книги из ГПНТБ / Рабей И.Л. Грузовые операции на нефтеналивных судах

ношение средней (за весь процесс) производительности разгрузки к максималь­ ной по характеристике насосной установки.

Значение а определяют по формуле

в 3

где 7 = — — степень снижения производительности при зачистке.

Функция o = f ( d о) с учетом того, что d0=f(A; Ѳ), позволяет выявить с по­

мощью вариантных расчетов влияние конструктивных элементов грузовой систе­ мы и технологии грузовых операций на эффективность всего процесса разгрузки.

Пример. Расчет выполнен для баржи проекта № 428, перевозящей мазут.

Основные данные по судну приведены в табл. 19. Схема танков показана на рис. 19.

76

Результаты вычислений основных параметров процесса разгрузки даны в табл. 2 0 .

77

78

Результаты расчетов представлены в форме графиков: (Лгр; Аб'; Ав") =/(<?) —

79

Совмещение грузовых операций

Сокращение общей длительности процесса разгрузки может быть достигнуто путем совмещения отдельных операций выгрузки и зачистки. Для этого операции разбиваются на этапы, а танки — на группы.

При совмещении операции выполняются в такой последовательности:

Здесь йп< 1 — доля груза в последней группе танков.

Коэффициент On при совмещении операций значительно выше, чем при обыч­ ной технологии. Так, при а„ = 0,3 коэффициент о п= 0,95, тогда как при обычной технологии о = 0,77.

Возможность достижения максимального значения а п ограничивается опре­

деленным условием: продолжительность зачистки танков предыдущей группы не

мальная доля грузоподъемности в последней группе танков a n, а также в любой порядковой <Хі определяется системой уравнений, при решении которых находят

значения:

нологии выгрузки (с разбивкой на 2 группы танков). Следует заметить, что неко­

торое уменьшение доли груза, подлежащего зачистке, и увеличение производи­ тельности зачистки (т. е. ß становится меньше, а у — больше).

80

Оптимальная разбивка на этапы, при которой сгп будет иметь максимальное значение, должно обеспечиваться мерами конструктивного и технологического характера и удовлетворять условиям, обусловленным формулам (69) и (70), что не всегда технически возможно.

81

Ниже для примера показан процесс разгрузки баржи грузоподъемностью 9200 т (проект № Р-43). Корпус разбит на 4 группы танков (рис. 26). Каждая группа непосредственно сообщается с шахтой 4 ІА, где находится приемный трубопровод для разгрузки.

Расположение поперечных переборок шахты позволяет танкам I группы сооб­

С танками I группы (танк 21) шахта сообщается через коридор, образован­ ный дополнительной продольной переборкой в танках 31 и 41.

местить операции зачистки и в IV группе танков. При подобной схеме разгрузки клинкеты на переборках, разграничивающих группы танков, могут быть закрыты и процесс регулируется только клинкетами на переборках шахты, что значитель­ но облегчает дистанционное управление.

От принятой последовательности зависят численные значения основных пара­ метров, характеризующих операцию разгрузки.

Совмещение операций будет еще более эффективным, если применить этот

метод на подогреве груза.

Защита акватории от загрязнения нефтью при грузовых операциях

Грузовые операции у причалов порта и на рейдах связаны с опасностью за­ грязнения акватории нефтью и нефтепродуктами.

Актуальность проблемы защиты водоемов от загрязнения требует принятия самых серьезных мер, направленных на предотвращение утечек и разлива груза во время загрузки и разгрузки судов.

82

В условиях нормальной эксплуатации эти меры регламентируются Правила­ ми и Инструкциями по технической эксплуатации, согласно которым должна быть обеспечена надежная непроницаемость всех соединений трубопроводов, механиз­ мов и т. п.

Однако как показывает опыт, с возможностью нарушения непроницаемости соединений приходится считаться и предпринимать дополнительные меры по за­ щите акватории от загрязнений. Эти меры разрабатываются применительно к кон­ кретным конструкциям оборудования и состоят в основном в ограждении опас­ ных участков от разлива груза при нарушении непроницаемости соединений и в устройстве систем сбора утечек.

Еще большую опасность представляют случаи разрыва соединительных шлан­ гов, перелив груза через палубные горловины при загрузке судов, что может быть результатом ошибок в регулировании загрузки и несвоевременного закры­ тия запорной задвижки на причале в конце операции. Вероятность таких обстоятельств делает необходимым ограждение акватории в районе расположе­ ния грузовых причалов. Такие ограждения должны устанавливаться с таким расчетом, чтобы попавший на поверхность воды груз не распространялся, а так­ же защитить от загрязнения береговую кромку.

