaz praha za gašenje pod tlakom iz aparata. S obzirom na smještaj spremišta CO2 postoje dvije izvedbe: s CO2 unutar samog aparata i s CO2 u prigraĎenoj boci izvan aparata (slike 6 i 7).

Slika 6. Aparat s prigraĎenom bocom CO2 20

Slika 7. Aparat s bocom CO2 smješten unutar rezervara 6.4. Ruĉni aparat za gašenje ugljiĉnim dioksidom CO2 Aparat CO2 je zapravo čelična boca napunjena ugljičnim dioksidom pod tlakom tekućem stanju. Kod temperature od 20°C tlak u boci je 56 bara. Tlakom iz čelične boce, u tekući CO2 pod pritiskom u boci izlazi u cijev gdje ekspandira u plinovito stanje i obliku mlaza sluţi za gašenje. Prednost CO2 aparata za gašenje je u tome što se mogu koristiti više puta. namijenjeni su za gašenje početnih poţara klase B i C, a prvenstveno se upotrebljavaju za gašenje poţara na električnim ureĎajima (slika 8).

Slika 8.Ručni aparat za gašenje sa CO2

21

6.5. Ruĉni aparat za gašenje Halonom 1211 Rezervoar aparata je napunjen halonom u tekućem stanju. Volumen iznad tekućine je pod tlakom pogonskom plina, najčešće dušika (ili samo parom halona kod malih aparata). Namjenjeni su za gašenje početnih poţara klase A, B, C i E. Prvenstveno se upotrebljavaju za gašenje poţara na električnim ureĎajima ( slika 9 ).

Slika 1.9.Ručni aprat za gašenie halonom 6.6. Prijevozni aparat za gašenje Upotrebljavaju se za gašenje početnih poţ.ara gdje je potrebna veća količina sredstva za gašenje (slika 10).

Slika 10. Prijevozni aparat za gašenje prahom

22

7. UREĐAJI ZA OTKRIVANJE I DOJAVU POŢARA -

UreĎaj za otkrivanje i dojavu poţara sastoji se od: javljača poţara (detektora) električnih vodova centrale za prijem obavještenja izvora električne energije

Detektori i mjesta za ručnu dojavu okupljeni su u sekcije. Uključivanjem bilo kojeg detektora ili ručne dojave mora se uključiti zvučni i vizualni signal za otkrivanje poţara na kontrolnoj ploči, kao i indikatorskoj jedinici. Ako kroz dvije minute nitko ne potvrdi prijem signala automatski se daje zvučna uzbuna u svim stambenim i domaćinskim prostorijama posade, kontrolnim stanicama i prostorijama za strojeve. Kontrolna ploča mora se nalaziti na zapovjedničkom mostu ili u glavnoj protupoţarnoj kontrolnoj stanici. Indikatorske jedinice označavaju sekciju u kojoj je došlo do ukIjučivanja ureĎaja za otkrivanje poţara ili mjesto za ručnu dojavu. Sustav i oprema moraju biti izvedeni tako da izdrţe promjene napona, promjene temperature okoline, vibracije, vlaţnost, udarce, oštećenja i koroziju, koje se normalno mogu pojaviti na brodu. Javljači poţara se dijele na: - ručne javljače - automatske javljače 7.1. Ruĉni javljaĉi Ručni javljač predstavlja dopunu ureĎaja sa automatskim javljačima. Ručni javljač aktivira se pritiskom na dugme (slika 11). Mjesta za ručnu dojavu nalaze se u svim stambenim i domaćinskim prostorijama i kontrolnim stanicama. Na svakom izlazu mora se nalaziti jedno mjesto za ručnu dojavu. Niti jedan dio hodnika ne smije biti udaljen od njih više od 20m.

Slika 11. Ručni javljač

23

7.2. Automatski javljaĉi Najvaţnije svojstvo automatskog javljača poţara je otkrivanje vatre u što kraćem vremenu. Aparat mora funkcionirati bez obzira na osvjetljenje prostorije, pritisak, temperaturu ili vlaţnost. Postoje različiti tipovi automatskih javljača poţara, ali ih se uglavnom sve moţe svrstati u tri kategorije, ovisno o produktu izgaranja koji će uzrokovati njegovo reagiranje (dim, svjetlost, toplina). 7.2.1. Ionizacijski javljaĉ Otkriva prisutnost dima kada koncetracija dostigne prag detekcije bez obzira na veličinu čestica od kojih se dim sastoji. Radi na principu malog radiaktivnog izvora koji ionizira plin izmeĎu dvije elektrode. Javljač se sastoji od uloška koji objedinjuje dvije ionizacijske komore, otvorenu ionizacijsku i zatvorenu referentnu elektronsku cijev s hladnom katodom. U ulošku nema trošivih elemenata, pa je poslije svakog aktiviranja ponovno sposoban za djelovanje. Nevidljive količine dima, koje ulaze u otvorenu komoru, narušavaju električnu ravnoteţu izmedu komora. Na taj način, vrlo osjetljiva elektronska cijev s hladnom katodom postaje provodnik i preko releja stvara kontakt, te dolazi do javljanja u centrali, gdje reagira svjetlosni i zvučni alarm (slika 12).

Slika 12.Ionizacijski javljač 7.2.2. Fotoelektriĉni javljaĉ Princip rada detektora je raspršenje svjetlosti nastalo ulaskom čestice dima u otvorenu komoru (slika 13). Kada dimne čestice stignu u otvorenu komoru, svjetlo se na njima rasipa i pogaĎa fotoćeliju. Proizvedeni se napon pojačava u tranzistorskom kolu i pobuĎuje paljenje cijevi s hladnom katodom. Rezutltirajuća struja aktivira relej u protupoţarnoj centrali, time se aktivira optički i zvučni signal. Da bi se pobudio alarm, potrebno je da u labirintu javljača 24

postoji odreĎena dimna koncetracija od 5 do 10 sekundi, gdje je potrebno proizvesti 2-3 bljeska, jer se jedan bljesak stvara svake 2-3 sekunde. Na ovaj se način eliminira laţno aktiviranje javljača od okolnih bljeskova koji nastaje radom.

Slika 13 Fotoelektrični javljač 7.2.3. Javljaĉ topline Javljači topline dijele se na: - termomaksimalni javljač - termodiferencijalni javljač Termomaksimalni javljači se sastoje od dvije bimetalne trake, jedne deblje i jedne tanje koja je osjetljiva na porast temperature. Djelovanje javljača zasniva se na zatvaranju kontakta kad se postigne odredena maksimalna temperatura. UgraĎena cijev s hladnom katodom se pali, rezultirajuća anodna struja pobuĎuje relej u signalnoj centrali, čime se aktivira optički i zvučni sistem. Termodiferencijalni javljač je konstruiran kao kombinacija diferencijalnog i maksimalnog javljača. Aktivira se ako temperatura u jednoj minuti prelazi odreĎenu vrijednost ili kada se postigne maksimalna temperatura na kojoj je podešen. Kod povišene temperature u prostoriji gdje se nalazi javljač, zrak se širi i vrši pritisak na membranu koja zatvara kontakt. Diferencijalno djelovanje se postiţe mlaznicom s uskim provrtom kroz koji moţe izlaziti zatvoreni zrak. Maksimalno aktiviranje proizvodi bimetalna traka koja, takoder zatvara kontakt, kad je postignuta podešena temperaturna vrijednost. Zatvaranjem jednog od oba kontakta pobuĎuje se paljenje ugraĎene cijevi s hladnom katodom. Rezultirajuča anodna struja djeluje na relej u signalnoj centrali kojom se aktiviraju optički i zvučni elementi.

25

7.2.4. Infracrveni javljaĉ Infracrvena radijacija početne vatre fokusira se kroz šuokokutnu zbirnu leću koja propušta samo infracrvene zrake na fotoćeliju. Signal fotoćelije se pojačava ugraĎenim pojačalom. Kada je signal dovoljno jak, on aktivira cijevi s hladnom katodom koja uključuje alarm, kao i kod drugog javljača. Javljač je podešen tako da reagira na pojavu plamena duţine 15cm na udaljenosti od 6m. Time je spriječeno njegovo aktiviranje od paljenja šibice, upaljača, djelovanja sunca i električnih grijalica (slika 14).

Slika 14.Infracrveni javljač Detektor ima tri zaštite protiv laţnog alarma 1. pojačalo je podešeno tako da reagira na područje frekvencije zračenja koje je eksperimentalno utvrĎeno za plamen. 2. ugraĎeni filter koji osigurava da detektor registrira samo usko područje frekvencije infracrvenog zračenja blizu vidljivog svjetla, a ne reagira na veće valne duljine infracrvenog zračenja što ga emitiraju zagrijani dijelovi brodskih strojeva i vruće ploče limova; 3. integrator ureĎaja osigurava da se alarm ne uključi ako ulazni alarmni nivo ne djeluje odreĎeni vremenski period. Vrijeme uključivanja alarma moţe se podešavati sa zakašnjenjem od 3 do 30 sekundi od pojave infracrvenog zračenja plamena 7.2.5. Cijevni javljaĉ Upotrebljava se za otkrivanje poţara u prostoriama za teret. Zasniva se na principu usisavanja zraka iz kontrolnih prostora koji prolazi kroz detektor dima u kormilarnici. Detektor registrira prisustvo dima u ispitivanom zraku uz zvučni i svjetlosni alarm (slika 15).

26

Slika 15.Cijevni javljač

8. ALARMNI UREĐAJI Alarmni ureĎaj sluţe za obavještavanje svih osoba na brodu na nastalu opasnost. Signal opće uzbune (generalni alarm) postavlja se: 1. u strojarnici; 2. u društvenim prostorijama ako im je površina veća od 150 m²; 3. u hodnicima nastambi, sluţbenim i drugim društvenim prostorijama; 4. na otvorenim polubama; 5. u proizvodnim prostorijama Na putničkim brodovima postoje dvije samostalne grupe signalizacije opće uzbune za putnike i za posadu. Ton alarma opće uzbune jasno se razlikuje od tona ostalih alarma.

27

Signalizacija poţarne uzbune. Prijemni uredaj signalizacije otkzivanja poţara daje upozorenja navedena u slijedećoj tabeli: Signal u sustavu u kojem Signal u sustavu do prije. ureĎaja za Red Signalizacija uvjeta rada i signaliziranja pojave otkrivanje poţara dolazi broj neispravnosti poţara uslijed povišenja zrak iz nadziranih temperature prostorija 1. Rad ureĎaja vizuelni vizuelni Napajanje iz izvora za 2. vizuelni vizuelni slučaj nuţde Znakovi poţara i poloţaja prostorija ili područja u zvučni zvučni 3. kojima su otkriveni vizuelni vizuelni znakovi poţara Pomanjkanje propuha u zvučni 4. komori za otkrivanje vizuelni poţara Pomanjkanje propuha u vizuelni 5. cijevovodu zvučni (preporučuje se) Prekid u sirujnom krugu vizuelni 6. kontaktnih otkrivača poţara zvučni Mjesta oštećenja strujnih 7. vizuelni krugova otkrivača poţara Isklopljeno stanje voda 8. oikrivača poţara vizuelni (preporučuje se) vizuelni vizuelni 9. Nestanak napona zvučni zvučni Ako signal otkrivanja poţara ne bude potvrĎen u roku od 2 minute, automatski se uključuje signal u strojarnici, nastambama i drugim prostorijama gdje se mogu nalaziti članovi posade, koje upozorava da je na brodu nastao poţar.

Zvučni ili svjetlosni alarmni ureĎaji u pogonskim prostorima su: 1. Alarm za puštanje u pogon sistema CO2 ili nekog drugog ugušujućeg sredstva: a. svjetlosni: svijetleća crvena boja sa simbolom b. zvučni: dugački ton dan putem zračne sirene u svim pogonskim prostorijama i pokrajnjim prostorijama u koje se pušta sredstvo za gašenje. 2. Alarm izazvan vlastitim vatrodojavnim uredajima u pogonskim prostorima: a. svjetlosni: crveno svijetleće polje sa simbolom b. zvučni: dvostruki ton u pogonskim prostorima, prostoriji časnika stroja i na mostu

28

Na slici 16 prikazan je svjetlosni stup u strojarnici.

Slika 16 Alarmni svjetlosni stup u strojarnici

9. UGRAĐENI SUSTAVI ZA GAŠENJE POŢARA 9.1. Protupoţarne pumpe, glavni protupoţarni cijevovodi, hidranti i vatrogasna crijeva Kapacitet protupoţarnih pumpi ne smije biti manji od 23 m3/h i svaka takva pumpa mora biti u stanju da opskrbi najmanje dva propisana mlaza vode. Promjer cjevovoda morske vode i glavnog protupoţarnog cjevovoda mora biti dovoljan da osigura uspješno korištenje najvećeg ukupnog propisanog kapaciteta. Najveći tlak u bilo kojem hidrantu ne smije biti veći od onog pri kojem se moţe demonstrirati pouzdano upravljanje protupoţarnim crijevom. Najmanji tlak na svim hidrantima mora se drţati izmedu 0.25 do 0.31 N/mm2 ovisno o vrsti broda. Hidranti moraju biti smješteni, tako, da najmanje dva mlaza vode mogu dosegnuti bilo koji dio broda koji je normalno pristupačan putnicima i posadi dok je brod u plovidbi. Protupoţarna crijeva moraju imati dovoljnu duljinu da izbacuju mlaz vode do bilo kojeg prostora za koji bi se mogla koristiti. Za svako crijevo mora biti predvidena jedna mlaznica i potrebne spojnice(slika 17).

29

Slika 17. Protupoţarni ureĎaji s vodom

9.2. Automatski sustav za gašenje poţara prskanjem(sprinkler ureĊaji) Ovaj sustav najčešće se primjenjuje za gašenje poţara u putničkim prostorijama i prostorima za posadu. Na stropu svake prostorije koja se štiti postavljeni su rasprskivači koji automatski reagiraju uz povišenje temperature iznad odreĎene granice. Svaka sekcija rasprskivača posjeduje sredstvo za automatsko davanje vizuelnih i zvučnih signala uzbune na jednom ili više indikatorskih jedinica, kad god neki od rasprskivača stupi u djelovanje. Svaka sekcija rasprskivača se moţe isključiti pomoću samo jednog zapornog ventila. Temperatura reagiranja rasprskivača moţe se povećati na više od 30°C iznad najviše temperature u blizini stropa. Pumpa i cjevovodni ureĎaji moraju odrţavati potreban tlak na razini najvišeg rasprskivača kako bi se osigurala neprekinuta dobava vode dovoljna za istovremeno prekrivanje površine od najmanje 28m2 pri brzini ne manjoj od 5 1/m2 u minuti. Osnovni element rasprskivača je kvarcni bulb ispunjen tekućinom s visokim koeficijentom ekspanzije(slika 18).

Slika 18. Raspršivač s kvarcnim bulbom

30

Pojave vatre uzrokuje povećanje temperature u prostoriji. Na odreĎenoj temperaturi tekućina ekspandira toliko da razbije kvarcni bulb, oslobaĎa se brtva koja stvara slobodan prolaz vode. Voda pod tlakom udara u disperzijsku ploču na vrhu jarma, i i raspršuje se u obliku vrlo sitnih kapljica koje se šire po prostoru gaseći poţar. Pad tlaka u cjevovodu aktivira vizuelni i zvučni alarm. Sustav cjevovoda je ispunjen slatkom vodom iz posebnog tanka u kojem se tlak odrţava komprimiranim zrakom. Aktiviranjem rasprskivača padne tlak u tanku slatke vode, pneumatski ventil automatski stavlja u rad pumpu morske vode preko izravnog usisa u cjevovod do rasprskivača. Isključivanje se vrši ručno, ali tek onda kad je vatra ugašena. Sustav cjevovoda moţe biti "suhi" i"mokri". Suhi sistem je sistem kod kojeg se cjevovod nalazi pod tlakom zraka i koristi se u klimatskim zonama gdje se očekuju niske temperature, kako ne bi došlo do zamrzavanja. "Mokri" sustav je onaj sustav kod kojeg je cjevovod ispunjen vodom pod tlakom, ovaj sustav je efikasniji jer se prie dobije vodeni mlaz, naročito kod dugih cjevovoda. Postoji mogućnost da se kod istog cjevovoda zimi nalazi zrak pod tlakom, a ljeti voda pod tlakom. Sustav je prikazan na slici 19.

31

Slika 19.Automatski sustav za gašenje poţara prskanjem(Sprinkler-ureĎaj) 1. sprinkler tank sa slatkom vodom 2. kontrolna tabla alarma 3. ventil sekcije 4. dobava slatke vode iz hidrofora 5. nepovratni ventil koji se moţe zatvoriti 6. zrak iz sustava komprimiranog zraka 7. ventil za testiranje 8. cijev koja vodi do rasprskivača 9. vodokaz 10. nepovratni ventil 11. pumpa morske vode

32

9.3. UgraĊeni sustav za prskanje vode pod tlakom Ovaj sistem je pogodan za zaštitu prostora strojeva od poţara, a bazira se na principu raspršivanja vode pod visokim pritiskom u formi spreja. Pri kontaktu raspršene vode s tekućim gorivima nastaje emulzija ulja u vodi koja se sastoji od velikog broja sitnih kuglica ulja koje su okruţene vodenim filmom. Taj vodeni sloj spriječava dodir gorive tvari s vatrom, a u isto vrijeme hladi metalne površine. Ovaj se sustav aktivira ručno i sve se mlaznice jedne sekcije otvaraju istovremeno(slika 20).

Slika 20.UgraĎeni sustav za prskanje vode pod tlakom

9.4. UgraĊeni sustav za gašenj poţara plinom Cjevovodi su opremljeni kontrolnim ventilima, koji su obiljeţeni tako da se zna u koje prostorije se sredstvo pušta. Moraju se svi otvori zatvoriti, da ne bi zrak ušao ili plin izašao iz prostorije koja se štiti. Moguće je davanje zvučnog upozorenja o puštanju sredstva za gašenje u prostore u koje osoblje ima pristup. Spremnici pod tlakom u kojima se nalazi sredstvo za gašenje poţara moraju se nalaziti izvan zaštićenih prostora.

33

9.4.1. Sustav s ugljiĉnim dioksidom Za teretne prostore količina raspoloţivog ugljičnog dioksida mora biti dovoljna da se dobije slobodni plin zapremnine najvećeg skladišta za teret na brodu. U prostorijama za strojeve, količina dovedenog CO2 mora biti: a) 40% bruto zapremine najveće prostorije za strojeve koja se na taj način zaštićuje, iz koje mora biti isključeno grotlište do visine na kojoj horizontalna površina grotlišta iznosi 40%. b) 35% bruto zapremine najveće zaštićene prostorije za strojeve, uključujući i grotlište. Zapremina slobodnog CO2 računa se 0.56m3/kg. U prostorijama za strojeve ugraĎeni cjevovod mora biti takav da 85% propisane zapremine plina bude dovedeno za vrijeme od najviše 2 minute. Za otkrivanje poţara u prostorima za teret upotrebljavaju se cijevni detektori dima, zbog toga što se istim cijevima kojim se dovodi ispitivani zrak do detektora dovodi i CO2 plin za gašenje poţara. Manjkavost ovog sustava je u tome što jedan detektor uzorkuje zrak iz velikog volumena. Da bi se to izbjeglo najnoviji tipovi imaju male detektore za uzorkovanje na svakoj dovodnoj cijevi. Pošto se ustanovi poţar u kontrolnoj se stanici pomoću troputnog ventila usmjerava dovod CO2 na mjestu poţara. Prilikom gašenja poţara u strojarnici pomoću ugraĎenog sustava CO2 treba voditi raćuna o slijedećem: a) Kod zvučnog alarma za ispuštanje CO2 posada mora odmah napustiti strojarnicu; b) Prije ispuštanja CO2 mora se provjeriti da li su svi članovi posade napustili strojarnicu i da li su sva vrata i otvori u strojarnici zatvoreni. Mora biti isključena ventilacija te dovod goriva i maziva c) C02 ima veliku 'prednost, jer ne uzrokuje druge štete osim onih koje su posljedice samog poţara. MeĎutim, CO2 ne posjeduje efekt hlaĎenja, pa ako se strojarnica otvori prije nego se strojevi ohlade ispod temperature samozapaljenja, moţe doći do ponovnog paljenja zapaljivih para. Strojarnica se moţe otvoriti nakon 36 sati i duţe, što ovisi o intezitetu poţara prije puštanja CO2 d) Nakon što je poţar ugašen, strojarnica se mora proventilirati prije nego što se strojevi stave ponovo u pogon. CO2 se ne smije koristiti za inertiranje prostora koji sadrţe zapaljivu smjesu zraka, jer zbog nagle ekspanzije CO2 moţe se stvoriti dovoljna količina statičkog elektriciteta koja moţe izavati eksploziju. Sheme sustava prikazane su na slikama 21 i 22.

34

Slika 21.Gašenje poţara s CO2 u strojarnici

35

Slika 22. Prostorija s bocama CO2 9.4.2. Sustavi sa halonom (halogeniziranim ugljikovodikom) Haloni kao sredstvo za gašenje poţara smju se primjeniti samo u prostorijama za strojeve, u prostorijama s pumpama i prostorijama namjenjenim isključivo za prijevoz vozila bez tereta. Količina sredstva za gašenje u svim prostorima morn biti 5 do 7% bruto zapreminskog prostora za halon 1301 i 1211, a 0.2 do 0.3 kg/m3 za halon 2402. Samo 36

halon 1301 se moţe koristiti u prostorijama za strojeve koji se štite, a predviĎeno je ručno upućivanje u rad smješteno izvan zaštićene prostorije. Spremnici se moraju stalno nadzirati zbog mogućnosti opadanja tlaka uslijed popuštanja ili ispuštanja.

Slika 23 Sustav za gašenje poţara halonom 1301 37

9.4.3. Sustav pare Općenito se ne dopušta upotreba pare kao sredstva za gašenje poţara u ugraĎenim sustavima za gašenje poţara. Ona se smije upotrijebiti samo u ograničenim područjima i to kao dopuna zahtjevanom sredstvu za gašenje poţara.Kotlovi u tom slučaju moraju osigurati najmanje l kg pare na sat svakih 0.75m3 bruto zapremnine najveće prostorije koja se zaštićuje. Sustav pare na odreĎenim mjestima posjeduje odgovarajući ureĎaj za ispuštanje kondezirane pare. Učinak vodene pare u gašenju poţara zasniva se na gušenju, odnosno redukciji kisika. 9.4.4. Ostali sustavi za gašenje poţara plinom Ako se umjesto uobičajenih plinova koristi neki drugi plin kao sredstvo za gašenje poţara, to mora biti plinoviti produkt izgaranja goriva u kojem su kisik, ugljični monoksid, korozivni elementi i bilo koji drugi zapaljivi kruti element svedeni na najmanju moguću dopuštenu mjeru. Ako se takav plin koristi kao sredstvo za gašenje poţara, on mora imati zaštitu jednaku onoj koju daje ugraĎeni sustav koji kao sredstvo za gašenje koristi ugljični dioksid. Ako se takav plin koristi kao sredstvo u ugraĎenom sustavu za gašenje poţara u prostoriji za teret, na raspolaganju mora bti dovoljna količina takvog plina da se svaki sat moţe dovoditi zapremnina slobodnog plina jednaka barem 25% bruto zapremine najvećeg zaštićenog prostora i to u vremenu od 72 sata.

38

9.5. UgraĊeni sustav za gašenje poţara pjenom

-

UreĎaj za gašenje poţara pjenom moţe se upotrijebiti: u prostorijama strojeva u prostorijama gdje moţe nastati poţar curenjem goriva, kao i za sprečavanje zapaljivog prolivenog tekućeg goriva koje se još nije zapalilo na tankerima za zaštitu tankova tereta.

Ako je u prostorijama strojeva ugraĎen sustav s pjenom niske ekspanzije, on mora ispustiti za najviše 5 minuta, količinu pjene dovoljnu da pokrije do visine od 150mm najveću jednostruku površinu preko koje se lako moţe preliti tekuće gorivo. Omjer ekspanzije pjene ne smije prijeći 12: I. Ako je u prostorijama ugraĎen sustav s pjenom visoke ekspanzije, on mora biti u stanju brzo ispustiti dovoljnu količinu pjene da ispuni najveću prostoriju koju treba zaštititi brzinom najmanje 1m visine u minuti. Količina pjene za gašenje mora biti jednaka peterostrukom volumenu najveće prostorije koja se zastićuje. Omjer ekspanzije pjene ne smije prijeći 1000:1. Pjena sa srednjim faktorom ekspanzije upotrebljava se za gašenje poţara u zatvorenim prostorijama, gdje moţe doći do curenja iz cjevovoda ili strojeva lako zapaljivog goriva. UreĎaj za stvaranje pjene na tankerima mora biti u stanju stvoriti pjenu za cijelu površinu palube tankova tereta, kao i u svakom tanku tereta kojemu je paluba probijena. Koncentrat pjene treba biti dovoljan da osigura najmanje 30 minuta stvaranja pjene na tankerima koji nemaju ureĎaj s inertnim plinom. Omjer ekspanzije ne smije biti veći od 12:1. Kapacitet svakog monitora mora biti najmanje 1250 l/min. Naprave za izbacivanje pjene su predviĎene radi osiguranja pokretljivosti kod gašenja poţara te da se obuhvate sve površine koje štite monitori. Kapacitet svake naprave ne smije biti manji od 400 l/min, a domet ne manji od 15m. Shema monitora prikazana je na slici 24.

