Балластные насосы — это судовые центробежные агрегаты, предназначенные для приёма, перекачки и откачки водяного балласта в цистернах судна с целью управления осадкой, дифферентом и креном, обеспечивающие остойчивость и плавучесть на всех режимах эксплуатации. Применяются на морских и речных грузовых судах, танкерах, контейнеровозах, судах технического флота, паромах и военных кораблях — везде, где балластная вода составляет 25–50 % водоизмещения и её перераспределение является частью повседневных операций. Ошибка при подборе насоса по производительности или материалу — аварийная остановка в рейсе или преждевременный коррозионный выход из строя за несколько месяцев вместо нормативных 8–12 лет.
Дальше по порядку: классификация судовых насосов балластно-осушительных систем, технические характеристики, требования Российского морского регистра судоходства (РМРС) и Конвенции BWM 2004, критерии подбора и нормативная документация при поставке. Написано для судовым механикам, проектировщикам СЭУ и снабженцам судостроительных предприятий и судовладельцев.
Нужна помощь с подбором оборудования?
Инженеры «Ленгидропром» проведут расчёт и подберут насос под ваши задачи. Ответ в течение 1-2 рабочих дней.
+7 (812) 270-75-74 / +7 (993) 960-64-88
Нормативная база
Требования к балластным насосам морских судов устанавливают: Правила классификации и постройки морских судов РМРС (Часть VII «Механические установки», Часть IX «Механизмы»), СОЛАС-74 (гл. II-1, правила о водонепроницаемости и насосных системах), Международная конвенция о контроле балластных вод и осадков BWM 2004 (Правила D-1, D-2, вступила в силу для всех судов с 8 сентября 2017 г.), МАРПОЛ 73/78 (Приложение I — требования к обращению с нефтесодержащими трюмными водами). По Правилам РМРС балластная система обслуживается не менее чем одним насосом; осушительная — не менее чем двумя независимыми насосами с механическим приводом. Производительность насосов балластной системы рассчитывается из условия откачки всего балласта за 4–10 часов. Насосы для цистерн двойного дна — самовсасывающего типа.
Балластные насосы судна: назначение и роль в обеспечении безопасности мореплавания
Балластная система судна — это совокупность цистерн (форпиковой, ахтерпиковой, цистерн двойного дна, диптанков, бортовых), трубопроводов и насосов, обеспечивающих приём и откачку водяного балласта — забортной воды. На сухогрузных судах объём балласта составляет 25–30 % водоизмещения, на танкерах — 35–50 %. Без правильно работающей балластной системы судно не может нормально грузиться и разгружаться в порту: при выгрузке груза без одновременного приёма балласта судно всплывает выше проектной ватерлинии, теряет остойчивость и мореходность, а при перегрузке без откачки балласта — уходит глубже, что грозит посадкой на мель и перегрузкой корпусных конструкций.
Балластный насос работает в двух принципиально разных режимах. При загрузке балласта насос подаёт забортную воду через кингстоны в цистерны. При разгрузке — откачивает воду из цистерн за борт через забортный клапан. Перекачка балласта между цистернами без выброса за борт применяется для ликвидации крена и дифферента прямо в рейсе. Время полного заполнения или опорожнения балластных цистерн является проектным параметром: по нормам РМРС для грузового судна — от 4 до 10 часов, для танкера — до 6 часов, для паромов и пассажирских судов с активной антикреновой системой — от 15 до 30 минут. Это и определяет требуемую производительность насоса: от 100 м³/ч на малотоннажных судах до 4 000 м³/ч на крупных танкерах.
С 2019 года все суда, совершающие международные рейсы, обязаны соответствовать Конвенции BWM 2004 (Международная конвенция о контроле балластных вод): балластная вода перед сбросом за борт должна проходить через систему обработки (СУБВ — система управления балластными водами), уничтожающую чужеродные водные организмы. Интеграция СУБВ в балластную систему повышает требования к насосу по давлению (до 3–5 бар вместо стандартных 1,5–2 бар) и часто требует применения насосов с более высокими характеристиками по напору.
Типы судовых насосов балластно-осушительных систем
Насосы балластных и смежных судовых систем классифицируются по выполняемой функции. По Правилам РМРС Регистр допускает взаимозаменяемость насосов разного назначения при условии соответствия их по производительности и напору — это сокращает общее количество насосного оборудования на судне, но увеличивает требования к надёжности каждого агрегата.
