Грузовая система СПГ танкера

Грузовая система иллюстрирована простым рисунком, показывающим только основные черты системы (рис. 1). СПГ грузится и выгружается через две линии в середине судна и доставляется в и из каждого танка через основную магистраль, которая расположена вдоль судна.

Рис. 1 Грузовая система — общий вид

Каждая из этих линий разделяется на два погрузочно-разгрузочных соединения, делая по четыре соединения на каждом борту. Паровая линия имеет такую же конфигурацию, но только одно соединение с каждого борта. При погрузке, Судовые системы и трубопроводыосновная магистраль и распределитель совместно с ВП компрессором используются для возврата пара на берег.

При выгрузке паровая магистраль используется для возврата пара либо с распределителя, либо с испарителя в танк для замещения выгруженной жидкости. Зачистная/распылительная линия может быть соединена с жидкостной на распределителе и используется для осушки или охлаждения танков, а также для распыления жидкости в танке при выгрузке, если не хватает пара во время выгрузки.

Система трубопроводов

Паровая линия и линия зачистки соединены с каждым танком на паровом куполе. Клапана безопасности, измеритель давления и три точки для взятия проб также расположены на паровом куполе. Система распыла состоит из двух приспособлений внутри верха танка, состоящих из нескольких форсунок для разбрызгивания жидкости и увеличения испарения, что в свою очередь помогает быстрее охлаждать грузовой танк.

Паровая, жидкостная и зачистная линии имеют ответвления в и из грузового отделения и соединяются с компрессорами, подогревателями и испарителями для различных вспомогательных функций. Система снабжена множеством заглушек, необходимость в которых возникает перед докованием или после него. Монтаж судовых воздушных компрессоровПаровая линия соединена с вентиляционной мачтой № 1. Она также соединена с МО для подачи выкипевшего пара на сжигание через компрессор НП и подогреватели. Системы инертного газа и сухого воздуха, как правило, располагаются в МО и трубопроводы снабжены невозвратными клапанами для препятствия возврата ИГ в МО. Все грузовые трубы сварены для уменьшения риска протечек. Имеющиеся фланцы имеют бандажи для защиты от электростатики. Жидкостная и паровая системы были сконструированы таким образом, чтобы термальные нагрузки поглощались конфигурацией линий. Это достигнуто применением колец и расширителей для жидкостной и паровой линий соответственно.

Применены также фиксированные и скользящие поддержки трубопроводов. Все жидкостные линии, которые могут быть отсечены, имеют клапана безопасности со стравливанием давления в ближайший грузовой танк, хотя нормальная практика полагает полное выпаривание жидкости перед изоляцией отрезков трубопровода. Все основные клапана, такие, как клапана на манифолде, называемые АЗК, управляются при помощи ОАС из ПУГО. При активации АЗК клапана на манифолде закрываются, прекращая грузовые операции.

Невозвратный клапан расположен на каждом грузовом насосе. Отверстие 6 мм просверлено в диске клапана, — позволяет осушить линию выгрузки вниз танка и затем дегазировать ее. Невозвратные клапана также имеются на нагнетании компрессоров. Система зачистки и Организационные аспекты управления морскими перевозками грузовлиния аварийной выгрузки имеют невозвратные клапана сразу же после гидравлически управляемым грузовым клапаном.

Небольшая, диаметром 6 мм форсунка также расположена на верху каждой линии грузового насоса внутри танка для охлаждения стойки насоса во время выгрузки.

Жидкостная линия

Жидкостная линия сделана из толстостенной сварной криогенной нержавеющей стали:

1. На некоторых танках есть устройство для наполнения жидкостной линии перед выгрузкой для избежания гидравлического удара;
2. В некоторых местах трубопровода имеются заглушенные фланцы для операций инертизации, вентилирования на случай ремонта;
3. Все секции жидкостной линии вне грузового танка изолированы полиуретановой пеной, покрытой мягким GRP покрытием, которое является газо-водонепроницаемым;

Паровая линия

Паровая система сделана из криогенной нержавеющей стали. Паровая линия позволяет использовать ее:

1. Откатывать из танка и посылать на берег при помощи ВПК в целях контроля давления в танках;
2. Во время балластного и в грузу перехода, выкипевший газ посылается при помощи НПК в МО для использования его как топливо для колов;
3. После ремонта газ испаряется и используется для продувки грузовых танков;
4. Линия к передней мачте используется как клапан безопасности для всех танков и используется для контроля давления в танках во время обычных операций;
5. В некоторых местах паровой линии имеются заглушенные фланцы и точки взятия проб для инертизации и вентиляции системы во время ремонта;
6. Все секции паровой линии вне грузового танка изолированы полиуретановой пеной, покрытой мягким GRP покрытием, которое является газо-водонепроницаемым.

Система распыла

Концепция конструкции грузовой системы морских газовозовСистема распыла сделана из криогенной нержавеющей стали и выполняет следующие функции, доставляя СПГ к:

1. Распыляющим направляющим в каждом грузовом танке для охлаждения или производства пара;
2. Основной жидкостной магистрали для охлаждения перед грузовыми операциями;
3. Грузовым линиям танков для их охлаждения во избежание гидродинамического удара;
4. Испарителям для производства пара для компрессоров и подогревателей;
5. В некоторых местах линии распыла имеются заглушенные фланцы и точки взятия проб для инертизации и вентиляции системы во время ремонта;
6. Все секции паровой линии вне грузового танка изолированы полиуретановой пеной, покрытой мягким GRP покрытием, которое является газо-водонепроницаемым.

Газовая линия (Операции с одним танком)

Газовая линия сделана из криогенной нержавеющей стали, и может быть соединена с паровой линией и передней мачтой, если требуется проведение операции с одним грузовым танком:

1. Использование этой линии позволяет изолировать один танк для ремонта и не инертизировать и подогревать остальные;
2. Для ее подсоединения необходимо использовать вставку;
3. Таким же образом возможно подсоединение системы инертного газа;
4. В некоторых местах газовой линии имеются заглушенные фланцы и точки взятия проб для инертизации и вентиляции системы во время ремонта.

