CC BY
30
© C.B. Ряшин, 2015
УДК 629.563.424 C.B. Ряшин
МОРСКОЙ ЗЕМСНАРЯД ГИДРОМЕХ 4000 DM
Впервые в истории отечественного землесосостроения ЗАО «Завод гидромеханизации» выиграл тендер и 12 декабря 2014 торжественно заложил киль морского землесосного снаряда производительностью 4000 м3/час.
Ключевые слова: земснаряд, морской регистр, механический рыхлитель, дизельный привод, автономность, категория грунтов по трудности разработки, понтон, надстройка, архитектура судна, бытовые помещения, па-пильонажные устройства.
Впервые в истории отечественного землесосостроения ЗАО «Завод гидромеханизации» выиграл тендер и 12 декабря 2014 торжественно заложил киль морского землесосного снаряда производительностью 4000 м3/час.
Тип земснаряда - несамоходный сборно-разборный, землесосный снаряд, с механическим рыхлителем (фрезой), свайно-тросовым папильонажем и устройством перемещения.
Назначение земснаряда - разработка грунтов ¡-V категории (ФЭР 2001-01) фрезерным рыхлением и транспортирование по плавучему пульпопроводу их в виде водогрунтовой смеси (пульпы) к месту укладки.
Земснаряд спроектирован на класс Российского Морского Регистра Судоходства (РМРС) «КЕ ИЗ АиТ2», в соответствии с Правилами РМРС, издания 2014 г. и Технического регламента 2012 г.
Земснаряд состоит из семи понтонов: главного, бокового носового ЛБ и Пр. Б, бокового кормового Л Б и Пр. Б и двух кормовых понтонов для размещения напорной сваи.
Боковые и кормовой понтоны соединяются с главным, при помощи стальных захватов и стержней на дне корпуса и болтовым соединением на уровне палубы.
Боковой вид морского землесосного снаряда Гндромех 4000 От (начало)
Боковой вид морского землесосного снаряда Гидромех 4000 От (продолжение)
ЖЯ17
ЯП ¡ЬкФ>1х пгтш$
Ц&щяи< ыдоде
л/ Лт V? V/ я л -г,-
Вид на верхнюю палубу и назначение понтонов
¿'к-У^.С' .^У/Л.' Дм дф&ДцЛКЯЛ
ЯП ЗокоЗы/гшг/шб
План рубки первого и второго ярусов
Главные размерения и основные характеристики судна
Длина габаритная Ьгаб, м................................................................................................................................49,2
Длина по КВл Ь, м..................................................................................................................................................37,0
Ширина В, м....................................................................................................................................................................9,0
Высота борта О, м..................................................................................................................................................2,4
Надводный габарит с учетом съемных частей Нгзб, м............................................9,4
Осадка в грузу д, м................................................................................................................................................1,1
Водоизмещение при осадке а=1,1м, т........................................................................................258
Осадка (с 50% запасов) д,м........................................................................................................................1,0
Водоизмещение при осадке а=1,0м, т........................................................................................238
Производительность по пульпе, м3/ч............................................................................................4000
Глубина разработки, м 2.0 — 14.0.................................................
Дальность транспортировки пульпы, м......................................................................................2200
Ширина прорези, м................................................................................................................................................40
Категория разрабатываемых грунтов............................................................................................1-111
Экипаж, чел......................................................................................................................................................................2
Архитектура судна
Корпус земснаряда состоит из семи прямобортных понтонов прямоугольной формы. При сборке понтонов земснаряда, в носовой оконечности формируется прорезь длиной 9,0м, которая обеспечивает перемещение рамы грунтозаборного устройства. В корпусе боковых понтонов расположены цистерны запаса топлива, сточной воды, пресной воды и балластные цистерны. В корпусе главного понтона расположено машинное и насосные отделения. Кормовые понтоны предназначены для размещения на-
порного свайного устройства. Доступ в машинное отделение обеспечивается через съемный сход, расположенный по Л.Б.
На главной палубе главного понтона в носовой оконечности установлена рубка 1-ого яруса, на палубе рубки 1-ого яруса расположена рубка 2-ого яруса, на палубе которой рубка управления. Перед рубкой 1- ого яруса, над прорезью установлен портал с рамоподъемной и папильонажными лебедками. На главной палубе бокового кормового понтона ЛБ, установлен консольный кран. За кормовым транцем главного понтона установлено свайное устройство.
