BASKAKOV

161

Таблица 31. Константы, используемые в формуле Фрэнсиса

Компонент	Молярный вес			Константы
		А	В	С	Е
Этан	30,070	499,0	0,99	6.000	66
Пропан	44,097	575	0,97	6.000	129
п-бутан	58,124	637,6	0,87	7.000	186
Изобутан	58,124	616,2	0,97	6.000	169
п-пентан	72,151	676,2	0,87	7.000	231
Изопентан	72,151	666,6	0,88	6.000	222

Самый простой способ рассчитать плотность смеси газов — предположить, что смесь идеальна. Тогда плотность определяется по массовым соотношениям молярных объемов каждого компонента в отдельности. Метод ASTM D 2598 на таком предположении и основан, однако при расчете не принимается во внимание эффект смешивания различных молекул в жидкости. Когда LPG грузится в танк или выгружается из танка, давление в нем будет или выше или ниже давления насыщенных паров груза. Однако это изменение плотности вследствие изменения давления не учитывается в способе ASTM D 2598, поэтому плотность различных грузов целесообразно округлять разными методами (табл. 32).

Таблица 32. Рекомендованные методы подсчета для различных грузов

Газ	Плотность	Давление	Плотность	Критические параметры
	жидкости	насыщенных	насыщенных	и малярная масса
		паров	паров	(9)
Нефтяные газы	(1)	(1)	(2)
Этилен	(3)	(3)	(3)	(3)
Пропилен	(4)	(4)	(4)	(4)
1,3-Бутадиен	(1)	(1)	(2)	(9)
Аммиак	(5)	(5)	(5)	(5)
Винилхлорид мономер	(7)	(8)	(6)	(7)

Здесь цифры в скобках означают ссылки на техническую литературу, в которой приведены рекомендованные способы подсчета груза, основные термодинамические параметры сжиженных газов.

(1)a) Costald / Corresponding State Liquid Density / R. W. Hankinson, G. H. Thomson // Hydrocarbon processing. 1979.09.

b) An improved correlation for densities of compressed liquids and liquid mixtures / R. W. Hankinson, G. H. Thomson, K. R. Brobst // AICME journal. 1982. Vol. 28. No. 4. 07.

(2)API Technical Data Book / 6.B1.1 / 1966(1979).

(3)International Thermodynamic Table of the Fluid State, Ethylene (UIPAC) / S. Angus, B. Armstrong, K. M. de Reuck, W. Featherstone, M. R. Gibson // Butterworths. London. 1972.

(4)International Thermodynamic Tables of Fluid State, Propylene (UIPAC) / S. Angus, B. Armstrong, K. M. de Reuck. — Pergamon Press. 1980.

(5)VDI - Forsch Heft 596 / /. Ahrendts, H. D. Baehr.

(6)Redlich Kwong equation of state (cubic form): Applied Hydrocarbon Thermodynamics / Wagne C. Edmiwter / Vol. II.

(7)Adapted Goodrich formula.

(8)Thermodynamic properties of vinyl Chloride monomer // British Chemical Engineering. 1958. — Vol. 3.

(9)Engineering Data Book / Gas Processors Suppliers Association (GPA), Section 16: 1970 with exemption

of PC for LPG (C4 mix) where its value has been calculated by means of reference (1) b

По методу COSTALD. Более сложный метод подсчета плотности жидкости называется Corresponding State of Liquid Density (сокращенно COSTALD). Его применяют как для расчета плотности паров, так и жидкостей под давлением. Разница между значением плотности, замеренной гидрометром, и значением плотности, рассчитанной по этой формуле, не превышает 0,08%. Поскольку формула COSTALD очень громоздка и сложна (только сама формула и значения различных коэффициентов занимают две страницы машинописного текста), расчеты осуществляются компьютерным способом.

