Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Геец Сист. наливных судов

.pdf
Скачиваний:
370
Добавлен:
11.03.2016
Размер:
8.53 Mб
Скачать

тенсивность сброса нефти в литрах на милю, мгновенное содержание нефти в миллионных долях, общее количество сброшенной нефти в литрах (м3), количество сброса в м3.

14.4. Системы дистанционного управления грузовыми операциями

Каждый современный танкер оснащен системой дистанционного управления грузовыми операциями (ДАУГО), которая управляется с цен-

 

трального

поста

управления

 

грузовыми операциями (ЦПУ-

 

ГО). Наиболее типичной для

 

танкеров

является

гидравличе-

 

ская

система

ДАУГО

которая

 

часто сблокирована с пневмер-

 

каторной

системой

измерения

 

уровня. В качестве рабочей

 

жидкости используется обычно

 

масло, которое подается к сер-

 

вомоторам клинкетов под высо-

 

ким давлением (до 20 МПа).

 

Причем,

давление

открытия

 

клинкета, как правило, превы-

 

шает давление закрытия в связи

 

с

необходимостью

срывать

Рис.89.. Принципиальная схема гидравли-

клинкет с места при

плотном

ческой системы управления клинкетами

 

закрытии его.

Групповые сис-

темы рассчитаны на последовательное открытие многих клинкетов. Так, на танкерах типа «Лисичанск» дистанционное управление предусмотрено для 70 грузовых и зачистных клинкетов.

Принципиальная схема гидравлической системы управления одним клинкетом показана на рис. 89. Масло из бака 1 забирается насосом 2 (один резервный) производительностью 15 л/мин. Насос приводится в действие электродвигателем 3. Предохранительный клапан 8 служит для перепускания масла в бак при повышении давления в системе свыше 4,5 МПа. Для

Рис. 90. Полуавтоматическая штекерная система управления грузовыми операциями

111

пополнения в случае утечки и поддержания постоянного давления имеются три масляных резервуара-аккумулятора 6 вместимостью 40 л каждый. Аккумуляторы отключаются от системы с помощью клапанов 7, слив масла в бак осуществляется клапанами 9 по магистрали 10. Управление насосами производится вручную или автоматически. От насосов масло поступает к щиту в ЦПУГО 4, где установлены трехпозиционные четырехходовые золотники 5 для каждого клинкета. Возможна установка клинкетной задвижки в положение «Открыто», «Закрыто» и в промежуточные положения. Регулируя положение рукоятки золотника, направляют масло по трубопроводу 11 в соответствующую полость сервомотора 12, в результате чего клинкет открывается или закрывается. Время открытия или закрытия клинкета не превышает одну минуту. При установке распределителя в нейтральную позицию отвод или подвод масла к сервомотору прекращается, клинкет удерживается в положении, которое занимал в данный момент. Аварийное управление клинкетами в случае каких-либо неисправностей станции осуществляется с помощью ручного переносного насоса.

Кроме гидравлических существуют ДАУГО с другими способами подачи энергии к сервомоторам автоматических систем управления грузобалластными опрациями. Пневмоэлектрическая система ДАУГО отличается тем, что рабочей средой является сжатый воздух. Для управления сервомоторами и измерения уровня жидкости имеется электрическое устройство, обеспечивающее автоматическую защиту от перелива.

Используются также полуавтоматические системы, предусматривающие участие в процессе управления оператора. На рис. 90 показана такая система. Программа грузовых операций выполняется путем включения штекеров, включающих связь между системой уровнемеров и органами управления сервомоторами. В грузовом танке 1 имеются три контрольные

трубки а, b и c, соединенные с ртутными манометрами ЦПУГО. Каждая измерительная магистраль пневматическим штекером связана с управляющим органом 2. В зависимости от комбинации набора штекеров на входе прибора 3, на выходе вырабатывается определенный сигнал, который поступает к распределителю 4. Последний управляет сервомотором 5, открывая или закрывая клинкетную задвижку 6. Программа предусматривает автоматический переход с одного танка на другой по достижении заданного уровня груза.

Контрольные вопросы к лекции 10

1.Определить, при какой температуре целесообразно выгружать мазут флотский Ф- 5? М100? М40В?

2.На что расходуется теплота при подогреве груза?

3.Теплоносители, их достоинства и недостатки.

4.Охарактеризовать трубчатые подогреватели, их достоинства и недостатки.

