Грузовые операции на судах-газовозах

Выполнение грузовых операций на специализированных судах является ответственной работой, требующей определенных знаний. Одна из важнейших задач при реализации работ такого характера – это обеспечение сохранности груза и безопасности судна.

В данном материале рассмотрим принципы и механизмы для безопасной погрузки-выгрузки химических смесей, перевозимых судами-газовозами.

Общие положения

Основными характеристиками эффективности работы судна являются его временные и количественные показатели.

Временные показатели отображают время, затраченное судном на обработку и перевозку груза, так называемую оборачиваемость танкера. Оборачиваемость танкера характеризуется, прежде всего, временем, затраченным на транспортировку груза, поскольку, именно этот временной интервал приносит прибыль. Все время, затраченное на обработку груза в порту, отображает затраты перевозчика, и не является полезной составляющей общего периода оборачиваемости танкера.

Количественные же характеристики танкера, выражаются в количестве груза, перевезенном за определенный период, и также являются мерилом той прибыли, которое судно приносит перевозчику или владельцу судна.

В общем случае, все грузовые операции, которые осуществляются на газовозе, можно отобразить следующим циклом (рис. 1):

Рассмотрим каждую из вышеперечисленных операций несколько подробнее.

Подготовка судна к грузовым операциям

Ещё до прихода судна в порт все подготовительные и погрузочные операции, должны быть спланированы судовой администрацией. Время стоянки судна в порту должно быть сведено к минимуму, поскольку доход судно приносит только в процессе перевозки груза, а не стоянки в порту. Это означает, что судно должно быть в полном объёме готово к предстоящим грузовым операциям и иметь заранее всю необходимую информацию о стоянке в порту.

До прихода судна в порт капитан обязан запросить через агента порта погрузки следующую информацию:

• наименование и количество груза к погрузке (если несколько партий груза, то необходимая информация должна быть предоставлена по каждому грузу);
• давление и температуру груза у приемного фланца терминала, а также любую другую информацию о грузе, которая может потребоваться;
• размер фланцев берегового соединения и его тип (ANSI, DIN);
• наличие на терминале и необходимость использования береговой газоотводной магистрали, а также максимальную производительность газоотвода;
• максимальная скорость погрузки и ограничения;
• любые специальные требования терминала при проведении грузовых операций.

Также до прихода судна производится проверка судовых систем и механизмов, обеспечивающих проведение грузовых операций и их безопасность:

• системы аварийного закрытия грузовых клапанов;
• системы пожаротушения;
• опрессовка грузовых магистралей с проверкой герметичности соединений и заглушек;
• системы обнаружения газа и аварийной сигнализации;
• системы сигнализации предельного уровня заполнения танков;
• предохранительные клапана выставляются на необходимое давление срабатывания.

О проведении вышеуказанных проверок делается запись в судовой журнал. Более того, до проведения грузовых операций, необходимо произвести проверку оборудования, обеспечивающего безопасность персонала:

• палубное освещение;
• систему вентиляции жилых и служебных помещений;
• наличие защитной одежды и готовность дыхательных аппаратов;
• согласование всех работ, проводимых в районе грузовых операций;
• состояние пламегасительных сеток на системах вентиляции;
• ознакомить экипаж с основными опасностями грузов, заявленных к перевозке;
• проинструктировать персонал, занимающийся обработкой груза.

Грузовая система подготавливается заранее, до начала грузовых операций. Если необходимо, устанавливаются переходники на манифолдах, для подсоединения к береговым магистралям. Составляется грузовой план и производится предварительный расчет груза. Определяется время, необходимое, для подготовки к погрузке (захолаживание магистралей, танков). Определяется время на погрузку с учетом максимально возможной скорости налива. Производится инструктаж экипажа о свойствах груза и мерах предосторожности при работе с ним.

По окончании швартовки к причалу необходимо произвести следующие операции:

• если правилами порта не требуется установка изолирующих фланцев, то до начала шланговки судно должно быть надлежащим образом заземлено;
• производится отключение индукционной защиты корпуса судна (если установлена);
• после чего производится подсоединение береговых трубопроводов к судовым приемным фланцам;
• производится заполнение проверочного листа;
• совместно с представителями терминала проверяется состояние грузовых танков (давление и температура) и, если необходимо, производится отбор проб;
• производится повторная проверка всех грузовых магистралей и систем;
• заполняются необходимые проверочные листы подготовки судна к грузовым операциям.

Погрузка

Грузовые операции должны начинаться только с разрешения капитана или замещающего его лица. Погрузку рекомендуется начинать с малой интенсивностью, обеспечивающей:

• равномерное охлаждение грузовой системы и танков;
• предотвращение гидравлических ударов;
• правильное поступление груза и отсутствие протечек;
• предотвращение образования статического электричества.