39

Slika 24 UgraĎeni sustav za gašenje poţara pjenom

40

9.6. UgraĊeni sustav za gašenje prahom Tankeri za prijevoz plina i kemikalija opremljeni su ugraĎenim sustavom za gašenje poţara prahom koji se nalazi u jednom ili više spremnika. Prah se potiskuje pritiskom plina, koji se nalazi u posebnim bocama pod visokim tlakom, preko sustava cjevovoda i mlaznicama se izbacuje na mjesto poţara. Kao pogonski plin se koristi CO2 ili dušik.

1.Redukcijski ventil 2.pneumatski aktuator 3.ručno/pneumatski aktuator 4.mlaznica za prah 5.manometar 6.sigurnosni ventil 7.preljevni ventil 8.tlačni ventil 9.kuglasti ventil

10.pilot ventil za distribucijski ventil mlaznice praha 11.pilot ventil za distribucijski ventil monitora 12.pilot ventil tlačnim cilindrom 13.nepovratni ventil 14.kuglasti ventil 15.kuglasti ventil 16.kuglasti ventil 17.ventilska stanica s nepovratnim ventilom i ventilom za propuštanje 18.otpusni ventil

Slika 25. Shematski prikaz sustava za gašenje poţara prahom

41

9.7. Sustav inertnog plina Inertni plin je svaki plin koji ne podrţava gorenje. Sustav inertnog plina ima vaţnu primjenu na tankerima u zaštitu od paţara, odnosno eksplozije u tankovima tekućeg tereta. Sustav inertnog plina koristi se za: 1. uvoĎenjem inertnog plina u tankove tereta vrši se redukcija kisika u atmosferi svakog tanka i to na razinu na kojoj ne moţe doći do izgaranja 2. odrţavanje atmosfere u bilo kojem dijelu tanka tereta s količinom kisika koja ne prelazi 5% volumena s pretlakom za čitavo vrijeme plovidbe i za vrijeme boravka u luci, osim ako je potrebno da takav tank bude bez plina 3. za čišćenje praznih tankova tereta od para ugljikovodika tako da se za vrijeme oslobaĎanja tanka od inertnog plina ne stvara zapaljiva atmosfera u samom tanku. Sustav mora imati kapacitet inertnog plina za tankove tereta od najmanje 125% od najvećeg proračunskog kapaciteta pumpi za iskrcaj broda izraţenog volumenski. Ispušni plinovi glavnih i pomoćnih kotlova predstavljaju na brodovima najbitniji izvor inertnog plina koji zadovoljava navedene uvjete. Ukoliko se postavljaju posebni zahtjevi za kvalitetu inertnog plina, kao što je slučaj s kemijskim tankerima, tada se upotrebljava sustav koji koristi dimne plinove jednog ili više odvojenih plinskih generatora. Inertni plin dobiven iz ispušnih plinova kotla ima slijedeći sastav: kisik (O2)........................................2-4% ugljični dioksid (C02)......................12-14% sumporni dioksid (SO2 ili sumporni trioksidS03).............0.02% krute čestice......................................8mg/m3 vodene pare ......................................0.1% dušik..................................................ostatak Generator inertnog plina prvenstveno sluţi za dobivanje inertnog plina s niskim sadrţajem kisika, sumpornog oksida i ostalih štetnih sastojaka. Generator inertnog plina se zbog toga najčešće koristi na kemijskim tankerima gdje je kvaliteta inertnog plina od posebne vaţnosti. U generatorima inertnog plina gorivo izgara pod kontroliranim uvjetima tako da dimni plinovi imaju mali sadrţaj kisika (manji od 1%). Shema sustava inertnog plina prikazana je na slici 26.

42

Slika 26. Sustav inertnog plina

43

10. UTJECAJ POŢARA NA LJUDSKO ZDRAVLJE Poţar na brodu predstavlja veliku opasnost za ljudsko zdravlje. Znatna količina topline koja se oslobaĎa procesom gorenja, prisutan plamen i plinoviti produkti izgaranja mogu dovesti do ozbiljnog narušavanja zdravlja ljudi. Sam brod je specifičan objekat pa su i uvjeti gašenja dosta oteţani, posebno ako se to radi za vrijeme plovidbe broda na uzburkanom moru. Brodski podovi često su mokri i skliski, stepeništa takoĎer, prolazi uski, temperatura dosta visoka, prisutnost otrovnih para i plinova, mogućnost eksplozije zbog reakcije tereta i sresdtava za gašemje, oteţavajući su faktori u procesu gašenja. Uzimajući u obzir navedene okolnosti svaki sudionjik u gašenju poţara mora biti obučen i dobro uvjeţban, maksimalno oprezan kako bi se zaštitio od povreda, pri čemu mora koristiti i potrebnu zaštitnu opremu.

10.1. Utjecaj topline Velika količina topline koja se oslobaĎa prilikom gašenja podiţe temperaturu zraka i okolnih predmeta. U takvoj okolini čovjek je izloţen nizu opasnosti kao što su; toplotni udari,i opekline. Posebno je opasno gašenje poţara u zatvorenim prostorima kada se zbog upotrebe vode za gašenje oslobaĎa velika količina vodene pare. Korištenjem osobne protupoţarne opreme znatno se smanjuje mogućnost ozljede.

10.2. Utjecaj produkta izgaranja Veliku opasnost pri gašenju poţara prestavljaju produkti izgaranja. U dimu na mjestu poţara smanjuje se koncentracija kisika što moţe izazvati gušenje i smrt osobe koja gasi poţar. Uz glavni produkt izgaranja kao što je ugljični dioksid uvijek je u većoj ili manjoj koncentraciji i prisutan ugljični monoksid razni klorni ugljikovodici, cijanovodik kod gašenja plastike i sl. Svi ti spojevi su jako opasni pa i smrtonosni. Pored navedenih otrovnih spojeva i niz drugih otrovnih para i plinova prisutnim u dimu kao produktu izgaranja.Po načinu djelovanja na ljudski organizam djele se na: 1. iritansi(zagušljivci). Uzrokuju podraţaj dišnih organa. Simptomi su kihanje, kašljanje, suzenje očiju. 2. asfikansi(zagušljivci) oteţavaju oksidacijske procese u tkivu zbog pomanjkanja kisika u krvi odnosno u mozgu. Osoba osjeća glavobolju, vrtoglavicu te dolazi do gubitka svijesti pa i smrti. 3. anastetici(opojni plinovi). Udisanjem ovih plinova dolazi do djelovanja na moţdane stanice što dovodi do gubitka svijesti. 4. sustavni (krvni) otrovi. Preko krvotoka djeluju na osjetljive organe i onemogućuju rad ţivotno vaţnih funkcija. Maksimalno dozvoljena koncentracija (MDK) naziva se stupanj zagaĎenosti atmosfere parama, plinovima i prašinom koja ne smije uzrokovati oštećenje ljudskog zdravlja pri svakodnevnom samostalnom radu. 44

Unutar MDK čovjeka radi bez zaštite opreme. Ukoliko je koncentracija iznad MDK obvezna je upotreba zaštitne opreme. MDK za neke tvari -

amonijak klor CO2 CO fenol propan butan H2S ţiva cijanovodik

50 0.5 5000 50 5 1000 1000 10 0.01 0.27

ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm

11. UREĐAJI ZA MJERENJE I KONTROLU PRISUTNOSTI PARA I PLINOVA Koncentracija para i plinova u nekom prostoru moţe biti unutar opasnog područja, pa postoji mogućnost eksplozije. OdreĎene koncentracije nekih plinova u zatvorenim prostorima svojom otrovnošću mogu takoĎer predstavljati opasnost za ljude koji se kreću u tim prostorima. Postoje razni prikladni ureĎaji koji sluţe za odreĎivanje prisutnosti pojedinih para i plinova u nekom prostoru. U upotrebi postoje razni ureĎaji, a mogu se svrstati u dvije osnovne grupe:  prijenosni ureĎaji  stacionirani ureĎaji

45

11.1. Ruĉni detektor plina Ovaj ureĎaj sluţi za otkrivanje prisutnosti odreĎenog plina u odabranom prostoru. Sastoji se od kućišta s mijehom volumena 100cm3 i staklenih ispitnih cjevčica s kemijskim reagensom za odreĎeni plin. Postupak s ručnim detektorom plina: - zatvoriti usisni otvor aparata zatvorenom cjevčicom nakon što je mijeh stisnut do kraja. Ako se mijeh ne otvara, znači da je brtvljenje aparata ispravno - oba zavarena kraja ispitne čjevčice slomiti na mjestu za lomljenje vrhova koji se nalaze na samom aparatu - cjevčicu staviti u usisni otvor tako da vrh ucrtane strelice bude okrenut prema kućištu. Ako se koristi produţna cijev, cjevčica se na isti način postavi na kraj cijevi (sonde) - stiskati mijeh onoliko puta koliko je označeno na cijevčici - nakon završenog usisavanja očita se udio traţenog plina u ispitivanom prostoru u ppm jedinicama.

Slika 27. Ručni detektor plina Postoji i sloţeniji tip aparata s pumpom na električni pogon koji moţe koristiti struju iz električne mreţe ili iz ugraĎenog akumulatora. Kod aparata koji rade na elektrokemijskom principu mjerenje se vrši pomoću posebnog senzora. Stvorena se struja pojačava i neposredno prenosi na mjernu skalu instrumenta u ppm jedinicama.

46

Slika 28. Aparat za mjerenje koncentracije CO 1. prekidač O-isključeno T-test I-pogon 2. potenciometar 3. nula potenciometar 4. blokiranje ploče 5. priključak za mjerenje 6. davač signala 7. vijci poklopca 8. priključak za usis 9. skala instrumenta 10. poklopac skale 11. signalno svijetlo 12. kontrolna lampica 13. ispust

47

11.2. UreĊaj za mjerenje koncentracije eksplozivnih plinova (Eksplozimetar) UreĎaj za mjerenje koncentracije eksplozivnih plinova upotrebljava se tamo gdje treba ustanoviti udio eksplozivnih para ili plina u zraku. Mjerna skala ureĎaja najčešće je podijeljena od 0-50% ili 0-100% od donje granice eksplozivnosti. UreĎaj za mjerenje koncentracije eksplozivnih plinova moţe biti napravljen u kombinaciji s ureĎajem za mjerenje postotka volumskog udjela kisika u atmosferi (slika 29).

Slika 29.Kombinirani ureĎaj za mjerenje eksplozivnosti i sadrţaja kisika

1.prekidač I-Ex mjerenje eksplozivnosti I-O2 mjerenje kisika 2.vijak za podešavanje nul-poloţaja 3.potenciometar osjetljivosti 4.utikač zapunjenje 5.potenciometar nul-poloţaja 6.drţač remena za nošenje 7.davač signala 8.kučište aparata 9.vijci za poklopac

10.zatvarač 11.potenciometar osjetljivosti za Ex 12.mjerna komora 13.mjerna skala 14.poklopac 15.senzor za kisik 16.pogonska svjetiljka 17.svjetiljka 18.čeoni poklopac

48

11.3. UreĊaj za mjerenje sadrţaja kisika (analizator kisika) Postoje razne vrste ureĎaja za mjernje sadrţaja kisika, ovisno o principu rada instrumenta. Sloţeniji ureĎaji imaju tri skale na pokazivaču, od kojih svaka moţe sluţiti drugoj svrsi: a) skala 0-25% vol. 02, (sadcţaj kisika u zraku pogodan za boravak ljudi) b) skala 0-10% vol. 02 (sadtţaj kisika u inertnom plinu ili čistom dušiku) c) skala 0-I00% vo1. 02, (analiza kontrolnih točaka u procesnom toku i cjevovodima, u petrokemiji i plinskoj industriji. Na slici 30. prikazan je ureĎaj za mjerenje sadrţaja kisika.

Slika 30. UreĎaj za mjerenje sadrţaja kisika

49

12. VATROGASNA OPREMA Vatrogasnu opremu čine osobna oprema i aparat za disanje.

12.1. Osobna oprema Osobna oprema obuhvaća: a) zaštitnu odjeću, od materijala koji štiti koţu od topline koju širi poţar kao i od opeklina parom. Vanjske površine moraju biti vodootporne b) čizme i rukavice od gume i drugog materijala koji ne provodi električnu struju c) čvrsta kaciga koja osigurava efikasnu zaštitu od udara d) električnu sigurnosnu ručnu svjetiljku odabranog tipa koja gori najmanje tri sata e) sjekiru koja mora odgovarati zahtjevima uprave.

12.2. Aparati za disanje Postoje dva tipa aparata za disanje: a) protudimna kaciga ili protudimna maska opremljena odgovarajućom pumpom i cijevi za dovod zraka ne duljom od 36m b) samostalni aparat za disanje s bocama komprimiranog zraka čiji volumen ne smije biti manji od 1200 1, ili neki drugi samostalni dišni aparat čije je vrijeme upotrebe najmanje 30min. Aparat se sastoji od jedne ili dvije boce s komprimiranim zrakom prirodnog sastava. Zrak iz boce preko reduktora ventila ulazi u fleksibilnu cijev. Udisanje se vrši preko plućnog automatskog ventila smještenog na maski. Uz bocu je redovito učvršćen manometar i alarm koji se uključuje kada tlak zraka u boci padne na cca 45 bara što je dovoljno za cca 10 minuta korištenja pri potrošnji od 30 l/min. Jedna boca ima volumen 6 litara zraka i tlak punjenja od 300 bara. Na raspolaganju stoji količina zraka od 1800 litara (volumen boce x tlak punjenja=volumen zraka). Dvije boce imaju volumen od po 4 litre s tlakom punjenja od 200bara što daje 1600 1itara zraka. Količina od 1600 litara zraka dovoljna je za korištenje u vremenu od 45-50 minuta, ovisno o teţini posla koji se obavlja. Teţina aparata sa dvije boce je oko 16 kg. Potrebna je češća provjera ispravnosti aparata te je propisano periodično atestiranje aparata od ovlaštene osobe(slika 31).

50

Slika 31. Dišni aparat s komprimiranim zrakom

51

Prilog: OBRAZAC ZA UPIS VATRENIH NEZGODA FORM OF FIRE CASUALTY RECORD (suspect MSC/Circ. 234)

UPIS VATRENIH NEZGODA FIRE CASUALTY RECORD No. 366/32 1. Datum i mjesto nezgode(o).............................................................................................................. Date an place of casulty(o)

2. Tip broda (putnički, teretni, ..., tanker za ulja, ribarski brod)........................................................ Type of ship (passenger, cargo, bulk carrier, oil tanker, fishing vessel, etc.)

3. Da li su primjenjena ograničenja na brodu odnosno putovanje?*.................................................. Where and voyage limits imposed on the ship*

.................................................. .................................................. ................................................. 4. Godina gradnje...........................................Godina glavne rekonstrukcije.................................... Year of build

Year of major reconstruction

5. Osobine broda: Particulars of ship

Duţina izmeĎu okomica.............................Bruto toneţa................................................................ Length between perpendiculars (in metres)

Gross tonnage

Motor (tip, gorivo)......................................Nosivost (u tonama).................................................... Propelling machinery (type, fuel, etc.)

Deadweight (in tonnes)

6. Vrsta tereta...................................................................................................................................... Nature of cargo

7. Pozicija broda: Da li je brod bio u plovidbi ili u luci?.................................................................... Location of ship: Was the ship under way or in port

Ako je u luci, specifikacija stanja (ukrcaj, iskrcaj, popravak ili ostalo)......................................... If in port, specify the condition (loading, unloading, under repair, or others).

........................................................................................................................................................ 8. Lokalno stanje: vrijeme (dan ili noć)?...................Snaga vjetra (Boforova skala)......................... Local coditions: Time (daylight or darkness)

Wind force (Beaufort scale)

Stanje mora (i upotrijebljeni kod)................................................................................................... State of sea ( and code used)

9. Dio broda gdje je vatra gorjela*...................................................................................................... Part of ship where fire broke out *

10.Uzrok vatre*................................................................................................................................... Cause of fire*

11. Moguće porijeklo zapaljivih tekućina, ako je primjenjivo........................................................... Probable origin of flammable liquids, if applicable

12. Opis štete*.....................................................................................................................................

Description of damage*

....................................................................................................................................................... 13. Broj osoba na brodu: Putnici..............................Posada............................................................... No. of persons on board: Passengers

Crew

14. Broj ţrtava: Mrtvi...............................................OzlijeĎeni......................................................... No. of victims: Dead

Injured

....................................................................................................................................................... 15. Strukturalna poţarna zaštita (saţeti opis vatrootpornih pregrada, vrata, palube, itd. kroz cijelo područje zahvaćeno vatrom) Structural fire protection (briefly, describe fire resisting and fire retarding bulkheads, doors, decks, etc. throught the whole area affected by fire):

....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... 16. Metoda otklanjanja vatre na mjestu poţara: Fire detection method at site of fire

.1 Automatsko ............................................................................................................................... Automatic

.2 Ostalo*....... ............................................................................................................................... Others*

17. Instalirani sustavi za gašenje poţara Fixed fire extinguishing installations:

.1 Na mjestu poţara........................................................................................................................ At site of fire

.2 Susjedna (granična područja)..................................................................................................... Adjacent areas

Brodska protupoţarna oprema koja je upotrijebljena (...) ............................................................ Ship’s fire extinguishing equipment used ( foam dry chemical, CO2 , water, steam etc.)

18. .1 Instalirana................................................................................................................................. Fixed*

.................................................................................................................................................. .2 Prijenosna.................................................................................................................................. Portable*

.................................................................................................................................................. 19. Efekt akcije poduzet od posade za gašenje vatre.......................................................................... Effectiveness of action taken by crew to extinguish fire

....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... 20. Data pomoć izvana i upotrijebljena oprema (vatrogasnih brigada, drugi brod)........................... Outside assistance given and equipment used (e.g. fire department, other ship, etc):

....................................................................................................................................................... 21. Vrijeme upotrjebljeno za gašenje: Za stavljanje pod kontrolu...................Za gašenje................. Time taken to fight fire: To control

To extinguish

22. Krataka sadrţaj*............................................................................................................................ Synopsis*

....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................... 23. Primjedbe: .................................................................................................................................... Observations

...................................................................................................................................................... 24. Klasa (vidi MSC/Circ...) .............................................................................................................. Classification ( see MSC/Circ...)

...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................

Notes

1. Odredbe o podacima označene (o) su obavezne. The provision of data marked (o) is optional

2. Podaci označeni (*) trebaju biti napisani što preciznije. Data marked with an asterisk (*) should be given as precisely as possible.

STROJEVI I UREĐAJI

1. POVJESNI RAZVOJ BRODSKOG POGONA Do druge polovice 18 stoljeća, brodovi koji su plovili svjetskim morima i oceanima bili su pogonjeni snagom vjetra (jedrenjaci) ili snaga ljudskih mišića (vesla). Od pronalaska parnog stroja (James Watt 1769) i njegovog prvog uvoĎenja kao brodskog pogonskog ureĎaja (Clermont 1807. god.) razvoj brodskih propulzijskih strojeva prošao je kroz više faza, tako da su se kao pogonski ureĎaji upotrebljavali parni stapni strojevi, Ottov motor (1879. god.) parna turbina, Diesel motor (1897.) kombinacija parnog stroja i parne turbine, plinske turbine, kombinacija plinske turbine i Diesel motora, električni pogon i nuklearni pogon. Do drugog svjetskog rata kao propulzijski ureĎaj prevladavao je parni stapni stroj. Nakon drugog svjetskog rata započinje dominacija Diesel motora uz naglo smanjenje primjene parnih stapnih strojeva. Prva parna turbina ugraĎena je na brod 1894. god. Zbog značajne prednosti (manje mase, manjih dimenzija, velike snage po jedinici, široko područje regulacijske snage i broja okretaja miran pogon,manje vibracije i velika trajnost) primjenu parnih turbina naglo se povećala, naručito na brodovima velike nosivosti. MeĎutim gradnjom Diesel motora na teška goriva i velikih snaga, parna turbina biva opet potisnuta, osim kod velikih ratnih jedinica, brzih putničkih brodova te tankera velike nosivosti. Plinske turbine kao propulzijski strojevi na brodovima se rjetko koriste. Nuklearni pogon je u današnje vrijeme prisutan samo kod ratnih brodova.

2. GORIVA MAZIVA I VODA 2.1. Goriva Gorivo je najvaţniji izvor energije koji se koristi u prometu, privrednim i drugim ljudskim djelatnostima. U gorivu je sadrţana kemijska energija koja se procesima izgaranja pretvara u toplinu. Toplina se posredno ili neposredno koristi za različite potrebe. Goriva moţemo podjeliti prema njihovim agregtnom stanju na kruta, tekuća i plinovita a svako od njih moţe biti prirodno ili umjetno. Za brodske motore najvaţnija su tekuća goriva koja mogu biti: - laka goriva koja pri vanjskoj temperaturi potpuno ishlape. Koriste se za Diesel motore manih snaga, za upućivanje glavnog motora i potpaljivanje kotlova. - teška goriva koja mogu ispariti samo pri višim temperaturama. Koriste se za rad sporohodnih i srednjohodnih diesel motora te pogon kotlova. Goriva koja se koriste za diesel motore produkti su frakcija destilacije sirove nafte. Oni su kao i sirova nafta sloţena smjesa različitih ugljikovodika. Udio pojedinih skupina ugljikovodika u gorivu ovisi o sastavu sirove nafte i o sastavu pojedinih frakcija u gorivu Teška goriva koja se koriste za teške diesel motore smijesa su ostatka frakcijske destilacije sirove nafte. Zbog velikog viskoziteta tih goriva ona se obično zagrijavaju da bi bila protočna što omogućava normalno funkcioniranje sustava goriva. Kvalitetu goriva odreĎuju njegova fizikalna svojstva a to su: gustoća, viskozitet, krutište, plamište, kemijski sastav, ogrijevna moć i ostalo. Gustoća:(ρ) Prema gustoći tekuća se goriva djele na laka i teška. 57

Viskozitet: je svojstvo tekućina da pruţa otpor pri meĎusobnom promicanju dva susjedna sloja tekućine. O viskozitetu goriva ovisi sposobnost protjecanja i raspršivanja. Plamište: je najniţa temperatura pri kojoj se se smjesa goriva i zraka zapali uz prisustvo otvorena plamena. Kemijski sastav goriva je: ugljik, vodik, sumpor kao gorivi elementi; zatim kisik, dušik, pepeo, voda, koks, smole, vanadij, natrij i druge krute nečistoće. Prema štetnosti elementi u gorivu su sumpor, dušik, vanadij i natrij jer u procesu izgaranja goriva tvore razne spojeve koji štetno dijeluju na okolinu i na elemente motora. Ogrijevna moć: je količina topline koja se oslobaĎa postupnim izgaranjem 1 kg goriva. Ovisi o kemijskom sastavu i gustoći goriva. Što je gustoća veća to je kvaliteta goriva niţa i manja je ogrijevna moć i obratno, manja gustoća znaći veču kvalitetu i veću ogrijevna moć.

2.2. Maziva Materije koje se koriste kao sredstvo za podmazivanje sa glavinim zadatkom da smanje trenje i trošenje pokretni strojnih djelova nazivamo maziva. Mogu biti anorganskog i organskog porijekla: Anorganska maziva sredstva - voda, vodene otopine, grafit, talk, molibdendisulfit - tekući zrak i drugi ukapljeni plinovi - zrak i drugi plinovi Organska maziva sredstva - vegetabilna i animalna ulja i masti - mineralna ulja i produkti tih ulja - uljne emulzije - sinetička tekuća i čvrsta mast U raznim granama ljudske dijelatnosti najširu primjenu imaju mineralna ulja. Mineralna ulja dobivaju se frakcijskom destilacijom sirove nafte. Da bi se iz destilata odstranile nepoţeljne primjese vrši se daljna prerada kao što su rafinacija, deparafinizacija, neutralizacija. Nakon prerade dobivamo čisto mineralno ulje čija kvaliteta ovisi o kvaliteti sirove nafte; najčešće ne zadovoljavaju uvijetima koji se zahtjevaju. Da bi dobili ulja koja će zadovoljavati traţenim uvjetima u ulja se dodaju odreĎeni dodatci (aditivi). Takva ulja sa dodatkom aditiva zovu se legirana ulja ili HD ulja (heavy duty oil). Sva ulja nisu jednako legirana već u onoj mjeri koji se uvjeti od njega traţe. U svijetu postoje meĎunarodne organizacije za specifikacije motornih ulja kao što su SAE1, API2, ACEA3 i dr. SAE razvrstava ulja po viskoznosti Ovisno o namjeni ulja moraju udovoljavati odreĎenim karakteristikama kao što su: kemijska stabilnost, viskozitet, indeks viskoziteta plamište i sl. Kod gradnje broda koriste se najnovija saznanj o uljima koja se primjenjuju za podmazivanje brodskih strojnih ureĎaja te za hidrauličke sustave. U brodskim strojnim kompleksima sustav ulja za podmazivanje od vitalnog je značenja za brod jer je ulje 1

Society of Automative Enginering American PetroleumInstitut 3 Assosiation desConstructers Europeans d;Automobiles 2

58

značajno u gotovo svim pokretnim mehaničkim elementima ureĎaja kao što su: glavni propulzijski strojevi i pomoćni strojevi i ureĎaji. U novije vrijeme na brodovima se sve češće upotrebljava hidraulika zbog svojih pozitivnih osobina. Sustav nema mnogo pokretnih rotacijskih djelova, vrlo je jednostavan i siguran. Hidrauličke sustave posjeduje skoro svaki brod i to mogu biti: kormilarski sustavi, dizalice tereta, vitla, uronjene pumpe, daljinsko upravljanje balastiranja broda, daljinsko otvaranje raznih ventila, automatika broda i dr. Goriva i maziva koja se danas koriste na brodovima su smjesa raznih ugljikovodika koji mogu izazvati raznorazne opasnosti po okoliš, za morske resurse i ljudsko zdravlje. Da bi se spriječilo nekontrolirano odlaganje, izljevanje, ispuštanje s broda u more na snazi su propisi MARPOL konvencije koji reguliraju radnje sa takvim tvarima. Na kopnu se takoĎer poduzimaju niz mjera sa ciljem spriječavanja nekontroliranih odlaganjem tvari opasnih po okoliš i ljudsko zdravlje.

