Загрязнение атмосферы

Загрязнение атмосферы
Одним из наиболее жизненно-важных ресурсов Земли является её атмосфера. Без кислорода,
который составляет около 21 % атмосферы, биологическая жизнь на земле невозможна. Кроме
кислорода в атмосфере присутствуют также «парниковые газы», такие как углекислый газ и
метан (Greenhouse Gases), которые обеспечивают поддержание на поверхности Земли
необходимой температуры, что тоже является немаловажном фактором, обеспечивающим
поддержание жизни на планете. Однако, с развитием промышленности и транспорта,
цивилизация столкнулась с проблемой, которая в дальнейшем может привести к гибели всего
живого на Земле. Это проблема глобального потепления, или, как её иначе называют,
«парникового эффекта», связанная с интенсивным загрязнением атмосферы. Отравления
человека загрязненной атмосферой, пожалуй, имеют столь же древнюю историю, как и ожоги
пламенем. В истории развития
человечества было много случаев, когда значительное
загрязнение атмосферы вызывало гибель людей. Так, первое письменное подтверждение о
значительное гибели людей от удушья во время пожара в Риме, датировано 13 веком. А к
началу 20 столетия, когда развитие промышленности шло значительными темпами,
загрязнение атмосферы в индустриально развитых странах начало сказываться не только на
здоровье людей, но и на состоянии окружающей среды. В 1970-х годах впервые появились
термины
«кислотный дождь», «озоновая дыра», «парниковый эффект». Более того,
загрязнение атмосферы сказывалось не только в индустриально-развитых странах, но и во всем
мире, поскольку постоянное перемещение воздушных масс приводит к загрязнению всей
атмосферы. Наиболее важными компонентами для оценки качества атмосферы являются:
содержание озона, окислов азота, окислов серы и присутствие взвешенных микрочастиц
(Suspended Particulate Matters). Все загрязнители атмосферы классифицируются на 2 класса:
микрочастицы (пыль, туман, дым и пр.) и газы.
Микрочастицы
Присутствие в атмосфере мельчайших частиц в виде пыли значительно снижает качество
воздуха и оказывает вредное воздействие на здоровье человека, вызывая повышенную
смертность и возникновение хронических заболеваний, таких как астма. По статистическим
данным (ВОЗ) ежегодно в развитых странах свыше 1,9 миллионов человек получают
отравления за счет наличия в атмосфере избыточного количества взвешенных частиц, и около
500000 случаев отравлений сопровождаются смертельным исходом. Казалось бы, если
содержание
вредных веществ в атмосфере не превышает каких-либо предельных
концентраций, то и вредного воздействия на человека они не должны оказывать. Однако
последние исследования в этой области показали, что во многих случаях присутствие в
атмосфере даже самых незначительных концентраций микрочастиц, может оказывать
воздействие на здоровье человека. До сих пор механизм этого воздействия не изучен
достаточно полно. Доказано, что частички, диаметр которых не превышает 10 миллимикрон,
попадая в легкие человека, повышают зависимость состояния его здоровья от состояния
воздуха и концентрации в нем вредных веществ.
А при попадании в легкие более мелких частиц, диаметром менее 2,5 миллимикрон, эффект их
вредного воздействия определяется в основном не концентраций, а химическим составом
вещества.
С.П.Баскаков "Системы газоотвода"
-1-
Рис. 1 Процесс загрязнения атмосферы.
Некоторая часть микрочастиц попадает в атмосферу напрямую, например, при сжигании
топлива, но значительная их часть формируется уже в атмосфере из газообразных
загрязнителей, таких как летучие органические соединения - ЛОС (Volatile Organic Compounds
– VOC), окислы азота (NOx), окислы серы (SOx) и аммиак (NH3). Это значит, что источников
загрязнения атмосферы микрочастицами значительно больше, нежели источников их открытого
выброса. И формирование вторичных микрочастиц из газообразных продуктов может
происходить в атмосфере на значительном удалении от источника газов. Общий объём
микрочастиц, образовавшихся в результате жизнедеятельности природы (лесные пожары,
извержения вулканов, песчаные бури и пр.) весьма незначителен по сравнению с количеством
выбросов в атмосферу, которые генерирует человечество. Существует 2 вида источников
загрязнения: стационарные, такие как фабрики, заводы, электростанции, и мобильные, такие
как транспорт. На долю стационарных источников загрязнения приходится около 24% вредных
выбросов в атмосферу, а на долю транспорта (включая морской) – более 49%. Микрочастицы
образуются в атмосфере несколькими способами:
 За счет химических реакций между различными веществами,
 За счет конденсации, растворения абсорбции и адсоррбции,
 За счет механического воздействия: дробления, распыления, сжигания и пр.
Озон
Озон представляет собой 3-х атомный кислород - О3, бесцветный, плохо растворимый в воде
газ с характерным запахом. Если в верхних слоях атмосферы (в стратосфере) он представляет
собой защитный экран, предохраняющий жизнь земли от
губительного воздействия
ультрафиолета и солнечной радиации, то приземный слой озона (в тропосфере) оказывает на
живую природу такое же вредное воздействие, как и микрочастицы, разрушая легкие человека
и животных, растительность, леса и строения. Воздействие озона на живой организм
многообразно. Он вызывает морфологические, биохимические и функциональные изменения в
организме, значительно снижает его защитные функции. Повышенное содержание озона в
атмосфере значительно снижает рост и репродуктивность растений, уменьшает
их
устойчивость к климатическим воздействиям. Приземный слой озона формируется в атмосфере
за счет фотохимических реакций окислов азота с летучими органическими соединениями в
присутствии солнечного света. Реакция протекает следующим образом:
С.П.Баскаков "Системы газоотвода"
-2-
Рис. 2. Озоновый цикл в атмосфере.
Под воздействием ультрафиолета, происходит расщепление окись азота NO2 при этом
образуется закись азота NO и высвобождается атом кислорода О, который объединяется в
молекулярным кислородом, образуя озон O3. Присутствие в атмосфере углеводородов НС,
позволяет закиси азота NO окисляться в окись азота NO2 без поглощения образовавшегося
озона. Таким образом, обеспечивается генерирование озона.
Образование озонового слоя происходит в процессе перемещения
газового облака в
атмосфере. Поэтому приземный слой озона может сформироваться на значительном удалении
от
источников выброса NO2 . Согласно требованиям
Всемирной организации
здравоохранения, средневзвешенное содержание озона в атмосфере не должно превышать 120
μg / м3. Однако контролировать соблюдение таких стандартов довольно сложно, поскольку
озоновое загрязнение напрямую связано с эмиссией в атмосферу окислов азота и ЛОС.
Кислотные дожди.
С.П.Баскаков "Системы газоотвода"
-3-
«Кислотный дождь» - распространенное описание процесса образования осадков различного
вида (дождь, снег, туман и пр.), содержащих кислоты. Научное название такого рода осадков –
кислотные образования, поскольку выпадать на земную поверхность они могут как в виде
твердых частиц, так в виде капель жидкости или газов. Как раз жидкие кислотные образования
и известны под названием «кислотный дождь». Присутствие в атмосфере окислов серы и азота,
приводит к тому, что они взаимодействуют с парами воды, содержащимися в воздухе, и
образуют растворы кислот. Смешиваясь с атмосферными осадками, растворы кислот
попадают на землю, нанося значительный ущерб природе и человеку. Примерно половина
образовавшихся кислот выпадает на земную поверхность в виде сухих кислотных образований
или газов, нанося еще больший ущерб, нежели кислотные дожди, поскольку попадают туда,
куда жидкие кислотные образования попасть не могут. Кислотные дожди разрушают почву,
вымывая из неё щелочно-земельные металлы, разрушают строения, наносят ущерб живой
природе и здоровью человека. Изменение внешних условий в замкнутой экосистеме, приводит
к тому, что нарушается экологическое равновесие, что в конечном итоге может привести к
гибели экосистемы в целом.
Загрязнение воздуха с судов и терминалов.
Транспорт представляет собой основной источник выбросов в атмосферу окислов серы,
окислов азота и ЛОС, которые образуются при неполном сгорании топлива в двигателях и в
процессе непосредственного испарения груза. Как говорилось выше, выбросы со стационарных
источников загрязнения, таких как тепловые электростанции, составляет около 24% всего
объёма выбросов, а выбросы с транспорта превышают 49% от этого объёма. И морской
транспорт, по количеству вредных выбросов в атмосферу, занимает ведущее место. Так,
ежегодные выбросы только с судов, вовлеченных в международные перевозки по Балтике,
Северному морю, Северной Атлантике, Средиземному и Черному морям, в 1990 году
составляли около 2,8 миллионов тонн окислов серы и около 4,0 миллионов тонн окислов азота,
то есть свыше 15 % от общего объёма всех выбросов в Западной Европе. Причем данные
цифры относятся только к судам, занятым в международных перевозках и не включают
выбросы с судов внутреннего плавания. Более того, если учесть что за последние 10 лет
грузооборот морских судов увеличился примерно на 30%, то, можно предположить, насколько
увеличилось загрязнение атмосферы с судов. Согласно данным
комитета по охране
окружающей среды стран Евросоюза, ежегодные выбросы ЛОС в атмосферу составляют около
10 миллионов тонн в год, причем на долю морского транспорта (танкеров) приходится около
15% всех выбросов ЛОС, а на долю терминалов, производящих хранение и перевалку таких
грузов – еще около 5 %. Как уже отмечалось выше, наличие в атмосфере ЛОС вызывает
формирование приземного озона, который наносит непоправимый ущерб здоровью людей и
живой природе, в то же время многие ЛОС сами по себе представляют значительную угрозу
здоровью людей, являясь сильнейшими канцерогенами и тератогенами. Поскольку морское
судоходство – дело межнациональное, было бы логично, предпринять какие-либо меры,
ограничивающие выброс вредных веществ с судов, на международном уровне. Так в 1979 году
была подписана Международная конвенция о трансграничном загрязнении воздуха на большие
расстояния, согласно которой страны-участницы должны сократить выбросы вредных веществ
в атмосферу. В 1987 году ВОЗ выпустила Руководство по контролю атмосферы (Clean Air
Guidelines) в котором
приведены основные критерии по
максимально допустимому
содержанию вредных веществ в атмосфере. А в 1992 году был подписан Протокол по
ограничению выбросов ЛОС к Международной конвенции о трансграничном загрязнении
воздуха на большие расстояния, согласно которому страны-участницы должны в течении 10-15
лет снизить на 80-90% или прекратить вообще выбросы в атмосферу летучих органических
соединений (ЛОС). Протокол ЛОС обязал страны-участницы и, в частности ИМО, разработать
к 1996 году соответствующие нормы и правила по оборудованию терминалов и танкеров
системами контролируемого газоотвода. И в 1997 году Международным комитетом ИМО по
С.П.Баскаков "Системы газоотвода"
-4-
защите окружающей среды, после года различных согласований и договоренностей было
опубликовано Приложение VI к МАРПОЛ 73/78, регламентирующее правила по
предотвращению загрязнения атмосферы с судов. Но эти правила настолько «сырые», что их
использование дает очень незначительный эффект. Планируется, что до конца 2003 года это
приложение будет пересмотрено и вступит в силу. Хотелось бы отметить, что Приложение VI к
МАРПОЛ 73/78 далеко не первая попытка ИМО создать законодательную базу по защите
атмосферы земли от вредных выбросов с судов. В 1992 году на основании требований
Протокола ЛОС, и опыте США, которые с 1990 года начали использовать системы газоотвода
на нефтяных и химических терминалах, Комитет ИМО по безопасности мореплавания
опубликовал циркуляр №585 «Стандарты по системам регулирования эмиссии газов». Ниже в
пособии рассматриваются основные требования к системам газоотвода танкеров и терминалов
и особенности их эксплуатации.
Эмиссия газов
При погрузке легкоиспаряющегося груза с высоким давлением насыщенных паров (истинное
давление паров ИДП) в пустой дегазированный танк, происходит его быстрое испарение и
интенсивное выделение паров (газа) в атмосферу танка. Из-за своей высокой плотности ( для
большинства углеводородов плотность их паров гораздо выше плотности воздуха), газ
скапливается вблизи поверхности жидкости в виде газового слоя некоторой толщины, и
поднимается вместе с уровнем груза по мере заполнения танка. (см рис 1).
- жидкий груз
- взрывоопасная смесь
- насыщенные пары
- обедненная смесь
- воздух
Рис. 1. Образование газового слоя в грузовом танке
Количество и концентрация паров, образующих газовый слой в начале погрузки зависят от
многих факторов, включая:
 Давление насыщенных паров груза
 Температуру груза и танка
 Интенсивность расплескивания груза при его падении в танк.
 Время поступления груза в танк.
 Наличие частичного вакуума в грузовой магистрали.