Топливная газовая линия

Во время транспортировки груза морем, несмотря на изоляцию, тепло проникает в грузовой танк и подогревает груз. Энергия поступает также от движения груза во время качки. В результате этого происходит испарение груза:

1. При нормальных условиях испарившийся пар используется как топливо для судовых котлов;
2. Пар из паровой линии поступает через отделитель тумана (влаги), затем поступает в НПК;
3. Затем он проходит через подогреватель, а потом только подается к судовым котлам как топливо.

Линия вентиляции

При нормальных условиях, Физические свойства СПГ, подготовка к перевозке моремдавление в грузовых танках контролируется подачей пара на судовые котлы в качестве топлива, или подачей на вентиляционную мачту через паровую систему:

1. Каждый грузовой танка снабжен независимой системой вентиляции, состоящей из двух линий, которые соединены с танком через клапан безопасности на каждой из них. После них пар поступает на вентиляционную мачту, а затем в атмосферу;
2. Все вентиляционные мачты снабжены азотной системой тушения пламени;
3. В некоторых местах линии вентиляции имеются заглушенные фланцы и точки взятия проб для инертизации и вентиляции системы во время ремонта;
4. Все секции линии вентиляции вне грузового танка изолированы полиуретановой пеной, покрытой мягким GRP покрытием, которое является газо-водонепроницаемым.

Линия инертизации и аэрации

Система состоит из линии с фланцами, через которые инертный газ или воздух поступает в грузовые танки и трубопроводы для инертизации и вентиляции сухим воздухом:

1. Инертный газ/воздух подается из установки расположенной в МО;
2. Линия соединяется с паровой линией и жидкостной линией с помощью вставок;
3. С помощью вставок и гибких шлангов можно производить инертизацию всех или одного танка.

Грузовые насосы

Грузовые насосы, это полнопогружные электрические центробежные насосы, одноступенчатые. Они установлены на специальной подвешенной площадке внизу танка. Зачистные насосы двухступенчатые. Грузовые насосы газовозов – работа с погружными и центробежными насосамиГрузовые насосы включаются и останавливаются из ПУГО, обычно через ИАС, если такая система имеется. Они автоматически останавливаются в случаях проблем с грузом или с ними самими.

Каждый грузовой насос защищен от:

1. Перегрузки;
2. Слабого протока или отсутствия груза;
3. Нарушения баланса между фазами;
4. Слишком длинного старта.

Из-за большой нагрузки на щит грузовых насосов при их одновременной работе, возможно ограничение числа работающих насосов.

Каждый насос должен включаться индивидуально и в определенной последовательности с небольшим открытием нагнетательного клапана на насосе (приблизительно 5 %). Необходимо строго следовать процедуре запуска насосов.

Главные грузовые насосы

Грузовое устройство нефтяного танкераГлавные грузовые насосы при нормальных условиях работают в параллель. Нагнетательные клапана должны быть отрегулированы в соответствии с графиками, для достижения оптимальных условий выгрузки. Во время выгрузки уровни в танках и скорость протока будет меняться, и возникнет необходимость перенастройки нагнетательных клапанов. При нормальных условиях, полная скорость выгрузки сохраняется до уровней около 2 метров, после чего начинается кавитация в насосах и уменьшается всасывание, что немедленно сказывается на давлении выгрузки и нагрузке насоса. Нагнетательный клапан необходимо постоянно прижимать, и, если потребуется, остановить один из насосов на танке. Таким образом, можно достичь уровня выгрузки в танке около 0,3-0,4 метра. Увеличением дифферента на корму, можно уменьшить количество оставшегося груза в танке, до того, как будут остановлены насосы. Снятие замеров остатков, лучше производить на ровном киле. Предусмотрена работа насосов через байпас на танк. Это необходимо в случае остановки выгрузки при небольших уровнях груза в танке, чтобы избежать проблем повторного запуска. Насос должен быть проверен перед прибытием в порт выгрузки при отсутствии качки и во время погрузки, когда уровень груза в танке около 4-5 метров, если получено разрешение терминала.

Рис. 2 Главный грузовой насос

Насосы должны немедленно останавливаться в следующих случаях:

1. Давление в грузовом танке ниже или равно давлению в первичном изоляционном пространстве, плюс 0,5 кРа АО: Защита грузовых танков;
2. Давление в центральной грузовой линии ниже или равно атмосферному, плюс 0,3 кРа;
3. Уровень в грузовом танке 99 %;
4. При активации аварийной остановки (1 ступень);
5. При активации аварийной остановки с берега;
6. Исчезновение одной фазы на моторе;
7. Низкое напряжение на моторе;
8. Высокое напряжение на моторе;
9. Низкое давление нагнетания (выгрузки);
10. Ручная остановка из ПУГО;
11. Активация аварийной остановки (2 ступень);
12. Низкий уровень жидкости в грузовом танке:
    • Аварийна остановка, ведет к остановке всех грузовых систем;
    • Процедура проверки сопротивления изоляции всех грузовых насосов должна быть выполнена после отхода из порта погрузки, чтобы иметь достаточное время для установки аварийного насоса;
    • Насосы не должны включаться при закрытом клапане нагнетания, из-за возможного повреждения, которое может случиться при недостаточном охлаждении и смазке мотора и подшипников и чрезмерного уровня вибрации совместно с отсутствием протока груза;
    • Необходимо строго следовать процедуре перезапуска насосов. Перезапуск насосов может быть ограничен уровнем жидкости над погружным насосом. Они могут не запуститься при уровне жидкости менее 900 мм.

Насосы зачистки и распыла

Насосы зачистки и распыла установлены в каждом грузовом танке для охлаждения и принудительного испарения СПГ. Насосы запускаются и останавливаются из ПУГО. При активации АО они также останавливаются.

Эти насосы используются в следующих целях:

1. Охлаждении грузовой линии перед выгрузкой;
2. Охлаждении грузового танка в балластном переходе;
3. Подачи СПГ из танка на принудительный испаритель или СПГ испаритель;
4. Осушке грузового танка, насколько это возможно, при необходимости входа в танк.

При возможности эти насосы должны быть запущены пораньше, чтобы избежать стартовых проблем из-за низкого уровня жидкости (0,5 метра минимум).