2.3. Voda Na brodovima koja plove morima, plovnim rijekama ili velikim jezerima voda se danas koristi u razne svrhe, bilo kao slatka ili pak kao okolna voda. Okolnu vodu koristimo kao balastnu vodu, protupoţarnu vodu, vodu za hlaĎenje brodskih strojeva, i ureĎaja, dobivanje slatke vode iz okoline. Koristimo je gdje god je to moguće jer je njena eksploatacija na brodovima najjeftinija. Slatku vodu koristimo kao vodu za piće,pranje, kuhanje, osobna higijenu posade i putnika, kao kotlovsku vodu, rashladnu vodu i druge svrhe. Dnevna potrošnja slatke vode varira ovisno o brodovlasniku. Prosječno su uzima 100 do 150 litara po članu posade, a na nekim putničkim brodovima i do250 litara po putniku. Potrošnja slatke vode na suvremenim brodovima sve je veća, pa su u najnovije vrijeme brodovi opremljeni ureĎajima za dobivanje slatke vode iz okoline (mora) i na taj način zadovoljavaju vlastite potrebe za slatkom vodom. Slatka voda za potrebe broda uzima se redovito iz gradske vodovodne mreţe i koristi se kao voda za piće i ostale potrebe, kuhanje, pranje, osobnu higijenu i sl. Voda iz gradske vodovodne mreţe sprema su u posebne tankove. Tankovi u koje se sprema slatka voda s unutrašnje strane su obloţeni cementnim mljekom, u novije vrijeme dvokomponentnim premazom od umjetnih smola, ili da bi se izbjegle nepoţeljne pojave kod cementnih premaza ili kod umjetnih smola tankovi pitke vode rade se od nehrĎajućeg čelika. Kod tankova pitke vode posebnu paţnju mora se posvetiti čistoći tanka , a kod uzimanja vode iz gradske vodovodne mreţe i čistoći priključene cijevi ventila i ostale armature kako bi se spriječilo unošenje raznih bakterija i drugih onečišćenja. Voda za piće mora odgovarati kvaliteti koja je propisana posebnim pravilima. Prema propisima, brodski časnik mora kontrolirati čistoću tankova i kvalitetu vode za piće. Osim kontrole kvalitete vode za piće, odreĎenu paţnju mora se poklanjati i kvaliteti vode koja sluţi kao pogonski medij u parnim pogonima i kao voda za rashlaĎivanje pojedinih ureĎaja.

59

3. BRODSKI POGONSKI UREĐAJI 3.1. Motori sa unutarnjim izgaranjem Motori sa unutarnjim izgaranjem spadaju u grupu toplinskih strojeva u kojima se kompresijom zraka ili smjese te izgaranjem goriva u cilindru, dobiju radni plinovi viskokog tlaka i temperature koji dijelovanjem na klip proizvode mehanički rad. Razvoj motora s unutrašnjim izgaranjem počinje u drugoj polivici 19 st. 3.1.1. Osnovni nazivi 1. Mrtve točke su krajni poloţaji klipa u cilindru(slika 32).

Slika32.Poloţaj klipa u cilindru 2. GMT- gornja mrtva točka; najviši poloţaj klipa na putu prema gore. 3. DMT- Donja mrtva točka; najnjţi poloţaj klipa na putu prema dolje(slika33).

Slika 33.Poloţaj klipa DMT

60

4. Hod stapa – hod koji stap (klip) opiše od GMT do DMT(slika 34).

Slika 34. Hod klipa u cilindru 5. Stapajni volumen –(VS) je volumen koji stap (klip) opiše na svom putu od GMT do DMT. Računa se u cm³ i dm³

Slika 35 Stapajni volumen (Vs) volumen kompresije(Vk) volumen cilindra(Vc) 6. Volumen kompresije (Vk) je voje volumen nad stapom kada se on nalazi u GMT. 7. Volumen cilindra(Vc) je volumen nad stapom kada se on nalazi u DMT (slika 35). 8. Omjer kompresije je omjer izmeĎu početnog(Vc) i konačnog(Vk) volumena(slika 36).

61

Slika 36. Omjer kompresije

3.1.2. Podjela brodskih motora Prema broju stapaja u jednom radnom ciklusu brodske motore dijelimo na: dvotakne i četverotaktne. Prema broju cilindara: - jednocilindrične - višecilindrične. Prema načinu paljenja: - s prisilnim paljenjem - sa samozapaljenjem S prisilnim paljenjem su otto motori kod kojih se smjesa pali pomoću električne iskre koju daje svijećica, a kod motora sa samozapaljenjem paljenje goriva se vrši tako tako da se u vrući komprimirani zrak ubrizgava gorivo (diesel motori). Prema načinu punjenja cilindra: - sa prirodnim punjenjem - sa prednabijanjem

62

3.2. Naĉelo rada ĉetverotaknog Otto motora

Slika 37.Prikaz rada 4-taktnog Otto motora Za obavljanje radnog ciklusa kod ovoga motora potrebne su dva okretaja koljeničastog vratila i 4 takta(slike 37 i 41): 1. takt-usisa 2. takt-kompresije 3. takt-ekspanzije 4. takt-ispuha 1. takt Usis smjese goriva i zraka počinje kod se otvori usisni ventil (1), a ispušni ventil(2) je tada zatvoren. Klip(5) se kreće od GMT prema DMT. Smjesa ulazi u cilindar(4) zbog podtlaka. 2. takt Kompresija počinje kad su oba ventila zatvorena. Klip se giba od DMT prema GMT i komprimira smjesu na 7do12 puta manji volumen od usisnog. Nešto prije GMT svijećica 3 baci iskru i zapali smijesu. 3. takt Nakon paljenja smjese tlak i temperatura naglo porastu. Gorivo naglo izgori i pritom ekspandira i na taj način gura klip od GMT prema DMT čime se dobiva koristan rad. U ovom taktu usisni ventil i ispušni ventil su zatvoreni. Prije nego klip doĎe u DMT otvara se ispušni ventil. 4. takt Klip kreće od DMT prema GMT i potiskuje plinove nastale izgaranjem goriva kroz otvoreni ispušni ventil u atmosferu. Prije nego klip doĎe u GMT otvara se usisni ventil i ciklus se ponavlja.

63

3.3. Naĉelo rada ĉetverotktnog Diesel motora Četvertoktni Diesel motori zbog svojih dobrih osobina danas imaju široku primjenu. Načelo rada ovoga motora je sljedeći(slika 38 i 42). Motori ima četri takta. 1. usis 2. kompresija 3. ekspanzija 4. ispuh

Slika 38 Prikaz rada 4-taktnog Diesel motora 1. takt Kroz otvoreni usisni ventil(1) ulazi zrak. Klip se giba od GMT prema DMT. Za to vrijeme ispušni ventil(2) je zatvoren. 2. takt Usisni i ispušni ventili su zatvoreni. Klip se kreće od DMT prema GMT i komprimira zrak . Volumen zraka se manji za 20 i više puta u odnosu na početni volumen, tempertura kompresije iznosi od 500 do 700ºC. Nešto prije GMT ubrizgač(3) ubrizgava i rasprši gorivo u obliku magle u vrući komprimirani zrak te dolazi do samozapaljenja goriva. 3. takt Nakon samozapaljenja dolazi do izgaranja i ekspanzije. Klip se kreće od GMT prema DMT pretvarajući toplinsku energiju u mehanički rad. 4. takt Ispušni ventil (2) se otvara nešto prije nego klip u svom hodu prema DMT doĎe u svoj krajnji donji poloţaj i u svom hodu od DMT prema GMT istiskuje izgorene plinove u atmosferu kroz otvoreni ispušni ventil. Nešto prije GMT otvara se usisni ventil i ciklus se ponavlja.

64

3.4. Naĉelo rada dvotaktnog Otto motora

Slika 39. Prikaz rada 2-taktnog Otto motora Dvotaktni Otto motori su motori koji rade u dva takta i to; prvi takt kompresijski i drugi radni. Za jedan ciklus koljenčasto vratilo se okrene jedan put. Načelo rada je sljedeće(slika39 i 43). 1. takt Klip motora se kreće prema gore i komprimira smjesu goriva i zraka u cilindru, dok istovremeno stvara niţi tlak u karteru motora. Prije nego klip dode GMT, klip otvara usisni kanal i zbog niţeg tlaka u karter ulazi svijeţa smjesa goriva i zraka predhodno formirana u rasplinjaču. Nešto prije GMT svijećica baca iskru i pali smjesu. 2. takt Plinovi nastali izgaranjem ekspandiraju i potiskuju klip prema dolje. Klip istovremeno komprimira smjesu u karteru. Prije nego diĎe u DMT klip otvara najprije kanal kroz koji izlaze ispušni plinovi, a zatim kanal koji spaja cilindar s karterom. Kroz njega ulazi smjesa goriva i zraka iz kartera u cilindar iz kojeg potiskuje zaostale plinove izgaranja (vrši ispiranj cilindra) i puni cilindar novom smjesom.

65

3.5. Naĉelo rada dvotaknog Diesel motora

Slika 40. Prikaz rada 2-taktnog Diesel motora

Dvotaktni Diesel motori radni ciklus obave u u dva takta i jednom okretaju koljenastog vratila kao i dvotaktni Otto motori . Razlika je u mediju koji se usisava i načinu paljenja. Dvotaktni motori nemaju usisnih a neki ni ispušnih ventila već na cilindru imaju ispušne i ispirne otvore(slike 40 i 44). 1. takt Stap se nalazi u DMT i u tom trenutku su istovremeno otvoreni usisni i ispušni otvori. Svijeţi zrak ulazi u cilindar pod odreĎenim pritiskom i iz cilindra istiskuje izgorene plinove(vrši ispiranje i punjenje cilindra) i ujedino se cilindar puni svijeţim zrakom. Krećući se prema GMT stap zatvara ispirne a potom i ispušne otvore i počinje kompresija zraka u cilindru. Nešto prije GMT dolazi do ubrizgavanja i raspršivanja goriva u komprimirani zrak i nastaje samozapaljenje. 2. takt Plinovi nastali izgaranjem pomiču stap prema dolje. Dobiva se koristan rad. Stap na svom putu prema DMT najprije otvara ispušne otvore te ispirne otvori i radni ciklus se ponavlja. U novije vrijeme većina dvotaknih Diesel motora umjesto ispušnih otvora ugraĎuju ispušne ventile smiještene u glavi motora.

66

Slika 41. Indicirani dijagram 4-taktnog Otto motora p-tlak v-volumen pa-atmosverski tlak pn-tlak ispuha pp-tlak usisa

a-ispušni ventil zatvora b-usisni ventil zatvora c-paljenje goriva d-početak espanzije c-ispušni ventil otvora f-usisni ventil otvora

(a-b)-takt usisa (b-c)-takt kompresije (c-d)-izgaranje goriva (d-e)-takt ekspanzije (c-f)-takt ispuha (f-a)-preklapanje ventila i ispiranje cilindra

Slika 42. Indicirani dijagram 4-taktnog Diesel motora (a-b)-takt usisa (b-c)-takt kompresije (c-d)-izgaranje goriva (d-e)-takt ekspanzije (c-f)-takt ispuha (f-a)-preklapanje ventila i ispiranje cilindra

67

Slika 43. Indicirani dijagram 2-taktnog Otto motora (1-2)-kompresija (2-3)-izgaranje goriva (3-4)-ekspanzija (4-5)-slobodni ispuh (5-1)-ispiranje i punjenje cilindra

Slika 44. Indicirani dijagram dvotaktnog Diesel motora s ispušnim ventilom 1 do 2-takt kompresije 2 do 3- izgaranje goriva 3 do 4-takt ekspanzije 4 do 5- slobodan ispuh 5 do 1. ispiranje cilindra 7 do 6-punjenje cilindra svjeţim zrakom 6 do1 prednabijanje 1-ispušni ventil zatvara; 2-paljenje goriva; 3-početak ekspanzije; 4-ispušni ventil zatvra; 5-ispirni otvor otvara;; 6-ispušni ventil zatvara; 7-ispirni otvor potpuno otvoren.

68

Slika 45. Razvodni dijagram 4-taktnog motora

Slika 46. Razvodni dijagram 2-taktnog motora (1-2)-kompresija (2-3)-izgaranje goriva (3-4)-ekspanzija 4. otvaranje ispušnog otvora 5. otvaranje ispirnog otvora 6. zatvaranje ispirnog otvora 1. zatvaranje ispušnog otvora

69

3.6. Prednabijanje motora Prednabijanje motora je izrazito vaţno zbog potrebne količine zraka za ispiranje i unutarnje hlaĎenje cilindra kao i za proces izgaranja. Cilj prednabijanja je povećavanje izlazne snage. Prednabijanje je definirano kao predkomprimiranje dijela ili kompletnog punjenja izvan cilindra a zatim i u cilindru motora. Za predkomprimiranje radnog medija najčešće se koristi turbopuhala(slika 47) rijeĎe i drugi ureĎaji. Povišenje učinka i snage motora s prednabijanjem moţe biti: - niskotlačno - srednjetlačno - visokotlačno Kod niskotlačnog prednabijanja s tlakom od 1.35 bara snaga motora je do 50% veća u odnosu na motor sa slobodnim usisom. Kod srednjtlačnog prednabijanja s tlakom od pribliţno 2 bara povećava se snaga do 100%. Kod visokotlačnog s tlakom preko 2 bara, snaga motora povećava se preko 100%.

Slika 47 Turbopuhalo 1-radni cilindar; 2-plašt cilindra; 3-stap; 4-ispirni kanal; 5-ispušni ventil; 6-glava motora; 7-razvodna osovina; 6-kučište ispušnog ventila; 9-ispušni kolektor; 10-plinska turbina; 11-turbokompresor; 12-rashladnik zraka; 13-ispušni kolektor; 14-stapajica.

70

Pri upućivanju motora turbopuhalo nije u mogućnosti dati tlak i kapacitet zraka za upućivanje motora pa se koristi pomoćni elektrokompresor. Suvremeni motori imaju ugraĎeno pomoćno puhalo prikazano na slici 48.

Slika 48. Shema prednabijanja brodskog motora

71

4. GENERATOR PARE Generatori pare na brodovima imaju zadatak da proizvode paru radi pogona glavnog stroja (propulzije) te za ostale pomoćne svrhe (pomoćnih strojeva, grijanje tereta, pranje tankova, klimatizaciju zraka, grijanje prostorija te za ostale brodske svrhe. Prema namjeni brodske generatore pare dijelimo na: - glavne (za pogon propulziskih strojeva). - pomoćne (za pomoćne strojeve i sluţbe). Ovisno o izvornu topline, pomoćni generatori pare mogu upotrebljavati gorivo kao izvor topline ili toplinu ispušnih plinova motora, a tada ih nazivamo ultizatorima. Prema mediju koji prolazi kroz cijevi generatori pare mogu biti: - vodocijevni (kroz cijevi cirkulira voda a oko cijevi dimni plinovi) - vatrocijevni (kroz cijevi struje dimni plinovi a oko cijevi se nalazi voda). Izgaranjem goriva u loţištu generatora oslobaĎa se toplina koja se prenosi na vodu u generatoru. Prijenos topline unutar kotla je sloţeni proces koji se sastoji od više temeljnih oblika prijelaza topline. Prijelazom topline sa plinova nastalih izgaranjem na vodu ona se zagrijava do temperature isparavanja i isparava pri odreĎenom tlaku te u parnoj komori generatora dobijamo paru koju nazivamo mokra para. Da bi povećalo toplinsko stanje pare iz parne komore generatora, paru odvodimo u pregrijač pare gdje joj se povećava temperatura pri stalnom tlaku to jest povećavamo entalpiju pare. Takvu paru nazivamo pregrijana para. Nakon pregrijanja paru energetskog stanja h1 i p1 (entalpija pare h1 i tlaka p1), kao radni medij dovodimo u parne strojeve. Da generator ne ostane bez vode potrošak pare nadoknaĎuje se napajanjem generatora sa vodom iz mlakog zdenca i time se u generatoru odrţava stalni nivo vode. Na slici 49. prikazan je brodski generator pare "Foster Wheler".

72

Slika 49. Brodski generator pare "Foster Wheler"

73

5. PARNE TURBINE U parnim turbinama toplinska energija pare najprije se pretvara u kinetičku energiju, a ova zatim u energiju vrtnje rotora turbine. Parna turbina se na brodovima upotrebljava kao porivni pogonski stroj kad se traţe veće snage poriva. Propulzijske parne turbine osobito se koriste na velikim tankerima, ratnim i nekim putničkim brodovima zbog razvijanja velikih brzina i malih vibracija. Turbina se kao pomoćni ureĎaj upotrebljava za pogon električnih generatora , te za pogon pumpi tereta na tankerima. Parne turbine moţemo razvrstati : - prema načinu rada na: akcijske i reakcijske. - prema radnim tlakovima: niskotlačne , srednjotlačne i visokotlačne. - prema izlaznom tlaku: kondezacijske i protutlačne U kondezacijskim turbinama para u kondezatoru ekspandira do stanovitog tlaka niţeg od atmosferskog, a u protutlačnim do atmosferskog ili nekog višeg tlaka.

5.1. Djelovanje turbine Na slici 50 prikazana je akcijska parna turbina najednostavnijeg oblika. Toplinska energija pare pretvara se u kinetičku energiju u sapnici (4). Par ulazi u sapnicu pod tlakom razmjerno malom brzinom. U sapnici para ekspandira (tlak pada brzina raste). Parni mlaz ulazi velikom brzinom u prostor izmeĎu lopatica (3) koje su poredane na obodu kola (2). Zbog savinutog oblika lopatica, parni mlaz skreće i pri tome tlači na lopatice, pa se pojavljuje sila koja pokreće turbinsko kolo na vratilu (1). Ako je ekspanzija pare u potpunosti izvršena u statorskim kanalima (sapnicama), turbinu nazivamo akcijskom. Na lopaticama turbine dešava se samo skretanje mlazeva pare koja izlazi iz sapnika. U kanalima izmeĎu lopatica rotora ne vrši se nikakva ekspanzija.

Slika 50. Akcijska parna turbina Kod reakcijskih turbina ne vrši se putpuno ekspanzija pare u statorskim lopaticama, već se dio ekspanzije nastavlja u kanalima izmeĎu lopaticama rotora. Da bi se ekspanzija pare vršila djelom u kanalima izmeĎu statorskih lopatica a zatim djelom u kanalima izmeĎu rotorskih lopatica, statorske i rotorske lopatice su postavljene asimetrićno za razliku kod akcijskih turbina gdje su lopatice paralelne. Na slici 51. prikazan je pesjek preko reda lopatica na kolu sa sapnicom akcijske turbine. Nakon što je para izašla iz sapnice brzinom C0, ulazi u kanal izmeĎu lopatica. Para 74

koja izlazi iz sapnica neće imati samo brzinu C0 već i obodnu brzinu rotora U. Relativa brzina W1 dobit ćemo ako vektorski spojimo C0 i U. Ako s W2 označimo relativnu brzinu pare na izlazu iz rotora, ona je relativna s obzirom na kanal koji se giba obodnom brzinom U. Ako opet vektorski zbrojimo te brzine dobit ćemo izlaznu brzinu iz rotora C2. Kako je površina poprečneg presjeka kanala izmeĎu lopatica jednaka para u lopaticama rotora ne ekspandira.

Slika 51. Djelovanje akcijske turbine Reakcijsko dijelovanje pare u turbini prikazano je na slici 53. Vidljivo je da se profil lopatice na rotoru i statoru turbine suţava prema izlazu. Para ekspandira i u rotoru i u statoru te joj brzina raste. Na suţenom dijelu kanala statorskih lopatica para ekspandira i ulazi u prostor izmeĎu rotorskih lopatica brzinom C0. Buduće da se kanal kad rotorskih lopatica takoĎer suţava, para ekspandira i u rotoru. Na slici 54. prikazana je reakcijska turbina.

Slika 52. Djelovanje reakcijske turbine

75

Slika 53.Akcijska turbina s dva stupnja brzine

76

Slika 54.Reakcijska turbina

Slika 55. Turbinsko grlo parne turbine promatrano odozgo

77

Slika 56. Kruţni i toplinski proces generatora pare i turbine: a)kruţni proces; b) dijagram h-s; c) dijagram p-v. U kotlu(PK) se proizvodi para koja nakon pregrijanja u pregrijaču pare(PP) ima termodinamičko stanje; tlak p1, temperaturu t1,i entalpiju h1 (točka 1 u h-s i p-v)dijagramu.Para stanja p1, h1, t1 odlazi u turbinu(T) gdje adijabatski eksoandira na stanje p2, t2, h2 točka 2. u dijagramima, pri čemu se toplinska energija pretvara u mehanički rad(W0).Ispušna para (2) stanja p2, t2, h2, odlazi u kondezator pri stalnom tlaku p2, točke 23, pri ćemu se pari oduzima toplina Q2. Nakon kondezacije napojna sisaljka (S) siše napojnu vodu(kondezat) stanja p2, hvi i tlači kroz zagrijać(zv) u kotao uz utrošak rada Ws. U parnom kotlu vodi se dovodi toplina Q1 da bi dobili početno stanje pare p1, h1, t1.

6. PLINSKE TURBINE Plinska turbina spada u toplinske pogonske strojeve u kojima se iskorištava energija vrućih plinova dobivenih izgaranjem goriva koja mogu biti tekuća, plinovita a u novije vrijeme i ugljena prašina. Plinska turbina pretvara energiju izgaranja plinova u mehanički rad pomoću lopatica na vratilu plinske turbine s kojim je spojeno vratilo nekog radnog stroja, npr. brodskog vijka (propelera), elektrogenerator, pumpa tereta i dr. To je stroj bez kotla, bez kondezatora,bez vode za hlaĎenje, bez sloţenih pomoćnih ureĎaja. Plinske turbine mogu se podjelit na akcijske, reakcijske, kombinirane, a mogu biti jednostupanjske i višestupanjske. Jedno od najraširenijih izvedbi plinske turbine je izvedba s otvorenim procesom. Takva turbina shematski je prikazana na sl. 57.

78

Slika 57.Plinska turbina 1-motor za pokretanje kompresora; 2-pomočni ureĎaj; 3-kompresor zraka; 4-komora izgaranja; 5-plinska turbina; 6-reduktor; 7-brodski vijak(propeler); 8-dovod goriva za izgaranje.

Kompresor (3)usisava zrak iz atmosfere i povećava mu tlak i temperaturu . Stlačeni zrak ulazi u komoru za izgaranje(4) u koju se ubrizgava gorivo stvarajući gorivu smjesu koja izgara, te nastaju plinovi izgaranja. Izgaranjem se povećava tempertura i volumen plinova . Plinovi ulaze u turbinu(5) kao radni medij gdje ekspandiraju do tlaka koji je pribliţno jednak početnom tlaku . Mehanička energija dobivena ekspanzijom plinova u turbini pokreće jednim dijelom kompresor, a ostatak preko spojke predaje radnom stroju kao korisnu dobivenu mehaničku energiju plinsko-turbinskog postrojenja. Osim kompresora i radnog stroja turbina pokreće i pomoćne ureĎaje kao; pumpe goriva, pumpu ulja i reduktor. Kako izgaranje u komori ne moţe početi dok se ne usopostavi strujanje zraka, tj. dok se agregat ne zavrti tako da kompresor počne dobavljati zrak, svaka plinska turbina ima motor za pokretanje koji se nakon starta isključuje. Plinske turbine prema vrsti radnog procesa moţemo podijeliti na: - strojeve sa otvorenim procesom s izmjenjivačem topline i bez njega - strojeve sa otverenim procesom s izmjenjivačem toline i dogrijavanjem - strojeve sa otvorenim procesom s izmjenjivačem topline i meĎuhlaĎenjm - strojeve sa kombiniranim procesom - strojeve sa zatvorenim procesom - kombinirano parno-plinsko postrojenje Plinske turbine imaju široku primjenu, pa su zbog toga nastali različiti tipovi koji se razlikuju po osnovnoj strukturi ureĎaja i veličini jedinične snage. Prednosti plinskih turbina, s obzirom na parne turbine i motore sa unutarnjim izgaranjem su: - relativno niski tlak radnog medija( većinom 1.2 MPa). - visoki broj okretaja( od 3000-29000 u min). - miran hod, bez pulzirajućih inercijskih sila - volumen komora izgaranja neusporedivo je manji od prostora izgaranja kod parnih kotlova - manja specifična masa po KW snage 79

-

vrijeme stavljanja u pogon vrlo je kratko, bez posljedica toplinskih opterećenja nije potrebna rashladna voda jer nema kondezacije vodu troši samo za hlaĎenje ulja i pojedinih djelova kućišta turbine jedinična snaga je velika laka automatizacija manji broj posade zauzima manji prostora

Osnovni nedostatci plinskih turbina: - previsoke temperature radnog medija (700-900 Cº) - zbog visoki radnih tempertura izdrţljivost materijala znatno opada pa im je vjek trajanja znatno kraći od parnih turbina - specifični potrošak goriva nešto je veći od motora s unutarnjim izgaranjem zbog čega i nemaju širu primjenu na brodovima.