С.П.Баскаков "Системы газоотвода"
-5-
Концентрация паров в таком слое меняется в зависимости от степени его удаления от
поверхности жидкости. Если слой расположен очень близко к поверхности жидкости, то
концентрация паров в нем практически равна абсолютному значению ИДП.
Например, если ИДП составляет 0,75 бар (75 кПа), то концентрация паров непосредственно
над поверхностью жидкости соответствует примерно 75 % по объёму. Газовая смесь,
содержащая в своем составе пары груза с концентрацией свыше 150% от его верхнего
взрывоопасного предела (см. раздел «Опасности»), называется обогащенным газом. По
мере удаления от слоя жидкости концентрация паров в атмосфере танка будет падать, при
условии, что танк первоначально был дегазирован. Поскольку при обсуждении вопроса отвода
газов из танка уместно рассматривать только высокие концентрации паров, то за толщину
газового слоя принимается расстояние между слоем жидкости и таким уровнем паров, на
котором их концентрация составляет 50 % по объёму. Однако следует помнить, что пары могут
присутствовать над слоем жидкости на расстоянии в несколько раз превышающем толщину
слоя газов. Газовая смесь, содержащая в своем составе пары груза с концентрацией менее
50% от его нижнего взрывоопасного предела (см. раздел «Опасности»), называется
разреженным газом. Большинство грузов с низким давлением насыщенных паров, способно
образовывать в таких условиях газовый слой толщиной около 1 метра. При погрузке грузов с
ИДП менее 1 бара толщина полного слоя паров не превышает 3 метров. Поэтому в самом
начале погрузки на выходе газоотвода будет присутствовать только воздух или инертный газ,
а к концу погрузки концентрация паров на выходе газоотвода достигает обычно 30 –50 % от
объёма. После окончания погрузки парообразование продолжается до тех пор, пока над
поверхностью жидкости не установится равновесное состояние паров. При этом их
концентрация в верхней части танка в некоторых случаях может достигать 90-95% от объёма.
Довольно часто химовозы осуществляют транспортировку грузов, которые образуют газовый
слой с концентрацией паров 50% по объёму толщиной гораздо больше 1 метра. В качестве
примеров можно привести некоторые грузы, получаемые в процессе переработки сжиженных
газов или сырой нефти, такие как пентаны плюс, пропилен оксид, изопрен и другие. При
толщине газового слоя над поверхностью жидкости менее 1 метра, зависимость толщины слоя
от ИДП не очень заметна, однако при ИДП больше 1бара зависимость становится явной. Это
говорит о том, что для такого вида грузов незначительное возрастание ИДП может стать
причиной резкого увеличения количества выделяемого газа, груз как бы «вскипает».
Интенсивное выделение паров начинается тогда, когда ИДП превышает атмосферное давление
(1 бар). Например, для газолина этот процесс почти точно совпадает с моментом резкого
увеличения толщины газового слоя. Но для большинства грузов кипение начинается только
при значительном превышении ИДП атмосферного давления. При кипении пузырьки газа
образуются ниже поверхности жидкости, но только на такой глубине, где суммарное давление
(атмосферное - АД плюс гидростатическое - ГД ) равно ИДП ( рис. 2). Последующее отделение
паров в этом слое жидкости может привести к местному снижению ИДП, более того, теплота,
затраченная на парообразование, приведёт к охлаждению груза, что дополнительно снизит его
ИДП. По этим двум причинам уменьшение ИДП в подповерхностном слое жидкости
способствует процессу задержки кипения, несмотря на то, что общее ИДП превышает 1 бар.
Через некоторое время ИДП слоев груза
уравняются, и произойдет «выдавливание»
поверхностного слоя груза из танка.
АД
АД
ГДАД
ИДП
С.П.Баскаков "Системы газоотвода"
-6-
Рис. 2. Условие кипения груза
Вот почему существует возможность перелива грузов с высоким ИДП (особенно при
перевозках пентанов плюс) уже после того, как прекращается поступление груза в танк, так
называемый «перелив после погрузки».
Рассеивание газового облака
Интенсивность рассеивания паров груза, после их выхода из выпускного отверстия газоотвода
не зависит от того, смешался ли газ у выходного отверстия с воздухом или нет. После того, как
пары выходят из газоотводного отверстия, они сразу же начинают смешиваться с воздухом.
При этом их концентрация постепенно уменьшается до тех пор, пока на некотором расстоянии
от выпускного отверстия газоотвода она не станет ниже НПВ. Принято считать, что при
содержании паров воспламеняющегося груза в атмосфере менее 30% от его нижнего
взрывоопасного предела, паро-воздушная смесь не представляет пожарной опасности. Однако,
вблизи от любого газо-выпускного отверстия может находится зона, в пределах которой
концентрация данного газа превышает НПВ. Следовательно, существует потенциальная
опасность возникновения пожара или взрыва, если такая зона достигнет какого-либо участка
судна или механизма, где могут находиться источники воспламенения. Такими участками
могут быть:
 Помещения надстройки, куда газ может проникнуть через любые отверстия,
 Грузовая палуба, хотя принято считать, что источники воспламенения на ней отсутствуют.
 Соседний причал, который является рабочей зоной и транспортной магистралью.
Смесь паров груза с воздухом или инертным газом, выходящая из выпускного отверстия
газоотвода, поднимается вертикально вверх под действием собственной кинетической энергии.
При наличии ветра происходит изменение направления потока газа в направлении ветра. Если
отсутствует ветер, то струя паров останется в вертикальном положении.
Подъёму струи в вертикальном положении препятствует также сила тяжести, под воздействием
которой пары (обычно тяжелее воздуха) стремятся опуститься вниз. Скорость потока
максимальна в момент прохождения газо-выпускного отверстия, а затем она уменьшается по
мере вовлечения в поток воздушных масс атмосферы. Вовлекаемый воздух уменьшает
концентрацию паров в потоке и соответственно его плотность. Можно сказать, что
постепенное уменьшение скорости потока, концентрации паров в нем и снижение плотности
потока, определяют окончательную конфигурацию газового облака и зоны воспламенения.
Считается, что рассеивание паро-воздушных смесей замедляется при низких скоростях ветра.
Такая точка зрения основывается на опыте, накопленном в процессе эксплуатации танкеров, и
количественной информации
о влиянии скорости ветра, полученной в результате
незначительного объёма экспериментальных работ. За последние годы были проведены
дополнительные исследования, которые показали, что
рассеивание паров во многом
определяется способом их выпуска из танков и линейной скоростью потока выпускаемого
газа, а не силой и направлением ветра.
Тем не менее, опыт показывает, что при скоростях ветра более 5 м/с обеспечивается
должное рассеивание потока, достаточное для снижения концентрации паров в нем
ниже НПВ.
С.П.Баскаков "Системы газоотвода"
-7-
Скорость выброса потока паров через газоотвод.
По мере увеличения скорости потока газовой смеси через отверстие газоотвода, на него
начинают воздействовать несколько факторов:
 Во-первых, увеличение концентрации паров возрастает пропорционально скорости потока
и, следовательно, увеличивается расстояние, которое пройдет струя паров до момента
полного рассеивания.
 Во- вторых, чем выше скорость потока, тем интенсивнее происходит его смешивание с
воздухом (разбавление), компенсирующие влияние первого фактора.
 В- третьих, низкая скорость выброса паров не придает достаточно энергии для
преодоления силы тяжести.
Для легкоиспаряющихся грузов процесс рассеивания будет выражен более ярко, и зона с
опасными концентрациями будет значительно шире, чем для грузов, испаряющихся менее
интенсивно.
Расположение и конструкция выпускных отверстий системы газоотвода
Площадь отверстия, через которое происходит выпуск газов из танка, при заданной
интенсивности потока, согласно закону Бернулли, определяет его линейную скорость и,
следовательно, эффективность смешивания потока с атмосферой. Необходимо также отметить,
что выпускные отверстия газоотводов имеют различную форму. Некоторые из них – обычные
трубопроводы, через которые газ беспрепятственно выходит в вертикальном направлении, а
некоторые имеют огнепреградители или защитные колпаки (дефлекторы), что приводит к
отклонению струи газов в сторону или же вниз. Основное назначение системы газоотвода
танков – обеспечение пожаробезопасности в районе грузовой палубы, т.е. рассеивание паров
углеводородов до концентраций ниже НПВ и поддержание позитивного давления в танке при
перевозке груза. Поэтому расположение газоотводных отверстий, снабженных дефлекторами,
должно осуществляться на большей высоте над грузовой палубой. Конструкция системы
газоотвода может быть самой разнообразной, но в любом случае она должна соответствовать
определенным требованиям:
1. Газоотводные системы грузовых танков должны быть полностью независимыми от
воздушных трубопроводов, обслуживающих другие помещения.
2. Устройство и расположение отверстий в грузовой палубе для выхода паров, должны
сводить к минимуму возможность проникновения воспламеняющихся паров в помещения,
опасные в пожарном отношении
3. Газоотводные системы должны быть сконструированы таким образом, чтобы не допускать
возникновения в грузовых танках избыточного давления или вакуума, превышающих
расчетные параметры:
1. Обеспечивать отвод незначительного количество паров из танка или впускать
воздух внутрь танка в процессе транспортировки груза, связанный с колебаниями
температуры груза;
2. Пропускать значительные объёмы паров или атмосферного воздуха во время
погрузки, балластировки или выгрузки, а также при дегазации или вентиляции
танков.
4. Газоотводные устройства каждого танка могут быть независимыми для каждого отдельного
танка или общими для группы грузовых танков. Для объединения газоотводных систем
допускается использование трубопроводов системы инертного газа.
5. Если устройство является общим для нескольких грузовых танков, то на газоотводных
системах нефтяных танкеров и танкеров-продутовозов должны быть установлены запорные
клапана, обеспеченные четкой визуальной индикацией их положения и запирающим
устройством, фиксирующим клапан, или изолирующие фланцы на каждом танке. На
газоотводных системах химовозов запрещено устанавливать запорные клапана.
С.П.Баскаков "Системы газоотвода"
-8-
6. Газоотводные устройства должны подводиться к верхней части каждого танка (к
расширителю) и самоосушаться в грузовые танки при всех нормальных условиях
дифферента и крена судна или, если необходимо, снабжаться осушительными пробками.
7. Газоотводная система должна быть оборудована устройствами для предотвращения
проникновения пламени в грузовые танки.
8. Должны быть приняты меры для предотвращения подъёма жидкости в газоотводную
систему до высоты, превышающей расчетное давление грузовых танков . Т.е ., грузовые
танки должны быть оборудованы системой сигнализации о высоком уровне груза в танках
или системой контроля за переливом груза в танки.
Выходные отверстия дыхательных клапанов должны быть расположены:
 На наибольшей практически возможной высоте над палубой грузовых танков, с тем,
чтобы обеспечить максимальное рассеивание воспламеняющихся паров, но не ниже
чем 2 метра от палубы;
 На практически возможном удалении
от ближайших воздухозаборников и
отверстий, ведущих в помещения, опасные в пожарном отношении;
Пропускная способность
газоотвода должна составлять не менее 125% от максимальной
интенсивности поступления груза в танк.
Особые требования предъявляются к предохранительным клапанам, устанавливаемым на
газоотводной системе и служащим для сброса паров или газов в атмосферу.
Существуют 3 вида таких клапанов:
1. Раздельные пресс – вакуумные клапаны (P/V VALVES);
2. Клапаны высокоскоростного выпуска (HIGH VELOCITY VALVES) ;
3. Комбинированные пресс/вакуумные клапаны высокоскоростного выпуска
Способы отвода газовой смеси из танка.
Отвод газов из танков может осуществляться как в атмосферу, так и в береговые сооружения
(см. раздел «Регулируемый выпуск паров»). На практике используются определения 3-х
основных способа отвода паров из танка:
 О (Open) – открытый (свободный) выброс паров в атмосферу,
 C (Controlled) – контролируемый отвод паров
 SR (Safety Relieve) - сброс паров с использованием предохранительных клапанов
газоотводной системы.
Однако в официальных документах, регламентирующих сброс паров груза из атмосферы танка,
предусмотрено всего лишь 2 основных способа: открытый (свободный) и контролируемый.
Открытый газоотвод.
Открытый газоотвод или же свободный выпуск паров из атмосферы танка должен
осуществляться таким способом, чтобы не создавать препятствий (за исключение сил трения
потоку газа) истечению атмосферы танка в ходе нормальных грузовых операций. Такой
газоотвод может состоять из трубопроводов, установленных отдельно на каждом танке, или
объединенных в общую систему, обеспечивающую должную сегрегацию грузов.
Следует иметь в виду, что сегрегация грузов обеспечивается не только исключением
возможного контакта жидкого груза, но и его паров!
С.П.Баскаков "Системы газоотвода"
-9-
Рис.3 . Отвод газов открытым способом через мерительные горловины танка. Такой
способ вентиляции допускается лишь при обработке грузов, которые не горят и не
являются токсичными.