Последнее тем более важно потому, что очистка береговой полосы от загряз­ нений представляет собой сложную и трудоемкую операцию.

Наконец, приходится считаться и с возможностью повреждения обшивки корпуса при аварии, вызывающего утечку груза из корпуса. В этих условиях задача локализации разлива становится еще более актуальной. Прекращение утечки груза через поврежденную обшивку обычно достигается временными за­ крытиями. Важно, чтобы время подготовки и установки временных . закрытий было наименьшим. Имеются разработки бортового пластыря с механическими зажимами, который можно устанавливать с палубы судна.

В качестве ограждения акватории могут применяться плавающие устройства

который образуется на поверхности воды подачей воздуха или воды через пер­ форированные трубы, расположенные с некоторым заглублением. Преимущество

становятся весьма ощутимыми.

С огражденного тем или иным способом участка поверхности воды необхо­ димо собрать и откачать нефтепродукты. Для этого служат устройства, пригод­

различной стадии экспериментальной проверки и внедрения.

В настоящее время при грузовых операциях на нефтеналивном флоте при­ меняют следующие технические средства защиты акватории от загрязнения неф­

тепродуктами.

1. Нефтемусоросборщик проекта № 2550 Черноморского ЦПКБ предназна­ чен для очистки поверхности воды на акватории порта от нефтепродуктов и мелкого мусора. Представляет собой самоходное судно упрощенной формы, одно­ палубное с прямоугольной скулой, вертикальным бортом, плоским днищем, под­ резанным у оконечностей.

Длина судна 14,85 м, ширина 4,3 м, ’высота борта 2 м, осадка в рабочем положении 1,6 м, водоизмещение при осадке в рабочем положении 74,6 т.

Главный двигатель— судовой дизель ЯМЗ-236-СР-2 мощностью 135 л. с., частотой вращения 1900 об/мин, управление дистанционное из рубки.

Движитель — водометный с забором воды в носовой части судна. Скорость хода — рабочая 1,5—2 узла, транспортная 4 узла.

Емкость нефтяных отсеков 15 м3, емкость контейнера для мусора 4 м3.

Экипаж — 2 человека на 1 вахту.

2. Речной нефтеуловитель проекта № 4208 Астраханского ЦКБ предназначен для сбора нефтепродуктов, пролитых на воду у прибрежных источников загряз­ нения; представляет собой несамоходное судно упрощенной формы, однопалуб­ ное с прямоугольной скулой, вертикальным бортом, плоским днищем, подрезан­

83

ным у оконечностей. Длина судна 27,8 м, ширина 7,3, высота борта 2, осадка в рабочем положении 1,16, в транспортном положении 0,65 м, водоизмещение при осадке в рабочем положении 142,4 т.

Емкость нефтяных отсеков 80 м3.

Электростанция: дизель-генератор ДГ-50 мощностью 50 кет.

Экипаж — 2 человека.

3. Плавающее ограждение проекта № 4261 Астраханского ЦКБ предназна­ чено для локализации загрязненного нефтепродуктами участка водной поверхно­ сти. В комплект плавающего ограждения, включающего 5 секций (100 м), входят непосредственно ограждение, якорь Матросова весом 25 кг, поплавок, баллон

со сжатым воздухом для наполнения воздухом рукава ограждения, барабан для укладки ограждения и подставка.

Комплект ограждения может быть доставлен к месту использования водным или наземным транспортом.

Материал ограждения — парусина, высота ограждения 0,9 м, в том числе надводной части 0,4 м.

Вес комплекта 1000 кг, габариты — 1,7X1,8X2,2 м.

4. Нефтесборное устройство проекта № 4296 Астраханского ЦКБ предназна­ чено для сбора жидких нефтепродуктов и нефти с участков водной поверхности, защищенных от волнения, на мелководье и у берега. Это устройство с автомати­ ческой регулировкой высоты слоя нефти смонтировано на трехпоплавковой опоре и оборудовано мусорозадерживающими решетками.

Производительность сбора 15 м3/ч, диаметр приемного трубопровода Dу 70, осадка устройства 0,15 м, вес 120 кг, габариты 0,35X1,6X1,5 м.

5. Парусиновый пластырь с боковыми зажимами проекта № 4238 Астрахан­ ского ЦКБ применяется для предотвращения вытекания нефтепродуктов из гру­ женого нефтеналивного судна при повреждении борта. При помощи двух меха­ нических зажимов парусиновый пластырь с оснасткой крепится в рабочем поло­ жении за привальный брус судна.

Длина пластыря 10 м, высота 4,5 м; вес пластыря с оснасткой 50 кг, вес ме­ ханического зажима 25 кг.

Время установки пластыря в рабочее положение 5—7 мин.

