Грузовые операции основные этапы обработки груза на борту судна

Основными характеристиками эффективности работы судна являются его временные и количественные пока­затели.

Временные показатели отражают время, затраченное судном на обработку и перевозку груза, так называемую оборачиваемость танкера. Оборачиваемость танкера характеризуется прежде всего временем, затрачен­ным на транспортировку груза, поскольку именно от этого интервала зависит прибыль. От времени обработки груза в порту зависят затраты перевозчика, поэтому данный показатель не является полезной составляющей общего периода оборачиваемости танкера.

Количественный показатель работы танкера или газовоза — это количество груза, перевезенного за определенный период, которое является мерилом прибыли, получаемой перевозчиком или владельцем судна.

В общем случае на газовозе выполняются следующие грузовые операции (рис. 118):

Рис. 118. Цикл грузовых операций

Рассмотрим каждую из вышеперечисленных операций несколько подробнее.

Подготовка судна к грузовым операциям. Еще до прихода судна в порт все подготовительные и погрузочные опера­ции планирует судовая администрация. Время стоянки судна в порту должно быть сведено к минимуму, поскольку доход зависит от времени перевозки груза, а не стоянки в порту. Это означает, что судно должно быть полностью готово к предстоящим грузовым операциям и иметь заранее всю необходимую информацию о стоянке в порту.

До прихода судна в порт капитан обязан запросить через агента порта погрузки следующую информацию:

• наименование и количество груза, предназначенного для погрузки (если запланировано несколько партий гру­за, то необходимая информация должна быть предоставлена по каждому грузу);

• давление и температуру груза у приемного фланца терминала, а также другие характеристики груза, которые могут потребоваться;

• размер фланцев берегового соединения и его тип (ANSI, DIN);

• наличие на терминале береговой газоотводной магистрали и необходимость ее использования, а также макси­мальную производительность газоотвода;

• максимальную скорость погрузки и ограничения;

• любые специальные требования терминала при проведении грузовых операций. До прихода судна проверяют все судовые системы и механизмы, которые будут задействованы в грузовых опера­циях, и их безопасность, а именно:

• системы аварийного закрытия грузовых клапанов;

• системы пожаротушения;

• опрессовка грузовых магистралей с проверкой герметичности соединений и заглушек;

• системы обнаружения газа и аварийной сигнализации;

• системы сигнализации предельного уровня заполнения танков;

• предохранительные клапана выставляются на необходимое давление срабатывания. О проведении вышеуказанных проверок делают запись в судовом журнале. Более того, до проведения грузовых операций необходимо проверить оборудование, обеспечивающее безопасность персонала:

• палубное освещение;

• систему вентиляции жилых и служебных помещений;

• наличие защитной одежды и пригодность дыхательных аппаратов;

• состояние пламегасительных сеток на системах вентиляции;

• согласовать все работы, проводимые в районе грузовых операций; кроме того, необходимо ознакомить экипаж с основными опасностями грузов, заявленных к перевозке, и проинструктировать персонал, который будет обрабатывать груз.

Грузовую систему подготавливают заранее, до начала грузовых операций. Если необходимо, то устанавливают переходники на манифолдах для подсоединения к береговым магистралям. Составляют грузовой план и выполняют предварительный расчет груза. Определяют время, необходимое для подготовки к погрузке (захолаживание магистра­лей, танков). Рассчитывают время на погрузку с учетом максимально возможной скорости налива. Производится инструктаж экипажа о мерах предосторожности при работе с грузом.

По окончании швартовки к причалу необходимо выполнить следующие операции:

• если правилами порта не требуется установка изолирующих фланцев, то до начала шланговки судно надо надлежащим образом заземлить;

• отключить индукционную защиту корпуса судна (если она установлена);

• подсоединить береговые трубопроводы к судовым приемным фланцам;

• заполнить проверочный лист (форму проверочного листа — см. в Прилож. 1);

• совместно с представителями терминала проверить состояние грузовых танков (давление и температуру) и, если необходимо, взять пробы воздуха и др.;

• повторно проверить все грузовые магистрали и системы;

• заполнить необходимые проверочные листы подготовки судна к грузовым операциям.

