Все «ОК» и даже лучше – российский производитель холодильных установок о решениях для новых промысловых судов

В связи с возникшим дефицитом иностранных проектных решений и комплектующих российские судостроители все чаще задумываются о необходимости проведения глобальной локализации в области отечественного судостроения и начинают все чаще обращаются к отечественным проектным и монтажным организациям и поставщикам компонентов.

На фоне запущенной в действие Правительством Российской Федерации большой программы по обновлению (а фактически, по строительству заново) отечественного рыбопромыслового флота, стало очевидным что одним из самых критичных направлений является острый дефицит (а точнее, почти полное отсутствие) на рынке компонентов российского производства для создания промышленных холодильных установок, как судового, так и берегового исполнений.

При этом очень немногочисленным отечественным производителям таких компонентов сегодня приходится не только адаптировать свои разработки под требования судовладельцев и проектных организаций, но и учитывать нарастающие экологические ограничения, которые, честно говоря, не совсем хотят учитывать нынешние реалии в международной политической обстановке, и зачастую по инерции стремятся соблюдать прежние международные договоренности, которые в настоящее время требуют радикального пересмотра с учетом текущих интересов Российской Федерации.

О том, каким образом изменяется запрос потенциальных клиентов на технологии промышленного холодоснабжения в рыбопромысловой отрасли, чем промышленные холодильные установки судового исполнения отличаются от аналогичных установок берегового исполнения, какие проектные решения сегодня представляются наиболее актуальными для того, чтобы создать в Российской Федерации современный, надежный рыбопромысловый флот, читайте в интервью с руководителем проектов компании «ОК» (г. Санкт-Петербург) Тимуром Маратовичем Мирзаевым.

П: Тимур Маратович, как давно в компании «ОК» занимаются созданием промышленных холодильных установок для рыбопромыслового флота? Как это направление возникло в вашей компании?

— Свою деятельность в сфере проектирования, поставки компонентов и монтажа промышленных холодильных установок наша компания начала в 1991 году.

Одним из первых проектов нашей компании была реконструкция технологических потребителей холода завода по рыбопереработке (объект – Рыболовецкий колхоз им. Ленина, г. Охотск) с целью их объединения в единую холодильную установку, в которой в качестве холодильного агента (основного рабочего вещества любой парокомпрессионной холодильной установки) использовался аммиак, являющийся веществом природного происхождения. Конечной целью проекта являлось объединение в единую систему холодильника вместимостью 2000 тонн, морозильного отделения, включающего в себя 11 плиточных скороморозильных аппаратов, и 3-х холодильных камер с суммарной вместимостью 700 тонн.

Особенностью того проекта являлось то, что вспомогательное теплообменное оборудование холодильной установки охлаждалось морской водой непосредственно из Охотского моря, несмотря на то, что установка, вроде бы, берегового исполнения.

В связи с этим обстоятельством к исполнению холодильного оборудования предъявлялись повышенные требования касательно надежности, безопасности и долговечности.

Именно тот проект и дал нашей компании первый успешный опыт по созданию промышленных холодильных установок для рыболовецкого флота и соответствующей береговой инфраструктуры по рыбопереработке.

П: Как это направление деятельности в компании «ОК» развивалось дальше?

— В 2020 году наша компания получила свидетельство о соответствии предприятия (ССП) требованиям Российского морского регистра судоходства и начала активное сотрудничество с предприятиями рыбоперерабатывающего комплекса, а также с судостроительными заводами, в том числе входящими в состав ОСК (Объединенная судостроительная корпорация).

Мы не можем не отметить, что в настоящее время интерес к сотрудничеству с ООО «ОК» со стороны потенциальных заказчиков (компании рыбоперерабатывающего комплекса, судостроительные заводы) продолжает расти.

В 2021 году наша компания произвела комплекс работ в рамках подготовки к эксплуатации холодильных установок трех новых рыбопромысловых судов, строившихся на «ВСЗ» («Выборгский судостроительный завод», г. Выборг). Это траулеры «Баренцево море», «Норвежское море» и «Белое море».