5.Материалы для изготовления трубчатых подогревателей.

112

6.Подогреватели жидкого груза на нефтенавалочниках.

7.Двухконтурная система подогрева термальной жидкостью.

8.Достоинства и недостатки систем термальной жидкости, используемые теплоносители.

9.Циркуляционный способ подогрева груза, достоинства и недостатки.

10.Циркуляционный способ подогрева груза с использованием погружного грузового насоса.

11.Задачи, решаемые измерительными системами и требования к ним.

12.Пневмеркаторная система измерения уровня.

13.Поплавковая система измерения уровня.

14.Реостатный, радиометрический и электронный способы измерения уровня.

15.Контроль состояния атмосферы в танках.

16.Системы измерения концентрации нефти в воде.

17.Гидравлическая система управления грузовыми операциями

18.Штекерная система управления грузовыми операциями.

Лекция 11

15.Химовозы

15.1.Назначение и классификация химовозов

Танкер-химовоз – это грузовое наливное судно, построенное или приспособленное и используемое для перевозки любого жидкого продукта, указанного в главе 17 Международного кодекса по химовозам. Таких продуктов в гл. 17 МКХ насчитывается более 400. Кроме МКХ перевозку химических грузов регламентируют еще ряд документов: СОЛАС 74, МАРПОЛ 73/78, Правила классификации и постройки Регистра, Наставление по предотвращению загрязнения с судов, РД 31.04.23-94, ЦНИИМФ, Правила по предотвращению загрязнения с судов, Регистр, 1998 г.

По химическому составу грузы можно разделить на следующие основные группы:

-нефтехимические грузы, т. е. те, которые являются продуктами переработки нефти, каменного угля и природного газа. К ним относятся промежуточные и светлые нефтепродукты, различные растворители, ароматические углеводороды;

-спирты и углеводы – вина, коньяки, спирты, глюкоза, целлюлоза, мелассы (патоки);

-неорганические химические грузы: кислоты, щелочи и др. Подавляющее большинство этих грузов представляют большую или

меньшую опасность для живых организмов и окружающей среды, для конструкций судна и для друг друга при их контакте или смешивании. Степень опасности каждого груза оценивается в главе МКХ «Критерии оценки опасности наливных грузов». В соответствии с этой опасностью определя-

113

Рис. 91. Конструктивная защита танков

ется степень конструктивной защиты судна, типы танков и материалы для их постройки, системы обнаружения паров. Глава 17 МКХ определяет распределение и размещение конкретного груза с учетом его свойств по грузовым танкам, обеспечивающим сохранность груза, безопасность танкера и предотвращение загрязнения моря.

Грузы по степени их опасности разделены на три группы. Соответственно и химовозы делятся на три группы и в дополнение к символу класса Регистра получают словесные характеристики: химовоз-I, химовоз-II, химо- воз-III. Каждой словесной характеристике соответствует определенный объем конструктивных мероприятий, назначаемых с учетом степени биологической опасности допущенных к перевозке грузов, степени обеспечения живучести судна, максимального количества груза, допускаемого к перевозке в единичной емкости и расположения грузовых емкостей относительно наружной обшивки судна. Химовозы редко строятся под какой-либо конкретный груз. Но если химовоз предназначен для перевозки только одного конкретного груза, в символе класса дополнительно указывается название этого груза, например, химовозIII (серная кислота). В этом случае требования, предъявляемые к химовозу, должны учитывать конкретные опасности, связанные с перевозкой данного груза. Если химовоз предназначен для перевозки нескольких грузов, требования назначаются исходя из совокупности свойств всех перевозимых грузов. Если грузовые емкости имеют различную конструктивную защиту, это указывается в графе «Прочие характеристики» классификационного свидетельства конкретно для каждой группы танков, например: химовоз-I – средние грузовые танки № 1, 2, 3; химовоз-II – бортовые грузовые танки № 1 – 5. Грузы, перевозка которых требует химовоз III степени защиты, допускается перевозить в грузовых емкостях двойных бортов и двойного дна.

В число требований конструктивной защиты к химовозам каждого из трех типов входят ограничения по единичной емкости танков, по возможным повреждениям бортов и днища и расположению емкостей с опасными грузами, непотопляемости (делению на отсеки). Требования по отстоянию танков с опасными грузами от наружных бортов показаны на рис. 91.

