- •Перевозка сжиженных газов морем
- •Оглавление
- •Основы химии газов строение атома. Периодическая таблица элементов
- •Масса атома
- •Закон авогадро
- •Классификация углеводородов
- •Основные химические свойства углеводородов полимеризация
- •Полимер
- •- (СнсНз-сн2)n –
- •Катализаторы
- •Ингибиторы
- •Пахучие вещества
- •Реакция углеводородов с водой - образование гидратов (slush)
- •Химическая совместимость газов
- •Неорганические газы
- •Транспортные характеристики газов общие положения
- •Основные группы газов, перевозимых морем
- •Химические грузы
- •Основные физические свойства газов
- •Воздействие низких температур (brittle fracture)
- •Переворачивание груза (rollover)
- •Статическое электричество
- •Основные опасности на танкерах и газовозах статическое электричество на танкерах и газовозах
- •IBce переносное оборудование, которое используется при работе в танках, должно быть надежно заземлено перед тем, как опускать его в танк или использовать в опасных зонах.
- •Способы уменьшения возникновения статических зарядов
- •Пожароопасность
- •Воспламеняемость
- •Классификация опасных грузов
- •Токсичность сжиженных газов и сопутствующих веществ
- •Предельно допустимая концентрация
- •Классификация токсинов
- •Пути проникновения токсинов в организм
- •Побочные опасности
- •Приборы контроля атмосферы танков типы приборов контроля атмосферы
- •Приборы для измерения взрывоопасных концентраций газов
- •Эксплозиметры
- •Интерферометр
- •Анализаторы содержания кислорода
- •Приборы и устройства для измерения концентрации токсичных газов
- •Перевод концентраций, выраженных в мг/м3, в ррм осуществляется следующим образом:
- •Молярная масса (г)
- •Перевод объемных концентраций, выраженных в ррм, в весовые осуществляется следующим образом:
- •Молярный объем (24,1 л)
- •Приборы для измерения точки росы
- •Состав сухого воздуха, %
- •Типы газовозов типы и группы газовозов
- •Газовозы напорного типа
- •Газовозы полунапорного типа
- •Газовозы-химовозы
- •Суда рефрижераторного типа
- •Суда для перевозки природного газа - метановозы
- •Конструктивные особенности газовозов
- •Защита грузовых емкостей от повреждений
- •Материал, используемый для изготовления танков
- •Изоляция грузовых танков
- •Основные системы газовозов
- •Специальные системы газовозов
- •Оборудование. Инструменты
- •Основы термодинамики сжиженных газов идеальный газ
- •Основы термодинамики
- •Расчет температуры смеси жидкой фазы груза
- •Взаимные превращения жидкостей и газов
- •Работа при изменении объема газа
- •Энтропия
- •Теплопроводность
- •Расчет изоляции грузовых танков
- •Диаграмма молье
- •Установки повторного сжижения газов принципы искусственного охлаждения
- •Циклы упсг
- •Каскадная упсг
- •Насосы грузовых систем газовозов основные понятия и определения
- •Математические основы расчета рабочих параметров насосов
- •Типы насосов грузовых систем газовозов
- •Напорные характеристики насосов
- •Напорные характеристики трубопроводов
- •Работа центробежных насосов в составе трубопроводов
- •Особенности действия грузовых насосов
- •Меры предосторожности при эксплуатации грузовых систем
- •Меры безопасности на газовозах общие принципы обеспечения безопасности на газовозах
- •Конструктивное обеспечение пожарной безопасности
- •1. Оборудование конструктивно безопасного типа исключает искрообразование в процессе его нормальной эксплуатация и питается от сетей пониженного напряжения.
- •Оборудование газовоза активными средствами пожаротушения
- •Системы обнаружения пожаров
- •Переносные средства пожаротушения
- •Дыхательные аппараты
- •Организационные мероприятия по обеспечению пожаробезопасности
- •Меры безопасности при выполнении судовых работ
- •Разрешение на выполнение «горячих» работ
- •Раздел 1.
- •Раздел 2.
- •Раздел 3.
- •Комментарии к «Разрешению на выполнение горячих работ»
- •Раздел 1.
- •Раздел 2.
- •Разрешение на выполнение холодных работ
- •Раздел 2.
- •Раздел 3.
- •Комментарии к «Разрешению на выполнение холодных работ»
- •Меры безопасности при выполнении судовых работ
- •Раздел 1.
- •Раздел 2.
