Технології використання систем інертних газів на танкерах

Міжнародна конференція по безпеці танкерів та запобіганню забруднення навколишнього середовища з суден, що відбулася у лютому 1978р., рекомендувала ІМО розробити доповнення до Конвенції SOLAS-74 відносно використання СІГ під час перевезення нафтових і хімічних вантажів.

У відповідності з вимогами Конвенції SOLAS-74 та доповнень до неї установка СІГ є необхідною умовою для всіх нових суден дедвейтом 20000т і більше.

Конвенція SOLAS-74 вимагає, щоб концентрація кисню у газі, що виробляється паровим котлом або автономною установкою інертного газу, була не більшою 5% від об’єму, а концентрація кисню у вантажному приміщенні була не більшою 8%.

Рис. 5.1. – Принципова технологічна схема системи инертних газів танкера

1, 2 – парові котли; 3, 6, 12, 13 – запорні клапани; 4, 8, 9 – автоматичні клапани; 5 – скруббер; 7 – газонагнітачі; 10 – палубний водяний затвор; 11 – необернений клапан; 14 – газовідвідна труба (мачтовий стояк); 15 – палубний переривач тиску/вакуума; 16 – газовідсікаючі клапани танків.

На рис. 5.1. показана технологічна схема СІГ сучасного танкера /1/. Тут продукти згоряння палива із парових котлів 1 і 2 (або одного з них) через запорні клапани 3 і автоматичний клапан 4 надходять до скруббера 5 для очистки та охолодження.

Охолодником газу є забортна вода, що частково заповнює скруббер до певного рівня. Пройшовши воду і фільтри скруббера, очищений газ через запорні клапани 6 надходить до газонагнітачів 7, які подають газ через впускний автоматичний клапан 8 до палубного водяного затвору 10. Цей затвор запобігає проникненню будь-якого виду газу всередину установки при непрацюючій СІГ. Водяний затвор 10 заповнюється забортною водою до певного рівня.

Далі через неповоротний 11 і запорний 12 клапани, інертний газ надходить у вантажні приміщення при відкритих газовідсікаючих клапанах танків 16.

Автоматичний клапан 9 служить для випуску інертного газу в атмосферу при досягненні заданого тиску у вантажних танках, або при підготовці системи до роботи.

Газовідвідна труба (щогловий стояк) 14 призначена для випуску інертного та іншого газу через клапан 13 в атмосферу під час завантаження або вентиляції танків.

Палубний переривач тиску/вакууму 15 являє собою рідинний клапан для автоматичного регулювання величини тиску/розрідження у вантажних танках судна на його морському переході. Окрім рідинного палубного переривача тиску/вакууму 15 на кожному танку встановлюються запобіжні клапани, що призначені для випуску газової суміші з танка при досягненні тиску цієї суміші 1350 – 1400 мм вод.ст., або для ліквідації вакууму у вантажному приміщенні при досягненні тиску в ньому -300…-400 мм вод.ст.

У деяких портах не дозволяється викидати шкідливі гази в атмосферу, тобто відкривати щогловий стояк 14. У цьому випадку вдвід газів відбувається за допомогою спеціальної труби, сполученої з береговою газовідвідною трубою.

Деякі судна, особливо продуктовози, не обладнуються щогловими стояками. У них гази відводяться через запобіжні клапани, що установлені на кожному вантажному танку.

При наявності на борту однорідного вантажу після виходу у відкрите море на судні відкривають газовідсічні клапани танків 16, тобто приєднують танки до єдиної газовідвідної системи (палубний трубопровід СІГ та водяний затвор 10). Таким чином, створюється єдиний тиск у танках, а також можливість додаткового регулювання надлишкового тиску і вакууму в танках.

У випадку наявності вантажу з різними характеристиками клапани танків 16 повинні бути закритими для запобігання зіпсування вантажу.

Автоматична сигналізація СІГ оповіщує про досягнення:

- нижнього рівня води у палубному затворі 10;

- величину вакууму у танку -500 мм вод.ст.;

- високого рівня води у скруббері 5;

- низького тиску води що надходить у скруббер 5 і палубний водяний затвор 10;

- високої температури газу у скруббері 5 та на вході з газонагнітачів 7;

- високого вмісту кисню (більше 5%) на виході зі скруббера.

