Международные требования, предъявляемые к системе инертных газов.

Правила установки и использования систе­мы инертных газов определены в Кодексе ИМО для газовозов. Если судно перевозит взрывоопасные газы, система инертных газов используется для минимизации возможности образования взрывоопасных концентраций горючих газов в танках или трубопроводах в процессе дегазации. Более того, система трубопроводов инертного газа должна обеспечи­вать такой процесс инертизации, при котором не образуются «мертвые зоны» и «карманы», содержащие взрывоопас­ные смеси газов.

Кодекс ИМО предъявляет также требования к инертизации или заполнению (в зависимости от того, что необхо­димо при транспортировке данного груза) трюмных пространств и промежуточных барьеров сухим воздухом.

Система инертных газов должна быть оборудована невозвратными клапанами, предотвращающими попадание горючих паров в установку инертного газа, а также обеспечивающими избыточное давление в его магистрали.

Системы ИГ газовозов в отличие от устанавливаемых на нефтяных танкерах не имеют палубных водяных затворов. Причина этого очевидна — низкие температуры перевозимых грузов.

Система инертных газов должна быть оборудована устройством, обеспечивающим постоянный контроль за содер­жанием кислорода в них, которое не должно превышать 5% по объему. При превышении этой концентрации кислоро­да должна срабатывать система оповещения и сигнализации. Более того, при снижении давления в трубопроводах инертного газа и повышении содержания кислорода в его составе система инертного газа должна автоматически отклю­чаться от потребителя.

Принцип работы системы инертного газа. На рис. 43 схематично изображена система инертного газа (ИГ). В камере сгорания происходит сжигание дизельного топлива при возможно низком содержании кислорода, что обес­печивает полное сгорание топлива и минимальное содержание кислорода в инертном

газе. Камера сгорания охлажда­ется с помощью пресной воды. Из этой камеры газы поступают в промывочную башню, где происходит очистка и охлаждение с помощью распыленной забортной воды. Очень важно поддерживать определенный уровень забортной воды в скруббере. После очистки инертный газ должен пройти через фреоновый охладитель, где его температура понижается до 5°С и происходит отделение водного конденсата.

И наконец, заключительный этап — это окончатель­ная просушка инертного газа с помощью силикагеля (рис. 45). В осушительных колоннах происходит окон­чательное удаление влаги из инертного газа, что позво­ляет снизить точку росы с +5°С до -60°С. Обычно ис­пользуется две осушительные колонны, которые разме­щаются попеременно. Когда одна колонна находится в работе, в другой в это время происходит регенерация силикагеля.

Система инертного газа может также использоваться для получения «сухого воздуха». При этом ее нагнета­тельные вентиляторы используются в обход генератора инертных газов.

Подсоединяется система к грузовым трубопроводам с помощью шланга или специального съемного соединения, что обеспечивает полную изоляцию установки инертного газа от проникновения в нее опасных паров, когда система

не используется.

Рис. 45. Установка химической осушки инертного газа

! По окончании процесса инертизации съемное соединение надо удалить и используемые трубопроводы заглушить.

Из-за опасности проникновения горючих паров в установку инертного газа перед каждым ее использованием необходимо проверять состояние и работу системы невозвратных клапанов.

Использование инертного газа. Главное назначение инертного газа — предотвращение внутри грузовых танков и трубопроводов возникновения взрывоопасной концентрации горючих газов. С этой целью поддерживается постоян­ным содержание кислорода и горючих газов в атмосфере танка вне пределов взрываемости в соответствии с картой взрывоопасных концентраций для данного продукта (см. «Использование приборов по контролю атмосферы в тан­ках»).

Использование инертного газа при перевозке аммиака ЗАПРЕЩЕНО из-за того, что он вступает в химическую реакцию с углекислым газом с образованием солей, таких как аминокарбонаты и аминонокарбаматы. Наличие этих солей может привести к блокированию клапанов, трубопроводов и т. д.