На системе открытого газоотвода не должны устанавливаться запорные клапана. Выпуск паров
из танка происходит в процессе открытой вентиляции непрерывно через вентиляционное
отверстие с использованием
огнепреградительной сетки или без неё. То есть, при
использовании открытого способа вентиляции танков, избыточное давление внутри танка
минимальное. Однако даже к такой, казалось бы, простой системе отвода паров, Кодекс
предъявляет довольно жесткие требования:
 Выпускные отверстия системы газоотвода должны быть расположены на высоте не
менее 6 метров от грузовой палубы или переходного мостика, если они расположены
ближе 4-х метров от него.
 Выпускные отверстия должны быть расположены на удалении не менее 10 метров по
горизонтали от ближайших воздухозаборников, отверстий, ведущих в закрытые
помещения, палубных механизмов и устройств, включая брашпили, цепные ящики,
якорные клюза, включая любое другое оборудование, которое может создать опасность
воспламенения.
 Если выпускные системы газоотвода оборудованы огнепреградительными устройствами,
то следует учитывать возможность их блокировки из-за полимеризации или, застывания
паров груза, а также вследствие обмерзания.
Контролируемый газоотвод.
Согласно определению Кодекса, контролируемый газоотвод представляет собой систему
трубопроводов, оборудованную специальными клапанами, предотвращающими создание
избыточного давления в танке или его вакуумирование.
В обязательном порядке система контролируемого газоотвода должна быть установлена
на танкерах, осуществляющих транспортировку грузов с температурой вспышки ниже
60оС.
Система контролируемого газоотвода может состоять:
 из индивидуальных трубопроводов, установленных на каждом танке и оборудованных
раздельными клапанами, срабатывающими на избыточное давление или, вакуум;
 из индивидуальных трубопроводов, установленных на каждом танке и оборудованных
комбинированными пресс-вакуумными клапанами. Каждый индивидуальный прессвакуумный клапан может быть оборудован системой перепуска (байпасом).
Система контролируемого газоотвода может быть общей для какой-либо группы танков, и
отвод избыточного давления может осуществляться на отдельную вентиляционную колонну
(Vent Raiser).
С.П.Баскаков "Системы газоотвода"
- 10 -
Но в любом случае, на трубопроводах системы газоотвода ИСКЛЮЧАЕТСЯ установка
запорных клапанов (это основное отличие системы газоотвода химовозов от газоотводной
системы нефтяных танкеров).
Пресс-вакуумные клапаны должны обеспечивать свободный вход/выход паров или воздуха во
время грузовых операций, транспортировки груза, поддержание некоторого позитивного
давления в танке и его защиту от вакуумирования или избыточного давления. Для танкеров с
интегральными танками типа 2G давление срабатывания предохранительного клапана на
избыточное давление обычно составляет не более 21 кПа (2100 мм водяного столба), и на
вакуум – не менее 7 кПа (700 мм водяного столба).
Газо-выпускные отверстия системы контролируемого газоотвода должны быть расположены
таким образом, чтобы:
1. Смесь паров выбрасывалась вертикально вверх;
2. Выброс паров осуществлялся на высоте не менее 3-метров от грузовой палубы, если
газоотвод расположен на удалении более 4-х метров от переходного мостика и
обеспечена линейная скорость струи газа на выходе не менее 30 м/сек. Такое
увеличение линейной скорости потока достигается за счет установки на
газовыпускном отверстии специального высокоскоростного клапана (High Velocity
Valve-HV). Увеличение линейной скорости потока газа происходит за счет
дросселирования струи газа уменьшением площади сечения выпускного отверстия
3. Выброс паров осуществлялся на высоте 6 метров от палубы, если они расположены
в пределах 4 метров от переходного мостика и выпускное отверстие не оборудовано
высокоскоростным клапаном;
4. Выброс газов производился на удалении не менее 10 метров по горизонтали от
ближайших
воздухозаборников, отверстий, ведущих в закрытые помещения,
палубных механизмов и устройств, включая брашпили, цепные ящики, якорные
клюза, включая любое другое оборудование, которое может создать опасность
воспламенения;
Если системы выпуска газов при погрузке/выгрузке, и системы, обеспечивающие «дыхание»
груза в процессе транспортировки, установлены раздельно, то выпускные отверстия
«дыхательных» клапанов, в дополнение ко всему, должны быть расположены на удалении не
менее 5 метров от ближайших воздухозаборников, отверстий, ведущих в закрытые
помещения, палубных механизмов и устройств, включая брашпили, цепные ящики, якорные
клюза, включая любое другое оборудование, которое может создать опасность воспламенения.
а) Срабатывание при избыточном давлении,
б) Срабатывание при вакуумировании,
в) Принудительное открытие клапана вручную
Рис. 4 .Принцип действия автоматического пресс вакуумного клапана.
С.П.Баскаков "Системы газоотвода"
- 11 -
(а)
(б)
Рис. 5 . Комбинированный высокоскоростной пресс вакуумный клапан в сборе (а),
размещение клапана на системе газоотвода (б)
Как P/V так и H/V клапана должны обеспечивать прохождение паров груза или
атмосферного воздуха с интенсивностью в 1.25 раза выше, чем максимально допустимая
интенсивность налива/слива груза.
Вентиляция и дегазация танков.
Для дегазации и вентиляции грузовых танков, после перевозки грузов, иных, чем те, для
которых предусмотрен открытый способ вентиляции танков, то есть для грузов, выделяющих
взрывоопасные или токсичные пары,
предусмотрено оборудование химовозов
дополнительными системами для отвода газовых смесей из атмосферы танков.
Отвод газовых смесей из атмосферы танка может производиться как через системы газоотвода,
так и через специальные продувочные трубы, установленные на каждом танке. При наличии на
борту установки инертного газа, танкер оборудуется системой продувочных трубопроводов,
которые используются для отвода газовой смеси из танка при одновременной работе системы
инертного газа. Система продувочных труб должна обеспечить:
1. Свободный отвод газовой смеси из атмосферы танка при полной производительности
системы ИГ.
2. Выброс газовой смеси вертикально вверх с линейной скоростью потока не менее 30 м/с
3. Выпускное отверстие продувочной трубы должно быть расположено на высоте не
менее 2м от грузовой палубы.
В случае, если выпускное отверстие оборудовано огнепреградительными устройствами,
линейная скорость выброса газовой смеси может быть уменьшена до 20 м/с. Приемные
отверстия продувочных труб должны быть расположены на возможно большем удалении от
входного отверстия трубопроводов для подачи в танки ИГ или воздуха. Входные отверстия
продувочных труб могут быть расположены или на уровне грузовой палубы или на высоте не
более 1 метра от днища танка. Выходные отверстия продувочных труб должны быть
оборудованы герметичными крышками.
Если химовоз не имеет системы инертного газа, то предусматривается его оборудование
специальными вентиляторами для продувки и дегазации грузовых танков, которые могут быть
как стационарными, так и переносными.
С.П.Баскаков "Системы газоотвода"
- 12 -
Рис. 6. Использование стационарного вентилятора для дегазации и вентиляции танков
(а)
(б)
Рис. 7. Использование переносных вентиляторов (а) и продувочных труб (б)
для дегазации и вентиляции танков
Меры предосторожности при погрузке грузов с высоким ИДП.
Если в процессе погрузки таких грузов, обнаруживаются слои газа необычно большой
толщины, то погрузку следует производить с длительным стравливанием паров из танка. В
таком случае вокруг танкера возможно образование газового облака с высокой концентрацией
паров, что требует принятия дополнительных мер предосторожности:
1. Погрузка должна производиться только закрытым способом.
2. Погрузка должна быть прекращена при скорости ветра менее 5 м/с.
3. Начало налива должно осуществляться с очень низкой интенсивностью.
4. Завершение погрузки также должно производиться с низкой скоростью.
5. Принять меры для предотвращения образования вакуума в погрузочном трубопроводе.
6. Обеспечение инструментального контроля за рассеиванием паров.
7. Выпуск паров производить на значительном расстоянии от воздухозаборных отверстий.
8. Отказ от погрузки груза, имеющего температуру, соответствующую температуре его
кипения.
Вторичные средства газоотвода.
При отводе газовой смеси из танка через газоотводную систему, происходит дросселирование
газовой струи. Процесс дросселирования на выходе газо-выпускного отверстия системы
газоотвода сопровождается резким понижением давления в струе и, соответственно,
снижением температуры газа. Во-первых, это приводит к интенсивной конденсации паров
груза или паров воды, содержащихся в газовой смеси, а во-вторых, при пониженной
температуре сконденсировавшаяся жидкость может застыть и блокировать газо-выпускное
отверстие, что, в свою очередь, может привести к переопрессовке или вакуумированию танка.
С.П.Баскаков "Системы газоотвода"
- 13 -
Во избежание этого, новыми требованиями ИМО предусматривается дооборудование танкеров
вторичными средствами газоотвода до 1 июля 2001 года. В качестве вторичных средств
газоотвода на танкерах, оборудованных системой инертного газа, могут служить защитные
устройства системы инертного газа.
Дооборудование танкеров вторичными системами газоотвода не требуется, если танкер:
1. Оборудован системой открытой вентиляции танков.
2. Не перевозит грузы с температурой вспышки менее 60оС.
3. Оборудован системой инертных газов с прерывателем давления (P/V Breaker)
Однако на химовозы и химовозы-продуктовозы данные требования пока не распространяются.
Тем не менее, в кодексе IBC предусматриваются аналогичные требования к новым химовозам,
построенным после вступления требований ко вторичным средствам газоотвода в силу.
Регулируемый выпуск паров - РВП
Основное назначение системы РВП - обеспечение погрузки легкоиспаряющихся органических
грузов по замкнутому контуру, когда исключается выброс паров в атмосферу. Причем,
утилизация газовой смеси, образующейся в результате испарения груза в грузовых танках
судна, может осуществляться самыми разнообразными методами. Как отводом газов в те же
самые береговые емкости, из которых происходит погрузка, так и отводом их на специальные
газоперерабатывающие устройства, которые могут осуществлять улавливание паров и их
абсорбцию, повторное сжижение паров или их полное сжигание.
Согласно требования ИМО, каждый химовоз, танкер-продуктовоз или танкер для перевозки
сырой нефти, должен быть оборудован стационарным трубопроводом, для сбора и отвода газов
из грузовых танков, причем манифолд системы газоотвода должен быть расположен как можно
ближе к грузовым манифолдам (рис. 8). Но на химовозах, которые могут одновременно
осуществлять обработку значительного количества разнородных грузов, требующих отвода
паров
в береговые приемные устройства,
допускается
установка дополнительных
соединительных патрубков для отвода паров на каждом грузовом танке.
Рис. 8. Расположение манифолда системы регулируемого выпуска паров.
С.П.Баскаков "Системы газоотвода"
- 14 -
Расширитель
грузового танка
Газоотводные
мачты
Манифолды
контролируемого
газоотвода
Дополнительные
соединительные
фланцы
Рис. 9. Общая схема газоотводной системы химовоза.
Требования к системам регулируемого газоотвода.
Объединение терминала и судна дополнительным трубопроводом, по которому происходит
транспортировка взрывоопасных и/или токсичных газов, требует принятия дополнительных
защитных мер. В настоящее время существуют стандарты, разработанные ИМО, в отношении
проектирования,
и эксплуатации
систем контролируемого газоотвода, которые
устанавливаются на танкерах, а OCIMF опубликовал руководство, касающееся устройства
манифолда для отвода паров с судна на берег (рис.10.).
Конструкция судового манифолда для отвода паров.
В целях предотвращения
неправильного подсоединения судового манифолда для отвода
паров к линии терминала, с наружной стороны манифолда наносится специальная маркировка
желтого и красного цвета, поверх которой делается надпись черного цвета «ПАРЫ» ( VAPOR).
Расположение надписи должно соответствовать положению маленькой стрелки часов, когда
они показывают 10 часов или 2 часа. Кроме того на лицевой поверхности каждого фланца
газоотводного манифолда должен быть стационарно закреплен цилиндрический штифт
(соответствующий положению стрелок часов показывающих 12 часов) размером:
 Длина 1 дюйм ( 2,54 мм )
 Диаметр ½ дюйма ( 12,7 мм)
Соответственно
во фланцах соединительных шлангов должно быть предусмотрено
дополнительное отверстие для такого
штифта. Газоотводный манифолд должен быть
оборудован специальным патрубком с пробкой для подсоединения переносного манометра
С.П.Баскаков "Системы газоотвода"
- 15 -
Рис. 10. Внешний вид судового манифолда системы контролируемого газоотвода.
