- •Перевозка сжиженных газов морем
- •Оглавление
- •Основы химии газов строение атома. Периодическая таблица элементов
- •Масса атома
- •Закон авогадро
- •Классификация углеводородов
- •Основные химические свойства углеводородов полимеризация
- •Полимер
- •- (СнсНз-сн2)n –
- •Катализаторы
- •Ингибиторы
- •Пахучие вещества
- •Реакция углеводородов с водой - образование гидратов (slush)
- •Химическая совместимость газов
- •Неорганические газы
- •Транспортные характеристики газов общие положения
- •Основные группы газов, перевозимых морем
- •Химические грузы
- •Основные физические свойства газов
- •Воздействие низких температур (brittle fracture)
- •Переворачивание груза (rollover)
- •Статическое электричество
- •Основные опасности на танкерах и газовозах статическое электричество на танкерах и газовозах
- •IBce переносное оборудование, которое используется при работе в танках, должно быть надежно заземлено перед тем, как опускать его в танк или использовать в опасных зонах.
- •Способы уменьшения возникновения статических зарядов
- •Пожароопасность
- •Воспламеняемость
- •Классификация опасных грузов
- •Токсичность сжиженных газов и сопутствующих веществ
- •Предельно допустимая концентрация
- •Классификация токсинов
- •Пути проникновения токсинов в организм
- •Побочные опасности
- •Приборы контроля атмосферы танков типы приборов контроля атмосферы
- •Приборы для измерения взрывоопасных концентраций газов
- •Эксплозиметры
- •Интерферометр
- •Анализаторы содержания кислорода
- •Приборы и устройства для измерения концентрации токсичных газов
- •Перевод концентраций, выраженных в мг/м3, в ррм осуществляется следующим образом:
- •Молярная масса (г)
- •Перевод объемных концентраций, выраженных в ррм, в весовые осуществляется следующим образом:
- •Молярный объем (24,1 л)
- •Приборы для измерения точки росы
- •Состав сухого воздуха, %
- •Типы газовозов типы и группы газовозов
- •Газовозы напорного типа
- •Газовозы полунапорного типа
- •Газовозы-химовозы
- •Суда рефрижераторного типа
- •Суда для перевозки природного газа - метановозы
- •Конструктивные особенности газовозов
- •Защита грузовых емкостей от повреждений
- •Материал, используемый для изготовления танков
- •Изоляция грузовых танков
- •Основные системы газовозов
- •Специальные системы газовозов
- •Оборудование. Инструменты
- •Основы термодинамики сжиженных газов идеальный газ
- •Основы термодинамики
- •Расчет температуры смеси жидкой фазы груза
- •Взаимные превращения жидкостей и газов
- •Работа при изменении объема газа
- •Энтропия
- •Теплопроводность
- •Расчет изоляции грузовых танков
- •Диаграмма молье
- •Установки повторного сжижения газов принципы искусственного охлаждения
- •Циклы упсг
- •Каскадная упсг
- •Насосы грузовых систем газовозов основные понятия и определения
- •Математические основы расчета рабочих параметров насосов
- •Типы насосов грузовых систем газовозов
- •Напорные характеристики насосов
- •Напорные характеристики трубопроводов
- •Работа центробежных насосов в составе трубопроводов
- •Особенности действия грузовых насосов
- •Меры предосторожности при эксплуатации грузовых систем
- •Меры безопасности на газовозах общие принципы обеспечения безопасности на газовозах
- •Конструктивное обеспечение пожарной безопасности
- •1. Оборудование конструктивно безопасного типа исключает искрообразование в процессе его нормальной эксплуатация и питается от сетей пониженного напряжения.
- •Оборудование газовоза активными средствами пожаротушения
- •Системы обнаружения пожаров
- •Переносные средства пожаротушения
- •Дыхательные аппараты
- •Организационные мероприятия по обеспечению пожаробезопасности
- •Меры безопасности при выполнении судовых работ
- •Разрешение на выполнение «горячих» работ
- •Раздел 1.
- •Раздел 2.
- •Раздел 3.
- •Комментарии к «Разрешению на выполнение горячих работ»
- •Раздел 1.
- •Раздел 2.
- •Разрешение на выполнение холодных работ
- •Раздел 2.
