Геец Сист. наливных судов

жим работы котла не должен меняться. Розжиг котла производится на легком жидком топливе, постоянная работа – на жидком тяжелом и газообразном топливе, или только на тяжелом. Таким образом, для каждого вида топлива имеется своя форсунка. В любом случае до момента подачи газа котел уже должен работать на жидком топливе. В любом аварийном случае клапан подачи газа к котлу автоматически перекрывается. В зависимости от количества ИПГ регулируется подача на котел жидкого топлива, но в любом случае его не должно быть менее 10 % от его расхода при работе котла на одном жидком топливе.

Характер рабочих процессов в цилиндрах дизеля при работе на газе и жидком топливе существенно отличается. Температура воспламенения метана значительно выше, чем у нефтяного топлива, поэтому от сжатия газ не воспламеняется. Кроме того, метан в отличие от жидкого топлива плохо смешивается с воздухом из-за значительной разницы в их плотности. Это очень сказывается на качестве рабочего процесса. Поэтому для использования метана в дизелях потребовались небольшие конструктивные изменения топливоподачи и подготовки горючей смеси. Добавляется газовый смеситель, который устанавливается на газовый патрубок (для четырехтактных двигателей без наддува), или газовый клапан, через который газ поступает внутрь цилиндра после продувки (для четырехтактных с наддувом и двухтактных дизелей).

В конце сжатия температура газовоздушной смеси недостаточно высока для самовоспламенения, но превышает температуру воспламенения жидкого топлива. Поэтому зажигание газовоздушной смеси производится в конце сжатия впрыском небольшого количества жидкого топлива (рис.

113), которое, воспламеняясь, зажигает газовоздушную смесь. При изменении количества испаряющегося газа, поступающего из грузовых емкостей, автоматически изменяется подача жидкого топлива в цилиндры двигателя, поддерживая заданный режим работы двигателя. Управляет этим процессом электронная система регулирования газо- и топливоподачи.

Запуск двигателя осуществляется на жидком топливе, на котором он продолжает работать до тех пор, пока не

151

установится требуемый температурный режим. После этого разрешается подача газа в цилиндры дизеля. При падении нагрузки двухтопливного дизеля ниже установленной величины (25 – 30 %) или при возникновении неисправности в системе подачи газа система автоматики должна обеспечить переключение двигателя на жидкое топливо. Запуск двигателя и его работу при маневрировании судна в целях безопасности необходимо осуществлять на дизельном топливе. При работе на двух видах топлива двигатель оснащен рядом защит и блокировок, предотвращающих работу его при обнаружении утечек метана в картер сверх допустимых, нарушении порядка и изменении параметров топливоподготовки, охлаждения двигателя.

21. Системы вентиляции газовозов и нефтетанкеров

Основное внимание в этой главе будет уделено системам вентиляции газовозов, как наиболее сложным. На рис 114 показаны газоопасные зоны газовозов с призматическими грузовыми танками. Мы видим, что все пространство на верхней палубе, за исключением кормовой части судна, является газоопасным, т. е. потенциально взрывоопасным, или опасным для здоровья человека. К этим зонам относятся: пространство 3, покрывающее верхнюю палубу на высоту 2,4 м, пространство 4, расположенное вокруг куполов грузовых танков слоем толщиной 3 м, пространство 6, охватывающее таким же слоем приемные фланцы трубопроводов грузового коллектора, пространства 2, 9 и 8, окружающие выходные отверстия вентиляционных каналов из коффердамов, туннельного киля и насосно-компрессорного отделения грузовой системы соответственно. Радиус этих зон равен 3 м. Радиус зон у отверстий вытяжных стояков газовыпускной системы – 9 м. К числу грузосодержащих относятся следующие замкнутые пространства: грузовые танки, межбарьерные и междудонное пространство 13, пространства 11 и 12 подпалубных и скуловых цистерн, коффердамы, пространство 7 ЦПУГО, насосно-компрессорное и электромоторное отделения, склад запасного и аварийного оборудования, противопожарные посты, носовое общесудовое насосное отделение.

Грузосодержащая зона 3, расположенная над верхней палубой, простирается от носовой переборки МО на З м в корму и от форпиковой переборки на З м в нос судна (пространства 1 и 10). Если непосредственно над носовой переборкой МО возвышается рубка, то грузосодержащая зона распространяется на 3 м вдоль бортовых проходов между бортами и бортовыми переборками рубки.