- •Раздел 3.
- •Раздел 4. Записи о вошедших (подлежит заполнению лицом, контролирующим вход)
- •Раздел 5. Завершение работы (подлежит заполнению лицом, контролирующим вход)
- •Грузовые операции основные этапы обработки груза на борту судна
- •Расчет времени на погрузку
- •Выгрузка
- •Специальные правила
- •Замеры и подсчет груза. Грузовая документация общие положения
- •Особенности подсчета груза на газовозах
- •Плотность груза
- •Стандартные способы подсчета груза
- •Общие правила определения веса груза
- •Расчет газовой фазы груза
- •Перевод процентных соотношений смесей в весовые или объёмные соотношения, и наоборот
- •Подсчет линейной скорости потока жидкости
- •Грузовая документация
- •Методы замены атмосферы танка
- •Метод разбавления атмосферы (dilution method)
- •II Повторный запуск всего оборудования — дело долгое и хлопотное.
- •Организация процесса замены атмосферы танков
- •Смена груза и условия предъявления судна под погрузку
- •Мойка танков
- •Заключительная обработка поверхности танка
- •Аварийные мероприятия на газовозах аварийное планирование
- •Организация борьбы с пожарами
- •Инциденты с грузом
- •Операции с грузом
- •Подвижка судна у причала
- •Посадка на мель
- •Касание грунта
- •Столкновение
- •Аварийная перекачка груза с судна на судно
- •Подготовка экипажа к оставлению судна
- •Словарь терминов общепринятые сокращения
- •Приложения
- •Спецификации сюрвейерской компании sgs на некоторые сжиженные химические газы (можно использовать только как справочные данные)
- •Сжиженные и химические газы, включенные в igc кодекс
Молярный объем (24,1 л)
Пример 2: Решим обратную задачу. По известной объемной концентрации 363 ррм токсина (бутана) в воздухе определим его весовое соотношение в атмосфере.
Решение:
С(мг/м3) = (58,1 : 24,1) . 363 = 876 мг/м3.
Всегда следует использовать только трубки, предназначенные для данной ручной помпы, поскольку изготовителей таких приборов много, и каждый из них производит соответствующие индикаторные трубки только для своих приборов. Следует также помнить, что индикаторные трубки предназначены для измерения содержания токсических веществ в воздухе.
Для измерения общей дозы токсина, полученной работником в течение рабочего дня, также используют приборы с индикаторными трубками химического реагирования (рис. 23), которые получили общее название LONG TERM TOXIC GAS DETECTOR.
Рис. 23. Внешний вид прибора для продолжительного замера токсичных концентраций «Drager Polymer»
Приборы для измерения точки росы
Понятие «точка росы». Понятие «воздух» используют для определения смеси газов, составляющих атмосферу Земли. Состав этой смеси практически не меняется с местоположением или высотой за исключением количества паров воды — оно может меняться значительно.
Состав сухого воздуха, %
Азот.......................................................... 78,09
Кислород................................................. 20,93
Аргон ......................................................... 0,93
Углекислый газ......................................... 0,03
Другие газы .............................................. 0,02
Всего: 100% объема
Над поверхностью Земли плотность воздуха составляет примерно 1,3 кг/м3, причем это значение уменьшается с увеличением расстояния от поверхности Земли. На высоте 5000 м плотность воздуха уже составит 0,7 кг/м3, а на высоте 10 000 м будет 0,4 кг/м3.
В воздухе всегда присутствует некоторое количество воды в форме паров, причем их содержание может меняться от практически ничтожного до 40 г/м3, что составляет около 3% всей массы воздуха. Содержание паров воды в атмосфере Земли постоянно поддерживается за счет испарения воды с поверхности рек, озер, морей и т. д.
Выделим условно 1 м3 воздуха при фиксированной температуре, который нижней стороной контактирует с поверхностью воды. Испарение воды с ее поверхности будет продолжаться до тех пор, пока содержание паров в воздухе не достигнет некоторой максимальной величины, при которой наступит равновесное состояние между водой и ее парами. Причем с увеличением температуры содержание паров воды в объеме воздуха будет увеличиваться (давление насыщенных паров).
При охлаждении воздуха, насыщенного парами воды, произойдет его перенасыщение с образованием маленьких капелек воды диаметром около 0,01 мм, которые будут формировать туман, дымку или снег.