Максимальное количество груза, допускаемое к перевозке в любой единичной емкости, равно: для химовоза-I – 1250 м3, для химовоза-II – 3000 м3, для химовоза III – не ограничивается.

Химовозы в зависимости от экс-

114

плуатационного назначения делятся на специализированные и многоцелевые. Из более 1900 химовозов, насчитываемых в мировом флоте, более 80 % по вместимости приходится на долю многоцелевых судов. Такие суда могут перевозить одновременно грузы с разной степенью опасности с наиболее полным полезным использованием дедвейта судна. На рис. 92 приведен пример расположения грузовых емкостей и помещений в пределах грузовой зоны на химовозе для жидкостей с различной степенью опасности.

Рис. 92. Схема размещения танков на многоцелевом химовозе: 1 – танки для перевозки грузов, требующих первой степени конструктивной защиты; 2 – танки для второй степени конструктивной защиты; 3 – танки для грузов с третьей степенью конструктивной защиты; 4 – насосные отделения; 5 – коффердамы

15.2. Грузовые танки химовозов

Основные отличия химовозов от нефтетанкеров состоят в количестве, устройстве, вместимости грузовых емкостей, а также в использовании для их изготовления различных материалов, противостоящих агрессивному воздействию химических грузов. Отдельные грузы имеют высокое давление насыщенных паров, что предъявляет повышенные требования к прочности танков.

На химовозах применяются емкости двух типов

-вкладные (автономные) грузовые цистерны, оболочка которых не входит в состав корпусных конструкций судна и не участвует в обеспечении прочности корпуса судна;

-встроенные грузовые танки, которые являются неотъемлемой частью корпуса судна и воспринимают те же нагрузки и таким же образом, что и судовые корпусные устройства.

Крепление вкладных танков должно исключать или сводить к минимуму возможность передачи нагрузок и перемещений от судовых корпусных конструкций. Вес грузового танка и создаваемые им нагрузки должны быть равномерно распределены на корпусные конструкции. То пространство вокруг вкладного танка, которое ограничено корпусом судна, называется трюмным пространством. Конструкция корпуса химовоза со встроенными танками показана на рис. 93.

115

Рис. 93. Конструкция грузового пространства химовоза: 1 – гладкостенный центральный грузовой танк; 2 – двойное дно; 3 – двойной борт; 4 – коффердам; 5 – наружный палубный набор; 6 – переходный мостик; 7 – газоотводные стояки

По внутреннему давлению танки химовозов могут быть напорными (до 70 кПа) и прочными (свыше 70 кПа). Напорный танк может быть вкладным или встроенным, прочный – только вкладным и иметь конфигурацию, принятую нормами проектирования для емкостей под давлением. Танки, предназначенные для перевозки грузов, требующих для их сохранности определенного температурно-влажностного режима, должны быть оборудованы специальными системами для поддержания определенной температуры, при

необходимости эти емкости должны иметь тепловую изоляцию. Емкости для несовместимых грузов должны быть отделены друг от друга коффердамами или танками для совместимого груза. Эти танки должны иметь автономные системы грузообработки и газоотвода. В

Рис. 94. Конструкционные материалы грузовых танков отличие от нефтетанке-

ров, на химовозах для

116

разделения несовместимых грузов могут быть встроены продольные коффердамы (рис. 92).

Материалы для изготовления танков, трубопроводов, клапанов должны быть инертными по отношению к грузу или иметь инертное защитное покрытие. На судах-химовозах для изготовления танков обычно используется углеродистая сталь, планкированная нержавеющей сталью (рис. 94), толщина планкирующего слоя 1,5 – 2,5 мм. Планкированные стали имеют ряд недостатков: образование трещин, снижение прочности сварных швов, попадание химических грузов под планкирующий слой. Эти недостатки проявляются при перевозке высокоагрессивных грузов и грузов с высокой температурой. На многоцелевых химовозах в качестве материала для танков применяют нержавеющую сталь с молибденом или инвар (сталь с 36 % никеля). Помимо этого используются аустенитные нержавеющие стали, которые совместимы с широкой номенклатурой грузов. Грузовые системы, обслуживающие эти танки, включая насосы, клинкеты и пр. также изготавливаются из нержавеющей стали.