Рис. 3 Насос зачистки и распыла грузового танка

Насосы зачистки остановятся автоматически в случае, если:

1. Давление в грузовом танке ниже или равно давлению в первичном изоляционном пространстве, плюс 0,5 кРа АО: Защита грузовых танков;
2. Давление в центральной грузовой линии ниже или равно атмосферному, плюс 0,3 кРа;
3. Уровень в грузовом танке 99 %;
4. При активации аварийной остановки (1 ступень);
5. При активации аварийной остановки с берега;
6. Исчезновение одной фазы на моторе;
7. Низкое напряжение на моторе;
8. Высокое напряжение на моторе;
9. Низкое давление нагнетания (выгрузки);
10. Ручная остановка из ПУГО;
11. Активация аварийной остановки (2 ступень);
12. Очень низкий уровень жидкости в грузовом танке:
    • Процедура проверки сопротивления изоляции всех насосов зачистки, должна быть выполнена после отхода из порта погрузки, чтобы иметь достаточное время для установки аварийного насоса;
    • Необходимо строго следовать процедуре перезапуска насосов. Перезапуск насосов может быть ограничен уровнем жидкости над насосом зачистки. Они могут не запуститься при уровне жидкости менее 300 мм. Количество оставшегося груза после зачистки регламентируется в Руководстве по грузовым операциям.

Аварийный грузовой насос

Каждый Грузовая система нефтяного танкерагрузовой танк оборудован колонной для аварийного насоса. Она оборудована нижним клапаном, который постоянно закрыт при помощи мощных пружин. При необходимости использования аварийного грузового насоса, он опускается в эту колонну, после ее очистки при помощи азота. Вес насоса достаточен для открытия нижнего клапана. При установке аварийного насоса необходимо поддерживать небольшое давление азота в колонне.

Перед установкой аварийного насоса, необходимо уменьшить давление в грузовом танке до атмосферного давления и поддерживать его таковым во время всей процедуры установки аварийного насоса.

Рис. 4 Аварийный грузовой насос

Электрическое подсоединение аварийного насоса находится на каждой колонне. Для запуска аварийного насоса необходимо использовать специальный стартер. Все системы безопасности автоматически подключаются к аварийному насосу при включении этого стартера. Меггер тест для аварийного насоса необходимо проводить регулярно и перед его использованием.

Необходимо строго следовать процедуре перезапуска насоса. Перезапуск насоса может быть ограничен уровнем жидкости над насосом. Он может не запуститься при уровне жидкости менее 800 мм.

Грузовые компрессоры

На судне установлены два типа грузовых компрессоров для различных нужд. Они разделяются на компрессоры высокой производительности и компрессоры низкой производительности.

Компрессоры высокой производительности

Два ВПК установлены в компрессорном отделении для работы с газообразными субстанциями. Это пар СПГ и различные смеси пара СПГ, инертного газа или воздуха.

Во время процедуры охлаждения, грузовых операций и обработки танков. Они приводятся в действие электрическими моторами, установленными в электромоторном отделении, отделенным от компрессорного при помощи газонепроницаемой переборки. Вал, проходящий через переборку, оборудован газонепроницаемым масляным затвором.

ВПК можно запускать с места или из ПУГО.

Рис. 5 Компрессор высокой производительности

Остановка компрессора происходит при следующих условиях:

1. Разница в давлении грузового танка и пространством первичной изоляции = 0,5 кРа;
2. Разница в давлении грузового танка и пространством первичной изоляции = 0,0 кРа;
3. Разница в давлении паровой линии и атмосферы = 0,3 кРа;
4. Разница в давлении паровой линии и пространством первичной изоляции = 0,0 кРа;
5. Уровень жидкости в танке 99 %;
6. Отсутствие питания или сигнал от САО;
7. Отсутствие вентиляции в электромоторном отделении;
8. Пожаробезопасность нефтеналивных танкеровНарушение параметров безопасности — температура и давление масла, температура нагнетания, вибрация, давление газового затвора.

Система газового затвора

Система газового затвора предусмотрена для предотвращения проникновения масляного тумана в пространство сжатого пара СПГ и для избежания проникновения холодного газа в редуктор и в систему смазки. В затворе используется азот, производимый азотным генератором на борту судна.

Азот вводится в углеродное кольцо набивки типа возвратного лабиринта, которое расположено между подшипником вала редуктора и маховиком (колесом компрессора).

Давление в системе поддерживается специальным клапаном, где давление азота всегда выше, чем давление всасывания (обычно это 30 кРа).

Азот, проникший в редуктор из затвора вала, возвращается в маслосборник, отделяется от масла и вентилируется в атмосферу через отдельную мачту.

После 8 дней без операций, устройство должно быть продуто сухим и теплым азотом. Если система постоянно в работе, то она может находиться в готовности более продолжительный период времени.

Система смазки

Масло в системе хранится в маслосборнике. В нем имеется встроенный погружной паровой подогреватель с термостатным клапаном, встроенным в маслосборник, для поддержания постоянной, положительной температуры и предотвращения конденсации при стоящем компрессоре.

Подогреватель автоматически выключается при температуре масла +25 ºС. Вспомогательный масляный насос не работает при температуре ниже +15 ºС.

Температура масла поддерживается в пределах от +40 ºС до +50 ºС при нормальных операционных условиях.

Масло подается через отдельные фильтры одним из двух масляных насосов. От насосов масло проходит через контрольный клапан к общей линии снабжения для редуктора, подшипников и переборочного масляного затвора.

Масляные насосы работают от скоростного вала редуктора, а в случае его неисправности имеется аварийный электромотор, всегда находящийся в готовности и запускающий вспомогательный масляный насос. Этот мотор также используется при запуске компрессора. Масло охлаждается холодильником на пресной воде, и его температура регулируется 3-х температурным контрольным клапаном, поддерживающим входную температуру масла около +35 ºС.

Масло на подшипники подается через 25 микронный двойной фильтр. Этот двойной фильтр должен быть переключен, как только падение давления достигнет 2 бар. После чего, загрязненный блок фильтра должен быть снят и очищен. Клапан контроля давления регулирует проток масла к подшипникам. Избыток масло перепускается и сливается в маслосборник. В данном случае, клапан безопасности насоса работает на возврат и установлен на 800 кРа.