Температура, давление, уровень и плотность груза, находящегося в танках и трубопроводах, должны быть в пределах, соответствующих паспортным данным судна. Скорость охлаждения грузовых танков не должна превышать 5-10 °С в час. В течение всей погрузки судно должно иметь достаточную остойчивость, прочность корпуса, необходимые осадки и дифферент, обеспечивающие в случае необходимости, немедленный выход в море.

Продувка газом и охлаждение дегазированных грузовых систем, находящихся при температуре окружающей среды

Охлаждение грузовых систем, находящихся при температуре окружающей среды зависит во многом от конструкции судна и используемых материалов. Однако в любом случае при выполнении таких процедур следует придерживаться рекомендаций завода-изготовителя и хорошей морской практики.

Захолаживание танков перед погрузкой метана

На судах для перевозки природного газа, зачастую, инертизация танков осуществляется судовой установкой инертного газа до приемлемого содержания кислорода в грузовых танках. После чего инертный газ рециркулируют через селикагелиевый осушитель до достижения точки росы от -30 °С до -60 °С. Такая же операция может быть проделана и с помощью теплого азота, однако в случае использования азота, стоимость её значительно возрастает.

По достижении необходимой температуры точки росы подсоединяется грузовой шланг и начинается продувка танка теплыми парами метана с температурой не ниже +10 °С. Поскольку метан легче инертного газа, то его подачу целесообразно осуществлять в верхнюю часть танка. В таком случае будет происходить вытеснение инертного газа парами метана из атмосферы танков и трубопроводов. Охлаждение танка можно начинать только в том случае, если атмосфера танка не менее чем на 95 % замещена парами метана.

Время продувки танков занимает приблизительно 20-24 часа, а вот время их охлаждения может занять период от 36 до 48 часов. Танки должны быть охлаждены до температуры -135 °С в своей экваториальной части, прежде чем можно будет начинать погрузку. Поверхность жидкости не должна достигнуть экватора танка, пока температура в этой части не будет ниже чем -145 °С. Только после этого можно начинать погрузку полной скоростью. Скорость охлаждения танков зависит от требований завода-изготовителя, но обычно она колеблется в пределах от 10 до 15 °С в час.

Захолаживание танков перед погрузкой этилена

Для судов, перевозящих этилен, применяются температурные параметры захолаживания грузовых танков в соответствии с инструкциями завода-изготовителя и требованиями фрахтователя. Перед погрузкой этилена инертизация танков производится теплым азотом, поскольку инертный газ содержит в своём составе много углекислого газа (14-15 % по объёму), который при температуре -60 °С кристаллизуется, что может привести к блокированию трубопроводов и систем кристаллами углекислого газа. Более того, присутствие углекислого газа в этилене строго лимитировано (2-5 ррм).

Достижение необходимой температуры точки росы очень важно и в этом случае. Обычно требуется, чтобы перед началом погрузки грузовые танки имели температуру точки росы не выше -40 °С, только после этого можно приступать к продувке танка парами этилена. Для судов перевозящих этилен нормальная скорость захолаживания танков находится в пределах 10 °С в час, пока температура танка в его нижней части не достигнет -70 ~ -80 °С, после чего можно начинать погрузку этилена по грузовой магистрали.

Подготовка танков под погрузку химических газов

Продувка танков азотом требуется также при перевозке бутадиена (-5 °С) и винилхлорида (-14 °С), поскольку содержание кислорода в инертном газе слишком велико для этих грузов.

При продувке азотом обычно не возникает трудностей для достижения необходимой температуры точки росы. При перевозке бутадиена максимальное содержание кислорода в атмосфере танков не должно превышать 0,2 % по объёму, а при перевозке винилхлорида, содержание кислорода не должно превышать 0,1 % по объёму.

Погрузка неорганических газов

Перед погрузкой аммиака, грузовые танки и магистрали должны быть заполнены парами аммиака. Если есть такая возможность, то есть судно перевозило аммиак в предыдущих рейсах и на борту имеется достаточный запас аммиака, необходимый для продувки танков, смена атмосферы в танках, должна быть проведена в море, до захода судна в порт.

Если же судно не имеет такого запаса, танки перед продувкой должны быть продуты в порту азотом. Это вызвано тем, что при распылении аммиака через верхний распыл в момент начала погрузки, возникает высокий заряд статического электричества, что может привести к взрыву аммиака в танке, более того, если в грузовом танке находится влажный воздух, то при подаче в танк аммиака существует реальная угроза вакуумирования танка.

