Погрузка груза в грузовые танки СПГ газовоза

Грузовые танки и системы трубопроводов могут быть разделены на две отделенные системы, как описаны в статье Газовоз-рефрижератор“Судно-газовоз рефрижераторного типа”. Это означает, что судно может перевозить два разных груза одновременно при условии, что два груза не будут образовывать опасную смесь или вызывать химические реакции, если они по ошибке были смешаны.

Две системы отделены посредством сменных участков трубопровода и глухих муфт. Вообще, любое смешивание грузов нежелательно. В некоторых случаях, однако, допускают примеси небольшого количества пропана в бутане или наоборот, и такое взаимное загрязнение этих двух грузов очень часто происходит уже перед погрузкой. Любое смешивание LPG-грузов и аммиака – абсолютно недопустимо.

Общие положения

Некоторые LPG-грузы, например, пропилен и бутадиен, используются как рабочий материал, сырьё в химических процессах, и должны транспортироваться, исключая малейшее загрязнение, так как незначительное (в долях миллиона) загрязнение может быть достаточным для груза, чтобы потерять его ценность.

При погрузке груз проходит через сетчатый фильтр, с помощью которого любые большие комки полимеризированного груза и другие более крупные части будут удалены.

Определение предельного заполнения танков

Степень, до которой могут быть заполнены танки, обусловлена максимальным коэффициентом наполнения, и зависит вообще от того, плавает ли судно в американских водах или нет.

Согласно правилам классификационного общества Det Norske Veritas танк не должен быть заполнен более, чем на 99 % полного объема танка с учетом температуры. Эта температура, являющаяся самой высокой для груза, будет присуща грузу в период самых неблагоприятных условий, принимая во внимание, что Вспомогательные системы судна-газовоза рефрижераторного типаохлаждающая установка находится в нерабочем состоянии.

Американская береговая охрана позволяет максимальное заполнение танка на 98 % полного объема с температурой груза, соответствующей состоянию груза на момент открывающихся предохранительных клапанов. Отдавая должное факту, что груз увеличивает свой объем с увеличением температуры, коэффициент заполнения будет меньше для более низкой температуры груза, чем описанная выше. Для этого судна, однако, рабочий диапазон для давления внутри танка очень узкий и, следовательно, результатом увеличившегося объема груза можно пренебречь.

Кодекс IMO (INTERNATIONAL MARINE ORGANIZATION) основан на тех же самых ограничениях при заполнении объема танков, что используются в данном руководстве.

Если плотность перевозимого груза выше 0,69 т/м³, коэффициент заполнения должен быть уменьшен. Необходимо, чтобы вес перевозимого груза не превысил вес груза с плотностью 0,69 т/м³ при заполнении объема танков на 99 %.

Подготовка к погрузке

До начала погрузки должны быть собраны все необходимые данные, касающиеся береговых сооружений. Эти данные могут включать температуру и давление в береговых резервуарах, возможность возврата пара, размеры гибких шлангов и фланцевых соединений и т. д. Основанное на этих данных, имеет место Подготовка морского газовоза к погрузке грузапланирование процесса погрузки и расчетного времени погрузки.

Некоторые важные пункты при подготовке погрузки включают следующее:

• необходимое оборудование, которое будет подготовлено к использованию;
• грузовые танки и системы трубопроводов должны содержать паровую грузовую;
• фракцию, инертный газ или воздух, в зависимости от того, какой груз должен быть загружен. (См. статью Погрузка СПГ на газовозах“Подготовка морского газовоза к погрузке груза”);
• все необходимые клапаны должны быть установлены в правильном положении;
• системы аварийного закрытия должны быть проверены;
• противопожарные меры и спасательное оборудование должны быть готовы к использованию;
• перед погрузкой LPG-груза танки должны быть проверены на содержание кислорода;
• должны быть правильно смонтированы участки жидкостных и паровых трубопроводов в местах обводных линий и коллекторов;
• судовой кабель заземления должен быть связан с береговой системой трубопроводов;
• в сотрудничестве с береговыми операторами должны быть отмечены уровень жидкости в грузовых танках, температура и давление груза, а также дифферент судна;
• береговые разгрузочные шланги должны быть связаны с коллекторами. Для всех грузов, кроме аммиака, атмосферная среда в береговых трубопроводах будет замещена инертным газом. Инертный газ поступил с берега или от судовой установки инертного газа;
• в случаях, когда может происходить замерзание внутри грузовых разгрузочных насосов, примерно по 100 литров спирта должно быть залито в сточный колодец насоса для каждой половины танка. Эта процедура должна следовать только, если спирт может образовывать смесь с грузом.

