Системы танкеров

Весьма оригинальная грузовая система на танкере LSSO Houstonдедвейтом -68 000 т. Она состоит из главной грузовой магистрали и погружных насосов. Таким образом, на танкере отпала необходимость в устройстве насосного отделения. Грузовая система спроектирована так, что позволяет одновременно перевозить на судне 11 - 12 сортов нефтепродуктов. Разгрузка танкера осуществляется четырьмя основными погружными насосами производительностью по 1500 м3/час, приводимыми в действие паровыми турбинами мощностью по 800 л. с установленными на верхней палубе. Специальные грузы (например, растворители), перевозимые в бортовых танках № 4, выгружаются двумя отдельными погружными насосами производительностью по 300 м/час. На танкере отсутствует отдельная зачистная система. Зачистка осуществляется грузовыми насосами. Остатки груза скапливаются в колодцах или выгородках насосов, откуда они подаются к грузовым насосам зачистными поршневыми пневматическими насосами производительностью по 10 мг/час. Клинкеты грузовой системы имеют гидравлический привод, позволяющий закрывать и открывать их за 15-20 сек. На танкере не предусмотрена отдельная балластная система. Балластировка грузовых танков осуществляется с помощью грузовой системы судна.

Назначение  зачистной системы - возможно более полная осушка танков. Необходимость на танкере объясняется следующим. Большие скорости всасывания нефти грузовым насосом приводят к тому, что приемный храпок начинает захватывать воздух при еще достаточно высоком уровне груза (например, на танкере дедвейтом 50 000 т при работе грузового насоса производительностью 2000 т/час пространство около храпков становится почти сухим при уровне груза - 1,5 м). В связи с этим в конце выгрузки вместо главного грузового насоса используется зачистной насос малой производительности. С ростом производительности грузовых насосов увеличивается доля груза, который приходится откачивать с помощью зачистной системы.

На некоторых  танкерах применяется комбинированная  система, у которой зачистные храпки врезаны в грузовую магистраль, и зачистка производится теми же грузовыми насосами, что и выкачка основной массы груза. Однако при такой системе нельзя совместить операции разгрузки и зачистки. В результате увеличивается время стоянки танкера, и экономия на стоимости автономной зачистной системы себя не оправдывает. Поэтому большинство танкеров имеет автономную зачистную систему, выполняемую чаще всего по линейной схеме.

Предложено  и запатентовано несколько систем, основанных на указанном принципе повышения  производительности грузовых насосов.

В СССР инженер  В. Н. Татаренко предложил и внедрил  на многих отечественных танкерах метод  вакуумной выгрузки. По этому методу грузовые насосы принимают жидкость только из герметизированного вакуум-танка, куда она самотеком под действием создаваемого в нем разрежения поступает из других танков по грузовым трубопроводам. Грузовые насосы работают с полной производительностью на протяжении всего периода слива, за исключением времени выкачки нефти из самих вакуум-танков, осуществляемой обычным методом.

Внедрение вакуумного слива на танкерах типа Казбек позволило  увеличить валовую производительность насосов на 20% и сократить время  слива на 3-4 часа. Выгрузка производится при вакууме 0,3-0,4 кг/см2, а зачистка - 0,5-0,6 кг/см2. Вакуум-танки оборудованы отдельным вакуум-насосом.

Стоимость оборудования танкера такой системой невелика, примерно 10-15% стоимости грузовой системы  танкера, которая в свою очередь  составляет лишь -5% стоимости судна. Экономия же времени при выгрузке достигает 15%.

За рубежом  примерно аналогичные системы запатентованы  под названием vac-strip. Одна из них применена на танкере Regent Pembroke дедвейтом 63 250 т. На этом судне приемные храпки грузовой магистрали установлены в центральных танках, в которые груз из остальных центральных и бортовых танков стекает через гидравлически управляемые переборочные перепускные клинкеты. Клинкеты обеспечивают минимальную высоту порога -20 мм от обшивки днища до нижней кромки проходного отверстия. В связи с этим зачистка требуется только для танков, из которых производится прием груза. Она осуществляется при помощи главных грузовых насосов, для чего заборник жидкости имеет два отверстия - верхнее грузовое и нижнее зачистное. При опускании уровня в танке ниже верхнего отверстия заборника оно автоматически перекрывается плавающей резиновой шиной. Далее прием груза происходит через нижнее отверстие, имеющее меньшее сечение, что уменьшает производительность насоса. Груз выкачивается четырьмя насосами производительностью по 9300 м/час при напоре 105 л вод. ст. На размешенном на грузовом насосе сепараторе всасываемая жидкая среда проходит через ряд перфорированных перегородок. По мере накопления газа открывается автоматическим поплавковый клапан, и газ отсасывается эжектором