162

Практически всегда при подсчете количества груза возникает разница между количеством груза, погруженным на судно по судовым замерам, и количеством груза, поступившим на судно из береговых емкостей (коносаментным количеством). Ее величина зависит от многих причин: от точности измерения уровня жидкости и давления в береговых и судовых танках, длины берегового трубопровода (правильно ли учитывается его объем), способа подсчета груза и многих других факторов.

Многие судовладельцы вручают письмо протеста при разнице между судовыми и береговыми замерами груза не менее 0,2% от коносаментного количества, ряд судовладельцев требуют вручать подобное письмо при разнице не менее 0,5%. Однако в соответствии с международными требованиями такое письмо надо подавать при 0,2%.

Сравним результаты подсчета груза различными способами.

Пример:
Средняя температура груза ..............................................	-38,0°С
Средняя температура паров груза ...................................	-32,5°С
Давление в танке ..............................................................	0,22 бара (манометр)
Исправленный уровень жидкого груза в танке...............	16.285 мм
Объём жидкого груза при заданной температуре ........	7 050 540 л (*)
Общий объем паров при заданной температуре............	329 610 л (*)

(*) Откорректированы на крен, дифферент и сжатие танка.

Решение:

Как можно видеть, результаты подсчета количества груза на борту существенно различаются в зависимости от используемого способа.

По методу приведения объема к стандартной температуре. Метод основан на использовании таблиц ASTM 54 (Акт судовых замеров). По откорректированному всеми поправками уровню груза из мерительных таблиц (Прилож. 1) выбирают объем жидкой фазы груза при фактической температуре. По заданной относительной плотности груза (15/15) из таблиц ASTM 21 (Прилож. 1) простым

163

интерполированием между ближайшими по величине значениями выбирают истинную плотность груза при 15°С. Поскольку точное значение массы груза можно получить, зная плотность и объем, определенные при одной и той же температуре, возникает необходимость привести реальный объем жидкости в танке к стандартной температуре 15° С. Для приведения объема используют таблицы ASTM 54 (Прилож. 1 Volume Reduction Factor). Вход в таблицу осуществляется по значениям средней температуры груза и стандартной плотности при 15° С. Интерполируя между ближайшими по значению величинами поправок, выбирают коэффициент приведения заданного объёма к стандартному объёму при 15°С. Определив объём и плотность груза при стандартной температуре, находят массу груза.

РАСЧЕТ ГАЗОВОЙ ФАЗЫ ГРУЗА

Массу паров в грузовом танке определяют так же, как и массу жидкой фазы груза: произведением плотности на объем. Необходимо помнить: плотность и объем должны быть определены для одного и того же значения температуры. Для подсчета плотности паров используют основное уравнение газов:

pV=nRT

или

р V = m • R • T Mr

где р — абсолютное давление, Па; V — объем, л; n — число молей; m — масса, кг; Mr — молярная масса, кг/моль; R — универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/К); Т— температура, градусы Кельвина.

Многие сюрвейерские организации для подсчета газовой фазы используют расчетное значение плотности газа:

ρ =	288,15		x 1,01325 + pм(бары) x		Mr ,
	273,15 + t°С		1,01325	23,6451'

где рM — манометрическое давление.

Эта формула верна для идеальных газов. Для реальных газов формула примет иной вид:

ρ =	288,15			x	1,01325 + рM (бары) x	Mr		x	l ,
					1,01325				Z
	273,15 +t° С					23,6451
где Z- фактор сжатия, который при нормальных условиях хранения и перевозки газов близок к 1.
Фактор сжатия является функцией от Рr и Тr, где
	Рr =			Абсолютное давление паров			,
			Абсолютное критическое давление
	Тr =		Абсолютная температура паров				,
		Абсолютная критическая температура

В различных справочных пособиях значения фактора сжатия приводятся в графической форме в зависимости от температуры и давления.

