Инертизация, продувка воздухом и замена груза в грузовых танках

Инертный газ на газовозах используется для создания буферной среды между воздухом и парами груза (углеводородами) в период подготовки грузовых танков к эксплуатации, перед их заполнением сжиженным га­зом, а также в период вывода грузового танка из эксплуатации, например для ремонта. Помимо этого, инертным газом разбавляют пары газа и уда­ляют их из танка в случае смены вида сжиженного газа. Если новый вид сжиженного газа несовместим с воздухом или прежним видом, то инерт­ным газом полностью заполняют и нейтрализуют среду в грузовом танке до начала погрузки нового вида груза.

Инертный газ используется постоянно для продувки трубопроводов грузовой магистрали до начала и по окончании грузовых операций. Инертным газом постоянно заполнены все помещения корпуса судна, смежные с грузовыми танками. Грузовые операции на СПГ газовозахИнертный газ, используемый для судовых нужд, получают в процессе сгорания топлива в главной и вспомогательной энергетических установках или в установ­ках, специально предназначенных для производства инертного газа. Инертный газ на судне хранится в специальных емкостях, его запас рас­считывается на 30 суток нормального расхода.

Выпаривание остатков груза

Необходимое оборудование грузовые компрессоры

Особые требования

Трубопровод неработающего насоса должен быть освобожден для груза, который, возможно, просочился в трубопровод через клапан у основания шахты.

Температура пара в компрессоре со стороны нагнетания не должна превышать (70-80) °С, чтобы избежать повреждения изоляции трубопровода.

Если пар не был выгружен через газоотводную трубу к мачте, давление в грузовых танках должно тщательно наблюдаться, особенно, когда давление в танках остается высоким до начала парообразования.

Процедура

Трубопровод неработающего (запасного) насоса освобожден от жидкости за счет присоединения трубопроводов с воздухом или инертным газом с помощью муфты быстрого расцепления, таким образом выдавливая жидкость в сточный колодец насоса. Воздух при этом должен использоваться при перевозке аммиака и инертный газ – при перевозке LPG-груза.

Погружные насосы специально предназначены для работы с малой высотой всасывания – NPSH (NET POSITIVE SUCTION HEAD). Однако, определенное количество жидкости, которая не может быть выбрана насосами, будет всегда оставаться в танках. В некоторых случаях танки должны быть полностью выгружены, как, например, когда должны осуществляться замена груза или осмотр внутри танков. Из-за того, что давление в танках близко по своему значению к атмосферному, остающийся в танках груз не может быть удален с помощью избыточного давления. Поэтому груз должен выпариваться с помощью поступающего в сточные колодцы насосов горячего газа из грузовых компрессоров.

Процедура показана на рис. 1. Концепция конструкции грузовой системы морских газовозовГрузовой компрессор всасывает пар от куполов танка. В процессе сжатия пар получает дополнительную тепловую энергию. Если есть возможность, испарившаяся в танке жидкость также может быть выпущена через газоотводную трубу к мачте.

Рис. 1 Выравнивание остатков груза (танки 1 и 4)

Рис. 2 Подогрев танкера №4

Груз может храниться в одном из палубных резервуаров или передаваться в другой танк. В этом случае пар должен быть выбран одним из компрессоров и сконденсирован в грузовом конденсаторе.

Конденсат может быть перемещен только в палубные резервуары, и предусмотренное при этом давление значительно ниже давления, необходимого для открытия предохранительных разгрузочных клапанов Судовые системы и трубопроводысистемы трубопроводов.

Продувка воздухом грузовых танков

Необходимое оборудование

Вентиляторы на палубе. Переносной анализатор содержания кислорода.

Особые требования

В случаях, где особые требования к сухости воздуха не представлены, например, как в случае осмотра танка внутри, должна применяться процедура вентиляции танка, описанная ниже.

После перевозки LPG-грузов танки сначала должны быть проветрены с помощью инертного газа, чтобы избежать образования огнеопасных газовых смесей. Следует отметить, что инертизация трубопроводов неработающих насосов требуется как дополнительное действие. (См. статью Вспомогательные системы газовоза“Вспомогательные системы судна-газовоза рефрижераторного типа”). Рекомендуемое содержание LPG-грузов в объеме танка перед его продувкой воздухом составляет 5 %.

Предлагается к прочтению: Изготовление трубопроводов и монтаж систем на судне

Содержание кислорода в атмосфере танка должно составлять примерно 21 % его объема, чтобы проводить осмотр танка без использования воздушных баллонов.

Примечание:

Инертизация танков не должна выполняться, когда перевозили аммиак.