Вместимость судовых цистерн
Цистерна запаса топлива..............................................................................................................................2х17м3
Цистерна расходного топлива................................................................................................................1,5м3
Цистерна сбора нефтесодержащих вод.......................................... 2,0 м3
Цистерна сточных вод ................................................................... 1,5 м3
Цистерна пресной воды................................................................. 1,5 м3
Цистерна масляная для гидравлических систем .............................. 1,1 м3
Цистерна балластная
в ахтерпике............................................................................................................................................................2х14,5м3
в форпике................................................................................................................................................................2х10,0м3
Остойчивость и непотопляемость
Остойчивость и аварийная остойчивость и непотопляемость земснаряда удовлетворяют требованиям Правил РМРС для судов класса «КЕ И3 АиТ2»
Район и условия эксплуатации, автономность
Район плавания - в соответствии с классом «И3» — портовое, рейдовое и прибрежное плавание в границах, установленных Регистром в каждом случае. Предполагаемое место эксплуатации - портовое, рейдовое и прибрежное плавание в Каспийском море.
Автономность:
— по запасам топлива, масла, нефтесодержащих вод - 5 суток;
— по запасам пресной воды, провизии и сточных вод - 5 суток.
Эксплуатация судна - при температуре окружающей среды от -10 °С до +45 °С, относительной влажности до 100% при +30 °С, температуре морской воды от 0 °С до +32 °С. Работа в ледовых условиях не предусматривается.
Температура наружного воздуха в период зимнего отстоя до -40 °С.
Комплектация и размещение экипажа
Экипаж - 2 чел.
В рубке 1-ого яруса предусмотрены следующие помещения:
— раздевалка спец. одежды;
— сушилка;
— кладовая;
— аккумуляторная.
В рубке 2-ого яруса предусмотрены следующие помещения:
— каюта 2-х местная, оборудованная двухъярусной кроватью, столом, двумя стульями, двумя шкафами, корзиной для мусора и умывальником;
— помещение приема и приготовления пищи с умывальником, мойкой, электрической плиткой, микроволновой печью, холодильником с морозильной камерой, шкафчиком для посуды, часами, корзиной для мусора, столами и стульями;
— душ;
— туалет.
Корпус
Корпус земснаряда состоит из семи прямобортных понтонов прямоугольной формы. Боковые понтоны в кормовой оконечности имеют подзоры 1000х1800.
Для центральных и боковых понтонов приняты две шпан-гоутные сетки. Шпация боковых и центральных понтонов 500мм, расстояние между понтонами 20мм.
Размерения понтонов:
Главный понтон ЬхВхН = 16,5х3,2х2,4 - 1шт.;
Боковые носовые понтоны Пр.Б и ЛБ ЬхВхН =
= 13,0х2,88х2,4 - 2шт.;
Боковые кормовые понтоны Пр.Б и ЛБ ЬхВхН =
= 12,5х2,88х2,4 - 2шт.;
Кормовые понтоны ЬхВхН ~ 10,28х1,85х2,4 - 2шт.
Понтоны корпуса земснаряда разделены поперечными водонепроницаемыми переборками на 20 отсеков. Машинное отделение и насосное отделение с главном понтоне разделяет проницаемая переборка. Система набора корпуса -поперечная.
Материал корпуса - листовая сталь РС А ГОСТ Р52927-2008 (Иен=235 МПа).
Обшивка корпуса: Главный понтон
— днище — 8мм;
— борт — 6мм;
— настил палубы — 6мм;
— транец — 6мм;
— переборка — 5мм. Боковые понтоны
— днище - 8мм;
— борт — 6мм;
— настил палубы — 6мм;
— транец наружный - 6мм;
— транец внутренний - 8мм;
— транец 23 и 24шп. - 6мм;
— переборка - 5мм. Кормовые понтоны
— днище - 8мм;
— борт — 6мм;
— настил палубы — 6мм;
— транец наружный - 6мм;
— транец внутренний - 8мм;
— транец 23 и 24шп. - 6мм;
— переборка - 5мм.