ПЕРЕВОД ПРОЦЕНТНЫХ СООТНОШЕНИЙ СМЕСЕЙ В ВЕСОВЫЕ ИЛИ ОБЪЁМНЫЕ СООТНОШЕНИЯ, И НАОБОРОТ

Очень часто грузоотправитель предоставляет только процентное или молярное соотношение компонентов в смеси газов (пропан, бутан, этан и т. д.). Для того чтобы точно рассчитать давление и температуру смеси, необходимо знать их весовое или объемное соотношение. Для упрощения таких вычислений имеются специальные таблицы, содержащие переводные коэффициенты (табл. 33, табл. 34).

Таблица 33. Переводные коэффициенты

Компонент	Молекулярный вес	Объем жидкости, мл при	Относительная
		15,6°С (60 F) и р = 760 мм	плотность при 60/60 F
1	2	3	4
Methane	16,04	0,00226	0,30
Ethane	30,07	0,003566	0,3562

			164
Ethylene	28,05	0,0032	0,37
Propane	44,10	0,003675	0,5070
Propylene	42,08	0,003413	0,5210
Propadiene	40,06	0,00282	0,600
Methylacetylene	40,06	0,00273	0,621
n-Butane	58,12	0,004205	0,5840
i-Butane	58,12	0,004362	0,5629
1-Butene	56,11	0,003944	0,6011
trans-2-Butene	56,11	0,003887	0,6100
cis-2-Butene	56,11	0,003780	0,6272
1,2-Butadiene	54,09	0,00347	0,658
1,3-Butadiene	54,09	0,003643	0,6272
Ethylacetylene	54,09	0,00328	0,696
n-Pentane	72,15	0,004830	0,6311
i-Pentane	72,15	0,004879	0,6247
neo-Pentane	72,15	0,005108	0,5967
1-Pentene	70,13	0,004589	0,457
trans-2-Pentene	70,13	0,004537	0,6530
ds-2-Pentene	70,13	0,004482	0,6611
2-methyl-l-Butene	70,13	0,004519	0,6557
3-methyl-l-Butene	70,13	0,004684	0,6325
2-methyl-2-Butene	70,13	0,00447	0,663
Cyclopentane	70,13	0,003948	0,7505
Isoprene	68,12	0,004195	0,6861

Таблица 34. К пересчету объема газа (жидкости) на вес, и наоборот

Известная величина	Действие	Номер колонки из таблицы (33)	Искомая величина
Объем газа	Умножить на k	2	Вес
Объем газа	Умножить на k	3	Объем жидкости
Вес	Разделить на k	2	Объем газа
Вес	Разделить на k	4	Объем жидкости
Объем жидкости	Разделить на k	3	Объем газа
Объем жидкости	Умножить на k	4	Вес

Пример: Грузоотправитель предоставил данные о процентном молярном соотношении газовой смеси, состоящей из метана, пропана и этана. Необходимо определить весовое соотношение (%) газов в смеси.

Компонент	Процентный	Вид операции	k из колонки 2	Молярный
	состав, моли			состав
Метан	33,3	Умножить	16,04	534,1
Этан	33,3	Умножить	30,07	1 001,3
Пропан	33,4	Умножить	44,09	1 472,6
Всего:	100,0	Всего:		3 008,0

Коэффициент пересчета можно определить из соотношения

Коэффициент = 10 000 = 0,03324. 3008,00

Умножив коэффициент пересчета на молярный состав каждого компонента, получим весовое соотношение каждого компонента в смеси:

Компонент	Молярный		Коэффициент		Весовое
	состав				соотношение (%)
Метан	534,1	X	0,03324	=	17,8
Этан	1.001,3	X	0,03324	=	33,3
Пропан	1.472,6	X	0,03324	=	48,9
Всего:	100,0