Погрузка. К грузовым операциям приступают только с разрешения капитана или замещающего его лица. Погруз­ку рекомендуется начинать с малой интенсивностью, обеспечивающей:

• равномерное охлаждение грузовой системы и танков;

• предотвращение гидравлических ударов;

• правильное поступление груза без протечек;

• предотвращение образования статического электричества.

Температура, давление, уровень и плотность груза, находящегося в танках и трубопроводах, должны быть в преде­лах, соответствующих паспортным данным судна. Скорость охлаждения грузовых танков не должна превышать 5—10°С в час. В течение всей погрузки судно должно иметь достаточную остойчивость, прочность корпуса, необходимые осадки и дифферент, обеспечивающие в случае необходимости немедленный выход в море.

Продувка газом и охлаждение дегазированных грузовых систем, находящихся при температуре окружающей среды.

Охлаждение грузовых систем, находящихся при температуре окружающей среды, зависит во многом от конструкции судна и используемых материалов. Однако в любом случае при выполнении таких процедур следует придерживаться рекомендаций завода-изготовителя и хорошей морской практики.

Захолаживание танков перед погрузкой метана. На судах для перевозки природного газа зачастую инертизация танков осуществляется с помощью судовой установки инертного газа до приемлемого содержания кислорода в гру­зовых танках. После этого инертный газ рециркулируют через силикагелиевый осушитель до достижения точки росы от -30 до -60°С. Такая же операция может быть проделана и с помощью теплого азота, однако в этом случае затраты значительно возрастут.

По достижении необходимой температуры точки росы подсоединяют грузовой шланг и начинают продувку танка теплыми парами метана с температурой не ниже 10°С. Поскольку метан легче инертного газа, его целесообразно подавать в верхнюю часть танка. В таком случае будет происходить вытеснение инертного газа парами метана из атмосферы танков и трубопроводов. Охлаждение танка можно начинать только в том случае, если атмосфера танка не менее чем на 95% замещена парами метана.

Время продувки танков составляет приблизительно 20—24 ч, а вот время их охлаждения - от 36 до 48 ч. Танки должны быть охлаждены до температуры -135°С в своей экваториальной части, прежде чем можно начинать погрузку. Поверхность жидкости не должна достигать экватора танка, пока температура в этой части не будет ниже —145°С. Только после этого можно осуществлять погрузку на полной скорости. Скорость охлаждения танков зависит от требова­ний завода-изготовителя, но обычно она колеблется в пределах от 10 до 15°С в час.

Захолаживание танков перед погрузкой этилена. На судах, перевозящих этилен, температурные параметры захола-живания грузовых танков должны соответствовать указанным в инструкции завода-изготовителя и требованиям фрах­тователя. Перед погрузкой этилена инертизация танков производится теплым азотом, поскольку инертный газ содер­жит много углекислого газа (14—15% по объему), который при температуре -60° С кристаллизуется, что может приве­сти к блокированию трубопроводов и систем кристаллами углекислого газа. Более того, присутствие углекислого газа в этилене строго лимитировано ( 2—5 ррм).

Очень важно в этом случае достижение необходимой температуры точки росы. Обычно требуется, чтобы перед началом погрузки температура точки росы в грузовых танках была не выше -40°С, только после этого можно присту­пать к продувке танка парами этилена. Для судов, перевозящих этилен, нормальная скорость захолаживания тан­ков — 10°С в час. После того как температура танка, в его нижней части, достигнет -70, -80°С, можно начинать погрузку этилена по грузовой магистрали.

Подготовка танков под погрузку химических газов. Продувка танков азотом требуется также при перевозке бута­диена (-5°С) и винилхлорида (—14°С), поскольку содержание кислорода в инертном газе слишком велико для этих грузов.

При продувке азотом обычно не возникает трудностей для достижения необходимой температуры точки росы. При перевозке бутадиена максимальное содержание кислорода в атмосфере танков не должно превышать 0,2% по объему, а при перевозке винилхлорида — 0,1 % по объему.

Погрузка неорганических газов. Перед погрузкой аммиака грузовые танки и магистральные трубопроводы должны быть заполнены парами аммиака. Если есть возможность (судно перевозило аммиак в предыдущих рейсах и на борту имеется достаточный запас аммиака, необходимый для продувки танков), смена атмосферы в танках должна быть проведена в море, до захода судна в порт.

