Зачистных систем танкеров

Для осуществления погрузки и выгрузки нефтепродуктов или других жидких грузов и распределения по танкам грузов танкеры оборудуются специальными грузовыми системами трубопроводов, позволяющими производить эти операции. Остатки груза из танков, не выбранные грузовой системой, откачиваются по зачистной системе, которая по устройству в основном аналогична грузовой, но имеет значительно меньшую производительностью, большую высоту всасывания насоса и меньшие диаметры трубопроводов. На судах небольшого дедвейта ограничиваются одной системой, совмещающей функции грузовой и зачистной.

Грузовые системы на танкерах предусматривают возможность приема и выдачи груза с любого борта и со стороны кормы судна. Для этого приемно-отливные патрубки грузовой системы располагаются в средней части главной палубы вдоль обоих бортов судна симметрично диаметральной плоскости. От системы приемно-отливных патрубков грузовая магистраль продлевается в корму судна.

Грузовые операции (слив и налив нефтепродуктов) должны производится при закрытых смотровых глазках танков, которые, в свою очередь, оборудуются огнепреградительными сетками.

Вытеснение воздуха и газов из танков при наливе, а также заполнение ими танков при сливе должно осуществляться через газоотводную («дыхательную») систему (см. раздел 5).

Существует несколько типовых решений исполнения грузовых систем на танкерах. Кольцевая система применяется на танкерах, у которых грузовое насосное отделение (ГНО) расположено посредине судна, между грузовыми отсеками; линейная система – на танкерах, у которых насосное отделение находится позади всех танков, между грузовыми ёмкостями и МКО; грузовая система с переборочными перепускными клинкетами – на танкерах с кормовым расположением ГНО.

Кольцевая система грузового трубопровода распространена на судах ранней постройки и небольшого дедвейта.

Система обладает относительно высокой маневренностью и живучестью. Недостатком является высокая стоимость, большое количество арматуры и сложность эксплуатации.

Линейная система грузового трубопровода получила наибольшее распространение, особенно на крупнотоннажных танкерах. Эта система по сравнению с кольцевой проще в эксплуатации и дешевле в постройке, но обладает меньшей живучестью (см. рисунок 1.1).

I-IV — группа танков; - - - - грузовой, -.-.-.-.- балластный трубопроводы

Рисунок 1.1 - Схема грузового и балластного трубопроводов танкера «Леонардо да Винчи»

Требования, разработанные компаниями «Шелл» и «Бритиш петролеум», предъявляется к фрахтуемым ими крупнотоннажным танкерам [12]:

— грузовая система с учетом разбивки района грузовых танков, должна обеспечивать перевозку не менее 2-х сортов груза в пропорции 50 %:50 %, либо 25 %:75 %;

— должна быть возможна как одновременная, так и последовательная выгрузка (при этом допускается частичное смешение груза в трубопроводах);

— производительность грузовой системы должна обеспечить разгрузку (включая зачистку) в течение 15 ч при напоре не ниже 1,15 МПа;

— налив однородного груза должен проводится с интенсивностью 10 % в час от чистой грузоподъемности, причем одновременно должен проводится балластные операции, чтобы в любой момент судно имело загрузку не ниже 30 % полного дедвейта для обеспечения мореходности;

— середина грузового коллектора должна находится на миделе судна или отстоять от него не более чем на 3 м в любое из направлений;

— высота центров присоединительных фланцев над палубой должна составлять 0,9 м, при большей высоте должна быть установлена стационарная рабочая площадка, отстоящая от центров фланцев на расстоянии 0,9 м;

— на грузовом коллекторе должно располагаться не менее четырех отростков с фланцами диаметром 406 мм, устанавливаемых таким образом, чтобы расстояние между центрами было не менее 2,1 м, а отстояние от борта к ДП равнялось 4,6 м.

— для подсоединения грузового коллектора от стандартных клапанов к береговым шлангам требованиями предусматривается снабжать судно комплектом переходных соединений под фланцы 101х203 мм, 101х254 мм, 101х 304 мм;

— между клинкетами грузового коллектора и переходниками предусматривается установка проставок длиной 400 мм, опора которых должна быть рассчитана на нагрузку от шлангов, равную 4 тс.

В грузовом насосном отделении устанавливается 2…4 грузовых насоса (ГН) производительностью (3…6)^.10³ м³/ч и (9…12)^.10³ м³/ч на супертанкерах. На крупных танкерах применяются ГН центробежного типа с паротурбинным или электрическим приводом (горизонтальным или вертикальным). Горизонтальный привод, расположенный в МКО, увеличивает его длину. Вертикальный привод (рисунок 1.2) короче, ГН расположенные ниже, но создаются трудности с его центровкой.

1 - турбопривод; 2 - газонепроницаемый сальник;

3 - шарнирное соединение; 4 - насос

Рисунок 1.2 - Вертикальный грузовой насос

Напор ГН составляет 1,13 – 1,45 МПа. Суммарная мощность ГН достигает 0,5 Nе танкера. На старых и небольших танкерах применяются горизонтальные поршневые ГН при производительности 100-400 т/ч. Они отличаются большей высотой всасывания, что обеспечивает их использования в качестве зачистных насосов (ЗН). В качестве ЗН могут также использоваться – ротационные насосы.

На некоторых продуктовозах, газовозах и химовозах используются гидроприводные погружные ГН (ЗН).

ГН и ЗН отличаются производительностью, поэтому время полной зачистки составляет 30 % от общего времени выгрузки танкера.

Наличие двух дублирующих систем удорожает судно, загромождает ГНО, усложняет автоматизацию грузовых операций, поэтому сложилась тенденция отказа от зачистной системы. Ниже перечислены некоторые способы решения этой проблемы.

Системы «безнапорного стока» фирмы «Бритиш петролиум» (см. рисунки 1.3, 1.4). Они используются также на отечественных танкерах «София» (см. рисунок 1.5).

Рисунок 1.3 - Схема перетока груза	1 – напорный трубопровод; 2 – трубопровод прямой загрузки; 3 – танки изолированного балласта; 4 – задвижка на переборках   Рисунок 1.4 - Грузовая система работающая по принципу перетока

Система основана на свободном перетекании нефти через переборочные клинкетные двери, которые соединяют между собой все грузовые танки, нефть перетекает в кормовой отсек и забирается ГН, который работает при максимальной производительности, причем по мере опорожнения танкера дифферент на корму растет.

Для обеспечения надежного всасывания применяется эжектор, работающий на нефти, который всасывает из кормового отсека нефть и нагнетает ее в отстойный танк, расположенный выше ГН, так что нефть из него создает для ГН достаточный подпор на всасе (рисунок 1.6).

1 - дополнительный секущий клинкет на приемных отростках зачистного трубопровода; 2 и 3 - грузовой и зачистной насосы; 4 - палубный грузовой трубопровод; 5 - секущие клинкеты между приемными патрубками

Рисунок 1.5 - Схема грузового трубопровода с переборочными перепуском и клинкетами танкера типа «София» (первой серии)

1 - зачистной эжектор; 2 - отстой­ный танк; 3 - насосное отделение;

4 - грузовой насос; 5 - грузовой танк; 6 - приемная труба грузового насоса;

7 - приемная труба зачистного эжектора

Рисунок 1.6 - Метод заливки грузового насоса при зачистке

грузового танка

Система «Сентри-Стрип» оборудована вакуумной цистерной на всасе ГН, в котором при уменьшении подпора создается вакуум, подсасывающий нефть и увеличивающий подпор ГН (рисунок 1.7). По мере уменьшения уровня в этой цистерне прикрывается клапан на всасе ГН (см. раздел 2).

1 - воздухоотделитель; 2 - дифференциальный датчик давления; 3 - привод клапана на нагнетании; 4 - клапан типа „баттерфляй"; 5 - пневматический клапан; 6 - вакуумный резервуар; 7 - вакуумный клапан; 8 - невозврат­ный клапан; 9 - вакуумный насос; 10 - электропривод вакуумного насоса; 11 - воздушный фильтр; 12 - холодильник воздушного фильтра; 13 - ва­куумметр; 14 - манометр; 15 - клапан подачи воздуха.

Рисунок 1.7 - Схема системы „Сентри-стрип"

Существует система с вакуумной цистерной, уменьшающая обороты турбопривода ГН по мере падения подпора.

Система «Прима-вак» (рисунок 1.8) при снижении подпора увеличивает рециркуляцию нефти на всасе центробежного ГН., препятствует его срыву.

Все эти системы увеличивают время работы ГН на полной производительности. Преимущество имеют танкеры с двойным дном, постоянно имеющие достаточный подпор ГН (Танкеры «Крым», «Победа» рисунки 2.1, 2.2, "Мобил-Пегасус").

1 - грузовой насос; 2 - рециркуляционная цистер­на; 3 - клапан "Прима-вак";

4 - автоматический клапан; 5 - труба выхо­да воздуха; 6 - рециркуля­ционная магистраль; 7 - клапан на напорной магист­рали; 8 - контрольный кла­пан воздушной магистрали

Рисунок 1.8 - Схема устройства "Прима-вак"

2. Грузовая система танкера «Победа»

Грузовая система танкера «Победа» обеспечивает одновременный прием с помощью береговых насосов и выдачу средствами судна на оба борта четырех сортов груза, перекачку его из одной группы танков в другую, прием и удаление водяного балласта из грузовых балластируемых танков, подачу воды или сырой нефти на гидромониторы для мойки танков (рисунок 2.2).