165

ПОДСЧЕТ ЛИНЕЙНОЙ СКОРОСТИ ПОТОКА ЖИДКОСТИ

Для предотвращения образования заряда статического электричества из-за свободного падения жидкости в танк и ее разбрызгивания в начальный момент погрузки необходимо обеспечить поступление груза с линейной скоростью потока не более чем 1 м/с. К сожалению, терминалы не оборудуются датчиками, фиксирующими линейную скорость потока. Все существующие динамические счетчики груза (Flowmeter) определяют лишь объемные или весовые характеристики потока груза. Поэтому определение объемной или весовой интенсивности налива для грузов, аккумулирующих статическое электричество, лежит на грузовом помощнике. По международным требованиям, максимальная интенсивность налива для такого рода грузов также ограничена линейной скоростью потока в 7 м/с.

Расчеты объёмной скорости потока в трубопроводе по известной линейной его скорости весьма просты.

Объём 1 пог. метра трубопровода г, скорость потока х 3600 = V об. пог, м³/ч. И, наоборот, зная интенсивность налива в объемных единицах, можно легко определить линейную скорость потока:

V об. пог, м3 : 3600 : объем 1 пог. метра трубопровода = г, скорость, м/с.

Существуют специальные таблицы для облегчения таких расчетов, например табл. 35 объемов 1 пог. метра трубопровода в зависимости от его диаметра.

Таблица 35. Объем 1 пог. метра трубопровода в зависимости от его внутреннего диаметра

Объём рассчитан по внутреннему диаметру трубопровода

ГРУЗОВАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ

Перевозка любого груза на судах должна сопровождаться оформлением необходимого пакета коммерческой документации. При перевозке сжиженных газов обязательно наличие нижеперечисленных документов.

Коносамент (Bill of Lading). Это наиболее важный документ, подтверждающий получение груза судном. Обычно коносамент подписывает капитан по поручению судовладельца и (или) фрахтователя, тем самым подтверждая количество груза, погруженного на борт танкера в соответствии с требованиями чартера, согласно которым груз должен быть доставлен в порт назначения в целости и сохранности. Обычно выписывается три оригинала коносамента, каждый из которых должен быть подписан соответствующим образом и заверен судовой печатью. Один оригинал направляется отправителю, второй экземпляр — перевозчику (судовладельцу или фрахтователю), а третий — направляется получателю груза. Копии коносамента в необходимом количестве предоставляются капитану судна с отметкой «Copy» и «Non Negotiable». Груз в порту назначения выгружается после предъявления получателем оригинала

166

коносамента. Кроме того, коносамент является платежным документом. До того момента, пока получатель не предъявит оригинал коносамента или не подтвердит свое право на груз гарантийным письмом (Letter of Indemnity), капитан не имеет права выгружать доставленный груз.

Сертификат качества (Certificate of Quality). Это документ, в котором указывается спецификация на груз, его состав, качество, физические и химические свойства груза. Сертификат предоставляет терминал по поручению грузоотправителя или независимая сюрвейерская организация. На основании сертификата о качестве груза капитан подписывает коносамент.

Сертификат количества (Certificate of Quantity). Этот документ подтверждает количество груза, принятого на борт, и выдается представителем терминала по поручению грузоотправителя. Сертификат обычно заверяет независимый сюрвейер. Сертификат количества позволяет капитану определить, правильно ли указано количество груза в коносаменте. Тем не менее количество груза, указанное в коносаменте, всегда имеет приоритетность по сравнению с другими грузовыми документами.

Сертификат о происхождении (Certificate of Origin). Выдается производителем груза или грузоотправителем. В нем указывается страна происхождения груза. Сертификат должен быть обязательно подписан таможенной службой порта отгрузки. В некоторых странах такой документ могут затребовать государственные органы, контролирующие экспорт/импорт товаров. Так же как и сертификаты на качество и количество груза, этот документ не является дополнением или приложением к коносаменту.

