Система инертных газов

В 1978 г. на конвенции ИМО принято решение [6], что новые нефтяные танкеры дедвейтом 20000 т и выше должны иметь систему инертных газов (СИГ), а остальные танкеры при применении системы мойки танков сырой нефтью или при подаче моечных растворов более 60 м³/ч также должны иметь СИГ.

Система инертных газов предназначена для активной защиты грузовых отсеков танкера от пожара и взрыва путем создания и постоянного поддержания в них инертной (невоспламеняющейся) микроатмосферы с содержанием кислорода по объему не выше 5 % (рисунок 6.1, схема СИГ танкера «Победа»).

____ трубопровод инертных газов; -------- грузовой трубопровод;

--- • ---- трубопровод забортной воды; ---- • • ---- трубопровод слива воды и

дренажа; ----_X---- трубопровод хозяйственного пара

1 - дымоход вспомогательных котлов; 2- устройство очистки клапана; 3 - контактно-прямоточные аппараты охлаждения и очистки газов; 4 - каплеотделитель;

5 - подача газов в танки; 6 - прием инертных газов с берега; 7 - палубный водяной затвор; 8 - кингстонный ящик ГНО; 9 - сублиматор; 10 - газодувки; 11 - слив за борт; 12 - насосы подами воды к палубному затвору; 13 - прием воды от кингстона МКО; 14 - насос охлаждающей забортной воды; 15 - от резервного насоса вспо­могательных механизмов;

Т-реле температуры; APT - аварийное реле температуры; РД-реле давления;

ОРД -оперативное реле давления; РВД, РНД - реле верх­него и нижнего давления; О₂ - дистанционный контроль кислорода; АВУ, АНУ - аварийные датчики верхнего и нижнего уровня; СВУ - сигнализатор верхнего уровня

Рисунок 6.1 - Принципиальная схема усовершенствованной системы инертных газов танкера

В качестве инертных защитных газов на танкере используются отработавшие дымовые газы одного из двух вспомогательных котлов. При тепловых нагрузках не менее 40 % котлы являются генераторами инертных газов с 5 %-м содержанием О₂ и с температурой в районе отбора газов, не превышающей 260 °С; по достижении номинальной нагрузки температура газов возрастает до 365 °С. Максимальное количество отбираемых из дымохода котла отработавших газов должны в 1,25 раза превышать суммарную подачу установленных на танкере грузовых насосов, что соответствует 7500 м³/ч или 30 % от общего количества дымовых газов, выбрасываемых в атмосферу через дымоход. С такими параметрами инертные газы поступают в систему, осуществляющую их техническое кондиционирование и подачу в грузовые и отстойные танки.

Усовершенствованная система инертных газов работает следующим образом. За счет разрежения во всасывающем участке, создаваемого работающей газодувкой, инертные газы последовательно проходят через контактно-прямоточные охладители-очистители газов первой и второй ступени (рисунок 6.2).

1 и 2- вход и выход газа; 3 - указательная колонка; 4 - слив воды; 5 - подвод воды; 6 - дренаж; 7 - смотровой лючок; 8 - предварительный впрыск воды в охладитель I ступени

Рисунок 6.2 - Контактно-прямоточ­ный аппарат охлаждения

и очистки газов

Охлаждение инертных газов производится за счет их интенсифицированных контактов с забортной водой, проводимой в аппарат снизу через завихритель с лопатками. При температуре забортной воды 30 ºС температура инертных газов на выходе составит 35 ºС.

В головной части системы предусмотрена двухступенчатая очистка газов от сажи, механических примесей и сернистых соединений. Наличие двух ступеней очистки увеличивает время активного контакта двухфазной среды («газы-вода») и тем самым способствует повышению эффективности операции. По замерам степень очистки инертных газов от сажи при расходе 1,39 и 2,06 м³/с (5000 и 7400 м³/ч) составляет соответственно 96,3 и 97,1 %. Удаляется 99,1 и 99,6 % сернистых соединений.