1 - отстойные танки; 2 - грузовые танки; 3 - отсеки изолированного балласта

Рисунок 2.1 - Схема расположения танков в грузовой части танкера «Победа»

а - схема трубопроводов в грузовом насосном отделении;

б - план грузовой палубы; в - план грузового трюма

1- отстойная цистерна второй ступени; 2 - сливной трубопровод; 3 - зачистной коллектор; 4, 7 - приемные коллекторы грузовых насосов; 5, 6, 9, 12, 24, 27, 39, 41, 54, 55, 57, 72, 81- дистанционно управляемые поворотные затворы; 8 - вакуумная приставка; 10 - грузовые насосы; 11, 47 - невозвратно-запорные клапаны; 13 - прием­ный моечный трубопровод; 14 - приемный зачистной трубопровод; 15, 16, 25, 32, 35, 36, 44, 64, 70 - ручные поворотные затворы; 17 - водяной фильтр; 18, 26 - зачистные насосы; 19, 29 - напорные грузовые трубопроводы; 20 - напорный зачистной трубопровод; 21- водоводяной эжектор; 22 - всасывающий зачистной трубопровод; 23 - всасывающая грузовая магистраль; 26 - байпасная труба; 30, 87 - сливные цистерны; 31- слив ной зачистной трубопровод; 33 - сливная моечная магистраль; 34 - подогре­ватели воды; 37 - прибор контроля содержания нефти в воде; 38 - моечный трубопровод; 40 - отливной забортный трубопровод; 42 - бортовой угловой невозвратно-запорный клапан; 43 - приемная забортная магистраль; 45 - приемный кингстон; 46 - моечный трубопровод; 48, 49, 50, 51 - палубные грузовые магистрали; 52 - палубная моечно-зачистная магистраль; 53 - раздаточный зачистной трубопровод; 56, 58, 61, 62 - приемо-раздаточные трубопроводы: 59, 60, 74, 75 - наливные стояки; 63 и 71 - пере­мычки; 65 - малая моечная горловина; 66 - палубный моечный трубопровод; 67 - большая моечная горловина; 68 - моечный коллектор; 69 - угловой клапан с быстросмыкаемой гайкой; 73 - концевой клапан с быстросмыкаемым соединением; 75, 77, 83. 84 - трюмные грузовые магистрали; 78 - всасывающий трубопровод; 79 - сборный колодец; 80 - всасывающий отросток; 82 - приемник; 85 - компенсатор; 86 - переливная труба; 88 - отстойная цистерна первой ступени

Рисунок 2.2 - Системы грузовая, зачистная и мойки грузовых танков

На судне предусмотрено одно ГНО, расположенное в кормовой части между грузовыми танками и МКО. Все грузовые танки разбиты на четыре группы.

Каждая из групп обслуживается отдельным вертикальным центробежным турбонасосом с подачей по воде 1500 м³/ч при напоре 1,2 МПа. С целью повышения надежности грузовой системы все насосы соединены трубопроводами, обеспечивающими взаимозаменяемость насосов. Грузовая система производит закрытый прием около 10000 м³/ч груза. Система выполнена по линейной схеме. Для каждой группы танков проложен самостоятельный трубопровод d_у= 400 мм. От соответствующего трубопровода в каждый танк своей группы проложены трубопроводы, заканчивающиеся приемными патрубками с поворотными затворами, через которые осуществляется все грузовые и зачистные операции. Схема расположения танков в грузовой части танкера «Победа» на рисунке 2.1.

Наличие на танкере двойного дна позволило установить приемные патрубки грузовой системы ниже уровня 2-го дна в специально спрофилированных и проверенных на макете колодцах, конструкция которых исключает воронкообразование и обеспечивает длительную работу грузовых насосов на полную подачу. В трубопроводах в качестве запорной арматуры применены поворотные затворы, управляемые дистанционно или вручную. Каждый ГН имеет байпасную трубу (26), позволяющую при необходимости производить перекачивание жидкости по замкнутому контуру. Для этого необходимо открыть затвор (9) и закрыть затвор (12) на напорном трубопроводе насоса. В каждом грузовом танке (четыре группы танков: 1-я - № 1 и 5; 2-я - № 2 и 6; 3-я - № 3 и 7; 4-я – (№ 4 и отстойные танки) имеются сборный колодец (79) с введенными в него двумя приёмниками, на всасывающих отростках (80) которых установлено по одному дистанционно управляемому поворотному затвору (81). От каждой трюмной грузовой магистрали 76, 77, 83 и 84 выведены стояки 59, 60, 74 и 75 на верхнюю палубу к приемно-раздаточному трубопроводу для налива груза. Налив может производится и через палубные грузовые магистрали 48, 49, 50 и 51, трубопроводы грузового насосного отделения и далее через трюмные грузовые магистрали 76,77, 83 и 84. Прием и выдача каждого сорта груза с танкера производится через отдельный приемно-раздаточный трубопровод 56, 58, 61 и 62, имеющий с каждого борта концевой клапан 73 с быстросмыкаемой гайкой.

Магистральные трубопроводы танков соединяются со своими насосами через сепараторы вакуумной системы. Дроссельные клапаны установленные в напорной линии насосов, регулируют пропускную способность системы по мере снижения уровня груза в танках. Захваченные грузом газы отделяются в сепараторах, не достигая насосов. Отсос газов из сепараторов производится вакуумными насосами.

Наличие названной системы и специальных колодцев позволяет производить полную разгрузку танкера только с помощью грузовой системы. Груз забирается из танка через приемники 82, в трюмную грузовую магистраль, а из неё насосом подается в напорный трубопровод и далее в палубную магистраль.

Дата добавления: 2015-11-04