Акт учета стояночного времени (Time Sheet). Детальную запись о времени, затраченном судном на стояночные операции в порту (погрузки или выгрузки), делает обычно судно, хотя в некоторых случаях грузоотправитель может независимо от судна вести учет стояночного времени в порту. Судовой агент согласовывает акт учета стояночного времени с представителями терминала, для того чтобы представить судовладельцу и грузоотправителю уже согласованный документ, в котором должны быть указаны все основные моменты, касающиеся проведения грузовых операций, задержки, ожидания и пр. Акт позволяет распределить затраты на обработку судна в порту между участниками чартера.

Грузовой манифест на груз (Cargo Manifest). Обычно готовится судовым агентом или капитаном судна. В манифесте указываются:

•тип груза;

•порт погрузки;

•номер груза по ИМО;

•порт выгрузки;

•количество каждого груза на борту согласно коносаменту;

•размещение груза по танкам;

•фрахтователь судна;

•отправитель груза;

•получатель груза.

Манифест предъявляется по требованию портовых властей или таможенных властей в порту выгрузки.

Дополнительные грузовые документы. Помимо основных коммерческих документов, перечисленных выше, имеется целый ряд документов, которые регламентируют грузовые операции. Так, наличие перед погрузкой сертификата о готовности танков (Certificate of Tank Fitness или Tank Inspection Certificate Before Loading) является обязательным, подтверждающим готовность судна к приему груза. Так же как и наличие сертификата об инспекции танков после выгрузки (Tank Inspection Certificate After Discharge или Tank Empty Certificate), он подтверждает полную выгрузку груза. Если при подсчете груза в порту погрузки возникают расхождения в количестве груза на борту более чем в 0,5%, для защиты интересов судовладельца судно должно подготовить акт о расхождении в количестве груза (Letter of Cargo Discrepancy или Cargo Discrepancy Certificate) и вручить его представителю терминала.

ПОДГОТОВКА ГРУЗОВЫХ ТАНКОВ

Основные понятия и определения. Существуют стандартные процедуры подготовки грузовых танков из-под одного груза под другой (см. «Руководство по смене грузов»). Тем не менее они могут быть изменены по требованию фрахтователя. Очевидно, что для подготовки грузовых танков, соответствующих трубопроводов и систем требуется достаточно много времени. В большинстве случаев такая подготовка осуществляется на переходе судна морем, на якоре или у свободного причала.

Окончательная подготовка танков (продувка азотом и парами груза), как правило, проводится у причала. И оттого, насколько правильно, четко и быстро будут проведены все вышеперечисленные

167

процедуры по подготовке танков, зависят, в конечном итоге, расходы, которые понесет судовладелец в порту погрузки.

Инертизация. В качестве инертного газа может использоваться азот или инертный газ, производимый судовой установкой ИГ. Выбор газа для инертизации танков зависит от требований фрахтователя в отношении минимального содержания кислорода в атмосфере танка, точки росы, совместимости груза и инертного газа, используемого для продувки, и т. д.

В английской терминологии для обозначения операций по замещению атмосферы танка азотом или инертным газом используется термин PURGING. Операция по замещению атмосферы танка сначала инертным газом или азотом, а затем чистым воздухом, называется GASFREEING.

! Инертизация — это операция замещения взрывоопасной атмосферы грузового танка инертным газом.

Инертный газ. Этот термин обычно применяют, если подразумевают использование инертного газа (ИГ), полученного в судовой установке. По своему качеству и составу ИГ значительно уступает азоту. Поскольку в судовых условиях ИГ получают сжиганием топлива в специальной установке, в его составе присутствуют и механические примеси, и сажа, и пары воды, и углекислый газ, и многие другие продукты сгорания топлива. Точка росы ИГ колеблется от 5°С до —60°С, а содержание кислорода — от 0,1 до 5% по объёму.