| Тип насоса | Назначение | Производительность | Конструкция |
|---|---|---|---|
| Балластный | Приём / откачка водяного балласта в основных цистернах | 100–4 000 м³/ч | Центробежный самовсасывающий, горизонтальный или вертикальный |
| Осушительный (трюмный) | Удаление воды из форпика, ахтерпика, трюмов, МКО | 15–400 м³/ч | Центробежный самовсасывающий с высотой всасывания 5–6 м |
| Креновый | Перекачка воды в цистерны для ликвидации крена | 120–2 000 м³/ч | Центробежный или осевой, высокопроизводительный |
| Дифферентный | Перекачка воды между форпиком и ахтерпиком для коррекции дифферента | 80–600 м³/ч | Центробежный самовсасывающий |
| Зачистной | Выкачка остатков воды/груза из балластных и грузовых цистерн | 20–200 м³/ч | Самовсасывающий центробежный или поршневой (ручной) |
Наиболее ответственные позиции — балластный и осушительный насосы: они предусмотрены Правилами РМРС в обязательном порядке. Ниже — ключевые параметры и особенности каждого типа.
Балластный насос
Основной агрегат балластной системы. Центробежный самовсасывающий с электроприводом. Перекачивает забортную морскую воду в цистерны и обратно за борт. По Правилам РМРС — не менее одного независимого насоса; на нефтеналивных судах — минимум два, включая дополнительный для носовых цистерн.
- Производительность: 100–4 000 м³/ч
- Напор: 15–50 м вод.ст.
- При интеграции СУБВ: напор до 50–80 м
- Материал: морская бронза / AISI 316L
- Тип: самовсасывающий центробежный
Осушительный (трюмный) насос
Удаляет воду из льял (приёмных колодцев) трюмов, форпика и ахтерпика, МКО. По Правилам РМРС — не менее двух независимых насосов с механическим приводом. Обязательное требование: самовсасывание с высотой до 5–6 м для работы при критическом осушении льял.
- Производительность: 15–400 м³/ч
- Высота всасывания: 5–6 м
- Напор: 20–40 м
- Материал: морская бронза / чугун с покрытием
- Управление: местное + дистанционное
Креновый насос
Высокопроизводительный центробежный или осевой насос для быстрого перекачивания воды между бортовыми цистернами крена. На судах с активными антикреновыми системами (паромы, пассажирские суда, авианосцы) время ликвидации крена — 10–30 минут. Осевой тип предпочтителен при малом напоре и больших расходах.
- Производительность: 120–4 000 м³/ч
- Напор: 5–20 м
- Тип: осевой (пропеллерный) или центробежный
- Материал: нержавеющая сталь AISI 316L
- Управление: автоматическое (АКС)
Дифферентный насос
Перекачивает водяной балласт между форпиком и ахтерпиком для исправления дифферента — продольного наклона судна. Важен при неравномерном расположении груза и на подводных лодках, где управление дифферентом критично для погружения и всплытия. Конструктивно — самовсасывающий центробежный.
- Производительность: 80–600 м³/ч
- Напор: 20–35 м
- Материал: морская бронза / AISI 316L
- Привод: электрический
Технические характеристики балластных насосов
| Параметр | Значение (диапазон) |
|---|---|
| Производительность (Q) | от 15 до 4 000 м³/ч (в зависимости от типа судна и системы) |
| Напор (H) | 15–50 м вод.ст. (стандартный балластный) / до 80 м (с интегрированной СУБВ) |
| Рабочее давление | до 5 бар (0,5 МПа) — стандарт; до 8 бар — для систем с СУБВ |
| Температура перекачиваемой среды | от −2 °C (арктическое исполнение) до +45 °C (тропики) |
| Высота самовсасывания | не менее 5–6 м (требование РМРС для осушительных насосов цистерн двойного дна) |
| Перекачиваемая среда | Морская вода, забортная солёная вода, водяной балласт с механическими примесями до 150 г/м³ |
| Материал проточной части | Морская бронза (HAl60-1-1, CuSn5Pb5Zn5); AISI 316L; дуплекс 2205 (для СУБВ и высокосолёных вод) |
| Материал корпуса | Ковкий чугун GGG-40 с эпоксидным покрытием; углеродистая сталь WCB; морская бронза |
| Тип уплотнений | Одинарные торцевые (AISI 316 / SiC) или двойные — для вредных сред по МАРПОЛ |
| Привод | Электрический (380 В / 440 В, 50/60 Гц) или дизельный аварийный |
| Рабочее положение | Горизонтальное или вертикальное — насос сохраняет работоспособность при крене до 15° и дифференте до 5° |
| Класс взрывозащиты (на танкерах) | ExdIIBT4 или выше — для насосов в насосных отделениях нефтеналивных судов |
Конструкция балластного насоса и требования к судовому исполнению
Типовой балластный насос морского судна — одноступенчатый горизонтальный центробежный агрегат с боковым или осевым входом, электроприводом и самовсасывающим устройством. Ключевое требование конструкции — надёжная работа при крене судна до 15° и дифференте до 5°: стандартная насосная компоновка без специальных мер при таком наклоне теряет всасывающую способность из-за оголения приёмного патрубка. Поэтому на всех серьёзных судовых насосах применяется специальная схема расположения всасывающего трубопровода с сифонным эффектом или дополнительный приёмник из льял, обеспечивающий всасывание при неблагоприятных углах наклона. Вертикальное исполнение насоса (мотор сверху) занимает меньше места в насосном отделении и предпочтительно при стеснённой компоновке.
