Шифр «Опреснение

Требования к качественным, функциональным и техническим
характеристикам выполняемой опытно-конструкторской работы
«Разработка импортозамещающих экспериментальных образцов
установки опреснения и высокоэффективного минерализатора
дистиллятора для судов малого и среднего водоизмещения»
Шифр «Опреснение»
1. Роль и место темы (продукции) в решении проблем в сфере
государственных интересов
Ключевым вопросом жизнеобеспечения экипажей кораблей и судов является
питьевое водоснабжение. Получение пресной воды на судах осуществляется путем
опреснения морской воды в опреснительных установках. В настоящее время
широко используются опреснительные установки двух типов: выпарные
(дистилляционные) и мембранные (обратноосмотические).
Проблемы по обратноосмотическим опреснительным установкам
К настоящему времени технология обратного осмоса хорошо отработана,
обратноосмотические установки широко применяются на судах и кораблях всех
классов и назначений. Опресненная вода по солевому составу пригодна для
питьевых целей, а при двухступенчатом опреснении получается обессоленная вода,
пригодная для технических целей (подпитка котлов высокого давления, заправка
аккумуляторных батарей и др.). Особенно удобны установки обратного осмоса для
размещения на судах малого и среднего водоизмещения с небольшими экипажами.
Однако, в России технология создания обратноосмотических опреснительных
установок на отечественной элементной базе не реализована.
Проблемы по минерализаторам дистиллята.
Дистиллят, получаемый на современных дистилляционных опреснительных
установках (ДОУ), в чистом виде для питья не пригоден из-за его высокой
агрессивности в отношении человеческого организма.
Согласно рекомендациям российских и международных санитарных органов,
для использования в питьевых целях дистиллят необходимо подвергать
дополнительному обогащению минеральными солями.
До последнего времени на отечественных судах применялся только один
метод минерализации дистиллята - дозирование в воду концентрированных
растворов химически чистых солей NaHSO4 , MgSO4, CaCl2, NaHCO3 и NaF. Для
введения реагентов в дистиллят используются судовые минерализаторы МВ5 или
МВ50, выпускаемые по техническим условиям ОСТ5.5361-78.
Ввиду дефицитности и дороговизны покупных реагентов (около 10 долларов
на 5 м3 дистиллята), а также из-за трудоемкости и продолжительности их
дозирования в воду, минерализаторы дистиллята типа МВ на судах практически не
используются.
На зарубежных судах применяются безреагентные методы минерализации:
дистиллят фильтруют через природные минералы, способные к медленному
растворению в присутствии углекислого газа, образующегося в процессе
опреснения морской воды. При этом дистиллят обогащается ионами кальция,
магния, сульфат- и бикарбонат-ионами и др.
Актуальность темы
Опираясь на известный отечественный и зарубежный опыт и современные
требования к качеству питьевой воды, в рамках данной ОКР предполагается
разработать технологию и создать импортозамещающие действующие
экспериментальные
образцы
малогабаритной
обратноосмотической
опреснительной установки и высокоэффективного минерализатора дистиллята для
судовых систем.
Малогабаритные опреснительные установки могут найти применение на
судах малого и среднего водоизмещения. Безреагентные минерализаторы могут
найти широкое применение, как при проектировании новых судов, так и при
ремонте действующих.
Разработка импортозамещающих экспериментальных образцов установки
опреснения и высокоэффективного минерализатора дистиллята для судов малого и
среднего водоизмещения является актуальной, т.к. успешное решение данной
задачи позволит обеспечивать отечественные суда высококачественной питьевой
водой на основе оборудования российского производства.
2. Цели, задачи и исходные данные для проведения работы
2.1. Цели работы:
2.1.1. По обратноосмотической установке:
 исследования по выбору перспективных путей опреснения морской воды
для судов среднего и малого водоизмещения;
 разработка малогабаритного импортозамещающего экспериментального
опреснителя с низким энергопотреблением для судов среднего и малого
водоизмещения и энергонезависимого для аварийного случая;
 проведение исследований и испытаний макетов экспериментальных
образцов опреснителей;
 разработка технического задания (ТЗ) на ОКР.