Система контроля гидравлического удара

Автоматическая система контроля гидравлического удара предназначена для того, чтобы скорость потока компрессора не была меньше определенного минимума при его старте и в процессе его работы. Ниже этой скорости потока, он становится не стабильным, и компрессор может получить гидравлический удар, который приводит к вибрации вала и повреждению компрессора.

Все ВПК оборудовании этой системой, состоящей из:

1. Указатель потока;
2. Указатели всасывания и нагнетания;
3. Указатель компрессорного числа;
4. Анти-ударного контроллера;
5. Контрольного клапана на газовом потоке.

На основании имеющегося отношения между протоком газа и разницы давлений компрессора, анти-ударный контроллер дает сигнал, который управляет контрольным клапаном компрессора на газовом потоке.

Входные управляемые лопасти

Для достижения требуемого протока газа, Газовозы. Грузовые компрессорыкомпрессор имеет входные управляемые лопасти, расположенные на всасывании.

Лопасти управляются пневматикой, которая получает сигнал от указателя потока. Изменение позиции лопастей возможно при их движении от -30 градусов до +80 градусов. Эта позиция показывается как на месте, так и в ПУГО (от 0 до 100 %).

Строго соблюдайте процедуры подготовки и запуска ВПК.

Компрессоры низкой производительности

Два компрессора низкой производительности, установлены в компрессорном отделении и предназначены для подачи пара СПГ, который образуется обычным путем и через принудительное испарение, как топлива для котлов.

Они приводятся в действие электрическими моторами, установленными в электромоторном отделении, отделенным от компрессорного отделения при помощи газонепроницаемой переборки. Вал, проходящий через переборку, оборудован газонепроницаемым масляным затвором. ВПК можно запускать с места или из ПУГО.

Рис. 6 Компрессор низкой производительности для подачи пара СПГ

Остановка компрессора происходит при следующих условиях:

1. Разница в давлении грузового танка и пространством первичной изоляции = 0,5 кРа;
2. Разница в давлении грузового танка и пространством первичной изоляции = 0,0 кРа;
3. Разница в давлении паровой линии и атмосферы = 0,3 кРа;
4. Разница в давлении паровой линии и пространством первичной изоляции = 0,0 кРа;
5. Отсутствие питания или сигнал от САО;
6. Нарушение параметров безопасности в системе контроля котла;
7. Международная служба информации по безопасности на мореНарушение параметров безопасности — температура и давление масла, температура нагнетания, вибрация, давление газового затвора.

Система газового затвора

Система газового затвора предусмотрена для предотвращения проникновения масляного тумана в пространство сжатого пара СПГ и для избежания проникновения холодного газа в редуктор и в систему смазки. В затворе используется азот, производимый азотным генератором на борту судна.

Азот вводится в углеродное кольцо набивки типа возвратного лабиринта, которое расположено между подшипником вала редуктора и маховиком (колесом компрессора).

Давление в системе поддерживается специальным клапаном, где давление азота всегда выше, чем давление всасывания (обычно это 30 кРа).

Азот, проникший в редуктор из затвора вала, возвращается в маслосборник, отделяется от масла и вентилируется в атмосферу через отдельную мачту.

Система смазки

Масло в системе хранится в маслосборнике. В нем имеется встроенный погружной паровой подогреватель с термостатным клапаном, встроенным в маслосборник, для поддержания постоянной, положительной температуры и предотвращения конденсации при стоящем компрессоре.

Подогреватель автоматически выключается при температуре масла +25 ºС. Вспомогательный масляный насос не работает при температуре ниже +15 ºС.

Температура масла поддерживается в пределах от +40 ºС до +50 ºС при нормальных операционных условиях. Масло подается через отдельные фильтры одним из двух масляных насосов. От насосов масло проходит через контрольный клапан к общей линии снабжения для редуктора, подшипников и переборочного масляного затвора.

Подробное описание запуска, работа грузовых насосов на газовозеМасляные насосы работают от скоростного вала редуктора, а в случае его неисправности имеется аварийный электромотор, всегда находящийся в готовности и запускающий вспомогательный масляный насос. Этот мотор также используется при запуске компрессора. Масло охлаждается холодильником на морской воде, и его температура регулируется 3-х температурным контрольным клапаном, поддерживающим входную температуру масла около +35 ºС.

Масло на подшипники подается через 25 микронный двойной фильтр. Этот двойной фильтр должен быть переключен, как только падение давления достигнет 2 бар. После чего, загрязненный блок фильтра должен быть снят и очищен. Клапан контроля давления регулирует проток масла к подшипникам.

Избыток масло перепускается и сливается в маслосборник. В данном случае, клапан безопасности насоса работает на возврат и установлен на 800 кРа.

Система контроля гидравлического удара

Автоматическая система контроля гидравлического удара предназначена для того, чтобы скорость потока компрессора не была меньше определенного минимума при его старте и в процессе его работы. Ниже этой скорости потока, он становится не стабильным, и компрессор может получить гидравлический удар, который приводит к вибрации вала и повреждению компрессора.

Все КНП оборудованы этой системой, состоящей из:

1. Указатель потока;
2. Указатели всасывания и нагнетания;
3. Указатель компрессорного числа;
4. Анти-ударного контроллера;
5. Контрольного клапана на газовом потоке.

На основании имеющегося отношения между протоком газа и разницы давлений компрессора, анти-ударный контроллер дает сигнал, который управляет контрольным клапаном компрессора на газовом потоке.

Входные управляемые лопасти>

Для достижения требуемого протока газа, компрессор имеет входные управляемые лопасти, расположенные на всасывании.

Лопасти управляются пневматикой, которая получает сигнал от указателя потока. Изменение позиции лопастей возможно при их движении от -30 градусов до +80 градусов. Эта позиция показывается как на месте, так и в ПУГО (от 0 до 100 %).

Строго соблюдайте процедуры подготовки и запуска ВПК.

Система переборочного масляного затвора

Каждый вал компрессора оборудован принудительным масляным затвором, предотвращающим проникновение газа из компрессорного отделения в электромоторное отделение. Затворы гибкого типа. Они закреплены на переборке и свободно плавают на валах, ограниченные двумя шаровыми подшипниками.