Материал — главный конструктивный параметр для судового насоса. Морская вода содержит хлориды от 15 000 до 36 000 мг/л, растворённые соли магния, натрия и кальция, а в прибрежных портах — загрязнения нефтепродуктами и биологически активными веществами. Стандарт судового насостроения — морская бронза: сплавы HAl60-1-1 (алюминиевая бронза) или CuSn5Pb5Zn5 (оловянная бронза) обеспечивают ресурс 10–12 лет в морской воде при правильном обслуживании. На судах, работающих в Арктике, в балластных водах с высоким содержанием соли (Баренцево, Карское море — до 35 ‰) или на танкерах с интегрированной СУБВ, применяется AISI 316L или дуплекс 2205. Чугунные насосы с эпоксидным покрытием — бюджетный вариант для речных и прибрежных судов; для морской эксплуатации их ресурс без регулярного освидетельствования не превышает 3–5 лет.
Торцевые уплотнения балластного насоса работают в контакте с морской водой, содержащей взвешенные частицы песка и биологических объектов. Стандартное исполнение — одинарное торцевое уплотнение из нержавеющей стали с уплотнительными кольцами из SiC (карбид кремния). Для насосов на нефтеналивных судах, где балластная вода может содержать остаточные следы нефти, применяются двойные торцевые уплотнения с барьерной жидкостью во избежание экологических инцидентов по МАРПОЛ. Мощность привода балластного насоса — от 15 кВт (малое судно) до 450 кВт (крупный балкер или танкер).
Типичная ошибка: применение промышленного насоса вместо судового
На ряде малых судов и буксиров для замены штатного балластного насоса устанавливают промышленные центробежные насосы в стандартном исполнении — из-за их более низкой цены и наличия на складе. Промышленный насос не имеет класса РМРС, не рассчитан на работу при крене и дифференте, его уплотнения не предназначены для морской воды, а подшипники и корпус — для атмосферы машинного отделения морского судна (солёный туман, вибрация главного двигателя, температура МКО 40–55 °C). Такой насос выходит из строя через 6–18 месяцев вместо расчётных 8–10 лет и лишает судно свидетельства о соответствии РМРС при следующем освидетельствовании. Единственное правильное решение — насос с классом РМРС или одобрением МАКО (IACS), поставляемый с сертификатом типового одобрения.
Как выбрать балластный насос под конкретное судно
Подбор балластного насоса начинается с определения суммарного объёма балластных цистерн судна и нормативного времени их заполнения/опорожнения — это задаёт требуемую производительность. Параллельно устанавливаются материал и класс одобрения по регистру классификации, которому приписано судно.
- Определить суммарный объём балластной системы и расчётное время опорожнения. Производительность насоса Q (м³/ч) = суммарный объём балластных цистерн (м³) / нормативное время откачки (ч). Для грузового судна норма — 4–10 часов; для паромов и судов с активными антикреновыми системами — 15–30 минут на перекачку из борта в борт. Полученное значение Q округляется вверх до ближайшего типоразмера насоса.
- Установить требуемый напор. Стандартный балластный насос без СУБВ — напор 15–30 м. С установленной СУБВ — дополнительные потери давления в фильтрах и УФ-блоке составляют 1,5–4 бар; итоговый напор может достигать 50–80 м. Уточнение — по спецификации конкретной СУБВ.
- Выбрать материал по типу воды и региону плавания. Для морских судов в умеренных широтах — морская бронза (HAl60-1-1). Для судов арктического плавания, танкеров и судов с СУБВ — AISI 316L. Для судов, работающих в высокосолёных морях (Красное море — до 43 ‰) или при интеграции с СУБВ высокого давления — дуплекс 2205. Речные и внутренние суда — чугун с покрытием или бронза.
- Проверить высоту самовсасывания. Для насосов осушительной системы и насосов цистерн двойного дна Правила РМРС требуют самовсасывание не менее 5 м. Для балластных насосов требование ниже, но при расположении кингстонов ниже насоса наличие самовсасывания критично для пуска в работу.
- Уточнить требования по классу регистра и взрывозащите. Судно должно иметь действующий класс одного из признанных классификационных обществ: РМРС, DNV, LR, ABS, BV, Class NK. Насос должен иметь одобрение того же общества или быть признан им в рамках соглашений МАКО (IACS). На нефтеналивных судах — насосы в насосном отделении обязательно в исполнении Ex (взрывозащищённый двигатель) по ТР ТС 012/2011 / ATEX Directive 2014/34/EU.
