Impianti di propulsione navale

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Ortensia Capasso
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1 Il circuito acqua di raffreddamento deve asportare e dissipare il calore generato dalle tre fonti principali, precisamente: Cilindri motore; Olio lubrificante; Aria di sovralimentazione. Il circuito è sempre formato da due sotto-circuiti separati: Il primo ad acqua dolce asporta il calore, lo trasporta e lo cede a quello ad acqua di mare; Il secondo ad acqua di mare in parte asporta calore, in parte lo riceve dal circuito ad acqua dolce e lo dissipa scaricandolo in mare. Il circuito può avere differenti configurazioni in funzione dell estensione a bordo del circuito acqua mare, che generalmente sono denominate come segue: Circuito ad acqua di mare: l acqua mare ha la massima estensione e scambia il calore nei tre refrigeranti come nel seguente schema: 1

asporta calore, in parte lo riceve dal circuito ad acqua dolce e lo dissipa scaricandolo in mare.

2 Circuito centralizzato ad acqua dolce: l acqua dolce raffredda i cilindri motore e scambia il calore nei refrigeranti olio lubrificante e aria di sovralimentazione come nel seguente schema: Una possibile variante allo schema precedente è di separare il circuito acqua AT raffreddamento cilindri come segue: 2

sovralimentazione come nel seguente schema: Una possibile variante allo

3 Il circuito centralizzato completo, includendo anche i refrigeranti di tutti gli altri macchinari ed ausiliari, è rappresentato nella figura seguente nella soluzione senza refrigerante acqua raffreddamento cilindri: 3

ausiliari, è rappresentato nella figura seguente nella

4 La seguente figura rappresenta invece il circuito centralizzato completo dotato anche di un refrigerante acqua raffreddamento cilindri, soluzione più costosa, che non ha significativi vantaggi tecnici e quindi non molto adottata: 4

acqua raffreddamento cilindri, soluzione più costosa, che

5 Attualmente si preferisce la soluzione con il circuito centralizzato ad acqua dolce per ridurre al minimo indispensabile la lunghezza delle tubazioni acqua mare, in quanto si riducono i costi delle tubazioni e quelli per il loro controllo e manutenzione. Tali tubazioni infatti sono realizzate o in materiale resistente alla corrosione, quali ad esempio vetro-resina o cupro-nichel, oppure sono in acciaio opportunamente protetto dalla corrosione stessa con zincatura a caldo. Avere tubazioni acqua mare corte concentra inoltre il pericolo di eventuali perdite in un area molto ristretta della nave; La figura della pagina seguente mostra un tipico circuito acqua mare con due pompe, una in servizio e una in stand-by, aspirazione delle pompe dalla presa mare alta o bassa e in mandata sistemazione dei refrigeranti olio e acqua cilindri sistemati su un ramo parallelo al quello del refrigerante aria. Una valvola termostatica, sistemata prima dello scarico in mare, regola la portata del ramo di by-pass in modo da avere una temperatura non inferiore a circa 25 C all ingresso del refrigerante aria, come prescritto. 5

Tali tubazioni infatti sono realizzate o in materiale resistente alla corrosione, quali ad esempio vetro-resina o cupro-nichel, oppure sono in acciaio opportunamente protetto dalla corrosione stessa

6 Circuito convenzionale ad acqua di mare: 6

7 Per completare il circuito convenzionale c è sempre un secondo circuito ad acqua dolce per il raffreddamento dei cilindri motore mostrato nella seguente figura: 7

