- в деяких випадках - використання знімних патрубків між магістралями з різнорідними вантажами.
Повинна бути передбачена можливість осушення насосів і трубопроводів в вантажні або відстійні танки, або на берег, а самі магістралі повинні бути прокладені так, щоб забезпечувався природний злив залишків вантажу або баласту в напрямку насосів. Для передачі на берег залишків нафти, нафтопродуктів і баластної води повинен передбачатися спеціальний трубопровід, виведений в район суднового колектора. Для осушення вантажних і зачисних трубопроводів в самих нижніх точках цих трубопроводів в вантажному насосному відділенні повинні бути передбачені відростки. Трубопроводи повинні бути розвантажені від напруг, що викликаються тепловим розширенням або деформацією корпусу за допомогою компенсаторів.
Запобіжний клапан в системах з об'ємними насосами повинен відкриватися при тиску на 10% вище робочого.
Приймальні патрубки з Храпко повинні бути розташовані у кормових поперечних перегородок і поруч з поздовжньою перегородкою, в бік якої нахилений днище. На судах з подвійним дном прийомні патрубки встановлюються в спеціальних колодязях.
На трубопроводах прийому вантажу повинні бути встановлені грязьові коробки. На напірному трубопроводі у відцентрових насосів повинна бути встановлена безповоротна або безповоротно-запірна арматура.
6.2 Типи вантажних систем
На танкерах старої споруди трехостровного типу невеликого дедвейту переважала кільцева вантажна система з паровими поршневими насосами (рис. 6). Така система має високу живучістю і маневреністю. Якщо виходить з ладу магістраль одного борту, вантаж можна викачати через магістраль іншого борту. Зачистка танків проводиться по вантажному трубопроводу за допомогою вантажних насосів через зачисні відростки меншого діаметру. В районі перемичок 2 розташовані стояки (стрілки вгору) для затоки танків під час навантаження.
Переважна кількість нафтотанкерів будується з лінійної вантажний системою, яка простіше і дешевше кільцевої, дозволяє перевозити кілька сортів вантажу, зручна при кормовому розташуванні вантажного насосного відділення і використанні відцентрових насосів будь-якої продуктивності. Вантажні танки діляться на 2 - 4 групи, кожна з яких розрахована на перевезення одного сорту вантажу. До кожної групи з насосного відділення прокладена вантажна магістраль з вантажними відростками на кожен танк. Кількість вантажних відцентрових насосів відповідає кількості груп танків. Забезпечується взаємозамінність насосів за допомогою прокладених між магістралями подвійних клінкетів.
Мал. 6. Кільцева система вантажного і зачистного трубопроводу: 1 - трубопровід, 2 - перемичка між магістралями лівого і правого бортів; 3, 5 - клінкети на вантажному і зачисні відростках відповідно; 4 - поршневий насос
На рис. 7 зображена принципова схема лінійної системи танкера з трьома групами танків такої, яку б ми побачили, якби всі інші конструкції танкера були б прозорими. Більш детальна схема в плоскому зображенні показана на рис. 9. На обох схемах для спрощення не зображена зачисна система.
На рис. 8 зображена система з перебіркові клинкетами (їх називають іноді перебіркові дверима). Така система зазвичай використовується на танкерах, що перевозять один вантаж, хоча може бути і поділена при проектуванні і на дві - три групи з різнорідними вантажами. Коли відкриваються все клінкети, перебирання між танками втрачають своє значення, вся група танків перетворюється умовно в один танк. Вантаж стікає в кормовій танк, з якого викачується вантажним насосом. Це прискорює вивантаження, так як насос постійно працює при повній продуктивності. У той же час така система має істотні недоліки, з - за яких не знайшла широкого застосування. При несправності будь-якого з клінкетів і необхідність звільнити один або два танка це можна зробити тільки за допомогою зачистной системи, яка обов'язково повинна бути. Виникають труднощі при митті танків. Неможливо одночасне проведення вивантаження і баластування танків.
Ще один різновид лінійної вантажний системи - тунельна вантажна система. Вона буває двох типів: тунельно-трубна і туннельноканальная системи. У першому варіанті тунель прокладається в подвійному дні зазвичай на місці кіля, його називають «тунельний кіль». Висота його близько 2 метрів, в ньому прокладені вантажні і зачисні магістралі, а також комунікації. Інший варіант - тунелі є каналами для перетікання вантажу з вантажних танків через перебіркові клінкети в кормовій танк, з якого насос викачує вантаж як у звичайній лінійної системі.
Такі тунелі обладнуються на танкерах без подвійного дна. З цих двох варіантів більше застосування знайшла тунельно-трубна система.