Тем не менее, очень часто аммиак грузится в танки, находящиеся под сухим воздухом. Это объясняется тем, что пары аммиака имеют довольно высокие пределы взрываемости и требуют значительных затрат энергии для их воспламенения. В последнее время такой метод погрузки разрешен только в странах Дальнего Востока. В Европе же погрузка аммиака осуществляется только под азот. Пары аммиака необходимо подавать в верхнюю часть танка, поскольку он легче воздуха. Когда атмосфера танка будет содержать не менее чем 98 % паров аммиака от объёма танка, можно начинать захолаживание танка и погрузку.

Очень важно, чтобы в процессе продувки не возникло смешение аммиака с инертным газом, содержащим углекислый газ, поскольку при этом возникает химическая реакция с образованием карбонатов и карбомидов аммонии. Даже если смесь аммиака с воздухом находится во взрывоопасных пределах, опасность воспламенения этой смеси гораздо ниже, чем для нефтяных газов, потому, что температура вспышки аммиака и энергия необходимая для его воспламенения намного выше, чем у нефтяных газов. Поэтому зачастую вентиляция танков после выгрузки аммиака производится воздухом.

Напротив, смесь паров углеводородов с воздухом может представлять взрывоопасную концентрацию в широких пределах, поэтому продувку танков после выгрузки углеводородов следует производить только инертными газами.

Погрузка органических газов

Большинство органических газов – это нефтяные газы: пропан, пропилен, бутан, изо-бутан, и бутилен. Перед погрузкой этих газов трубопроводы и атмосфера танков должны быть заполнены инертным газом, азотом или же парами газов, подлежащих погрузке. При этом, следует учитывать требования фрахтователя к условиям по транспортировке газов.

Если грузоотправитель не имеет информации о максимально допустимом содержании кислорода в танках, то продувку инертным газом необходимо производить до тех пор, пока содержание кислорода в атмосфере танков и трубопроводов не будет менее 8 % по объёму. В этом случае будут достигнуты общепринятые требования в обеспечении взрывобезопасности грузовых помещений.

Погрузку LPG можно начинать под инертный газ или азот. Если инертный газ в танке имеет температуру точки росы +5 °С, то при погрузке пропана происходит отделение воды на границе пропан – инертный газ. Вот почему важно, при продувке танков под погрузку LPG использовать надлежащим образом «эффект поршня», который позволяет избежать перемешивания паров груза с инертным газом.

Продувка танка парами пропана осуществляется снизу-вверх. После окончания продувки танков можно начинать их охлаждение. Погрузка может быть начата после того, как танк охладится до необходимой температуры. В зависимости от типа судна и материала танка эта температура меняется от судна к судну. Слишком быстрое охлаждение танка может привести к возникновению трещин и разрушению металла. Поэтому необходимо руководствоваться инструкциями завода-изготовителя по скорости охлаждения танков и минимальной и максимальной температурам груза и танка перед началом погрузки.

Погрузка с использованием береговой линии газоотвода

Погрузка с использованием берегового газоотвода производится в том случае, если терминал имеет возможность приема паров с судна для их сжижения или отвода в ёмкости или же на факел. В дополнение к газоотводу судно может использовать свою систему сжижения газов с тем, чтобы увеличить скорость налива. Если же давление в танках начинает расти, скорость налива следует уменьшить. Следует иметь ввиду, что присутствие в атмосфере танка инертного газа или азота может привести к повышению давления в танке выше расчетного.

При использовании берегового газоотвода возможно закрытие клапанов на береговой линии по различным причинам. В таком случае срабатывает система автоматического закрытия клапанов на судне.

Погрузка без использования берегового газоотвода

В этом случае необходимо заранее знать температуру, груза в береговых емкостях. Если температура груза превышает максимально расчетную температуру для MARVS (Maximum Allowed Relieve Valve Setting) – установочного давления срабатывания предохранительных клапанов на танках, то судовая установка сжижения должна быть запущена до начала погрузки.

Охлаждение груза до требуемой температуры в ходе погрузки существенно снижает скорость налива. При этом производительность установки сжижения газов определяет скорость налива. При увеличении давления в танке, скорость налива снижается. Необходимо всегда держать давление в танке ниже минимального давления срабатывания предохранительных клапанов, с тем, чтобы избежать выброса газов в атмосферу (по требованиям USCG давление в танке не должно превышать 80 % от MARVS).

Расчет времени на погрузку

При изучении установок повторного сжижения, была рассмотрена методика расчета времени погрузки при использовании судовой установки повторного сжижения. На практике же реальный цикл несколько отличается от идеального за счет теплообмена с окружающей средой в системе всасывания паров. Приведенные ниже приближенные расчеты потерь холодопроизводительности в реальной установке реконденсации полезны для практического использования.

1. Потери во всасывающем трубопроводе.

Потери производительности такого рода происходят из-за того, что во всасывающем трубопроводе установки повторного сжижения (между куполом танка и компрессорами) происходит значительный нагрев всасываемых паров. Даже в случае изолированных трубопроводов на всасывании компрессоров, потери, тем не менее, будут составлять весьма большую величину.