Помещения, расположенные в грузосодержащей зоне, принято подразделять на газоопасные и газобезопасные. Причем одни и те же помещения в зависимости от их исполнения могут быть газоопасными или газобезопасными. Чтобы замкнутое пространство было газобезопасным, оно должно быть ограничено газонепроницаемыми переборками и перекрытиями, обо-

152

рудовано воздушным шлюзом и соответствующей вентиляцией как самого пространства, так и его шлюза. Без выполнения этих условий пространство будет отнесено к газоопасной категории. Газобезопасное исполнение должны иметь помещения, в которых в период выполнения грузовых операций постоянно находится обслуживающий персонал, в частности, помещение ЦПУГО. Газобезопасное исполнение могут иметь и помещения, которые периодически посещаются персоналом в процессе эксплуатации: отделение электроприводов грузовых насосов, помещение АГГ, выполненное вместе с его постами управления.

Рис. 114. Газоопасные зоны газовоза

Газобезопасные помещения и их воздушные шлюзы снабжаются стационарной принудительной приточной вентиляцией (независимо от других систем вентиляции), создающей избыточное давление в этих помещениях и шлюзах по отношению к атмосферному, что исключает проникновение атмосферного воздуха в эти помещения в случае нарушения герметизации. Приемные отверстия этой системы вентиляции должны быть расположены таким образом, чтобы опасность возврата опасных паров, выходящих из любого соседнего выпускного вентиляционного отверстия, включая отверстия системы ГОС, была сведена до минимума.

Периодически посещаемые помещения грузосодержащей зоны, если они рассматриваются как газоопасные (не оборудованы воздушными шлюзами), тоже оборудуются принудительной независимой вытяжной вентиляцией стационарного исполнения. В зависимости от плотности паров перевозимых грузов прием воздуха в этих помещениях может производиться из верхних (природные газы), либо нижних (нефтяные газы) его частей. Каналы вытяжкой вентиляции из газоопасных помещений обеспечивают удале-

153

ние воздуха вверх. Выпускные отверстия вентиляционных каналов этих помещений располагаются над грузовой палубой на высоте не менее 4 м для газо- и химовозов и 2,4 м для нефтетанкеров. В горизонтальном направлении эти отверстия отстоят не менее чем на 10 м от приемных каналов вентиляции и отверстий в жилые и служебные помещения, посты управления и другие газобезопасные помещения. Вентиляционные каналы из газоопасных помещений не должны проходить через МО, жилые и служебные помещения и ЦПУГО.

Искусственная вентиляция газобезопасных и газоопасных помещений и воздушных шлюзов проектируются из расчета обеспечения не менее 30 обменов воздуха в час. Лишь для помещений ЦПУГО газобезопасного исполнения допускается, как исключение, 8 обменов в час, а для грузовых насосных отделений нефтетанкеров и общесудовых насосных отделений химовозов – 20 обменов в час. Пуск систем вентиляции газобезопасных и газоопасных помещений осуществляется за пределами этих помещений до входа обслуживающего персонала и до включения их оборудования в действие. У входа в эти помещения вывешивается предупредительная надпись о необходимости предварительного включения вентиляции. Воздушные шлюзы газобезопасных помещений оборудуются с обеих сторон герметичными дверями, снабженными блокировкой, исключающей их одновременное открытие, а также открытие любой из дверей при выключенной системе вентиляции данного помещения. При потере избыточного давления в воздушном шлюзе помещения, в котором установлены не взрывозащищенные электродвигатели, срабатывает блокировка, которая отключает их питание и предотвращает включение до восстановления давления до прежнего значения.

Вентиляторы, входящие в системы вентиляции наливных судов, не должны являться источником воспламенения. Электродвигатели вентиляторов при перевозке воспламеняющихся грузов располагаются за пределами вентиляционных каналов, конструкция которых исключает искрообразование. Последнее достигается использованием:

-неметаллической крылатки и кожуха, но при этом должна исключаться возможность накопления статического электричества;

-крылатки и кожуха из цветных металлов;

-крылатки и кожуха из аустенитной (нержавеющей) стали;

-крылатки и кожуха из железных сплавов с расчетным радиальным зазором не менее 13 мм.

Любая комбинация пары «крылатка – кожух», в которой одна деталь выполнена из алюминиевого или магниевого сплава, а другая – из железного сплава, не допускается независимо от размера радиального зазора. В целях повышения надежности работы вентиляционных систем все штатные вентиляторы снабжаются ремонтным комплектом, в который входят крылатка вентилятора с валом, подшипники и электродвигатель. От попадания посторонних предметов в вентиляционные каналы служат защитные сетки,

154

которые устанавливаются на всех приемных и выходных отверстиях этих каналов. Ячейка защитных сеток не превышает 13 мм.