Slika 58. Plinska turbina otvorenog procesa bez izmjenjivača topline

Slika 59.Plinska turbina s izmjenjivačem topline K1-niskotlačni kompresor; KS-komora za izgaranje: T1-visokotlačna turbina;PT-pogonska turbina; ITizmjenjivač topline

80

Slika 60.Plinska turbina s dodatnom komorom izgaranja

Slika 61. Plinska turbina s meĎuhlaĎenjem zraka K1-niskotlačni kompresor; H-hladnjak zraka; K2-visokotlačni kompresor; T2-niskotlačna turbina.

Slika 62.Kombinirana plinska turbina

Na slikama 58, 59, 60, 61 i 62, prikazane su razne izvedbe plinskih turbina otvorenog kruţnog procesa.

81

Slika 63.Zatvoreni sustav plinske turbine

Na slici 63. prikazana je shematski plinska turbina zatvorenog krzţnog procesa. Plinska turbina zatvorenog procesa je savršeniji isloţeniji ureĎaj od turbine otvorenog procesa.Radni medij-zrak ili neki drugi plin(helij ili CO2) cirkulira u zatvorenom sustavu. Radni medij ne dolazi u doticaj s izgarnim plinovima, a izmjena topline odvija se u zagrijaču. Za pokretanje plinske turbine imamo elektrokompresor(EK) koji siše zrak iz okoline i tlači kroz hladnjake(HU), kompresore K i K2 izmjenjivać topline (IT) u zagrijać (ZU). Tu se stlačeni zrak zagrije do odreĎene temperature i ide u plinsku turbinu(T). Nakon obavljenog rada u turbini zrak ide kroz izmjenjivać topline(IT), gdje zagrijava zrak koji dolazi u zagrijač i struji dalje kroz hladnjak i kompresor visokog tlakaK2,( gdje se dodatno tlači) u izmjenjivač topline i u zagrijač nakon čega se radni ciklus ponavlja. Kada se plinska turbina uključi u rad elektrokompresor se isključuje iz rada a višak zraka u sistemu se preko By-Pass ventila ispušta van iz sistema.

82

7. SISALJKE Sisaljke su hidraulički strojevi kojima je svrha proijenos jednog ili više oblika energije(potecijalne, tlaka ili kinetičke) na tekućinu koristeći mehanički rad, koji se prenosi od pogonskog stroja. Neke od njih imaju zadatak podizati razinu tekućine, druge dovesti tekućinu u odreĎeni prostor pod tlakom, a neke pak prenositi tekućinu povećanom brzinom. Sisaljke na brodu sluţe za dobavu morske vode, slatke vode, goriva i maziva, te tekućih tereta. Postoje i vakum sisaljke namjenjene otklanjanju zraka iz kondezatora ili cjevovoda. Brodske sisaljke se mogu podjeliti prema: - namjeni - visini dizanja tekućine - količini dobivene tekućine - konstrukciji pumpe S linearno pokretnim ureĎajem su stapne i klipne sisaljke. Mlazne sisaljke su ejektori kod kojih se pogonskim fluidom stvara usisno djelovanje. Kao pogonski fluid para, zrak ili voda, u odreĎenoj količini uz odreĎenu brzinu i tlak. Rotacijske su centrifugalne, zupčaste, vijčane, te neke druge izvedbe.

7.1. Osnovni pojmovi Svaka sisaljka na brodu radi unutar nekog sustava. Tekućina se usisava (iz mora, raznih tankova, kolektora mora i dr.) prolazi kroz usisne cijevi i ulazi u sisaljku. Sisaljka povećava ukupnu mehaničku energiju tekućine koja dolazi iz sisaljke u tlačni cijevovod te prema izlazu iz cijevovoda. Na slici 64. prikazani su odnosi izneĎu visine usisa i tlačenja kada je sisaljka smiještene iznad donje razine tekućine. Radni dio sisaljke sastoji se od dva djela i to usisnog (Hs) koji obavlja radnju usisa od najniţe razine tlačenja(Ht). Zbroj usisne i tlačne visine daje nam ukupnu geodetsku(Hg) visinu pod kojom pumpa radi (Hg). Hg=Hs+Ht Osim razlike visine, pumpa mora savladati još i razliku tlakova i različite otpore koji se sastoje od otpora trenja u cijevima osobito u raznim neravninama. Zbroj geodetske visine(Hg), visine razlika tlakova (Hp), visine razlike kinetičke energije (Ha) i visine otpora(Htrenja) naziva se manometarska visina(H). H=Hg+Hp+Ha+Htrenja Pri pritjecanju tekućine kroz cjevovod pojavljuju se otpori koji ovise - o duljini cjevovoda i o tome je li cjevovod ravan ili ne - o promjeru cjevovoda - o ugraĎenoj armaturi - o brzini pritjecanja - hrapavosti cjevovoda

83

Slika 64. Usisno tlačna sisaljka 1-gornji spremnik, 2-potisni vod, 3-sisaljka, 4-usisna košara, 6-donji spremnik, Hg-geodetska visina, Ht-geodetska potisna visisna,Hs-usisna visina, M-manometar, V- vakuumometar ps-tlak u usisnom spremniku(Pa), pt-tlak u tlačnom spremniku(Pa), cs-brzina tekučine u usisnom spremniku, ct-brzina tekučine u tlačnom spremniku

Teoretska usisna visina sisaljke h ovisi o tlaku i gustoći tekućeg fluida

h

p 10 5   10,2m   g 1000  9,81

p-atmosferski tlak 105Pa g-ubrzanje sile teţe(9,81m/s2) ρ -specifična gustoča tekučine(kg/m3) Poznato je da gustoća ovisi o tlaku i temperaturi. Sisaljka moţe ispravno raditi samo ako se unutar sisaljke ne pojavljuje para, to znači dok se na bilo kojem mijestu strujanja tlak ne spusti ispod tlaka zasićenja koji odgovara temperaturi zasićenja. U praksi usisna visina manja je od teoretske zbog otpora i gubitaka u usisnim i tlaćnim cijovodima kao i u samoj sisaljki. Zbog spomenutih gubitaka usisna visina se kreće od 6-8 m.

84

7.2. Stapne sisaljke Stapne sisaljke spadaju u sisaljke s linearno pokretnim dijelovima. U njima se tekućina pomiče od strane usisna prema tlaku uz pomoć stapa koji se naizmjenice pokreće u jednom cilindru.Njihovo osnovno svojstvo je što im isti prostor sluţi za dobavu tekućine pri usisu i tlačenju.Zbog toga one moraju imati ventile koji sprijećavaju vračanje tekućine u usisni cjevovod.Dobava tekučine u ovim sisaljkama nije jednolika.Koriste se za manje dobave ,niske brzine i velike tlakove. Stapne sisaljke dijelimo prema naćinu rada na: - jednoradne - dvoradne - diferencijalne Jednoradna sisaljka se sastoji od cilindra ,stapa,te usisnog i tlačnog ventila.Stapalo se pravocrtno, naizmjenice, pokreće u cilindru preko poluţja od jedne do druge mrtve točke. Gibanjem stapa u cilindru prema gore nastaje podtlak u prostoru ispod stapa.Atmosferski tlak tjera vodu u usisnu cijev koja otvara usisni ventil i ispunjava prostor ispod stapa. Slika 65.

Slika 59. Jednoradna stapna sisaljka V1-usisni ventil V2-tlačni ventil Kada se stap vraća (giba prema dolje), u cilindru se stvara nadtlak koji zatvara usisni ventil, a otvara tlačni i gura vodu u tlačnu cijev. Dvoradne stapne sisaljke su one u kojima se pomicanje stapa u cilindru naizmijenice s obije strane stvara podtlak u cilindru u koji atmosferski tlak tjera tekućinu iz usisne cijevi otvarajući usisne ventile, te naizmijenice stap tlači tekućinu u tlačnu cijev otvarajući tlačne ventile.Slika 60.

85

Slika 66. Dvoradna stapna sisaljka s dijagramom dobave A-potis, B-usis, C-dvostruki stapaj

Diferencijalna sisaljka je izvedena kao dvoradna stapna sisaljka s ventilom manje. Pri kretanju stapa prema gore otvara se usisni ventil i tekućina ulazi u prostor ispod stapa. Istovremeno tekućina koja se nalazi u gornjem prostoru nad stapom izlazi kroz tlačni ventil u tlačni vod. Pri kretanju stapa prema dolje zatvara se usisni ventil a otvara tlačni i dio tekućine ispunjava prostor iznad stapa a ostalo tlačni vod.

Slika 67.Diferencijalna sisaljka d- promjer stapajice, D- promjer stapa

Slika 68.Dijagram dobave diferencijalne sisaljke A-potis, B-usis, C-dvostruki stapaj Q-veličina dobave, n-broj stapaja

Dobava stapnih sisaljki je nejednolika. To se moţe smanjiti izvedbom višecilindričnih sisaljki ili ugradnjom zračnih komora u tlačni vod. Dobava stapnih sisaljki računa se na način: Q=A·s·n·i·z· gdje je : A-površina stapa (m²) s- hod stapa (m) n- broj okretaja u jedinici vremena (s-1) i-radnost (jednoradna 1, dvoradna 2) z-broj cilindara  -volumetrijski stupanj djelovanja 86

7.3. Centrifugalne sisaljke Centrifugalna sisaljka se sastoji od kućišta unutar kojeg je rotor navućen na pogonsku osovinu.Pogonsku osovinu pokreće najćešće elektromotor ,a rijeĎe motor s unutarnjim izgaranjem ili turbina.Tekućina u sisaljku dolazi na usisni prikljućak ,a potom na usisnu stranu rotora,prolazi kroz kanale izmeĎu lopatica i izlazi u spiralni kanal koji se proširuje prema izlazu, a sastavni je dio unutrašnjosti kućišta(Slika 63).

Slika 69. Glavni djelovi centrifugalne sisaljke 1-kućište, 2-rotor, 3-osovina, 4-prednji vijenac rotora, 5-straţnji vijenac rotora, 6-lopatica rotora,7-usisni priključak, 8-tlačni priključak

Iz spiralnog kanala tekućina odlazi na tlačni priključak, a iz njega u tlačni cjevovod. Lopatice rotora pri vrtnji zahvaćaju tekućinu i okreću je zajedno s njima, odnosno tekućina se unutar rotora nalazi pod djelovanjem centrifugalne sile koja ju izbacuje prema obodu, a samim time joj povećava brzinu.Tada na usisnoj strani nastaje podtlak i tekućina iz usisnog cjevovoda ulazi u sisaljku i ciklus se ponavlja.Tekućini koja dolazi u spiralni kanal smanjuje se brzina a povećava tlak zbog konstantnog proširivanja kanala. Centrifugalna sisaljka pri početku rada neće moći usisavati ni tlačiti tekućinu ako njome nije napunjen usisni vod i sama sisaljka, jer nije samosisna. Visina tlaka kod centrifugalne sisaljke zavisi o obliku lopatice, promjeru rotora i broj okretaja vratila.Što je promjer rotora veći i broj okretaja veći,to će i tlak biti veći. Dobavna visina jednog rotora je ogranićena, pa se kod većih dobavnih visina stupnjevi sisaljke moraju spajati u seriju, tako da tekućina iz jednog rotora prolazi u sljedeći pa se ukupni porast tlaka tekućine ostvaruje u nekoliko stupnjeva.Postoje dakle jednostupanjske i višestupanjske centrifugalne sisaljke. Na slici 64. prikazana je izvedba višestupanjske centrifugalne sisaljke. U prvom stupnju usisna tekućina pritječe iz usisnog cjevovoda (4) prvom rotoru (1). Kada tekućina izaĎe iz prvog rotora (stupnja) skreće s njegova oboda posebnim kućišnim kanalom (c) natrag prema sredini, po slobodnom prostoru izmeĎu prvog i drugog stipnja i pritječe ulazu u drugi rotor(2). U drugom rotoru opet se djelovanjem 87

centrifugalne sile povećava tlak i brzina tekućine i ona se na isti naćin usmjerava ka trećem rotoru(3) te na kraju iz trećeg rotora s povećanim tlakom protječe u tlačni vod(5).

Slika 70. Trostupanjska centrifugalna sisaljka a-kanal izmeĎu lopatica rotora b-sprovodne lopatice statora 5-tlačni cjevovod

88

7.4. Zupĉasta sisaljka Zupčaste su sisaljke rotacijske u kojima se kapljevina transportira kroz prostor što ga čine prostori meĎu zupcima zupčanika i kućišta sisaljke. Sastoje se od kućišta i od dva ili više zupčanika od kojih je jedan pogonski.Pri rotaciji zupčanika kako je prikazano na sl.71. napuni se prostor izmeĎu zubaca i kućišta tekućinom i ulaskom zubca jednog zupčanika u meĎuzublje drugog zupčanika nastaje tlak u tlačnom vodu.

Slika 71. Zupčasta sisaljka 1-usisna strana, 2-tlačna strana, A-pogonski zupčanik, B-pogonjeni zupčanik

Na brodu se upotrebljavaju za transport viskoznijih medija npr.ulja, goriva. Tlakovi koji se postiţu ovim sisaljkama su do 100 bara,a ovise o brtvljenju. Na tlačnoj strani često se ugraĎuje prekotlačni ventil koji se otvara ako tlak poraste preko dozvoljenog i spaja tlačnu sa usisnom stranom sisaljke. Protok kod ovih sisaljki je jednoličan, a ovisi o veličini komora,broju okretaja i broju zubaca.

89

7.5. Vijĉane sisaljke Vijčana sisaljka sastoji se od jednog ili više spiralnih vijaka u kojima se tekućina zahvaća i potiskuje u smijeru kretanja spirale.Vijci meĎusobno zatvaraju tekućinu u cjelokupnom zavoju spirale i ne dopuštaju da se ona vrati. Količina dobave ovisi o volumenu komore izmeĎu vretena i kućišta , o broju vretena, broju navoja i o broju okretaja.Visina dobave ovisi o duţini vretena i o broju navoja na vretenu.Unutrašnji oblik radnog prostora kućišta prilagoĎen je obliku navojnica vratila tako da osigurava brtvljenje izmeĎu rotora i kućišta. Vijčane pumpe zauzimaju manji prostor, jednostavne su i pouzdane u radu. Dobava je ravnomjerna. Ove su pumpe sigurne u pogonu i proizvode vrlo velike tlakove. U slučaju prigušivanja na tlačnom vodu da ne bi došlo do prekomjernog rasta tlaka što bi izazvalo kvar, sisaljke su opramljene sigurnosnim ventilom. Ovim ventilom je moguće regulirati kapacitet i radni tlak (slike72).

Slika 72. Vijčana sisaljka TRIRO 1-pogonsko vratilo, 2-bočna vretena, 3-središnje vreteno, 4-brtvenica,5-sigurnosni ventil

90

7.5. Vakum sisaljke Za isisavanje zraka iz parni kondezatora kod parnih pogona, iz vakumdestilacijskih ureĎaja ili usisnih cijevi centrifugalnih sisaljki koristimo vakum sisaljke. Jedna od vakum sisaljki pod nazivom SIHI prikazana je na slici 73. Kod ove pumpe rotor s radijalnim lopaticama postavljen je centrično, dok se obično u kućištu s jedne ili obje strane uz obod nalazi ţljeb. Taj ţljeb različite dubine, u poloţaju 7 je najdublji dok u poloţaju 4 i 5 izlazi u ravnini bočne plohe kućišta.

Slika 73.Vakuumska sisaljka s vodenim prstenom (SIHI) 1-rotor, 2-kućište sisaljke, 3-usisni otvor, 4-ulazni brid ţljeba, 5-izlazni brid ţljeba, 6-potisni otvor 7-mjesto najdubljeg ţljeba.

Zbog navedenog ţljeba nastane kod te pumpe prilikom vrtnje rotora vodeni prsten različite debljine. Zato je preostali prostor ekscentričan a i volumen komora različit. U kućištu pumpe su dva klinasta izreza (3 i 6) spojene usisnim i tlačnim priključkom.Opisana pumpa moţe postići i 90% -tni vakum.

91

7.6. Mlazne sisaljke Od mlaznih sisaljki na brodovima se primjenjuju injektori i ejektori. Mlazne sisaljke nemaju pokretnih dijelova, čime se smanjuje mogućnost smetnji u radu. Za pogonski fluid se koristi voda ili pare koje se pri radu mješaju sa sredstvom koje se transportira. Na slici 74. prikazana je mlazna sisaljka.

Slika 74. Mlazna sisaljka U pogonsku sapnicu dovodi se pogonski fluid visokog tlaka. Fluid struječi kroz mlaznicu, zahvaća okolni fluid i predaje mu dio svoje kinetičke energije. Tako velikom brzinom strujanje stvara podtlak u usisnoj komori i usisava sekundarni fluid iz usisne cijevi. U difuzoru se kinetička energija pretvara u potecijalnu. Pritom se smanjuje brzina a povećava tlak, na dovodnom tlačnom vodu. Ejektori na brodu sluţe kao vakum sisaljke. Upotrebljavaju se za kondezatore parnih postrojenja, evaporatora za dobivanje slatke vode, isušivanje tankova tereta na tankerima.

Slika 75. Mlazna sisaljka u presjeku

92

8. KOMPRESORI I VENTILATORI 8.1. Općenito o kompresorima UreĎaji za dobavu zraka, plinova ili pare s niskim dobavnim tlakom, nazivamo puhala a sa visokim dobavnim tlakom, kompresori. Puhala u brodskim strojarnicama su: ventilatori za dobavu zraka u strojarnicama i u loţište kotla te puhala i ispirne sisaljke na Diesel motorima. Kompresori se mogu podjeliti: - prema izvedbi na stapne i rotacijske - prema načinu rada: stapne i vijčane, dinamičke(rotacijske) i centrifugalne - prema namjeni; brodske i za posebne namjene Osnovi zadatak stapnog kompresora u brodskom pogonu je dobava zraka odreĎene količine i tlaka, koji je potreban za upućivanje Diesel motora. Stlačeni zraka koristi se za rad pojedinih steojeva i ureĎaja, alata, sustav daljinskog upravljanja ta automatskog rada pojedinih strojeva i ureĎaja, za čišćenje i propuhivanje.Posebni mjesto kompresori imaju u rashladnoj tehnici, kako stapni tako i vijčani. Mogu biti izvedeni kao jednostupanjski dvo stupanjski i višestupanjski. Kompresori se mogu hladiti zrakom ili vodom. Podmazivanje se vrši sa uljima: zapljuskivanjem ili prisilno tlačno cirkulacijski pomoću posebne pumpe privješene na kompresor.

8.2. Stapni kompresori Na slici 76. prikazan je shematski jednostupanjski kompresor sa stvarnim i teoretskim p-v dijagramom. U točki 1 stvarnog dijagrama u cilindru izmeĎu stapa i poklopca nalazi se zatvoreni radni medij volumena V1. Kreće li se stap od DMT prema GMT, radni medij ne moţe istjecati iz cilindra pa tlak i temperatura rastu. U točki 2 počinje se otvarati tlačni ventil. Istiskivanje iz cilindra pokazano je krivuljom 2'-3'. Pri tom se istiskivanju konačni volumen cilindra V2' na kraju kompresije smanjuje na volumen Vc. Volumen Vc nazivamo štetni prostor. U točki 3 stap je došao u GMT te se mora vratiti prema DMT. Zbog toga se preostali radni medij zatvoren u volumenuVc pod tlakom p2 počme širiti i njegov tlak pada. U tom trenutku tlačni ventil se zatvara i nastsvlja se ekspanzija medija u cilindru.Pošto se tlak u cilindru spustio sa p2 na p1 otvara se usisni ventil. Zbog podtlaka u cilindru( Δpu=p0-p1) usisava se radni medij i u točki 1' ponovno počinje kompresija. Porastom tlaka medija u cilindru raste i temperatura.Porast temperature je ograničen zbog opasnosti od eksplozije uljnih para i havarije kompresora.

93

Slika 76. Shema i p-V dijagram kompresora sa štetnim prostorom 1-donja mrtva točka(DMT), 2-otvaranje tlačnog ventila, 3-gornja mrtva točka (GMT), 4-otvaranje usisnog ventila, 5-glava cilindra, 6-usisni ventil, 7-tlačni ventil, 8-usini cjevovod, 9-tlačni cjevovod, 10-cilindar, 11stap, 12-stapajnica, 13-koljenasto vratilo p0-atmosferski tlak, p1-tlak usisa, Δpu-razlika atmosferskog tlaka i tlaka usisa, Vh-stapajni volumen, V4-usisni volumen, ά, i ω-kutevi osnog koljena.

Da bismo postigli veće tlakove moramo provesti višestupanjsku kompresjiu plina u seriji od dva ili više odvojenih cilindara. Pritom je bitno da se medij nakon kompresije u prvom cilndru hladi i tako ohlaĎeni vodi u drugi cilindar i tako do konačnog tlaka kompresije. Na slici 77. prikazana je dvostupanjska kompresja u dvocilndričnom kompresoru.

94

Slika 77. Dvostupanjski dvocilindrični kompresor zraka 1-ulazni filter zraka, 2-usisni ventil I stupnja, 3-cilindar I stupnja, 4-tlačni ventil I stupnja, 5-meĎuhladnjak, 6-kombinirani ventil II. stupnja, 7-cilindar II stupnja, 8-hladnjak zraka, 9-tlačni vod u spremniku

Slični kompresori koriste se za kompresju zraka na brodu. Zrak iz okoline ulazi kroz filter (1) i usisni ventil(2) u 1-stupanj.Klip se kreće iz GMT prema DMT i usisava zrak u cilindra(3) prvog stupnja. Kretanjem klipa iz DMT prema GMT klip tlači zrak, a u odreĎenom momentu otvara se tlačni ventil(4) 1-stupnja i zrak odreĎene temperature odlazi u meĎuhladnjak(5) gdje se hladi. Iz hladnjaka zrak se usisava u II srupanj preko usisnog ventila(6) a klip (7) se kreće od GMT prema DMT. Kretanje klipa iz DMT prema GMT vrši se kompresija i istiskivanje zraka kroz hladnjak (8) u spremnik (9).

95

8.3. Vijĉani kompresori Kod vijčanih kompresora uloga stapa preuzimaju vijci koji se vrte u zajedničkom kućištu. Način prenošenja plina u vijčanom kompresoru jednak je kao u vijčanoj sisaljki. Ovi kompresori imaju najčešće dva vijka od kojih je jedan pogonski a drugi se pogoni. Prema načinu rada vijčani kompresori dijele se na dvije skupine. - vijčani kompresori sa suhim tlačenjem - vijčani kompresori ispunjeni s uljem U vijčanom kompresoru sa suhim tlačenjem radni prostor je potpuno odjeljen od ulja i ulje u ovaj prostor ne dolazi. Stupanj tlačenja ovih kompresora je 1:5. U vijčanom kompresoru ispunjenom uljem i parama plina (zraka) stlačeni zrak se prebacuje skupa sa uljem čime se osigurava nepropusnost radnih prostora i umanjuje šum prilikom rada kompresora. Na izlazu kompresora postavlja se odjelivač ulja. Ovakvi kompresori postiţu odnos tlačenja 1:20. Brzina vrtnje vijčani kompresora obično se kreće izmeĎu 3000 i 10000 okr/min.

Slika 78.Vijčani kompresor 1950-simetrićni profil vijaka 1962-asimetrićni profil vijaka 1975-KAESER-SIGMA-profil vijaka Prednost vijčani kompresora su: - mali hidraulički gubitci, jer nema ventila - malo pulsiranje protoka plinova - malo zagrijavanje plina pri njegovom jednosmjernom protjecanju tjekom tlačenja - zbog velike brzine vrtnje smanjuju se gubitci prptjecanja kroz zračnost.

96

Slika 79.Vijčani kompresor 1-usisni filter; 2-vijčani kompresor; 3-elektromotor; 4-dovod ulja u kompresor; 5-odjeljiač ulja; 6-hladnjak ulja; 7-filter ulja; 8-odjeljvać kapljica ulja; 9-sigurnosni ventil; 10-hladnjak zraka

U novije vrijeme u velikim rashladnim ureĎajima, umjesto stapnih primjenjuju se vijčani kompresori. Prednost im je u jednostavnijoj izvedbi smanjenim dimenzijama, cjeni odrţavanja i sigurnosti. Glavna i najveća mana vijčani kompresora je ubrizgavanje ulja unutar kućišta te potreba ugradnje velikog separatora ulja na izlazu plina iz kompresora u svrhu odjeljivanja ulja i plina. Neučinkovitost separatora moţe prouzročiti niz smetnji u radu sustava.