2.1.2. По минерализатору дистиллята:
 разработка технологии и создание экспериментального образца
отечественного высокоэффективного минерализатора дистиллята для судовых
систем.
 обеспечение предприятий-изготовителей технологией и конструкторской
документацией
при
производстве
отечественных
импортозамещающих
минерализаторов дистиллята для комплектации судового санитарного
оборудования на борту морских судов и судов класса «река-море».
2.1.3. По ОКР в целом:
 выполнение работ по технологическому направлению № 6 «Технологии
судового машиностроения, судовых энергетических установок и систем»
Федеральной целевой программы «Развитие гражданской морской техники» на
2009-2016 годы. Комплекс работ 6.4. «Технологии создания судовых агрегатов,
систем и устройств (электротехника, движение, управление, грузовые операции,
обеспечение жизнедеятельности)».
2.2. Задачи работы:
2.2.1. Проведение исследований в обоснование новых технологий опреснения
и минерализации дистиллята.
2.2.2. Разработка
рабочей
конструкторской
документации
на
экспериментальные образцы
опреснительной установки и минерализатора
дистиллята.
2.2.3. Изготовление
экспериментальных
образцов
опреснителя
и
минерализатора дистиллята.
2.2.4. Проведение стендовых испытаний.
2.2.5. Составление научно- технического отчета по теме.
2.3. Исходные данные для выполнения работы:
 результаты анализа российской и зарубежной информации о разработках
и опыте эксплуатации судовых опреснительных установок, реализующих методы
дистилляции и обратного осмоса;
 результаты анализа российской и зарубежной информации о разработках
и опыте эксплуатации минерализаторов дистиллята безреагентной конструкции;
 отраслевые руководящие документы, методики и нормативы,
применяемые при проектировании и производстве;
 действующие Правила классификации и постройки морских судов
Российского морского регистра судоходства, Правила классификации и постройки
газовозов Российского морского регистра судоходства;
 результаты ранее выполненных НИР и ОКР.
3. Содержание работы
Работы выполняются в один этап.
Выполнение анализа существующих методов опреснения морской воды.
Обоснование выбора методов опреснения для судовых систем, в том числе
для использования в аварийных условиях.
Разработка и изготовление экспериментального образца малогабаритной
импортозамещающей обратноосмотической опреснительной установки.
Проведение испытаний экспериментального образца опреснителя.
Разработка проекта ТЗ на ОКР по созданию типоряда импортозамещающих
судовых опреснительных установок.
Анализ конструктивных особенностей судового санитарного оборудования
для приготовления питьевой воды из дистиллята, получаемого на борту судна от
опреснительных установок выпарного типа.
Экспериментальные исследования влияния различных карбонатсодержащих
природных материалов на скорость растворения и качество обогащения дистиллята
минеральными солями с целью выбора оптимальной карбонатсодержащей
загрузки.
Исследование свойств растворимости различных карбонатсодержащих
материалов при их дополнительной обработке (обжиг, степень фракционного
состава, смешивание различных загрузок).
Разработка
технологии
изготовления
минерализатора
дистиллята
безреагентной конструкции.
Разработка рабочей конструкторской документации на экспериментальный
образец импортозамещающего минерализатора дистиллята.
Создание экспериментального образца безреагентного минерализатора
дистиллята для судовых систем.
Испытания экспериментального образца минерализатора дистиллята на
дистилляте от судовой дистилляционной опреснительной установки.
Разработка предложений по типоразмерному ряду и освоению в производстве
импортозамещающих минерализатора дистиллята безреагентной конструкции и
опреснительных установок.
Технико-экономическая
оценка
реализации
импортозамещающих
минерализаторов дистиллята безреагентной конструкции и опреснительных
установок в судовых системах.
Проведение патентных исследований.
По окончании всей работы Заказчику представляются:
Научно-технический отчет по результатам выполнения проектных работ и
проведенных исследований.
Комплект
конструкторской
документации
на
изготовление
экспериментального
образца
малогабаритной
импортозамещающей
обратноосмотической опреснительной установки.