Для увімкнення СІГ необхідно:

- упевнитися, що котел виробляє газ із вмістом кисню не більше 5% по об’єму;

- упевнитися в тому, що забезпечено електропостачання усіх механізмів керування, сигналізації та автоматичного вимкнення;

- упевнитися в тому, що в скруббер і палубний водяний затвор подається достатня кількість води спеціально призначеними для цього насосами;

- перевірити спрацьовування сигналізації та засобів вимикання СІГ в залежності від витрати води в скруббері й палубному водяному затворі;

- упевнитися в тому, що клапани впуску свіжого повітря для дегазації, якщо такі встановлені, закриті, а заглушки закріплені на штатних місцях;

- перекрити доступ повітря в ущільнюючі пристрої клапана відсікання інертного газу 12;

- відкрити впускний клапан 6 одного із газонагнітачів 7 (якщо не планується використання іншого);

- відкрити автоматичний клапан випуску газа в атмосферу 9;

- відкрити клапани 3 і 4;

- ввімкнути газонагнітач;

- перевірити сигналізацію, що спрацьовує у випадку вимкнення одного із газонагнітачів.

На даному етапі СІГ готова до подавання газу у вантажні приміщення.

Для пуску інертного газу в танки необхідно:

- відкрити щогловий стояк 14;

- відкрити неповоротний 11 та запорний 12 клапани;

- відкрити автоматичний впускний клапан 8;

- закрити та поставити на автоматичну роботу клапан випуску газу в атмосферу 9.

Дати попрацювати СІГ 1 – 3 хвилини на даному режимі, потім відкрити газовідсічні клапани танків 16 і після цього розкрити щогловий стояк 14.

Для вимикання СІГ необхідно виконати:

- упевнившись в тому, що вміст кисню в атмосфері всіх танків не перевищує 8%, а тиск у них відповідає вимогам (зазвичай 300…600 мм вод.ст.), закрити палубний неповоротний 11 та запорний 12 клапани;

- відкрити клапан випуску газу в атмосферу 9;

- вимкнути нагнітач(і) інертного газу 7;

- закрити впускні клапани нагнітача(ів) 6;

- закрити відсічні клапани інертного газу 3 і 4;

- відкрити систему повітряного ущільнення відсічного клапана 12;

- промити скруббер і палубний водяний затвор.

Якщо СІГ не забезпечує концентрацію в інертному газі 5 і менше відсотків кисню, то причинами цього можуть бути:

- слабкий контроль за згорянням палива в котлі, особливо на малих його навантаженнях;

- підсмоктування повітря через димохід у той час, коли продуктивність котла не дозволяє подавати газ у кількості, необхідній для нагнітача інертного газу, особливо на малих навантаженнях на котел;

- надходження повітря на дільниці між нагнітачем інертного газу і димоходом котла;

- проникнення повітря в магістраль інертного газу через клапани тиску/вакууму, щоглові стояки та інш. через неправильне їхнє функціонування.

З метою збільшення навантаження на паровий котел вмикають механізми на прокручування.

Якщо СІГ не підтримує позитивний тиск у процесі розвантаження вантажу, або відкачування баласту, то така несправність може з’явитися в результаті:

- ненавмисного закриття клапанів СІГ;

- помилкового спрацювання системи автоматичного контролю тиску;

- невідповідності тиску, що створюється нагнітачем, необхідній величині;

- підвищеної інтенсивності розвантаження, що перевищує подачу газонагнітача.

Одразу ж після виявлення несправностей СІГ слід негайно припинити розвантаження вантажу, або зменшити його інтенсивність у залежності від того, чи можливо підтримати позитивний тиск у танках, або концентрацію кисню менше 8% до усунення несправності, або ні.

Інертний газ надходить до танків судна двома шляхами з використанням:

- відводів труб головної інертної системи для кожного танка (рис. 5.2.);

- приєднанням інертної системи до вантажних ліній (рис. 5.3.).

