Геец Сист. наливных судов

- в некоторых случаях – использование съемных патрубков между магистралями с разнородными грузами.

Должна быть предусмотрена возможность осушения насосов и трубопроводов в грузовые или отстойные танки, или на берег, а сами магистрали должны быть проложены так, чтобы обеспечивался естественный слив остатков груза или балласта в направлении насосов. Для передачи на берег остатков нефти, нефтепродуктов и балластной воды должен предусматриваться специальный трубопровод, выведенный в район судового коллектора. Для осушения грузовых и зачистных трубопроводов в самых нижних точках этих трубопроводов в грузовом насосном отделении должны быть предусмотрены отростки. Трубопроводы должны быть разгружены от напряжений, вызываемых тепловым расширением или деформацией корпуса с помощью компенсаторов.

Предохранительный клапан в системах с объемными насосами должен открываться при давлении на 10 % выше рабочего.

Приемные патрубки с храпками должны быть расположены у кормовых поперечных переборок и рядом с продольной переборкой, в сторону которой наклонено днище. На судах с двойным дном приемные патрубки устанавливаются в специальных колодцах.

На трубопроводах приема груза должны быть установлены грязевые коробки. На напорном трубопроводе у центробежных насосов должна быть установлена невозвратная или невозвратно-запорная арматура.

6.2 Типы грузовых систем

На танкерах старой постройки трехостровного типа небольшого дедвейта преобладала кольцевая грузовая система с паровыми поршневыми насосами (рис. 6). Такая система обладает высокой живучестью и маневренностью. Если выходит из строя магистраль одного борта, груз можно выкачать через магистраль другого борта. Зачистка танков производится по грузовому трубопроводу при помощи грузовых насосов через зачистные отростки меньшего диаметра. В районе перемычек 2 расположены стояки (стрелки вверх) для залива танков во время погрузки.

Подавляющее количество нефтетанкеров строится с линейной грузовой системой, которая проще и дешевле кольцевой, позволяет перевозить несколько сортов груза, удобна при кормовом расположении грузового насосного отделения и использовании центробежных насосов любой производительности. Грузовые танки делятся на 2 – 4 группы, каждая из которых рассчитана на перевозку одного сорта груза. К каждой группе из насосного отделения проложена грузовая магистраль с грузовыми отростками на каждый танк. Количество грузовых центробежных насосов соответствует количеству групп танков. Обеспечивается взаимозаменяемость насосов с помощью проложенных между магистралями двойных клинкетов.

21

Рис. 6. Кольцевая система грузового и зачистного трубопровода: 1 – трубопровод, 2 – перемычка между магистралями левого и правого бортов; 3, 5 – клинкеты на грузовом и зачистном отростках соответственно; 4 – поршневой насос

На рис. 7 изображена принципиальная схема линейной системы танкера с тремя группами танков такой, какую бы мы увидели, если бы все остальные конструкции танкера были бы прозрачными. Более подробная схема в плоском изображении показана на рис. 9. На обеих схемах для упрощения не изображена зачистная система.

На рис. 8 изображена система с переборочными клинкетами (их называют иногда переборочными дверями). Такая система обычно используется на танкерах, перевозящих один груз, хотя может быть и поделена при проектировании и на две – три группы с разнородными грузами. Когда открываются все клинкеты, переборки между танками теряют свое значение, вся группа танков превращается условно в один танк. Груз стекает в кормовой танк, из которого выкачивается грузовым насосом. Это ускоряет выгрузку, так как насос постоянно работает при полной производительности. В то же время такая система имеет существенные недостатки, из – за которых не нашла широкого применения. При неисправности какого либо из клинкетов и необходимости освободить один или два танка это можно сделать только с помощью зачистной системы, которая обязательно должна быть. Возникают трудности при мойке танков. Невозможно одновременное проведение выгрузки и балластировки танков.

Еще одна разновидность линейной грузовой системы – туннельная грузовая система. Она бывает двух типов: туннельно-трубная и туннельноканальная системы. В первом варианте туннель прокладывается в двойном дне обычно на месте киля, его называют «туннельный киль». Высота его около 2 метров, в нем проложены грузовые и зачистные магистрали, а также коммуникации. Другой вариант – туннели являются каналами для перетока груза из грузовых танков через переборочные клинкеты в кормовой танк, из которого насос выкачивает груз как в обычной линейной системе.

22

Такие туннели оборудуются на танкерах без двойного дна. Из этих двух вариантов большее применение нашла туннельно-трубная система.