Следует отметить, что на всех трех траулерах в холодильных установках в качестве холодильного агента был применен аммиак (вещество природного происхождения).

Уход с российского рынка зарубежных компаний, которые до этого, скажем честно, практически чувствовали себя хозяевами в области рыбопромыслового судостроения РФ, поставил перед отечественными судостроителями новую глобальную задачу по восстановлению отечественного рыбопромыслового флота с максимально возможной степенью локализации подстегнув интерес к отечественным производителям и поставщикам необходимых компонентов.

Наша компания, имея богатейший опыт в сфере промышленного холодоснабжения, пусть в основном и берегового исполнения (более 300 объектов), с определенной долей энтузиазма подключилась к реализации таких задач.

Так весной 2022 года мы начали сотрудничество со старейшим (заложен еще в 1704 году) судостроительным заводом «Адмиралтейские Верфи» (г. Санкт-Петербург), который во всех смыслах является предприятием № 1 в Объединенной судостроительной корпорации.

Нашим специалистам предстояло выполнить комплекс работ по программированию системы управления и по пусконаладке холодильной установки траулера проекта СТ-192 «Капитан Вдовиченко».

Особенностью этого траулера является то, что на нем была применена каскадная холодильная установка, которая представляет собой как бы две независимые холодильные установки, смонтированные последовательно. То есть установка верхнего каскада охлаждает установку нижнего каскада. В качестве холодильных агентов были применены вещества природного происхождения аммиак (в верхнем каскаде) и двуокись углерода (в нижнем каскаде).

По результатам выполненных работ заказчик высоко оценил профессионализм специалистов компании «ОК» и передал нам в работу следующие пять рыбопромысловых судов проекта СТ-192, а именно: «Владимир Мартынов», «Механик Сизов», «Механик Маслак», «Капитан Юнак» и «Механик Щербаков».

П: Правильно ли мы понимаем, что у компании «ОК» сформировался значительный портфель проектов по оснащению судов рыбопромыслового флота? С какими основными техническими ограничениями или особенностями приходится сталкиваться при проектировании холодильных установок для них?

Согласно правилам РМРС (Российский Морской Регистр Судоходства), все механизмы и аппараты должны устанавливаться с возможностью удобного обслуживания и замены без демонтажа с фундамента.

Дополнительно приходится руководствоваться следующими правилами:

— компрессоры и электродвигатели следует монтировать так, чтобы оси их валов находились в плоскости, параллельной Диаметральной Плоскости (ДП) судна (ДП судна — это вертикальная продольная плоскость, проходящая через всю длину судна, делящая его корпус на две симметричные части (левую и правую) и являющаяся плоскостью симметрии для корпуса судна);

— аппараты горизонтального исполнения следует устанавливать продольными осями параллельно ДП судна для уменьшения влияния качки судна на работу холодильной установки;

— по возможности следует применять сосуды, работающие под давлением (в составе холодильной установки) вертикального исполнения, так как они меньше подвержены влиянию качки по сравнению с сосудами горизонтального исполнения.

Также очень важно учитывать высокую степень стесненности в машинном отделении для исключения образования «карманов» на трубопроводах контура хладагента, которые должны монтироваться с определенными уклонами с целью обеспечения самодренирования.

Также, при проектировании судовой холодильной установки необходимо учитывать сложность выполнения монтажных и теплоизоляционных работ, уделяя особое внимание обеспечению доступа к запорной и регулирующей арматуре, а также к зонам обслуживания оборудования.

П: Какие компоненты, по вашему мнению, представляются наиболее важными в составе холодильных установок судового исполнения?

— Промышленная холодильная установка на судне представляет собой весьма сложный технологический механизм.
Все компоненты работают в единой взаимосвязанной цепочке.

Если сосуды, работающие под давлением, теплообменные аппараты, запорную и регулирующую арматуру, хоть и с определенными трудностями, но можно найти (заказать, произвести) на территории России, то с компрессорными агрегатами и насосами циркуляции хладагента дела обстоят плачевно. Это однозначно компоненты иностранного производства. Вот именно они, на наш скромный взгляд, и являются наиболее важными, потому что в настоящее время являются наименее доступными.