8.4. Centrifugalni kompresori Centrifugalni kompresori koriste se u situacijama kada se zahtjevaju veliki kapaciteti i relativno mali tlakovi. Centrifugalni kompresori su toplinski radni strojevi koji mehaničku energiju pogonskog stroja pretvaraju u potecijalnu energiju plina ili zraka. U usporedbi sa stapnim kompresorima centrifugalni su u prednosti, naročito pri velikim dobavama i malim tlakovima do 10 bara. Nemaju usisno tlačni ventil, pa ni mješanje zraka ili plina sa uljem. Rade tiho bez udaraca i lako se odrţavaju. Osnovni sklop centrifugalnog kompresora čine kolo rotora, čvrsto nasaĎeno na pogonsko vratilo koje se okreće u pripadnom kućištu koje miruje. Rotor se mora izbalansirati jer bi i najmanja razlika u raspodjeli mase kod velikih obodnih brzina pri velikom broju okretaja uz djelovanje centrifugalne sile mogla proizvesti kritične vibracije koje bi uništile kompresor.

97

Centrifugalna puhala dolaze u obzir u turbopuhalima za dobavu zraka diesel motora sa povećanim punjenjem (prednabijanjem). Puhalo dobiva pogon od plinske turbine koje se nalazi na istom vratilu i koje se koristi ispušnim plinovima motora. Centrfugalni kompresori upotrebljavaju se kao sastavni dio plinske turbine za brodski pogon ili za pogon generatora i kod rashladnih ureĎaja. Potreban tlak postiţe se višestupanjskom kompresijom i meĎuhlaĎenjem. Slično i kao kod turbopuhala, kod plinske turbine centrifugalni je kompresor na istom vratilu s rotorom turbine i za svoj rad utroši i do 2/3 energije koju plinska turbina proizvodi.

Slika 80. Centrifugalni kompresor

8.5. Ventilatori Ventilatori su ureĎaji koji na brodu sluţe za dobavu zraka u svrhu odrţavanja pogodnih uvjeta u stambenim prostorijama za posadu i putnike. Posebno su potrebni da u pojedinim prostorijama odrţavaju potrebne uvjete da teret zadrţi svoja normalna svojstva. U strojarnici se koriste: - za odvoĎene suvišne topline koju stvaraju strojevi i ureĎaji - za opskrbu strojeva i kotlova zrakom potrebnim za rad - za opskrbu kompresora potrebnim zrakom - za odrţavanje što normalnijih uvjeta za boravak ljudi u strojarnici Većinu navedenih potreba nije moguće postići prirodnom ventilacijom, jer ona ovisi o brzini broda, smjeru i jačini vjetra. Ugradnjom ventilatora odreĎenog kapaciteta moguće je udovoljiti svim ovim zahtjevima. Ventilatori mogu usisavati iz prostora onečišćeni zrak i iz

98

atmosfere tlačiti svijeţi zrak u prostor. Tlakovi ventilatora mogu biti različiti a ovise o namjeni i duljini ventilacijskog voda te mogu biti: - niskotlačni do 1100 Pa - srednjotlačni od 1100 do 2500 Pa - visokotlačni više od 2500 Pa Po konstrukciskoj izvedbi dijelimo ih na: - aksijalni ventilatori - radijalni ventilator Aksijalni ventilatori obično se koriste tamo gdje je potreban veliki protok zraka pri relativno niskim tlakovima. Aksijalni ventilatori se u pravilu izvode kao jednostupanjski, osim u specijalnim slučajevima kada mogu biti višestupanjski. Aksijalni ventilatori s aerodinamičkim krilima koriste se za provjetravanje skladišta i strojarnice.

Slika 81. Aksijalni ventilator a) s usmjerivačem protoka, b) bez usmjerivača protoka D-promjer rotora (m), ω-kutna brzina(radijani), 6-kučište ventilatora, 7-elektromotor 8-nosać ventilatora 9-nosać kučišta ventilatora

Zauzima malo prostora i moguće ga je smijestiti u zračnim vodovima. Na sl.81. prikazana je konstrukcija aksijalnog ventilatora. Ulazni se dio (1) tijela suzuje čime se osigurava ravnomjeran ulazak zraka u ventilator. Ulazni usmjerivač zraka (2) sluţi za usmjeravanje zraka prema krilima rotora (3). Sastoji se od reda nepokretnih lopatica. Rotor(3) ima glavičinu na kojoj su ugraĎene lopatice. Poslije rotora mogu se ugraditi izlazni usmjerivači protoka(4 i 5), a veliki broj ventilatora nema ni ulazni ni izlazni usmjerivač protoka kao ni difuzor (slika 81 b). 99

Radijalni (centrifugalni) ventilatori se primjenjuju za dobavu zraka u svim mogućim uvjetima.Ta vrsta ventilatora temelji se na činjenici da zrak ima masu te je stoga podloţan centrifugalnoj sili. Centrifugalna sila nastoji izbaciti rotirajuća tijela od osi vrtnje. Ventilatori koji se sastoje od rotora sa radijalnim krilima prisiljvaju zrak meĎu lopaticama da se vrti zajedno sa njima. Taj zrak potiskuje se prema periferiji, stvara tlak na izlaznom otvoru, dok se daljnje usisavanje vrši u središtu rotora. Na slici 82. prikazan je tipični oblik centrifugalnog ventilatora.

Slika 82. Centrifugalni ventilatori Krila se razlikuju po obliku, veličini i broju ovisno o namjeni ventilatora. Prema obliku i poloţaju krila postoje tri osnovna tipa tog ventilatora: s radijalno ravnim krilima, s naprijed zakrivljenim i s natrag zakrivljenim krilima. (sl.83).

Slika 83. Lopatice centrifugalnih ventilatora a-radijalno ravni, b-zakrivljena prema naprijed, c-zakrivljena prema natrag

100

Kapacitet ventilatora na brodu odreĎuje se u ovisno o broju ciklusa izmjene zraka tjekom jednog sata i volumenu ventiliranih prostora. Za posebne prostore kao što je strojarnica količina potrebnog zraka ovisi o snazi ugraĎenih strojeva. Uobičajene vrjednosti izmjene zraka na sat i potrebne količine zraka za pojedine prostore su: 1. Skladište tereta; za opći teret 5-8 izmjena na sat 2. Strojarnica sa porivnim diesel motora strojarnica 14-21 m³/kwh(tlačna ventilacija) mjesto upravljanja 2,7-4 m³/kwh/ usisna ventilacija prostorije separatora 0,6 do1 m³/kwh/ usisna ventilacija 3. Strojarnica s porivnim turbinom: strojarnica 8-11 m³/kmh tlačni ventilacija Broj ciklusa izmjena zraka na sat i vrsta ventilacija u prostorijama za posadu i putnike na brodu prikazani su u sljedećoj tabeli.

Naziv prostorije

Potrebna količina zraka  m3    za jednu osobu  h 

Broj izmjena zraka na sat

Vrsta ventilacije

Soba spavaonica: normalni uvjeti tropski uvjeti

(25)-(29) 28-56 56-85

(4)-(12) 5-8 10-12

tlačna tlačna tlačna

Salon za pušenje

50

15

usisna i tlačna

Kupaonica

15-30

usisna

Praonica, zahod

30-45

usisna

30 30-60 60

usisna usisna usisna usisna usisna usisna

Zajedničke prostorije: smočnica kuhinja pekarnica bolnica 100(125) radionica 50 skladište hrane U zagradama su najveće potrebne vrijednosti.

5-6

101

9. DESTILACIJSKI UREĐAJI (evaporatori) Evaporatori su ureĎaji pomoču kojih se dobiva slatka voda iz morske vode. To su neobično vaţni ureĎaji jer osiguravaju ili nadoknaĎuju zalihe slatke vode potrebne za napojne kotlove, kao i posadi za pranje i piće, te za nadoknaĎivanje vode u pojedinim rashladnim sustavima. Dobivenu slatku vodu posebnim ureĎajima za filtriranje, omekšavanje i bakteriološko čišćenje pretvaramo u pitku vodu. Ugradnjom evaporatora na brodovima znatno se smanjuje potrebna zapremnina vodenih tankova. Na motornim se brodovima ugraĎuju vakumski evaporatori koji koriste toplinu rashladne vode motora za grijanje i isparavanje morske vode. Morska voda koja se pretvara u slatku vodu prolazi kroz cijevi izmjenjivača topline( A) slika 84. i isparava. Evaporirana slatka voda ispunjava prostor (C) slika 84. Kapacitet evaporacije ovisi o toplinskom toku rashladne vode glavnog motora i vremenu zadrţavanja. U izmjenjivaču topline stalno se odrţava vakum od 93-98% koji odgovara točki isparavanja morske vode i temperturi vode za isparavanje. Na slici 84. shematski je prikazan proces jednog vakumskog evaporatora kod diessel motorne propulzije. Zbog podtlaka u isparivaču isparava 20-35% morske vode. Para se diţe iz izmjenjivača (A) i prolaza preko separatora (B) u gornji dio evaporatora, gdje se kondezira u kontaktu sa strujom vode koja prolazi kroz cijevi kondezatora (C). U izmjenjivač topline morska se voda dovodi pumpom(E) koja ujedino sluţi za pogon ejektora (Da) i (Dw). Ejektor (Da) stvara potreban podtlak i omogućava isparavanje morske vode pri temperaturi izmjenjivača topline(A). Proizvedeni kondenzat skuplja se na dnu kondenzatora (C) gdje se nalazi kontrolno staklo za kontrolu razine. Posebnim pumpama (F) usisava se proizvedeni kondenzat i preko mjerača protoka (H) tlači u skladišni tank slatke vode. Za kontrolu slanosti destilata ugraĎen je salinometar (V) koji daje zvučni i svjtlosni signal ako je slanost veća od dopuštene, i vraća ga u separator (B). Ejektor (Dw) crpi talog morske vode ili rasola s dna separatora i baca ga izvan broda.

102

Slika 84. Sustav generatora slatke vode (evaporatora). A-izmjenjivać topline; B-separator pare; C-kondezator; Do-ejektor za postizanje vakuma; Dw ejektor za odvoĎenje taloga morske vode; E-pumpa morske vode za pogon ejektora; F- pumpa kondezata; Ga-usis zraka; Gw-usis taloga; H-mjerač protoka; J-ozračni pipac; K-filter; L-sigurnosni ventil; M-ventil za praţnjenje; O-prirubnica s rupom; Q-kontrolno staklo za razinu; R-vakummetar; S-manometar; Ttermometar; U-pipac za odzračivanje; V-salinometar; X-sigurnosni ventil; Y-magnetski ventil; 1-diesel motor; 2-rashladnik slatke vode; 3-rashladnik ulja; 4-rashladnik zraka; 5-rashladna pumpa slatke vode; 6-rashladna pumpa morske vode; 7-usis morske vode; 8-izlz morske vode; 9-ulaz slatke vode u evaporator; 10-izlaz slatke vode iz evaporatora; 11-ulaz rashladne vode; 12-izlaz rashladne vode; 13-morska voda iz usisnog kolektora; 14-morska voda za pogon ejektora i napajanje generatora; 15-odvod morske vode iz ejektora van broda; 16-destilirana voda; 17-električne veze.

Količina morske vode koja se odvodi u evaporator je 3-4 puta veća od dobivenog kondezata. U suprotnom stvara se veća količina taloga (kristalizira morska sol) što smanjuje prelaz topline a kvaliteta destilata postaje lošija. Vodu iz evaporatora moguće je spremiti izravno u tankove slatke vode za potrebe napajanja kotlova, hlaĎenje strojeva. Vodu za potrebe posade i putnika potrebno je dodatno tretirati kako je već spomenuto, jer destilacijski ureĎaji kod kojih se koriste vakumski isparivači, gdje je tempertura isparavanja 45-70 ºC ne daju garanciju bakteriološke sterilnosti destilata. Kod suvremenih evaporatora dobiveni destilat sadrţi 2-10 mg/l soli. Očigledno je da ovakva voda nije prikladna za piće već se mora mineralizirati tj. dodati joj odreĎenu količinu soli i minerala koje sadrţi prirodna pitka voda. Na brodovima s parnoturbinskim porivom primjenjuje se parno-tlačni evaporator sl. 85.

103

Slika 85. Evaporator za proizvodnju slatke vode ispušnom i oduzimanom parom A-kondezator B-grijač C-separator D-sisaljka kondezata E-sisaljka rasoline F-filtar

G-dvostupanjski ejektor H-salinometar J-alarm sirena K-magnetski ventil L-sigurnosni ventil M-pokazivač protoka

N-pokazivač protoka O-mjerač protoka P-filtar R-mjerna stanica S-sljepa prirubnica

Ovi se evaporatori koriste niskotlaćnom ispušnom parom ili oduzimanom parom niskog tlaka.Rashladna morska voda se dobavlja u kondezator-destilator (A) posebnom sisaljkom .Grijač (B) napaja je morskom vodom iz povratne komore kondezatora (A) a protok u grijaću (B) kontrolira se s pomoću kontrolnog stakla (N). Grijač (B) je potpuno napunjen morskom vodom i njegov cijevni snop je potpuno uronjen u morskoj vodi. Dvostupanjski ejektor (G) stvara potreban 90-95 % vakum u evaporatoru.Ejektor pogoni para. Ispušna ili oduzimana para koristi se za zagrijavanje morske vode u grijaću (B). Tu toplina prelazi na okolnu morsku vodu koja djelomično isparava. Stvorena para dospjeva preko separatora pare u kondezator gdje se djelovanjem rashladne morske vode kondezira u destilat slatke vode. Talog morske vode iz grijača odvodi se posebnom sisaljkom (E) izvan broda. Dobiveni destilat se sisaljkom (D) odvodi u tank slatke vode preko filtra (P) i mjeraća protoka (O) . Kakvoća destilata se provjerava kontinuirano pomoću električnoog ureĎaja za mjerenje sadrţaja soli solinometra(H) i mjerne ćelije (R). Prekomjerni sadrţaj soli preko solinometra (H) djeluje na magnetski ventil (K) koji se otvara i vraća destilat ponovo u grijač.Kod parno-tlačnih evaporatora isparavanje mora vrši se pod tlakom (oko 0,7 bara predtlaka) i temperaturi većoj od 100 °C pa je na taj način postignuta bakterijološka sterilnost. 104

10. SEPARATORI (centrifugalni ĉistioci ) Razvitak proizvodnje dizel motora, posebno sporohodnih, omogućio je veču ekonomićnost brodskog poriva .U tom smislu počela su se upotrebljavati lošija goriva za rad dizel motora. Za rad dizel motora koriste se teška goriva različite kakvoće a samim time utječu na primjenu centrifugalnih čistilaca u pripremi takvih vrsta goriva za izgaranje u diezel motorima.Kakvoća upotrebljenog teškog goriva uvjetuje izvedbu i sustav pročišćivanja. Teška goriva sadrţe mnoge nečistoće koje je potrebno s pomoću centrifugalnih čistioca odstraniti.Ulja za podmazivanje sadrţe u sebi vodu, metalne čestice, šljaku, hrĎu, čestice ugljena, asfaltne ostatke, organske i anorganske kiseline, te stoga obvezno podlijeţu pročišćavanje. Sve nečistoće štetne, i strane primjese moraju se iz ulja i goriva odstraniti da se smanji trošenje leţaja koji se podmazuju uljem i da se izbjegnu štetni učinci u sustavu uštrcavanja goriva. Za učinkovito, potpuno i nepesredno odstranjivanje nečistoće iz goriva i ulja koriste se posebni centrifugalni čistioci ili separatori. Centrifugalni čistioci dijeluju tako da se tekućina dovode u rotacijsko gibanje kako bi centrifugalne sile odvojile izmješane tekućine i čestice različitih gustoća. Razdvajanje dvaju tekućina i istobitno odstranjivanje krutih tvari zovemo zajedničkim nazivom separiranje. Podvrgavanju tekućina u bubnju separatora pod dijelovanje centrifugalne sile, masa čestica u centrifugalnom polju povećava se za desetak i više tisuća puta u odnosu na masu pod dijelaovanjem sile teţe. Dijelvanje tako velikih sila omogućava da se brţe razdvoje meĎusobno pomješane tekućine odnosno izdvoje krute čestice nego u gravitacijskom polju. Na tom principu rade separatori. Separatori namjenjeni za korištenje na brodovima trebaju biti sigurni u radu i njima se mora lako rukovati. Njihov osnovni konstrukciski dio je bubanj u kojem su naslagani tanjuri gdje se vrši odjeljivanje odnosno pročiščavanje ulja ili goriva. S obzirom na izvedbu bubnja postoje tri tipa separatora: - čistilac s bubnjem u kojem se talog zadrţava a zatim se odstranjuje u odreĎenim vremenskim razmacima ovisno o količini sakupljenog taloga - čistilac s bubnjem samočistiocem u kojemu se odjeljeni talog izbacuje kroz raspor izmeĎu gornjeg i donjeg dijela bubnja u odreĎenim vremenskim razmacima bez prekida rada separatora. - čistilac sa bubnjem samočistiocem sa sapnicama iz kojeg se talog izbacuje kroz sapnice postavljenje na obodu bubnja.

105

Slika 86. Slika 86. prikazuje bubanj centrifugalnog samočistioca. Po načinu rada dijelimo ih na: - čistioce ili purifikatore - bistrioce ili klarofikatore Na slici 87. prikazan je bubanj purifikatora u kojem se talog zadrţava a zatim ručno odstranjuje. Taj bubanj je karekterističan po tome što ima dva izlaza za tekućine; - izlaz za ulje ili gorivo tj. laku komponentu - izlaz za vodu tj. tešku komponentu. Nečistoća i talog se zadrţavaju na stjenkama bubnja

106

Slika 87. Bubanj centrifugalnog čistioca, talog se zadrţava Na slici 88. prikazan je bubanj bistrilac ili klarifikator u kojem se vrši pročišćavanje jedne tekućine, ulja ili goriva. Bubanj je karakterističan po tome što ima samo jedan izlaz, i to za čišćenu tekućinu dok se voda zadrţava u prostoru taloga i zajedno odstranjuju. Razlika izmeĎu purifikatora i klarifikatora je u gravitacijskom prstenu, kojeg purifikator ima a klarifikator nema.

107

Slika 88. Bubanj bistrilac (klorofikator) Bubanj purifikatora i klarifikatora napunjen je naslaganim tanjurima od nehrĎajućeg čelika. Debljina tanjura je oko 1mm, a razmak izmeĎu njih je od 0,5- 2 mm ovisno o konstrukcijskom rješenju proizvoĎača.Čišćenje odnosno odvajanje čestica vrši se izmeĎu tih tanjura, koji imaju niz rupa rasporeĎenih blizu vanjskog ruba kroz koje se odvodi tekućina koju treba pročistiti. Dijelovanjem centrifugalne sile protjecati će 6-7 tisuća puta lakše komponente prema središtu bubnja izmeĎu tanjura dok će teţe komponente kao što su voda i krute čestice protjecati prema vani uzduţ donje strane tanjura prema prostoru za talog kako je prikazano na slici 89.

108

Slika 89. Tanjur u bubnju i kretanje čestica Proces odvajanja krutih i teţih čestica od lakih bolje se odvija što god je ulje i gorivo manje viskoznosti.Da se to postigne, potrebno je ulje i gorivo predhodno zagrijavati te na taj način postići veći protočni kapacitet separatora. Temperturu zagrijavanja odreĎujemo pomoću tabela ili dijagrama ovisno o vrsti goriva i ulja. Pročišćavanje lakih goriva vrši se u jednom stupnju tj. u purifikatoru, dok se teška goriva mogu pročistiti u jednom ili dva stupnja. U prvom stupnju u purifikatoru, odstranjuju se glavni dijelovi nečistoće i voda. U drugom stupnju klarifikatoru odstranjuje se ostatak nečistoće. U separatorima samočistiocima novije izvedbe proces pročišćavanja teški goriva vrši se u jednom stupnju. Ulje za podmazivanje diessel motora izloţeno je onečišćenju od metalnih i ugljenih čestica, hrĎe i proizvoda oksidacije asfalta. Vode ima u ulju koja nastaje kao kondenzat ili zbog propuštanuja iz rashladnog sustava. Teška goriva koja se upotrebljavaju za rad diesel motora po pravilu izazivaju onečiščenja, jer odreĎene količine organskih ili anorganskih kiselina nastalih u procesu izgaranja u cilindru procure uz stap cilindra u karter motora i promješaju se sa uljem. TakoĎer u prostoru izgaranja diesel motora u izvjesnim se okolnostima moţe stvarati sumporna kiselina. Sve navedene pojave izazivaju trošenje površine okretnih dijelova diesel motora a mogu izazvati i razne druge štete kao što je korozija odreĎenih dijelova motora. Zbog toga je vaţno da se te nečistoće stalno odstranjuju, što se učinkovito obavlja pomoću sreparatora. Ulja koja se koriste za podmazivanje diesel motora moraju se separirati samo prema uputama proizvoĎaća ulja, jer ona sadrţe dodatke koji se u vodi mogu rastvarati ili pak s vodom stvoriti štetnu emulziju. Ako je potrebno ulje prati sa vodom uvjek treba koristiti purifikator.

109

11. KORMILARSKI UREĐAJI 11.1. Općenito o kormilarenju Za upravljanje plovilom sluţi kormilo. Kada se kormilo otkloni od središnjice broda koji plovi u njega udaraju strujnice i prouzrokuje odreĎeni pritisak na njegovu plohu. Veličina sile F koja pri tome dijeluje na kormilo izračunava se empirjskom formulom: F=f·A·w²·sin²  f=koeficjent ovisan o obliku trupa broda i kormila A=površina kormila (m²) w=brzina broda(m/s)  = kut otklona kormila Moment okretanja Mt=F·h nastaje dijelovanjem kormila okreće brod u pravcu strelice sl.90. Taj moment postiţe se kod manjih brodova silom mišića izravno upravljanjem ruda kormila ili posrednim prijenosom, a kod većih kormilarskim strojem. Pri tome treba savladati moment F·r jednak po veličini ali suprotnog smjera od momenta Mt. Sila F koja dijeluje na kormilo ovisi o obliku trupa broda i kormila, o površini kormila, o brzini broda i kutu otklona. Oblik krme broda prilagoĎava se zahtijevima projekta, a njime je odreĎena i brzina broda. Površina kormila iznosi 1/30 do 1/80 podvodne površine uzduţnog vertikalnog presjeka broda.Veću površinu kormila moraju imati brodovi gdje se zahtjevaju veća manevarska svojstva ( na primjer, tegljači, trajekti i putnički brodovi) i sporiji brodovi.

Sl 90. Dijelovanje kormila α-kut otklona kormila, F-sila na kormilo, r-krak sile s obzirom na osovinu kormila, h-krak sile s obzirom na teţište broda G, M´t-moment zakretanja kormila, Mt- moment zakretanja broda, v-vektor brzine broda.

Kut otklona kormila obično je 32o-35o od središnjice broda, a maksimalni otklon mora imati graničnik.

110

11.2. Propisi u vezi s kormilarskim ureĊajima Budiči da je sposobnost kormilarenja bitna osobina broda za sigurnost ljudskih ţivota , konvencije SOLAS sadrţi propise o kormilarskim ureĎajima koje su kvalifikacijske ustanove u potpunosti preuzele u svoja pravila. Brodovi moraju imati osnovni i pomoćni kormilarski ureĎaj. Snaga osnovnog kormilarskog ureĎaja mora biti dovoljna za prebacivanje kormila od 35º s jedne strane do 30º na drugu stranu u vremenu od najviše 28 sekundi pri najvećoj brzini voţnje broda naprijed i pri njegovom ljetnom gazu. Snaga rezervnog kormilarskog ureĎaja mora biti dovoljna za prebacivanje kormila od 20º s jedne strane do 20º na drugu stranu u vremenu od najviše 60 sekundi pri brzini voţnje naprijed koja je jednaka polovici najviše brzine, ali koja nije manja od 7 čvorova i pri ljetnom gazu. Na dijelu kormilarskog ureĎaja, na vodilici kruţne glave hidrauličkog kormilarskog ureĎaja, ili dijelu koji je čvrsto povezan sa strukturom mora postojati skala za odreĎivanje stalnog otklona kormila sa podjelom ne većom od 1º. 11.3. Ruĉni kormilarski ureĊaj Na manjim i sporijim plovilima u upotrebi mogu biti ručni kormilarski ureĎaji koji mogu biti mehanički ili hidraulički. Mehanički mogu biti različite izvedbe (sa vretenom, sajlama, lancima i sl.) Ručni hidraulički kormilarski ureĎaj sastavljen je od davača , cijevovoda i cilindra hidrauličkog stroja, kojeg su klipovi spojeni sa jarmom kormila sl 91.

Slika 91. Ručni hidraulički ureĎaj 1-hidraulički cilindar, 2-kormilarsko kolo, 3-davač, 4-cjevovod izmeĎu davača –pumpe i hidrauličkog cilindra

Davač predstavlja kormilarsko kolo koje se nalazi u kormilarnici i koje okretanjem dijeluje na stap pumpe. Pomicanje stapa pumpe tijera tekućinu po cijevovodu do cilindra kormilarskog ureĎaja, a time se pomiče klip odnosno kormilo. Navedeni ručni kormilarski ureĎaji mogu posluţiti na velikim brodovima kao rezervni kormilarski ureĎaji.