В последнее время все большее применение находит раздельная грузо-

вая система единичных танков с использованием погружных насосов. Та-

кие насосы делятся на безштанговые и штанговые. Первый вместе с приводом размешается вблизи кормовой переборки танка в наиболее удобном месте в колодце, выгороженном в двойном дне. Во втором варианте привод насоса расположен на палубе. Он соединяется с валом насоса длинным промежуточным валом (штангой). Такой насос называют еще колодезным.

Рис. 7. Схема линейной грузовой системы

Рис. 8. Система с переборочными клинкетами

23

24

Рис .9.Схема грузовой и балластной систем среднетоннажного танкера :

¾¾¾¾ грузовая система ;¾¾¾ ·¾¾¾ ·балластная система

Благодаря расположению в колодце погружной насос имеет высокую всасывающую способность, и дополнительная зачистка после выгрузки не требуется. В системах с погружными насосами отсутствуют всасывающие трубопроводы, благодаря чему существенно снижаются затраты энергии при выгрузке. Каждый нагнетательный трубопровод подсоединяется к своему фланцу на манифольде. Диаметры труб уменьшаются, но их количество на палубе значительно возрастает. Такие системы обеспечивают высокую гарантию предотвращения смешения разных сортов груза.

Недостатками раздельной грузовой системы единичных танков являются большое количество грузовых насосов и их размещение в труднодоступных местах, необходимость заполнения танков через погружные насосы, сложность устранения протечек в уплотнениях вала насоса в гидросистеме, если насос имеет привод от гидродвигателя, сложность центровки длинных приводных валов колодезных насосов.

Контрольные вопросы к лекции 2

1.Чем отличается конструкция танкера от сухогрузного судна?

2.Какую роль выполняют продольные переборки в конструкции танкера?

3.Назвать конструктивные варианты расположения продольных и поперечных переборок между танками.

4.Каковы требования Регистра к размерам грузовых танков и коффердамов, к вместимости танков изолированного балласта?

5.Где на танкере (в каких танках) располагают изолированный балласт?

6.В каких танках и почему располагаются балки набора судна?

7.Каковы преимущества гофрированных переборок перед гладкостенными?

8.Рассказать по схеме общего расположения устройство нефтетанкера.

9.Перечислить специальные системы танкера с указанием их назначения.

10.Отличие и сходство грузовой и зачистной систем.

11.Требования к грузовой и зачистной системам.

12.Функциональные возможности грузовой и зачистной систем.

13.Где должны располагаться храпки грузовой и зачистной систем?

14.Кольцевая грузовая система.

15.Линейная грузовая система.

16.Система с переборочными клинкетами.

17.Туннельная система.

18.Раздельная грузовая система.

25

Лекция 3

6.3. Способы использования грузовых систем для зачистки танков

Стремление снизить стоимость постройки танкера привело к разработке различных вариантов повышения эффективности грузовых систем при удалении остатков груза. Проблема зачистки вызывается следующими факторами:

-у приемника насоса образуется воронка, через которую происходит прохват воздуха. Эта воронка тем глубже, чем больше подача насоса;

-центробежный насос не способен перекачивать смесь жидкости с воздухом, если концентрация его в воде по объему превышает » 10 %.;

-уровень груза после срыва насоса остается большим, от 0,6 до 1,0 м, что недопустимо.

Основная задача при решении этих проблем – не допустить завоздушивания грузового насоса до тех пор, пока уровень груза в танке не сравняется

снижним краем приемника грузовой системы или создать углубление в районе приемника для того, чтобы к моменту возникновения критического уровня танк был бы уже пуст. Это достигается посредством следующих решений:

-созданием специальных конструкций приемников;

-использованием погружных насосов;

-размещением грузовых труб в пространстве двойного дна;

-размещением приемников в колодцах, выгороженных в двойном дне;

-заливки грузовых насосов из расположенной выше вспомогательной цистерны или из другого грузового танка, уровень жидкости в котором выше насоса;

-грузовых систем, оборудованных вакуумными цистернами.

Рис. 10. Схемы приемников с изменяющимся сечением

26

Пример специальных конструкций приемников показан на рис. 10. При высоком уровне груза плавающее кольцо – клапан 1, изготовленное из

нитрильного каучука, армированного тириленом (рис.10а), находится у упора 2, а выгрузка производится через патрубок 3. При снижении уровня

груза кольцо опускается, а когда оно закрывает вход в патрубок, зачистка груза происходит через щель 4, близко расположенную к днищу 5.

Схема другого варианта приемника представлена на рис. 10б. Зачистка производится по стояку 1 сначала через отверстие 3, пока не опустился ша-

ровой клапан 2, а затем через щель 4. Подобные клапаны применяются сейчас в системах с сепараторами, в которых газы и прохватываемый воздух отделяются и отсасываются эжекторами или водокольцевыми насосами, т. е. в вакуумных системах зачистки грузовыми насосами.

