Судовые вспомогательные механизмы и системы. Специальные системы танкеров


 МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РФ



МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ВОДНОГО ТРАНСПОРТА


Кирпиченков CJB.
              V¹ _ ЛГ_ А ТГ»
паиич А.о.


Учебное пособие по дисциплине: «СВМ и С» для студентов III уровня обучения сйециальностей 1402.00, 2405.00













Издательство «Альтаир» Москва-2004

УДК



            ОГЛАВЛЕНИЕ



Кирпиченков С.В.
«Судовые вспомогательные механизмы и системы» «Специальные системы танкеров», учебное пособие.
-М.: Изд-во «Альтаир» МГАВТ, 2004


      Учебное пособие «Специальные системы танкеров».
      Пособие включает в себя вопросы, связанные со спецификой перевозки нефтепродуктов, изложены основные положения безопасности эксплуатации танкерного флота, предотвращения загрязнения моря, сокращения непроизводительных потерь времени при эксплуатации и вопросы по охране окружающей среды, Международные и национальные нормативные документы.
      Для студентов специальности 240500, 140200 и инженерно - технических работников водного транспорта.


      Рецензент - доцент каф. СЭУ и А, Акладная Г.С.

      Издается по решению Учебно - методического совета МГАВТ.

      Ответственность за оформление и содержание передаваемых в печать материалов несут авторы и кафедры академии, выпускающие учебно-методические материалы


I. ТРАНСПОРТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГРУЗОВ И ВИДЫ ОПАСНОСТЕЙ ПРИ ИХ ПЕРЕВОЗКЕ............................4
  Общие положения.....................................4
  Характеристики нефти и нефтепродуктов................5
  Виды опасностей при транспортировке нефтегрузов на танкерах 11
II. СПЕЦИАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ТАНКЕРОВ.....................16
  Назначение и общие требования .......................16
  Грузовая и зачистная системы.........................17
  Система мойки грузовых танков..................... 24
  Система подогрева жидкого груза....................28
  Система газоотвода...............................  32
  Система замера количества груза в танках...........37
III. ОЧИСТКА ВОД, ЗАГРЯЗНЕННЫХ НЕФТЕПРОДУКТАМИ....40
  Системы очистки вод..............................  40
  Системы очистки с фильтрами коалесцирующего типа...41
  Флотационные сепапатопы..................... л.== ...47
  Приставки к сепараторам........................    49
  Сепараторы комплексной очистки...................  50
  Испытания сепараторов. Способы уменьшения количества загрязненных вод...г...........................    53
IV.  ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ...................      55
  Общие положения.............................    ...55
  Международные соглашения по охране морской среды...55
  Национальные требования по охране морской среды........57
Список литературы.................................   60

©
МГАВТ, 2004

з

            I ТРАНСПОРТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГРУЗОВ И ВИДЫ ОПАСНОСТЕЙ ПРИ ИХ ПЕРЕВОЗКЕ


        Общие положения

  Судовые энергетические установки и радионавигационное оборудование танкеров практически не отличаются от оборудования любого другого современного транспортного судна. Профессионализм и опыт лиц командного состава в управлении энергетической установкой и в судовождении (приобретенный на других судах) позволяет уделять особое внимание изучению специализированного оборудования, используемого для транспортировки нефтяных грузов, и обеспечению безопасности танкера.
  В большинстве случаев судовые механики с опытом работы на транспортных судах могут без затруднений эксплуатировать технические средства, которыми оснащен танкерный флот. Они обладают достаточной теоретической и практической подготовкой для этого. Однако профессиональные навыки и практические приемы, приобретенные ими на других судах (особенно тех, которые не предназначены для перевозки опасных грузов), могут оказаться неадекватными при работе на танкерах, что способно привести к тяжелым авариям. Поэтому подготовку моряков для работы на танкерах следует строить на изучении особенностей технологии перевозки грузов на этих судах. Технология перевозки грузов на танкерах должна обеспечивать:
  —    безопасность мореплавания и сохранность грузов (поддержанием мореходных качеств судна и соблюдением технологического режима транспортировки);
  —    безопасность экипажа (путем проведения профессионального обучения и строгого выполнения правил технической эксплуатации судна, а также использованием средств защиты от агрессивного воздействия груза);
  —    предотвращение загрязнения моря с судов (путем строгого выполнения требования МАРПОЛ 73/78, а также региональных и национальных документов);
  —    сокращение непроизводительных потерь времени при эксплуатации танкеров.
  Повышение безопасности плавания особенно важно для танкерного флота: например, убытки от аварии танкера "Амоко Кадиес" (Либерия) превысили 40 млн. долларов. Анализ аварийных случаев с танкерами показал, что в число основных причин их возникновения входят следующие: штормовые условия плавания (непогода); посадка на мель; столкновения; навалы; пожары и взрывы;