Если на судне нет такого запаса, танки продувают вначале азотом в порту. Дело в том, что при распылении аммиака через верхний распыл в момент начала погрузки возникает высокий заряд статического электричества, что может привести к взрыву газа в танке, более того, если в грузовом танке находится влажный воздух, то при подаче в танк аммиака существует реальная угроза его вакуумирования.

!Никогда не следует использовать верхний распыл при погрузке аммиака в танк, содержащий воздух.

Тем не менее очень часто аммиак грузят в танки, заполненные сухим воздухом. Это объясняется тем, что пары аммиака имеют довольно высокие пределы взрываемости и требуют значительных затрат энергии для их воспламене­ния. В последнее время такой метод погрузки разрешен только в странах Дальнего Востока. В Европе аммиак грузят только под азот. Пары аммиака необходимо подавать в верхнюю часть танка, поскольку он легче воздуха. Когда атмосфера танка будет содержать не менее 98% паров аммиака от объема танка, можно начинать захолаживание танка и погрузку.

Очень важно, чтобы в процессе продувки аммиак не смешивался с инертным газом, содержащим углекислый газ, поскольку при этом возникает химическая реакция с образованием карбонатов и карбамидов аммония. Даже если смесь аммиака с воздухом находится во взрывоопасных пределах, опасность воспламенения этой смеси гораздо ниже, чем нефтяных газов, поскольку температура вспышки аммиака и энергия, необходимая для его воспламенения, намного выше, чем нефтяных газов. Поэтому зачастую танки после выгрузки аммиака вентилируют воздухом. Одна­ко, смесь паров углеводородов с воздухом может представлять взрывоопасную концентрацию в широких пределах, поэтому продувку танков после выгрузки углеводородов следует производить только инертными газами.

Погрузка органических газов. Перед погрузкой большинства органических газов (нефтяные газы — пропан, про­пилен, бутан, изобутан и бутилен) трубопроводы и танки заполняют инертным газом, азотом или парами газов, подлежащих погрузке. При этом следует учитывать требования фрахтователя к условиям транспортировки газов.

Если у грузоотправителя нет информации о максимально допустимом содержании кислорода в танках, то продувку инертным газом необходимо проводить до тех пор, пока содержание кислорода в атмосфере танков и трубопроводов не будет менее 8% по объёму. В этом случае будут выполнены общепринятые требования по обеспечению взрывобез-опасности грузовых помещений.

Погрузку LPG можно начинать под инертный газ или азот. Если температура точки росы инертного газа в танке +5°С, то при погрузке пропана происходит отделение воды на границе пропан—инертный газ. Вот почему важно при продувке танков под погрузку LPG использовать надлежащим образом «эффект поршня», который позволяет избежать перемешивания паров груза с инертным газом.

Продувку танка парами пропана осуществляют снизу вверх. После продувки танков можно начинать их охлажде­ние. Погрузка может быть начата после того, как танк охладится до необходимой температуры. Эта температура различается в зависимости от типа судна и материала танка. Слишком быстрое охлаждение танка может привести к возникновению трещин и разрушению металла. Поэтому скорость охлаждения танков, минимальная и максимальная температура груза и атмосферы в танке перед началом погрузки должны соответствовать значениям, рекомендованным заводом-изготовителем.

Погрузка с использованием береговой линии газоотвода. Погрузка с использованием берегового газоотвода прово­дится в том случае, если терминал может принимать пары с судна для их сжижения или отвода в емкости или на факел. В дополнение к газоотводу судно может использовать свою систему сжижения газов с тем, чтобы увеличить скорость налива. Если давление в танках начинает расти, скорость налива следует уменьшить. Следует иметь в виду, что присут­ствие в атмосфере танка инертного газа или азота может привести к повышению давления в танке выше расчетного.

При использовании берегового газоотвода возможно закрытие клапанов на береговой линии по различным причи­нам. В таком случае срабатывает система автоматического закрытия клапанов на судне.

Погрузка без использования берегового газоотвода. При погрузке без использования берегового газоотвода необ­ходимо заранее узнать температуру груза в береговых емкостях. Если эта температура превышает максимально рас­четную температуру для MARVS (Maximum Allowed Relieve Valve Setting) - установочного давления срабатывания предохранительных клапанов на танках, то судовую установку сжижения необходимо запустить до начала погрузки.