На некоторых типах судов, на всасывающих трубопроводах иногда устанавливаются дополнительные теплообменники, позволяющие снизить нагрев газа на всасывании компрессоров. Для наглядности рассмотрим величину потерь на всасывании компрессора на конкретном примере.

Пример 1:

Аммиак находится в танке при давлении 3,98 бара, при этом температура его груза в куполе танка составляет -2 °С. На всасывании компрессора пары аммиака поступают с температурой +20 °С. Определить потери производительности установки повторного сжижения.

Решение:

• Плотность перегретых паров аммиака при температуре -2 °С и давлении 3,98 бара составляет 3,17 кг/м³.
• Плотность перегретых паров аммиака при температуре +20 °С и давлении 3,98 бара составляет 2,90 кг/м³ (данные выбираем из таблиц термодинамических характеристик аммиака – Таблицы и графические приложения по специализированной подготовке персонала газовоза см. таблицу «Термодинамические характеристики аммиака»).

Таким образом, потеря в плотности паров составит:

или же в процентном выражении:

Определив, потери возникающие в данном случае на каждый градус превышения температуры на всасывании, получим следующее:

превышение температуры паров во всасывающем трубопроводе составит:

потери массовой производительности на каждый градус превышения температуры:

Такие же расчеты произведенные для любых других газов, показали, что процентное значение потерь массы паров во всасывающем трубопроводе для всех типов грузов, перевозимых на судах, примерно одинаково и составляет 0,4 % на каждый градус превышения температуры паров на всасывании компрессора по сравнению с её значением на выходе из танка.

Шероховатости внутренней поверхности трубопроводов, их изгибы, фланцевые соединения, клапаны – все это также снижает весовое соотношение перерабатываемого компрессором газа на каждый м³ за счет падения давления на всасывании компрессора. Рассмотрим величины таких потерь на примере.

Пример 2:

Аммиак находится в танке под давлением p_т= 4 бара, давление на всасывании компрессора (p_в) составляет 3,6 бара. Определить гидравлические потери производительности компрессорной установки.

Величина падения давления (Δp) (превышение давления в танке над давлением всасывания компрессора) составляет 0,4 бара. Следовательно, величину потерь в массовом соотношении всасываемых паров на каждый м³, можно выразить следующим образом:

или же

Таким образом, общая величина потерь, для рассмотренного случая, составит:

Как видно, примерно 1/5 часть времени работы установки реконденсации уйдет на компенсацию потерь во всасывающем трубопроводе.

Погрузка с баржи

Баржа не имеет компрессоров для сжижения груза и насосов для его перекачки. Груз находится при температуре окружающей среды под высоким давлением. За счет избыточного давления груз и будет поступать с баржи на судно. Такой метод погрузки зачастую используется при транспортировке нефтяных газов и аммиака. Во время погрузки судовая компрессорная установка должна работать на полную производительность. Производительность компрессоров и определяет скорость налива.

Окончание грузовых операций

При достижении расчетного уровня заполнения танка, грузовой клапан на танке закрывается. Потенциальную опасность в момент закрытия клапана представляет так называемый «гидравлический удар». Поэтому весь персонал, участвующий в грузовых операциях, должен быть проинструктирован должным образом о том, как следует закрывать клапана на грузовой магистрали. Гидравлический удар может возникнуть в том случае, если поток жидкости в трубопроводе останавливается слишком быстро. Опасность гидравлического удара увеличивается, если перекачка груза осуществляется по длинному трубопроводу с высокой скоростью. В момент закрытия клапана образуется скачок давления, который в свою очередь, вызывает волнообразный рост давления во всем трубопроводе, что, в конечном итоге может привести к разрушению трубопровода, клапанов или механизмов.

Это зачастую происходит при срабатывании системы автоматического закрытия клапанов в момент срабатывания аварийной остановки грузовых операций. Во избежание возникновения гидравлического удара при перекачке груза, должны быть предприняты следующие меры предосторожности:

• во время погрузки, если происходит переход с одного танка на другой, грузовой клапан на втором танке должен быть открыт полностью, прежде чем произойдет закрытие клапана на первом танке;
• по окончании погрузки, подача груза на судно прекращается закрытием клапана на терминале, а затем закрывается клапан на судовом манифолде;
• во время выгрузки, скорость подачи груза на берег регулируется производительностью насосов или же клапаном нагнетания насоса;
• нагнетательный клапан насоса во время выгрузки должен быть закрыт до того, как будут закрыты клапана на судовом манифолде и терминале;
• во время грузовых операций, клапана на жидкостном трубопроводе не должны открываться или закрываться очень быстро;
• все клапаны на грузовой магистрали должны быть установлены в надлежащую позицию перед началом грузовых операций, и только те клапаны, которыми будет осуществляться управление грузовыми операциями, регулируются вахтенной службой;
• клапаны с ручным управлением, не используемые в процессе грузовых операций, но установленные на трубопроводах, не должны быть заблокированы, если предусмотрено их использование в случае аварийной ситуации.