111

11.4. Hidrauliĉki kormilarski ureĊaji Danas su na brodu njrašireniji elektro-hidraulički kormilarski ureĎaji. Sastavni dijelovi su mu: davač impulsa, hidraulička ili električna veza za prijenos impulsa, prijemnik impulsa, pumpa s elektromotornim pogonom, kormilarski stroj i povratna veza sl.92. Ako kod toga ureĎaja poveţemo motku za upravljanje pumpe s prijamnikom impulsa(servomotorom) kojim upravalja ţiropilot moguće je automatsko kormilarenje. Davači impulsa (telemotori) mogu biti npr. dva cilindra napunjena tekućinom u kojima se nalaze stapovi sa stapajnicom čiji su krajevi načinjeni kao ozubljene letve ili pumpe aksijalnim klipovima. Pomicanjem stapa pomoću zupčanika spojenog na kormilarsko kolo, tlačimo tekućinu po cijevovodu ( ovisno o smjeru gibanja stapa) u odgovarajući priključak na prijamniku impulsa. Uz davač mora biti postavljen i indikator otklona kormila. Pod utjecajem tlaka tekućine koja dolazi od davača impulsa, prijamnik impulsa se pomiče iz svog srednjeg poloţaja a sa njime i motka za upravljanje pumpe s promjenjivim stapajem, koja počima tlačiti tekućinu u cilindre kormilo stroja i tako okretati kormilo. Da bi se zaustavila dobava pumpe kad kormilo postigne ţeljeni otklon na hidraulički kormilarski stroj je ugreĎen povratni mehanizam. Kormilarski ureĎaj sastavaljen je od dva cilindra u kojima tekućina kada je pumpe dobavljaju, pomiče klipove spojene sa jarmom kormila i tako ga okreću. Osim hidrauličkog prijenosa impulsa postoji i mogućnost električnog prijenosa sa zapovijedničkog mosta, a postoji mogućnost davanja impulsa pomoćnim kormilarskim kolom koje se postavlja na krmenoj kućici. Ako doĎe do havarije obiju pumpi, moţe u tom slučaju posluţiti ručna pumpa kojom izravno tlačimo tekućinu u cilindre kormilarskog stroja.

112

Sl.92 Hidraulički kormilarski ureĎaj (Vulkan Rijeka) A-priključak na električnu mreţu, B-cjevovod hidraulike, 1-pumpa s promjenljivim stapajem, 2-pogonski elektromotor, 3-nadoljevni tank, 4-primač telemotora, 5-upravljački stup s davačem telemotora, 6-davač pokazivača otklona, 7-pokazivač otklona, 8-prekotlačni(by-pass)ventil, 9-upravljačkaploća gyro-pilota, 10upravljačgyro-pilota, 11-povratni mehanizam

Tekućina koja se upotrebljva u hidrauličkim ureĎajima ne smije nagrizati materijal od kojeg je ureĎaj sagraĎen niti smije mijenjati svojstva pri različitim temperturama za koja su područja graĎeni. U sustavu davača i primača to moţe biti mješavina vode i glicerona (50:50) ili specijalno ulje, dok u sustavima pumpe i stroja upotrebljavaju se mineralna ulja odreĎenog viskoziteta. Osim spomenutog kormilarskog ureĎaja prikazanog na slici 92 postoje još niz elektrohidrauličkih kormilarskih ureĎaja drugačije izvedbe kao i električnih kormolarskih ureĎaja koji ovdje nisu obuhvaćeni. Pored kormilarskih ureĎaja koji sluţe za upravljanje plovilom, imamo i ureĎaje koji se koriste za upravljanje i propulziju plovila. Posebnost prestavlja Voith-Schnederov vijak koji sluţi kao propulziski stroj i kao kormilo sl.93.

113

Slika.93.Voith-Schneiderov vijak

Taj vijak je izveden kao okretljiv disk u koji su s donje strane umetnuta sabljasta krila i koji se okreće oko vertikalne osovine. Nagib krila moţe se mijenjati posebnim mehanizmom za upravljanje. Time se mijenja jakost i smjer mlaza koji nastaje rotacijom diska slika 94.

114

Slika.94. Mogućnost manevriranja Voith-Schneiderovim vijkom 1.Mehanizam za upravljanje krilima je u neutralnom poloţaju pa unatoč tome što se disk okreće, brod miruje, 2. mehanizam pomaknut u poloţaj N na poprečnoj simetrali. Krila zahvataju odreĎeni kut prema kruţnici: javlja se poriv koji pomiče brod naprijed. 3.Mehanizam pomaknut van simetrale.Poriv je usmjeren pod kutem pa se brod pomiče naprijed i ujedno zakreće. 4. mehanizam je pomaknut u poloţaj N na uzduţnoj simetrali. poriv je usmjeren poprečno za simetralu broda pa se brod okriće na mijestu, 5. mehanizam pomaknut u poloţaj N na poprečnoj simetrali ali u suprotnom pravcu kao pod 2. nastaje poriv koji pomiče brod krmom (unazad), 6. kombinacija dvaju vijaka na krmi mogućnosti se manevriranja brodom još povećavaju

Slika 94. prikazuje mogućnost manevriranja brodom s opisanim vijkom, koji je vrlo prikladan za remorkere i brodove, za koje se zahtijeva velika okretljivost. TakoĎer imamo u primjeni sustav Schottel (slike 95 i 96).

115

Slika 95.Porivna jedinica Schottel (kormilo propeler) 1-osovina za kormilarenje; 2-zupčanik za kormilarenje; 3-cijev za kormilarenje; 4-donje kučište , pod vodom(okretno); 5-stabilizator.

116

Slika 96. Propulzija broda i upravljanje pomoču sustava Schottel

117

12. RASHLADNI UREĐAJI 12.1. Općenito o rashladnim ureĊajima Primjena rashladnih ureĎaja danas je toliko široka da praktički nema ni jednog polja ljudske dijelatnosti u kome rashladni ureĎaji ne igraju veću ili manju ulogu. Civilizacija u svom današnjem obliku ne moţe se zamisliti bez rashladnih ureĎaja. Danas skoro svi brodovi imaju ugraĎene rashladne ureĎaje sa svrhom da se njihovim djelovanjem moţe očuvati lako pokvarljiva hrana ili prevoziti lako pokvarljiv teret. Trajnost prehambreni proizvoda na brodu ograničena je usljed: - fizikalni promjena - kemijskih i biokemijskih promjena - dijelovanja mikroorganizama Sve ove negativne promjene se usporavaju i sprečavaju niskom temperaturom i odgovarajučom relativnom vlagom zraka. Nemoguće je zamisliti suvremeni brod bez ureĎaja za klimatizaciju nastambi i kontrolnu prostoriju strojarnice u koliko postoji. UreĎaj sadrţi centralnu klima-jedinicu i sustav razvoda kondicioniranog zraka. U klima-jedinici se grijanjem, hlaĎenjem i ovlaţivanjem mješavine svijeţeg zraka i recikliranog zraka automatski reguliraju tempertura i vlaţnost u prostorijama za boravak brodske posade i putnika. Brodovi za prijevoz kontejnera, osim klimatizacije i mogućnosti očuvanja ţiveţnih namirnica imaju i priključak za prijevoz rashladih kontejnera. U nizu problema brodogradnje javlja se i problem transporta tekućeg plina morskim putem. Za takav transport grade se dva tipa broda: LNG (za tekući prirodni plin) i LPG (za tekući nafni plin). Za ove brodove specijalizirane za prijevoz ukapljenog plina postoje i specijalni uvjeti za očuvanje plina u tekućem stanju tijekom transporta, pri ukrcaju na brod i iskrcaju s broda. Ovisno o tipu broda ugraĎuju se i različiti rashladni sustavi.

12.2. Osnove rashladnog procesa Da bi upoznali rad rashladnog ureĎaja potrebno je poznavati fizičke zakone i procese na kojima počiva tehnika hlaĎenja. Te pojave proučava posebna grana nauke o toplini ili termodinamika. Rashladni ureĎaji kod kojih se za dobivanje rashladnog učinka koristi tekućina koja isparava pri niskim temperaturama, naziva se još parni rashladni ureĎaj. Rashladno sredstvo (medij) neprekidno prolazi kroz odreĎene faze zatvorenog kruţnog procesa. 1.tlačenje, 2.hlaĎenje i ukapljivanje (kondezacija), 3.prigušivanje i 4.isparavanje. Toplina potrebna za isparavanje oduzima se iz hlaĎenog prostora, a zatim predaje na okolinu prilikom kondezacije .Glavni elementi rashladnog ureĎaja su: kompresor, kondezator, ekspanzijski ventili i isparivać.Oni su prikazani na sl.97. Crteţ A B i C predstavljaju osnovni ciklus rashladnog procesa.

118

Slika 97. Najjednostavniji ciklus rashladnog procesa 119

Najjednostavniji rashladni proces prikazan je u T-Sdijagramu slika 97C. Kompresor usisava pare rashladnog medija iz isparivača stanja 1. pri tlaku po i temperaturiTo i tlači u kondezator točka 2. U kondezatoru se parama rashladnog medija oduzima toplina(Qo+L) pomoču sekundarnog medija(sredstva kojim se hladi kondezator, voda ili zrak) i pare se ukapljuju točka 3.Nakon ukapljivanja rashladni medij prolazi kroz regulacijski ventil u kojem se vrši prigušivanje s tlaka p na po uz konstantan sadrţaj topline točka 4. Prigušivanjem se smanji temperatura rashladnog medija sa T na To. Tekući rashladni medij temperature To i tlaka po prolazi kroz isparivač, preuzima na sebe toplinu(Qo) iz okoline(rashladne komore)i isparava 4-1. Površina L predstavlja utrošeni rad a Qo je toplina odvedena iz hlaĎene prostorije.Da bi toplina iz rashladne komore prelazila na rashladni medij u isparivaču, temperatura rashladnog medija mora biti 5-8oC niţa od temperature u rashladnoj komori. Moderniji rashladni ureĎaji su opremljeni izmjenjivačem topline na izlazu iz isparivača. U izmjenjivaču topline vrši se isparavanje zadnjih kapljica rashladnog medija i dopunsko pregrijavanje para nakon isparivača. Time se omogućava kompresoru da usisava suhe pare rashladnog medija. Dogrijavanjem para u izmjenjivaču vrši se tekućim sredstvima prije ekspanzivnog ventila čime se vrši njeno podhlaĎivanje a time povećava rashladni učinak. Suho usisavanje je povoljnije od vlaţnog u termodinamičkom smislu a i manja je opasnost od hidrauličkog udara u cilindru komptresora. Na slici 98. shematski je prikazan takav sustav.

Sl. 98. Shema jednostupanjskog parno-kompresiskog rashladnog stroja s pothlaĎivačem Tekučina se ovdje pothlaĎuje ispred regulacijskog ventila, od točke 3/ do točke 4/ i ujedno se odvija pregrijanje prije ulaza u kompresor, od točke 6 do točke 1. Na slici 99. prikazan je regenerativni proces radnog ciklusa u T-S dijagramu.

120

Sl.99. Regenerativni proces u T-s Od točke 6-2/ vrši se kompresija suho zasićene pare ili pregrijane pare od 1-2, od 23 hlaĎenje to jest kondezacija i pothlaĎivanje tekučeg rashladnog medija u kondezatoru od3-3/ te u pothlaĎivaču od 3/-4, od 4-5 snzuje se tlak uz stalnu entalpiju i od 5-6 isparavanje rashladnog medija pri čemu se oduzima toplina iz okoline koja je predstavljena površinom qo. Da bi se povečao koeficijent hlaĎenja u sustav se ugraĎuje pothlaĎivanje rashladnog medija od 3/-4. PothlaĎivanje od 3-3/ moţe se ostvariti u kondezatoru. Proces prikazan na slici 99. odreĎen je točkama 1,2,2’,3,4,5,6 i 1. Udaljenost izmeĎu točke 3i3’ pokazuje podhlaĎivanje u kondezatoru; od točke 3’i4 dopunsko pothlaĎivanje tekućine parom koja izlazi iz isparivača, od točke 6 do 1 pregrijana para preuzima toplinu koju joj je u pothlaĎivaču predao tekući rashladni medij. 12.3. Višestupanjska kompresija Zbog niskih temperatura isparavanja u isparivaču dolazi do povećanja razlike izmeĎu tlakova kondezacije i tlakova isparavanja (p/p0) a tada raste stupanj kompresije i smanjuje se rashladni učinak sistema. U takvim slučajevima jednostupanjska kompresija je neekonomična a nekada i nemoguća. Da bi povećali rashladni učinak sistema i smanjili potrebnu snagu koristimo dvostupanjsku ili višestupanjsku kompresiju. Ako je omjer tlakova p/p0>9 umjesto jednostupanjske primjenjuje se višestupanjska kompresija. Na slici 100. prikazana je shema rashladnog sustava za dvostupanjsku kompresiju.

121

Sl.100.Dvostupanjska kompresija s meĎuhlaĎenjem Suho zasićena para niskog tlaka( Kp.N.T) usisava se pomoću kompresora iz isparivača i tlači od tlaka p0 do meĎutlaka pm. Para tlaka pm i temperatura T2 dolazi u meĎuhladnjak (MH), gdje se djelovanjem rashladne vode ohladi na temperaturu T3’. Iz meĎuhladnaka kompresor visokog tlaka usisava paru i tlači je do konačnog tlaka p i temperture T4’. U kondezatoru (Kd) para rashladnog medija se kondezira i pothlaĎuje na temperaturu T7. Tekući rashladni medij stanja 7 odlazi na ekspanzijski ventil gdje se priguši od tlaka p na tlak p0 pri čemu tempertura padne od T7 na T8. Pri stalnom tlaku p0 i temperaturi T0 rashladni medij ulazi u isparivač i daje rashladni učinak. U usporedbi s jednostupanjskom kompresijom uštedjeli smo u radu kompresije što je prikazano površinom omeĎenom točkama 2,3,4 i 2' u T-s dijagramu. Najviša temperatura kompresije poslije drugog stupnja je T4' koja je niţa od temperature T2' koju bismo dobili kompresijom u jednom stupnju. U posebnim slučajevima koriste se kaskadni rshladni sistemi. 12.4. Podjela brodski rashladni ureĊaja Na brodovima postoje dva načina hlaĎenja: - mirno hlaĎenje - hlaĎenje zrakom Kod mirnog hlaĎenja cijevi isparivača kroz koje struji rashladni medij koji isparava postavljene su na stranama i na stropu rashladnog prostora. Kod hlaĎenja zrakom ventilator tijera zrak izmeĎu cijevi isparivača, to je tzv. burno hlaĎenje. Rahladni ureĎaji na brodovima dijele se na: - ureĎaji za izravno hlaĎenje. - ureĎaji za posredno hlaĎenje. Kod izravnog hlaĎenja ispsrivač je smješten neposredno u rashladnoj komori bez obzira radi li se o mirnom ili o burnom hlaĎenju. HlaĎenje ţiveţnih namornica i klimatizacije zraka na brodu vrši se rashladnim ureĎajima s izravnim hlaĎenjem. Kod rashladnih ureĎaja s posrednim(indirektnim) hlaĎenjem roba se u prostoru hladi preko izmjenjivača topline kroz koji struji rasolina tj. mješavina soli i vode. HlaĎenje rasoline

122

vrši se izvan hlaĎenih prostora u posebnom isparivaču. U primarno krugu koristi se rashladni medij a u sekundarnom krugu rasoline. 12.5. Glavni djelovi rashladnog ureĊaja Kompresori Po svojoj izvedbi mogu biti: stapni, vijčani i centrifugalni. Najvaţniji su dio rashladnog sistema. Kao što pouzdano reguliraju potrebnu snagu, tako isto pouzdano osiguravaju tok rashladnog ciklusa pri promjeni temperature isparavanja i kondezacije. Oni usisavaju pare rashladnog medija iz isparivača i tlače ih na dovoljno visoki tlak da se osigura kondezacija rashladnog medija u kondezatoru. Suvremeni stapni kompresori se proizvode u V i W izvedbi sa 2,4,6,8,12 i 16 cilindara. Kod višecilindričnih kompresora često se predviĎa regulacija kapaciteta kompresora. Na slici 101. prikazan je presjek jednog stapnog kompresora W izvedbe.

Sl. 101. Presjek kompresora tip -HALL

123

Kondezatori Kondezator je ureĎaj u kojem se mjenja agregatno stanje rashladnog medija. Kompresor usisava pare iz isparivača i tlači ih u kondezator u koji treba dovesti svu toplinu koji je medij primio u isparivaču. Toj toplini treba još dodati količinu topline jednako vrijednoj radnji koja je utrošena na tlačenje para u kompresoru. Dakle, svu toplinu u kondezatoru treba predati rashladnoj vodi ili zraku, ovisno o vrsti kondezatora, da bi došlo do ukapljivanja pregrijani para rashladnog medija. Po konstrukciji i načinu rada imamo sljedeće izvedbe kondezatora: - atmosferski - protustrujni - protustrujni sa snopom cijevi - bubnjasti ili protočni - evaporativni - hlaĎeni zrakom Na brodu se koriste isključivo bubnjasti sl.102. Rashladno sredstvo prolazi oko cijevi a rashladna voda (morska) kroz cijevi. Poklopci na krajevima kondezatora imaju razdjelna rebra, s untarnje strane radi usmjeravanja toka strujanja.

Sl.102.Presjek bubnjastog kondezatora Kod rashladnih sistema na kopnu gdje se ne raspolaţe dovoljnom količinom vode za hlaĎenje ili je njezina cijena visoka, koriste se evaporativni kondezatori sl. 103.

124

Sl.103. Evaporativni kondezator 1- kućište sa evaporatorom, 2-elinimator kapljica, 3-prskalica sa deflektorom, 4-ulazni kolektor, 5kondezatorski snop cjevi, 6-kućište evaporativnog kondezatora, 7-izlazni kolektor, 8-regulacijski ventil sa plovkom, 9-korito kondezatora, 10-kućište sa pumpom za vodu, 11-kolektor vode za hlaĎenje. A-ulaz rashladnog fluida, B-izlaz rashladnog fluida,C-priključak za ispuštanje vode, D-priključak za dovod vode, Eprelivni priključak, F-ventil za ispuštanje vode.

Isparivaĉ Isparivač je dio rashladnog ureĎaja u kojem rashladni medij isparava a toplinu za isparavanje oduzima iz okoline koju na taj način hladi. Kod izravnog isparavanja, tj. izravne ekspanzije rashladnog medija u hlaĎenom prostoru mogu se ugraditi dvije vrste isparivača: cijevni i zračni isparivači ( s ventilatorom). U velikim hlaĎenim brodskim prostorima primjenjuju se ventilatori za prisilnu cirkulaciju zraka slike 104. i 105.

Sl.104 Isparivač sa prinudnom cirkulacijom. 1-ventilator, 2-lamele isparivača, 3-sakupljač vode

125

Slika 105.Vanjski izgled isparivaća sa ventilatorima

Ekspanzijski ventili Automatski regulacijski ventili sluţe za upravljanje protokom tekućeg rashladnog medija prema isparivaču. Mogu biti dvojake izvedbe: - automatsko ekspanziski ventil - termostatsko ekspanziski ventil Automatsko ekspanzijski ventil primjenjuje se za male rashladne ureĎaje gdje je predviĎen samo jedan isparivač. Termostatski ekspanzijski ventil sl. 106. primjenjuje se kod rashladnih ureĎaja s više isparivača spojenih paralelno gdje svaki isparivač ima svoj ventil. Ovom ventilu, za razliku od predhodnog, nadodan je toplinski element, koji se sastoji od senzora13, kapilarne cijevi 12, valovite cijevi sa oprugom(membrane) 5 i menbrane 9.

126

Slika 106. Termostatsko ekspanzijski ventil je temperaturom upravljani ventil. Temperaturni osjetnik je čvrsto spojen spojnicom na izlaznu cijev isparivača, tako da se dobije pouzdan toplinski dodir. Promjenom temperture u isparivaču nastaje promjena tlaka u osjetniku (senzoru) i prenosi se kapolarnom cijevi na membranu u ventilu. Pri povišenju tlaka dijeluje sila koja ventil otvara i propušta veću količinu rashladnog medija kroz isparivač i obrnuto pri smanjenu tlakova ventil se zatvara i pušta manju količinu rashladnog medija kroz isparivač.

127

Teromostat Termostat je instrument za uključivanje i isključivanje ureĎaja, ovisno o temperaturi. Kod rashladnih sistema koriste se za regulaciju reţima hlaĎenja. Ovisno o temperaturi on otvara ili zatvara strujni krug, dakle električni je prekidač. Kod jednokomornih rashladnih ureĎaja strujni krug se prekida na elektromotoru kompresor kada se postigne temperatura podešena na termostatu i ponovno ga zatvara kada se temperatura povisi za veličinu diference (vrijednost razlike). Kod višekomornih rashlanih sistema strujni krug se prekida pomoću elektromagnetskog venila koji je smješten ispred termoregulacijskog ventila i na taj način isključuje komoru iz rada. Kada se tempertura u rashladnoj komori povisi za velečinu diference on zatvara strujni krug i komoru uključuje u rad. Sl. 107.

Sl. 107. Termostat Regulacija temperature isključivanja i uključivanja vrši se pomoću dugmadi na samom termostatu.

128

Presostat Presostati su električni prekidači koji otvaraju ili zatvaraju strujni krug ovisno o tlaku. Rad presostata sličan je radu termostata. U rashlaladnoj se tehnici upotrebljava presostat niskog i visokog tlaka i diferencijalni presostat. Presostat niskog tlaka ugraĎuje se na usisni cjevovod kompresora. Reagira na tlak usisavanja. Kada se tlak na usisnoj strani kompresora snizi na vrjednost manju od postvaljene, presostat će isključiti strujni krug, odnosno isključiti iz rada elektromotor kompresora ili preko posebnog sustava za regulaciju kapaciteta kompresora utječe na regulaciju kapaciteta komompresora sl.108. Presostat visokog tlaka ugraĎen je na tlačnom cijevovodu kompresora i osigurava kompresor i ureĎaje od previsokog tlaka. Ako se tlak povisi iznad dozvoljenog presostat isključi elektromotor kompresora.

Slika 108 Presostat

129

12.6. Brodski rashladni sustavi Pored rashladnih ureĎaja predviĎenih za očuvanje prehrabrenih proizvoda i za kondiciomiranje zraka za ugodan boravak u prostorijama na brodu, razvili su se rashladni ureĎaji i za druge potrebe vezane uz prijevoz tereta brodovima. Rashladna se tehnika razvijala ukorak s rastućim potrebama trţišta i moţe se reći da je napredovala toliko, da se danas brodovima mogu prevoziti različiti tereti raznolikih svojstava i veličina a koje treba hladiti ili zamrznuti kako bi sačuvali kakvoću, izgled, teţinu i dr. Dostignuća u rashladnoj tehnici na brodovima najprije su primjenjena u skladištu ţiveţnih namirnica (provijant). U provijantu se odreĎeno vrijeme čuvaju lako pokvarljivi proizvodi potrebni za prehranu posade i putnika. Trajnost prehrambrenih proizvoda u svjeţem stanju, bez obzira radili se o voću, povrću, ribi, mesu, mljkečnim proizvodima ograničena je zbog: 1. djelovanja mikroorganizama, osobito bakterija i gljivica 2. fizikalni promjena, npr. isparavanja vode, gubitak mirisa i odreĎenih sastojaka 3. kemijskih i biokemijskih promjena, npr. proces sazrjevanja i dr. HlaĎenjem odnosno smrzavanjem mikroorganizmi postaju tromi pa se navedene promjene usporavaju. Promjene navedene pod a) usporavaju se niskim temperaturama i niskom relativnom vlaţnoću. Promjene pod b) usporavaju se niskim temperaturama i visokom relativnom vlaţnoću. Promjene pod c) usporavaju se niskom temperaturom. U suvremenoj gradnji brodova koriste se ureĎaji za kondicioniranje zraka, kako bi bio ugodan boravak u prostorijama za stanovanje, odmor i nadzor strojnih ureĎaja. U meĎunarodnoj razmjeni sve su više zastupljeni raznovrsni tereti koji se prevoze u rashlaĎenom stanju. Osjetljivi tereti npr.voće, zahtjevaju posebnu pozornost kako pri skladištenju tako i tjekom prijevoza.Voće je neugodan i osjetljiv teret, diše pa time oduzima kisik iz prostorije, a ispušta ugljićni dioksid . Prekoračena koncentracija CO2 moţe oštetiti voće.Smrznuta riba i smrznuto meso zahtjeva poseban tretman. Mnogi posebni tereti danas se prevoze u rashlaĎenom stanju u kontejnerima ili pak zahtjevaju poseban način slaganja i smještaj. Sredinom šezdesetih porasla je potraţnja za prijevozom ukapljenih plinova što je uvjetovalo gradnju brodova posebne namjene kojima se mogu prevoziti velike količine tih tereta u tekućem stanju.Prema svemu ovom proizlazi da rashladne sustave na brodu moţemo podjeliti u sljedeće skupine: 1. rashladni sustav za očuvanje ţiveţnih namirnica (provijant) 2. rashladni sustav za hlaĎenje i odrţavanje tereta na posebnoj temperaturi 3. rashladni sustav za ukapljene plinove 4. sustav klimatizacije

130

12.6.1. Rashladni sustav za odrţavanje ţiveţnih namirnica (provijant) Za skladištenje svjeţe hrane na brodu predviĎeni su posebni rashladni prostori. Na mamlim brodovima na kojima su prostori opskrbe i smještaj ograničeni, sve vrste svjeţih proizvoda uskladište se u jednu rashladnu prostoriju u kojoj se odrţava temperatura oko 0°. Brodovi srednjih veličina mogu imati rashladno spremište za temperature od 0 do + 4ºC i spremište za zamrzavanje od -18 ºC. Veliki brodovi a prije svega putnički imaju više rashladnih spremišta: za meso do -18 ºC , ribu do -18 ºC, mlječne proizvode od 0 do -2 ºC, povrće +4 ºC. Rashladni sustavi za navedena spremišta u većini slučajeva imaju dva kompresora i kondezatora i pumpe za morsku vodu, tako dok jedan ureĎaj radi drugi je u rezervi za slučaj kvara. Ovakova postrojenja u principu nisu konstruirana za rashlaĎivanje i smrzavanje većih količina robe, već za skladištenje rashlaĎene ili smrznute robe. Njihova je namjena da za odreĎeno vrijeme sačuvaju kakvoću robe, izgled, okus i miris. Na slici 109. prikazana je shema rashladnog sustava provijanta na suvremenom brodu. Shema pokazuje kompletan rashladni sustav sa sigurnosnom i pogonskom automatizacijom. Kako u prikazanom sustavu postoji više rashladnih prostorija različitih unutrašnjih temperatura, to su i temperature rashladnog medija na izlazu iz isparivača različite. Adekvatno temperaturama različiti su i tlakovi para. Prostorija koja ima niţi tlak (a time i niţu temperaturu) mora obavezno imati nepovratni ventil da viši tlak ne bi poremetio ravnoteţu sustava. Za regulaciju usisnog tlaka u prostorijama više temperature ugraĎuju se ventili konstantnog tlaka i konstantne temperature. Ovi ventili imaju ugraĎen manometar a regulacija temperature isparavanja u isparivaču vrši se ručno.