Контроль параметров газоотводной системы
Процедура выполнения грузовых операций по замкнутому циклу предусматривает контроль
давления и уровня груза в танке. В процессе использования системы отвода паров может
возникнуть перепад давления в системе, что, в свою очередь, может привести к изменению
давления в грузовых танках и срабатыванию предохранительных клапанов на танке. В связи с
этим, система отвода паров должна быть обеспечена системой звуковой и световой
сигнализации о
предельном
давлении в системе. Пределы срабатывания системы
сигнализации составляют 80% от верхнего и нижнего давления срабатывания пресс вакуумных
клапанов системы газоотвода грузовых танков. Кроме того, скорость поступления груза в танк
должна быть рассчитана по определенной методике, с тем, чтобы давление в танке не
превышало установленные параметры.
Защита грузового танка от переполнения грузом.
Переполнение грузового танка при использовании системы регулируемого выпуска паров
(РВП) приводит к возникновению таких же опасностей, как и при «закрытом» способе
погрузки. Поэтому важно, чтобы системы контроля уровня груза в танках при погрузке с
использованием системы отвода паров, обеспечивали надежность и позволяли производить
замеры уровня груза с достаточной точностью без разгерметизации танка. Для выполнения
требований по использованию РВП на танкере предусматривается наличие автономной
сигнализации о переполнении танка, способной обеспечить подачу звукового и светового
сигналов при заполнении танка до такого уровня, который обеспечит безопасное прекращение
поступления груза в данный танк. В нормальной практике достаточной считается установка
двух видов сигнализации предельного заполнения танка: 95% заполнения объёма заполнения
танка и 98% заполнения объёма танка. Каждый вид сигнализации должен быть независимым,
С.П.Баскаков "Системы газоотвода"
- 16 -
обеспечивать подачу звукового и светового сигнала различного цвета и тональности. Обычно
световая сигнализация 95%-ного заполнения танка оборудуется проблесковым световым
сигналом оранжевого цвета, а 98%-ного заполнения танка – проблесковым световым сигналом
красного цвета. Проверка таких датчиков должна проводиться до начала погрузочных
операций, а именно, в течение 24 часов до захода судна в порт.
Отбор проб и замеры уровня груза.
Грузовой танк не должен разгерметизироваться для замеров или взятия проб в то время,
когда он соединен с системой отвода паров, если он не будет изолирован от всех
остальных танков, и не будут предприняты меры для обеспечения пожаробезопасности и
снижения избыточного давления в танке.
Наличие жидкого груза в линии газоотвода.
Судовые системы газоотвода должны быть оборудованы средствами и устройствами для
эффективного осушения и сбора любого конденсата, который может накапливаться в системе
газоотвода. Любое скопление жидкости в системе газоотвода препятствует свободному отводу
паров и может стать причиной возникновения зарядов статического электричества на
поверхности жидкости или же вызвать чрезмерное повышение давления в системе газоотвода.
Поэтому в нижних точках судовой системы газоотвода должны быть предусмотрены
осушительные пробки или клапаны, которые необходимо периодически открывать во время
погрузки с целью своевременного обнаружения жидкости в газоотводе.
Разряд статического электричества.
При использовании системы контролируемого газоотвода необходимо соблюдать те же самые
требования относительно первоначальной скорости налива, отбора проб и замеров, что и в
любом случае погрузки грузов аккумулирующих статическое электричество.
Все фланцевые соединения системы газоотвода должны иметь между собой надежное
электрическое соединение, обеспечивающее единую электрическую цепь, заземленную на
корпус судна. Подсоединение же берегового трубопровода должно быть электрически
изолировано от судовой системы отвода паров, что обеспечивается использованием
изолирующего фланца.
Подготовка судового персонала
Важно, чтобы персонал, участвующий в операциях по перекачке груза с использованием
системы отвода паров, прошел специальное обучение по использованию конкретной системы
газоотвода, установленной на борту судна. Подготовка должна охватывать вопросы назначения
и принципа действия системы, устройства оборудования, которое используется в процессе
грузовых операций, а также опасности, возникающие при выполнении перекачки груза таким
способом. Помимо устройства системы, персонал должен знать особенности её эксплуатации,
включая необходимые проверки и испытания, последовательность операций
по её
использованию, процедуры по запуску и остановке системы при нормальной эксплуатации и в
аварийных ситуациях. Кроме этого персонал должен знать устройство и принцип действия
береговых систем и оборудования.
Требования USCG к системам контролируемого газоотвода. (Vapor Control System)
На территории США существуют довольно жесткие требования к системе газоотвода и по
контролю за её использованием. Эти требования регламентируют, прежде всего, наличие на
С.П.Баскаков "Системы газоотвода"
- 17 -
борту судна документации о соответствии системы отвода паров требованиям USCG. Такой
документ может быть выдан
любым классификационным обществом-членом МАКО
(Международная Ассоциация Классификационных Обществ).
Требования USCG к конструкции систем газоотвода, практически не
отличаются от
требований международных, только лишь немного конкретизированы и развернуты:
1. Во – первых каждый танкер, перевозящий химические грузы наливом, должен быть
оборудован системой газоотвода, обеспечивающий при необходимости отвод паров
груза в береговые трубопроводы для их утилизации или уничтожения.
2. Манифолды системы газоотвода должны иметь соответствующую маркировку и
стационарный штифт, установленный на фланцах судового манифолда.
3. Диаметр манифолда системы газоотвода должен составлять 6 дюймов или 150 мм.
4. Все шланги, используемые в системе газоотвода, должны быть промаркированы
соответствующим образом ( VAPOR) и иметь желтый цвет.
5. Испытание таких шлангов должно быть произведено на давление, не менее чем 1,758
кг/см² на избыточное давление и, как минимум 0,140 кг/см² на вакуум. Шланги
должны быть электропроводными и иметь стальные фланцы весом не более10 кг.
6. Поверхность фланцев должна быть отшлифованной, а конструкция фланца должна
быть такой, чтобы предотвращать скручивание шланга ( т.е. вращающиеся фланцы).
7. Подсоединение отдельного танка к системе газоотвода может осуществляться шлангами
диаметром 100 мм и длиной не более 3-х метров.
8. Подсоединение системы газоотвода одного танка к береговому газоотводу должно
осуществляться с использованием шланга диаметром 100 мм и длиной не более 50
метров.
9. Для обеспечения должного контроля за переполнением танка, требуется установка
двойной системы сигнализации заполнения каждого танка ( 95 % заполнения объёма
танка и 98% заполнения объёма танка.)
10. Звуковые и световые сигналы, подаваемые такой двойной системой сигнализации
должны отличаться друг от друга.
11. Если же система защиты танка от переполнения, предусматривает автоматическое
закрытие грузового клапана на каждом танке, то при нормальном закрытии клапана
система сигнализации 98% заполнения танка не должна срабатывать.
12. В любом случае запрещено заполнение танка свыше предельного уровня заполнения
танка, но не более 98,5 % от объёма танка.
13. Должно быть предусмотрено оборудование танков системой для «закрытого» контроля
уровня груза в танке.
Организационные мероприятия и требования к эксплуатации таких систем также определены
несколько шире, чем международные:
1. Прежде всего, судно, оборудованное системой контроля за выпуском паров (Vapor
Recovery System) должно иметь подробную инструкцию по использованию такой
системы с описанием всех необходимых операций и расчетов. Такая инструкция должна
быть одобрена классификационным обществом, и соответствовать требованиям USCG.
2. Обучение персонала, принимающего участие в перегрузочных операциях должно
производиться регулярно, но не реже, чем один раз в 6 месяцев.
3. Инструкция по использованию VRS должна включать в себя подробные чертежи
системы газоотвода.
4. Для каждого судна должны быть произведены расчеты пропускной способности
системы газоотвода при перевозке различных грузов и определена максимальная
скорость погрузки как отдельно в каждый танк, так и с использованием общей системы
VRS.
5. Падение давления в системе газоотвода не должно превышать 80 % от установочного
давления срабатывания P/V клапанов.
С.П.Баскаков "Системы газоотвода"
- 18 -
6. Должна быть предусмотрена методика расчета падения давления в газоотводе (Drop
Pressure Calculation) для каждого конкретного случая погрузки.
Максимальная интенсивность налива.
Максимальная скорость поступления груза в танк, при использовании системы отвода паров,
для каждого отдельного танка или же группы танков определяется, прежде всего:
1. Временем, необходимым для принятия мер по предотвращению переполнения танка.
2. Пропускной способностью системы газоотвода.
3. Падением давления в системе газоотвода.
На основании первых двух пунктов судостроительным заводом рассчитываются значения
максимальной скорости налива для каждого танка. Третья составляющая (перепад давления в
системе газоотвода ) должна быть рассчитана грузовым помощником для каждого конкретного
случая погрузки.
Расчет максимальной скорости налива по времени реагирования.
Расчет максимальной скорости погрузки на основании предела заполнения танка основывается
на следующих параметрах:
 сигнализации о переполнении танка срабатывает обычно на 98 % от объёма танка. То
есть остается ещё 2 % объёма, который необходимо заполнить, прежде чем произойдет
перелив груза из танка.
 время, которое необходимо экипажу для принятия мер в случае срабатывания
сигнализации о переполнении танка, не должно превышать 1 минуту.
Следовательно, максимальная скорость налива определится тем объёмом, который останется в
самом маленьком танке после срабатывания системы сигнализации.
Допустим, что объём самого маленького танка на судне составляет 500 м³, тогда
максимальная скорость налива с учетом времени реагирования экипажа составит:
(500 · 0,02 ) m³/мин · 60 мин = 600 m³/час.
Расчет максимальной скорости налива по пропускной способности системы газоотвода.
Такие расчеты должны быть произведены для каждого танка конкретного судна, в
зависимости от диаметра газоотводной системы и с учетом плотности паров груза. Как и любой
трубопровод, система газоотвода оказывает сопротивление движению в ней потока жидкости
или газа. И чем выше интенсивность потока и плотность паров, тем выше будет давление в
трубопроводе. Поскольку система газоотвода предназначена для защиты грузовых танков от
переопрессовки или вакуумирования, то и при максимальной интенсивности налива, давление
в танке не должно превышать допустимые пределы (обычно 80% от конструктивного давления
танка). Данные о максимальной интенсивности налива должны быть указаны в технической
документации в виде таблицы или графиков (рис.11).В примерах, рассматриваемых ниже,
приведены расчеты для конкретного судна, на центральных танках которого установлена
газоотводная система диаметром 5 дюймов, на бортовых танках – 4 дюйма, а на слоп-танках – 3
дюйма. Как можно видеть из таблицы, интенсивность налива уменьшается с уменьшением
диаметра газоотвода и с увеличением плотности паров. Бортовые танки и слоп-танки обычно
заполняются попарно, поэтому в таблице приведены значения максимальной скорости налива в
зависимости от времени реагирования для двух бортовых танков и слоп- танков. При расчете
максимальной скорости налива в зависимости от плотности паров груза, используются
стандартные значения плотности:
 По требованиям USCG используются значения относительной плотности паров 1,00;
1,05; 1,50; 2,00; 3,15; 5,00 и 15,00
С.П.Баскаков "Системы газоотвода"
- 19 -

По международным требованиям используются значения абсолютной плотности
паров: 1,3; 2,7; 3,6; 5,608 кг/м3
максимальная интенсивность налива рассчитывается индивидуально для каждого танка или по
группам танков, объединенных общей газоотводной системой.
Максимальная скорость налива, м3/час
Относительная плотность паров груза
(плотность воздуха равна 1,0)
Максимальная скорость налива
времени реагирования (1 минута)
1,00
1,05
1,50
2,00
3,15
5,00
15,00
по
Центральные
танки
(объём 1100 м3)
Бортовые
танки
(объём
каждого
600 м3)
Слоп танки (объём
каждого 400 м3)
1,080
1,180
915
802
775
620
528
419
338
217
739
717
582
499
398
322
204
483
472
396
344
275
219
127
Перепад давления, psi
Таблица 1. Максимальная интенсивность налива по группам танков
Интенсивность налива, м3/час
Рис. 11. График зависимости давления в газоотводе от интенсивности налива
Расчет интенсивности налива с использованием системы отвода паров.
При погрузке по замкнутому циклу, т. е. с использованием береговой системы газоотвода,
возникает опасность опрессовки грузовых танков, с последующим выбросом паров в
атмосферу через газоотводную систему грузовых танков, или же их вакуумирования. Согласно
международным требованиям все суда должны быть
укомплектованы необходимой
информацией и документацией по расчету, так называемого «максимального перепада
давления» в системе газоотвода, значение которого не должно превышать 80% от
установочного
давления предохранительных клапанов грузовых танков. Максимально
допустимый перепад давления в системе отвода паров и определяет
максимальную
интенсивность поступления груза в грузовой танк.
