Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Baskakov Manual.doc
Скачиваний:
3291
Добавлен:
12.03.2016
Размер:
7.12 Mб
Скачать

II Повторный запуск всего оборудования — дело долгое и хлопотное.

Количество вакуумных циклов при разбавлении атмосферы этим способом

n = ln CTP – ln CH

ln k

где k = pH /p K коэффициент разряжения (сжатия), pH — первоначальное (абсолютное) давление в танке перед вакуумированием или опрессовкой (абсолютное давление = атмосферное + манометрическое); pK — конечное давление цикла (абсолютное) в танке после опрессовки или вакуумирования; CTP, CH — требуемая и начальная концентрация газа в атмосфере танка соответственно.

Пример: На судне вместимостью 8000 м3 по данным визуальной инспекции, имеется воздух в танках с содержанием (С H) 21% кислорода по объему. Рабочие компрессоры могут создать в танках вакуум 50% (-0,5 бара манометрическое давление или 0,5 бара абсолютное давление). По окончании продувки танков азотом атмосфера в танках должна содержать не более (С TP) 1% кислорода объема танка.

Определить, какое количество вакуумных циклов необходимо выполнить и какое количество азота при этом потре­буется.

Решение: Рассчитаем количество вакуумных циклов:

n = ln l – ln 2l H = 0-3,04 = 4,41.

ln 1,0 0,69

0,5

Таким образом, достичь 1%-ного содержания кислорода в атмосфере танка можно примерно за 4,5 вакуумных цикла.

Поскольку степень вакуумирования составляет 50%, за каждый вакуумный цикл будет происходить смена 50% объема танка (в нашем случае 4000 м3).

Соответственно за 4,5 цикла будет израсходовано азота:

4,5 • 4000 = 18 000 м3.

Эту задачу можно решить «шаг за шагом», используя соотношение

СK (%) = pH ∙С H %,

p K

где С H — концентрация газа в начале каждого цикла; С K концентрация газа в конце каждого цикла.

В нашем случае за первый вакуумный цикл концентрацию кислорода можно снизить до следующего

значения: (0,5/1,0) • 21% = 10,5%,

а за второй цикл: (0,5/1,0) . 10,5% = 5,25%,

за третий цикл: (0,5/1,0) • 5,25% = 2,63%,

за четвертый цикл: (0,5/1,0) • 2,63% = 1,31% и т. д.

Расход азота за 4 цикла составит: 8000 м3 • 50% = 4000 м3 - 4 = 16 000 м3.

Непрерывное разбавление. Сменить атмосферу в танке можно методом непрерывного разбавления. К сожале­нию, только такой метод применим на судах с танками типа «А», поскольку они характеризуются очень ограниченны­ми величинами избыточного давления (250 мбар) и вакуума (3 мбар).

Для разбавления абсолютно не имеет значения, в каком месте танка подается азот и где происходит сброс смеси в атмосферу. Поэтому целесообразно инертный газ подавать с большой скоростью по газовой магистрали в нижнюю часть танка, а сбрасывать смеси газов через газовую магистраль танка в его верхней части.

Для танков типа «С» такой метод можно улучшить, отсасывая смесь газов из танка с помощью компрессоров и поддерживая небольшой вакуум в танке.

Инертизацию танков методом разбавления можно также выполнять последовательно, перепуская газ из одного танка в другой, но при этом значительно снижается скорость разбавления и, следовательно, увеличивается время. Поэтому лучший вариант — продувка в параллель.

Выбор метода замещения атмосферы в танке во многом зависит от конструктивных и технологических особеннос­тей каждого судна. Как бы то ни было, важно при любом методе продувки танка регулярно контролировать атмосферу в нем и продувать все системы и механизмы.

Рассчитать время инертизации танков непрерывным разбавлением можно по специальной формуле. Если в танке однородная газовая среда (пары груза, азот, инертный газ, воздух), то количество обменов атмосферы танка, необхо­димое для полной смены его газовой среды, можно определить как

n = In C H + 1,

C K

где n — количество обменов объёма; In — натуральный логарифм; СH — процентное содержание кислорода до инерти­зации /вентиляции; СK — процентное содержание кислорода после инертизации/вентиляции.