Перед окончанием погрузки всегда следует помнить, что многие терминалы требуют заблаговременного предупреждения о моменте окончания погрузки или же снижении скорости налива. После окончания погрузки совместно с сюрвейером производится замер и подсчет груза, принятого на борт. Ниже мы рассмотрим способы расчета предела заполнения танка и подсчета груза.

Оставшийся в трубопроводах и грузовом шланге или чиксане жидкий груз, удаляется следующим образом:

• терминал продувает перед отшланговкой береговой стендер или шланг азотом, инертным газом или же горячими парами груза в судовой танк;
• запускается один из судовых компрессоров. Создается избыточное давление в грузовой магистрали перед закрытым манифолдом. Затем манифолд открывается и оставшаяся жидкость выдувается в береговой трубопровод или же в судовой танк;
• терминал имеет возможность продуть грузовой шланг или стендер на факел;
• существует еще одна возможность – подсоединить грузовой шланг к газоотводу судна и продуть его на мачту. Однако такой способ должен быть согласован с портовыми властями.

Если производится погрузка грузов с низкими температурами, будет благоразумным держать проточную забортную воду в местах подсоединения шлангов к судовым манифолдам, во избежание термального разрушения палубы, при попадании на неё грузов с низкими температурами.

Только после отшланговки разрешается отсоединять заземляющий кабель.

Охлаждение груза на переходе

Если груз должен быть доставлен в порт выгрузки при температуре равной или ниже той, что была в порту погрузки, груз должен охлаждаться в процессе рейса. Исходя из имеющейся на борту судна информации о продолжительности рейса и температуре выгрузки, определяется время, необходимое на охлаждение груза до должной температуры, нагрузка компрессоров и т. д. При этом учитывается, что выгоднее: охлаждать груз в процессе погрузки и увеличить стояночное время в порту погрузки, или же, если рейс непродолжительный, продолжать охлаждение груза на рейде порта выгрузки. Надо учитывать и возможность якорной стоянки в порту выгрузки, и погодные условия, и условия чартера.

Нагрев груза

Если же погруженный груз имеет температуру ниже той, чем требуется в порту выгрузки, груз должен быть нагрет до необходимой температуры во время перехода морем или же в процессе выгрузки. Следует помнить, что предел заполнения танка всегда должен быть 98 %, если температура груза соответствует установочному давлению предохранительных клапанов на танке.

Чем ниже установочное давление, тем больше груза можно принять на борт, однако в таком случае может потребоваться больше времени для нагрева груза до необходимой температуры. Поэтому в каждом случае необходимо заранее определиться экономически, что выгоднее.

Подогрев груза во время рейса можно осуществлять прокачивая груз грузовым насосом через палубный подогреватель, а также сбрасывая компрессорами горячие пары напрямую в танк, минуя конденсатор.

Подготовка к выгрузке

Заблаговременно, до подхода судна в порт выгрузки, капитан должен запросить у агента всю необходимую информацию о:

• температуре выгрузки груза;
• противодавлении в береговом трубопроводе;
• максимально разрешенной скорости слива;
• наличии берегового газоотвода;
• размер и тип берегового соединения;
• ограничения по осадке у данного причала и т. д.

Основываясь на полученной информации, производится планирование и подготовка к разгрузочным операциям. Такая подготовка включает в себя:

• подготовку необходимого грузового оборудования;
• установку предохранительных клапанов в соответствующее положение;
• проверку системы аварийной остановки и время закрытия клапанов;
• проверку системы пожаротушения и орошения;
• подготовку переносных огнетушителей и защитного оборудования к использованию.

Сразу же по окончании швартовки:

• если не предусмотрена установка изолирующего фланца, производится подсоединение заземляющего кабеля;
• совместно с сюрвейером производятся замеры температуры, давления и уровня груза в танках, отбор проб;
• заполняется проверочный лист;
• определяются осадки судна и его дифферент;
• производится расчет груза на борту судна;
• подсоединяется грузовой шланг или стендер;
• производится продувка стендера парами груза или же азотом. Обычно такая продувка осуществляется со стороны берега на судовую газоотводную колонну.

Выгрузка начинается по завершению всех подготовительных операций и получении подтверждения с берега о его готовности принять груз.

Выгрузка на берег с помощью грузовых насосов

Выгрузка производится грузовыми насосами без использования газоотвода с берега. В этом случае во избежание вакуума в танках необходимо производить запуск судового компрессора и подавать горячие пары газа в танк в процессе выгрузки. Обычно для предотвращения образования вакуума в танках достаточно, если перед выгрузкой избыточное давление в танках составляет 100 миллибар.