С.П.Баскаков "Системы газоотвода"
- 20 -
Методика расчета максимальной скорости налива при использовании системы отвода паров по
требованиям USCG приведена в публикации “Guidelines for Determine the Maximum Liquid
Transfer Rate for a Flammable or Combustible Cargo using a Vapor Control System” (Руководство
по расчету максимальной скорости перекачки взрывоопасных или воспламеняющихся
жидкостей с использованием системы отвода паров), от 24 августа 1993 года. Резолюция
ИМО, регламентирующая устройство и техническую эксплуатацию газоотводной системы,
вообще не приводит методики ни расчета максимальной скорости налива, ни перепада
давления в системе отвода паров. И поскольку USCG не требует от иностранных судов
производить такие расчеты по их методике, более того, как
будет показано ниже,
внесистемные единицы, используемые USCG , неприемлемы для
Европы, расчеты
производятся на основании методик, одобренных национальными правилами.
Общие требования к методике расчетов перепада давления в системе отвода паров.
Для большинства грузов, перевозимых на танкерах,
эмиссия паров (интенсивность
парообразования) составляет менее 125 % от интенсивности парообразования
над
поверхностью воды при той же самой температуре. Грузы, которые имеют высокую эмиссию
паров, выделены в отдельный список. Для расчета эмиссии паров используется численное
значение ИДП груза при температуре 46 ° С. Эмиссия или скорость парообразования
выражается в цифровом или процентном значении. Например 1,25 (или 125 % ) означает, что
в процессе погрузки в танке образуется паров в 1,25 раза больше, чем объем жидкости,
поступившей в грузовой танк. Обе этих величины (плотность паров смеси и интенсивность
парообразования) используются для расчетов перепада давления в системе газоотвода. Для
каждого судна расчет производится индивидуально, основываясь на диаметре газоотводной
системы, её конструкции, степени шероховатости внутренней поверхности трубопроводов и их
протяженности, плотности паров грузов, разрешенных к перевозке на данном типе химовоза,
коэффициенте парообразования груза, количестве танков, одновременно подлежащих погрузке.
Газоотводная система должна предусматривать
независимое подсоединение к системе
контролируемого газоотвода, как одного танка, так и нескольких . Перепад давления при этом
рассчитывается как для каждого танка отдельно, так и для общей газоотводной системы.
Скорость налива может быть различной для каждой группы танков. Типовой расчет перепада
давления в системе газоотвода включает в себя определение максимальной скорости налива
для :
 Центральных танков;
 Бортовых танков;
 Слоп-танков;
 При использовании основного газоотвода;
 Для каждого танка индивидуально.
На берег
1
250 м³/час
2
450 м³/час
100 м³/час
100 м³./час
3
Рис12. Примерная схема подключения грузовых танков к общей судовой системе
контролируемого газоотвода
С.П.Баскаков "Системы газоотвода"
- 21 -
Поскольку невозможно определить точную конфигурацию танков на момент погрузки,
расчет производится для наихудшего случая (наибольшего значения) перепада давления
в каждой составляющей системы.
Рассмотрим отличия в рекомендованных методиках расчета перепада давления в системе
отвода паров по требованиям USCG и Морского Регистра РФ на конкретных примерах.
Методика расчета перепада давления по требованиям USCG.
Расчет перепада давления в трубопроводе производится с использованием формулы Дарси:
p 
 V 2
2g

f L
D
где :
∆р – перепад давления в газоотводе;
ρ – относительная плотность паров,
ρ=VMD · ρa;
VMD (Vapor Mixture Density)- относительная плотность паровоздушной смеси;
ρa – плотность воздуха;
V – линейная скорость поступления жидкости в танк;
V = q/A
q –интенсивность поступления паров в газоотвод м3;
q= (1 + VGR) · qL
VGR (Vapor Growth Rate) – интенсивность парообразования;
VGR = 1+ 0,25 (pS / 12,5)
рS- давление насыщенных паров груза при +46оС, psi
qL- интенсивность налива жидкости в танк, м3/час;
А – площадь поперечного сечения газоотвода;
А= π· D2/4;
D - внутренний диаметр газоотвода;
L – длина газоотвода;
f- коэффициент трения газ-трубопровод;
g- ускорение свободного падения;
подставляя вышеуказанные параметры в уравнение Дарси, получим:
p 
VMD   a  ( 1  VGR ) 2  ( q L ) 2 f  L

D
2  g  A2
или же:
8  a  ( q L )2  f  L
p  VMD  ( 1  VGR ) 
g  2  D5
2
Как можно видеть из уравнения, последний его множитель (плотность воздуха, скорость
налива, длина и диаметр трубопровода и т.д. ) останутся неизменными для данного груза.
Падение давления в трубопроводе будет изменяться при изменении плотности паровоздушной
С.П.Баскаков "Системы газоотвода"
- 22 -
смеси и интенсивности парообразования. Для грузов, имеющих коэффициент парообразования
больше 125%, составлена специальная таблица поправок для расчета перепада давления в
газоотводе.
Для грузов, перечисленных в данной таблице, при определении интенсивности налива в
каждый
Cargoes with a high vapor growth rate
отдельный
CHRIS
Correction
Cargoes name
танк, вход в
Code
factor
таблицы
Ammoniun sulphide solution (45% or less)
ASS
1,07
зависимости
Tert- Butylamin
BUA
1,04
перепада
Cyclopentane
CYP
1,01
давления в
Cyclopentene
1,08
газоотводе
1,6- Dichlorohexane
1,10
от
Dichloromethane
DCM
1,10
интенсивнос
Dimethyl Sulphide
DSL
1,12
ти налива,
Dimethylamine solution 50%
DMY
1,05
Ethyl Mercaptan
EMC
1,06
необходимо
Ethylamine
EAM
1,45
осуществлят
Ethylamine solution 72% or less
EAN
1,05
ь
по
Isopentane
IPT
1,22
произведени
Isoprene
IPR
1,15
ю
Isopropylamine
IPP
1,17
интенсивнос
Methyl Formal
MTF
1,06
ти налива в
Methyl Formate
MTA
1,22
каждый
Methylamine solution 42% or less
MTA
1,01
отдельный
Neohexane
NHX
1,01
танк
на
1,3- Pentadiene
PDE
1,07
соответству
Iso- Pentane
IPT
1,23
ющий
Pentane (all isomers)
PTA
1,14
коэффициен
1Pentene
PTE
1,20
т.
Pentene ( mixtures)
PTX
1,15
Например,
Propionaldehyde
PAD
1,02
при
Propylamine
PRA
1,03
погрузке
Iso- Propylamine
IPP
1,17
Propylene
Propylene Oxide
POX
1,15
Oxide при
Vinyl Ethyl Ether
VEE
1,12
общей
интенсивности налива 600 м3 /час и с предполагаемой интенсивностью 150 м3/час в каждый
центральный танк, вход в таблицу 4 производится :
1. по вертикали – по значению 600
2. по горизонтали – 150 х 1,15 = 172, ближайшее большее табличное значение составляет
200,
3. на пересечении строки, соответствующей значению 200 и столбца –600, выбираем
перепад давления в системе газоотвода каждого танка, равный 0,10 бар.
Таблица 2. Коэффициенты для расчета интенсивности налива в отдельный танк для
грузов с высокой интенсивностью парообразования
С.П.Баскаков "Системы газоотвода"
- 23 -
Пример:
Судно планирует погрузку Butyl Acetate в танки 1л/б, 2Центр и 7пр/б. Для отвода паров из
танков используются разные системы газоотвода.
В соответствующей ячейке Таблицы 3 находим, что интенсивность парообразования (VGR)
для Butyl Acetate, составляет 102%, следовательно, этот груз не является грузом с “Высокой
интенсивностью парообразования», в той же строке таблицы
выбираем
значение
относительной плотности паров груза ( 2,07), по которому из таблицы 1, в строке,
соответствующей ближайшему большему значению относительной плотности паров груза
(3,15) выбираем максимальную скорость погрузки для каждого танка:
1л/б ( бортовой танк) = 398 м³/час
2Ц ( центральный танк) = 419 м³/час
7пр/б( слоп танк) = 275 м³/час
Таким образом определяется максимальная скорость налива в каждый танк, однако
суммарная скорость погрузки для каждого груза может быть снижена в зависимости от
перепада давления в общей системе газоотвода. Максимальная скорость выгрузки каждого
танка также рассчитывается в зависимости от пропускной способности газоотводной системы
каждого танка и плотности смеси паров груза с воздухом. Но скорость выгрузки определяется
ещё и максимальной производительностью грузовых насосов.
Пример 2:
В грузовые танки № 1Ц и 2л/б предполагается принять груз Acetic Acid. Поскольку пары
груза обладают высокой токсичностью (вызывают отек легких даже при незначительных
концентрациях паров в атмосфере), погрузка осуществляется закрытым способом с отводом
С.П.Баскаков "Системы газоотвода"
- 24 -
паров в береговой газоотвод. По заявлению представителей терминала они могут обеспечить
налив с интенсивностью не более 600 м3/ час, в береговом газоотводе поддерживается
избыточное давление в 34 миллибара.
Необходимо рассчитать максимальную интенсивность налива груза в каждый танк.
1. Определяем исходные параметры для Acetic Acid. В “Vapor Control Cargo List “ (далее
«Основная таблица») по названию груза определяем скорость парообразования “Vapor
Growth Rate” (VGR), которая для Acetic Acid составляет 102 % , а относительная
плотность паров - 2,07. Поскольку скорость парообразования для данного груза менее
125% , будем использовать «Основную таблицу» (3) .
2. Основываясь на том, что максимальная скорость погрузки, которую может обеспечить
терминал, составляет 600 м3/час, произведем расчет падения давления в газоотводе.Для
конкретного судна, данные которого используются в примерах, можно производить
погрузку груза со скоростью 400 м³/час в танк 1Ц и со скоростью 200 м³/час в танк 2л/б
(производительность балластного насоса составляет 200 м³/час, и обеспечить налив без
крена при более интенсивном наливе в бортовой танк - невозможно).
3. Используя таблицу 1, для значения относительной плотности паров 3,15 ( всегда
выбираем ближайшее большее значение относительной плотности) определяем
максимально возможную скорость налива для каждого танка.:
1Ц = 419 м³/час .
2л/б = 398 м³/ час.
4 Следующий этап – определение перепада давления для каждого танка. Для этого в
таблицах (4 и 5) «Контроль перепада давления в системе газоотвода» (Vapor Control
System Pressure Drop Table), которые составляются для каждого отдельного танка с
учетом относительной плотности паров груза, выбираем таблицу, соответствующую
танку (центральный или бортовой), для VGR <= 1.25 и плотности паров равной 3,15.
5 На верхней шкале таблицы для центральных танков выбираем
значение,
соответствующее общей максимальной скорости налива 600 м³/час, а на левой шкале
находим значение соответствующее максимальной скорости налива в танк 1Ц - 400
м³/час, в месте пересечения строки и столбца определяем значение перепада давления в
газоотводе - 0,017 бар.
6 Для танка 2л/б при максимальной скорости налива 200 м3/час, перепад давления
составит 0,013 бар (пересечение колонки со значением 600 м³/час и строки 200м³/час.)
При входе в таблицы всегда используется ближайшее БОЛЬШЕЕ значение.
7 Поскольку система газоотвода общая для обоих танков, при расчетах будем
использовать максимальное значение перепада давления, в данном случае - 0,017 бар.
8 Определяем максимально допустимый перепад давления в системе:
(0,196 бар х 80 %)/100% - 0,034 бар = 0.126 бара
Поскольку оба танка подсоединены в общую систему газоотвода ( диаметром 6 дюймов),
естественно, учитываем перепад давления в общей системе газоотвода по специальной
таблице или графику (не приведены в пособии), вход в которые производится по максимальной
интенсивности налива. При интенсивности налива 600 м³/час перепад давления в общей
системе газоотвода (Header) составит 0,015 бара.
Суммарный перепад давления в общей системе составит:
0,017 + 0,015 = 0,032 бара.
В «Основной таблице» в столбце, соответствующем установочному давлению срабатывания
предохранительного клапана (3 psi) для Acetic Acid поправка за относительную плотность
паров
и избыточное давление в системе газоотвода составляет 1,06. Следовательно,
максимальный перепад давления в общей системе газоотвода при интенсивности налива 600
м³/час будет равен:
0,032 х 1,06 = 0,0339 ≈ 0,034 бара
С.П.Баскаков "Системы газоотвода"
- 25 -
Можно сказать, что при такой скорости погрузки (600 м³/час) не возникает чрезмерного
перепада давления в системе газоотвода и не произойдет срабатывание P/V клапана.
Все таблицы и
кривые рассчитаны
для грузов, которые имеют
скорость
парообразования 1:1 и менее, молярный вес 200 г/ моль и вязкость паров менее 0.015
сантипуазов.
С.П.Баскаков "Системы газоотвода"
- 26 -
С.П.Баскаков "Системы газоотвода"
Vapor Growth
Rate, %
Vapor Mixture
density at 2 psi
Vapor Mixture
density at 3 psi
Boiling point ,
oC
1265
Vapor
Viscosity c.p.