Для установки пластыря требуется 2—4 человека.

Г л а в а VI

НАСОСНЫЕ УСТАНОВКИ

Требования к грузовым насосным установкам

Насосной установкой называется комплекс оборудования, предназначенный для выкачки и перемещения на заданное расстояние различных жидкостей. Раз­ личают стационарные и передвижные (береговые или плавучие) насосные уста­ новки. На нефтеналивном судне насосная установка входит в грузовую систему. Плавучая перекачивающая установка представляет собой отдельный комплекс­ ный агрегат, при помощи которого обслуживаются нефтеналивные суда, не имеющие собственных средств выкачки. Основные части насосной установки на танкере или плавучей нефтестанции: насос, двигатели, всасывающие и нагнета­ тельные трубопроводы, фундаменты или базы для установки оборудования, пульт управления, вспомогательные механизмы и устройства, измерительная аппарату­ ра и др. Состав и номенклатура частей определяются типом насосной установки и условием ее использования (на берегу, на судне или плавучей нефтестанции). От выбора оборудования насосной установки зависит эффективность грузовых операций в портах и на причалах.

84

Отдельные части насосной установки могут быть дооборудованы интенсифи­ каторами, улучшающими режимы работы установки в целом. Так, для перекачки нефтепродуктов существующие типы насосов при наличии всасывающих линий определенной длины устанавливаются иногда над уровнем откачиваемой жидко­ сти. В этих условиях у наиболее эффективных центробежных насосов вместе с перекачиваемой жидкостью могут всасываться порции воздуха, что иногда ведет к срыву вакуума и резкому снижению производительности. Практика эксплуата­ ции насосных установок на танкерах и нефтеперекачивающих плавучих станциях показала, что при выкачке бензина производительность может снижаться в 1 0 раз и более (в зависимости от физико-химического состояния выкачиваемой жидко­ сти).

Ухудшение работы насосов особенно усугубляется тем, что пары перекачи­ ваемой жидкости, обладающие некоторой упругостью, образуют полости с дав­ лением ниже критического для данной температуры. При небольшом увеличении давления в полости возникают мгновенная конденсация паров и глубокий вакуум, вызывающий гидравлический удар жидкости, заполняющей «пустоту». Последовательность таких ударов создает кавитацию, а наличие полостей в по­ токе приводит к резкому нарушению режима работы насосной установки и, сле­ довательно, к снижению ее производительности. Основную роль в этом случае играет всасывающая магистраль, находящаяся под вакуумом, который способ­ ствует усилению процесса парообразования.

Работа насосной установки улучшается при уменьшении длины всасывающей линии и высоты всасывания. Так, насосы, расположенные под уровнем откачи­ ваемой жидкости, например на морских и речных танкерах, работают в значи­ тельно лучших условиях, чем насосы, установленные над уровнем жидкости. Однако и на таких судах наблюдается ухудшение работы насоса при уменьше­ нии высоты налива груза.

В речных условиях разгрузка нефтепродуктов из несамоходных барж осуще­ ствляется установками, всасывающая магистраль которых несколько поднята над уровнем откачиваемой жидкости. Это неизбежно ухудшает работу установки. Поэтому увеличить производительность выкачки можно только внедрением новых установок, принципиально отличных от существующих, — погружных бесштанговых насосов и нефтеэжекторных интенсификаторов. Эжекторы устанавливаются на всасывающих линиях обычных насосов, а погружной насос целиком опус­ кается внутрь откачиваемой жидкости и практически не имеет всасывающей ли­ нии. Обе конструкции позволяют резко сократить длину и высоту всасывания и резко повысить производительность основного грузового насоса.

Внедрение эжекторных аппаратов на всасывающих линиях насосов, плавучих нефтестанций существенно увеличивает их производительность и снижает стои­ мость выкачки. Еще больший эффект следует ожидать от внедрения погружных насосов различных типов (центробежных, вихревых, винтовых), которые могут найти широкое применение на различных транспортных судах, причалах нефтебаз

и танкерах.

Производительность насосных установок снижается также при выкачке вяз­ ких нефтепродуктов; увеличить производительность в этом случае можно за счет уменьшения вязкости, например путем подогрева груза.

К конструкции насосных установок и их работе предъявляются следующие требования:

выкачка груза до минимального остатка в судне за время, отведенное на эту операцию;

экономичность; надежность и долговечность; высокая маневренность;

удобство обслуживания и ремонта; пожарная безопасность;

нормальные условия труда рабочего персонала; небольшие габариты при минимальном весе;

раздельная выкачка различных сортов нефтепродуктов при одновременной

их перевозке; возможность приема и выкачки водяного балласта при размещении его в гру­

зовых танках;

85