Вакуумный способ разгрузки нефтеналивного танкера

Наличие большого количества морей, судоходных рек, каналов и озер на территории России обусловило широкое развитие водных перевозок нефти и нефтепродуктов. Для некоторых экономических районов страны водный транспорт является основным средством перевозки нефти и нефтепродуктов. По своим экономическим показателям во многих случаях этот вид транспорта успешно конкурирует с трубопроводным.

Различают следующие типы нефтеналивных судов:

танкеры морские и речные;

баржи морские (лихтеры) и речные.

Нефтеналивное судно состоит из жесткого стального каркаса, к которому крепится обшивка. Каркас судна выполнен из продольных и поперечных жестких связей (рис.1).

Продольные и поперечные переборки образуют наливные отсеки-танки, которые соединяются между собой через перекрываемые клинкетами отверстия, расположенные у днища. Открываются и закрываются клинкеты посредством маховика, выведенного на палубу.

Каждое нефтеналивное судно характеризуется следующими основными показателями:

Водоизмещение — вес воды, вытесненной груженым судном. Водоизмещение судна при полной осадке равно собственному весу судна и полного груза в нем.

Дедвейт — полный вес поднимаемого груза (транспортируемого и для собственных нужд).

Грузоподъемность — вес транспортного груза.

Скорость хода при полной загрузке.

Отношение дедвейта к водоизмещению называется коэффициентом утилизации водоизмещения (для танкеров колеблется в пределах 0,65—0,75 и характеризует степень совершенства судна).

Существенное отличие конструкции нефтеналивных судов от других транспортных судов обусловлено особыми свойствами жидкого груза:

жидкий груз, имеющий свободную поверхность, перетекает при крене на один борт, уменьшая устойчивость судна;

удары жидкого груза при качке создают дополнительную нагрузку на переборки и борта;

увеличение объема жидкого груза при повышении его температуры требует наличия свободного объема в танках при полной загрузке судна;

повышенная пожарная опасность требует принятия некоторых противопожарных мер;

необходимость применения специальных технологических трубопроводов и насосов для производства грузовых операций.

Поперечный разрез корпуса танкера

Рис. 1. Поперечный разрез корпуса танкера

Для уменьшения вредного воздействия жидкого груза на устойчивость судна устанавливают продольные переборки. Поперечные переборки ставятся на расстоянии не более 12,5 м одна от другой. Это позволяет уменьшить удары жидкого груза в переборки при качке.

Из всех типов нефтеналивных судов наибольшее распространение получил танкер — самоходное судно, корпус которого системой продольных и поперечных переборок разделен на отсеки. Различают носовой (форпик), кормовой (ахтерпик) и грузовые отсеки (танки). Для предотвращения попадания паров нефтепродуктов в хозяйственные и машинные отделения грузовые танки отделены от носового и кормового отсеков специальными глухими отсеками (коффердамами). Для сбора продуктов, испарения нефтепродуктов, регулирования давления в танках на палубе танкера устроена специальная газоотводная система с дыхательными клапанами.

Все грузовые танки соединены между собой трубопроводами, проходящими от насосного отделения по днищу танков. Различают грузовой и зачистной трубопроводы (рис. 2). Грузовые и зачистные приемники размещаются в наиболее глубокой части танка, у кормовой переборки, так как танкеры обычно имеют дифферент на корму.

Кроме грузовой и зачистной систем, грузовые танки оборудуются и другими технологическими трубопроводами и устройствами: подогревателями, установками для орошения, мойки палубы, вентиляции и пропаривания танков, средствами пожаротушения и др.

Погрузка и выгрузка танкера производятся с соблюдением следующих условий.

1. Для разгрузки корпуса танкера от опасных концентраций напряжений нефтепродукт (а при порожнем рейсе балласт) следует размещать по отсекам с учетом возможного равномерного распределения веса по длине судна. Загрузку и выгрузку танков необходимо производить по строго определенной очередности. Например, кормовую и носовую группы танков надо загружать равномерно.

2. Для предотвращения нормального крена судна бортовые танки следует загружать равномерно.

Погрузка и выгрузка танкера производятся с соблюдением следующих условий.

2. Для предотвращения нормального крена судна бортовые танки следует загружать равномерно.

Рис. 2. Схема размещения нефтепроводов на танкере
Рис. 3. Схема откачки нефтепродуктов через вакуумный танк

При снижении уровня нефти в танках в конце выгрузки может произойти подсасывание воздуха, что приведет к резкому падению производительности вплоть до прекращения откачки вследствие срыва работы насоса.

Для устранения попадания воздуха в насосы на танкерах широко применяют откачку с помощью вакуумтанков. Сущность этого способа состоит в том, что насосы откачивают продукт не отдельно из каждого танка, а из одного герметически закрытого танка, в котором поддерживается разрежение; из остальных танков продукт поступает в этот вакуумтанк самотеком за счет перепада давлений. В качестве вакуумного (рис. 3) используется танк 1, смежный с насосным отделением. Танк оборудуется дополнительным приемником 3, соединяющим его с насосом 4, а также клинкетами на газоотводных и других трубопроводах, подведенных к танку с палубы.