Использование азота на газовозах. Перед погрузкой продуктов, которые требуют очень низкого содержания кисло­рода в атмосфере танка (бутадиен, VCM и т. д.), его нужно продуть азотом с берега.

Некоторые суда, перевозящие пропилен оксид, оборудуются системой автоматической подачи азота в грузовые танки. Поскольку азот имеет свойство частично растворяться в грузе, в процессе перевозки пропилена оксида давле­ние азотной подушки в танке падает и возникает необходимость подачи в него дополнительного азота.

Система автоматической подачи азота состоит из 28 азотных баллонов (80-литровые с давлением 160 бар), трубо­проводов и регулировочных клапанов, которые срабатывают при понижении давления в системе ниже 0,35 бар.

При выгрузке пропилена оксида азот подают с берега для поддержания позитивного давления в танке. По оконча­нии выгрузки выпаривание остатков груза также производится горячим азотом.

Небольшое количество газовозов оборудовано установками по производству азота на борту судна из атмосферного воздуха. Используется две разновидности таких систем:

• PSA (Pressure Swing Absorption), основанная на поглощении кислорода воздуха специальными молекулярными фильтрами с активным углеродом, причем чистота получаемого азота довольно высока, содержание в нем кислорода не превышает 4 ррм;

• основанная на разнице скоростей молекул при прохождении мелковолокнистого фильтра (рис. 46). Молекулы кислорода, воды и углекислого газа проходят такие фильтры беспрепятственно, а вот молекулы азота задержи­ваются внутри них и отводятся в специальное хранилище.

Рис. 46. Установка для получения азота с микроволокнистыми фильтрами

Система подогрева груза. Иногда возникает необходимость в подогреве груза до температуры несколько выше той, чем при его транспортировке. Это необходимо, например, если береговые приемные сооружения предназначены для хранения газов под полным давлением, а системы трубопроводов изготовлены из материалов, не предназначен­ных для столь низких температур. Для того чтобы нагреть груз, суда оборудуют палубным теплообменником (рис. 47), где подогрев груза происходит за счет его теплообмена с забортной водой.

На переходе морем груз может быть частично нагрет (не выше температуры, соответствующей установочному давлению предохранительных клапанов), например, при его прокачке через подогреватель и сбросе груза обратно в танк.

В теплообменнике газ проходит через внутренние трубки малого диаметра, а забортная вода свободно омывает эти трубки. Для того чтобы вода в теплообменнике не замерзала, устанавливают температурный датчик и систему сигна­лизации, которая срабатывает при достижении забортной водой определенной температуры (5°С). При этом происходит автоматическое отключение бустерного насоса и прекращается поступление груза в теплообменник. Производительность теплообменника (подогревателя) показана на графике (рис. 48).

Некоторые суда, предназначенные для перевозки нефтяных газов, оборудуют дополнительно еще и паровым подо­гревателем. В нем груз проходит через ряд трубок небольшого диаметра, а пар подается во

внешний контур обогрева­теля. Правда, из-за низкой теплоотдачи пара подогрев груза не может быть произведен с интенсивностью, обеспечи­вающей полноценную скорость выгрузки, однако паровой

Рис. 47. Палубный подогреватель

подогреватель может быть успешно использован для нагрева паров груза во время выгрузки для предотвращения образования вакуума в танке или при выпаривании остатков груза из грузовых танков.

Дек-танк. На некоторых газовозах устанавливают дополнительно палубные танки, или дек-танки (один или бо­лее), для хранения в них груза (в основном пропана или аммиака). Цель установки таких танков — сэкономить время при смене одного груза другим.

Грузовые танки могут быть продуты после инертизации парами груза из дек-танка. Обычно объем их около 30—40 м³, и они выдерживают давление от 15 до 18 бар. Газ хранится в них при температуре окружающей среды, поэтому необходимо очень строго придерживаться требований ИМО к пределам заполнения таких танков.