Во избежание  чрезмерного повышения давления танках при приеме груза из них  должна постоянно удаляться находящаяся  там взрывоопасная газовоздушная смесь. С этой целью танкеры оборудуют газоотводными системами, выполняемыми обычно по групповому принципу для обслуживания группы танков одинаковым грузом. На некоторых зарубежных танкерах газоотводы конструируются в виде отдельных стояков, выходя расширительных шахт или горловин каждого танка и достигающих 3 м высоты над палубой.

На отечественных  танкерах газоотводные системы, выполненные  по групповому принципу, состоят присоединенных к ним отростков, от расширительных шахт каждого танка. Вертикальные участки  магистралей, через которые газы выводятся в атмосферу, крепятся к наружной стороне мачт. В отдельных  случаях вместо стояков используются сами мачты. Выходные отверстия устанавливают  на высоте не менее 10 Л от палубы. Сечение  газоотводных трубопроводов определяют расчетом исходя из условия налива груза с часовой тфоизводительностью не менее суммарной производительности грузовых насосов.

Для того чтобы  насосы были в состоянии справиться с перекачкой тяжелых вязких нефтегрузов  при относительно низкой наружной температуре, на большинстве современных танкеров предусматриваются специальные  змеевики для обогрева груза в  танках. Обычно используют пар давлением  в-12 кг/см2 Расход пара принимают в зависимости от дедвейта танкера на 1 т дедвейта, причем большая цифра относится к танкерам дедвейтом 20000 т и менее, а меньшая - к более крупным танкерам,

 

Системы подогрева  груза должны отвечать следующим  основным требованиям:

 

обеспечивать  возможность контроля температуры  обогревающего пара-

обеспечивать  автоматическое удаление образующегося  в обогревательных змеевиках  конденсата-

обладать  коррозионной устойчивостью к любым  сортам перевозимых нефтегрузов  и забортной балластной воде-

обладать  небольшим весом-

иметь минимальное  число соединений с набором корпуса  при обязательном свободном доступе  к ней для ремонта и замены ее частей-

быть ударостойкими.

 

Змеевики  для подогрева груза изготовляют  из стальных чугунных и алюминиевых  труб. Диаметр стальных труб обычно 50 мм, чугунных - 90 мм (при толщине  стенок -12 мм) у алюминиевых - 40 мм. Стальные змеевики сильно коррозируют. Чугунные змеевики, лучше противостоящие коррозии, имеют большой все. Алюминиевые  змеевики характеризуются большой  теплопередачей, малым весом, но склонны  к электролитической коррозии. Площадь  обогревающего змеевика выбирается из расчета 1 м2 поверхности его нагрева на 25-30 м3 грузового пространства бортовых танков и 35-40 м центральных танков.

Развитие  системы подогрева груза, экономическая  эффективность которой определяется сроком ее службы, идет в основном по пути улучшения материалов для изготовления змеевиков. Наилучшие экономические  результаты оказываются у систем, срок службы которых приближается к  сроку службы судна. В практике мирового судостроения существуют тва варианта обогрева груза на танкерах..

Во-первых, применяют  змеевиковые придонные системы  обогрева. Змеевики изготовляют из различных материалов. На танкерах отечественной постройки типа Казбек, Пекин, София они выполнены из стальных труб. Опыт эксплуатации показал, что такие змеевики подвержены интенсивному коррозионному разрушению. Средний  срок их службы до полной замены составляет 3 года. На судах иностранной постройки змеевики изготовляют обычно нз цветных металлов: латунных труб (отечественные танкеры зарубежной постройки типа Лисичанск, Адлер. Аксай), алюминиево-бронзовых труб либо чугунных грелок с перемычками из алюминиево-бронзовых труб. Срок службы системы обогрева с такими змеевиками без существенных ремонтных работ достигает 20 лет.