Также почти все компоненты для контура хладагента, использующего двуокись углерода (за исключением, наверное, сосудов, работающих под давлением, и теплообменных аппаратов) являются компонентами иностранного производства. Поэтому они также представляются наименее доступными.

Почти все холодильные масла (особенно для работы в контуре хладагента, использующего двуокись углерода) также являются импортным товаром. По крайней мере на текущий момент. С поставками необходимых масел также имеются проблемы.

П: Какие еще бывают сложности или отличия при проектировании и монтаже холодильных установок судового исполнения в сравнении с установками берегового исполнения?

— Главные сложности, и они же отличия, холодильных установок судового исполнения, по сравнению с установками берегового исполнения, следующие:

— наличие вибрации судна;

— наличие качки судна;

— крайне ограниченное пространство машинного отделения для размещения компонентов холодильной установки (получаем сложности с доступом к холодильному оборудованию при выполнении работ по сервисному обслуживанию и ремонту; приходится ограничивать объем сосудов, работающих под давлением, и теплообменных аппаратов, бороться за всяческое снижение объемов заправки рабочих сред (например, холодильного агента); тщательно проверять качество сварочных швов между участками трубопроводов, доступ к которым после окончательного монтажа будет крайне затруднен);

— коррозионная агрессивность забортной морской воды, используемой в качестве основной охлаждающей среды (приходится применять специальные коррозионностойкие материалы, антикоррозионную защиту и т.д.);

— наличие биологической активности в забортной морской воде (чревато забиванием теплообменных аппаратов и образованием биологических отложений на теплообменных поверхностях в виде мелких рачков, ракушек и т.д.);

— повышенные требования к надежности оборудования (возможность проведения ремонта холодильного оборудования в открытом море, при качке, и с забитыми продукцией трюмами представляется маловероятной).

Все это влияет на конструктив компонентов в борьбе за максимально возможную компактность размещения, ведет к повышению стоимости теплообменных аппаратов (из-за необходимости применения коррозионностойких материалов, антикоррозионной защиты, из-за усложнения конструкции (приходится применять демпфирующие перегородки в теплообменных аппаратах)).

П: А встречаются ли обращения от заказчиков по поводу модернизации холодильного оборудования на уже эксплуатируемых судах?

— Пока таких обращений в адрес компании «ОК» не было. Но на существующих объектах, имеющих в своем составе холодильные установки берегового исполнения, наша компания уже более 30 лет успешно реализует проекты по техническому перевооружению, включающему в себя замену отработавшего свой ресурс или морально устаревшего существующего холодильного оборудования. Этот опыт, в случае необходимости, абсолютно аналогично может быть применен и к существующим холодильным установкам судового исполнения.

П: Применяются ли в работе компании «ОК» какие-либо САПР (Средства Автоматизированного Проектирования) на этапах, предшествующих этапу монтажа компонентов холодильной установки с целью их объединения в общую систему? Используете ли в вашей практике моделирование систем в цифровой среде до монтажа?

— Да, наши специалисты из Проектного отдела на этапе проектирования или корректировки документации от стороннего разработчика всегда используют графические программы для 2D- и 3D-моделирования, а также специализированные расчетные программы для подбора компрессорного, насосного, теплообменного и емкостного оборудования, запорной и регулирующей арматуры, расчета трубопроводов. Это помогает в дальнейшем избежать ошибок при проектировании и сократить сроки разработки и выпуска проектной документации.

П: Какие хладагенты используются в проектах компании «ОК»?

— Исторически компания «ОК» специализируется на создании крупных промышленных холодильных установок, использующих в качестве холодильных агентов вещества природного происхождения, а именно Аммиак (химическая формула NH3, код холодильного агента R717) и Двуокись углерода (химическая формула CO2, код холодильного агента R744).

Если возникает возможность создать крупную промышленную холодильную установку, использующую в качестве холодильного агента какой-нибудь современный фреон, например, R507a, мы не отказываемся от такой возможности.

Однако на сегодняшний день приоритетными холодильными агентами для компании «ОК» являются именно аммиак и двуокись углерода.