Вкачестве внутреннего покрытия танков используются лакокрасочные

иэпоксидные покрытия. Помимо защиты от коррозии они упрощают и сокращают мойку танков. Однако эпоксидные покрытия имеют ограниченную

сопротивляемость по отношению к ароматическим углеводородам (бензол), спиртам (метанол), кетонам (ацетон) и к температуре 60 – 80 оС. Помимо перечисленных используются полиэфирные и цинкосиликатные покрытия. Обычно на многоцелевых химовозах центральные танки изготовлены из нержавеющей стали, а бортовые из углеродистой с различными инертными покрытиями.

На химовозах, так же, как на нефтетанкерах имеются танки изолированного балласта, отстойные танки, небольшие цистерны для хранения моющих препаратов, отмытых химикалий. Балластные танки часто отделяются от грузовых коффердамами. В этом случае в грузовом танке можно перевозить груз, несовместимый с водой. Не допускается размещать агрессивные грузы через переборку с топливными цистернами.

Танки с одинаковыми грузами объединяются в группы со своим насосом или даже с отдельным насосным отделением. Эта группа имеет свою групповую газоотводную систему. Днищевые трубопроводы на химовозе прокладываются по трубному туннелю, который должен иметь два выхода на палубу, один из которых может выходить в насосное отделение. Этот туннель должен удовлетворять всем требованиям безопасности и удобства обслуживания проложенных в нем систем.

15.3. Специальные системы химовозов

Большое разнообразие грузов, перевозимых химовозами, их повышенная опасность обусловливает специфику систем судна, хотя принципиаль-

117

ных отличий от нефтетанкеров практически нет. Но применение на них в большом количестве дорогостоящих материалов, сложных систем безопасности, большое количество перегородок и пр. приводят к значительному удорожанию постройки таких судов по сравнению с нефтетанкерами. Количество грузовых насосов на химовозе может достигать 50 и более. В основном используются погружные насосы. Группы танков обслуживаются насосами, установленными в насосных отделениях, расположенных на палубе. Там же устанавливаются и бустерные насосы, если погружные насосы являются подкачивающими. Насосные отделения не должны сообщаться с другими помещениями, кроме трубных туннелей. От других помещений они должны отделяться газонепроницаемыми переборками. Кроме основного они должны иметь аварийный выход. В насосном отделении должен быть обеспечен безопасный доступ ко всей арматуре и приборам, обслуживающим грузовую систему.

На химовозах используются центробежные, винтовые и поршневые насосы. Требования к ним обусловлены характером перекачиваемых грузов. Если они предназначены для перекачки агрессивных грузов, изготавливаются из нержавеющей стали.

Грузовые магистрали химовозов, учитывая большое количество погружных насосов, располагаются в основном на палубе, которая загромождена трубами в значительно большей степени, чем на нефтетанкере. Это отражается на внешнем облике химовоза: его можно отличить от нефтетанкера по большому количеству труб небольшого диаметра на палубе. Соединения труб выполнены сварными. Грузовые трубопроводы должны иметь устройства, позволяющие сливать остатки груза в грузовой танк или специальную емкость.

Насосы, арматура и трубопроводы должны быть рассчитаны на максимальное давление паров груза при температуре 45 оС, которое может возникнуть в процессе эксплуатации химовоза, но не менее 1 МПа. Трубопроводы по днищу должны прокладываться вне зоны условных повреждений для каждого типа химовоза. Все шланги должны соответствовать перевозимому грузу, выдерживать пятикратное рабочее давление, но не менее 1 МПа, должны быть четко промаркированы и иметь дату последнего испытания.

Газоотводная система грузовых и отстойных танков должна соответствовать перевозимому грузу и исключать смешение паров несовместимых грузов. Она должна обеспечивать минимальное скопление паров груза на палубе и исключать проникновение воды в грузовые танки. С 1 января 1994 года газоотводные системы вновь строящихся судов должны удовлетворять требованиям гл. 8 МКХ. При проектировании и эксплуатации газоотводной системы необходимо учитывать следующие основные факторы:

- расчетные интенсивности погрузки и выгрузки;

118

-интенсивность выделения газа путем умножения максимальной интенсивности грузообработки на коэффициент, равный, по меньшей мере, 1,25;

-плотность смеси паров груза;

-установочное значение давления/вакуума в дыхательных клапанах;

-иметь средства для предупреждения, сигнализации и сброса переполнения грузового танка.