Выгрузка с использованием бустерных насосов

Если противодавление в береговом трубопроводе очень высокое, то при выгрузке необходимо использовать бустерные насосы, позволяющие поднять давление в трубопроводе, последовательно с грузовыми насосами. Обычно один бустерный насос обеспечивает выгрузку 2-мя грузовыми насосами (рис. 2).

В случае, если температура груза ниже чем температура, на которую рассчитаны системы терминала, возникает необходимость подогрева груза при помощи подогревателя. В этом случае также используются бустерные насосы для прокачки груза через подогреватель в береговой трубопровод.

Охлаждение танков в рейсе

Если судно не оборудовано дек-танком, куда можно сбросить остатки груза после выгрузки и использовать их в дальнейшем при смене груза для продувки и охлаждения, то все остатки груза собираются в один танк и держатся там в охлажденном состоянии с учетом экономической выгоды, времени работы компрессоров, продолжительности балластного перехода, температуры погрузки и т. д.

Последние 2 дня балластного перехода, обычно используются для охлаждения грузовых танков с использованием остатков груза, в том случае, если предполагается грузить такой же груз. Охлаждение танка осуществляется сбросом конденсата из системы сжижения через систему верхнего распыла (spray) танков. За счет быстрого испарения конденсата происходит отбор тепла из атмосферы танка и охлаждение поверхности танка.

При испарении жидкости увеличивается давление в танке и соответственно возникает необходимость отбора избыточного давления компрессорами и дальнейшего сжижения газа в установке повторного сжижения.

Смена груза

В некоторых случаях пары оставшегося газа могут быть замещены парами газа, подлежащего погрузке, и остатки груза в танке могут быть перемешаны с новым грузом (пропан/бутановая смесь). Однако такое перемешивание может быть произведено только с разрешения фрахтователей.

Гораздо чаще приходится осуществлять следующие процедуры:

• удаление из танка остатков предыдущего груза;
• подогрев танка;
• продувка атмосферы танка инертным газом или азотом;
• продувка системы трубопроводов и компрессоров инертным газом или азотом;
• продувка танков, трубопроводов и компрессоров парами груза, подлежащего погрузке.

Более подробно процедуры по смене груза описаны в статье Подготовка грузовых танков газовозов«Грузовые операции на судне, продувка, захолаживание танков».

Инспекция грузовых танков

Обслуживание грузового устройства танкера включает в себя регулярные инспекции грузовых танков, которые должны проводиться не реже чем один раз в шесть месяцев.

Подготовка грузовых танков к инспекции может включать в себя следующие операции:

• удаление остатков груза;
• подогрев танков;
• инертизация танков инертным газом или азотом;
• продувка системы трубопроводов и компрессоров инертным газом или азотом;
• вентиляция грузовых танков систем трубопроводов и компрессоров воздухом;
• если необходимо мойка танков;
• промывка трубопроводов и систем;
• вентиляция трюмных пространств.

Каждая компания имеет свои собственные требования по контролю за состояние грузовых танков и технологию их осмотров.

Выпаривание жидких остатков груза

Обычно для удаления остатков груза из грузовых танков используются судовые компрессоры. Такая операция осуществляется отбором паров из танка, сжатием и нагревом их с помощью компрессора и сбросом горячих паров в колодец грузового танка (рис. 3).

Нагрев газа в компрессоре осуществляется за счет его сжатия. Давление в танке будет увеличиваться, соответственно будет и увеличиваться температура паров в танке, и, наконец, наступит момент, когда вся жидкость испарится и превратится в пар. В процессе выпаривания жидкости рекомендуется держать давление в танке настолько высоким, насколько позволяет установочное давление предохранительных клапанов. При этом избыточное давление может быть стравлено на мачту или же, через установку повторного сжижения, сброшено в дек-танк в виде жидкого груза.

Время, которое требуется на выпаривание остатков груза, весьма значительно. И в некоторых случаях занимает несколько суток. Время выпаривания зависит от того, насколько много груза осталось в танках и какова была его температура перед началом выпаривания. Поскольку давление в танке в процессе выпаривания увеличивается, часть жидкости может быть выдавлена из колодца грузового танка в дек-танк или же в другую емкость. При этом остатков, подлежащих выпариванию, будет гораздо меньше.

На судах, перевозящих грузы под атмосферным давлением такой метод неприемлем, поскольку танки рассчитаны на небольшое избыточное давление (0,25 бара).

Если судно оборудовано температурным датчиком, установленным в колодце грузового танка, то момент окончания выпаривания жидких остатков характеризуется резким повышением температуры в колодце.