К помещениям, обычно не посещаемым в процессе выполнения ГО газовоза, принято относить трюмные межбарьерные пространства, коффердамы, туннельный киль, туннели грузовых трубопроводов. В этих помещениях возможно скопление паров груза из-за возможных его протечек. Они также должны иметь вентиляцию в целях создания безопасной атмосферы при эпизодических посещениях, производимых для выполнения профилактического осмотра и контроля. Стационарных средств принудительной вентиляции в этих помещениях может и не быть, но тогда должна быть предусмотрена эффективная переносная система вентиляции. Вентиляторы трюмных пространств в любом исполнении должны быть искрозащищенными, допускать и не затруднять перемещение обслуживающего персонала.

Системы противохимической вентиляции (ПХВ) устанавливаются на газовозах и химовозах. Они предназначены для подачи очищенного воздуха в жилые, служебные помещения, в воздушные шлюзы, а также в МО. Эти системы создают также воздушный подпор в вентилируемых помещениях и поддерживают необходимую температуру. В случае возникновения аварийной обстановки, во избежание удушающего воздействия паров груза на экипаж судна судовую надстройку нужно герметизировать, а систему ПХВ включить. Очищенный воздух необходимо подавать во все обслуживаемые помещения. Для этого используются штатные бытовые системы вентиляции и кондиционирования воздуха. Отработанный воздух из обслуживаемых помещений выводится через пропускные устройства, позволяющие поддерживать необходимый подпор, исключающий проникновение наружного воздуха в обслуживаемые системой ПХВ помещения.

В систему ПХВ входят фильтро-вентиляционные установки (ФВУ) с охладителями и нагревателями воздуха. ФВУ содержит фильтрыпоглотители, собираемые в колонки из двух-трех фильтров номинальной производительностью 200 м3/ч с примерно одинаковым сопротивлением. Вентиляторы, входящие в состав ПХВ, обычно центробежного типа с производительностью примерно на 30 % больше требуемой воздухоподачи. Системы ПХВ машинного отделения, помещений вспомогательных дизельгенераторов, АГГ имеют подачу очищенного воздуха от отдельных ФВУ. Здесь должен обеспечиваться двукратный обмен воздуха в час, а избыточный подпор должен составлять 0,15 – 0,30 кПа., температура воздуха не должна превышать 40 оС. Системы ПХВ проектируются на работу в автоматическом режиме.

Нефтетанкеры. Помещения ГНО оборудуются стационарной принудительной вытяжной вентиляцией, отдельной для каждого из этих помещений, обеспечивающей по крайней мере 20 обменов воздуха в час. Вентиляционные каналы вытяжной вентиляции должны быть газонепроницаемыми. Приточная вентиляция этих помещений может быть естественной. В местах

155

пересечения водонепроницаемых палуб вентиляционные каналы выполняются водонепроницаемыми. Если ГНО (или иное помещение) оборудовано объемными средствами пожаротушения, указанные каналы снабжаются заслонками, имеющими приводы для их закрытия из мест, расположенных вне этих помещений. Приемные отверстия вытяжных каналов располагаются так, чтобы обеспечивалось удаление воздуха из-под настила. На случай затопления этих отверстий на вытяжном канале на высоте 2 м от нижних решеток предусматривается дополнительное приемное отверстие, оборудованное заслонкой, которая управляется с главной палубы и нижних решеток ГНО. Система вентиляции ГНО может использоваться и для вентиляции грузового трубопровода, а через него – грузовых танков. В этих случаях в местах присоединения вентиляционного канала к грузовому трубопроводу устанавливается двойная запорная арматура.

Рис. 115. Оборудование системы вентиляции грузового насосного отделения

большого нефтетанкера типа «Москва»: а – поперечное сечение (вид в нос); б – сечение по В-В; 1 – вентиляционные каналы; 2 – входной тамбур ГНО; 3 – отстойные танки; 4 – топливные и за ними балластные танки; 5 – двойное дно; 6 – осевой вентилятор; 7 – аварийное отверстие; 8 – настил нижней платформы

Наружные отверстия вытяжных каналов снабжаются пламяпрерывающей сеткой и должны отстоять не менее чем на 2 м от любого отверстия, идущего внутрь судна в места, в которых может содержаться источник воспламенения паров нефтепродуктов. По отношению к приемным отверстиям приточной вентиляции они располагаются так, чтобы исключалась возможность загрязнения приточного воздуха и, кроме того, исключалась возможность попадания забортной воды в вентиляционные каналы. Приемные от-