Охлажденные и очищенные инертные газы на выходе из активной зоны аппаратов подвергаются первичной сепарации от содержащейся в них воды в брызгоотбойнике с профилированными лопатками, где при движении газового потока центробежные силы разделяют газоводяную смесь на фазы; при этом вода удаляется из аппаратов за борт, а инертные газы поступают в каплеотделитель (рисунок 6.3).

1, 4 - патрубки входа и выхода газов; 2 - дре­наж; 3 - слив влаги; 5 - указательная колонка; 6 - смотровой лючок

Рисунок 6.3 - Конструкция каплеотделителя

В каплеотделителе производится вторичная сепарация, основанная на принципах изменения направления потока влажных газов и центробежного разделения сред в завихрителе с профилированными лопатками.

Принципы работы водяного затвора новой конструкции показаны на рисунке 6.4. Он основан на гидравлическом закрытии трубопровода инертных газов при неработающей газодувке и снижении при ее работе уровня воды за отражатель прохода газов.

а - при неработающей газодувке; б - в режиме пода­чи газов в танки

1, 3 - патрубки входа и выхода газов; 2 - заслонка; 4, 6 - слив и подвод поды;

5 - гибкий сливной шланг

Рисунок 6.4 - Схемы действия палубного водяного затвора

Схема системы инертных газов танкера «Крым» приведена на рисунке 6.5.

Рисунок 6.5 - Схема системы инертных газов танкеров типа «Крым»

Принцип действия ее аналогичен СИГ танкера «Победы»:

- за счет разряжения создаваемого газопродувками 8 и 12 уходящие газы из ВК с t =150 ºC охлаждаются до t = 36…25 ºC, очищаются от соединений серы и сажи в циклонном пенном охладителе;

- уровень воды в охладителе поддерживается насосами 17 и 15 с помощью клапана 6;

- очищенные и охлажденные газы подаются в грузовой танк через каплеуловитель 7 и поверхностные охладители 13, клинкеты 14 поворотные задтворы 5 и невозвратно-запорный клапан 2 и 9;

- подача газов прекращается по импульсу реле Р_max РРД;

- при резком падении давления ниже 122 Па реле Р_minАДД отключается СИГ (газодувки 8 и 12 закрываются поворотными заслонками 3 и 9 и выключаются насосы 17 и 19);

- аналогично СИГ останавливается от датчика аварийной температуры АДТ при t >45 ºC (сигнализация в ЦПУГО);

- в период рейса и при стоянке с грузом СИГ включается периодически (одна газодувка);

- при погрузке танкера режим аналогичный;

- резервирование системы охлаждения производится через клапан 18;

- при работе СИГ невозвратно-запорный клапан 11 от воздухоприемного устройства плотно закрыты;

- режим работы СИГ изображен на рисунке 6.6.

При разгрузке СИГ работает постоянно. Надо смотреть за концентрацией О₂ после котла. При приеме «грязного балласта» СИГ также работает с полной нагрузкой, но палубные клапаны системы газоотвода приоткрывают для уменьшения давления. Перед мойкой танков производится дегазация инертными газами. Перед постановкой танкера в док производится дегазации танков чистим воздухом. Входить в танк можно при О₂=21 %. Концентрация О₂ проверяется переносными газоанализаторами:

- после слива груза или балласта;

- продувании инертными газами;

- мойки;

- вентиляции;

- а также регулярно между этими операциями.

СИГ небезопасна и обслуживание её нужно производить строго по инструкции.

В начале плавания танкера с грузом давление в танках может возрастать (особенно при подогреве груза). Оно сбрасывается с помощью предохранительных устройств. Далее давление незначительно падает из-за незначительных утечек через горловины люков. Суточные колебания давления происходят от колебания температуры. Если давление падает ниже установленного придела включается СИГ и восстанавливает давление (15 мин от 1 раза в день до 1 раза в неделю).