Азот также является химически неактивным (инертным) газом. В реакции с некоторыми элементами он может вступать только при высоких давлениях и температурах в присутствии катализатора. Поэтому можно с уверенностью сказать, что в нормальных условиях азот не вступает в реакцию с грузами, перевозимыми на газовозах.

|Азот, получаемый в промышленных целях, содержит не более 5 ррм кислорода, а его точка росы (обычно -67°С) соответствует содержанию паров воды в газе не более 4 ррм объёма.

Требования к атмосфере танков при смене груза. Как уже упоминалось выше, атмосфера танка перед погрузкой того или иного груза должна соответствовать требованиям «Руководства по смене грузов»

(Changing Grades Guidelines) (см. ниже табл. 36).

1. Содержание кислорода в атмосфере танка (Oxygen content) определяет взрывоопасность атмосферы. При содержании кислорода в атмосфере танка ниже 10,8% воспламенение взрывоопасной смеси не происходит даже при наличии открытого источника огня.

Таблица 36. Руководство по смене грузов

Следующий груз

	Butane	Butadiene	Butylene	C4-raftinade	Echylene	Propane	Propylene	Propylene Oxide	Propane Propylene mix	Vinyl Chloride	d-crude
О2	<0,5%	<0,2%	< 0,3%	< 0,3%	<0,3%	< 0,5%	< 03%	<0,1%	< 0,3%	<0,1%	< 0,3%
Content
Dew point	< -10°С	<-10°С	< -10°С	< -10°С	<-50°C	<-40°C	<-°C	<-40°С	<-40°C	< -20°C	< -10°С

Предыдущий груз

Ammonia Погрузка груза после аммиака требует соблюдения специальных требований, предъявляемых грузоотправителем

Butane		N2	N2,l	ЕТ	V,N2	S	V,N2	V,N2	ЕТ	V,N2	ЕТ
		<5%	<5%
Butadiene	ЕТ		N2 ,l	N2,l	V,N2	ЕТ	V,N2	V,N2	V,N2	V,N2	ЕТ
			<25%	<25%
Butylene	ЕТ	N2		ЕТ	V,N2	ЕТ	V,N2	V,N2	V,N2	V,N2	ЕТ
		<5%
C4-	ЕТ	N2	N2,l		V,N2	ЕТ	V,N2	V,N2	V,N2	V.N2	ЕТ
raffinade		<5%	<25%
Ethylene	S	N2	N2,l	S		S	N2	V,N2	ЕТ	N2	S
	Heat	<5%	<5%				<3000		Heat	<1000	Heat
							Ppm			ppm

168

Propane	ЕТ	N2	N2,l	ЕТ	N2		N2	V,N2	ЕТ	N2	S
		<5%	<5%		<1000		<5%			<1000
					ppm					ppm
Propylene	ЕТ	N2	N2,1l	ЕТ	N2	ЕТ		V,N	ЕТ	N2	S
		<5%	<5%		<1000					<1000
					ppm					ppm
Propylene	W,V, N2,l	W,V,N2	W,V,N2,I	W,V,N2,I	W,V, N2	W,V,N2,I	W,V,N2		W,V,N2	W,V,N2	W,V,N2
Oxide
Propane	ЕТ	N2	N2,l	ЕТ	V,N2	S	N2	V,N2		N2	S
Propylene		<5%	<5%				<25%			<1000
mix										ppm
Vinyl	V,N2,I	V,N2	V,N2,I	V,N2,I	V,N2	V,N2,I	V,N2	V,N2	V,N2		V,N2
Chloride
Propane &	S	N2	N2,l	ЕТ	V,N2	ЕТ	V,N2	V,N2	S	V,N2
Butane		<5%	<5%
mix
C3/C4	ЕТ		N2,l	ЕТ	V,N2	S	V.N2	V,N2	V,N2	V,N2

W — Water wash (мойка водой)

V — Visual inspection (Визуальная инспекция)

N2 — Nitrogen only (Для инертизации использовать ТОЛЬКО азот)

N2, l — Nitrogen or Inert Gas (Для инертизации используется азот или инертный газ)

LF (ЕТ) — Liquid free (Empty Tank) (Пустой танк. Осушен настолько, насколько это можно

S — Standard Requirements (Стандартные требования — танки и трубопроводы свободны от жидкого груза, давление в танках не превышает 0,5 бара — манометрического

Примечания:

1.Первые две строки относятся только к следующему грузу. Верхняя строка определяет допустимое содержание кислорода в атмосфере танков перед погрузкой. Нижняя строка указывает допустимую температуру точки росы атмосферы танка, °С.