Масляный затвор между ними обеспечивают газонепроницаемость. Масло поступает от основной масляной линии.

Подогреватель выкипа

Как правило, на борту имеется два подогревателя выкипа СПГ, которые расположены в компрессорном отделении. Подогрев осуществляется при помощи водяного пара. Ремонт вспомогательных паровых котлов и теплообменных аппаратовПодогреватели оболочного, трубочного типа. Они используются для следующих целей:

• Подогрев пара СПГ, который доставляется ВП компрессорами и предназначен для подогрева грузовых танков перед дегазацией;
• Подогрев инертного газа для операций по инертизации и подогрева танков при его помощи;
• Подогрев выкипа СПГ для снабжения котлов или вентилирования в атмосферу через НП компрессоры (или свободное вентилирование).

Рис. 7 Подогреватель выкипа СПГ

При возврате подогретого пара в грузовой танк, его температура не должна превышать +85 ºС, для избежания повреждения изоляции труб и клапанов безопасности.

Обычная температура для работы по подогреву пара СПГ около +80 ºС и около +50 ºС для подогрева и инертизации танков. При вентилировании температура газа около +30 ºС.

Сконденсированный водяной пар из подогревателя возвращается в дренажную систему через дренажный холодильник грузового пара и расширительный грузовой танк, который снабжен газоанализатором. Подогреватель также снабжен контролем выходного давления, максимальное 95 кРа и минимальное 3 кРа.

Необходимо строго соблюдать процедуры пуска и остановки подогревателя.

Испаритель СПГ

Испаритель СПГ применяется для испарения жидкого СПГ, для производства газа при продувке грузовых танков продуктным газом после инертизации, и поддержания давления в грузовых танках в процессе выгрузки, если невозможна его подача с берега.

Испаритель применяется и для первоначальной инертизации изоляционных пространств с помощью жидкого азота.

Он расположен в компрессорном отделении. Сигналы предусмотрены для температуры выходящего газа, высокого уровня и низкой температуры водного конденсата.

Рис. 8 Испаритель СПГ

Испаритель СПГ используется в следующих случаях:

1. При выгрузке груза с установленной скоростью и отсутствии возврата пара с берега;
2. Если берег не в состоянии снабдить судно паром, СПГ подается на испаритель при помощи одного осушительного насоса или самотеком из жидкостной линии выгрузки. Пар выходящий из испарителя имеет температуру около -140 ºС и поступает в грузовые танки по паровой линии. Давление пара в каждом грузовом танке обычно поддерживается на уровне 110 кРа абс. (минимум 104 кРа) во время всей выгрузки. Дополнительно пар генерируется путем распыления груза через верхние распылительные кольца. Если противодавление в грузовой линии на берег не достаточное и не имеет минимум 300 кРа на входе в испаритель, запускается осушительный насос;
3.  Продувка грузовых танков паром после инертизации и перед охлаждением. СПГ подается с берега на испаритель через линию зачистки. Пар производится с температурой около +20 ºС и затем поступает в грузовые танки;
4. Жидкий азот испаряется испарителем для инертизации грузовых танков и межбарьерного пространства;
5. СПГ испаритель может работать в ручном режиме (контроль потока), как форсированный испаритель при его неисправности;
6. Когда требуется значительный объем газа, а подогреватель выкипа не справляется.

Судовые вспомогательные механизмы и теплообменные аппаратыСконденсированный водяной пар из подогревателя возвращается в дренажную систему через дренажный холодильник грузового пара и расширительный грузовой танк, который снабжен газоанализатором.

Строго соблюдайте процедуры по работе с испарителем СПГ.

Форсированный испаритель

Форсированный испаритель (ФИ), используется для испарения СПГ и снабжения газом котлов, как топливом в дополнение к естественному выкипанию. Он расположен в компрессорном отделении.

Рис. 9 Форсированный испаритель СПГ

ФИ используется для дополнения выкипевшего газа как топлива до 105 % МСС. СПГ подается насосом зачистки, а поток контролируется автоматически клапаном, который регулируется системой обеспечения работы котла.

Сигналы настроены на температуры выходящего газа, высокий уровень и низкую температуру водяного конденсата. ФИ снабжен системой контроля температуры для получения стабильной и постоянной температуры выходного газа в различных условиях работы. Этот процесс обеспечивается байпасной линией.

Повторное испарение используется для избежания попадания жидкости на выход из ФИ.

Это достигается при помощи:

1. Два вязанных сеточных фильтра в струе пара разбивают капли и создают необходимую турбулентность для рассеивания маленьких капель и превращения их в туман, а также смачивания проволочек сетки, действующих как испаряющая поверхность;
2. Два конических рассеивателя установлено в трубе. Они позволяют, случайно аккумулированной жидкости, быть направленной газовым потоком на дно трубы.

Отделитель тумана (Demister)

Сепаратор тумана используется в нижнем потоке ФИ для удаления влаги и предотвращения попадания жидкости в компрессор НП.

Обе трубы испарителя снабжены спиральными проволками для создания турбулентности, обеспечивая достаточную передачу теплоты и производство перегретого пара СПГ на выходе из труб.

Процесс контроля температуры на выходе осуществляется при помощи клапана контроля температуры и снабжен сигнализацией по температуре — низкой и высокой.

Сконденсированный водяной пар из ФИ возвращается в дренажную систему через дренажный холодильник грузового пара и расширительный грузовой танк, который снабжен газоанализатором.

Строго соблюдайте процедуры при работе с форсированным испарителем.

Вакуумные насосы

Вакуумные насосы расположены в компрессорном отделении и используются для откачки атмосферы межбарьерных пространств в следующих случаях:

1. Замена воздуха азотом для инертизации пространств;
2. Замена метана азотом для дегазирования перед докованием, если была утечка груза;
3. Проверка газонепроницаемости мембраны согласно графику ПТЭ и после ее ремонта;
4. При открытии танка.

Рис. 10 Вакуумные насосы для откачки атмосферы

Вакуумные насосы приводятся в действие электромоторами, находящимися в электромоторном отделении через газонепроницаемую переборку. Два насоса используются в параллель для откачки из обоих пространств и уменьшения времени достижения давления в 20 кРа.