6.4. Вакуумная выгрузка грузовых танков

Существует несколько вариантов систем вакуумной выгрузки, а точнее, зачистки танков грузовыми насосами. Рассмотрим некоторые из них.

Простейший из них показан

вающий из вакуумного танка воздух и пары груза. Вакуумная цистерна должна быть с прочными стенками и должна быть в каждой группе танков.

Если испаряемость груза высокая, необходимо для поддержания вакуума использовать струйный или водокольцевой насос. Схемы его включения бывают различными. Струйный насос применяют не только в грузовых системах, но и в балластных, они тоже при опорожнении требуют зачистки. В балластных системах струйные насосы используют без вакуумной

27

(сепарационной) цистерны. Рассмотрим системы вакуумной выгрузки со струйными и водокольцевыми насосами.

На рис. 12 изображена система фирмы Каррутерс. В процессе зачистки нефтепродукт по всасывающему трубопроводу 1 поступает в сепаратор 2, где от него отделяется газовоздушная смесь. Сепаратор имеет несколько перфорированных перегородок 15, обеспечивающих сепарацию. Очищенный нефтепродукт через приемный патрубок 14 идет в грузовой насос 13, а

очищенного от газов нефтепродукта; 15 – перфорированные перегородки

газы по мере их накопления, когда создается давление, достаточное для автоматического открытия поплавкового клапана 3, поступают к водяному эжектору 6, который подает газы в конденсатор 10. Пары конденсируются, нефтепродукт отделяется от воды и по трубе 8 опускается к насосу 13, а воздух через патрубок 9 отводится в атмосферу. Подача воды для эжектора может осуществляться проточно или по замкнутому контуру. По замкнутой

28

системе вода циркулирует по трубам 5 и 7 через эжектор, конденсатор и водокольцевой насос 12, при разомкнутой – по трубам 4, 7, и 11.

Схема установки «Вак-Стрип» приведена на рис. 13. Выгрузка нефтепродуктов производится грузовым насосом 1 по всасывающей магистрали 13 через сепаратор 14, который имеет вверху сборник газов 11. В нормальном режиме (при достаточно высоком уровне груза в танке) смесь паров и воздуха, постепенно скапливаясь в верхней части сепаратора и в сборнике 11, снижает в сепараторе уровень жидкости. Периодически, по достижении этим уровнем определенной величины, регулятор уровня 12 будет открывать клапан 10 для выхода газов через вакуумный насос 7 и конденсатор 4. При этом воздух по трубе 6

Рис. 13. Схема установки Вак-Стрип

уходит в атмосферу, а конденсат нефтепродукта возвращается во всасывающую магистраль 13. Охлаждение конденсата производится водой по трубам 5.

Когда уровень нефтепродуктов в грузовом танке понизится до начала прохвата воздуха, уровень жидкости в сепараторе 14 будет понижаться и при открытом клапане 10. В этих условиях регулятор уровня кроме поддержания этого клапана в открытом состоянии будет периодически включать вакуум-насос, а затем переведет его на непрерывную работу. При переходе на процесс зачистки регулятор уровня начнет прикрывать клапан 3 на напорной магистрали 2, снижая подачу насоса 1 до величины, необходи-

29

мой при зачистке. По окончании зачистки танка электропривод 9 грузового насоса выключается термостатом 8.

Фирмой Мицубиси разработана система, изображенная на рис. 14.

В режиме обычной выгрузки груз из танка 11 через неработающий эжектор под действием вакуума всасывается в сепарационную цистерну, а из нее подается на берег. Эжектор автоматически включается тогда, когда нужно поддержать заданный уровень в цистерне 3. В режиме зачистки эжектор работает постоянно, а уровень в цистерне 3 поддерживается уменьшением подачи насоса 6 прикрытием клапана 8, работающего от датчика уровня 7. При этом сохраняется постоянным давление рабочей жидкости, подаваемой к эжектору через калиброванную шайбу 5. Газы и пары отводятся в выгружаемый танк.

Рис. 14. Схема фирмы Мицубиси: 1 – грузовой трубопровод; 2 – эжектор; 3 – сепарационная цистерна; 4 – трубопровод рабочей жидкости к эжектору; 5 – дроссельная шайба; 6 – грузовой насос; 7 – датчик уровня в сепарационной цистерне; 8 – автоматический клапан; 9 – трубопровод груза на берег; 10 вентиляционная труба; 11 – грузовые танки

В настоящее время существуют и ряд других схем вакуумной зачистки танков [1]. Они отличаются от приведенных местом вакуумного насоса в системе и степенью автоматизации.

30