Перед началом выкачки вакуумтанк отключают от всех трубопроводов и проверяют надежность герметизации. Затем через дополнительный приемник 3 из танка откачивают нефтепродукт, примерно на 2/3 высоты заполнения при этом в танке создается разрежение, равное 0,035 МПа. После этого продолжают откачку, сообщают вакуумтанк с очередным грузовым танком, для чего открывают соответствующий клинкет 2 на грузовом трубопроводе. Переход на следующий танк по мере откачки нефтепродукта выполняется обычным переключением приемных клинкетов. Воздух, попадающий в грузовую магистраль, теперь уже не проникнет в насос, а останется в вакуумтанке. По этому же принципу производится зачистка танков.

Величина разрежения в вакуумтанке должна быть назначена с учетом давления насыщенных паров нефтепродукта при температуре откачки. Если Ру >Рвак1 начнется кипение нефтепродукта в танке. Применение вакуумтанков позволило сократить время выкачки нефтепродуктов на 20%.

При откачке воды балластной и после зачисток танков необходимо принимать специальные меры по предотвращению загрязнения моря нефтепродуктами. Согласно требованиям Международной конвенции по предотвращению загрязнения моря нефтью вдоль берегов установлена зона шириной 100— 150 миль, где запрещается выбрасывать воды с содержанием нефтепродуктов. Нежелателен слив нефтяных остатков и в открытое море, поскольку, плавая на поверхности воды, они могут быть занесены ветром или течением в запретные зоны.

Для приема с судов воды, загрязненной нефтепродуктами, на нефтебазах предусматриваются специальные береговые емкости с очистными установками. Кроме того, большинство танкеров оборудованы специальными сепараторами.

По своим техническим показателям и условию плавания различают морские, речные и озерные танкеры.

Наибольший удельный вес имеют морские танкеры, получившие особенно широкое применение для перевозки нефти.

Некоторые данные о находящихся в эксплуатации танкерах приведены в табл.1.

Источник

Грузовые и балластные операции на танкере

В грузовом плане танкеров при производстве грузовых и балластных операций следует выполнять требования к остойчивости применительно непосредственно к самому судну и необходимость предотвращения образования опасных свободных поверхностей с возможной последующей потерей остойчивости судна по этой причине.

До начала погрузки, выгрузки груза или балласта грузовой помощник капитана и представитель терминала обязаны официально подтвердить в соответствующем документе (чек-листе) факт готовности как танкера, так и терминала к безопасному выполнению этих операций, обязательно включающего в себя согласованный порядок взаимных действий по экстренному прекращению работ.

Слив балласта в береговые цистерны начинают с согласия терминала и после подтверждения того, что береговая система подготовлена к его приему.
Балласт сливается таким образом, чтобы корпус судна не подвергался чрезмерному напряжению. На танкерах оборудованных системой инертного газа, взамен балласта откачиваемого из грузовых танков, должен закачиваться инертный газ так, чтобы содержание кислорода в атмосфере танка не превышало 8% по объему.
Слив изолированного балласта за борт производится по типовой схеме дебалластировки при погрузке для каждого конкретного типа танкеров. Изолированный балласт (полностью или частично) может быть оставлен на борту судна при условии приема всего планируемого к погрузке груза полностью, при этом не превысив установленной грузовой марки из-за ограничения высоты надводного борта,погодных условий или каких-то других целей. Однако при этом не должна быть превышена максимальная осадка у данного причала и весовые нагрузки балласта учтены в расчете напряжений корпуса судна.

Погрузка у берегового причала начинается, когда все необходимые для работы клапаны терминала и танкера в грузовой системе открыты, а готовность судна подтверждена.
Начальный поток, если это возможно, всегда должен быть пущен самотеком, при этом береговые насосы не запускаются до тех пор, пока система не будет проверена грузовым помощником капитана и донкерманом и с танкера не поступит сообщение, что груз поступает в предназначенные для него танки.
Когда насосы запущены, постоянно контролируется непроницаемость соединения судна с берегом, пока не будут достигнуты согласованные интенсивность потока или давление.

Центральный манифольд нефтеналивного танкера

Погрузку у рейдового причала (причальных бочек) начинают с подтверждения судном полного понимания системы связи, которая будет применяться для контроля над операцией. Дублирующая система связи должна находиться в постоянной готовности для немедленного использования при необходимости.
После завершения погрузки с начальной минимально возможной скоростью потока груза,необходимой для проверки грузовой системы, скорость потока увеличивается до согласованной максимальной величины.
Выставляют постоянную вахту для визуального наблюдения за морем поблизости от донного манифольда в целях обнаружения возможных протечек.
В темное время суток, при условии безопасности и целесообразности, устанавливают яркий свет для освещения водной поверхности в направлении грузовых шлангов.

Датчик радарного типа на палубе танкера

Для обеспечения качественного контроля за погрузкой/выгрузкой используются три стационарные дистанционные системы замеров груза с соответствующими сигнализациями:

датчики радарного типа (принцип действия: подача сигнала – отражение – прием эхосигнала) с указателями пустот или взливов, температуры, интенсивности погрузки/выгрузки груза для каждого танка;

датчик заполнения грузового танка на 95% (High Level Alarm);

датчик заполнения грузового танка на 98% (Higher High Level Alarm).