Судовые системы бытового водоснабженияНасосы охлаждаются пресной водой по вспомогательной системе пресной воды.

При неисправности или остановке вакуумных насосов, их перегревании или остановки охлаждения — необходимо время для их охлаждения перед повторным стартом.

Необходим строгий контроль за разницей давлений в межбарьерных пространствах. Она не должна превышать 3 кРа. В противном случае возможно повреждение мембраны.

Откачка атмосферы производится через вентиляционную мачту.

Вакуумный насос остановится, если уровень масла в танке или его проток ниже нормы, температура нагнетания высока или давление всасывания низкое.

Система передачи груза

Система Фоксборо

СПГ покупается и продается по его энергетической емкости, обычно выраженной в Btu’s чем по объему или весу. Однако, в настоящее время нет практических инструментов (методов) позволяющих определить чистую энергетическую емкость переданную во время погрузки и выгрузки. Таким образом, в настоящий момент, эта величина определяется частично измерениями, а частично анализами подсчета груза при помощи следующей формулы:

• Всего передано энергии:

 Q=VdHL–VTsPvHvTvPs

где:

• V = Методы определения количества грузаобъем груза погруженный или выгруженный при средней температуре TL (м3);
• d = плотность груза при средней температуре TL (кг/м3);
• HL = общая тепловая ценность груза (Btu/kg);
• Ts = стандартная температура (15,6 ºС);
• Tv = средняя температура пара в танке (ºС);
• TL = средняя температура жидкости в танке (ºС);
• Pv = абсолютное давление пара в танке (M + A) кРа;
• Ps = стандартное давление (101,3 кРа);
• Hv = общая тепловая ценность пара при 15,6 С и 101,3 кРа (Btu/m3). Эта ценность подразумевается как константа 36,000 Btu/m3 на основании чистого метана (MLNG использует Btu/scf).

В установлении стоимости груза, погруженного на, и выгруженного с судна — обязанность судна лимитирована замерами и подсчетами следующих параметров — V, Tv, Pv. Эти замеры и подсчеты делаются судовыми и береговыми представителями и заверяются независимым сюрвейером. Параметры HL и d определяются на берегу в портах погрузки и выгрузки и эти расчеты производятся продавцом и покупателем. Количество доставленного груза выражается в MMBtu или тоннах.

Замеры груза

Устройства для погрузки, разгрузки и перемещения груза, и другие судовые такелажные работыСистема передачи груза Фоксборо СТ-IV дает высокую точность замеров и данные по регистрации уровней, температур и давлений, требуемых при подсчете общего количества погруженного и выгруженного СПГ.

Рис. 11 Система передачи груза «Фоксборо»

Все необходимые замеры выведены на видеомониторы. Система автоматически сканирует и печатает выбранные параметры. В дополнение, параметры конвертируются в объемные и весовые данные, корректируемые автоматически или вручную дифферентом и креном судна. Система позволяет вводить вручную плотность груза из архива (более 10 вариантов).

Замеры производятся перед, и после погрузки и выгрузки. Во время замеров все грузовые системы должны быть остановлены, а береговое соединение отдано или изолировано. Ни каких балластных операций во время замеров. Если возможно, судно должно быть на ровном киле и без крена. Однако, возможно измерение при небольшом дифференте, данные о котором вводятся автоматически или вручную. Система автоматически корректирует расчеты с учетом этого дифферента, но можно подсчитать и по таблицам вручную.

Все данные выводятся на принтер.

Открыть таблицу в новой вкладке

Открыть таблицу в новой вкладке

Открыть таблицу в новой вкладке

Измерение уровня

Система замера уровня состоит из колонны разветвленных емкостных датчиков установленной в танке, и она распространена по всей глубине танка, где должны быть сделаны измерения.

Она может быть установлена вдоль колонны аварийного грузового насоса в каждом танке. Верх площадки поддержки датчиков уровня расположен в 40 мм +/- 1,0 мм. От дна танка. Но минимальный измеряемый уровень 26 мм от дна танка из-за фланцевого эффекта.

Это интересно: Проверка и регулировка деталей при обслуживании СДВС

Уровень жидкости определяется измерением электрической емкости сегмента датчика погруженного в жидкость. Емкость этого сегмента сравнивается с емкостью соответствующего сегмента расположенного ниже уровня жидкости. Отношение этих двух измерений ведет к точному определению уровня жидкости и не зависит от свойств жидкости таких как — диэлектрическая константа, температура и плотность. Система управляется сигналом постоянного тока с приемом сигналов с каждого сегмента через PTFE коаксиальные кабеля.

Эта система калибруется специальной подсистемой, называемой ON-LINE Validation системой. Погрешность системы +/- 7,5 мм на всю высоту танка. Минимальное деление на экране, — 1 мм.

При отказе системы может быть использовано обычное поплавковое устройство, если получено одобрение берега. Разрешение у поплавкового устройства такое же, как и у электронной системы. Оно должно быть поднято и заблокировано все время, за исключением снятия замера. Общее количество кубических метров груза в танках до и после погрузкивыгрузки определяется по среднему снятому уровню. Этот объем корректируется по крену, дифференту, объему, давлению пара и груза и температурой пара.

Измерение температуры

Измерение температуры производится платиновыми датчиками обеспечивающими точность измерения +/- 0,2 ºС в пределах от -165 ºС до -145 ºС, +/- 0,3 ºС до -120 ºС и +/- 1,5 ºС до +80 ºС. Данные выведены на дисплее, с разрешением 0,01 ºС. Установлены 6 активных и 6 запасных датчиков на каждый танк. Показания их записываются на дисплее и принтере.

Определение нахождения датчика в жидкости или паре проводится по показаниям уровня жидкости. Принято считать, что разница в 3 ºС от температуры жидкости, указывает, что термометр находится в паре. Разница в температурах жидкости обычно варьирует в пределах десятых градуса, а пара значительно больше.

Система сигнала очень высокого уровня груза

Две независимых системы ОВУ расположены в каждом танке. Первая система установлена на 98,5 % объема танка и при ее активации включается Исследования процессов в некоторых судовых системах автоматикисистема защиты танка и закрывается клапан заполнения танка.