Останнім часом все більше застосування знаходить роздільна вантажо-
вая система одиничних танків з використанням заглибних насосів. та-
кі насоси діляться на безштанговие і штангові. Перший разом з приводом размешается поблизу кормової перебирання танка в найбільш зручному місці в колодязі, обгороджених у подвійному дні. У другому варіанті привід насоса розташований на палубі. Він з'єднується з валом насоса довгим проміжним валом (штангою). Такий насос називають ще колодязним.
Мал. 7. Схема лінійної вантажний системи
Мал. 8. Система з перебіркові клинкетами
Рис .9.Схема вантажний і баластної систем среднетоннажного танкера:
¾¾¾¾ вантажна система; ¾¾¾ · ¾¾¾ · баластних система
Завдяки розташуванню в колодязі погружной насос має високу всмоктувальну здатність, і додаткова зачистка після вивантаження не потрібно. У системах з зануреними насосами відсутні всмоктувальні трубопроводи, завдяки чому істотно знижуються витрати енергії під час вивантаження. Кожен нагнітальний трубопровід під'єднується до свого фланця на маніфольді. Діаметри труб зменшуються, але їх кількість на палубі значно зростає. Такі системи забезпечують високу гарантію запобігання змішання різних сортів вантажу.
Недоліками роздільної вантажний системи одиничних танків є велика кількість вантажних насосів і їх розміщення в важкодоступних місцях, необхідність заповнення танків через глибинні насоси, складність усунення протікання в ущільненнях вала насоса в гідросистемі, якщо насос має привід від гідродвигуна, складність центрування довгих приводних валів колодязних насосів.
Контрольні питання до лекції 2
1. Чим відрізняється конструкція танкера від суховантажного судна?
2. Яку роль виконують поздовжні перебирання в конструкції танкера?
3. Назвати конструктивні варіанти розташування поздовжніх і поперечних перегородок між танками.
4. Які вимоги Регістру до розмірів вантажних танків і коффердамом, до місткості танків ізольованого баласту?
5. Де на танкері (в яких танках) мають у своєму розпорядженні ізольований баласт?
6. У яких танках і чому розташовуються балки набору судна?
7. Які переваги гофрованих перегородок перед гладкостінними?
8. Розповісти по схемі загального розташування пристрій нафтотанкерів.
9. Перерахувати спеціальні системи танкера із зазначенням їх призначення.
10. Відмінність і подібність вантажний і зачистной систем.
11. Вимоги до вантажної і зачистной системам.
12. Функціональні можливості вантажний і зачистной систем.
13. Де повинні розташовуватися Храпко вантажний і зачистной систем?
14. Кільцева вантажна система.
15. Лінійна вантажна система.
16. Система з перебіркові клинкетами.
17. Тунельна система.
18. Роздільна вантажна система.
6.3. Способи використання вантажних систем для зачистки танків
Прагнення знизити вартість споруди танкера призвело до розробки різних варіантів підвищення ефективності вантажних систем при видаленні залишків вантажу. Проблема зачистки викликається наступними факторами:
- у приймача насоса утворюється воронка, через яку відбувається прохват повітря. Ця воронка тим глибше, чим більше подача насоса;
- відцентровий насос не здатний перекачувати суміш рідини з повітрям, якщо концентрація його в воді за обсягом перевищує »10% .;
- рівень вантажу після зриву насоса залишається великим, від 0,6 до 1,0 м, що неприпустимо.
Основне завдання при вирішенні цих проблем - не допустити завоздушіванія вантажного насоса до тих пір, поки рівень вантажу в танк не зрівняється
з нижнім краєм приймача вантажний системи або створити поглиблення в районі приймача для того, щоб до моменту виникнення критичного рівня танк був би вже порожній. Це досягається за допомогою таких рішень:
- створенням спеціальних конструкцій приймачів;
- використанням заглибних насосів;
- розміщенням вантажних труб в просторі подвійного дна;
- розміщенням приймачів в колодязях, обгороджених у подвійному дні;
- заливки вантажних насосів з розташованої вище допоміжної цистерни або з іншого вантажного танка, рівень рідини в якому вище насоса;
-вантажних систем, обладнаних вакуумними цистернами.
Мал. 10. Схеми приймачів із змінним перетином
Приклад спеціальних конструкцій приймачів показаний на рис. 10. При високому рівні вантажу плаваюче кільце - клапан 1, виготовлене з
нитрильного каучуку, армованого тіріленом (рис.10 а), знаходиться у упору 2, а вивантаження проводиться через патрубок 3. При зниженні рівня
Схема іншого варіанту приймача представлена на рис. 10 б. Зачистка проводиться по стояку 1 спочатку через отвір 3, поки не опустився ша-
ровой клапан 2, а потім через щілину 4. Подібні клапани застосовуються зараз в системах з сепараторами, в яких гази і проймає повітря відокремлюються і відсмоктуються ежекторами або водокільцевими насосами, т. е. в вакуумних системах зачистки вантажними насосами.