131

Slika 109. Shema rashladnog sustava provijanta

132

12.7. Rashladni sustav za hlaĊenje i zamrzavanje tereta Brodovima se prevoze razne vrste osjetljivih tereta iz raznih krajeva. Za odrţavanje takvih tereta potrebni su odgovarajući uvjeti. U odrţavanju tereta prevoţenih morem razlikujemo: - ventilaciju - grijanje - klimatizaciju - hlaĎenje HlaĎeni tereti se posebno tretiraju jer zahtjevaju posebne ureĎaje i prostorije te stručno rukovanje sustavima i teretima. Suvremeni brodovi-hladnjače djele se u dvije skupine (kategorije): - konvencionalni - brodovi za prijevoz rashladnih kontejnera. MeĎu konvencionalne, i uz brodove-hladnjače spadaju i linijski brodovi s dijelomično izoliranim prostorijama za rashladni teret. Kontejnerskim brodovima mogu se prevoziti kontejneri hlaĎenog tereta ili dijelomično hlaĎenog tereta.

12.7.1. Uvjeti prijevoza tereta Sposobnost uspješnog prijevoza rashladnog tereta ovisi o više faktora bez obzira na vrijeme uskladištenja a to su: temperatura, vlaţnost zraka, pokvarljivost tereta i mikroorganizmi. Temperatura prijevoza ovisi o temperaturi okoliša te o vrsti uskladištene robe. Proizvodi koji se prevoze u rashladnim prostorima djele se na mrtve proizvode (meso, riba, mlječni proizvodi i sl.) i ţive proizvode (voće i povrće). Svrha hlaĎenja mrtvih proizvoda je spriječavanje ili smanjenje razvoja mikroorganizama. Smatra se da je razvitak mikroorganizama zaustavljen uskladištenjem tereta ispod -8ºC. Iznad te temperature bakterijološka aktivnost se povećava. Bez obzira na bakterijološku aktivnost mrtvi tereti mogu propadati zbog aktivnosti encima. koji u odreĎenim uvjetima ubrzavaju razne kemijske procese. Da bi se sve to spriječilo i produljilo vrijeme skladištenja teret se rashlaĎuje na temperaturu -30ºC. HlaĎenje voća i povrća ima svrhu da uspori, a ne potpuno zaustavi ţivotni proces u voću i povrću. HlaĎenjem proces zrenja se znatno usporava pa se hlaĎenjem voće i povrće moţe prevoziti u svijeţem stanju duţe vrijeme. Tijekom prijevoza tereta temperatura u skladištima morala bi biti ista što je duţe moguće. Dugo čuvanje mesa u rashladnom prostoru s prisilnom cirkulacijom zraka uzrok je sušenja mesa zbog isparavanja vode. Da se smanji gubitak vode potrebno je u skladištu odrţavati što veću relativnu vlaţnost zraka sa što manjom recirkulacijom zraka. Mnoge vrste voća prevoze se na temperaturi koja je malo viša od temperature zamrzavnja. To vrijedi za: naranče, limun, groţĎe, jabuke, šljive i drugo voće. Ali ima iznimaka kao što su banane, grape-fruit čije temperature skladištenja i transporta iznose 12-13 ºC. Za vrijeme kemijskih procesa voće ispušta plinove kao što su CO2 i etilen. Ako se sadrţaj CO2 podigne iznad 3-4 % dolazi do većih oštećenja na voću. Stoga se sadrţaj CO2 u skladištima mora drţati ispod 1%. Za duţeg prijevoza potrebno je za skoro sve vrste voća odrţati relativnu vlaţnost u skladištu od 85-90%. 133

12.7.2. Sustavi hlaĊenja Na brodovima za prijevoz hlaĎenog tereta moţe biti ugraĎen jedan od dva sustava hlaĎenja , neposredni i posredni sustav hlaĎenja. Kod sustava sa neposrednim hlaĎenjem isparivač je smješten u sam prostor hlaĎenja, dok kod posrednog hlaĎenja to nije slučaj. U novije vrijeme na brodovima za prijevoz hlaĎenog tereta koji posjeduju veći broj skladišta iz praktičnih ili sigurnosnih razloga sve više se koristi posredni sustav hlaĎenja, koji kao rashladni medij u zračnim hladnjacima koristi rasoline. To postrojenje dijele se na primarni i sekundarni sustav. Na slici 110. prikazana je shema takvog sustava.

Slika 110. Shema indirektnog (posrednog) rashladnog sustava Primarni sustav sastoji se od kompresora, kondezatora, isparivača (rashladnika rasoline). U primarnom sustavu kao rashladni medij obično se upotrebljava freon 22. Kompresor tlači plinoviti rashladni medij koji prolazi kroz odjeljivač ulja u kondezator. Iz kondezatora rashladni medij ide u skupljač, kroz sušilo, filter i odlazi na izmjenjivač topline, dalje kroz ekspanzijski ventil ulazi u isparivač gdje isparava i oduzima toplinu rasolini koju hladi, i kroz izmjenjivač topline vraća se na usis kompresora. U sekundarnom krugu struji rasolina (mješavina soli i vode). Pumpa usisava hladnu rasolinu iz hladnjaka i tlači je kroz rashladnik koji se nalazi u rashladnom prostoru.Nakon što je oduzeta toplina iz rashladnog prostora, rasolina se vraća u hladnjak rasoline. 12.7.3. Rashladni sustavi na brodu za prijevoz kontejnera Prijevoz robe u kontejnerima postigao je takav stupanj razvoja da se promet ne moţe zamisliti bez kontejnerizacije. Takvom prijevozu ne samo da su prilagoĎeni brodovi 134

već i luke, ţeljeznice, ceste i ostala infrastruktura, jer se takav način prijevoza mnogostruko isplati kad su uzme u obzir. - povećana brzina pretovara - smanjen rizik oštećenja robe a time i troškova osiguranja - manji troškovi pakiranja Zahvaljujići navedenim prednostima kontejnerizacija je zahvatila prijevoz mnogih vrsta tereta pa i prijevoza hlaĎene robe. Od samog početka korištenja kontejnera pa do danas u primjeni imamo više vrsta kontejnera. Rashladni kontejneri bez strojnog agregata, kao rashladno sredstvo sluţi, suhi led, tekući dušik, tekući zrak ne primjenjuju se na brodovima. Autonomno hlaĎenih kontejnera imamo dvije skupine: - autonomno hlaĎeni kontejner s čvrsto ugraĎenim agregatom - autonomno hlaĎeni kontejner s skidljivim rashladnim agregatom Zajednička im je prednost neovisnost o bilo kakvom kopnenom ili brodskom postrojenju, ali imaju i niz nedostataka kao; veći broj kontejnera čini prijevoz neekonomičan, a pojavljuju se i praktične poteškoće. Ako je kontejner smješten na otvorenoj palubi izloţen je vanjskim utjecajima, a potrebna je i ogromna rashladna snaga, stanje tereta u pojedinim kontejnerima ovisi o stanju rashladne jedinice, a eventualni popravci su teško ili pak nemoguće izvodivi sl. 111.

Sl. 111. Rashladni kontejner sa skidljivim rashladnim agregatom Za brodove koji prevoze veće količine hlaĎenog tereta najekonomičnije je rješenje brodski središnji rashladni ureĎaj koji moţe biti sa otvorenim sustavom protoka zraka i zatvorenim sustavom protoka zraka. Sustav sa otvorenim protokom zraka je dosta neekonomičan zbog niza nedostataka i svoje glomaznosti izolacije pa se danas uglavnom koristi sustav zatvorenog protoka zraka sl.112. Zatvoreni sustav protoka zraka imaju izolirani kontejneri bez vlastitog strojnog agregata smješteni u ne hlaĎenim i slabo izoliranim skladištima.Skladišta su opremljena fiksnim sustavom zračnih kanala za protok zraka i povezani su sa centralnim brodskim rashladnim ureĎajem. Ovakav sustav je znatno ekonomičniji od prethodnog pa svi moderni brodovi za prijevoz većeg broja rashladnih kontejnera imaju ugraĎen središnji brodski rashladni sustav.

135

Slika 112. Prikaz centralnog rashladnog sustava na kontejnerskom brodu

136

Slika 113. Smještaj rashladnih kontejnera u skladištu brodova

137

12.8. Brodovi za prijevoz ukapljenih plinova U posljednje je vrijeme sve veće zanimanje za iskorištavanje prirodnih plinova kojih ima u ogromnim količinama. To je potaklo mnoge brodograditelje na izgradnju brodova za prijevoz plina. Brodovi su podijeljeni u dvije skupine: - LNG ( Liqufid Natural Gas- tekući prirodni plin) - LPG ( Liqufid Petroleum Gas – tekući umjetni plin) Umjetni plinovi dobivaju se pri obradi sirove nafte u rafinerijama i neophodni su u kemijskoj industriji. Prijevoz plina u tekućem stanju prati niz poteškoća, a neke i danas nisu posve riješene. Oprema na tankerima za prijevoz ukapljenog plina ovisi o vrsti plina i tipu broda. Ukapljeni plin moţe se prevoziti na tri načina: - pri atmosferskom tlaku potpuno rashlaĎen - pod tlakom kondenzacije i temperaturi okoline - kombinirano pod tlakom i rashlaĎen Za očuvanje ukapljenog plina na brodu ugraĎeni su rashladni ureĎaji za djelomično ili potpuno pothlaĎen teret. Postrojenje se sastoji od dvije ili više jedinica. Svaka jedinica se sastoji od kompresora, kondezatora, tekućeg spremnika i ekspanzijskog ventila. Jedinice u postrojenju mogu biti: s ukapljivanjem, hlaĎenjem ili kombinacijom te dvije metode. Sustav ukapljivanja se moţe promatrati kao postrojenje koje termodinamičkim procesom pri temperaturi tereta vraća ukapljene pare tereta u teretni tank. Najjednostavniji mogući sustav prikatan je na slici 114.

Slika. 114. Rashladni sustav jednostupanjske kompresije

To je jednostupanjski izravni sustav. Ako je teret vrlo niskih temperatura kondezacije tada je učinkovitost jednostupanjske kompresije nedostatna pa se ugraĎuje dvostupanjski ili višestupanjski sustav kompresije sl. 115.

138

Sl. 115 Rashladni sustav dvostepenske kompresije S vrha tankova usisavaju se pare tereta (od točke a do točke b) u kompresor niskog tlaka, a ujedno se u tanku odrţava odreĎeni tlak.Ispred kompresora niskog tlaka nalazi se odjeljivać tekućine koji odvaja tekučinu od pare tereta.Kompresor tlači plin u rashladnik gdje se hlade pare tereta (od točke c do točke d) . OhlaĎenu paru usisava kompresor drugog stupnja(točka d) i tlači u kondezator(točka e). U kondezatoru se odvija kondezacija (točka e do točke f), a zatim se u rashladniku kondezat pothlaĎuje(točka f do točke g). Jedan dio plina stanja f ekspandira preko prigušnog ventila za regulaciju razine u rashladniku i mješa se s plinom prvog stupnja (stanje c) da bi se postiglo stanje d. Prolaskom kroz regulacijski ventil (točka g do točke h) snizava se tlak kondezata što uzrokuje isparavanje tekučine i tako se teret hladi na temperaturu tanka. Ovaj sustav koristi se kada brod prevozi samo jednu vrstu tereta. Kod brodova kojima su tankovi raĎeni do mogu prevoziti različite vrste ukapljenog tereta upotrebljavamo kaskadni sustav hlaĎenja slika 116.

Sl. 116 Kaskadni rashladni sustav

139

12.9. Klimatizacija broda Pod pojmom klimatizacija podrazumjevamo mogućnost da se u stambenim prostorijama na brodu i prostorijama upravljanja odrţavaju ţeljena temperatura i relativna vlaţnost zraka u odreĎenim granicama, bez obzira na vanjske uvjete. Sastavljeni su od klima- centrale, smještene na zaštićenom prostoru na otvorenoj palubi i sistema izoliranih ventilacijskih vodova. Na kraju odvojaka ventilacijskih vodova u stambenim prostorijama nalaze se sobni aparati (distributori). Za smanjenje buke u klima-centralama se ugraĎuju prigušivači zvuka. Sobnim aparatima moţe se regulirati količina zraka koja ulazi u prostor a time odrţavati ţeljena temperatura u prostoru. U tablici 12.9. navedeni su podatci za temperaturu i relativnu vlaţnost zraka u javnim prostorijama na brodu.

28 C 26 C 24 C 21 C 21 C 21 C

Tab. 12.9. Temperaturna i relativna vlaţnost Zrak u salonu Vanjska atmosfera 50 % 42 % 38 C 51 % 52 % 32 C 55 % 72 % 27 C 60 % 95 % 21 C 55 % 100 % 0 C 45 % 100 % -18 C

Idealnom se smatra temperatura 18,5 °C zimi a 21 ºC ljeti. U tropskim uvjetima unutarnja temperatura treba biti 5-8 °C niţa od vanjske. temperature u sjeni, uz relativnu vlaţnost zraka od 50 %. Velike temperaturne razlike štetno utječu na zdravlje čovjeka. Radi ekonomičnosti današnji sistemi za klimatizaciju su raĎeni sa recirkulacijom već kondicioniranog zraka tako da se uzima samo 25-30 % svjeţeg zraka a 70-75 rabljenog zraka se recirklira. Danas se na brodovima ugraĎuji središnje jedinice sa ventilatorom u kojima se moţe obavljati grinjanje i hlaĎenje. Ventilatori sišu potrebni dio zraka iz atmosfere a ostali se dio reciklira. Na slici 117. prikazana je shema takvog ureĎaja. Taj ureĎaj djeluje na sljedeći način: ureĎaj se sastoji od središnje jedinice grijanja i hlaĎenja (1) prostorne jedinice (2,3) rashladnog ureĎaja, te cjevovoda za toplu vodu, cijevovoda za rashladno sredstvo (freon), cjevovoda za morsku vodu i cijevovoda svjeţog zraka. UreĎaj dobavlja isključivo svjeţi zrak. U zimsko doba zrak se zagrijava u središnjoj jedinici na temperaturu koja se zahtjeva u prostorijama i zračnim vodovima dobavlja u pojedine prostorije.

140

Sl. 117 UreĎaj za klimatizaciju s prostornom recirkulacijom zraka Gubitak topline u pojedinim prostorijama nadoknaĎuje se pomoću jedinice u prostoriji (2). U tropski uvjetima hlaĎenje zraka potpuno se obavlja u središnjoj jedinici dijelovanjem rashladnog ureĎaja. Nema naknadnog hlaĎenja zraka u samoj prostoriji. Prostorne jedinice se ugraĎuju na stropu ili na stjenci. UgraĎene jedinice na stjenci rade na principu indukcije čime se osigurava dobro kruţenje zraka u prostoriji. Slika 118. 141

Sl. 118. Prostorna klimatizacijska jedinica U prostornoj jedinici je ugraĎen radijator koji zagrijava inducirani zrak, a zagrijani zrak se pomješa sa svjeţim zrakom i ukupna količina zraka prolazi kroz otvore na gornjoj strani jedinice s odreĎenom brzinom i temperaturom te zagrijava prostor. Sustav pare sastoji se od cijevovoda pare koji vodi do izmjenjivača topline za toplu vodu i do središnje jedinice u kojoj se nalazi grijač čistoga usisnog vanjskog zraka. Rashladni ureĎaji su mehanički dosta sloţeni ureĎaji kod kojih se u toku rada odvija niz termodinamičkih procesa, te na njihov prvilan rad utječe niz čimbenika. U toku rada mogu se iz više razloga pojaviti razne nepravilnosti, a svaka od njih utječe na smanjenje rashladnog učinka, odnosno porast temperature u prostoru koji se hladi što moţe imati teţe posljedice za artikle koji se čuvaju u tom prostoru. Za pravovremeno otkrivanje nepravilnosti u radu, pronalaţenje uzorka i njihovo otklanjanje, poterebno je odreĎeno teoretsko znanje i praktično iskustvo. Za lakše snalaţenje u takvim situacijama priloţen je nomogram kvararova u rashladnim instalaciama (slika 119).

142

143

13. PALUBNI UREĐAJI U posljednje vrijeme palubna oprema broda i palubni strojevi doţivljavaju prilične promjene glede tehničkih rješenja i sadrţaja koji nastaju kao rezultat uvoĎenja u promet sve sloţenijih brodova različite namjene, a sve u teţnji za večom sigurnosti i učinkovitosti broda. Na teretnim brodovima na palubi su pomočni strojevi s pomoću kojih je moguće rukovati teretom, pritezati brod prilikom vezivanja te dizati i spuštati sidro i slično. Takvi pomoćni strojevi nazivaju se vitla. Na brodovima se takoĎer postavljaju okretljive dizalice s krakom kojima se teret moţe dizati i spuštati, a sama se moţe okretati.

13.1. Teretno vitlo Vitlo za teret postavlja se na palubi na pogodno mjesto u blizini grotla. Pomoću njega se diţe i spušta teret sa čeličnim uţetom namotanim na bubnju. U sklopu vitla je i samarica koja je petom oslonjena na svoj oslonac. Klobučnicom diţemo samaricu pod odreĎenim kutom iznad grotla, dok je brkovima, odnosno uzdama priteţemo na bokove ili učvrstimo. Za dizanje i spuštanje tereta sluţi teretnica koja ima na jednom kraju kuku a drugi kraj je spojen na bubnju vitla. Krcanje se moţe ubrzati ako se radi sa dvije usporedne samarice od kojih svaka ima svoje vitlo a samo su teretnice vezane na zajedničku kuku. Jednu samaricu namjesti se iznad grotla a drugu preko bokova. Teret se sa poda diţe jednim vitlom a spušta se u grotlo sa drugim vitlom. Na osovini teretnog vitla pričvršćen je pritezni bubanj pa se pomoću njega moţe vršiti i pritezanje broda. Sl .120 i Sl 121. Za obavljanje navedenog zadatka vitla i samarice moraju udovoljavati uvjetima koja od njega treţe klasifikacijska društva a to su: - dizatnje tereta odreĎenom brzinom; - dizatnje tereta na odreĎenu visinu i onemogućavanje neţeljenog spuštanja; - lagano spuštanje tereta na podlogu - zaustavljanje kod preopterećenja Bubanj vitla moţe biti pogonjen ručno, parnim stapnim strojem, motorima, el.motorom i hidrauličkim motorom.U današnje vrijeme uglavnom se koriste elektromotorna vitla sa sve većom tendencijom primjene hideaulićkih motora. Za takva vitla nije potreban pogonski stroj za svako vitlo.Kod hidrauličkog pogona vitla jedna sisaljka moţe pogoniti više vitala. Svako vitlo ima izravno na bubanj ugraĎen hidraulički motor s razvodnikom ulja i ručkom za upravljanje.

144

Sl. 120. Dizanje tereta s pomoću vitla i samarice

Sl. 121. Rad s dvije usporedne samarice 1-klobučnica, 2-čelično uţe za pogon vitla klobučnice uz pomoć teretnog vitla, 3-teretno vitlo, 4-vitlo klobučnice, 5-samarica

Nosivist samarice odabire se prema vrsti tereta koji će brod prevoziti i veličini broda. Na samarici mora biti naznačena najveća dopuštena nosivost. Prije nego se izda dozvola za rad (svijedodţba za samarice i teretni ureĎaj) , ureĎaje treba ispitati na odreĎeno preopterečenje. Za masivne terete (npr.5000 ili više kg ) brod mora biti opremljen posebnim samaricama .Brzina dizanja teških tereta kreće se od 0,2 do 0,4 m/s , dok za terete do 5000 kg brzine dizanja tereta su od 0,7 do 1 m/s 145

13.2. Palubne dizalice Zadnjih godina dizalice na brodovima sve više preuzimaju poslove oko dizanja i prenošenja tereta .Sl.122. Odluka o izvedbi i broju dizalica na brodu je najvaţnija odluka brodovlasnika i brodogradilišta za svaki teretni brod. O pravilnoj odluci ovisi i uspješnost poslovanja broda. Teretne dizalice moraju udovoljavati sljedećim zahtjevima: - poţeljno je da zauzimaju što manje prostora ; - da se opiru vjetru i lošem vremenu ; - da mogu raditi s punim opterećenjem pri nagibu broda od 5º bočno i 2º prema pramcu i krmi; - da osiguravaju miran rad i sigurno rukovanje; Palubne dizalice u radu su samostalne, jer u svom sastavu imaju sve mehanizme potrebne za radne operacije, a koji omogućava; - dizanje terta iz skladišta, okretanje za 90º i spuštanje na obalu ; - dizanje prazne kuke s obale, okretanje za 90º i spuštanje prazne kuke u skladište za ponovni prihvat tereta. Za brodsku teretnu dizalicu potrebno je da bude okretljiva i da se grana dizalice moţe dizati i spuštati. Dizanje i spuštanje grane moţe se odvijati pomoču čeličnih uţadi preko bubnja za namatanje koloturnika ili hidrauličkih cilindara. U skladu s namjenom mogu biti izvedene s produljenom granom u cilju postizanja večeg dohvata tereta. Produljenje moţe biti zglobno ili teleskopsko. Dizalice imaju ureĎaj za automatsko biranje brzine dizanja i spuštanja tereta, dajući najveć brzinu kod malih tereta i obratno. Na mehanizmima svih radnji postavljene su servoupravljive kočnice. One se automatski uključuju pri nestanku električne energije u elektro-hidrauličhoi jedinici.

146

Sl 122. Kabina na dizalici za upravljanje I smještaj mehanizma

147

13.3. Sidreno vitlo Prema propisima klasifikacijskih društava svaki brod, ovisno o njegovoj veličini, mora imati dva odnosno tri pramčana sidra odreĎene teţine.(treće sluţi kao pričuva). Isto tako propisana je duljina lanca i debljina karike na kojoj je sidro pričvršćeno . Pramčana sidra smještena su na mjestima s pojačanom oplatom. Sidro se spušta u more bez upotrebe stroja, te mora vlastitom teţinom povući sa sobom i lanac. Za dizanje sidra koristimo se vitlom. Slika 123. prikazuje ureĎaje za sidrenje na trgovačkom brodu. Lanac kojim je sidro učvršćeno klizi kroz sidreno oko, zapor i lančani bubanj iz lančanika ispod palube kaštela. Lanac je u lančaniku pričvršćen na poseban način , odrješiv izvana u slučaju nuţde. Kada je sidro u svom leţištu lanac mora biti blokiran zaporom, a ponekad postoji i pomoćni zapor kojim se omogućuje rastavljanje lanca, a da sidro pri tome ostane u svom leţištu.

Sl. 123. UreĎaj za sidrenje 1-zapora, 2-sidreno vitlo, 3-sidro. 4-sidreno oko, 5-sidrena cije

Kod sidrenog vitla mora postojati mogućnost da se lančani bubanj slobodno okreće oko mirujuće osovine pri spuštanju sidra, dok se pri dizanju sidra okreće zajedno s njome Sl.124. To se postiţe ugradnjom čeljustne kopće koja se uključuje polugom ili vretenom. Pored navedene kopče na lančanom bubnju mora biti i pojasna kočnica tako da se moţe zaustaviti okretanje bubnja kada je dovoljna duţina lanca u moru. Na slobodne krajeve osovine smješteni su još i pritezni bubnjevi.