Рубка управления
Рубка управления установлена на палубе рубки 2-ого яруса, в носовой оконечности.
Обшивка рубки выполнена из листовой стали марки РС А ГОСТ Р52927-2008 (Иен=235 МПа) толщиной 4мм, ребра жесткости из равнополочного уголка.
Рубка управления - съемная, установлена на фундаменте.
Портал для рамоподъемной и папильонажных лебедок
Над прорезью, перед рубкой 1-ого яруса, установлен портал для рамоподъемной лебедки.
Конструкция портала состоит из сварных двутавровых балок являющихся фундаментами и опорных стоек.
Соединение понтонов
Боковые понтоны соединяются с главным при помощи стальных захватов и стержней на дне корпуса и болтовым соединением на уровне палубы.
Кормовые понтоны соединяются с главным, при помощи фланцевых соединений по палубе и стальных захватов заколь-ных свай.
Кормовые понтоны между собой соединяются при помощи специальных соединительных мостов в носовой и кормовой оконечностях.
Леерное ограждение
Леерное ограждение высотой 1100мм устанавливается:
— по периметру главной палубы земснаряда;
— на палубе рубки 1-ого яруса;
— на палубе рубки 2-ого яруса;
— по периметру крыши рубки управления.
Леерное ограждение складной конструкции.
Привальный брус
По наружному борту и носовым транцам боковых понтонов, устанавливается привальный брус из полутрубы.
Папильонажное устройство
На земснаряде предусмотрено носовое папильонажное устройство.
Носовые папильонажные лебедки - 2 шт., установлены на специальном портале, перед рубкой 1-ого яруса.
Технические характеристики папильонажных лебедок с гидравлическим приводом:
— тяговое усилие, т.........................12,0 (на первом слое);
— скорость навивки каната, м/мин.. 0-15 (регулируемая);
— канатоемкость барабана, м..........200;
— диаметр каната, мм......................24
— привод........................................гидравлический мотор
— редуктор.....................................планетарного типа
Лебедки снабжены канатами папильонажными 23,5-Г-
В-ОЖ-Л-О-Н-Т-1960 ГОСТ7668-80, длиной 200 м. Па-пильонажные тросы проходят через подвижные ролики сверху на раме, через блоки на грунтозаборном устройстве к якорям.
В качестве папильонажных якорей 2 шт., используются якоря Горбунова, массой 750 кг, с подъемным буем. Хранение, завозка и перекладка папильонажных якорей обеспечивается судном обеспечения.
Швартовное и буксирное устройства
Швартовное устройство включает четыре двухтумбовых кнехта ГОСТ 11265-73 на фундаментах, расположенные на носовых понтонах ЛБ и Пр.Б и кормовых боковых понтонах Пр.Б и ЛБ. Швартовные кнехты могут использоваться как буксирные.
Земснаряд снабжается четырьмя швартовными канатами ППТ 11 (35) мм ГОСТ 30055-93, длиной 120 м каждый.
Земснаряд снабжается одним буксирным канатом ПАТ 10 (30) мм ГОСТ 30055-93, длиной 180 м каждый.
Грузовое устройство
На главной палубе бокового кормового понтона ЛБ, установлен консольный кран, грузоподъемностью 4,0 т, с максимальным вылетом 4,0 м. Консоль крана оборудована талью электрической.
Консольный кран съемный, установлен на специальном фундаменте из трубы, вваренной в корпус понтона.
Свайное устройство
Свайное устройство состоит из одной закольной сваи, установленной за кормовым транцем бокового понтона и одной напорной сваи, установленной в прорези кормового понтона на специальной свайной каретке.
Обе сваи поднимаются стальными тросами и гидравлическими цилиндрами одностороннего действия. Верх каждого цилиндра оборудован тросовым шкивом и направляющей. Ход свайного цилиндра 1500 мм.
Свайная каретка двигается в шахте кормового понтона по стальным направляющим, посредством гидроцилиндра двойного действия, с ходом 4,0 м.
Конструкция свайного устройства предусматривает эксплуатацию земснаряда без напорной свайной каретки и кормового понтона, с шагающим свайным ходом. Обе сваи устанавливаются установленной за кормовым транцем.
Свайная каретка
Свайная каретка двигается в шахте на понтоне по мощной стальной направляющей посредством гидроцилиндра двойного действия.
Каретка сделана из стали с необходимыми усилениями и элементами жесткости.
Каретка снабжена 6 основными стальными роликами и оборудована бронзовыми подшипниками, вращающимися на стальных валах. Все ролики оборудованы штуцерами для смаз-
ки. Движение каретки осуществляется гидравлическим цилиндром двойного действия с ходом 4м. Корпус цилиндра смонтирован в толстолистовой толстолистовой раме. В верхней части каретки установлены шарнирные опоры, в которых смонтированы сваеподъемный цилиндр и свайный строп.
Держатели сваи
Держатели сваи установлены на ЛБ и ПБ в корме основного понтона для вертикального позиционирования свай. Держатели сваи сделаны из толстолистовой стали. Держатели сваи сделаны так, что свая может быть поднята до уровня днища земснаряда. Держатели сваи имеют окна, закрываемые стальными пальцами для простого демонтажа свай.
Сваи
Сваи изготовлены из толстостенной трубы наружным диаметром 630мм, общей длиной 19,0м.
Подъемное оборудование сваи
Сваи поднимаются стальными тросами и гидравлическими цилиндрами одностороннего действия. Эти цилиндры закреплены на шарнирах на основе задней палубы. Верх каждого цилиндра оборудован тросовым шкивом и направляющей.
Грунтозаборная рама
Рама фрезы состоит из двух главных частей. Головная часть с фрезой и приводом фрезы составляет «фрезерную установку». Опорная часть, которая прикрепляется к главному понтону, «рама».
Фреза
Фреза - винтовая, диаметром 1700 мм (по внутреннему диаметру кольца), с 5-тью зубчатыми ножами оборудованными режущими зубьями.
Фрезерная установка
Фрезерная установка состоит из стальных ребер и необходимых жестокостей и усилений для формирования жесткого каркаса, на котором установлен вал фрезы.
Вал фрезы выполнен из стали и поддерживается радиальными и упорными роликоподшипниками, вращается в заполненном маслом корпусе из стальной трубы. Фреза установлена на валу фрезы.
Фреза имеет гидравлический привод мощностью 180 кВт, скорость вращения 0-30 об/мин (плавно регулируемая).
Гидравлический мотор установлен прямо на крышке подшипника вала фрезы.
Передний конец фрезерной установки оснащен передней пластиной и съёмной специальной формы всасывающей горловиной с номинальным диаметром 125% диаметра всасывающей трубы. Толщина стенок всасывающей горловины 12 мм, также имеется решетка с проходом меньшим сферического прохода грунтового насоса. Съёмная всасывающая труба также установлена на фрезерной установке.
Рама фрезы
Конструкция рамы фрезы такая, чтобы всасывающая труба была максимально прямой для минимизации потерь при всасывании.
Рама фрезы состоит из стальной трубы с необходимыми жестокостями. Рама поднимается и опускается лебедкой, установленной на главной палубе, используя портал подъёмного крана рамы.
Опорная часть рамы оснащена опорами осей. Шарнир рамы имеет смазочные устройство и выполнено из стали со съёмными бронзовыми втулками.
На раму устанавливаются гидравлический трубопровод и трапы.
На конце верхней части рамы установлено подъёмное устройство, состоящее из стальных щек с валом и шкивами тросов.
На каждой стороне на конце рамы фрезы установлен папиль-онажный блок, прикрепленный на шарнирах для балансировки.
Трубопровод земснаряда на раме
Всасывающая труба, прикрепленная к раме — съёмная, Ду600, толщина стенки 10 мм. Труба входит в корпус земснаряда выше ватерлинии.
Всасывающий рукав
Между всасывающей трубой рамы и всасывающей трубой внутри корпуса корабля установлен всасывающий гибкий рукав диаметром 630 мм, длиной 2000 мм. Рукав оборудован вулканизированными стальными фланцами.
Всасывающая труба внутри судна
Всасывающая труба внутри корпуса Ду600, толщина стенки 10 мм съемная, оборудована необходимыми изгибами и
опорами. Непосредственно перед грунтовым насосом установлена ревизия для осмотра рабочего колеса и компенсатор.