Если в танке перевозятся нетоксичные грузы, имеющие температуру вспышки выше 60 оС, танк может иметь систему безнапорного выпуска газов, обеспечивающую свободный выпуск паров. В противном случае должна быть система регулируемого выпуска паров с дыхательными клапанами. Она предусматривается для грузов которые перечислены в колонке «g» гл. 17 МКХ. Система может быть автономной или групповой при условии соблюдения требований, предъявляемых к разделению несовместимых грузов. Система должна быть оборудована пламепрерывающей сеткой. При перевозке особо опасных грузов должна быть предусмотрена газовая линия для возврата паров в береговую емкость. Выпускные отверстия регулируемой системы должны быть расположены на высоте не менее 6 м над палубой и на расстоянии 10м от воздухозаборника или отверстий, ведущих в жилые помещения, а также от источников воспламенения. При наличии ВВУ с производительностью более 30 м/с высота колонны может быть уменьшена до 3 м.

Система инертного газа. Широкая номенклатура перевозимых химовозами грузов является причиной того, что на них используются СИГ почти всех типов. Главное при выборе типа СИГ – инертный газ должен быть совместим с перевозимым грузом. Топочный газ котлов используется как для инертизации грузовых танков, так и трюмного пространства, коффердамов, редкопосещаемых помещений. Инертный газ могут получать в АГГ, но широко используется и сжиженный азот. Требования к качеству инертного газа и к инертизации емкостей зависят от перевозимого груза и в каждом конкретном случае даются в соответствующих инструкциях.

15.4. Система вентиляции

На химовозах устанавливается стационарная система вытяжной вентиляции, которая обеспечивает вентиляцию помещений, смежных с грузовыми танками, в том числе помещения насосных отделений, коффердамов и др. Система независима от других систем вентиляции. Выпускные отверстия должны находиться на высоте не менее 6 метров от верхней палубы и на расстоянии 10 м от жилой надстройки. Производительность системы должна обеспечивать не менее 30 воздухообменов в час в насосном отделении, 10 воздухообменов в час других помещений: коффердамов, пространства двойного дна и др.

119

Система вентиляции грузовых танков может быть использована для удаления остатков груза из танков при условии расположения вентиляционных всасывающих отверстий у днища танка в районе сборного колодца. Для этого надо, чтобы упругость паров груза превышала 5 кПа. Разумеется, эта операция должна производиться при условии проверки безопасности в отношении воспламеняемости и токсичности. Этот метод заключается в следующем:

-трубопроводы осушаются и затем освобождаются от жидкости с помощью вентиляционного оборудования;

-крен и дифферент судна должны быть минимально возможными для того, чтобы увеличить площадь испарения остатков груза в танке;

-струя воздуха должна достигать днища танка;

-вентиляционное оборудование размещается на горловине танка, ближайшей к сборному колодцу или месту всасывания;

-вентиляция продолжается до тех пор, пока сборный колодец или место всасывания не будут полностью осушены.

16.Комбинированные суда (КС)

Стремление сократить непроизводительные балластные переходы танкеров привело к созданию со второй половины двадцатого века так называемых нефтенавалочников, которые могут в одном направлении перевозить нефть, в другом – массовые и навалочные грузы. Такие суда называют комбинированными. Они подразделяются на четыре подтипа: ОО (Oil/Ore Carriers) – нефтерудовозы, OB (Oil/Bulk Carriers) – балк-танкеры или нефте-

навалочники, OBO (Oil/Bulk/Ore Carriers) – нефтенавалочники-рудовозы, PROBO (Product/Oil/Bulk/Ore Carriers) – суда, предназначенные для пере-

возки нефтепродуктов (PR), сырой нефти (О), навалочных грузов (В), и руды (О).

Нефтерудовозы отличаются от нефтенавалочников плотностью перевозимых грузов, хотя те и другие – грузы навалочные. Плотность руды превышает плотность нефти в 2,5 – 4 раза, плотность грузов, перевозимых на судах типа ОВ превышает плотность нефти в 1,3 – 1,5 раза. Руда загружается в сравнительно узкие центральные трюма, объем которых составляет 40

50 % всего грузового объема. На судах типа ОВ центральные трюма шире

65 – 70 % от всего грузового пространства. Под центральными трюмами размещается двойное дно. У судов типа ОО оно более высокое в связи с большим изгибающим моментом, действующим на корпус судна. Встречаются три конструктивных типа нефтерудовозов (рис. 95):

120