Экспериментальный образец малогабаритной импортозамещающей
обратноосмотической опреснительной установки.
Протоколы испытаний экспериментального образца опреснителя.
Проект ТЗ на ОКР по созданию типоряда импортозамещающих судовых
опреснительных установок.
Технология изготовления минерализатора дистиллята безреагентной
конструкции.
Комплект
конструкторской
документации
на
изготовление
экспериментального образца импортозамещающего минерализатора дистиллята.
Экспериментальный
образец
безреагентного
импортозамещающего
минерализатора дистиллята для судовых систем.
Протоколы испытаний экспериментального образца минерализатора
дистиллята на дистилляте от судовой дистилляционной опреснительной установки.
Предложения по типоразмерному ряду и освоению в производстве
импортозамещающих минерализатора дистиллята безреагентной конструкции и
опреснительных установок.
Технико-экономическая
оценка
реализации
импортозамещающих
минерализаторов дистиллята безреагентной конструкции и опреснительных
установок в судовых системах.
Отчет о патентных исследованиях.
Перечень объектов интеллектуальной собственности, созданных в процессе
выполнения работ (представляется в составе отчетной документации).
Перечень работ, выполненных за счет внебюджетных средств (представляется
в составе отчетной документации).
Предложения по внедрению результатов работы.
Заключение Российского морского регистра судоходства или компетентных
организаций Росморречфлота по результатам работы.
Демонстрационные материалы для презентации результатов ОКР в формате
Microsoft Power Point.
Заказчик предоставляет право участнику закупки наряду с обязательным
исполнением сформулированных Заказчиком обязательных требований к
содержанию работы вносить дополнительные предложения, направленные на
достижение цели работы.
Участник закупки должен указать порядок и методологию выполнения
работы.
Сроки выполнения этапов работы согласовываются Исполнителем и
Заказчиком при заключении Контракта.
4. Основные требования к выполнению исследования или разработки
4.1. В результате выполнения работы должны быть достигнуты цели и
задачи, указанные в пункте 2 настоящих Требований.
4.2. Содержание работы и ее результаты по этапам должны соответствовать
пункту 3 настоящих Требований.
4.3. Судовые опреснительные установки предназначены для применения на
судах малого и среднего водоизмещения для обеспечения питьевой, мытьевой и
технологической водой.
4.4. Минерализатор дистиллята предназначен для применения на судах
малого и среднего класса в качестве основного оборудования приготовления
питьевой воды из дистиллята.
4.5. Должны обеспечиваться следующие технические характеристики для
опреснительной установки:
4.5.1. Опреснительные установки должны быть построены по блочно –
модульному типу.
4.5.2. Производительность единичного модуля должна быть не менее 25 л
воды в час.
4.5.3. Время непрерывной работы должно быть не менее 8 часов.
4.5.4. Масса единичного модуля установки должна быть не более 15 кг.
4.5.5. Система
автоматического
управления
должен
обеспечивать
3
работоспособность установок производительностью до 12 м / сутки.
4.5.6. Режим работы установки – периодический.
4.5.7. Время предпусковой подготовки установки должно быть не более 30
минут;
4.5.8. Время установления рабочего режима установки не должно превышать
10 минут.
4.6. Должны обеспечиваться следующие технические характеристики для
минерализатора дистиллята:
4.6.1. Минерализатор дистиллята должен обеспечивать насыщение
«свежеприготовленного» дистиллята солями до уровня не менее 125 мг/л.
4.6.2. Производительность экспериментального образца минерализатора
должна быть не менее 5 м3/сутки.
4.6.3. Должна быть обеспечена возможность эксплуатации оборудования в
судовых условиях при:
 температуре дистиллята до плюс 50ºС;
 рабочем давлении дистиллята до 0,6 мПа.
4.6.4. Масса и габаритные размеры минерализаторов дистиллята должны
обеспечить минимальные размеры судового оборудования.
4.6.5. Должны быть обеспечены антикоррозийные требования эксплуатации
при постоянном контакте с водой.
4.6.6. Работоспособность минерализатора должна быть подтверждена
испытаниями совместно с судовой дистилляционной опреснительной установкой
типа Д.
4.7. Должны выполняться требования Российского морского регистра
судоходства, предъявляемые к судовому оборудованию, в том числе:
 климатические: исполнение ОМ4 по ГОСТ 15150-69;
 по живучести и стойкости к внешним воздействиям, в том числе к
бортовой и килевой качке;
 по надежности (не менее 0,95) и сроку службы (не менее 12 лет);
 по эргономике и технической эстетике;
 по эксплуатации, удобству технического обслуживания, ремонта и
хранения.
4.8. Создаваемые экспериментальные образцы должны удовлетворять
действующим требованиям охраны труда и защиты окружающей среды.
4.9. При проектировании должен обосновываться рациональный типовой ряд
минерализаторов дистиллята, соответствующий типовому ряду опреснительных
установок типа «Д».
4.10. Для выполнения требований по унификации и стандартизации в
разрабатываемых образцах должны в максимальной степени применяться
стандартные и унифицированные материалы, компоненты, узлы и детали.
4.11. Сырье, материалы и комплектующие компоненты должны
использоваться из отвечающей современному техническому уровню номенклатуры
продукции российского производства.
4.12. Разрабатываемые технологии должны обеспечить исключение поставок
зарубежного оборудования опреснения и минерализации дистиллята для судов
малого и среднего водоизмещения.
4.13. На этапе разработки документации экспериментальных образцов
должно выполняться технико-экономическое обоснование разработки с
определением следующих показателей:
 стоимость и продолжительность разработки опытных образцов, а также
подготовки и освоения серийного производства;
 ориентировочная полная стоимость жизненного цикла образца;
 сравнительные технико-экономические показатели разрабатываемого
образца и лучших образцов аналогичного типа.
4.14. На всех этапах работы должны проводиться патентные исследования
для своевременного оформления правоохранных документов.
4.15. Разрабатываемое оборудование должно обладать технологичностью,
обеспечивающей возможность последующего единичного или серийного
производства на специализированном российском предприятии.
4.16. Разработка должна осуществляться с обеспечением показателей
ожидаемой эффективности:
 превышение характеристик качества по сравнению с аналогами в части
экологической безопасности;
 улучшение экономичности;
 долговечность;
 импортозамещение.
4.17. Должны быть подготовлены предложения по внедрению результатов
работы.
4.18. Должны учитываться требования ФЦП «Развитие гражданской морской
техники» на 2009-2016 годы о достижении конкурентоспособности новой
российской продукции и обеспечении возможности импортозамещения.
5. Порядок рассмотрения и приемки работ
Организация, выполнение и отчетность по отдельным этапам ОКР и работе в
целом осуществляются в соответствии с действующими нормативными
требованиями:
 ГОСТ Р 15.201-2000 «Порядок разработки и постановки продукции на
производство»,
 ГОСТ 2.102-68 «Единая система конструкторской документации. Виды и
комплектность конструкторской документации»,
 ГОСТ 2.103-68 «Единая система конструкторской документации. Стадии
разработки»,
 ГОСТ 3.1102-81 «Единая система технологической документации. Стадии
разработки и виды документов»,
 ГОСТ Р 15.011-96 «Патентные исследования. Содержание и порядок
проведения»,
 ГОСТ 7.32-2001 «Отчет о научно-исследовательской работе. Структура и
правила оформления».
6. Предложения по внедрению созданной продукции
Результаты работы предполагается использовать при создании санитарных и
технологических судовых систем для морских судов и судов класса «река-море»:
 КБ-проектантами морской техники;
 предприятиями – изготовителями изделий судового машиностроения.
7. Индикаторы и показатели
В работе должны быть достигнуты следующие индикаторы и показатели:
№№
Наименование индикатора, показателя
п/п
1 Количество вновь разработанных технологий
2 в том числе соответствующих мировому уровню.
3 Количество патентов и других документов, удостоверяющих
новизну технологических решений.
2014 г.
2
2
1