2.Перед любой инертизацией танка температура у днища танка не должна быть ниже 0 °С.

3.Грузовой танк не следует открывать для визуальной инспекции до тех пор, пока его температура не сравняется с температурой окружающей среды.

4.Продувка азотом после перевозки С2 или Сз под погрузку этилена или пропилена является достаточной только тогда, если атмосфера танков не будет содержать паров С4 и тяжелее, а также содержание паров воды будет не более, чем указано в Кодексе.

В руководстве содержится требование содержания кислорода в атмосфере танка от 0,3 до 0,1% в соответствии с коммерческой договоренностью фрахтователей при перевозке химических газов, что необходимо для обеспечения необходимого качества груза, особенно продуктов, подверженных полимеризации.

2.Точка росы (Dew Point) — температура, при которой в атмосфере начинается конденсация паров воды; чем больше значение точки росы, тем большая концентрация паров воды находится в атмосфере. Иными словами, точка росы определяет содержание паров воды в атмосфере. Измерение точки росы необходимо по двум причинам: во-первых, при погрузке грузов с температурой ниже нуля в танках может образоваться лед, который блокирует трубопроводы и системы; во-вторых, при перевозке химически чистых продуктов максимальное содержание воды в них строго лимитировано.

3.Присутствие предыдущего груза (Last Cargo Contents). Фрахтователи строго лимитируют присутствие следов предыдущего груза в атмосфере танка после его продувки азотом. При смене некоторых грузов, например после аммиака, под погрузку следующего груза, например VCM, требуется заменять даже масло в компрессорах, чтобы избежать порчи груза.

4.Содержание углекислого СО2; и угарного газа СО. Проверка атмосферы танка на содержание таких газов в ней очень важна перед погрузкой полимеризующихся грузов и этилена; содержание СО2 и СО не должно превышать концентраций, указанных в спецификации для данных грузов.

МЕТОДЫ ЗАМЕНЫ АТМОСФЕРЫ ТАНКА

Существует два основных метода, или способа замены атмосферы танка:

•метод замещения (Displacement Method);

•метод разбавления атмосферы танка (Dilution Method).

169

Метод замещения основан на разности плотностей газа, находящегося в танке, и газа, подаваемого в танк (рис. 125). Для достижения желаемого эффекта следует всегда придерживаться следующих рекомендаций:

•При продувке танков азотом необходимо четко разделить слой азота от более тяжелых паров груза.

•Следует избегать резких изменений в скорости подачи азота в танк, так как это может привести к разрушению разделительного слоя.

•Использовать азот с температурой от 50 до 70°С.

•Всегда подавать легкий газ в верхнюю часть танка.

•Начинать продувку с малой интенсивностью во избежание турбуленции (200—300 м³/ч).

•Скорость подачи азота плавно надо увеличивать до необходимого уровня только после того, как убедитесь, что в танке образовался «поршень».

•Для продувки предпочтительнее использовать верхнюю и нижнюю распределительную магистраль (Distribution Lines). Если таковых нет, следует использовать газовую и жидкостную магистрали соответственно.

•НЕЛЬЗЯ использовать верхний распыл для подачи газа в танк ни при каких условиях из-за значительной турбуленции потока из сопл распыла.

•Необходимо поддерживать избыточное давление в танке не выше 100 млбар.