Во-вторых, применяют  съемные конические и цилиндрические спиральные змеевики, устанавливаемые  вертикально. В местах установки  змеевиков создаются очаги с  повышенной температурой, которые способствуют образованию конвективных потоков  жидкости, помещенной в танке.

Первые вертикальные змеевики выполнялись из четырех  латунных трубок диаметром 4 см. Высота всего змеевика равнялась 6 м Диаметр  нижней части змеевика составлял 1,1 м, верхней -0,35 м, а поверхность его  нагрева - 11,4 м2. Змеевики устанавливали на треногой стальной раме. В случае необходимости они могли быть легко удалены. Габариты змеевиков выбирались так, чтобы при повреждении их легко можно было вынуть через горловину танка. В дальнейшем вместо конических змеевиков высотой 5-6 м стали применять небольшие змеевики той же формы, по высотой всего 1,2 м и весом 30-40 кг каждый, которые устанавливали ярусами. Причем установка и демонтаж таких змеевиков могут легко производиться одним человеком. Змеевики стандартизованы и поэтому взаимозаменяемы.

На танкерах большое значение придают проблеме сведения к минимуму возможности  возникновения пожаров и взрывов. В этой области наметились два  основных направления:

 

уменьшение  концентрации газов в атмосфере  грузовых танков интенсивной вентиляцией  с помощью специальных переносных и стационарных воздуходувок-

применение  системы инертных газов.

 

Анализ опыта  мирового судостроения показывает, что  наиболее перспективным средством  обеспечения в танках взрывобезопасной газовой среды следует считать системы инертных обеспечивала получение газа достаточно низкой температуры и лишенного примесей серы. Выделение конденсатов

Разработанные в последние годы скрубберы дают возможность получить осушенные  инертные газы, причем без примесей серы. Благодаря использованию таких  газов удается не только создавать  взрывобезопасную среду в грузовых танках, но и в 4-5 раз снизить интенсивность  коррозии внутренних стальных поверхностей. Поэтому наличие системы инертных газов стало обязательным для  всех строящихся в настоящее время  танкеров.

Нормальная  эксплуатация танкеров невозможна без  мойки и зачистки грузовых танков. Эти операции производятся: при смене  сорта груза, перед постановкой  судна на ремонт или перед подготовкой  его к осмотру, периодически во избежание  скопления осадков, перед приемом  чистого балласта.

В первых двух случаях производится мойка танков водой или специальным раствором, зачистка (выбирание остатков) и  дегазация, в остальных ограничиваются промывкой танков моющим раствором.

Танки моют при помощи моечных машинок, для  опускания которых в верхней  палубе предусматриваются отверстия (лючки) диаметром не менее 200 мм. Лючки  располагают так, чтобы обеспечить равномерную мойку танков. Температура  моечной воды 80° С, напор до 120 м вод, наибольший расход воды на одну машинку до 50 т/час.

В последнее  время начали переходить на замкнутую  систему мойки танков с использованием стойких и эффективных химических растворов. Одним и тем же раствором  можно мыть несколько танков. Моечный  насос и подогреватель устанавливают  не в машинном, а в насосном отделении.

Один или  два грузовых танка оборудуют  как танки-сепараторы. Перед началом  мойки танк-сепаратор заполняют  на 2/5 его объема горячей водой  с моющим раствором. Из нижней его  части забирают воду, которую подают для мойки, а в верхнюю часть  подают загрязненную воду после мойки. Для этих операций используют либо грузовой, либо специально проложенный  трубопровод.

Международная конвенция по предотвращению загрязнения  моря нефтью 1954 г. запрещает сливать  из танков в море балластную воду с  содержанием нефтепродуктов более 100 мг/л в прибрежных зонах шириной 50-700 миль. В связи с этим возникает  проблема очистки балластной воды так, чтобы ее можно было сливать за борт и в запретных зонах. В  комплект зачистного оборудования включают, кроме сепараторов, различного рода фильтры, отстойники и сборные цистерны. Однако до сих пор проблема очистки балластной воды не получила удовлетворительного решения.