1824
Vapor pressure
at 114 F,psia
1123
Vapor relative
density
2790
1090
1093
1547
1114
Liquid relative
density
AAC
ACT
ACN
ANL
BNZ
BTX
BCN
IBA
CSS
DEL
DEG
EAC
EHX
GAT
HXA
IPR
JPO
PTA
Molecular
Weight
Acetic acid
Acetone
Acrylonitrile
Aniline
Benzene
Benzene, Toluene, Xylene mixture
n- Butyl Acetate
Iso- Butyl Acetate
Caustic soda
1,2-Dichlorethylene
Diethylene glycol
Ethyl acrylate
2-Ethyl Hexanol
Casoline, motor
n- Hexane
Isоprene
Jet Fuels (JP-1)
Pentane
UN No.
Cargo name (per CHRIS Code or
IBC)
CHRIS Code
Таблица 3. Список грузов, требующих отвода паров (VAPOR CONTRОL CARGO LIST)
60
58
52
93
78
122
116
116
40
97
106
100
130
99
86
68
86
72
1,05
0.79
0.81
1.02
0.88
0.84
0.88
0.87
1.53
1.27
1.12
0.93
0.83
0.74
0.66
0.69
0.79
0.63
2.07
2.00
1.79
3.22
2.80
2.80
4.00
4.00
1.38
3.34
3.66
3.50
4.50
3.40
3.00
2.35
3.00
2.48
0.92
10.00
5.00
0.04
4.50
7.30
0.80
0.60
1.47
11.19
0.00
2.00
0.01
12.50
7.00
21.76
2.45
21.00
0.0092
0.0090
0.0096
0.0071
0.0079
0.0075
0.0074
0.0071
0.0080
0.0104
0.0074
0.0074
0.0100
0.0072
0.0068
0.0077
0.0073
0.0074
102
120
110
100
109
115
102
101
103
122
100
104
100
125
114
144
105
142
1.06
1.60
1.24
1.01
1.49
1.79
1.14
1.11
1.03
2.57
1.00
1.30
1.00
2.80
1.84
2.35
1.29
2.48
1.06
1.57
1.22
1.01
1.46
1.74
1.14
1.10
1.03
2.48
1.00
1.28
1.00
2.70
1.79
2.35
1.28
2.48
118
56.7
77.0
184
80
80
127
118
198
60
244
99
183
60
69
34
92.5
36
23
Таблица 4. Перепад давления в системе газоотвода для центральных танков (используется
значения относительной плотности паров груза)
отдельная таблица для каждого
Скорость Падение давления в системе газоотвода, бары
налива в
каждый
Общая интенсивность налива, м3/час
танк,
м3/час
150
300
400
500
550
600
700
750
800
850
900
950
1000
1100
1200
50
100
150
0,001
0,002
0,003
0,002
0,003
0,004
0,003
0,004
0,005
0,005
0,006
0,007
0,006
0,007
0,008
0,007
0,008
0,009
0,010
0,011
0,012
0,012
0,013
0,014
0,013
0,014
0,015
0,015
0,016
0,017
0,017
0,018
0,019
0,018
0,019
0,020
0,020
0,021
0,022
0,024
0,025
0,026
0,029
0,030
0,031
200
250
0,005
0,006
0,006
0,007
0,008
0,009
0,009
0,010
0,010
0,011
0,013
0,014
0,015
0,016
0,016
0,017
0,018
0,019
0,020
0,021
0,021
0,022
0,023
0,024
0,027
0,028
0,032
0,033
300
350
400
0,008
0,009
0,011
0,013
0,011
0,013
0,015
0,012
0,014
0,016
0,013
0,015
0,017
0,016
0,018
0,020
0,018
0,020
0,022
0,019
0,021
0,023
0,021
0,023
0,025
0,023
0,025
0,027
0,024
0,026
0,028
0,026
0,028
0,030
0,030
0,032
0,034
0,035
0,037
0,039
0,017
0,020
0,018
0,021
0,019
0,022
0,022
0,025
0,024
0,027
0,025
0,028
0,027
0,030
0,029
0,032
0,030
0,033
0,032
0,035
0,036
0,039
0,041
0,044
0,024
0,025
0,029
0,028
0,032
0,030
0,034
0,031
0,035
0,033
0,037
0,035
0,039
0,036
0,040
0,038
0,042
0,042
0,046
0,047
0,051
0,035
0,039
0,037
0,041
0,038
0,042
0,040
0,044
0,042
0,046
0,043
0,047
0,045
0,049
0,049
0,053
0,054
0,058
0,045
0,046
0,048
0,050
0,051
0,053
0,057
0,062
450
500
550
600
650
700
750
С.П.Баскаков "Системы газоотвода"
24
Таблица 5. Перепад давления в системе газоотвода для бортовых танков (используется отдельная таблица для каждого значения
относительной плотности паров груза)
Скорость Падение давления в системе газоотвода, бары
налива в
каждый
Общая интенсивность налива, м3/час
танк,
м3/час
150
300
400
500
550
600
700
750
800
850
900
950
1000
1100
1200
50
100
150
200
250
300
350
400
0,001
0,003
0,004
0,002
0,004
0,005
0,008
0,011
0,014
0,003
0,005
0,006
0,009
0,012
0,015
0,020
0,025
450
500
550
600
650
700
750
С.П.Баскаков "Системы газоотвода"
0,005
0,007
0,008
0,011
0,014
0,017
0,022
0,027
0,006
0,008
0,009
0,012
0,015
0,018
0,023
0,028
0,007
0,009
0,010
0,013
0,016
0,019
0,024
0,029
0,010
0,012
0,013
0,016
0,019
0,022
0,027
0,032
0,012
0,014
0,015
0,018
0,021
0,024
0,029
0,034
0,013
0,015
0,016
0,019
0,022
0,025
0,030
0,035
0,015
0,017
0,018
0,021
0,024
0,027
0,032
0,037
0,017
0,019
0,020
0,023
0,026
0,029
0,034
0,039
0,018
0,020
0,021
0,024
0,027
0,030
0,035
0,040
0,020
0,022
0,023
0,026
0,029
0,032
0,037
0,042
0,024
0,026
0,027
0,030
0,033
0,036
0,041
0,046
0,029
0,031
0,032
0,035
0,0338
0,041
0,046
0,051
0,032
0,038
0,033
0,039
0,046
0,034
0,040
0,047
0,055
0,037
0,043
0,050
0,058
0,066
0,074
0,039
0,045
0,052
0,060
0,068
0,076
0,086
0,040
0,046
0,053
0,061
0,069
0,077
0,087
0,042
0,048
0,055
0,063
0,071
0,079
0,089
0,044
0,050
0,057
0,065
0,073
0,081
0,091
0,045
0,051
0,058
0,066
0,074
0,082
0,092
0,047
0,053
0,060
0,068
0,076
0,084
0,094
0,051
0,057
0,064
0,072
0,080
0,088
0,098
0,056
0,062
0,069
0,077
0,085
0,093
0,103
25
SHIP VAPOR CONTROL PRESSURE DROP CALCULATION SHEET
Ship Name
______________________
Date
______________________
Loading Berth
______________________
Ship information
P/V Valves Set Pressure
Pressure________________ Vacuum______________
Cargo / Loading information
Cargo name
Liquid Specific Gravity
Vapor Relative Density
Vapor Growth Rate
Tanks to be Loaded
Vapor Collection System Used
_____________________
_____________________
_____________________
_____________________
______________________
______________________
Pressure Drop and Maximum Loading Rate
Line
No
Tank
No
Transfer
Rate
tons/Hrs
Liquid
Specific
Gravity
Maximum
Allowable
Pressure
Transfer Rate Transfer Rate
Drop from
m³/hour
(Table 1 or
Tables, bar
Table
2
)
m³/hour
1
2
3
4
5
6
Total Loading Rate
7
Maximum of Pressure Drop ( fm lines 1-5)
Hose or Header
8
Pressure Drop at a Loading Rate From Col.3 , Line 6
Estimated Pressure Drop
9
Sub total Pressure Drop: Col.5,Line7 + Col.5, Line 8
10
Correction for Vapor Mixture Density
11
Corrected Pressure Drop: ( Col.5 , Line 9) x (Col.5 , Line 10)
12
Shore Side Connection Back Pressure
13
Total Pressure Drop : Col. 5 , Line 11 + Col. 5 , Line 12
14
Maximum Allowable Pressure Drop
0.196
Рис. 13. Стандартная форма для расчета перепада давления в системе газоотвода.
С.П.Баскаков "Системы газоотвода"
26
Методика расчета перепада давления по требованиям Морского Регистра Судоходства
РФ.
Расчеты перепада давления в системе контролируемого газоотвода по формуле Дарси не
устраивают европейские страны, поскольку в данной формуле используются внесистемные
единицы измерения. Но основные требования к системе и её параметрам остаются прежними.
Также же как и в американских методиках расчета за основу принимается давление паров груза
при температуре +46оС . Также же как и в американской методике,
нормальной
интенсивностью парообразования считается эмиссия паров 125% от интенсивности налива, но
для грузов с абсолютным давлением насыщенных паров более 86,2 кПа, расчет интенсивности
парообразования k производится по формуле:
Р
k  1  0,25 
86,2
где Рг - абсолютное давление насыщенных паров расчетного груза.
165,47
 1,48 .
Например, для винидиленхлорида k  1  0,25
86,2
Однако, в отличие от методик USCG, расчеты производятся не для максимальной
интенсивности налива, т.е. для наихудшего варианта, а для 3-х основных
значений
интенсивности налива : максимальной, средней и минимальной, и для диапазона грузов,
абсолютное давление паров которых не превышает 86,2 кПа (0,862 бара). Для определения
сопротивления трубопроводов системы газоотвода
используются значения абсолютной
шероховатости труб и числа Рейнольдса, которое определяется отношением произведения
скорости движения потока газа на внутренний диаметр трубопровода к кинематической
вязкости газовой смеси(15х10-6 м2/с). При выполнении расчета гидравлического сопротивления
газоотвода для танкера-химовоза, максимальную плотность паровоздушной смеси рекомендуется
принимать равной 3,6 кг/м3(для грузов с нормальной интенсивностью парообразования).
При наличии в Перечне грузов, разрешенных к перевозке на данном судне веществ, абсолютное
давление насыщенных паров которых превышает 86,2кПа, выполняются дополнительные расчеты с
использованием максимальных значений плотности паровоздушной смеси и коэффициента,
учитывающего интенсивность парообразования для указанных грузов. При погрузке нефтяных
грузов соотношение воздуха и паров груза в смеси принимается равным 50/50, в связи с чем,
плотность паровоздушной смеси принимается равной 3,0 кг/м3. В случае необходимости, плотность
паровоздушной смеси при температуре 46оС и соответствующем давлении открытия дыхательного
клапана может быть определена по формуле:
см   пVn  Vв в , кг/м3
где  п - относительная плотность насыщенных паров конкретного груза, кг/м3,
Vn - парциальный объем паров груза в смеси при температуре 46оС, определяемый по формуле
РГ
Vn  п
Рсм
Vв - парциальный объем воздуха в смеси при температуре 46оС, определяемый по формуле
Vв=1-Vn
 в - плотность воздуха при температуре 46оС и давлении открытия дыхательного клапана, кг/м3.
РпГ - абсолютное давление насыщенных паров груза при температуре 46оС, кПа,
Рсм - абсолютное давление паровоздушной смеси, кПа, равное абсолютному давлению открытия
дыхательного клапана на газо-выпускном устройстве.
Ниже приведены расчеты для химовоза-продуктовоза дедвейтом 22000 тонн, с 14-ю грузовыми
танками объединенными 250 мм трубопроводом системы газоотвода, давление срабатывания
дыхательных клапанов грузовых танков составляет 17,65 кПа.
С.П.Баскаков "Системы газоотвода"
27
Таблица 6. Значения плотности воздуха при температуре 46оС и различных пределах
срабатывания давления открытия дыхательного клапана на газо-выпускном устройстве.
Манометрическое
давление
12,75
срабатывания,
кПа
13,73
14,71
15,7
16,68
17,65
18,64
19,62
20,6

1,252
1,262
1,273
1,284
1,294
1,305
1,316
1,326
46

, кг/м3
1,241
Расчет производится также и для трех значений плотности паровоздушной смеси (максимальной3,6 кг/м3, средней-2,7 кг/м3 и минимальной- 1,3 кг/м3). На основании расчетов построены графики
(рис.14-15)
суммарного гидравлического сопротивления судового трубопровода системы
газоотвода  Р  и давления паровоздушной смеси на манифолде (РМ ) в зависимости от
интенсивности налива груза и плотности паровоздушной смеси.
 Р, Па
15000
14000
80% давле ния открытия дыхате льного клапана
13000
12000
Рсм=5,608 кг/м3
11000
10000
9000
8000
7000
6000
5000
Рсм=3,6 кг/м3
4000
Рсм=2,7 кг/м3
3000
Рсм=1,998кг/м
3
2000
Рсм=1,3 кг/м3
1000
0
2000
3500
5000
Q м3/ч

.