Процедура

Процедура вентиляции показана на рис. 3. Так как LPG-груз тяжелее инертного газа, последний введен в верхнюю часть танка, чтобы получить эффект “поршня”. Инертный газ вытесняется воздухом сверху вниз.

Рис. 3 Вентиляция воздухом

Пять стационарных индикаторных трубок используются для взятия проб газа. Установленные трубки оборудованы на куполах танков муфтами быстрого расцепления.

Трубопровод неработающего (запасного) насоса провентилирован с помощью Вспомогательные системы судна-газовоза рефрижераторного типасоединения палубного трубопровода, заполненного воздухом, с трубопроводом насоса посредством муфты быстрого расцепления.

Продувка воздухом межбарьерных пространств

Необходимое оборудование

Вентиляторы на палубе. Переносной анализатор содержания кислорода.

Особые требования

Два вентилятора, каждый производительностью 5 500 Hм3/час, являющейся достаточной для обеспечения в самом большом межбарьерном пространстве 8 замен воздуха в час. Если межбарьерное пространство было заполнено инертным газом, необходима перед осмотром вентиляция воздухом. Если требуется неувлажненный воздух, работает только один вентилятор, и пропускает воздух через охладитель (холодильник), как описано в статье Подготовка морского газовоза к погрузке груза“Инертизация и вентиляция межбарьерных пространств”. До осмотра танка содержание кислорода должно быть по крайней мере 21 %, если меньше, – должны использоваться кислородные баллоны при входе в межбарьерное пространство.

Замена аммиака на LPG-груз

Этот процесс может быть выполнен с помощью двух процедур.

Процедура

Эта процедура основана на вентиляции воздухом. Удаление паров аммиака непосредственно воздухом – это процедура, требующая много времени, главным образом из-за конденсации влаги, присутствующей в воздухе в холодных танках. Пары аммиака тогда будут поглощены водным конденсатом. Чтобы избежать влаги/аммиака, собирающихся на стенах танка, грузовые танки прогреты до температуры, которая выше точки росы воздуха до начала вентиляции.

Обогрев танков показан на рис. 2. Этот процесс непосредственно следует за выпариванием остатков груз. Компрессор отсасывает пары аммиака от куполов танков и нагнетает их внутрь танка через нижний распределительный трубопровод. Это требуется, чтобы достичь лучшего распределения пара в танке.

Если предпочтительно, танки могут продуваться подсушенным воздухом (см. статью Подготовка морского газовоза к погрузке груза“Инертизация и вентиляция межбарьерных пространств”). В этом случае танки должны быть прогреты до вышеупомянутой температуры +5 °С. Если воздух должен поставляться вентиляторами без подсушивания (охлаждения), тогда танки должны быть прогреты до температуры, которая выше точки росы окружающего воздуха.

На прогревание танков от -30 °С до +20 °С потребуется около 100 часов при работе трех компрессоров в зависимости от температурных условий окружающей среды.

Давление в танке должно тщательно наблюдаться из-за расширения пара во время нагрева. В таком случае пар должен быть выведен в газоотводную трубу по направлению к мачте.

Рекомендуется до мойки танков проветривание воздухом на протяжении от 5 до 6 замен атмосферной среды танков. Вентиляция воздухом обеспечивается палубными вентиляторами без охлаждения. Мойка танков должна осуществляться сверху вниз полностью всей внутренней поверхности, включая стены и переборки. Вода собирается в сточном колодце насоса, где большая ее часть может быть удалена с помощью погружного насоса. Остающаяся вода должна быть тщательно удалена из сточного колодца.

До погрузки LPG-груза воздух в танках должен быть вытеснен с помощью инертного газа. Так как воздух и инертный газ имеют примерно одинаковую плотность, не имеет значения, введен ли инертный газ сверху или у основания танка. Когда концентрация кислорода в танках составляет 5-6 % объема, Погрузка груза в грузовые танки СПГ газовозапогрузка LPG-груза может начинаться без всяких опасений в отношении образования взрывоопасных газовых смесей. Однако, со стороны судовых агентов могут возникнуть требования более низкого уровня содержания кислорода до погрузки.

Замена LPG-груза на аммиак

Грузовой (LPG) пар замещен инертным газом, который в свою очередь замещен воздухом до погрузки аммиака. LPG-груз более тяжелый, чем инертный газ, и поэтому вентиляция выполнена, вводя инертный газ в верхнюю часть танков. Когда содержание LPG-груза в инертном газе на выходе составляет 5 %, заполнение танков воздухом может начинаться без всяких опасений по поводу образования взрывоопасных газовых смесей.