Процедура погрузки

Особые требования

Чтобы обеспечить максимальную норму погрузки, Грузовые помещения и балластные цистерныгрузовые танки должны поддерживаться в частично охлажденном состоянии, сохраняя небольшое количество груза от предыдущего рейса, если груз – тот же самый.

Норма погрузки должна быть отрегулирована, чтобы держать давление в танке ниже максимального разрешенного значения, установленного на уровне 0,2 кг/см² (1,2 ата). Высокое давление в танке во время погрузки означает, что температура груза будет соответственно высокой. Если судно собирается выполнить короткий рейс, и после выгрузки потребуется, чтобы температура груза была низкой, тогда погрузка должна проходить при самом возможно низком давлении в танке. Время погрузки будет, следовательно, увеличено.

Операции

1. Захолаживание танков. Когда собираются начать погрузку, клапан ручного управления на грузовом коллекторе открывают постепенно, чтобы позволить грузу подойти к дроссельному клапану на куполе. Чтобы избежать скачкообразных изменений температуры в танках, погрузочный трубопровод связывают с расположенной у основания танка распределительной магистралью. Эта магистраль разветвляется на три продольных перфорированных (имеющих отверстия) трубопровода, расположенных примерно в двух метрах над основанием в каждой половине танке, таким образом распыляя поступающий груз. Чтобы достичь эффективного распыления, клапаны на куполах должны быть открыты в максимально возможной степени. Тем не менее, необходимо тщательным образом наблюдать за давлением в танках в течение этой операции;
2. Очистка танков с помощью паровой грузовой фракции. Чтобы избегать неконденсируемости газов во время повторного сжижения груза, желательно заменить атмосферную среду в танках грузовым паром. Это может стать необходимым, когда танки заполнены инертным газом или азотом, или воздухом для случая, когда должен перевозиться аммиак. Операция может быть выполнена посредством очистки танков тёплым газом, подаваемым с берега, и вытеснения находящегося в танках газа назад на берег или через газоотводную трубу к мачте. Подобный результат достигается, когда груз помещен в относительно теплый танк. Груз сразу начнет испаряться, и атмосферная среда в танке будет замещена;
3. Погрузка из наземных резервуаров рефрижераторного типа с возвратом паровой фракции. Грузовая система СПГ танкераСистема трубопроводов подготовлена следующим образом. Сначала должна быть установлена связь между состоянием груза в танках и стадией пара в наземных резервуарах. Принимается, что установка береговых трубопроводов не будет замедлять выполнение нормы погрузки из-за ограничений, накладываемых возвратом пара. Если трубопровод возврата пара имеет недостаточную производительность, давление в судовом танке будет увеличиваться, и возможно станет необходимым уменьшить скорость погрузки. Ситуация также может быть улучшена за счет всасывания пара грузовыми компрессорами из танков и, пропускания через береговой трубопровод;
4. Погрузка из наземных резервуаров рефрижераторного типа без возврата паровой фракции. Процедура погрузки показана на рис. 1. В этом случае некоторое количество пара должно быть сжато в установке вторичного сжижения газа. Этот объем пара состоит из пара, замещенного повышающимся уровнем жидкости, и количества пара, образовавшегося за счет захолаживания теплых танков и теплопритоков в танки.