После выпаривания жидких остатков груза нагрев танка идет довольно быстро. Как долго после выпаривания необходимо нагревать атмосферу танка, зависит в основном от точки росы инертного газа, который будет использоваться в дальнейшем. Если же планируется продувка танка азотом, то не обязательно греть танк до высокой температуры, поскольку точка росы азота обычно очень низкая.

В общем случае, танк необходимо нагреть до +5 °С, если позволяет время и для продувки танка будет использоваться инертный газ или воздух (поскольку для инертного газа требования к точке росы находятся в этих пределах).

Если танк планируется продувать азотом, то более выгодно на начальной стадии продувки использовать инертный газ, если, конечно, имеется разрешение фрахтователя, а уже потом, произвести кратковременную продувку танков азотом. Еще раз подчеркнем, что такой метод используется только в том случае, если имеется разрешение фрахтователя. Поскольку во многих случаях продувка азотом производится для того, чтобы избежать присутствия в атмосфере танка сажи и углекислого газа.

Некоторые суда имеют один или два бловера (воздуходувки), которые можно использовать для нагрева атмосферы танков. Для этого пары забираются из танка с помощью бловеров, пропускаются через палубный паровой обогреватель, а затем опять сбрасываются в танк. Такой метод обеспечивает экономию энергоресурса компрессоров и позволяет избежать их повреждения из-за высоких температур. Высокие температуры могут возникнуть в компрессорах в момент окончания выпаривания жидкости, поскольку температура паров в танке резко возрастает.

Суда, с Конструктивные особенности газовозовмембранными и полу-мембранными танками, обычно не имеют колодцев в грузовых танках. Вместо зачистного трубопровода, на таких судах устанавливаются специальные змеевики обогрева для выпаривания остатков груза. В качестве нагревающего агента в таких змеевиках используется или термомасло, или же пары груза, которые подаются в змеевик со второй ступени компрессора. Особое внимание следует уделять контролю за давлением в танке.

Суда, оборудованные каскадными системами повторного сжижения, могут в качестве нагревающего агента для выпаривания остатков груза, использовать R22. В этом случае, горячий R22 с выхода парового подогревателя системы, подается на компрессор, а, затем, после сжатия, поступает на змеевики обогрева танка. В данном случае необходимо соблюдать особую осторожность, поскольку R22, конденсируясь, может скапливаться в нижней части змеевика, и его повторное выпаривание связано со значительными энергозатратами.

Инертизация и дегазация грузовых танков

Инертизация и дегазация грузовых танков обычно проводится в море (рис. 4). Такой процесс осуществляется перед постановкой судна в док или же перед сменой груза.

Только несколько из существующих газовозов имеют на борту достаточное количество азота для проведения инертизации всех танков, поэтому инертизация осуществляется обычно с использованием судовой установки инертного газа.

После того как пары груза в танке будут замещены полностью инертным газом или азотом, осуществляется вентиляция танков (рис. 5).

Вентиляция танков проводится до безопасного для персонала состояния.

Процедура очистки грузовых танков

После того как танки провентилированы до безопасного состояния (содержание кислорода не менее 21 % по объёму, а содержание паров ниже 1 % от НПВ) разрешается вход в грузовые танки для их инспекции, очистки и т. д.

Очень часто в ходе очистки необходимо удалить тонкий слой пыли на днище танков, образованный различными формациями. Если поверхность танков будет влажной, то удаление пыли практически невозможно и потребуется мойка танков, что в свою очередь вызовет необходимость дальнейшей просушки танков и трубопроводов. Однако после некоторых грузов, таких как пропилен оксид или аммиак необходимо произвести мойку танков пресной водой. Очень важно, чтобы после мойки все трубопроводы, колодцы грузовых танков и места возможного скопления влаги и воды были просушены самым тщательным образом.

Очистка грузовых танков после аммиака

При дегазации танков после выгрузки аммиака очень часто возникает проблема удаления следов аммиака из материала танков. Порой такая очистка требует значительных трудозатрат. Более того, некоторые грузы (особо чувствительные к присутствию аммиака) запрещено грузить в танки, где предыдущий груз был аммиак, даже, если танк был надлежащим образом промыт и провентилирован.

Поскольку аммиак полностью растворим в воде (в одном объёме воды может раствориться до 1 000 объёмов аммиака), то самый надежный и простой метод удаления следов аммиака из танка – мойка его пресной водой. Однако при этом необходимо предпринять особые меры предосторожности. Значительную опасность представляет мойка танков после аммиака на больших судах рефрижераторного типа с призматическими танками, поскольку при взаимодействии паров аммиака с водой возникает опасность вакуумирования танков. Всегда, после мойки танков и грузовых систем, высока вероятность того, что водный раствор аммиака останется где-нибудь в трубопроводе. И помимо того, что будет существовать возможность образования льда или гидратов, остатки водного раствора аммиака могут испортить следующий груз.