Насос земснаряда
Грунтовый насос размещен в основном понтоне. Он связан зубчатой муфтой с редуктором. Редуктор связан упругой муфтой с двигателем.
Марка ЗАО «Завод гидромеханизации»
Тип Велет 55/50 — 1250
Производительность 4000 м3/ч
Диаметр рабочего колеса 1250 мм
Ширина рабочего колеса 380 мм
Количество лопаток 4
Сферический проход 230 мм
Материал корпуса насоса Сталь Гидромех-титан (микролегирование титаном, ванадием)
Материал рабочего колеса
Материал бронедисков
Материал всасывающего патрубка
Грунтовый насос представляет собой одноступенчатый центробежный насос консольного типа с горизонтальным расположением вала.
Напорный пульпопровод по судну
Нагнетательный грунтопровод выводится из МО и проходит к корме, за транец кормового понтона с напорной сваей, где соединяется с плавучим пульпопроводом. Для уменьшения вибрации, на напорном грунтопроводе, на входе и выходе из грунтового насоса предусмотрен компенсатор диаметром 600мм. Длина компенсатора 600мм. Предусмотреть в конструкции нагнетательного трубопровода обратный клапан, для предотвращения обратного движения потока пульпы.
Для выхода воздуха, в кормовой части земснаряда, на нагнетательном грунтопроводе установлен клапан.
Рамоподъемное устройство
Лебедка для спуска/подъема рамы устройства, устанавливается на специальном портале.
Технические характеристики рамоподъемной лебедки:
— тяговое усилие, т.........................12,0 (на первом слое);
— скорость навивки каната, м/мин..0-15 (регулируемая);
— канатоемкость барабана, м..........200;
— диаметр каната, мм......................24
— привод........................................гидравлический мотор
— редуктор.....................................планетарного типа
Система гидравлики
Система гидравлики оборудуется гидробаком объемом около 1,1м куб., управляющей и регулирующей аппаратурой, системой трубопроводов, насосной станцией, в состав которой входят четыре насоса:
— два регулируемых аксиально-поршневых в контуре привода фрезы и винто-рулевых колонок;
— регулируемый аксиально-поршневой в контуре привода лебедок;
— регулируемый аксиально-поршневой в контуре управления гидроцилиндрами подъема свай и гидроцилиндра перемещения свайной каретки.
Фреза приводится в движение высокомоментным гидромотором марки Poclain MS125. Лебедки приводятся в движение планетарным редуктором, оснащенным встроенным аксиально-поршневым гидромотором.
Привод гидронасосов гидравлики осуществляется от вспомогательного дизеля мощностью 392кВт через специальные гидромуфты.
Судовая энергетическая установка
В качестве приводного двигателя грунтового насоса предусмотрена установка судового дизеля фирмы Cummins типа КТА50М2 мощностью 1193 кВт, при частоте вращения 1800 мин-1. Пуск приводного двигателя электростартерный.
Грунтовый насос должен приводиться в действие приводным дизелем через консоль-редуктор со встроенным гидравлическим фрикционным сцеплением, которое управля-еться из рубки управления дистанционно, с помощью электрического соединения. Рабочее колесо грунтового насоса устанавливается на выходном валу консоль-редуктора, а корпус грунтового насоса крепится к корпусу консоль редуктора через стальной колокол.
Передаточное отношение редуктора 3,6:1. Редуктор имеет датчик низкого давления смазки, датчик высокой температуры, датчик загрязнения фильтра масла. Соединение приводного дизеля и редуктора предусмотрено через эластичную муфту.
В качестве привода технологического оборудования (гидравлических насосов) предусмотрена установка вспомогательного дизеля фирмы Cummins типа K19-DM мощностью 392 кВт, при частоте вращения 1800 мин-1. Пуск вспомогательного двигателя электростартерный. В качестве источника электроэнергии на судне предусмотрена установка на главной палубе в помещении ДГ, одного дизель-генератора мощностью 40 кВт.
Системы
В составе систем энергетической установки предусмотрены системы:
- топливная;
- система газовыпускная;
- система охлаждения.
— системой сбора и сдачи нефтесодержащих вод;
— системой осушительной;
— системой воздушных и измерительных труб;
— системой технического водоснабжения;
— системой бытового водоснабжения;
— системой сточных вод;
— системой вентиляции.