Система сжатого воздуха. Система сжатого воздуха на газовозах предназначена для работы следующих систем:

• аварийной остановки (ESD — Emergency Shut Down),

• контрольных,

• сервисных,

• индивидуальных систем открытия и закрытия клапанов,

• аварийного закрытия клапанов,

• охлаждения,

• орошения.

Сжатый воздух подается из машинного отделения в палубный трубопровод через специальный осушитель, который обеспечивает температуру точки росы в воздухе около -40°С. В осушителе, который для этого используется, обычно применяется метод химического удаления влаги. На палубе воздух по сервисному трубопроводу поступает на клапан­ные распределители приводов систем аварийной остановки и водяного орошения. Сервисный воздух используется также для подачи на управляющие клапаны системы охлаждения груза.

Рис. 48. Производительность палубного подогревателя

Температура морской воды, °C.

Example:

Assumed: Seawater consumption: 540 m ³ /h

The cargo to be heated from -30°C to 0°C at discharging. CARGO PROPANE

Seawater tenperature: 15 °C. temperature: -30°C

Found:

Heating capacity: 187 ton/h

Note:

Seawater temperature out of heater must not be less then +5°C

Система аварийной остановки. Международные правила требуют, чтобы газовые и жидкостные судовые и берего­вые трубопроводы могли быть закрыты дистанционно. Такая необходимость может возникнуть в случае обрыва или протечки грузового шланга, стендера, трубопровода, пожара и т. д.

Дистанционное закрытие возможно при установке грузовых клапанов с пневматическим приводом. (Система аварийной остановки должна обеспечивать открытие клапанов при наличии давления в пневматике. При падении давления в ней ВСЕ КЛАПАНЫ ДОЛЖНЫ ЗАКРЫВАТЬСЯ ОДНОВРЕМЕННО (ESD).

Пульты активирования системы аварийной остановки должны быть расположены таким образом, чтобы аварий­ную остановку можно было произвести из различных стратегически важных мест судна:

• лобовая переборка надстройки;

• машинное отделение;

• ходовой мостик;

• компрессорное отделение;

• район манифолдов;

• купола танков;

• полубак.

Система управления аварийной установкой должна также оборудоваться предохранителями, которые плавятся при достижении температуры 100°С, обеспечивают падение давления в сервисном трубопроводе и активируют систему аварийной остановки. Более того, обычно устанавливаются два прессостата, которые также приводятся в действие системой управляющего воздуха. При срабатывании прессостатов останавливаются все компрессоры, грузовые и бус-терные насосы во время падения давления управляющего воздуха, т. е. при срабатывании системы ESD.

Сервисный, или управляющий, воздух подается также ко всем пневматическим приводам. Все приводы управля­ются при помощи тройных клапанов, которые обеспечивают открытие при наличии давления в воздушном трубопро­воде и стравливание давления в сервисном трубопроводе, когда управляющее давление падает.

Система сконструирована так, что можно вручную открыть и закрыть любой клапан благодаря тройным клапанам, установленным на пнепматичсских приводах.

При срабатывании системы аварийной установки все открытые клапаны закрываются, а компрессоры и насосы останавливаются.

Система водяного орошения. Все поверхности газовоза, которые находятся в контакте с взрывоопасными грузами, в процессе эксплуатации должны иметь температуру, которая исключает самовоспламенение газов. Для того чтобы предотвратить чрезмерный нагрев таких поверхностей, все газовозы оборудуют системами водяного орошения, кото­рые должны перекрывать:

• купола танков;

• манифолды;

• лобовую переборку надстройки;

• помещение компрессоров;

• палубные помещения, расположенные в опасной зоне.

Запуск системы орошения должен осуществляться из нескольких стратегически важных мест судна, как в районе грузовой палубы, так и за ее пределами.

Как и система аварийной установки, система орошения имеет плавкие предохранительные вставки, которые рас­положены в наиболее важных и опасных местах грузовой палубы, что обеспечивает ее автоматическое срабатывание при нагреве этих предохранителей свыше 100°С.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: