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ESCOLA SUPERIOR NÁUTICA INFANTE D. HENRIQUE

ESCOLA SUPERIOR NÁUTICA INFANTE D. HENRIQUE. TECNOLOGIA MARÍTIMA Capítulo VI – Sistemas Auxiliares. ENIDH – 2013/2014. Sistemas Auxiliares. Sistemas auxiliares dos navios

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Presentation Transcript

  1. ESCOLA SUPERIOR NÁUTICA INFANTE D. HENRIQUE TECNOLOGIA MARÍTIMA Capítulo VI – Sistemas Auxiliares ENIDH – 2013/2014

  2. Sistemas Auxiliares • Sistemas auxiliares dos navios • Dada a diversidade de tipos de navios e de instalações propulsoras, seria bastante demorado efectuar o estudo de todos os sistemas e equipamentos dos diversos tipos de navios • Deste modo, só iremos apresentar os sistemas que forem mais comuns à generalidade dos navios mercantes © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM

  3. Sistemas Auxiliares • Principais sistemas auxiliares de uma instalação de máquinas marítimas • Sistemas auxiliares da máquina principal (água, óleo, combustível, etc...) • Sistema de produção e distribuição de energia eléctrica • Sistema de ar de arranque e de ar de serviço geral • Sistema de ventilação e climatização • Sistema de produção de água destilada © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM

  4. Sistemas Auxiliares • Sistemas auxiliares (continuação): • Sistema de produção de vapor • Sistema de água para os sanitários • Separador de óleos • Incinerador de resíduos • Sistema de baldeação e incêndio • Instalação frigorífica dos mantimentos • ..... © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM

  5. Sistemas Auxiliares • Sistema de água do mar (sea water system) • Nas instalações marítimas modernas, procura-se que a água salgada efectue o menor percurso possível no interior do navio, de modo a evitar os problemas provocados pela corrosão • O arrefecimento directo dos órgãos e sistemas é efectuado através de água doce (destilada) e tratada que circula em circuito fechado © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM

  6. Sistemas Auxiliares • Sistema de água do mar (sea water system) © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM

  7. Sistemas Auxiliares • Sistema de água do mar (sea water system) • A água do mar é aspirada pelas bombas de circulação de água do mar (05) através de tomadas de fundo, passa pelos filtros de fundo (sea chests) • Vai circular os refrigeradores de óleo de lubrificação (07), refrigeradores de ar de lavagem (09) e refrigeradores de água de circulação das camisas, descarregando em seguida para o mar © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM

  8. Sistemas Auxiliares • Sistema de água do mar (sea water system) • A aspiração da água do mar pode ser feita pela tomada de fundo ou pela tomada lateral situada no costado do navio, dependendo das condições de calado do navio • No caso da instalação representada na figura seguinte, o percurso da água do mar é ainda mais reduzido © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM

  9. Sistemas Auxiliares • Sistema de água doce e salgada © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM

  10. Sistemas Auxiliares • Sistema de água doce e salgada • A água doce entra no motor pela sua parte inferior e desloca-se no sentido ascendente, para a zona mais quente do motor • Estes sistemas possuem um tanque de expansão (ou compensação) com uma capacidade de 5 a 10% do volume de água do circuito • Não convém que o diferencial de temperatu-ra entre a entrada e a saída seja superior a 6 – 12ºC, de modo a evitar tensões térmicas © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM

  11. Sistemas Auxiliares • Sistema de água doce e salgada • Este tanque tem como função compensar as variações de volume devido às variações de densidade (originadas pelas variações de temperatura), e compensar eventuais fugas que possam existir no circuito • O controlo de temperatura á efectuado por uma válvula termostática de três vias que faz com que a água de circulação possa fazer “by-pass” ao refrigerador, até ser atingida a temperatura normal de circulação © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM

  12. Sistemas Auxiliares • Refrigeradores (Coolers) • Os refrigeradores podem ser do tipo placas (plateheatexchanger), ou do tipo feixe tubular (shelland tube heatexchanger) • Existem dois fluidos que permutam calor entra eles, logo uma das partes do permutador é circulado pelo fluido frio e a outra pelo fluido quente © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM

  13. Sistemas Auxiliares • Refrigeradores Permutador de placas Permutador de feixe tubular © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM

  14. Sistemas Auxiliares • Sistema de óleo de lubrificação • A figura seguinte apresenta o sistema de óleo de lubrificação de um motor diesel principal a 2 tempos lento. Este sistema é composto por três circuitos básicos: • Circuito de lubrificação principal (veio de manivelas e cruzeta) • Circuito de lubrificação do veio de ressaltos • Circuito de lubrificação das camisas e êmbolos © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM

  15. Sistemas Auxiliares • Sistema de óleo de lubrificação © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM

  16. Sistemas Auxiliares • Sistema de óleo de lubrificação • Lubrificação das chumaceiras do veio de manivelas e da cruzeta: • O óleo é aspirado do tanque de serviço, cárter (4), pelas bombas principais de óleo de lubrificação (5) • Estas bombas são do tipo volumétrico, normalmente do tipo de carretos, logo uma obstrução do lado da descarga origina uma rápida degradação • As válvulas de alívio (6) servem também para ajuste da pressão do sistema © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM

  17. Sistemas Auxiliares • Sistema de óleo de lubrificação • Circuito de lubrificação das chumaceiras do veio de ressaltos: • O óleo utilizado é normalmente o mesmo que o óleo de lubrificação do veio de manivelas, apesar de possuir um tanque independente (13) • O enchimento deste tanque pode ser feito através da válvula 19 representa-da na figura, que comunica os dois sistemas © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM

  18. Sistemas Auxiliares • Sistema de óleo de lubrificação • Circuito de lubrificação das camisas: • O óleo desce por gravidade do tanque de serviço (2) para os lubrificadores automáticos (3) que através de tubos de pequena secção, injectam pequenas quantidades de óleo através de pequenos orifícios situados em diversos pontos da camisa • Os aros raspadores de óleo forçam este a descer pelo interior da camisa, sendo drenado para a zona do bucim da haste do êmbolo onde é removido para um tanque de drenos, não voltando a ser utilizado © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM

  19. Sistemas Auxiliares • Sistema de ar de sobrealimentação • Os gases de evacuação saem do colector de evacuação e libertam parte da sua energia cinética na turbina de gases que transmite movimento ao compressor de ar • O compressor de ar aspira o ar da casa da máquina através de filtros e comprime-o através de arrefecedores (arrefecedores de ar de lavagem - intercoolers) para o colector de admissão do motor © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM

  20. Sistemas Auxiliares • Sistema de ar de sobrealimentação © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM

  21. Sistemas Auxiliares • Sistema de combustível (Fuel-oil syst.) • O combustível a bordo é armazenado em tanques geralmente designados por “duplos fundos” que, de acordo com as mais recentes normas de construção não podem servir de anteparas de colisão • O combustível pesado(HFO – Heavy Fuel Oil) é armazenado à temperatura ambiente e apenas éaquecido quando se pretende trasfegar, dado que, para que a bombagem possa ser efectuada, é necessário baixar a sua viscosidade © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM

  22. Sistemas Auxiliares • Sistema de combustível (fuel-óleo) © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM

  23. Sistemas Auxiliares • Tanques de decantação • Os tanques de decantação constituem a primeira fase de tratamento do combustível destinado à alimentação da máquina principal • Nestes tanques, o combustível passa um período de estágio de forma a que possa dar-se a decantação (separação da água que o combustível contém) • Esta operação é realizada a uma temperatura relativamente elevada que é função da qualidade do fuel (T=60ºC) © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM

  24. Sistemas Auxiliares • Tanques de decantação © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM

  25. Sistemas Auxiliares • Sistema de depuração de combustível • Depois da fase de decantação, o combustível sofre outro tipo de tratamento designado por depuração • As depuradoras de HFO aspiram dos tanques de decantação e enviam o combustível depurado para os tanques de serviço diário de fuel • Na prática é comum a existência de duas ou mais depuradoras a bordo (fuel, óleo lubrificante) © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM

  26. Sistemas Auxiliares • Sistema de depuração de combustível © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM

  27. Sistemas Auxiliares • Sistema de alimentação de combustível © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM

  28. Sistemas Auxiliares • Sistema de alimentação de combustível • Num circuito de alimentação de combustível típico de um motor P.P., a válvula (01) permite fazer a mudança de fuel para diesel ou vice-versa • As bombas de alimentação (02) comprimem o combustível para o tanque de mistura através de um contador de combustível ou caudalímetro • O tanque de mistura tem por função uniformizar o combustível nas alturas de mudança de HFO/Diesel ou Diesel/HFO © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM

  29. Sistemas Auxiliares • Sistema de ar de arranque • O sistema de ar de arranque possui em geral, duas garrafas de ar comprimido a 30 bar e dois compressores de ar de arranque • O sistema de ar de serviço geral, possui: • Garrafa de ar de serviço geral (7 bar) • Compressor de ar de serviço geral • O circuito de ar de serviço geral alimenta os diversos circuitos de ar comprimido do navio (casa da máquina, convés, etc..), para utilização de uso corrente (pinturas, limpezas, etc…) © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM

  30. Sistemas Auxiliares • Sistema de ar de arranque/serviço geral © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM

  31. Sistemas Auxiliares • Imagem de sistema de ar de arranque © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM

  32. Sistemas Auxiliares • Sistema de produção e distribuição de energia eléctrica (Electric system) • Destinam‑se a garantir a energia eléctrica necessária ao funcionamento de todas as máquinas eléctricas existentes a bordo, bem como para fornecer energia para aquecimento, iluminação, navegação, etc. • Os equipamentos de produção de energia eléctrica, são constituídos por : • Mecânica (máquina motriz) • Eléctrica (gerador) © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM

  33. Sistemas Auxiliares • Sistema de produção e distribuição de energia eléctrica • A energia eléctrica dos navios é produzida pelos geradores principais, que podem ser dos seguintes tipos: • Diesel-Geradores • Turbo-Gerador (em navios com grande produção de vapor – navios-tanque) • Gerador de veio acoplado ao Motor PP • Gerador diesel de Emergência © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM

  34. Sistemas Auxiliares • Sistema de produção e distribuição de energia eléctrica • Os motoresdiesel-geradores de emergência,têm como função, no caso de falha dos geradores principais, alimentarem diversos equipamentos essenciais, tais como: • Bombas de incêndio e de esgoto • Equipamentos de comunicações • Radar e sondas • Iluminação de emergência, • Sistemas de alarme, etc. © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM

  35. Sistemas Auxiliares • Esquema eléctrico (simplificado) © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM

  36. Sistemas Auxiliares • Sistema de produção e distribuição de energia eléctrica • No esquema anterior, alguns motores eléctricos são alimentados pelo quadro eléctrico principal a 660 V, e outros através do quadro eléctrico secundário a 440V • Enquanto os geradores principais estão situados na casa de máquinas, os geradores de emergência estão situados fora desta, em locais de fácil acesso © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM

  37. Sistemas Auxiliares • Sistema de produção e distribuição de energia eléctrica • Os geradores de emergência arrancam automaticamente, para alimentar os circuitos eléctricos essenciais, em caso de falha de energia (“black-out”) • Os navios possuem ainda baterias de emergência, sempre devidamente carregadas, para alimentar os circuitos de iluminação e energia essenciais e certos equipamentos de comunicações © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM

  38. Sistemas Auxiliares • Circuitos de um grupo Diesel-Gerador © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM

  39. Sistemas Auxiliares • Sistemas de ventilação e climatização • Para manter uma atmosfera suportável em termos de temperatura e qualidade de ar que não prejudique a saúde humana e permitir o normal desenvolvimento dos processos de combustão, o navio deve dispor de um sistema de ventilação • Este sistema deve ter capacidade suficiente para de forma contínua insuflar ar novo e extrair o ar viciadode certas zonas do navio © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM

  40. Sistemas Auxiliares • Sistemas de ventilação e climatização • Casa de caldeiras: o ar é insuflado para alimentar a combustão das caldeiras principais e auxiliares • Tem como função evitar que a temperatura ambiente atinja valores insuportáveis para o pessoal de serviço na casa das caldeiras (navios com propulsão de turbinas a vapor) © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM

  41. Sistemas Auxiliares • Sistemas de ventilação e climatização • Casa de máquinas: o ar é insuflado para alimentar a combustão dos motores diesel principais e auxiliares, turbinas a gás e caldeiras principais ou auxiliares • Objectivo: evitar que a temperatura ambiente devida ao calor emanado pelas máquinas em funcionamento atinja valores insuportáveis para o pessoal de serviço na casa das máquinas © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM

  42. Sistemas Auxiliares • Sistemas de ventilação e climatização • Este sistema é constituído por ventiladores e extractores accionados electricamente • Estão dotados das respectivas condutas e dispositivos de comando, regulação e encaminhamento dos fluxos de ar, para os locais mais apropriados da casa de máquinas • A consola de comando da máquina é um local obrigatoriamenteclimatizado © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM

  43. Sistemas Auxiliares • Consola de comando de máquinas (Corvo) © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM

  44. Sistemas Auxiliares • Sistemas de ventilação e climatização • Casario do navio: para garantir a qualidade de vida dos passageiros e dos tripulantes a bordo, é igualmente necessário climatizar: • Camarotes dos passageiros e tripulantes • Salas de refeições • Espaços de lazer • Ponte de comando e outros espaços, conforme as características do navio © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM

  45. Sistemas Auxiliares • Sistemas de ventilação e climatização • Para o efeito, podem existir sistemas centralizados e individuais de ar condicionado, com capacidade para arrefecer e aquecer o ambiente conforme o que for requerido • Podem ainda existir outros sistemas de refrigeração em navios que transportem cargas que assim o exijam (Ex: navios de transporte de cargas frigoríficas ou navios-tanque do tipo LPG) © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM

  46. Sistemas Auxiliares • Vaporizador/destilador (Distiller) • Nos navios com propulsão a motor diesel, é hoje prática habitual dispor de um vaporizador/destilador em que a fonte de energia para a vaporização da água salgada é a água de refrigeração dos cilindros do motor • Deve notar-se que a temperatura da água à saída das cabeças do motor pode atingir cerca de 75ºC a 80ºC © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM

  47. Sistemas Auxiliares • Vaporizador/destilador • Os vaporizadores destiladores são concebidos para obter um vácuo superior a 90% na zona de evaporação de água salgada • Isto permite que a água do mar entre em ebulição a temperaturas da ordem dos 40ºC © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM

  48. Sistemas Auxiliares • Vaporizador/destilador • Como a destilação ocorre a baixas temperaturas, o condensado obtido não é esterilizado • Deste modo, nunca se deve colocar o vaporizador destilador em funcionamento, quer nos portos, quer junto à costa, devido ao perigo de contaminação que representa © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM

  49. Sistemas Auxiliares • Vaporizador-destilador • O sistema de produção de água doce, é constituído por um vaporizador-destilador de baixa pressão (vácuo), possuindo na parte inferior um vaporizador e na parte superior um condensador ambos de feixe tubular • O vaporizador é circulado pela água de circulação do motor principal (circuito de água doce de alta temperatura) e o condensador é circulado por água do mar © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM

  50. Sistemas Auxiliares • Vaporizador-destilador • Uma bomba de grande capacidade, aspira a água do mar e comprime-a a grande pressão para os ejectores que funcionam pelo efeito de “venturi”, e que desempenham as seguintes funções: • Extrair o ar do sistema criando vácuo • Extrair a salmoura acumulada durante a vaporização da água do mar © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM

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