Электрооборудование
Основным родом тока на судне предусмотрен переменный трехфазный ток напряжением 380В, частотой 50Гц.
Распределение электроэнергии по судну предусмотрено при следующих величинах напряжения:
- 380В, трехфазного переменного тока для силовых судовых потребителей;
- 220В трехфазного переменного тока основного освещения, хозяйственно-бытового оборудования, средств радиосвязи и навигации;
- 24В постоянного тока для питания сигнально-отличи-тельных фонарей, аварийного освещения, цепей контроля и сигнализации;
- 12В переменного тока для питания переносного освещения.
Источники электроэнергии
В качестве основного источника электроэнергии переменного тока предусмотрена установка одного дизельгенератора мощностью 40 кВт.
Для питания потребителей напряжением 220В на судне предусмотрена установка одного трансформатора ТСЗМ-16-74ОМ (мощность трансформатора уточняется на последующих стадиях проектирования), напряжением 380/220 В.
В качестве аварийного источника электроэнергии предусматривается установка двух аккумуляторных батарей типа А512/200 А, емкостью 200 Ач и напряжением 12 В каждая. Состав аварийного источника уточняется на последующих стадиях проектирования.
Щит питания с берега
Для приема электроэнергии с берега во время длительной стоянки судна у причала на судне предусматривается установка щита питания с берега со всеми требуемыми правилами РМРС приборами.
Внутрисудовая связь и сигнализация
Между рубкой управления и машинным отделением предусмотрена безбатарейная связь 5БТ-120.
Предусматривается цепь авральной сигнализации АС-2, а также сигнализация обнаружения пожара ПСМ-А.
В связи с тем, что помещения дизель-генератора и МО оборудуются системой аэрозольного пожаротушения данные помещения оборудуются сигнализациями о пуске системы объёмного пожаротушения.
Автоматизация
В рубке управления предусматривается установка соответствующих пультов управления, на которых предусмотреть необходимые сигналы о работе механизмов, аварийно-предупредительную сигнализацию и необходимые органы дистанционного управления. Предусматриваются следующие органы управления и приборы контроля:
— управления оборотами главного двигателя (дизеля грунтового насоса);
— управление редуктором;
— прибор контроля оборотов главного двигателя;
— прибор контроля давления смазки главного двигателя;
— прибор контроля температуры охлаждающей воды главного двигателя;
— аварийное отключение главного двигателя;
— пуск/остановка главного двигателя;
— приборы контроля и управления ДГ;
— давление и вакуум насоса земснаряда;
— давление гидравлической системы привода фрезы;
— давление гидравлической системы лебёдок и цилиндров;
— уровень/ температура бака с гидравлическим маслом;
— управление скоростью фрезы
— управление лебёдками;
— управление свайными цилиндрами;
— управление ВРК;
— борометр/часы/компас- стерео радиоприёмник/СО плеер;
— управление прожектором. Радиооборудование
Устанавливается следующее радиооборудование:
— УКВ-радиостанция «Гранит 2Р-23» (146-174 МГц)
— носимая УКВ-радиостанция «Гранит Р-169-П-1-МК» (146-174 МГц)
Навигационное оборудование
В качестве навигационного оборудования на судне устанавливается:
— приёмник ГЛОНАСС/вРБ с функцией картплотера и АИС «Регата-710»
— метеостанция «Перископ» с датчиком \А/ХТ-520.
КОРОТКО ОБ АВТОРЕ -
Ряшин Сергей Владимирович — инженер, директор по производству ЗАО «Завод гидромеханизации», [email protected].
UDC 629.563.424 MARINE DREDGE HYDROMECH 4000 DM
Ryashin 5.^., The Ryashin S. C. Director of production Plant «CJSC dredging». Engineer, Russia.
For the first time in the history of domestic semiconstrained Plant «CJ5C dredging» won the tender and December 12, 2014 solemnly laid the keel marine suction dredger capacity of 4000 m3/h.
Key words: dredge, marine case, mechanical cultivator, diesel drive, independence, category of soils on difficulty of design, pontoon, superstructure, the vessel architecture, domestic space, papilioninae device.