- •Раздел 3.
- •Комментарии к «Разрешению на выполнение холодных работ»
- •Меры безопасности при выполнении судовых работ
- •Раздел 1.
- •Раздел 2.
- •Раздел 3.
- •Раздел 4. Записи о вошедших (подлежит заполнению лицом, контролирующим вход)
- •Раздел 5. Завершение работы (подлежит заполнению лицом, контролирующим вход)
- •Грузовые операции основные этапы обработки груза на борту судна
- •Расчет времени на погрузку
- •Выгрузка
- •Специальные правила
- •Замеры и подсчет груза. Грузовая документация общие положения
- •Особенности подсчета груза на газовозах
- •Плотность груза
- •Стандартные способы подсчета груза
- •Общие правила определения веса груза
- •Расчет газовой фазы груза
- •Перевод процентных соотношений смесей в весовые или объёмные соотношения, и наоборот
- •Подсчет линейной скорости потока жидкости
- •Грузовая документация
- •Методы замены атмосферы танка
- •Метод разбавления атмосферы (dilution method)
- •II Повторный запуск всего оборудования — дело долгое и хлопотное.
- •Организация процесса замены атмосферы танков
- •Смена груза и условия предъявления судна под погрузку
- •Мойка танков
- •Заключительная обработка поверхности танка
- •Аварийные мероприятия на газовозах аварийное планирование
- •Организация борьбы с пожарами
- •Инциденты с грузом
- •Операции с грузом
- •Подвижка судна у причала
- •Посадка на мель
- •Касание грунта
- •Столкновение
- •Аварийная перекачка груза с судна на судно
- •Подготовка экипажа к оставлению судна
- •Словарь терминов общепринятые сокращения
- •Приложения
- •Спецификации сюрвейерской компании sgs на некоторые сжиженные химические газы (можно использовать только как справочные данные)
- •Сжиженные и химические газы, включенные в igc кодекс
Грузовые операции основные этапы обработки груза на борту судна
Основными характеристиками эффективности работы судна являются его временные и количественные показатели.
Временные показатели отражают время, затраченное судном на обработку и перевозку груза, так называемую оборачиваемость танкера. Оборачиваемость танкера характеризуется прежде всего временем, затраченным на транспортировку груза, поскольку именно от этого интервала зависит прибыль. От времени обработки груза в порту зависят затраты перевозчика, поэтому данный показатель не является полезной составляющей общего периода оборачиваемости танкера.
Количественный показатель работы танкера или газовоза — это количество груза, перевезенного за определенный период, которое является мерилом прибыли, получаемой перевозчиком или владельцем судна.
В общем случае на газовозе выполняются следующие грузовые операции (рис. 118):
Рис. 118. Цикл грузовых операций
Рассмотрим каждую из вышеперечисленных операций несколько подробнее.
Подготовка судна к грузовым операциям. Еще до прихода судна в порт все подготовительные и погрузочные операции планирует судовая администрация. Время стоянки судна в порту должно быть сведено к минимуму, поскольку доход зависит от времени перевозки груза, а не стоянки в порту. Это означает, что судно должно быть полностью 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, предназначенного для погрузки (если запланировано несколько партий груза, то необходимая информация должна быть предоставлена по каждому грузу);
• давление и температуру груза у приемного фланца терминала, а также другие характеристики груза, которые могут потребоваться;
• размер фланцев берегового соединения и его тип (ANSI, DIN);
• наличие на терминале береговой газоотводной магистрали и необходимость ее использования, а также максимальную производительность газоотвода;
• максимальную скорость погрузки и ограничения;
• любые специальные требования терминала при проведении грузовых операций. До прихода судна проверяют все судовые системы и механизмы, которые будут задействованы в грузовых операциях, и их безопасность, а именно:
• 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 делают запись в судовом журнале. Более того, до проведения грузовых операций необходимо проверить оборудование, обеспечивающее безопасность персонала:
• палубное освещение;
• систему вентиляции жилых и служебных помещений;
• наличие защитной одежды и пригодность дыхательных аппаратов;
• состояние пламегасительных сеток на системах вентиляции;
• согласовать все работы, проводимые в районе грузовых операций; кроме того, необходимо ознакомить экипаж с основными опасностями грузов, заявленных к перевозке, и проинструктировать персонал, который будет обрабатывать груз.