Датчики заполнения грузовых танков

Для ручного контроля уровня груза в танках и его качества применяются футштоки, пробники.

Приборы для определения уровня и качества нефтегруза:

футшток и электронный пробник HERMetic UTImeter

О намерении изменить интенсивность погрузки терминал обязан уведомить танкер. Перед завершением погрузки судну необходимо иметь заблаговременную информацию и учесть это во избежание разлива груза, что многим терминалам требуется «резервное» время для остановки насосов.
Танкер обязан проинформировать терминал о времени окончания налива последней группы танков, и в положенный срок потребовать снизить интенсивность погрузки для эффективного контроля потока груза на борту. После завершения погрузки в отдельные танки, главные клапаны по возможности должны быть перекрыты с целью разделения загруженных танков двумя клапанами.
Величина незаполненного объема время от времени контролируется для того, чтобы избежать перелива в результате возможной протечки клапанов или принятия неправильных действий.
Количество клапанов,которые предстоит закрыть по окончанию налива, сводят к минимуму, а в свою очередь, все судовые клапаны не должны закрываться в направлении, противоположном потоку нефтепродуктов.

До начала завершающего этапа погрузки у рейдового причала необходимо проверить средства связи судна с берегом. Там, где возможно, рекомендуется завершить погрузку самотеком.
Если до полного окончания погрузки необходимо использование насосов, то их производительность в течение «резервного» периода времени должна быть отрегулирована так, чтобы береговые клапаны можно было перекрыть сразу же по требованию судна. Береговые регулирующие клапаны должны быть закрыты прежде, чем будут закрыты судовые клапаны.
Содержимое судовых грузовых палубных линий, грузовых шлангов, частей системы трубопровода между береговым клапаном и судовым манифольдом сливается в грузовые танки.

После окончания погрузки грузовой помощник капитана совместно с донкерманом должны проверить закрытие всех клапанов в грузовой системе и всех соответствующих отверстий танков, а также правильность настройки клапанов давления/вакуума.

Выгрузка танкера при стоянке лагом у берегового причала начинается, когда береговые клапаны полностью открыты для приема груза в цистерны, причем прежде, чем открывают клапаны манифольда судна.
Если существует вероятность того, что из-за расположения береговых цистерн выше уровня судового манифольда береговой трубопровод будет находиться под давлением, а в береговом трубопроводе не установлены регулирующие клапаны, то об этом танкер должен получить информацию; при этом клапаны манифольда судна не открывают до тех пор, пока в помповом отделении судна грузовые насосы не создадут требуемое давление.
Выгрузку начинают с низкой интенсивностью и увеличивают ее до согласованной между обеими сторонами величины после того, как обеспечены условия перетекания груза из выгружаемых танков в предназначенные для него береговые цистерны.

Перед началом выгрузки у рейдового причала должны быть проверены в действии все средства связи между судном и берегом. Танкер не должен открывать клапаны манифольда или запускать насосы пока не примет с терминала четкий сигнал о его готовности к приему груза. Выгрузка начинается с низкой интенсивностью и поддерживается до опробования системы, затем интенсивность выгрузки постепенно доводится до максимальной согласованной скорости потока или давления. Устанавливается постоянное наблюдение за морем в районе прокладки шлангов для обнаружения возможных утечек. Если целесообразно и безопасно, в темное время суток обеспечивают яркое освещение поверхности воды в районе грузовых шлангов.

В течение выгрузки грузовой поток контролируется судном, при необходимости изменение его интенсивности, обязательно согласовывается с терминалом.

По завершении выгрузки содержимое судовых грузовых палубных линий сливается в соответствующий танк и откачивается на берег, а затем грузовые шланги продуваются сжатым воздухом.

После выполнения всех завершающих процедур грузовые танки инспектируются грузовым помощником капитана и представителями грузополучателя (терминала) на предмет обнаружения возможных остатков груза с составлением соответствующего акта.

Балластные операции согласовываются в письменной форме между представителями судна и терминала. Чтобы убедиться в том, что напряжения корпуса под воздействием веса балласта будут удовлетворительными,грузовой помощник капитана рассчитывает их допустимые пределы.
Если производится балластировка грузовых танков с присутствующими в них углеводородными парами, то необходимо учитывать, что концентрация выделяемого при этом газа при смешивании с воздухом может находиться в диапазоне воспламенения;поэтому он выпускается через специальные газоотводные трубы одобренного типа.

Танкер INGRID в порту Йосу

Запрещается прием балласта в грузовые танки с углеводородными парами через их палубные горловины или смотровые люки. Эксплуатация грузовых насосов при приеме балласта должна обеспечивать непопадание остатков нефтепродуктов за борт при открытом клапане забортной воды.
Руководство терминала должно дать согласие заранее, если планируются одновременно перекачка груза и балласта,за исключением изолированного балласта. Прием изолированного балласта из-за борта производится по типовой схеме балластировки при выгрузке для каждого конкретного типа танкеров.

Источник