8 Circuito centralizzato con circuito raffreddamento acqua cilindri a miscelazione: 8

9 Impianti di propulsione navale Componenti principali del circuito acqua di raffreddamento centralizzato: Circuito acqua mare Filtro acqua mare (strainer) con grado di filtraggio fino a 6 mm (004); Pompe centrifughe acqua mare con portata e prevalenza fornite con i dati tecnici del motore (006); Refrigerante centralizzato acqua dolce/acqua mare, normalmente del tipo a piastre, proporzionato con un fouling factor di circa il 15% (007); Circuito acqua dolce a bassa temperatura Valvola termostatica motorizzata (008) con sensore esterno (009) per il controllo automatico della temperatura dell acqua a bassa temperatura in uscita dal refrigerante (tarata a C); Pompe centrifughe acqua dolce a bassa temperatura (010); Refrigerante a fascio tubiero aria di sovralimentazione/acqua dolce (025); Refrigerante olio lubrificazione/acqua dolce, normalmente del tipo a piastre, proporzionato con un fouling factor di circa il 15% (011); Lenti tarate per il bilanciamento delle portate nei rami del circuito (019); Cassa compenso (021) per mantenere la pressione statica all aspirazione delle pompe; Cassa per il drenaggio del circuito (024) 9

un fouling factor di circa il 15% (007); Circuito acqua dolce a bassa temperatura Valvola termostatica motorizzata (008) con sensore esterno (009) per il controllo automatico della temperatura dell

10 Componenti principali del circuito acqua di raffreddamento centralizzato (continua): Circuito acqua dolce alta temperatura Valvola termostatica motorizzata (012), elettrica o elettro-pneumatica, con sensore esterno (013) per il controllo del tipo proporzionale/integrale (PI) della temperatura dell acqua ad alta temperatura in uscita dai cilindri motore (taratura a 85 C); Pompe centrifughe acqua alta temperatura con portata e prevalenza fornite con i dati tecnici del motore (014); Pompa centrifuga per il preriscaldo (015); Preriscaldatore normalmente a vapore o ad acqua calda o elettrico (016); Distillatore per la produzione di acqua dolce (020); Cassa compenso (022) per mantenere la pressione statica all aspirazione delle pompe; 10

(taratura a 85 C); Pompe centrifughe acqua alta temperatura con portata e prevalenza fornite con i dati tecnici del motore (014); Pompa centrifuga per il preriscaldo (015);

11 Preriscaldo del motore: Il motore durante le fermate in porto deve essere mantenuto caldo per prevenire usura delle camicie per corrosione; Il riscaldamento dell acqua avviene attraverso un riscaldatore dedicato, normalmente alimentato a vapore o con l acqua calda del circuito dei motori diesel elettrogeni; Il motore può essere avviato quando la temperatura dell acqua camicie in uscita dal motore ha raggiunto i 60 C. Se per necessità è avviato con temperature più basse dell acqua, si deve limitare il carico al massimo all 80 % della CMCR finché la temperatura dell acqua non ha raggiunto i 60 C; Il costruttore del motore fornisce sempre un grafico che permette di valutare la potenza del riscaldatore necessaria per raggiungere la temperatura di 60 C in funzione del tempo di riscaldamento e della temperatura ambiente. Il grafico, come quello accanto, è sempre riferito ad un mono-cilindro. 11

12 Trattamento dell acqua di raffreddamento Il corretto trattamento dell acqua è essenziale per il funzionamento in sicurezza del motore. Deve essere utilizzata solo acqua demineralizzata o condensata. In condizioni di emergenza può essere utilizzata anche l acqua potabile di bordo ma deve essere sostituita prima possibile; I parametri raccomandati per l acqua sono i seguenti: ph da 8 a 10; Durezza 3 10 gh (5,4 17,9 fh), in caso di valori più alti l acqua deve essere addolcita; Massimo 100 mg/l di solfati e cloruri in totale; Inoltre, l acqua deve essere trattata con idonei inibitori di corrosione per prevenire attacchi di corrosione e formazione di fanghi e depositi. Il controllo del livello degli inibitori di corrosione e della durezza dell acqua è molto importante per evitare fermate del motore per avaria causata dalla corrosione di qualche componente; Le tubazioni acqua dolce non devono essere zincate in quanto molti inibitori di corrosione hanno una base di nitriti che attaccano lo strato di zinco e formano fanghi. 12

3 10 gh (5,4 17,9 fh), in caso di valori più alti l acqua deve essere addolcita; Massimo 100 mg/l di solfati e cloruri in totale; Inoltre, l acqua deve essere trattata con idonei inibitori di

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