Рис. 14. Гидравлическое сопротивление трубопровода выдачи
интенсивности приема груза и плотности паровоздушной смеси.
в
зависимости
от
Таблица 7. Суммарные гидравлические сопротивления трубопровода системы газоотвода при
расчетных значениях интенсивности налива груза и плотности паровоздушной смеси
Интенсивность
приема груза,
м3/ч
2000
3500
5000
Суммарное гидравлическое сопротивление трубопровода, Па
при см кг/м3
1,3
2,7
3,6
5,608
307
634
847
1833
930
1921
2572
5609
1891
3927
5233
11393
С.П.Баскаков "Системы газоотвода"
28
15000

14000
Р,
Па
80% давле ния открытия дыхате льного клапана
13000
12000
Рсм=1,3 кг/м3
11000
Рсм=1,998кг/м
3
(см. прим.
2)
Рсм=2,7
кг/м3
10000
9000
Рсм=3,6 кг/м3
8000
7000
6000
5000
4000
3000
Рсм=5,608 кг/м3
2000
1000
Q м3/ч

0
2000
3500
5000
Рис. 15. Давление паровоздушной смеси у фланца выдачи в зависимости от плотности и
интенсивности приема груза
Давление паровоздушной смеси на манифолде определяется как разность между 80% значения
давления открытия дыхательного клапана (в данном случае14120 Па) и значением суммарного
гидравлического сопротивления трубопровода (см. табл.8).
Таблица 8. Давление паровоздушной смеси на манифолде газоотводной системы.
Интенсивность
приема груза,
м3/ч
2000
3500
5000
Давление
паровоздушной
Па при см кг/м3
1,3
2,7
13813
13486
13190
12199
12229
10193
смеси
3,6
13273
11548
8887
на
судовом
манифолде,
5,608
12287
8511
2727
Согласно Циркуляру MSC/Circ. 585 и требованиям USCG, гидравлическое сопротивление наиболее
протяженного участка судового трубопровода выдачи паровоздушной смеси в приемные
сооружения терминала не должно превышать 80% значения давления открытия дыхательного
клапана на газовыпускном устройстве, т.е, для данного судна, должно быть меньше, чем:
17650  0,8 = 14120 Па (1440 мм вод. ст )
Выполненные расчеты показывают, что суммарное гидравлическое сопротивление судового
трубопровода системы газоотвода при максимальной интенсивности налива
5000м3/ч
одновременно во все танки не превышает допустимого значения даже при максимальной плотности
С.П.Баскаков "Системы газоотвода"
29
паровоздушной смеси. При этом остается запас на преодоление сопротивления берегового
трубопровода терминала.
Пример:
Судно осуществляет погрузку циклогексана, плотность паровоздушной смеси которого составляет
=1,988кг/м3 (см. табл.9), одновременно во все грузовые танки. Учитывая, что коэффициент
интенсивности парообразования данного груза принимается равным 1,25 , т.к. давление
насыщенных паров его менее 86,2 кПа , значения суммарного гидравлического сопротивления
судового трубопровода системы газоотвода определяется методом графической интерполяции ( по
графикам рис. 14,15) с применением формулы
  Р Р
Р Г  Г
, Па
Р
где  Г - плотность паровоздушной смеси конкретного груза, кг/м3 ;
Р Р - расчетное гидравлическое сопротивление трубопровода при расчетной плотности смеси и
конкретной интенсивности налива груза, Па;
 Р - расчетная плотность паровоздушной смеси, кг/м3.
Для циклогексана суммарное гидравлическое сопротивление трубопровода составит:
1,988  307
РГ 
 469 Па
при Q = 2000м3/ч
1,3
1,988  930
РГ 
 1422 Па
при Q = 3500м3/ч
1,3
1,988  1891
РГ 
 2892 Па
при Q = 5000м3/ч
1,3
По указанным точкам на график (рис.27) наносится кривая (пунктирная линия) зависимости
гидравлического сопротивления судового трубопровода системы газоотвода от интенсивности
налива циклогексана.
Для построения кривой зависимости давления паровоздушной смеси на судовом манифолде
(рис.28) определяется разность между 80% значения открытия дыхательного клапана
газовыпускного устройства и значения суммарного гидравлического сопротивления трубопровода
для каждого расчетного значения интенсивности приема груза.
Для циклогексана давление паровоздушной смеси у фланца выдачи составит:
при Q = 2000м3/ч
РМ = 14120 - 469 = 13651 Па
при Q = 3500м3/ч
РМ = 14120 - 1422 = 12698 Па
при Q = 5000м3/ч
РМ = 14120 - 2892 = 11228 Па
По указанным точкам на графике (рис.28) наносится кривая (пунктирная линия) зависимости
давления на манифолде системы газоотвода от интенсивности налива.
Стандартная форма расчета перепада давления в системе газоотвода выглядит следующим образом:
Наименование
Диаметр трубопровода
Длина трубопровода
Интенсивность налива
Линейная
скорость
потока
газовой смеси
Коэффициент
сопротивления
трения
Суммарный
коэффициент
сопротивления
Падение давления в системе
газоотвода
Символ
Значение
Размерность
D
L
q
м
м
м3/час
v
м/с
λ
Σξ
Δp
С.П.Баскаков "Системы газоотвода"
Па
30
Такие таблицы составляются перед погрузкой каждого сорта груза на
интенсивности налива.
Таблица.9. Характеристики паров наливных грузов
3 основные значения
Абсолютное
давление
Относительная
насыщенных
о
паров при 46 С, плотность
кПа
Плотность
Коэффициент
паровоздушной
интенсивности
смеси при 46оС,
парообразования
3
кг/м
Уксусная кислота
6,34
2,07
1,413
1,02
Уксусный ангидрид
2,76
3,50
1,414
1,01
Ацетон
68,95
2,00
2,098
1,20
Ацетонциангидрин
2,76
2,90
1,396
1,01
Акрилонитрил
34,47
1,80
1,642
1,10
Адипонитрил
0,07
3,73
1,340
1,00
Аллиловый спирт
12,41
2,00
1,475
1,04
Муравьиная кислота
14,48
1,60
1,434
1,04
1,1-Дихлорэтан
68,26
3,41
3,152
1,20
Бензол (пары в смеси с воздухом 31,03
50/50)
2,80
2,542
1,09
Смеси бензола, толуола, ксилена 50,33
(10% бензола или более)
2,80
2,337
1,15
Бензилхлорид
4,36
1,361
1,00
Бензины и бензиновые смеси: 86,18
(пары в смеси с воздухом 50/50)
3,40
2,944
1,25
Керосин
1,03
4,50
1,378
1,00
Нафта
96,53
0,66
0,976
1,28
Минеральные спирты
1,38
4,15
1,386
1,00
Пентан (все изомеры)
144,79
2,48
3,701
1,42
Стирол
2,76
3,60
1,417
1,01
Изобутилацетат
4,14
4,00
1,475
1,01
Изопропиловый спирт
20,68
2,07
1,582
1,06
Изобутиловый спирт
6,21
2,60
1,448
1,02
Бутиловый спирт, вторичный
8,96
2,60
1,496
1,03
Бутиловый спирт, третичный
19,31
2,60
1,679
1,06
Бутилбензилфталат
0,07
10,80
1,346
1,00
Хлорбензол
5,52
3,88
1,513
1,02
Циклогексан
31,03
2,90
1,988
1,09
Наименование вещества
0,62
С.П.Баскаков "Системы газоотвода"
31
Расчет перепада давления в системе газоотвода при перевалке груза с судна на судно по
замкнутому циклу.
При перегрузке грузов, требующих использования системы регулируемого выпуска паров, с
судна на судно также необходимо осуществлять расчет падения давления в системе газоотвода
и максимальную интенсивность перекачки груза.
Пример:
Танкер химовоз осуществляет выгрузку груза на баржу по замкнутому циклу.
Допустим, что установочное давление дыхательных клапанов на вакуум на грузовых танках
химовоза составляет 0,034 бара. Тогда максимально допустимое давление в системе газоотвода
не должно быть меньше 80 % от установочного давления, то есть 0,027 бара. При условии, что
противодавление в танках баржи ( или судна, на которое осуществляется перекачка груза)
также составляет 0,034 бара, максимальный перепад давления в системе газоотвода будет
равен:
0,034 бар + 0,027 бар = 0,051 бар
Расчет показывает, что давление в трубопроводе газоотвода будет выше, чем давление
срабатывания дыхательных клапанов грузовых танков на вакуум и они останутся в закрытом
состоянии.
В случае приема груза с баржи давление в системе газоотвода не должно превышать 80% от
давления срабатывания дыхательных клапанов грузовых танков химовоза на избыточное
давление. Если давление срабатывания дыхательных клапанов химовоза составляет 0,196
бара, то максимальное падение давления в системе газоотвода не должно превышать 0,157 бар.
Допустим, давление в грузовых танках баржи равно 0,034 бара, тогда максимально
допустимый перепад давления в системе газоотвода составит:
0,157 бар –0,034 бар = 0,123 бар.
Если же в грузовых танках баржи будет небольшой вакуум (- 0,034 бара), то максимальный
перепад давления будет равен:
0,157 бар + 0,034бар = 0,191 бар
То есть, давление
в системе газоотвода будет почти равно давлению срабатывания
дыхательных клапанов на грузовых танках химовоза.
Газоотводная система терминала
Поскольку в программу подготовки судового персонала по использованию системы
регулируемого выпуска паров должны быть включены вопросы устройства и принципов
действия берегового оборудования, уместно рассмотреть основные способы утилизации
терминалом газовых смесей, получаемых с танкера, и требования к газоотводным системам
терминала.
Основные способы утилизации газовых смесей.
Береговые системы контролируемого газоотвода предназначены не только для предотвращения
загрязнения атмосферы воздуха от выбросов различных вредных веществ, но, в первую
очередь, для уменьшения потерь груза в процессе его хранения и перевалки. На сегодняшний
день используются несколько типов систем для утилизации паро-воздушных смесей,
образующихся в процессе перевалки легкоиспаряющихся грузов:
1. Улавливающие системы перерабатывают паро-воздушные смеси без их разрушения,
например, путем абсорбции или абсорбции паров различными способами, или их
реконденсацией.
2. Разрушающие
системы
производят переработку
паро-воздушных смесей
нейтрализацией или разрушением молекулярной структуры газов, например,
сжиганием.
С.П.Баскаков "Системы газоотвода"
32
3. Системы рассеивания паро-воздушных
смесей
обеспечивают
снижение
концентрации паров легкоиспаряющегося груза за счет использования специальных
систем вентиляции и фильтров.
4. Системы выравнивания давления, когда пары груза с танкера поступают обратно в
береговые емкости, из которых осуществляется погрузка.
Выбор способа утилизации газовых смесей в основном зависит от физико-химических свойств
груза.
Системы улавливания газов.
Наиболее широко распространен способ улавливания паров груза комбинацией адсорбции с
помощью активированного угля и абсорбции охлажденным грузом (Рис.29).
Адсорбция (от латинского ad – на, при и sorbeo – поглощаю) - поглощение газов, паров или
жидкостей поверхностным слоем твердого тела (адсорбента) или жидкости. Адсорбенты
обычно имеют большую удельную поверхность (до нескольких сотен м 2/г). Физическая
адсорбция – результат действия дисперсионных или электростатических сил. Если адсорбция
сопровождается химической реакцией поглощаемого вещества с адсорбентом, то такой
процесс называется хемосорбцией. В промышленных условиях адсорбцию осуществляют в
специальных устройствах, называемых АДСОРБЕРАМИ.
Абсорбция ( от латинского absorbeo- поглощаю) объемное поглощение газов или паров
жидкостью (абсорбентом) с образованием раствора. В промышленных условиях такой процесс
осуществляют в специальных устройствах, называемых
АБСОРБЕРАМИ (устаревшее
название – скруббер), имеющих развитую поверхность соприкосновения абсорбента с
поглощаемым веществом.
Адсорбция паров с помощью активированного угля - наиболее распространенный способ
утилизации выпара, образующегося при перевалке легкоиспаряющихся нефтепродуктов и
целого ряда химических грузов. Впервые установки такого типа начали использовать для
сбора и реконденсации паров бензина, однако позже, перечень грузов, значительно
расширился и сегодня, установки вакуумной адсорбции (Carbon Vacuum Adsorption – CVA)
используются на многих химических терминалах для улавливания паров самых разнообразных
грузов.
Рассмотрим несколько подробнее принцип работы установки вакуумной адсорбции.
Паро-воздушная смесь из грузового танка, в который осуществляется погрузка, через
отделитель жидкости, где происходит частичная конденсация паров груза, поступает на одну
из адсорбирующих колонн, заполненных активированным углем. Адсорбирующие колонны
работают попеременно, пока одна колонна работает, другая находится на регенерации.