Теория измерения точки росы. Разница между фактической температурой атмосферы танка и температурой точки росы дает нам число градусов, на которое можно охладить атмосферу танка до того, как в ней начнет образовываться водный туман. Большая разница между этими температурами говорит о том, что воздух в танке сухой, а небольшая — что воздух слишком влажный. При насыщении температура точки росы и фактическая температура атмосферы танка понижаются.
Точка росы — это температура, при которой пары жидкости достигают насыщения и начинают конденсироваться.
Поскольку перевозка многих сжиженных газов осуществляется при низкой точке росы атмосферы танков, важно понять методы определения температуры точки росы, так же как и правильно использовать приборы для ее измерения. Прежде всего, необходимо изучить инструкцию завода-изготовителя, содержащую правила эксплуатации данного прибора. Принцип действия таких приборов допускает их использование и в атмосфере инертного газа и азота без каких-либо поправок.
На графике (рис. 24) изображена кривая плотности насыщенных паров воды в зависимости от температуры воздуха.
В точке В воздух достигнет насыщения после охлаждения до температуры в точке Е.
Насыщенным называется такой пар, который находится в динамическом равновесии с жидкостью, т. е. число молекул, покидающих поверхность жидкости в единицу времени, равно числу молекул, возвращающихся в нее.
Ненасыщенным, или перегретым, называется такой пар, плотность и давление которого меньше, чем плотность и давление насыщенного пара при данной температуре.
Рис. 24. Зависимость плотности насыщения воздуха водяным паром от температуры
Содержание водяного пара в воздухе характеризуется его влажностью. Абсолютная влажность воздуха измеряется массой водяного пара, находящегося в 1 м3 воздуха (его плотностью). Практически такое измерение осуществить довольно сложно, кроме того, зная абсолютную влажность воздуха, нельзя определить, насколько он сух или влажен, поскольку это зависит от его температуры.
Для оценки влажности воздуха важно знать как водяной пар, находящийся в нем, близок или далек от состояния насыщения. С этой целью вводится понятие относительной влажности.
Относительная влажность воздуха — это величина, характеризующая отношение фактического содержания водяных паров в 1 м3 к количеству пара, необходимого для насыщения 1 м3 воздуха при той же температуре.
Рф
Рн
где Pф и PH соответственно фактическая плотность водяного пара и плотность насыщенного водяного пара при заданной температуре.
В метеорологии относительной влажностью называют отношение парциального давления водяного пара при данной температуре к давлению насыщенных водяных паров при той же температуре.
Пример 1: Воздух имеет температуру 20°С. Какое максимальное количество паров воды он может содержать?
О т в е т: Из табл. 16 выбираем значение максимального содержания паров воды в воздухе при данной температуре 17,7 г/м3.
Пример 2: Воздух при температуре 30°С содержит 13 г/м3 паров воды. До какой температуры необходимо охладить воздух, чтобы началась конденсация паров, и сколько свободной воды образуется при охлаждении воздуха до-10°С?
О т в е т: Из табл. 16 выбираем значение температуры, соответствующее данному содержанию насыщенных паров в воздухе =15°С. Далее находим максимальное содержание паров воды при температуре —10°С (из таблицы) = 2,15 г/м3.
Для определения количества воды, которое может образоваться при охлаждении воздуха с заданной влажностью, определяем разницу между значением влажности воздуха при заданной температуре и содержанием паров при температуре охлаждения:
13 г/м³ - 2,15 г/м³ = 10,85 г/м³,
т. е. из каждого кубометра воздуха образуется 10,85 грамм воды.
Пример 3: Масса воздуха при 10°С содержит 5 г/м3 паров воды. Определить относительную влажность воздуха.
Р е ш е н и е: Из табл. 16 находим, что при температуре 10°С максимальное содержание паров воды в воздухе равно 9,3 г/м3. Значит относительная влажность составит:
(5 г/м3 х 100%); 9,3 г/м3 = 53,8%.
Пример 4: Атмосфера танка объемом в 1000 м3 при 25° С имеет относительную влажность 75%. Какое количество свободной воды образуется в танке при его охлаждении до -40'С ?
Решение: При 25°С максимальное содержание паров в воздухе, выбранное из табл. 16, составит 23,5 г/м3, следовательно, при относительной влажности 75% содержание паров воды будет
(23,5 г/м3 х 75%): 100% = 17,625 г/м3.
Далее из таблицы находим максимальное количество паров воды при температуре -40°С = 0,120 г/м3. Определяем содержание свободной воды при температуре -40°С:
17,625 г/м3 - 0,120 г/м3 - 17,505 г/м3.