6.4. Вакуумна вивантаження вантажних танків
Існує кілька варіантів систем вакуумної вивантаження, а точніше, зачистки танків вантажними насосами. Розглянемо деякі з них.
Найпростіший з них показаний
вающий з вакуумного танка повітря і пари вантажу. Вакуумна цистерна повинна бути з міцними стінками і повинна бути в кожній групі танків.
Якщо випаровуваність вантажу висока, необхідно для підтримки вакууму використовувати струменевий або водокільцевий насос. Схеми його включення бувають різними. Струменевий насос застосовують не тільки в вантажних системах, але і в баластних, вони теж під час спорожнення вимагають зачистки. У баластних системах струменеві насоси використовують без вакуумної
(Сепарационной) цистерни. Розглянемо системи вакуумної вивантаження із струменевими і водокільцевими насосами.
На рис. 12 зображена система фірми Каррутерс. В процесі зачистки нафтопродукт по всмоктуючому трубопроводу 1 надходить в сепаратор 2, де від нього відділяється газоповітряна суміш. Сепаратор має кілька перфорованих перегородок 15, які забезпечують сепарацію. Очищений нафтопродукт через приймальний патрубок 14 йде в вантажний насос 13, а
очищеного від газів нафтопродукту; 15 - перфоровані перегородки
гази в міру їх накопичення, коли створюється тиск, достатній для автоматичного відкриття поплавкового клапана 3, надходять до водяного ежектору 6, який подає гази в конденсатор 10. Пари конденсуються, нафтопродукт відділяється від води і по трубі 8 опускається до насоса 13, а повітря через патрубок 9 відводиться в атмосферу. Подача води для ежектора може здійснюватися проточно або по замкнутому контуру. за замкнутої
системі вода циркулює по трубах 5 і 7 через ежектор, конденсатор і водокільцевий насос 12, при розімкнутої - по трубах 4, 7, і 11.
Схема установки «Вак-Стріп» приведена на рис. 13. Вивантаження нафтопродуктів проводиться вантажним насосом 1 по всмоктуючої магістралі 13 через сепаратор 14, який має вгорі збірник газів 11. У нормальному режимі (при досить високому рівні вантажу в танку) суміш парів і повітря, поступово накопичуючись у верхній частині сепаратора і в збірнику 11 , знижує в сепараторі рівень рідини. Періодично, після досягнення цим рівнем певної величини, регулятор рівня 12 буде відкривати клапан 10 для виходу газів через вакуумний насос 7 і конденсатор 4. При цьому повітря по трубі 6
Мал. 13. Схема установки Вак-Стріп
йде в атмосферу, а конденсат нафтопродукту повертається у всмоктувальну магістраль 13. Охолодження конденсату проводиться водою по трубах 5.
Коли рівень нафтопродуктів у вантажному танку знизиться до початку прохвата повітря, рівень рідини в сепараторі 14 знижуватиметься і при відкритому клапані 10. У цих умовах регулятор рівня крім підтримки цього клапана у відкритому стані буде періодично включати вакуум-насос, а потім переведе його на безперервну роботу. При переході на процес зачистки регулятор рівня почне прикривати клапан 3 на напірної магістралі 2, знижуючи подачу насоса 1 до величини, необхідної
мій при зачистці. Після закінчення зачистки танка електропривод 9 вантажного насоса вимикається термостатом 8.
Фірмою Міцубісі розроблена система, зображена на рис. 14.
У режимі звичайної вивантаження вантаж з танка 11 через непрацюючий ежектор під дією вакууму всмоктується в сепараційні цистерну, а з неї подається на берег. Ежектор автоматично включається тоді, коли потрібно підтримати заданий рівень в цистерні 3. У режимі зачистки ежектор працює постійно, а рівень в цистерні 3 підтримується зменшенням подачі насоса 6 прикриттям клапана 8, що працює від датчика рівня 7. При цьому зберігається постійним тиск робочої рідини, що подається до ежектору через калібровану шайбу 5. Гази і пари відводяться в вивантажуваний танк.
Мал. 14. Схема фірми Міцубісі: 1 - вантажний трубопровід; 2 - ежектор; 3 - сепарації цистерна; 4 - трубопровід робочої рідини до ежектору; 5 - дросельна шайба; 6 - вантажний насос; 7 - датчик рівня в сепарационной цистерні; 8 - автоматичний клапан; 9 - трубопровід вантажу на берег; 10 вентиляційна труба; 11 - вантажні танки
В даний час існують і ряд інших схем вакуумної зачистки танків [1]. Вони відрізняються від наведених місцем вакуумного насоса в системі і ступенем автоматизації.