- Учесть работу при крене и дифференте. По Правилам РМРС насосы и их приводы должны сохранять работоспособность при длительном крене 15° и дифференте 5°. Конкретные требования — в Правилах классификации и постройки морских судов, Часть VII, разд. 2.3.
Пример из практики: подбор балластного насоса для балкера
Балкер дедвейтом 35 000 т, суммарный объём балластных цистерн — 8 200 м³ (форпик 450 м³, ахтерпик 380 м³, цистерны двойного дна 7 370 м³), нормативное время откачки — 6 часов. Расчётная производительность: 8 200 / 6 = 1 367 м³/ч → принят насос Q = 1 400 м³/ч. Судно работает в акватории Балтийского и Северного морей (солёность 8–35 ‰), оснащается СУБВ с дополнительными потерями 2,5 бар — итоговый напор 45 м. Материал: AISI 316L. Класс: РМРС. Взрывозащита: не требуется (балластное отделение не в опасной зоне). Установлен один балластный насос 1 400 м³/ч, Q = 45 м, мощность привода 220 кВт, плюс один осушительный 120 м³/ч в качестве резерва для аварийного осушения. Оба насоса имеют сертификат РМРС и одобрение DNV (судно зарегистрировано под флагом Норвегии).
При замене насоса на эксплуатирующемся судне обязательно уточнение строительного проекта или ТУ на систему: диаметр приёмных и напорных патрубков, высота всасывания, допустимые габариты агрегата в насосном отделении. Для формирования КП запросите паспорт системы или спецификацию заменяемого насоса — «Ленгидропром» подберёт аналог или полное соответствие с одобрением РМРС.
Сертификация и одобрение балластных насосов регистром
Все насосы судовых балластных и осушительных систем подлежат одобрению классификационного общества, класс которого имеет судно. Российский морской регистр судоходства (РМРС) и иностранные классификационные общества, входящие в МАКО (IACS) — DNV, Lloyd's Register (LR), ABS, Bureau Veritas (BV), Class NK — взаимно признают одобрения в рамках соглашений об унифицированных требованиях МАКО. Насосы с одобрением DNV или LR принимаются РМРС при освидетельствовании без дополнительных испытаний.
Процедура одобрения насоса включает: анализ конструкторской документации в бюро регистра, испытания образца на соответствие заявленным характеристикам (Q-H-η, высота всасывания, работа при крене), проверку материальных сертификатов, испытание уплотнений и арматуры на герметичность. Результат — свидетельство о типовом одобрении (Type Approval Certificate) на серию насосов, действительное 5 лет. При поставке насоса на конкретное судно выдаётся сертификат на изделие (Product Certificate) с подписью инспектора регистра. Для балластных насосов, интегрированных в СУБВ, отдельно проходит одобрение системы управления балластными водами по Конвенции BWM 2004.
Стандартный пакет документов при поставке судового насоса
Свидетельство о типовом одобрении РМРС (или иного МАКОвского общества) на серию насосов, сертификат на изделие с подписью инспектора регистра, паспорт насоса с заводским номером, материальные сертификаты EN 10204 3.1 на бронзу или нержавеющую сталь проточной части, протокол заводских приёмочных испытаний (FAT) с кривыми Q-H-η и высотой самовсасывания, инструкция по монтажу и эксплуатации (на русском языке), ведомость ЗИП, для взрывозащищённого исполнения — сертификат Ex по ТР ТС 012/2011.
Сертификаты и авторизации
ООО «ЛЕНГИДРОПРОМ» — официальный дилер ведущих производителей насосного оборудования для судостроения и судоремонта.
Часто задаваемые вопросы
Чем балластный насос отличается от осушительного? Можно ли использовать один насос вместо двух?
Какой материал выбрать для балластного насоса — бронзу или нержавеющую сталь?
Обязательно ли балластный насос на грузовом судне должен иметь одобрение РМРС?
Что такое Конвенция BWM 2004 и как она влияет на требования к балластному насосу?
Нужен ли взрывозащищённый балластный насос на танкере?
Чем отличается креновый насос от балластного? Почему для кренования нужен отдельный агрегат?
Насос должен работать при крене — что это означает на практике?
Каков ресурс балластного насоса морского судна и как продлить его срок службы?
Какие данные нужны для подбора балластного насоса?
Каков срок поставки балластного насоса с одобрением РМРС?
Работаете ли по 44-ФЗ и 223-ФЗ на поставку судового насосного оборудования?
Какие документы прилагаются к балластному насосу при поставке?
Нужна помощь с подбором оборудования?
Инженеры «Ленгидропром» проведут расчёт и подберут насос под ваши задачи. Ответ в течение 1-2 рабочих дней.
+7 (812) 270-75-74 / +7 (993) 960-64-88