повреждения механизмов гребных винтов, валов и других конструкций.
  Приблизительно 90% из всех навигационных аварий танкеров оказались обусловленными факторами, связанными с работой судоводителей (их знаниями, опытом и навыками судовождения), а также их волевыми, моральными, эмоциональными и интеллектуальными качествами. Очевидно, что очень большую важность имеют личные качества судоводителей, обеспечивающие оптимальную работоспособность в экстремальных условиях плавания. Поэтому судоводителю морской - специальности необходимо постоянно повышать квалификацию (особенно в области маневрирования судна при наличии ветра и течения).

        Характеристики нефти и нефтепродуктов

  Все нефтяные грузы, перевозимые танкерами, подразделяют на две группы: светлые (бензин, керосин, лигроин, дизельное топливо) и темные (сырая нефть, моторное топливо, мазуты, смазочные масла).
  В число основных характеристик жидкого нефтегруза входят:
  :	— плотность (т/м³);
  —   вязкость (сСт);
  —   давление насыщенных паров (МПа);
  —    значения температуры: кипения, вспышки, воспламенения и застывания (°C).
  Согласно генетической классификации, типы сырой нефти определяют по преобладанию углеводородов определенной группы. Таких групп три:
  метановая (ее составляют алканы — предельные насыщенные углеводороды);
  нафтеновая (ее составляют циклоалканы — полиметиленовые углеводороды);
  ароматическая (непредельные углеводороды).
  Сырая нефть представляет собой смесь органических соединений, в основе которой лежат предельные углеводороды (называемые парафинами). Общая формула алканов СпН₂п + 2 (и = 1...60 и более), цикло-алканов — СпН₂п ароматических углеводородов — СПНП.
  Температура кипения. Показатель, характеризующий состояние углеводородов при атмосферном давлении, — это температура кипения. Например, для гомологического ряда алканов температура кипения имеет следующие значения (°C):
  метан (п = 1) — tKHₙ = -162;
  этан (п = 2) — tKHₙ = -89;
  пропан (п = 3) — tKHₙ = -42;
  бутан (п = 4) — tKHₙ = -0,5;

4

5

  пентан (n — 5) — tKHₙ +36,
  гексан (и = 6) tKHₙ — +69 и т.д.
  Из этих значений температуры кипения следует, что при нормальных условиях алканы с n = 1.. .4 находятся в газообразном состоянии, сп = 5... 16 — в жидком, а алканы с п > 16 — в твердом состоянии.
  Циклоалканы и ароматические углеводороды, входящие в состав нефтей, обычно находятся в жидком или твердом состоянии. Следовательно, сырая нефть как смесь различных углеводородов может быть легкой (если в ней преобладают алканы) или тяжелой (когда преобладают ароматические составляющие). Метановые нефти содержат (по объему) до 50% алканов, 30...40% циклоалканов и 5... 10% ароматических углеводородов. Нафтеновые нефти содержат 10...20% алканов, 50.. .60% циклоалканов и 20.. .30% ароматических углеводородов. Ароматические нефти содержат до 55% ароматических углеводородов, до 50% циклоалканов и около 5% алканов. Именно фракционный состав нефтей определяет их плотность, вязкость, значения температуры вспышки и застывания. Наименее устойчивы алканы с n = 1... 16, которые разлагаются при повышении температуры, причем жидкие алканы (п = 5... 16) разрушаются с образованием газообразных алканов (n = 1.. .4) и менее сложных жидких составляющих.
  Поэтому в танках с нефтепродуктами даже при нормальных условиях образуются пары легких жидких фракций и газообразных алканов.
  Циклоалканы и ароматические углеводороды более устойчивы, но при повышении температуры они также частично разлагаются на более простые составляющие. Таким образом, в закрытых танках с нефтью образуются насыщенные пары различных углеводородов над нефтепродуктами этих типов, которые могут иметь примерно следующий состав: воздух 8...24%; метан около 10%; этан 14... 18%; пропан 27...36%; бутан 14...17%; пентан 6...8%; гексан 1...4%; остальные углеводороды — до 2%.
  Чаще всего пары в танках с нефтепродуктами состоят из смеси пропана, бутана и воздуха (до 90% смеси). Нефтепродукты (бензин, керосин, лигроин, мазуты, масла), которые представляют собой продукты перегонки сырых нефтей, состоят из углеводородов такого же состава. Однако их фракционный состав иной, что отражается в составе паров нефтепродуктов в танках. Например, при перевозке бензинов в парах преобладают алканы (с n = 1...4), этилен и пропилен, а при перевозке мазутов — более тяжелые фракции (бутан, изобутан и бутилен).