Погрузка может начинаться после проветривания танков воздухом в течение некоторого времени. Время, необходимое для вентиляции, зависит от необходимых условий. Если располагают временем, проветривание воздухом должно продолжаться в течение длительного периода для того, чтобы уменьшить опасность возникновения реакции между аммиаком и углекислым газом (CO2) в составе инертного газа.

Отмеченная проблема вентиляции танков осложняется вопросом – куда направить удаляемый газ. Этот газ может быть огнеопасен или нежелателен для окружающей среды по своему химическому составу. Некоторые береговые сооружения обеспечивают связь пара с раструбом вентиляционной мачты, посредством чего выход пара поднят достаточно высоко над землей во избежание опасности. Если такая связь берегом не обеспечивается, пар должен быть удален через судовую вентиляционную мачту. Однако, эта процедура не всегда разрешается, некоторые береговые сооружения принимают эти условия, в то время как другими они запрещены.

Судовые операторы должны рассматривать то, что предпочтительнее для судна. Следует обратить внимание на концентрацию газа в удаленных участках вентиляционной мачты, раструбе и риск быстрого воспламенения газа, направление ветра по отношению к окружающим судам и другим сооружениям. При вентиляции через мачту в течение рейса всегда есть риск, что удаляемый газ попадет в надстройку. Если это происходит, вентилирование/кондиционирование воздуха на судне должно быть приостановлено. Общие вопросы проектирования судовых конструкцийНадстройка должна быть герметизирована.

Осмотр танков в течение рейса

Может потребоваться использование балластного перехода судна для осмотра танков. Танк сначала должен быть полностью выгружен и проветрен воздухом, как описано выше. После осмотра (ремонта) танк должен быть заполнен инертным газом при перевозке LPG-груза и очищен грузовым паром до захода в порт погрузки, чтобы сэкономить время. Для этой операции должны использоваться палубные резервуары под давлением. Газы должны быть удалены через газоотводную трубу к мачте.

Процедура замены груза и процедура докования (резюме)

При внесении изменений со стороны судовых агентов в особые требования к грузу, касающиеся чистоты танков, атмосферная среда в танках до погрузки должна быть тщательно проверена. Должны быть приняты специальные меры, когда предыдущим грузом был аммиак. Незначительное количество оставшегося аммиака может послужить причиной засорения грузовой системы и порчи полного объема LPG-груза.

Заполнение танков паровой фракцией из палубных резервуаров под давлением

Два палубных резервуара предусмотрены для газации (продувке газом) грузовых танков грузовым паром в течение балластного перехода. Резервуары обычно заполняют жидким грузом во время погрузки, но конденсат может также поступать в палубные резервуары во время выпаривания остатков груза (см. пункт “Выпаривание остатков груза” выше).

Продувка пропаном показана на рис. 4. Пары углеводорода направляются в нижнюю часть танка по жидкостному трубопроводу. Пары аммиака будут введены в верхнюю часть танка (через трубопровод всасываемого пара).

Это интересно: Ограждение открытых палуб фальшбортами, леерами и волноотбойниками и подвижные соединения

Поток пара от палубных резервуаров должен дросселироваться клапанами, чтобы избежать чрезмерного кипения в резервуарах.

Рис. 4 Продувка танкера грузовым паром

Удаляемый газ выводят через газоотводную трубу к мачте, когда судно находится в открытом море, и, когда судно стоит в порту, предпочтительнее использовать береговые возможности.

Рекомендует продолжать очистку до тех пор, пока концентрация груза в вентиляционном газе не достигнет 90 %, и желательно выше.

При газации пропаном из полностью заполненного палубного резервуара произведенного объема пара хватает примерно на одну замену атмосферной среды во всех четырех грузовых танках. Соответствующего количества аммиака из полностью заполненного палубного резервуара – примерно на две замены.

Заполнение палубных резервуаров под давлением до предельно допустимого уровня

Максимальное заполнение палубных резервуаров под давлением – 95 %. Так как жидкость в резервуарах расширяется после погрузки, норма заполнения в течение погрузки не должна превышать 73 % и 77 % для резервуаров, содержащих пропан и аммиак соответственно.

Проверка уровня заполнения палубных резервуаров под давлением

Поскольку на судах установлено пневмооборудование, контролирующее дифференциальный уровень давления, может происходить конденсация пара в трубопроводе палубного резервуара. Это может привести к ложным показаниям уровня. Чтобы избежать этого, должен использоваться установленный в самой нижней точке на трубопроводе дренажный клапан на случай возможной конденсации.