Для более точных расчетов можно использовать следующую формулу:

V общ = V T • (n + p T )

p a

где n — количество смен объемов; р T — давление в танке (абс.); рa — атмосферное давление; V общ — общий объем азота, необходимый для продувки; V T - объем танков.

Пример: Содержание кислорода в танке объемом 4000 м3 до начала инертизации составляет 21% объема. Необходимо продуть танк до содержания кислорода 3% по объему.

Решение: Отношение процентного содержания кислорода до инертизации и после нее будет равно 7. Нату­ральный логарифм числа 7 составляет 1,95, необходимо произвести два полных обмена атмосферы танка, чтобы содержание кислорода в нем понизилось до 3% процентов. Это справедливо при наличии однородной смеси газов в танке, однако если сработает «эффект поршня», то число обменов будет меньше.

Вышеуказанную формулу используют при расчете времени инертизации танков азотом, т. е. если содержание кислорода в продувочном газе принято равным «0». Что же произойдет, если мы будем продувать атмосферу танка с помощью инертного газа, который содержит некоторое количество кислорода. В таком случае вышеуказанная формула примет вид

n = ln C H - O2иг +1,

СK - O2 иг

где O2 иг содержание кислорода в инертном газе.

Эту формулу можно использовать для расчета числа обменов объёма при вентиляции танков воздухом.

Значения натуральных логарифмов для некоторых чисел приведены в табл. 37.

Таблица 37. Натуральные логарифмы ряда чисел

Число

Натуральный логарифм

Число

Натуральный логарифм

5

1,609

15

2,708

6

1,792

16

2,773

7

1,946

17

2,833

8

2,079

18

2,890

9

2,197

19

2,944

10

2,303

20

2,996

11

2,398

30

3,401

12

2,485

40

3,689

13

2.565

50

3,910

14

2,639

60

4,094

Для определения более низких концентраций кислорода в атмосфере можно использовать приведенный ниже гра­фик (рис. 130) зависимости соотношения первоначальной концентрации кислорода к требуемой его концентрации в танке от числа смен объемов атмосферы в нем. На практике расход азота будет несколько выше, чем рассчитанный вышеописанным методом.

На практике рекомендуется к расчетной величине количества смен объёмов атмосферы танков добавлять еще 10% этого количества.

Для нашего примера необходимое количество смен объемов — 1,95, на практике необходимо увеличить эту величину на 10%:

1,95 + 0,20 = 2,15, т. е. расход азота будет выше на 10%.

Дегазация танков после замены атмосферы в них. Дегазация грузовых танков — это замещение атмосферы танка чистым воздухом. Однако, прежде чем подать воздух в танк, его необходимо продуть инертным газом (см. выше). После того как содержание паров груза в атмосфере танка будет ниже нижнего предела взрываемости, можно считать продувку его инертным газом завершенной и приступать к дегазации (или вентиляции) грузовых танков.

! Важно помнить, что вентиляция танков воздухом будет наиболее эффективной только в том случае, если температура атмосферы танков выше точки росы воздуха.

Рис. 130. Зависимость количества смен объёмов атмосферы от соотношения начального и конечного содержания кислорода в танке

Для вентиляции танков можно использовать установку сухого воздуха, специальные воздуходувки, бловеры уста­новки инертного газа, грузовые компрессоры. Во время вентиляции необходимо проводить замеры состава атмосфе­ры танка, чтобы избежать возникновения взрывоопасных концентраций.

В случае дегазации танков после аммиака нельзя использовать инертный газ, поскольку аммиак вступает в реак­цию с углекислым газом с образованием карбонатов и карбамидов аммония, вследствие чего в танке появляется белый налет. Зачастую при продувке танков после аммиака напрямую используется воздух, поскольку воспламенение взрывоопасной концентрации аммиака требует подвода значительной энергии. Однако такая операция небезопасна. Поэтому благоразумнее использовать азот для продувки танков, который не вступает в реакцию с аммиаком.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]