Поэтому в настоящее время мойка танков после выгрузки аммиака рекомендуется только в том случае, если грузовая система судна предусматривает устройства для мойки танков и откачки смывок, полностью свободна от паров аммиака и ржавчины и не имеет мертвых зон.

Вентиляция танков свежим воздухом после выгрузки аммиака также процедура продолжительная. Так при температуре +45 °С аммиак испаряется в 10 раз быстрее, чем при 0 °С.

Растворение газов в жидкости

Если погрузить сжиженные нефтяные газы в танк, содержащий инертный газ, то часть газа растворится в жидком грузе. Это может быть обнаружено позже, когда начнет работать компрессорная установка. Присутствие инертного газа в установке сжижения вызовет значительное повышение давления в компрессорах. Поскольку сжижения инертного газа не происходит, присутствие его в конденсаторе вызовет значительный рост давления и снизит эффективность его работы. Это в свою очередь вызовет необходимость стравливания избыточного давления в атмосферу.

Наглядно растворение газов в жидкости можно наблюдать при перевозке пропиленоксида. При его перевозке необходимо постоянно поддерживать избыточное давление азотной «подушки» в танке минимум 70 мбар. Это делается для того, чтобы не допустить проникновения в танк атмосферного воздуха.

Часто случается так, что давление азотной подушки в танке буквально за несколько часов падает до критического значения (0,35 бара), хотя и не происходит никаких изменений ни в температуре груза, ни в температуре окружающей среды, и не было утечек азота из танка. Это происходит потому, что часть азота растворяется в грузе (как углекислый газ в лимонаде).

Поэтому при перевозке пропиленоксида падение давления азота в танке вскоре после окончания погрузки, не должно пугать, если, конечно, не обнаружено протечек азота.

Разделение партий груза на борту танкера

Многие суда-газовозы сконструированы и построены таким образом, чтобы они могли перевозить как минимум два различных вида грузов одновременно. Для разделения грузовых магистралей и газоотвода используются в этом случае только съёмные вставки различной конфигурации с фланцевыми соединениями. То есть системы можно разъединить физически (позитивное разделение) и предотвратить любое возможное смешивание или контакт грузов. Правилами ИМО предусматриваются следующие условия для разделения грузов:

• только съёмные участки трубопроводов (не изолирующие клапана) могут использоваться для разделения грузов, если судно не оборудовано раздельными системами трубопроводов для каждого танка;
• глухие фланцевые соединения должны предусматривать возможность их опломбировки через один из болтов;
• официальная независимая классификационная организация (DNV, Germanisher Lloyd) должны произвести инспекцию и опломбировку соединений по окончании разделения грузовых систем. Основываясь на данной инспекции, судну выдается сертификат, заверяющий разделение трубопроводов и систем с приложением соответствующего чертежа. Данный сертификат должен быть предъявлен местным властям (например, Береговой охране США) перед началом погрузки;
• чертежи и схемы, показывающие возможные разделения грузовых систем, должны быть на каждом судне.

Специальные грузы

Следующие грузы являются объектом применения специальных правил при их перевозке в соответствии с резолюцией ИМО А.328 (IX) пункт 17.2:

• этиленоксид;
• метил ацетилен;
• азот;
• аммиак;
• хлор;
• винилхлорид мономер;
• диэтил эстер;
• пропиленоксид и смеси его с этиленоксидом;
• изопропиламид и моноэтиламид.

Специальные требования

Многие из грузов, перечисленных в газовом кодексе ИМО имеют индивидуальные характеристики, которые в свою очередь вызывают необходимость специальных требований при перевозке данных грузов, а именно, наличия:

• в районе грузовой палубы специальных душей безопасности;
• газонепроницаемых помещений в надстройке;
• газо-безопасного помещения для контроля за грузовыми операциями;
• ограничения в использовании некоторых материалов в грузовой системе;
• танков типа «С» для некоторых грузов (хлор);
• системы непрямого охлаждения грузов;
• осушения системы конденсации груза;
• рентгеновской инспекции всех сварных швов на трубопроводах диаметром более 75 мм;
• ограничения в использовании носового или кормового трубопроводов для грузовых операций;
• автоматической подачи азота в танк и поддержание определенного избыточного давления азотной «подушки» в танке;
• точки росы для некоторых грузов не ниже -45 °С;
• прибора для измерения токсичности.

Полный перечень этих требований приведен в Кодексе ИМО.

Процедуры по внутрисудовой перекачке груза

В экстренных случаях, при наличии достаточного объема в других танках, груз из одного танка может быть перекачан в другие танки. После чего можно произвести инертизацию, дегазацию и ремонт данного танка. Однако такие операции необходимо производить по согласованию с оператором или фрахтователем во избежание претензий.