  Плотность. Из сказанного выше следует: чем больше значение п в формулах углеводородов (СпН₂п + ₂ + г и Других), тем больше плотность нефтепродуктов (и, следовательно, их вязкость).
  Для характеристики плотности нефтепродуктов на практике чаще используется относительная плотность. Эта величина представляет собой отношение плотности массы единицы объема нефтепродукта при 20 °C к массе такого же объема дистиллированной воды при 4 °C. Например, относительная плотность легких (метановых) нефтей составляет 0,8...0,83; тяжелых (ароматических) — 0,93...0,95; бензинов — 0,71...0,76; керосинов ?—0,8...0,83; мазутов — 0,96... 1,015 г/см³. В Приложении 1 представлена таблица, отражающая зависимость значений плотности нефтепродуктов от их температуры.
  Вязкость (внутреннее трение). Вязкость — свойство газов и жидкостей, характеризующее их сопротивление действию внешних сил, вызывающих их движение (течение). Согласно гипотезе Ньютона, это касательная сила S, отнесенная к единице площади поверхности, которая действует в любой точке потока в плоскости, ориентированной по течению, пропорциональная изменению скорости (dW) в направлении к нормали (dn) к этой поверхности. Это можно выразить в виде следующей формулы:

S = pdW/dn
  где коэффициент пропорциональности ц — коэффициент динамической вязкости. Отношение коэффициента ц к плотности среды называется коэффициентом кинематической вязкости.
  Эта величина измеряется в сантистоксах сСт (1 сСт = Ю~ м’7с). Вязкость сырых нефтей при 50 °C колеблется в пределах 7... 75 сСт, дизельного топлива при 20 — 2... 8 сСт. Для оценки вязкости тяжелых нефтепродуктов (прежде всего мазутов) чаще используют условный градус вязкости (°ВУ). Один градус ВУ равен отношению времени истечения 200 см³ нефтепродуктов при 50 °C ко времени истечения 200 см³ дистиллированной воды при 20 °C через калиброванное отверстие вискозиметра.
  За рубежом кроме сСт используют еще несколько шкал вязкости: Редвуда № 1 (R), Сейболта-Фурола, Сейболта универсальную (Су), а также градусы Енглера и др. Существуют специальные переводные таблицы, описывающие связи между разными шкалами.
  Например: 40 °ВУ = 1200 R = 280 сСт = 800 Су.
  Давление насыщенных паров. Давление насыщенных паров нефтепродуктов определяется парциальными давлениями отдельных газообразных составляющих (метан, бутан и т.д.), которые суммируются в соответствии с законом Дальтона. Этот закон сформулирован следующим образом: давление смеси газов,