Охлаждение груза до требуемой температуры в ходе погрузки существенно снижает скорость налива. При этом производительность установки сжижения газов определяет скорость налива. При увеличении давления в танке скорость налива снижается. Необходимо всегда держать давление в танке ниже минимального давления срабатывания предо­хранительных клапанов с тем, чтобы избежать выброса газов в атмосферу (по требованиям USCG, давление в танке не должно превышать 80% MARVS).

Погрузка с баржи. На барже нет компрессоров для сжижения груза и насосов для его перекачки. Груз находится при температуре окружающей среды под высоким давлением. За счет избыточного давления он и будет поступать с баржи на судно. Такой метод погрузки зачастую используется при транспортировке нефтяных газов и аммиака. Во время погрузки судовая компрессорная установка должна работать на полную производительность, от которой и зави­сит скорость налива.

Окончание грузовых операций. При достижении расчетного уровня заполнения танка грузовой клапан на танке закрывается. Потенциальную опасность в момент закрытия клапана представляет так называемый гидравлический удар. Поэтому весь персонал, участвующий в грузовых операциях, должен знать правила закрытия клапана на грузо­вой магистрали. Гидравлический удар может возникнуть в том случае, если поток жидкости в трубопроводе останавли­вают слишком быстро. Опасность удара увеличивается, если груз перекачивают по длинному трубопроводу с высокой скоростью. В момент закрытия клапана образуется скачок давления, который, в свою очередь, вызывает волнообраз­ный рост давления во всем трубопроводе, в итоге может произойти разрушение трубопровода, клапанов или меха­низмов.

Это зачастую происходит при срабатывании системы автоматического закрытия клапанов в момент срабатывания аварийной остановки грузовых операций. Во избежание возникновения гидравлического удара при перекачке груза должны быть предприняты следующие меры предосторожности:

• Во время погрузки при переходе с одного танка на другой грузовой клапан на втором танке надо открыть полностью, прежде чем закроется клапан на первом танке.

• По окончании погрузки подача груза на судно прекращается закрытием клапана на терминале, а затем закрыва­ется клапан на судовом манифолде.

• Во время выгрузки скорость подачи груза на берег регулируется производительностью насосов или клапаном нагнетания насоса.

• Нагнетательный клапан насоса во время выгрузки должен быть закрыт до того, как будут закрыты клапаны на судовом манифолде и терминале.

• Во время грузовых операций клапаны на жидкостном трубопроводе не следует открывать или закрывать очень быстро.

• Все клапаны на грузовой магистрали должны быть установлены в надлежащую позицию перед началом грузовых операций, и только положение тех клапанов, с помощью которых будет осуществляться управление грузовыми операциями, регулирует вахтенная служба.

• Клапаны с ручным управлением, не используемые в процессе грузовых операций, но установленные на трубо­проводах, не следует блокировать, если предусмотрено их использование в случае аварийной ситуации.

Следует помнить, что на многих терминалах требуется заблаговременно предупредить о моменте окончания погруз­ки или снижении скорости налива. После окончания погрузки совместно с сюрвейером проводят замер и подсчет груза, принятого на борт. Ниже мы рассмотрим способы расчета предела заполнения танка и подсчета груза.

Оставшийся в трубопроводах и грузовом шланге или чиксане жидкий груз удаляют следующим образом:

• Терминал продувает перед отшланговкой береговой стендер или шланг азотом, инертным газом или горячими парами груза в судовой танк.

• Запускается один из судовых компрессоров. Создается избыточное давление в грузовой магистрали перед за­крытым манифолдом. Затем манифолд открывается, и оставшаяся жидкость выдувается в береговой трубопро­вод или в судовой танк.

• Терминал может продуть грузовой шланг или стендер на факел.

• Существует еще одна возможность — подсоединить грузовой шланг к газоотводу судна и продуть его на мачту. Однако такой способ должен быть согласован с портовыми властями.

Если выполняется погрузка грузов с низкими температурами, то целесообразно держать проточную забортную воду в местах подсоединения шлангов к судовым манифолдам во избежание термального разрушения палубы при попадании на нее грузов с низкими температурами.

Только после отшланговки разрешается отсоединять заземляющий кабель.