Грузовую систему подготавливают заранее, до начала грузовых операций. Если необходимо, то устанавливают переходники на манифолдах для подсоединения к береговым магистралям. Составляют грузовой план и выполняют предварительный расчет груза. Определяют время, необходимое для подготовки к погрузке (захолаживание магистралей, танков). Рассчитывают время на погрузку с учетом максимально возможной скорости налива. Производится инструктаж экипажа о мерах предосторожности при работе с грузом.
По окончании швартовки к причалу необходимо выполнить следующие операции:
• если правилами порта не требуется установка изолирующих фланцев, то до начала шланговки судно надо надлежащим образом заземлить;
• отключить индукционную защиту корпуса судна (если она установлена);
• подсоединить береговые трубопроводы к судовым приемным фланцам;
• заполнить проверочный лист (форму проверочного листа — см. в Прилож. 1);
• совместно с представителями терминала проверить состояние грузовых танков (давление и температуру) и, если необходимо, взять пробы воздуха и др.;
• повторно проверить все грузовые магистрали и системы;
• заполнить необходимые проверочные листы подготовки судна к грузовым операциям.
Погрузка. К грузовым операциям приступают 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 без 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 с помощью судовой установки инертного газа до приемлемого содержания кислорода в грузовых танках. После этого инертный газ рециркулируют через силикагелиевый осушитель до достижения точки росы от -30 до -60°С. Такая же операция может быть проделана и с помощью теплого азота, однако в этом случае затраты значительно возрастут.
По достижении необходимой температуры точки росы подсоединяют грузовой шланг и начинают продувку танка теплыми парами метана с температурой не ниже 10°С. Поскольку метан легче инертного газа, его целесообразно подавать 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 составляет приблизительно 20—24 ч, а вот время их охлаждения - от 36 до 48 ч. Танки должны быть охлаждены до температуры -135°С в своей экваториальной части, прежде чем можно начинать погрузку. Поверхность жидкости не должна достигать экватора танка, пока температура в этой части не будет ниже —145°С. Только после этого можно осуществлять погрузку на полной скорости. 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. На судах, перевозящих этилен, температурные параметры захола-живания грузовых танков должны соответствовать указанным в инструкции завода-изготовителя и требованиям фрахтователя. Перед погрузкой этилена инертизация танков производится теплым азотом, поскольку инертный газ содержит много углекислого газа (14—15% по объему), 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).
Очень важно в этом случае достижение необходимой температуры точки росы. Обычно требуется, чтобы перед началом погрузки температура точки росы в грузовых танках была не выше -40°С, только после этого можно приступать к продувке танка парами этилена. Для судов, перевозящих этилен, нормальная скорость захолаживания танков — 10°С в час. После того как температура танка, в его нижней части, достигнет -70, -80°С, 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 объему, а при перевозке винилхлорида — 0,1 % по объему.
Погрузка неорганических газов. Перед погрузкой аммиака грузовые танки и магистральные трубопроводы должны быть заполнены парами аммиака. Если есть возможность (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 на судне нет такого запаса, танки продувают вначале азотом в порту. Дело в том, что при распылении аммиака через верхний распыл в момент начала погрузки возникает высокий заряд статического электричества, что может привести к взрыву газа в танке, более того, если в грузовом танке находится влажный воздух, то при подаче в танк аммиака существует реальная угроза его вакуумирования.
!Никогда не следует использовать верхний распыл при погрузке аммиака в танк, содержащий воздух.
Тем не менее очень часто аммиак грузят в танки, заполненные 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 аммиак грузят только под азот. Пары аммиака необходимо подавать в верхнюю часть танка, поскольку он легче воздуха. Когда атмосфера танка будет содержать не менее 98% паров аммиака от объема танка, можно начинать захолаживание танка и погрузку.