148

Sl. 124. Horizontalno sidreno vitlo 1-pojasna kočnica, 2-pritezni bubanj, 3-ručica za ukapčanje čeljusne spojke, 4-ručica za pritezanje pojasne kočnice, 5-lančani bubanj, 6-elektromotor, 7-tarna spojka

Pogonski stroj moţe biti elektromotor, dizel-motor ili hidraulični motor koji preko prijenosa pokreće osovinu na kojoj su smještena oba lančana bubnja . Manevar sidrenja izvodi se tako da se razriješi zapor, a zatim čeljusnom kopčom najprije iskljući lančani bubanj, zakočen pojasnom kočnicom. Popuštanjem kočnice sidro se spušta u more zajedno sa lancem. Duţina spuštenog lanca provjerava se oznakom na spojenim karikama pojedinih duţina lanca. Zatim se treba pritegnuti kočnica, a lanac se učvrsti zaporom.Dok je brod na sidrištu sve udarce vjetra ili valova mora na sebe preuzeti zapor. Za dizanje sidra treba uključiti čeljusnu kopču i uključiti pogonski stroj uz istodobno popuštanje kočnice. Kada sidro uĎe u nišu stroj se zaustavi i prikoći kočnicom, a lanac učvrsti zaporom. Brod se na sidrištu zbog struje i vjetra okreće oko sidra. Da se lanac pri tome ne bi zapleo izmeĎu sidara i lanca umetnut je vrtuljak. Za slučaj da se sidro ukotvi, treba da je na vitlu predviĎeno osiguranje. U tu svrhu izmeĎu pogonskog motora i zupčanika je ugraĎena tarna kopča, pa kada opterećenje naraste preko dopuštenog kopča počne kliziti. Pogonski motor sidrenog vitla mora imati snagu da moţe dignuti 100 metara lanca sa sidrom u roku od 10 minuta, odnosno omogućiti izvlačenje 4x masa sidra, a za kratko vrijeme, da moţe stvoriti okretni moment za podizanje osmerostruke mase sidra.

149

13.4. Pritezno vitlo Kada brod pristaje, mora znatno smanjiti brzinu, pri ćemu se smanjuje i ućinak kormila. Zato treba brod pritezati k obali konopom, koji je na jednom kraju prebaćen preko bitve na obali, a drugi kraj namotamo oko priteznog vitla na brodu. Na pramcu i uzduţ broda obićno nema priteznih vitala jer se u tu svrhu koriste pritezni bubnjevi na sidrenom vitlu ili na teretnom vitlu. Na krmi je postavljeno posebno pritezno vitlo, koje po konstrukciji moţe biti vertikalno ili horizontalno (Slika 125.). Većinom se koristi vertikalno. Horizontalna izvedba priteznog vitla mora imati dugaćku osovinu s bubnjevima, jer treba voditi konope odnosno čelićno uţe za privezivanje kroz zjevać pod pravim kutem na bubanj. U vertikalnoj izvedbi to je moguće bez obzira na poloţaj gdje se nalazi.

Sl.125. Pritezno vitlo Posebnu prednost ima vitlo sa stalnom silom pritezanja.Takvo pritezno vitlo ima prilagoĎen ureĎaj za automatsko uključivanje stroja tako da se konop namotava kada se u njemu napetost smanjuje, onosno odmotava ako se u njemu napetost povećava.Do toga moţe doći kod brodova vezanih u luci gdje su velike razlike izmeĎu plime i oseke, pri naglom krcanju ili pri plovidbi kroz kanale s branama.

150

14. UREĐAJI ZA PRIJENOS ZAPOVIJEDI I KOMUNIKACIJU Na brodovima su potrebni pouzdani ureĎaji za prijenos zapovjedi i davanje znakova upozorenja ili uzbune, kao i meĎusobne komunikacije. Osobe koje upravljaju strojnim postrojenjima na klasični način nema pregleda nad dogaĎajima izvan strojarnice. Zato prema pravilima konvencije SOLAS 1974. svaki brod mora biti opremljen s dva ureĎaja za prijenos zapovjedi sa zapovjedničkog mosta do strojarnice, od kojih jedna mora biti tipa telegraf, a druga telefon ili doglasna cijev. Za sporazumjevanje izmeĎu različitih meĎusobno udaljenih mjesta npr. kod sidrenog vitla na pramcu, u kormilarnici kormilarskog stroja, kod manevarskog mijesta u strojarnici, na zapovjedničkom mostu, u kabinama upravljanja stroja, zapovjednika i drugim sluţe telefoni. Za davanje znakova u slučaju opasnosti, npr. poţar na brodu, čovjek u moru i td. sluţe alarmna zvonca, brodske sirene kojima dajemo odreĎene signale. U strojarnici, kao i na zapopvjedničkom mostu nalaze se različite komande ploče s kontrolnim odnosno alarmnim svijetlom ili zvučnim signalima u slučaju pojave smetnju u radu pojedinih ureĎaja.

151

14.1. Strojarski telegraf To je mehanički ili elektronički ureĎaj za prijenos zapovjedi kojima navigator odreĎuje pravac i brzinu kretanja broda (Slika 126.)

Slika 126. Sastavljaju ga jednako graĎeni predajnik na zapovjedničkom mostu i prijamnik kod manevarskog mjesta. Skala telegrafa podjeljena je na više polja, a svako polje znači odreĎenu zapovjed. Ručka predajnika mehanički je ili električno spojena sa pokazivačem prijamnika i obratno. Kad se ručka predajnika postavi na odreĎano polje, pomakne se pokazivač prijamnika na isto polje. Kad časnik stroja pomakne ručku prijamnika na polje koje pokazuje pokazivač, na isto polje u predajniku pomakne pokazivač što znači da je zapovjed primljena.

152

Slika 127. Shema sustava upravljanja brodskim pogonom 1-glavni motor; 2-regulator; 3-kontrolna jedinica; 4jedinica za manevar glavnim motorom; 5-automatska kontrola glavnog motora s zapovjedničkog mosta; 6-filter zraka sa redukcijom tlaka; 7-spremnik zraka za upućivanje; 8-glavni kontrolni pult; 9-poluga za upravljanje unuţdi;10-napajanje električnom energijom.

Kod novijih strojarskih telegrafa uključen je zvučnik i svijetlosni signal tako dugo dok časnik stroja ne pomakne ručku telegrafa na polje koje pokazuje pokazivač. Prijamnik moţe biti spojen sa ručkom za upravljanje tako da onemogućuje pogrešno manevriranje.

153

14.2. Brodska sirena Sluţi za davanje jakog i prodornog zvučnog signala. Njime brod daje znakove raspoznavanja ili upozorenja. U magli njome se daju zvučni signali u redovitim vremenskim intervalima, ručno ili automatski. Sirena moţe biti parna ili zračna. Na motornim brodovima danas se najviše koristi zračna. Propisima je naznačeno veličina, domet zvuka i njegova frekvencija. Što je brod veći frekvencija je niţa. Na slici 128. prikazana je jedna od izvedbi zračne sirene.

Slika 128. Brodska sirena 1-brodska sirena. 2-spremnik komprimiranog zraka za sirene

154

15. BRODSKI SUSTAVI Sustavi u brodskom strojnom kompleksu podjeljeni su na pogonske brodske sustave i opće brodske sustave. Sastavni dio svakog brodskog sustava čine cjevovodi koji sluţe za transport tekućih, plinovith i specijalnih fluida. Oni čine sustav od početnog do krajnjeg stanja, a sustav moţe biti otvorenog ili zatvorenog tipa. U većini slučajeva na brodu cjevovodi sluţe za transport energetskih i drugih fluida kojima osiguravaju proizvodnju: - tople i hladne vode za sustav grijanja i hlaĎenja i druge potrebe - pare za sustav grijanja i pogon ureĎaja - komprimiranih plinova za sustav komprimiranog zraka, odušnika i vakuma - nafte, ulja za sustav nafte i ulja i dr. U brodskom kompleksu svaki sustav cijevovoda ima specifične probleme i zahtjeve koji ovisi o vrsti sustava i tekućina koje se transportiraju tim cjevovodom te o njihovim fizičkim i kemijskim osobinama, radnom tlaku, temperaturi i njihovim promjenama. Za vaţnije sustave klasifikacijski zavodi izdaju propise za sigurnost broda koji uključuju dimenzije i materijal cjevovoda jer su oni vaţan dio brodskog strojnog kompleksa.

15.1. Balastni cjevovod Potreban je na brodu kad zbog smanjene stabilnosti ili za poboljšanje uvijeta rada propelera treba napuniti za to predviĎene balastne tankove. Ako je brod prazan, plovi na lakoj vodenoj liniji, koja ima manju površinu od teretnih vodenih linija pri većem gazu. Osim toga je kod praznog broda teţište sistema broda udaljenije od teţišta istisnine. Sve to smanjuje moment stabilnosti broda. Osim za poboljšanje stabilnosti, balastni tankovi se mogu upotrijebiti i za trimovanje. Punjenjem krmenih balastnih tankova brod je više zateţan i time se poboljšava stupanj djelovanja propelera. Smještaj i veličina balastnih tankova odreĎuje se za nekoliko najneugodnijih slučajeva koji se u eksplotaciji broda mogu pojaviti. Kao balastni tankovi mogu posluţiti tankovi u dvodnu, pikovi ili duboki tank ili tankovi tereta pod posebnim uvjetima. Cjevovodi za punjenje tankova balastom uglavnom sluţe i za praţnjenje tankova balasta. Usisni djelovi moraju biti smješteni tako da se osigura praţnjenje vode iz bilo kojeg tanka, neovisno o tome da li se brod nalazi u ravnom poloţaju ili ima nagib od 5º. Prema pravilima registra na svakom brodu mora biti predviĎena najmanje jedna pumpa za punjenje i praţnjenje balastnih tankova i mora biti samousisna. Kapacitet pumpe mora biti takav da mora osigurati brzinu vode u cjevovodu od barem 2m/s. pri čemu se promjer usisne cjevi odraĎuje izrazom du=18 3 v

155

Slika 129. Shema cijevovoda balasta Brodovlasnici većinom ugraĎuju dvije pumpe jedna radi a druga je rezervna. Ukoliko brod ima samo jednu pumpu, kao rezervna pumpa balasta moţe se koristiti pumpa opće sluţbe, kaljuţna pumpa, protupoţarna ili neka druga. sl.129.

156

15.2. Kaljuţni cjevovod Sluţi za izbacivanje ( drenaţu ) tekućina iz unutrasnjosti broda, kamo dospjevaju propuštanjem cijevovoda, prodorom morske vode ili oborinama. Kaljuţni cijevovod čine: - ogranci koji vode od usisa do razvodnih kutija s ventilima - glavni kaljuţni vod s usisnim dijelom od razvodnih kutija do pumpe te tlačnim dijelom od pumpe do izljeva na oplati broda - usisni koševi koji se nalaze povrh usisnih cijevi - dvije ili više kaljuţnih pumpi. Na usisne cijevi u tankovima stavljaju se usisni koševi ili usisna zvona sa mreţom da se spriječi ulazak raznih otpadaka u usisnu cijev. TakoĎer da se spriječi povratak tekućine natrag, u usisnu kutiju postavljen je nepovratni ventil. Ogranci vode uz bokove broda do razvodnih kutija u strojarnici, gdje se otvaranjem odgovarajućih ventila moţe usisavati tekućina iz pojedinih dijelova ili iz njih više istodobno sl. 130. Broj pumpi i njihov kapacitet odreĎuje, za putničke brodove konvencije SOLAS 1974. a za teretne propisuju ih klasifikacijske ustanove koje zahtjevaju barem dvije kaljuţne pumpe sa samostalnim pogonom smještene u strojarnici. Kaljuţne pumpe moraju biti samousisne, preporučuje se da jedna bude stapna. Danas kaljuţu nazivamo mješavinom vode sa raznim vrstama nečistoća, ulja, tekućeg goriva, taloga i slično te je smatramo nečistom tekućinom, koju prije izbacivanja van broda moramo pročistiti od nečistoća sa separatorom kaljuţe sl. 131. Prije izbacivanja kaljuţe van broda u separatoru kaljuţe je očistimo od ulja koju zadrţavamo u tankovima, a van broda ispuštamo čistu vodu sa manje od 15 ppm masnoće. Rad sa kaljuţama obavezno upisujemo u knnigu o uljima.

Slika 130.

157

Slika 131. 15.3. Protupoţarni cijevovod S obzirom na njegovu vaţnu ulogu za sigurnost broda precizno je odreĎen konvencijom SOLAS. Na teretnom brodu iznad 1000 BT moraju biti barem dvije samostalne protupoţarne pumpe a ako su smiještene u istom prostoru, mora se na brodu nalaziti i treća pumpa odreĎenog kapaciteta izvan tog prostora.( Sl.132) Kapacitet protupoţarnih pumpi mora biti 4/3 kapaciteta propisanog za kaljuţnu pumpu. Pumpe moraju imati vlastiti pogon.

158

Sl. 132. Protupoţarni cijevovod 1-usis mora, 2-protupoţarna pumpa, 3-hidrant

Sanitarne, balasne ili kaljuţne pumpe mogu posluţiti i kao protupoţarne, samo pod uvjetom da se ne upotrebljavaju za gorivo. Broj i razmještaj hidranata mora biti takav da se svako mjesto na brodu moţe gasiti sa barem dvije vatrogasne cijevi. U blizini hidranata mora se nalaziti i odreĎeni broj protupoţarnih stanica u kojima se nalazi platneno crijevo, mlaznica i sjekira. Priključak crijeva na hidrantu je standardiziran. Posebna konvencija propisuje meĎunarodni prikljuićak tj. prirubnica propisanih dimenzija koja omogućuje da pomoću nje priključimo na brodski protupoţarni cijevovod bilo kakav vodovod s kopna kada je brod u luci, na remontu ili u doku.

159

15.4. Sustav zraka Prema propisu klasifikacijskog društva na brodu se moraju nalaziti ureĎaji za upućivanje motora. Za tu svrhu koristi se komprimirani zrak. U sustavu zraka za upućivanje glavnog motora kapacitet kompresora i pripadnih spremnika zraka odreĎuje se na temelju zahtjeva klasifikacijski zavoda. Ukupni volumen zračnih spremnika treba omogućiti najmanje 12 uzastopnih upućivanja prekretnog glavnog motora bez dodatnog punjenja spremnika. Kod glavnog motora bez prekreta najmanji broj upućivanja je šest. Kapacitet zračnih kompresora mora biti takav da mogu za jedan sat napuniti spremnike od atmosferskog tlaka na radni tlak. Na brodu moraju biti najmnje dva kompresora. Osim ovih glavnih kompresora na brodu mora biti još jedan pomoćnih kompresora za punjenje pomoćnog spremnika za upućivanje diesel generatora, za automatiku i druge potrebe.

Slika 133. Shema automatskog rada kompresora s rasterećenjem usisnog ventila. A-kompresor; B-elektromotor; C-uputnik; C1-vremenski relej; D-redukcijski ventil; E-elektropneumatski trovodni ventil; F-usisni ventil; G-elektromagnetski ventil; H-elektromagnetski ventil; I-odjeljivč vode i ulja; J-spremnik zraka; K-nepovratni ventil; L-čistilac; M-elektromagnetski ventil 1-zrak za upućivanje; 2-otpusni zrak; 3-zrak punjenja spremnika; 4-odvodnjavanjeI.stupnja; 5-odvodnjavanje II. stupnja; 6-otpust.

Na slici 15.4 prikazan je sustav dvostupanjskog kompresora s automatskim radom i automatskim rasterećenjem kompresora, otvaranjem usisnih ventila i s automatskim odvodnjavanjem kompresora.

160

15.5. Sustav goriva Sustav goriva na brodu ovisi o vrsti goriva koji se koristi i ugraĎenim strojevima a moţe se podjeliti na cijevovod koji sluţi za ukrcaj, skladištenje i pribacivanje goriva, na dio koji sluţi za pripremu goriva te dovod goriva na visokotlačnu pumpu motora. Sl.134. prikazuje ovakav sustav. Gorivo se na brodu ukrcava preko palubnog priključka. Palubni priključci smješteni su s lijeve i desne strane broda. Odvojeni su priključci za ukrcaj lakog i teškog goriva. Gorivo se iz glavnog cijevovoda raćva u pojedine tankove dvodna. Iz tankova dvodna (skladišni ili bunker tankovi) putem transfer pumpi gorivo se odvodi u taloţne tankove, pa putem separatora u dnevne tankove. Dobavnom pumpom gorivo se iz dnevnih tankova vodi na viskotlačne cirkulacijske pumpe a potom se zagrijava na odreĎenu temperaturu radi smanjenja viskoznosti. Visokotlačne pumpe motora tlače gorivo u motor preko rasprskivača.

Slika 134. Shema goriva na brodu

161

15.6. Sustav inertnog plina Sirova nafta i derivati sirove nafte su smjesa raznih ugljikovodika.Smjesa para ugljikovodika i zraka u odreĎenim koncentracijama je zapaljiva i eksplozivana. Da bi se takve opasnosti na tankerima koji prevoze opasne terete izbjegle ugraĎuju se sustavi za inertiranje tankova tereta. To je najsigurnija metoda zaštite tankova od eksplozije, spriječavanja stvaranja zapaljivih smjesa unutra tankova. Prema propisima konvencije SOLAS 1974.god. svaki novi tanker za sirova ulja od 20.000 tona nosivosti i više mora biti opremljen sustavom inertnog plina i sustavom pranja tankova sirovom naftom. Inertni plin je plin koji ne gori i ne podrţava gorenje. Dušik je pravi inertni plin. Dobivanje dušika na brodu direktno je skupo i neprikladno, zato se troši plin kojeg se moţe upotrebiti kao inertni, a moţe se dobiti na brodu. Inertni plin se moţe dobiti iz brodskih pomoćnih kotlova, generatora plina, kombinacijom ispušnih plinova parnih kotlova i ispušnih plinova diessel-generatora. Kod nekih kemikal tankera i tankova za prijevoz ukapljenih plinova kao inertnih plin koristi se čisti dušik koji se uzim s kopna u posebnim spremnike. Osnovni elementi sustava inertnog plina prikazani su na sl. 135.

Slika 135 Sustav inertnog plina Iz dimovoda kotlova plin se dovodi u prečistač samo ako je postotak kisika ispod 5 %. U prečistaču se plin hladi i ispire od krutih nečistoća pomoću mlazeva morske vode.

162

15.7. Sustav tereta na tankerima

Slika 136. Shema cjevovoda tereta OhlaĎeni inertni plin siše ventilator i kroz palubnu vodenu brtvu tlači u tankove. Za kontrolu postotka kisika u inertnom plinu u sistem je ugraĎen analizator kisika. Na liniji inertnog plina nalaze se tlačno-vakumski ventil koji štiti tankove od deformacije zbog prekomjernog porasta ili pada tlaka plina u tankovima. 163

Ovisno o vrsti i namjeni tankera, sustav tereta je specifičan za pojedinu vrstu tankera. Jedan od uobičajnih sustava na tankerima za prijevoz sirove nafte sa mogućim kombinacijama pomoću meĎuspojeva prikazan je na slici 136.

164

16. PROIZVODNJA ELEKTRIĈNE ENERGIJE NA BRODU Brod je samostalna plovna jedinica i mora imati vlastitu proizvodnju električne energije. U tu svrhu koriste se generatori električne struje pogonjeni diesel motorima, parnom turbinom ili plinskom turbinom. Na nekim brodovima uz spomenute generatore postoje i osovinski generatori. Na brodu moraju biti najmanje dva generatora električne struje, a ovisno o energetskoj bilansi broda i više. Uz glavne generatore električne energije na brodu mora biti ugraĎen i generator za nuţdu. Kad napon na glavnim stezaljkama počinje padati, generator za nuţdu mora se automatski uputiti. Kad se dostigne nominalna brzina generator se uključuje na mreţu a istovremeno se isključuju manji vaţni potrošači kao i rasvjeta. Snaga generatora električne struje mora biti tolika da u toku normalne plovidbe broda, jedan generator zadovoljava sve potrebe za električnom energijom.

Slika 137.Dijagram diesel generatora

165

Slika 138.Polje generatora

Slika 138. Polje sinhronizacije generatora.

166

17. NADZOR I UPRAVLJANJE STROJNIM KOMPLEKSIMA SA ZAPOVJEDNIĈKOG MOSTA

Razvoj tehnike i tehnologije mijenja opremanje i eksploataciju broda, a ujedno omogućava uvoĎenje automatskog upravljanja i nagledanja svih parametara u ciklusu rada glavnih i pomoćnih strojeva. Stoga se danas grade brodovi sa nenadglednim strojarnicama 16 ili 24 sata dnevno. Zadatak je posade broda odrţavanje strojeva i ureĎaja na brodu i upravljanje strojevima i ureĎajima. Na brodovima sa visokim stupnjom automatizacije, upravljanje i nadzor strojnog kompleksa sa zapovjedničkog mosta izvode časnici palube s brojno manjom posadom stroja. Časnik koji sa zapovjedničkog mosta upravlja strojnim kompleksom mora poznavati postupak pripreme brodskog pogona za isplovljenje, nadzor i nadgledanje strojnog sustava tijekom plovidbe i radnje koje se obavljaju pri dolasku u luku te manevriranje brodom. Da bi brod bilo koje namjene dobio odgovarajuću klasu automatike AUT 1 na njemu trebaju biti instalirani sljedeći sustavi odobrenog tipa: - sustav automatskog ili nekog drugog odgovarajućeg daljinskog upravljanja - sustav nagledanja i alarma - automatika elektrosustava - sustav za detekciju poţara - automatski sustav pomoćnih strojeva i kotla

Uz daljinsko upravljanje treba predvidjeti i lokalna mjesta upravljanja porivnim strojevima i brodskim sustavima.

167

Slika 139. Shema daljinekog upravljanja sa zapovjedničkog mosta 1-glavni motor; 2-regulator brzine; 3-kontrolna jedinica; 4-jedinica za manevriranje glavnim motorom; 5automatska kontrola glavnog motora sa zapovjedničkog mosta; 6-filter zraka sa redukcijom tlaka; 7-spremnik zraka za upučivanje; 8-glavni kontrolni pult; 9-ručica za upravljanje u nuţdi; 10-napajanje električnom energijom; 11-bočni telegraf na zapovjedničkom mostu.

Daljinsko upravljanje porivnim strojevima mora se odvijati istodobno sa jednog mjesta upravljanja. Prebacivanje upravljanja mora biti iz strojarnice ili sa središnog mijesta upravljanja. Daljinsko upravljanje porivnim strojem sa zapovjedničkog mosta, po pravilu treba se obavljati jednim elementom upravljanje (polugom, ručnim kolom, ručkom, telegrafom i sl.) 168

Upravljanje GM moţe biti izvršeno sa četiri različita mijesta upravljanja: - ručno upravljanje na lokalnom upravljačkom mijestu u strojarnici - ručno upravljanje pomoću prekidača na konzoli u kontrolnoj prostoriji strojarnice - automatsko upravljanje pomoću ručice telegrafa na konzoli u kontrolnoj prostoriji strojarnice - automatsko upravljanje pomoću ručice telegrafa na konzoli na zapovjedničkom mostu. Promjena upravljačkog mjsta podloţna je razini prioriteta različitih pozicija. - lokalno upravljanje (najviši prioritet) - manualno daljinsko upravljanje - upravljanje iz kontrolne prostorije strojarnice - upravljanje s mosta (najniţi prioritet)

169

Slika 140. Sheme upravljanja glavnim motorom

170

Literatura: Bačić Vojtjeh Belan Ante Bilić Mato Denon Jacob ĐorĎević Aleksandar Gruljišić Mirko Klasek Zdravko Martinović Dragan Martinović Dragan Matković Milan Milić Luka Novoselić Milan Ozretić Velimir Paţanin Ante Prelec Zmagoslav Stefan Kluj Trifunović Milan

Voda i brod, Viša pomorska škola, Rijeka, 1975 Tehnologija goriva i maziva,Viša Pomorska škola, Rijeka 1966 Brodski motori-Dubrovnik 2003 Rashladni ureĎaji i friţideri, Tehnička knjiga, Zagreb 1983 Rashladne instalacije, Jugofrigo, Zagreb 1972 Motori sa unutarnjim izgaranjem, Sveučilište u Splitu, 2000. Pomoćni brodski strojevi, Školska knjiga Zagreb 1983. Strojarski priručnik za časnike palube, Rijeka 2000 Brodski rashladni ureĎaji, Školska knjiga Zagreb 1994 Protupoţarna zaštita na brodovima,Fakultet za pomorstvo i saobraćaj Rijeka 1990 Brodski dieselski motori, Veleučilište u Dubrovniku 1998. Brodski parni kotlovi i strojevi, Školska knjiga Zagreb 1990 Brodski strojevi i ureĎaji, Split 1996 Brodski motori,PALGA Split 1998. Brodski generatori pare Školska knjiga Zagreb 1990 Virtual engine room Gdansk, Poland 2001 Gasne turbine i mlazni pogon,Grafički zavod Titograd 1960

Grupa autora, Sigurnost na tankerima, Pomorski fakultet Rijeka 1993. Grupa autora, Pranje tankova sirovom naftom, Pomorski fakultet, Rijeka 1992. Sulser RND..M The reliable crosshead diesel engine Winterthur, Switzerland. Schottel, Dar Ruderpropeller,Spay/Rhine-W.

171