Всего же в атмосфере танка образуется свободной воды;
17,505 г/м3 х 1000м3 =17 505 г- 17,5кг.
Пример 5: Температура точки росы в танке объемом 5000 м3 определена как —20°С. В танк должен быть погружен пропан при температуре -41°С. Сколько льда образуется в танке после погрузки?
Решение: Содержание паров воды при —20°С равно 0,92 г/м3. Содержание паров воды при -41°С — 0,11 г/м3. Свободной воды/льда в танке — 0,81 г/м3.
Всего образуется льда 0,81 г/м3 х 5000 м3 = 4050 г = 4,0 кг.
Таблица 16. Зависимость плотности насыщенного водяного пара от температуры
С
|
ρ, 10-³ кг/м3 |
t,°C
|
ρ,10-3 кг/м3 |
t,°C
|
ρ,10-3 кг/м3 |
-50
|
0,038
|
-19
|
1,01
|
12
|
10,60
|
-49
|
0,43
|
-18
|
1,10
|
13
|
11,34
|
-48
|
0,048
|
-17
|
1,20
|
14
|
12,14
|
-47
|
0,055
|
-16
|
1,30
|
15
|
13,00
|
-46
|
0,061
|
-15
|
1,40
|
16
|
13,88
|
-45
|
0,068
|
-14
|
1,52
|
17
|
14,79
|
-44
|
0,075
|
-13
|
1,66
|
18
|
15,73
|
-43
|
0,084
|
-12
|
1,81
|
19.
|
16,70
|
-42
|
0,094
|
-11
|
1,97
|
20
|
17,70
|
-41
|
0,106
|
-10
|
2,15
|
21
|
18,80
|
-40
|
0,119
|
-9
|
2,34
|
22
|
19,90
|
-39
|
0,132
|
-8
|
2,54
|
23
|
21,00
|
-38
|
0,145
|
-7
|
2,75
|
24
|
22,20
|
-37
|
0,162
|
-6
|
2,97
|
25
|
23,50
|
-36
|
0,180
|
-5
|
3,20
|
26
|
24,80
|
-35
|
0,200
|
-4
|
3,46
|
27
|
2630
|
-34
|
0,220
|
-3
|
3,74
|
28
|
27,80
|
-33
|
0,245
|
-2
|
4,04
|
29
|
29,30
|
-32
|
0,275
|
-1
|
4,38
|
30
|
31,00
|
-31
|
0,305
|
0
|
4,70
|
31
|
32,80
|
-30
|
0,340
|
1
|
5,07
|
32
|
34,80
|
-29
|
0,380
|
2
|
5,46
|
33
|
36,90
|
-28
|
0,420
|
3
|
5,87
|
34
|
39,10
|
-27
|
0,460
|
4
|
6,30
|
35
|
41,50
|
-26
|
0,510
|
5
|
6,75
|
36
|
43,70
|
-25
|
0,560
|
6
|
7,22
|
37
|
45,90
|
-24
|
0,610
|
7
|
7,71
|
38
|
48,10
|
-23
|
0,670
|
8
|
8,22
|
39
|
50,30
|
-22
|
0,750
|
9
|
8,75
|
40
|
52,50
|
-21
|
0,830
|
10
|
9,30
|
45
|
67,00
|
20
|
0,920
|
11
|
9,92
|
50
|
83,00
|
Рис. 25. Современные приборы для определения температуры точки росы
Sensor
Типы приборов для измерения точки росы. Для измерения температуры насыщения воздуха, когда в нем начинают образовываться капельки воды (точки росы), используют различные методы. Самый простой из них (значит, самый дешевый) основан на использовании сосуда со смесью ацетона и сухого льда. Когда температура сосуда опустится до определенного значения, на наружных его стенках начнется выпадение влаги. Используя термометр, можно определить температуру сосуда. Эта температура и будет определять точку росы атмосферы, в которой он находится.
В некоторых приборах для определения точки росы используется фреон (R22) для охлаждения сосуда. Когда начинается образование влаги на его поверхности, определяют его температуру. Приборы такого типа наиболее часто используются на газовозах.
Существуют также электронные приборы для определения (рис. 25) температуры точки росы, однако их стоимость намного выше, чем их точность. Все приборы, определяющие точку росы, используются для определения температуры атмосферы танка, при которой в ней начнется образование свободной воды из насыщенных водных паров.