Очень важно, чтобы в процессе продувки аммиак не смешивался с инертным газом, содержащим углекислый газ, поскольку при этом возникает химическая реакция с образованием карбонатов и карбамидов аммония. Даже если смесь аммиака с воздухом находится во взрывоопасных пределах, опасность воспламенения этой смеси гораздо ниже, чем нефтяных газов, поскольку температура вспышки аммиака и энергия, необходимая для его воспламенения, намного выше, чем нефтяных газов. Поэтому зачастую танки после выгрузки аммиака вентилируют воздухом. Однако, 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. Перед погрузкой большинства органических газов (нефтяные газы — пропан, пропилен, бутан, изобутан и бутилен) трубопроводы и танки заполняют инертным газом, азотом или парами газов, подлежащих погрузке. При этом следует учитывать требования фрахтователя к условиям транспортировки газов.
Если у грузоотправителя нет информации о максимально допустимом содержании кислорода в танках, то продувку инертным газом необходимо проводить до тех пор, пока содержание кислорода в атмосфере танков и трубопроводов не будет менее 8% по объёму. В этом случае будут выполнены общепринятые требования по обеспечению взрывобез-опасности грузовых помещений.
Погрузку LPG можно начинать под инертный газ или азот. Если температура точки росы инертного газа в танке +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.
Продувку танка парами пропана осуществляют снизу вверх. После продувки танков можно начинать их охлаждение. Погрузка может быть начата после того, как танк охладится до необходимой температуры. Эта температура различается в зависимости от типа судна и материала танка. Слишком быстрое охлаждение танка может привести к возникновению трещин и разрушению металла. Поэтому скорость охлаждения танков, минимальная и максимальная температура груза и атмосферы в танке перед началом погрузки должны соответствовать значениям, рекомендованным заводом-изготовителем.
Погрузка с использованием береговой линии газоотвода. Погрузка с использованием берегового газоотвода проводится в том случае, если терминал может принимать пары с судна для их сжижения или отвода в емкости или на факел. В дополнение к газоотводу судно может использовать свою систему сжижения газов с тем, чтобы увеличить скорость налива. Если давление в танках начинает расти, скорость налива следует уменьшить. Следует иметь в виду, 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. При погрузке без использования берегового газоотвода необходимо заранее узнать температуру груза в береговых емкостях. Если эта температура превышает максимально расчетную температуру для MARVS (Maximum Allowed Relieve Valve Setting) - установочного давления срабатывания предохранительных клапанов на танках, то судовую установку сжижения необходимо запустить 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% MARVS).
Погрузка с баржи. На барже нет компрессоров для сжижения груза и насосов для его перекачки. Груз находится при температуре окружающей среды под высоким давлением. За счет избыточного давления он 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, от которой и зависит 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 знать правила закрытия клапана на грузовой магистрали. Гидравлический удар может возникнуть в том случае, если поток жидкости в трубопроводе останавливают слишком быстро. Опасность удара увеличивается, если груз перекачивают по длинному трубопроводу с высокой скоростью. В момент закрытия клапана образуется скачок давления, который, в свою очередь, вызывает волнообразный рост давления во всем трубопроводе, в итоге может произойти разрушение 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 при переходе с одного танка на другой грузовой клапан на втором танке надо открыть полностью, прежде чем закроется клапан 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 клапаном нагнетания насоса.
• Нагнетательный клапан насоса во время выгрузки должен быть закрыт до того, как будут закрыты клапаны на судовом манифолде и терминале.
• Во время грузовых операций клапаны на жидкостном трубопроводе не следует открывать или закрывать очень быстро.
• Все клапаны на грузовой магистрали должны быть установлены в надлежащую позицию перед началом грузовых операций, и только положение тех клапанов, с помощью которых будет осуществляться управление грузовыми операциями, регулирует вахтенная служба.
• Клапаны с ручным управлением, не используемые в процессе грузовых операций, но установленные на трубопроводах, не следует блокировать, если предусмотрено их использование в случае аварийной ситуации.
Следует помнить, что на многих терминалах требуется заблаговременно предупредить о моменте окончания погрузки или снижении скорости налива. После окончания погрузки совместно с сюрвейером проводят 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 удаляют следующим образом:
• Терминал продувает перед отшланговкой береговой стендер или шланг азотом, инертным газом или 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 в судовой танк.
• Терминал может 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 выполняется погрузка грузов с низкими температурами, то целесообразно держать проточную забортную воду в местах подсоединения шлангов к судовым манифолдам во избежание термального разрушения палубы при попадании на нее грузов с низкими температурами.
Только после отшланговки разрешается отсоединять заземляющий кабель.