156

верстия приточной вентиляции должны отстоять от грузовой палубы на расстоянии не менее 2,4 м, а от любых отверстий грузовых танков и открытых выводов газоотводных труб – на расстоянии не менее 5,0 м. Главные приемные и вытяжные отверстия всех систем вентиляции ГНО и других помещений судна оборудуются закрытиями с приводами из мест, расположенных вне этих помещений. На арктических танкерах каналы приема воздуха защищаются от попадания в них снега, их воздухозаборные устройства рекомендуется размещать с обоих бортов судна и оборудовать обогревом. На рис. 115 в качестве примера приведена естественная приточная и принудительная вытяжная вентиляция ГНО, используемая на нефтетанкерах типа «Москва».

22. Системы орошения

На наливных судах имеется система, которую можно отнести к специальным системам танкеров, так как она отсутствует на сухогрузных судах. Ее можно рассматривать как одно из средств борьбы с пожаром. Система водяного орошения (СВО) палубы имеется на всех танкерах, перевозящих легковоспламеняющиеся грузы. Учитывая большую пожарную опасность СГ на газовозах, эта система более развита, чем у нефтетанкеров, и включает также орошение куполов и надстроек. Эта система подает забортную воду к распылителям, предназначенным не тушить пожар – для этого используются другие намного более эффективные средства – а предохранять металлические палубы и стенки переборок от перегрева, могущего послужить причиной развития пожара. СВО применяется также для орошения шахт аварийных выходов из МО и спасательных шлюпок, грузового коллектора.

СВО не имеет собственных насосов, так как для ее редкого функционирования достаточно тех водяных насосов, которые имеются в других системах, прежде всего в системе пожарного водотушения. Существуют нормы расхода воды на орошение поверхностей:

-при орошении шахт выходов из МО – 30 л/мин на 1 м горизонтального периметра орошаемой поверхности при ее высоте не более 5 м; при большей высоте на каждые следующие 5 м высоты предусматривается следующий ярус распылителей с такой же интенсивностью расхода, что у распылителей вышерасположенных ярусов;

-при орошении стенок надстроек, палуб и надпалубных конструкций газовозов – 10 л/мин на 1 м2 горизонтальных поверхностей и 4 л/мин на 1 м2 вертикальных поверхностей.

На рис. 116 показано расположение труб и распылителей орошения передней стенки кормовой надстройки газовоза.

Трубопроводы системы располагаются горизонтально с таким интервалом, чтобы одна горизонтально расположенная магистраль орошала не более двух ярусов надстройки. Раструбы распылителей устанавливают с ин-

157

тервалом 1,5 м, и только на уровне ходового мостика этот интервал сокращен до 1,32 м. Трубопроводы распылителей отстоят от орошаемой поверхности на 450 мм. Объемный угол распыления воды, обеспечиваемый раструбом распылителя, составляет 120о. Ось этого раструба наклонена к горизонту на 10о так, чтобы раструб был слегка направлен вниз.

Рис. 116. Система орошения надстройки: а – установка распылителей по ярусам; б, в, г – горизонтальное расположение распылителей в каждом ярусе

СВО пускается в действие и управляется дистанционно из мест, защищенных от пожара. Если она не пущена в действие своевременно, при повышении температуры плавятся плавкие предохранители и автоматически приводят ее в действие.

Контрольные вопросы к лекции 14

1.В каком случае на метановозе можно использовать УПСГ прямого сжижения?

2.Схема двухступенчатой УПСГ, совмещенной с системой утилизации СГ в котле.

3.Как будет работать система, рис. 111, при перевозке СНГ?

4.Схема утилизации СПГ в дизеле.

5.Одоризация газа.

6.Меры безопасности при утилизации СПГ в СЭУ.

7.Специфика утилизации СПГ в котлах.

8.Специфика сжигания СПГ в дизелях.

9.Рабочий газожидкостный процесс в дизеле.

10.Газоопасные зоны на газовозе.

11.Газоопасные и газобезопасные помещения на газовозе.

12.Требования к системам вентиляции на газовозе.

13.Требования к конструкции вентилятора на газовозе.

14.Система противохимической вентиляции.

158

15.Требования к системе вентиляции на нефтетанкере.

16.Система вентиляции нефтетанкера «Москва».

17.Системы орошения на танкерах.