   

   Пар путем всасывания поступает в грузовые компрессоры в течение этого режима работы. Количество пара, которое должно попасть в компрессоры, зависит от температуры в танках до начала погрузки, температуры окружающей среды (забортной воды и воздуха), и нормы погрузки. В течение погрузки во все 4 танка, без возврата пара, все три охлаждающие установки должны быть в действии, чтобы сократить время погрузки. Сконденсированный пар соберется в той части конденсатора, которая служит ресивером. Регулирующие клапаны возврата конденсата управляют потоком жидкости, возвращая его назад в танки. Скорость погрузки должна быть сокращена в конце погрузки. Если до погрузки неконденсируемые газы присутствуют в танке, они должны быть удалены.

5. Погрузка из наземных резервуаров рефрижераторного и полурефрижераторного типа. В этом случае жидкость, которая будет загружена, будет иметь температуру и соответствующее давление, которое по своему значению выше давления, приемлемого для судовых танков. Поэтому необходимо охлаждать груз до температуры, соответствующей расчетному давлению, устанавливаемому для судовых танков при проектировании.

   Небольшое количество теплого груза попадет в судовые танки, в которых давление ниже берегового. Из-за разности давления часть груза будет испаряться. Это парообразование требует тепловой энергии, которая поступает непосредственно с жидким грузом, и температура груза, следовательно, будет падать. Более высокая температура груза увеличивает парообразование.

   Необходимо всасывать пар, образованный за счет испарения и вытесняемый повышающимся уровнем жидкости. Работа установки вторичного сжижения газа продумана таким образом, что один агрегат должен компенсировать уменьшение количества жидкости вследствие испарения в одном или двух танках системы, если эта система содержит пропан (для бытового потребления) при атмосферном давлении. Поэтому становится доступной некоторая дополнительная возможность охлаждения, которая может использоваться для охлаждения в течение погрузки.

   Для низкотемпературных грузов, таких, как пропан и аммиак, вышеупомянутая процедура погрузки будет едва приемлемой из-за чрезмерного времени погрузки. Однако, например, бутан и бутадиен могут быть загружены за необходимое время. Все три агрегата вторичного сжижения газа работают, чтобы достичь максимально возможного сокращения времени погрузки;

6. Завершение погрузки груза. Судовые системы и трубопроводыОсушение трубопроводов. Когда танк заполнен на 95 % объема, включая купол, устройство, контролирующее уровень жидкости, даст аварийный сигнал, и норма погрузки при этом должна резко сократиться. Должно вестись тщательное наблюдение за уровнем жидкости в период завершения погрузки. При дополнительном повышении уровня индикатор уровня дает аварийный сигнал и автоматически закрывает погрузочный клапан танка, если уровень заполнения танка достигает 99 % объема. Когда планируемое количество груза загружено, доступ в танк закрыт. Если все танки заполнены одним и тем же грузом, клапаны на коллекторах закрыты.

Жидкость, остающаяся в трубопроводах погрузки после того, как они были заблокированы, должна стечь в танки, при этом клапаны в танках остаются открытыми. Повышение давления в трубопроводах погрузки после ее завершения вынуждает оставшуюся жидкость стекать в танки. Вследствие того, что клапан, работающий при заполнении танка, расположен в самой нижней точке на погрузочном трубопроводе, сток жидкости осуществляется эффективно.

Остающаяся в гибких шлангах соединений судна с берегом жидкость может быть удалена разными способами. Береговая станция может быть оборудована эжекторами, которые будут отсасывать жидкость. Другой метод заключается в том, чтобы соединить гибкие шланги с вентиляционной мачтой судна, или с помощью шлангов выгрузить за борт. Береговые сооружения могут также производить зачистку гибких шлангов с помощью инертного газа или воздуха, удаляя остатки через газоотводную трубу до разъединения шлангов. После того, как шланги разъединены, заземление судна снято. После завершения погрузки давление в танках, температура и уровень жидкости будут проанализированы при сотрудничестве с береговыми операторами, таким образом количество груза может быть определено.

Управление процедурой погрузки

1. Коллекторы и обводные трубопроводы. Считывание показаний температуры и давления на месте и в грузовой диспетчерской;
2. Грузовые танки. Считывание давления на куполах танков, в грузовой диспетчерской и на мостике. Считывание показаний температуры в грузовой диспетчерской. Считывание показаний уровня на куполах и в грузовой диспетчерской.