Зачистная система – дублирует почти полностью грузовую систему, но имеет диаметры труб и арматуры в 2 – 3 раза меньшего размера и отдельными насосами объёмного типа.
Понятие «зачистка» танка (не путать с мойкой и удалением твёрдых загрязнений) означает удаление остатков груза после «срыва» основного центробежного грузового насоса из – за прохватки им воздуха.
У приёмника насоса в танке образуется воронка, через которую в грузовой трубопровод всасывается воздух.
При этом, производительность грузового насоса сначала падает, а при достижении содержания воздуха в продукции около 10 % об, он полностью прекращает подачу груза.
Высота воронки достигает 0,8 м.
Время полной зачистки составляет около 30 % общего времени выгрузки.
Существует несколько способов совершенствования системы зачистки.
Рассмотрим несколько самых перспективных направлений.
Вакуумная зачистка танков основными грузовыми насосами (рис. 30).
Выгрузка производится грузовым насосом 1 через вакуумную цистерну 3 куда продукция передавливается из грузовых танков 4 атмосферным давлением.
Давление в вакуумной цистерне 0,7 – 0,8 от атмосферного.
В результате, грузовые танки полностью освобождаются от груза.
У каждой группы танков (разный груз) должна быть своя вакуумная цистерна.
Вакуум создаётся только за счет работы грузового насоса 1, т.е. никаких специальных вакуумных насосов нет.
Поэтому такой способ не пригоден для груза с большим давлением насыщенных паров.
Вакуумная зачистка танков основными грузовыми насосами с применением струйных вакуумных устройств - схема фирмы «Каррутере» (рис. 31).
В процессе зачистки нефть по всасывающему патрубку 1 поступает в сепаратор 2, где от неё отделяется газовоздушная смесь.
Сепаратор имеет несколько перфорированных перегородок 14.
Очищенная нефть идёт в грузовой насос 13, а газы открывают поплавковый клапан 3 и поступают в водяной эжектор 6, который подаёт образующуюся смесь в конденсатор 10.
Пары конденсируются, нефть отделяется от воды и подаётся на приём сырьевого насоса, а воздух через патрубок 9 отводится в атмосферу.
Подача воды для эжектора может осуществляться проточно или по замкнутому контуру.
Аналогичные системы созданы фирмами «Вак – Стрип» и «Мицубиси».
Балластная система – это система изолированного от груза балласта, которым заполняют балластные танки, когда судно совершает рейс без груза.
Наличие независимой системы не исключает приём забортной воды в чистые или грязные грузовые танки, если этого требует обстановка.
Во время порожних рейсов балласт совершенно необходим для улучшения осадки, улучшения управляемости и устойчивости на курсе, обеспечения полного погружения гребного винта и сведения к минимуму вибрации.
Балластная система современного танкера – это система изолированного балласта.
Но, в соответствии с МАРПОЛ 73/78 на танкере дополнительно может быть ещё так называемый «чистый балласт» - принятый в чистые грузовые танки, и «грязный балласт» - принятый в грязные грузовые танки, что, обычно, происходит при ухудшении гидрометеорологических условий в рейсе.
Балластная система танкера включает в себя танки изолированного балласта, балластные насосы, магистральные трубопроводы и приемные патрубки, фильтры, кингстоны для приёма забортной воды и отливные трубы.
В соответствии с существующими правилами нефтяные танкеры дедвейтом 600 т и выше, поставка которых осуществлена после 6 июня 1996 года, должны иметь защиту грузовых танков балластными по всей длине грузовой зоны.
Общим для всех танкеров является использование форпика как носового танка изолированного балласта.
Что касается других танков, то в однокорпусных суднах под танки изолированного балласта помимо форпика выделяют обычно два симметрично расположенных бортовых танка, расположенных впереди миделя.
В двухкорпусных танкерах под танки изолированного балласта используют межбортовое и междудонное пространство.
Балластные трубопроводы не должны проходить через грузовые танки.
Общее количество забортной воды составляет от 30 до 65 % от дедвейта в зависимости от гидрометеоусловий.
Газоотводная система – предназначена для предотвращения повышения давления или образования вакуума в танке выше допустимого, так как это может привести к деформации и даже разрушению стенок грузовой ёмкости.
Различают:
- «большое дыхание» - возникновение повышенного давления или вакуума при погрузочно – разгрузочных или балластных операциях;
-- «малое дыхание» - возникновение повышенного давления или вакуума при температурных колебаниях наружнего воздуха, которые чаще всего происходят при смене времени суток.
Для обычного нефтеналивного танка давление в нём не должно быть выше атмосферного на 0,2 атм и ниже 0,7 атм.
Для того, чтобы эти условия соблюдались, пропускная способность газоотводной системы должна превышать производительность грузовых насосов, работающих на этот танк, не менее чем на 25 %.
ГС по конструктивному принципу делятся на два типа:
- групповые с объединенными трубопроводами от нескольких грузовых танков;
- автономные с самостоятельными трубопроводами от каждого грузового танка.
Групповая система устанавливается на судах для перевозки однородных грузов.
Диаметр магистрального трубопровода должен быть не менее 100 мм.
Магистраль ГС прокладывается под переходным мостиком к мачтовому стояку, в котором прокладывается канал для выпуска газов в атмосферу.
Если мачтовый стояк используется для нескольких групп танков, то в нём прокладываются каналы отдельно для каждой группы танков.