Следует помнить, что эффект «поршня» не может продолжаться долгое время из-за диффузии газов, поэтому при возобновлении продувки танков после остановки следует считать, что атмосфера в танке однородная. Метод замещения атмосферы танка считается весьма эффективным. Поскольку плотности большинства коммерческих газов значительно выше плотности азота, этот метод можно использовать довольно широко. При замене атмосферы танков после перевозки аммиака или этилена, плотности которых при нормальных условиях сопоставимы с плотностью азота, для формирования «поршня» за счет разности температур газов их пары в танке (особенно этилена) находятся при относительно низкой температуре, поэтому, подав в верхнюю часть танка теплый (50—70°С) азот, можно достичь хороших результатов. Самое важное при таком способе продувки танка — не спешить в начальный момент и создать в танке хороший «поршень». Схема продувки танков азотом выглядит, как показано на рис. 125. На газовозах, благодаря их конструктивным особенностям, одновременно во всех танках (если есть необходимость) можно менять атмосферу методом замещения.

При продувке танков каскадом атмосфера одного танка вытесняется в другой танк и т. д. (рис. 126).

Рис. 125. Метод замещения атмосферы танка

При этом азот подается в верхнюю часть танка, а затем отводится из нижней части этого же танка в верхнюю часть второго танка и т. д. Такая процедура позволяет значительно сэкономить общее количество азота, требуемое для полной продувки всех грузовых танков.

Продувку каскадом ВСЕГДА следует начинать с танка меньшего объема.

Продувка танков каскадом — наиболее эффективна, если в начальный момент был образован хороший «поршень». Тогда для полной смены атмосферы в объеме танка обычно требуется 1,1—1,3 объема азота.

Полукаскадная схема продувки. Очень часто грузовая система судна сконструирована так, что продуть все танки последовательно не удается. В таком случае можно использовать так называемый полукаскадный метод. Обычно грузовая система газовоза разделена на две отдельные системы, что позволяет продувать каскадом одну группу танков, а вторую группу — в параллель (рис. 127). В нашем случае одна система содержит танки 2 л/б и 2 п/б (левого и правого борта) в одной группе и танки 1 п/б и л/б и 3 п/б и л/б во второй группе. Группы включены в систему параллельно, но танки второй группы продуваются каскадом.

Время продувки по полукаскадной схеме довольно приемлемо, поскольку в данном случае можно значительно увеличить скорость подаваемого азота, но расход его значительно повышается.

170

Продувка в параллель. Если невозможно соединить танки последовательно, то схема продувки приобретет иной вид (рис. 128). В этом случае азот подается одновременно во все танки по газовой магистрали, отвод атмосферы танка на вентиляционную колонну или в береговой газоотвод осуществляется по жидкостной магистрали также одновременно из всех танков. Основной недостаток данного способа — значительный расход азота на продувку танков, однако высокая скорость его подачи в танки позволяет уменьшить общее время их продувки.

МЕТОД РАЗБАВЛЕНИЯ АТМОСФЕРЫ (DILUTION METHOD)

Разбавление атмосферы (рис. 129) танка происходит при подаче азота в танк с высокой скоростью, что способствует равномерному перемешиванию (разбавлению) атмосферы танка с азотом. При смене атмосферы танка методом разбавления следует придерживаться следующих практических рекомендаций:

•Температура азота, поступающего в танк, должна быть 50—70°С.

•Более тяжелый газ всегда должен поступать в танк сверху, легкий газ следует подавать вниз танка.

•Продувку следует начинать с максимальной подачи азота для лучшего перемешивания атмосферы

танка.

•Использовать грузовые магистрали для подачи азота и отвода газовой смеси.

•Верхний распыл использовать только если его пропускная способность достаточно высока.

•Поддерживать избыточное давление в танках не более 100 млбар. В данном случае расход азота будет значительным.

Рис. 127. Полукаскадная схема продувки танков