Переключение колонн осуществляется автоматически. Проходя через колонну с адсорбером,
пары груза связываются активированным углем, а очищенный воздух сбрасывается в
атмосферу. Одновременно происходит продувка второй колонны в обратном направлении, за
счет чего из нее удаляются остатки углеводородов. Вакуумный насос откачивает из адсорбера
концентрированные пары углеводородов и подает их на 3-х ступенчатый сепаратор. Далее из
сепаратора, пары поступают на абсорбер, где происходит их растворение в абсорбенте, который
подается в верхнюю часть абсорбера. В качестве абсорбента, в большинстве случаев,
используется тот же самый груз, пары которого улавливаются в газоперерабатывающем
устройстве. Сконденсировавшиеся
и охлажденные пары поступают в сборный танк
теплообменника, в котором они смешиваются с грузом и сбрасываются обратно в береговой
танк. Такие установки довольно компактны, безопасны и экономичны.
С.П.Баскаков "Системы газоотвода"
33
Рис. 16. Принцип действия улавливающей установки с угольными адсорберами.
Абсорбер
Адсорбер
Сепаратор
Рис.17. Внешний вид улавливающей установки с угольными адсорберами.
Реконденсация паров груза может осуществляться и за счет их охлаждения. Установки такого
типа называются установками холодной абсорбции (Cold Liquid Absorption -CLA). На
сегодняшний день установки такого типа наиболее широко используются для реконденсации
паров некоторых химических грузов, имеющих температуру кипения ниже температуры
окружающей среды (рис. 18). Реконденсация паров на CLA осуществляется в 2 этапа. На
С.П.Баскаков "Системы газоотвода"
34
первом этапе происходит частичная конденсация и насыщение паров за счет промывки
скруббера охлажденным грузом. Отделившийся воздух, содержащий лишь незначительное
количество паров углеводородов, через систему фильтров сбрасывается в атмосферу.
Рис. 18. Принципиальная схема установки холодной абсорбции.
Абсорбирующая жидкость охлаждается в смесителе, вместе с ней конденсируется часть паров
груза. На следующем этапе насыщенные пары груза из смесителя поступают на вторую
ступень абсорбции, где происходит их окончательное поглощение грузом. После повторной
абсорбции, полностью сконденсировавшиеся пары груза поступают в береговую емкость,
откуда производится погрузка. Одна такая установка способна осуществлять переработку
паровоздушной смеси с интенсивностью не менее 1000 м3/час. Охлаждение абсорбента до
температуры конденсации паров может осуществляться самыми разнообразными методами,
начиная с использования установок кондиционирования воздуха, заканчивая установками, в
которых охлаждение осуществляется сжиженным азотом.
Для уменьшения потерь груза, и для поддержания баланса давления при перевалке грузов с
отводом паров в береговые емкости (способ выравнивания давления) используется устройства
прямой конденсации (Рис. 19).
Рис. 19. Принцип работы установки прямой конденсации.
С.П.Баскаков "Системы газоотвода"
35
Такая система обеспечивает конденсацию свыше 95% общего выпара груза при температуре
охлаждающего агента не ниже –30оС. Соприкасаясь в конденсаторе с холодной поверхностью
при небольшом избыточном давлении (5-10 миллибар), пары груза
Рис. 20. Установка прямой конденсации.
конденсируются, и конденсат самотеком возвращается обратно в танк. В стационарных
установках прямой конденсации в качестве хладагента чаще всего используется гликоль или
системы кондиционирования воздуха (см. рис.20,21).
Рис. 21.Принципиальная схема установка прямой конденсации.
В мобильных установках прямой конденсации в качестве хладагента используется сжиженный
азот.
С.П.Баскаков "Системы газоотвода"
36
Системы разрушения газов.
Наиболее широкое распространение среди систем, разрушающих молекулярную структуру
углеводородов, получили устройства для сжигания газовых смесей. Различают 3 основных
типа таких устройств: факел (Flare), сжигатель (Burner, Combustor) и инсинератор (Incinerator)
Наиболее простым устройством является факел, предназначенный для открытого сжигания
насыщенных газовых смесей, в которых присутствует недостаточное количество кислорода
(или же он отсутствует вообще). Сжигатель, наоборот, обеспечивает безопасное сжигание
обедненных газовых смесей или же находящихся в диапазоне воспламенения. И факел и
сжигатель осуществляют разрушение углеводородов с образованием видимого пламени, а
инсинератор обеспечивает сжигание паро-воздушных смесей в самом широком диапазоне без
выброса пламени.
Система открытого сжигания (факел) состоит из трубопровода для отвода газовых смесей с
терминала, сепаратора, жидкостного затвора и собственно факела (рис.22). Как правило, сам
факел располагается между сепаратором и жидкостным затвором. Как только давление в
системе
отвода паров достигнет необходимого
значения, запускается
специальный
компрессор, подающий паро-воздушную смесь на 3-х ступенчатый сепаратор. В сепараторе
происходит обогащение газовой смеси парами груза, её охлаждение и конденсация. Не
сконденсировавшиеся пары груза
поступают
на перерабатывающие устройства, где
используются в качестве топлива или вторично конденсируются. Сепаратор также
предотвращает попадание конденсата груза или воды в систему сжигания В том случае, когда
интенсивность поступления паров с судна превысит максимальную производительность
компрессора, часть газовой смеси, через жидкостной затвор, начинает поступать на факел, где
производится её сжигание.
В принципе, основное назначение факела – обеспечивать сжигание газовых смесей, которые
не подвержены дальнейшей переработке. Более того, при сжигании газовых смесей открытым
способом возникает опасность выброса в атмосферу сажи, окислов азота и окислов серы.
Рис. 22. Устройство и внешний вид установки для сжигания газовых смесей открытым
способом (Flare, Burner).
Более безопасным и экологически чистым является способ закрытого сжигания газовых смесей
в специальных инсинераторах. (см. рис. 23).
С.П.Баскаков "Системы газоотвода"
37
Рис. 23. Принцип работы газового инсинератора.
Рис. 24. Внешний вид газового инсинератора
Прежде чем паро-воздушная смесь поступит на горелки, осуществляется принудительная
продувка колонны инсинератора, с тем, чтобы удалить из нее воспламеняющиеся смеси,
оставшиеся после предыдущего использования. Колонна инсинератора облицована
термостойкой керамикой, что обеспечивает её долговечность и уменьшает тепловое излучение.
После продувки колонны, производится розжиг управляющей горелки, которая обеспечивает
воспламенение паро-воздушных смесей, подаваемых на инсинератор. Паро-воздушная смесь,
через антидетонационное устройство (или жидкостной затвор), подается по основному
трубопроводу на специальные горелки, снабженные невозвратными клапанами. Такое
устройство горелок позволяет избежать обратного хода пламени при сжигании смесей,
С.П.Баскаков "Системы газоотвода"
38
находящихся во взрывоопасных пределах. В процессе сжигания необходимый приток воздуха
в колонну осуществляется естественным путем через воздухозаборник, снабженный
автоматическими заслонками. В случае необходимости (для уменьшения дымности),
дополнительная подача воздуха осуществляется с помощью воздуходувки. Устройство
инсинератора позволяет осуществлять сжигание газовых смесей в оптимальном режиме с
минимальным выбросом вредных веществ и тепла.
Требования к газоотводным системам терминалов.
Согласно требованиям
Протокола ЛОС 1992 года к Международной
конвенции о
трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния, терминалы, занимающиеся
перевалкой легкоиспаряющихся органических грузов (имеющих давление насыщенных паров
свыше 26,7 кПа) должны обеспечить выполнение следующих требований:
1. Внешние стенки и крышки береговых емкостей должны быть покрашены краской,
которая бы обеспечивала отражение не менее 70% тепловой радиации, причем это
требование не относится к емкостям, оборудованным системами утилизации выпара.
2. Береговые емкости, оборудованные плавающими крышками, должны быть оборудованы
первичными системами уплотнения зазора между крышкой и стенками емкости и
вторичными системами уплотнения, которые должны быть
установлены выше
первичного уплотнения. Уплотнения должны обеспечивать удержание не менее 95%
выпара внутри танка.
3. Береговые емкости закрытого типа с фиксированной верхней крышкой, должны быть
подсоединены к системе утилизации выпара или оборудованы внутренней плавающей
крышкой с первичным уплотнением, обеспечивающей удержание внутри емкости не
менее 90% выпара.
4. Пары, вытесняемые из грузовых танков судна в процессе погрузки должны по
герметичному трубопроводу отводиться на газоперерабатывающее устройство
терминала для РЕГЕНЕРАЦИИ.
5. На терминалах, производящих перевалку летучих нефтепродуктов, газовый
инсинератор может использоваться ТОЛЬКО КАК ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ СРЕДСТВО
утилизации выпара, и, только в том случае, если газоперерабатывающая установка
терминала не обеспечивает безопасную переработку выпара или технически не в
состоянии обеспечить переработку паров с должной производительностью. В то же
время газовый инсинератор может быть использован как дополнительная система
дожигания газовых смесей после их переработки, чтобы обеспечить поддержание
минимальной концентрации ЛОС в сбрасываемом в атмосферу воздухе.
6. Администрация порта должна обеспечить должный контроль за техническим
состоянием и герметичностью газоперерабатывающей системы, а
наличия и
исправности берегового устройства аварийной остановки грузовых операций в случае
утечки паров из системы.
Также как и на танкерах, системы регулирования эмиссии газов на терминалах должны,
прежде всего, обеспечивать безопасное выполнение операций по утилизации газовых смесей
тем или иным образом.
Конструкция газоотводной и газоперерабатывающей системы терминала должна быть
выполнена таким образом, чтобы:
1. Исключить опасность переполнения береговых емкостей грузом, их переопрессовку
и вакуумирование.
2. Обеспечить постоянную безопасность при её эксплуатации в процессе приема
газовых смесей с танкера при любой скорости погрузки, которая возможна для
данного терминала.
С.П.Баскаков "Системы газоотвода"
39
3. Исключить смешивание паров несовместимых грузов, если терминал одновременно
их обрабатывает.
Для обеспечения защиты береговых емкостей от переопрессовки или вакуумирования,
пропускная способность газоотводной системы должна составлять не менее 125% от расчетной
скорости загрузки танкера. Система, в то же время, должна обеспечивать поддержание
необходимого минимального давления в грузовых танках танкера в пределах срабатывания его
пресс-вакуумных клапанов, независимо от скорости перекачки груза.
Рис.25 Пресс-вакуумный клапан с сигнализацией, установленный на береговой емкости.
Такой контроль обеспечивается оборудованием газоотводной системы терминала датчиками
давления и сигнализацией. Сигнализация должна срабатывать до того, как давление в системе
выйдет за установочные пределы, включать световой и звуковой сигнал, автоматически
отключать береговые насосы и закрывать запорные клапаны газоотвода. Кроме того, система
газоотвода должна быть оборудована устройствами, позволяющими предотвратить противоток
газа и образование вакуума в системе.
Если терминал осуществляет утилизацию паро-воздушных смесей сжиганием их на факеле, то
система
газоотвода
должна
быть
оборудована
стационарными
кислородо- и
углеводородомерами, и при достижении взрывоопасных концентраций в системе газоотвода,
должен подаваться сигнал на закрытие запорного клапана газоотвода.
Манифолд берегового газоотвода должен быть снабжен стандартным изолирующим фланцем,
быстрозапорным клапаном, расположенным в непосредственной близости к патрубку и
имеющим как ручное, так и дистанционное управление, и антидетонационным устройством.
Технологические процедуры приема газовых смесей с судов должны сводить до минимума
возможность неправильной эксплуатации системы персоналом.
Подготовка к использованию береговой системы газоотвода должна включать все процедуры,
предусмотренные международными правилами и отраслевыми стандартами. Все системы
безопасности и сигнализация должны быть проверены, а
приборы газового анализа
откалиброваны, до начала перекачки груза. Обязательной проверке должны подвергаться
датчики давления и сигнализация по высокому и низкому давлению в системе. Пределы
срабатывания сигнализации должны соответствовать
диапазоны предельных значений
давления конкретного танкера, подлежащего обработке. Береговой персонал, вовлеченный в
обслуживание и эксплуатацию системы газоотвода, должен пройти специальную подготовку. В
программу подготовки берегового персонала должны быть включены вопросы назначения и
принципов действия системы регулирования эмиссии паров и специального оборудования, а
также технологические процедуры подготовки, запуска, использования, остановки системы в
С.П.Баскаков "Системы газоотвода"
40
нормальном режиме эксплуатации и аварийные процедуры. Кроме того береговой персонал
должен знать судовое оборудование и технологию контроля эмиссии газов на танкерах
С.П.Баскаков "Системы газоотвода"
41