Вторая система установлена на 99 % заполнения танка и при ее активации включается САО, закрываются манифолды и т. д.

Система также позволяет тестировать эти уровни при помощи специального устройства. Имеется возможность отключения этих сигналов во время морского перехода. Сюрвейер также производит следующие замеры по танкам:

• А – Расстояние от кормовой переборки каждого танка до мерительного устройства;
• В – Расстояние до ДП судна (левый, правый борт);
• С – Минимальный измеряемый уровень жидкости в танке.

При выходе из строя компьютера снять замеры можно с цифровых панелей датчиков температуры и уровня на танке или использовать поплавковое устройство. Расчет объема производится вручную.

Поплавковая система замера уровня груза

Обычная система, используемая на большинстве газовозов (HSH система).

Рис. 12 Поплавковая система замера груза

Индикатор крена – дифферента

Индикатор устанавливают в помещении электрооборудования с индикаторами в ПУГО и на мостике. Принцип измерения основан на сдвиге массы расположенной в центре датчика в Крен судна при поперечном перемещении грузазависимости от крена и дифферента судна. Датчик расположен на палубе и закрыт деревянным покрытием.

Система не дает точных измерений на ходу, так как время измерения 0,5 секунды в спокойном положении. При стоянке в порту, замеры должны проверятся регулярно визуальным снятием осадки.

Рис. 13 Индикатор крена — дифферента

Система производства азота

Два генератора азота расположены в МО и производимый ими азот используется для заполнения межбарьерного пространства, газового затвора для компрессоров ВП и НП, тушения пожара в вентиляционной мачте и для продувки систему топливного газа и других частей трубопроводов.

Рис. 14 Система производства азота

Каждый генератор производит 120 м3/ч азота. Физические свойства СПГ, подготовка к перевозке моремПринцип действия генератора основан на разделении воздуха на азот и кислород после прохождения полых, волокнистых мембран. Кислород вентилируется в атмосферу, а азот закачивается в буферный танк емкостью 20–30 м3.

Генераторы азота состоят из винтового компрессора, охлаждаемого пресной водой, одно ступенчатым сепаратором воздух/вода, трех воздушных фильтров расположенных последовательно, небольшого электрического подогревателя — все до входа воздуха в мембранный узел. После мембраны находится датчик кислорода, и если содержание кислорода превышает 1 % выходит сигнал, а при 3-4 %, поток сбрасывается в атмосферу автоматически, а клапан на буферный танк закрывается.

Мембранный узел снабжен контрольным клапаном противодавления, который расположен после измерителя протока, для поддержания постоянного давления в мембранном узле. Работа азотного генератора осуществляется автоматически и управляется на месте или из ПУГО через ОАС.

Система производства инертного газа и сухого воздуха

Система производства инертного газа и сухого воздуха расположена в МО и управляется с места. Принцип действия системы основан на сжигании низко сернистого газойля с последующим охлаждением топочного газа морской водой и одновременным вымыванием некоторых окислов серы и углерода. Далее газ осушается при помощи холодильники и на финальной стадии осушается при помощи селикогеля. Постоянный контроль содержания кислорода, величина которого не должна превышать 1 %, и точкой росы – 45 ºС, осуществляется автоматически, и данные выводятся на дисплей в ПУГО через ОАС. Состав инертного газа при отсутствии сажи:

 
Производство сухого воздуха осуществляется в том же объеме, только без сжигания топлива, замера кислорода. Сигнал по кислороду заблокирован.

Рис. 15 Система производства инертного газа и сухого воздуха

Система обнаружения газа

На борту устанавливаются две системы обнаружения газа. Первая — инфракрасная система покрывает все грузовую зону, линии выкипа и линии инертного газа. Вторая — система каталитического сжигания — покрывает МО, надстройку и полубак.

Инфракрасная система газового анализа

Принцип первой системы основан на способности поглощения инфракрасного излучения метаном. Эта система берет пробы (смеси метана и азота) как в грузовой зоне, так и в меж
барьерных пространствах. Для обеспечения уверенности взятия пробы, каждая линия пробы имеет двухсторонние соленоиды, которые последовательно управляются специальным контроллером. Одна из линий соединена с основным насосом № 1, в то время как вторая линия соединена с постоянно работающим насосом № 2 на обводном манифолде. Насос обводной линии направляет не анализируемые пробы в атмосферу, в то время как основной насос направляет пробы в анализатор, перед тем, как выпустить в атмосферу. При анализе пробы с каждой точки зажигается индикаторная лампочка. Каждая точка анализируется приблизительно через 60 секунд.

Метан имеет четкий диапазон поглощения инфракрасного излучения, поэтому при сравнении пробы газа с соответствующей пробой воздуха, разница в выходном сигнале из инфракрасного датчика будет пропорциональна концентрации газа. При достижении концентрации метана 30 % НПВ, за исключением первого межбарьерного пространства, где предел 30 % от объема — Морская сигнализация и связьзвуковой и световой сигнал укажет соответствующую точку взятия пробы. Сигнал выйдет в ПУГО, на ОАС, мостике, пожарной станции и ЦПУ.

Туннель линии выкипа постоянно контролируется своим собственным анализатором. Сигнал выходит при 30 % НПВ, а при концентрации 60 % НПВ в двойной трубе подачи топлива на котел и в отделении выкипа — главный клапан подачи газового топлива закрывается.

Ноль газового анализатора проверяется ежедневно, а проверка спан газом — еженедельно.

Система газового анализа каталитического сжигания

Система постоянно контролирует атмосферу в точках, где расположены датчики и способна обнаруживать любой воспламеняющийся газ. Датчики расположены в местах наиболее вероятного скопления газа. Датчики обеспечивают выходной электрический сигнал пропорциональный концентрации обнаруженного газа. Звуковой и световой сигнал выходит в ПУГО, ЦПУ, Пожарной станции и на мостике. Все датчики активируют сигнал при концентрации газа 30 % НПВ, а при 60 % НПВ в отделении кондиционера, вентиляторы автоматически останавливаются.