Идеальный холодильный агент должен обладать, в нашем понимании, следующими характеристиками:

— высокой удельной холодопроизводительностью (то есть 1 кг хладагента в процессе испарения должен поглощать максимально возможное количество теплоты от охлаждаемого продукта);

— быть безопасным (максимально нейтральным по отношению к металлам и эластичным уплотнительным материалам, невоспламеняемым или трудновоспламеняемым, взрывобезопасным, нейтральным для озонового слоя, биоразлагаемым в природных условиях с течением времени);

— быть недорогим;

— обеспечивать невысокое давление конденсации;

— обеспечивать избыточное давление в испарителе;

— создавать минимальные потери (минимальное количество паразитного пара при вскипании) в дорсальном узле холодильной установки.

Повторюсь, выше перечислены характеристики идеального холодильного агента. Реальные холодильные агенты, конечно же, имеют как определенные важные преимущества, так и некоторые недостатки. Но, по совокупности преимуществ, на сегодняшний день наиболее перспективными холодильными агентами для крупных промышленных холодильных установок, с точки зрения компании «ОК», являются аммиак и двуокись углерода.

П: Что в настоящее время представляет из себя автоматизированная система управления современной холодильной установкой?

— Ранее, для обеспечения возможности работы холодильной установки, в качестве системы автоматизированного управления использовалась релейная схема управления и питания. Из-за конструктивных особенностей и характеристик такой системы переложить весь функционал по управлению оборудованием с оператора (машиниста холодильных установок) на подобную систему управления. Поэтому холодильная установка, включая технологические трубопроводы, оснащалась большим количеством показывающих датчиков: температуры, давления, расхода и т.п., что позволяло оператору контролировать технологический процесс выработки холода и, при необходимости, вносить в него изменения и корректировки.

Преимуществами такой системы являются ремонтопригодность в «полевых» условиях, а ее основным недостатком является увеличенное количество обслуживающего холодильную установку персонала.

С учетом развития современной техники и появления промышленных контроллеров появилась возможность «переложить» практически весь функционал по управлению холодильной установкой на автоматизированную систему управления на базе логических контроллеров.

В частности, для управления каким-либо локальным оборудованием или технологическим узлом холодильной установки, используется соответствующая локальная система автоматизированного управления на базе узкоспециализированного контроллера (набора контроллеров) с изначально загруженным программным обеспечением. Задачей инженера, в настоящий момент, является правильная настройка параметров локальной САУ (Системы Автоматизированного Управления).

Для обеспечения функционирования холодильной установки в целом, в щите автоматики в настоящее время применяется промышленный свободно программируемый контролер. Задачей программиста, в данном случае, является «перенести» идею проектировщиков, разрабатывающих алгоритм работы холодильной установки, в соответствующий программный код. А также задачей программиста является объединение в единую систему управления всех локальных САУ и представление оператору (машинисту холодильной установки), при помощи человеко-машинного интерфейса (HMI (Human Machine Interface) панель, АРМ (Автоматизированное Рабочее Место) оператора), возможности отслеживать работу холодильной установки и, при необходимости, вносить изменения и корректировки в процесс выработки холода. Также появилась возможность в автоматическом режиме вести и архивировать журналы событий и просматривать интересующие тренды за интересующий период времени в виде графиков.

Релейная схема, в настоящий момент, как правило, используется только в качестве ПАЗ (ПротивоАварийная Защита), что продиктовано требованиями действующих нормам и правил.

Достоинствами современной системы управления на базе промышленного свободно программируемого контроллера являются возможность полноценного анализа всех технологических процессов, гибкость в управлении, уменьшение количества обслуживающего персонала холодильной установки.

Основным недостатком такой системы является повышенное требование в части профессиональных знаний и навыков у обслуживающего персонала холодильной установки.

В заключение напомню, что специалисты компании «ОК» задействованы в разработке программы управления для каскадной холодильной установки судового исполнения на вышеупомянутых морозильных траулерах проекта СТ-192.

Мы понимаем технологический процесс выработки холода и адаптируем режим работы холодильной установки под технологические нужды процесса обработки рыбной продукции на конкретном рыбопромысловом судне.