Непосредственно перед выпускным устройством размещают плямепрерывающие сетки.
Выпускное устройство должно располагаться на высоте не менее 6 м от палубы или 4 м от переходного мостика и отстоять не менее, чем на 10 м от мест забора воздуха и отверстий, ведущих в закрытые помещения, где находятся источники воспламенения или механизмы и оборудование, которые могут создать опасность воспламенения.
Автономная система устанавливается на крупных танкерах, перевозящих разнородные грузы.
При скорости ветра, превышающей 5 м/с, гарантированно обеспечивается рассеивание выходящих газов.
В безветренную погоду возможно значительное скопление газов на палубе, поэтому рекомендуется периодически прерывать погрузку.
При погрузке продукции с высоким давлением насыщенных паров загрузка разрешается только при наличии ветра со скорость не менее 2,6 м/с.
На современных терминалах запрещается выброс паров в атмосферу, поэтому они отводятся по газовой линии либо в береговые резервуары, либо в порожний танк танкера, либо на факел.
Система инертных газов –используется на танкерах для вытеснения из грузовых и отстойных танков взрывоопасных газовоздушных смесей и поддержания в них атмосферы с низким содержанием кислорода, при котором исключено возникновение взрыва и пожара.
Кроме надежного обеспечения взрывобезопасности СИГ создаёт дополнительные преимущества при эксплуатации танкера:
- ускоряется процесс выгрузки благодаря подпору в танках, создаваемому давлением инертных газов;
- уменьшаются потери груза на испарение во время перевозки;
- замедляются процессы коррозии.
Не все танкеры оборудуются СИГ.
В соответствии с требованиями СОЛАС-74/78 все новые нефтяные танкеры и продуктовозы дедвейтом 20 тыс.т. и более должны быть оборудованы СИГ.
Если же танкер оборудован системой мойки сырой нефтью, СИГ устанавливается вне зависимости от дедвейта судна.
При этом, классификационные общества иностранных государств и Морского Регистра судоходства РФ требуют, чтобы содержание кислорода в системе до поступления инертного газа в танк не превышало 5 %.
По способам получения и очистки СИГ делятся на шесть основных типов:
Тип А – это системы с отбором инертных газов из дымоходов главных и вспомогательных котлов с последующей их очисткой забортной водой в скрубберах.
Это наиболее простые и распространённые СИГ.
Их производительность достигает 30000 м3/час.
Тип Б – это те же системы А, но с устройством дополнительной химической очистки газов от окислов серы, образующихся при использовании в качества топлива сернистого мазута.
Подобные узлы, как правило, встраивают в водяные скрубберы, а в качестве поглотителя раствор кальцинированной соды.
Подобные системы широкого распространения не получили.
Тип В – это та же система А, но с устройством дополнительной осушки газа либо с помощью холодильных машин, либо с помощью твёрдых или жидких сорбентов.
Подобные системы целесообразны при перевозке грузов, ухудшающих своё качество при обводнении.
При этом, замедляется коррозия грузовых танков.
Тип Г – это системы, в которых инертные газы получают в автономном газогенераторе (АГГ), где происходит дожигание кислорода в высокотемпературных отработанных газах после газовой турбины вспомогательного дизеля или котлов.
Для этого, в скруббере монтируется горелка на которую подаётся дизельное топливо и воздух в недостаточном количестве.
Тип Д – это те же системы Г, но без дожигания отработанных газов, т.е. инертный газ получают простым сжиганием легкого топлива с пониженным коэффициентом избытка воздуха.
Тип Е – это те же системы Д, но с холодильной машиной или сорбционной установкой.
Существуют два способа инертизации танков:
- разбавление;
- замещение.
В первом случае инертный газ с большой скоростью по очереди подаётся в каждый танк либо сверху через трубопровод инертного газа, либо снизу через грузовой трубопровод.
Во втором случае инертный газ медленно поступает сверху в танк, а углеводородный газ в это время выпускается через трубу, доведенную до дна танка.
Существует несколько режимов работы систем инертного газа:
- продувка пустого танка пред его погрузкой, приемом балласта, дегазацией помытого танка. В этом случае СИГ работает с полной производительностью;
- приём груза или балласта. Танк инертизирован, но СИГ выключена. Удаление газа производится через газоотводную систему или продувочные трубы выдавливанием его грузом или балластом;
- слив груза или удаление балласта. СИГ работает с подачей, обеспечивающей замещение высвобождающегося объёма танка;
- мойка грузовых танков переносными или стационарными моечными мишинками. Замываемые танки должны быть инертизированы, что требует в некоторых случаях полной производительности СИГ;
Особенности СИГ на газовозах.
По требованию Газового кода концентрация кислорода в инертном газе не должна превышать 0,2 % об, содержание СО2 и точка росы по воде должны быть низкими, чтобы предупредить вымерзание паров влаги и СО2 в условиях отрицательных температур.
Наиболее подходящим для газовозов было бы использование чистого азота, но он имеет высокую стоимость.
Как правило, СИГ на газовозах состоит из двух отдельных установок типа Е с раздельными магистралями, в которых поддерживаются разные давления – низкое и повышенное.
Помимо грузовых цистерн на газовозах рефрежераторного и полурефрежераторного типов интертизируются и межбарьерные пространства (объём между внутренней и наружной оболочками, заполненный тепловой изоляцией).