Система аварийной остановки и защиты грузовых танков

В случае пожара или другой аварийной ситуации вся грузовая система, газовые компрессоры и главный клапан выкипа в МО могут быть закрыты одним нажатием кнопки или автоматически во время пожара или других неординарных условиях.

Судовое оборудование ГМССБСистеме аварийного соединения с берегом требуется SIGTTO.

Имеется три соединения САО с берегом — электрическое, оптическое и пневматическое.

В ПУГО имеется переключатели выбора соединения САО с берегом. Переключатель тестирования САО имеет три положения — тест, выключен, блокирован. При тестировании САО главный клапан топливного газа и компрессор НП не выключаются.

Переключатель погрузка/выгрузка предназначен для избежания гидравлических ударов при соответствующих операциях.

В ПУГО также имеется кнопка восстановления (RESET) САО после ее активации. Как правило, в ПУГО имеется световая индикация отключения системы защиты танков, по лампочке на один танк и одна лампочка индикации отключения САО.

Автоматическая остановка происходит при следующих условиях:

1. Давление пара в основной линии менее 0,3 кРа абс;
2. Давление пара в основной линии равно давлению линии первого межбарьерного пространства;
3. Давление каждого танка упало в пределах 0,5 кРа от давления первого межбарьерного пространства (система защиты танка);
4. Давление каждого танка равно давлению первого межбарьерного пространства (система защиты танка);
5. Низкое давление гидравлики для системы контроля грузовых клапанов;
6. Низкое давление контрольного воздуха для пульта управления САО;
7. Обесточивание судна;
8. Уровень жидкости в танке 99 %;
9. Пожар;
10. Сигнал АО с берега.

Перед блокированием сигнала определите его причину! Перед блокированием сигнала закройте все клапана распределителя (кроссовера). Используйте разблокирование только в случае абсолютной необходимости! После ликвидации аварийных условий, немедленно восстановите работу АСО!

Соединения САО судно – берег

Эти соединения минимизируют последствия инцидента или возникших чрезвычайных условий. Они позволяют остановить процесс с минимальным разливом СПГ. Это уменьшает риск повреждения причала, судна и образования огнеопасного пара.

Как только судно и берег соединены грузовой линией, их САО также должны быть соединены. Это поможет избежать:

1. Повреждения от чрезмерного гидравлического давления на соединение грузового стендера при закрытии клапана;
2. Переполнения судовых или береговых грузовых танков;
3. Риска повреждения или разлива из-за движения судна по отношению к причалу.

В дополнение к этому соединению, должен быть установлен телефон.

Электрическое соединение используется на 30 % СПГ терминалах и соответствует требованиям терминалов Атлантического бассейна и Среднего востока. Оно состоит из:

1. 4 телефонных каналов и одного судно – берег;
2. Безвольтовых сигнальных контактов судно – берег САО;
3. Дополнительных судно – берег сигналов САО, как требуется в некоторых портах США.

Имеется 4 конечный соединитель заземления, но он противоречит требованиям OCIMF и SIGTTO, но иногда требуется терминалами.

Все оборудование должно быть взрывобезопасным и соответствовать требованиям IEC-945 для судового оборудования, и июльским 1987 года рекомендациям SIGTTO.

Оптическое соединение обеспечивает два телефонных канала, два канала САО и два запасных канала.

Телефон «горячая линия» обязательно должен быть установлен. Как правило, он имеет только две кнопки — Вызов и Сигнал.

Пневматическая система состоит из двух быстро соединяющихся концов типа «папа – мама». Она закрывает грузовые клапана, стравливая давление воздуха.

Система контроля нагрузки швартовых соединений

Обычно она состоит из ноутбука или обычного компьютера (Пентиум 111-500 или лучше). Который показывает статус и величину нагрузки всех береговых датчиков. Соединение идет через модем или другое имеющееся на берегу соединение. Эта система установлена в таких портах, как Пьонг Тек, Инчхон, Оман, Бинтулу, Арун, Катар, Бонтанг и на большинстве метановых терминалах в Японии.

Система предохранительных клапанов

Каждый Особенности работы на танкерегрузовой танк оборудован двумя давление/вакуум предохранительными клапанами (ПК). Согласно МГК. Межбарьерные пространства также оборудованы двумя ПК каждое и на каждом грузовом танке. Эти ПК сделаны специально для работы на судне перевозящем СПГ.

Рис. 16, а Система предохранительных клапанов

Рис. 16, б Предохранительные клапана давление/вакуум

Система предохранительных клапанов на грузовых танках

Они расположены на паровом куполе каждого танка. Предохранительные клапана сделаны PORV – типа (pilot operated relief valve). Все работы и установки ПК должны выполняться в строгом соответствии с инструкцией изготовителя.

Очень важно регулярно проверять вентиляционную мачту на предмет наличия воды, так как проникновение воды в ПК может изменить их установочное давление. При наличии воды ее нужно дренировать.

Система предохранительных клапанов в пространстве первичной и вторичной изоляции

Все ПК меж
барьерных пространств сделаны PORV типа. Линии обнаружения газа выходит из под низа ПК — одна из первичного, другая из вторичного барьеров каждого танка, и направляется в блок газового анализатора, давая постоянную информацию о состоянии атмосферы. Выход из ПК первичного пространства ведет в отдельную вентиляционную линию, которая проходит вдоль соответствующей вентиляционной мачты. Это сделано для предотвращения любого противодавления или обратного потока из главной мачты при открытии ПК на танках или подачи азота.

Очень важно регулярно проверять вентиляционную линию на предмет наличия воды, так как проникновение воды в ПК может изменить их установочное давление. При наличии воды ее нужно дренировать.

Линия от ПК вторичного пространства выходит прямо на палубу через направленную вниз хвостовую трубу. Это сделано потому, что попадание пара туда маловероятно.

Все работы и установки ПК должны выполняться в строгом соответствии с инструкцией изготовителя.

Система ПК на трубопроводах

Каждая секция грузовых труб, за исключением паровой линии, которая должна быть изолирована двумя клапанами, имеет ПК. Линии ПК манифолда, грузового отделения и грузовых танков № 3 и № 4 ведут в мачты № 3, 4. Линии ПК грузовых танков № 1 и № 2 ведут в мачты № 1 и № 2.