18.Система орошения на газовозе.

Лекция 15

23.Предотвращение загрязнения моря с танкеров

Вэтой главе будут рассмотрены меры по предотвращению загрязнения моря с танкеров, которые могут произойти в результате выполнения технологии перевозки грузов. Именно эти загрязнения представляют серьезную угрозу морской среде при эксплуатации наливных судов.

Сброс балластных и промывочных вод с танкеров регламентируется рядом документов, основным из которых является Международная конвенция, которую сокращенно называют МАРПОЛ 73/78. Кроме конвенции существуют национальные документы:

- Правила Регистра по предотвращению загрязнения с судов; - РД 31.04.23-94 «Наставление по предотвращению загрязнения с су-

дов».

Требования, этих документов следует рассматривать отдельно для нефтетанкеров и химовозов. Требования для газовозов аналогичны тем, которые предъявляются к химовозам, но они менее актуальны из-за полного испарения сжиженных газов при положительных температурах. Поэтому и каких-нибудь норм сброса газов в море либо разделения их по категориям вредности для морской среды при сбросах не существует, кроме требований, установленных для всех судов по льяльным водам.

23.1. Сброс с нефтяных танкеров

На каждом нефтяном танкере валовой вместимостью 150 рег. тонн и более должен быть Журнал нефтяных операций (ЖНО), содержащий две части: часть I (полный перечень операций машинного отделения) и часть II (полный перечень грузовых и балластных операций). Все операции подлежат регистрации в ЖНО в соответствии с Правилом 20 МАРПОЛ 73/78. ЖНО является судовым документом, он должен быть пронумерован и внесен в реестр, заверен капитаном порта.

Конвенция для исключения разночтений ее положений дает разъяснение ряда используемых ею терминов:

-нефть – нефтепродукт в любом виде, включая сырую нефть, жидкое топливо, нефтяные остатки и очищенные нефтепродукты (не являющиеся нефтехимическими веществами).

-нефтеводяная смесь – вода с любым содержанием нефти;

159

-мгновенная интенсивность сброса нефти – интенсивность сброса в литрах в час в любой момент, деленная на скорость судна в узлах в тот же момент;

-чистый балласт – балласт, принятый в танк, очищенный таким образом, что сток этого танка при сбросе в ясную спокойную погоду не приводит к появлению видимых следов нефти на поверхности воды. Показания автоматического замера содержания нефти в сбрасываемом стоке не выше 15 частей на миллион принимается как доказательство чистоты балласта независимо от наличия видимых следов;

-изолированный балласт – чистая вода, принятая в танк, который полностью отделен от грузовой и топливной систем и постоянно предназначен для перевозки балласта или для перевозки балласта и грузов, не являющихся нефтью, или ядовитыми веществами.

Определения грязного балласта конвенция не дает, очевидно, полагая, что и так ясно, что это балласт, принятый в грязный, не помытый танк. Конвенция также дает разъяснения по определению и толкованию связанного со сбросом нефтеводяной смеси оборудования:

-оборудование для нефтеводяной сепарации – это сепаратор или

фильтр, или их комбинация, которые спроектированы для получения потоков, содержащих менее 100 млн-1 долей нефти;

-оборудование для фильтрации нефти – это любая комбинация сепа-

ратора и фильтра или коалесцирующего элемента, которые спроектированы для получения потоков, содержащих не более 15 млн-1 долей нефти. Коалесценция – слияние капель жидкости или пузырьков газа при их соприкосновении;

-САЗРИУС – система автоматического замера, регистрации и управле-

ния сбросом нефти, настроенная на сброс нефтесодержащей воды с содержанием нефти не более 15 млн-1.

Оборудование для фильтрации нефти с 06.07.1998 г. должны иметь все суда валовой вместимостью 400 рег. тонн и более.

САЗРИУС устанавливается в ПУГО, она должна вести непрерывный контроль за сбросом балласта из зоны грузовых танков. Система должна получать сигналы: о содержании нефти в сбросе, об интенсивности сброса, скорости судна, даты и времени. Помимо этого должна автоматически про-

изводиться запись следующих параметров: мгновенная интенсивность сброса нефти в литрах на милю, мгновенное содержание нефти в млн-1, общее количество сброшенной нефти в литрах (м3), количество сброса в м3/ч, срабатывание сигнального устройства.

Нефтеналивные суда должны быть оборудованы САЗРИУС балластных и промывочных вод:

-при дедвейте 4 тыс. тонн и более – системой контроля категории «А» (полностью автоматизированной);

160