Рис. 5.2. – Схема надходження інертного газу в танки по відгалуженням головної інертної магістралі

Рис. 5.3. – Схема надходження інертного газу в танки через під’єднання головної інертної магістралі до вантажних трубопроводів

У першому випадку (рис. 5.2) інертний газ надходить через відгалуження головної інертної труби у верхню частину танку і, будучі важчим повітря, опускається до днища, витісняючи повітря через отвори у верхній частині танку.

У другому випадку (рис. 5.3) вантажні лінії з’єднуються з головною інертною магістраллю. Там інертний газ надходить у нижню частину танку, заповнюючи таким чином об’єм вантажного приміщення і витісняючи повітря через різного призначення отвори в танку, або у вентиляційну трубу.

Перед початком і під час навантаження нафтопродуктів у танкер СІГ зазвичай не використовується. Однак під час навантажівання в порту, де дозволяється робота СІГ і викид у атмосферу випаровувань вуглеводню, клапан 13 (рис. 5.1.) залишається відкритим і інертний газ вентилюється в атмосферу, витісняючись вантажем, що надходить в танк.

Після завантаження танки заповнені нафтопродуктами і знаходяться під дією СІГ.

Під час руху завантаженого судна тиск газу в його танках може підтримуватись на рівні від мінус 400 до +1500 мм вод.ст. за допомогою спеціальних клапанів, установлених на кожному танку і загального для всієї СІГ палубного водяного затвора. У жарку погоду тиск газу в танках підвищується і підтримується позитивним, біля +700 мм вод.ст., за рахунок стравлювання газу в атмосферу. В холдну погоду при встановленні негативного тиску газу мінус 200 мм вод.ст. вмикають в роботу СІГ і доводять итск в танках до мінус 500 до +700 мм вод.ст. Підтримуючи надлишковий тиск інертного газу, запобігають проникненню кисню у вантажні танки і утворенню там газової вибухонебезпечної суміші.

Швартовка танкера до причалу для розвантаження відбувається при працюючій СІГ, що переведена на стравлювання газу із танків у атмосферу. Одночасно з початком розвантаження судна СІГ вмикається на інертування вантажних танків для заміщення нафтопродуктів, що розвантажуються, інертним газом. При цьому вона повинна забезпечити тиск +200 мм вод.ст. в будь-якому танку при максимальній швидкості розвантаження, приписаної конкретному танкеру. Після розвантаження танків СІГ вимикають.

У процесі миття танків виробниче середовище в ньому є вибухонебезпечним. Тому, у залежності від аналізу газового середовища в танку (вміст кисню та сірководню), його миття виконують без застосування або із застосуванням СІГ. Якщо концентрація вище названих компонентів може створити в атмосфері порожнього танку вибухонебезпечну суміш, то миття не починають до тих пір, поки ця концентрація не досягне, завдяки працюючій СІГ, безпечного рівня. Після цього СІГ вимикають і починають миття танка. У випадку другого варіанту миття танка починають з одночасним використанням СІГ. В даному випадку відбувається розбавлення попереднього атмосферного стану танка інертним газом. Під час проведення миття танка постійно заміряють концентрацію кисню та сірководню.

Таким чином, за допомогою СІГ вантажні танки нафтоналивних суден утримуються в пожежно- та вибухонебезпечному стані протягом всього терміну експлуатації, окрім випадків, коли потрібна дегазація для проведення там інспекційних та ремонтних робіт.

Перехід атмосфери в танку від інертного стану в дегазований повинен відбуватися без проходження зони запалення (трикутник BDE на рис. 4.1.). На практиці це означає, що перед дегазацією вимитого танка його необхідно продути інертним газом для зниження концентрації вуглеводню до величини, нижчої критичної (до 2% по об’єму). Контроль вмісту вуглеводнів у середовищі з низьким вмістом кисню виконується спеціальним приладом.

Дегазація танку продуванням свіжим повітрям проводиться до тих пір, поки вміст токсичних газів не стане нижчим ПДК, киснемір покаже стабільне значення вмісту кисню 21% по об’єму, а газоаналізатор зафіксує не більше 1% нижньої межі запалення.

Потік свіжого повітря у танк підводиться протягом всього терміну знаходження там людини, з періодичними замірами вмісту кисню та вуглеводню. Після завершення інспекційних та інших робіт дегазований танк одразу ж інертують.

Дата добавления: 2014-12-26