6

7

химически не взаимодействующих друг с другом, равно сумме их парциальных давлений.
  Температура вспышки. Температура вспышки (tₒcₙ) — это значение температуры, при котором над поверхностью нефтепродукта с определенной скоростью образуются пары. Скорость образования паров при этой температуре такова, что после воспламенения их от открытого источника зажигания они сразу же гаснут, если убрать источник. Значение температуры вспышки определяет степень пожароопасное™ нефтепродукта.
  По этому показателю все жидкие грузы делят на три разряда:
  I разряд: tₑcₙ < 28 °C (бензин, керосин, сырая нефть);
  II разряд: 1₆СП ⁼ 28...65 °C (керосин осветительный, дизельное топливо и др.);
  III разряд: tₑcₙ > 65 °C (моторное топливо, мазуты, минеральные масла и др.).
  Температура воспламенения. Эта величина представляет собой еще одну характеристику пожарной опасности нефтепродуктов. Температуря воспламенения — это такое значение температуры, при котором над поверхностью нефтепродукта выделяется определенное количество паров. Это количество паров таково, что после загорания от открытого источника пламени продолжается их устойчивое горение в течение не менее 1 минуты, даже если источник удалить. Обычно температура воспламенения на 10...30 °C выше температуры вспышки.
  Температура самовоспламенения. Температурой самовоспламенения называется предельное значение температуры нефтепродукта, при котором его пары воспламеняются без поднесения источника зажигания (открытого огня). Поэтому некоторые виды топлива при попадании на горячие поверхности механизмов могут самовоспламеняться — даже без источника открытого пламени, что способно вызывать пожары в машинном отделении и насосных отделениях.
  Кроме того, в число важных (используемых при контроле) показателей пожарной опасности входят:
  область воспламенения — область концентраций паров в воздухе, в пределах которой горение смеси после воспламенения распространяется сколь угодно далеко от источника;
  пределы воспламенения по концентрации — минимальные и максимальные концентрации паров в воздухе, соответствующие области воспламенения.
  Температурные пределы воспламенения. Эти значения также представляют собой важный показатель пожарной опасности нефтепродукта. Температурные пределы воспламенения — это значения температуры, при которых насыщенные пары вещества при

Таблица 1. Пределы воспламенения по концентрации для некоторых веществ

            Пределы воспламенения    
            (концентрации паров)     
              Нижний      Верхний    
Вещество    %    мг/л   %     мг/л  
Сырая нефть 2    18,3   ---   ---   
Бензин      1,1  33     5,4   16,2  
Керосин     1,4  70     7,5   375   
Дизельное   2,9  206    8,1   570   
топливо                             
Метан       5,3  ---    14,9  ---   
Этилен      3,2  ---    34    --- • 
Этан        3,2  ---    12,5  ---   
Пропан      2,3  ---    9,5   ---   
Изобутан    1,8  ---    8,4   ---   
Бутан       1 О  ---    Q <   ---   
                        0,^7        
Пентан      1,4  ---    7,8   ---   
Пропилен    2,2  ---    9,7   ---   
Бутилен     1,7  ---    9,0   ---   
Бутадиен    1,4  ---    11,5  ----  
Винилхлорид 4    ---    22    ---   
Аммиак      14,5 ---    26,8  ---   

атмосферном давлении) образуются в воздухе в концентрациях, соответствующих верхнему и нижнему концентрационным пределам воспламенения.
  Для большинства нефтепродуктов, перевозимых на танкерах, температурные пределы воспламенения определены и сведены в таблицы (справочники). Например, нижний и верхний температурные пределы взрываемости насыщенных паров в воздухе составляют соответственно (°C): для бензина авиационного (-34 и -4); для сырой нефти (-30... +20) и (-10...+50); для мазута +(60... 170); для дизельного топлива +60... 125 и т.д.
  Пределы воспламенения по концентрации. Помимо температурных пределов воспламенения существуют, как было упомянуто выше, пределы воспламенения паров по концентрации. Эти пределы соответствуют граничным значениям концентраций паров, при которых может произойти их самовоспламенение. В табл. 1 приведены данные по концентрациям паров некоторых веществ, соответствующим их пределам воспламеняемости.


8

9

  Температура застывания. Эта величина представляет собой еще одну температурную характеристику нефтепродуктов как грузов Температура застывания — это значение температуры, при котором нефтепродукты теряют естественную текучесть. При температуре застывания текучесть они теряют настолько, что при наклоне под углом 45° пробирки, содержащей нефтепродукт, уровень его остается неподвижным в течение не менее 1 минуты. Поэтому при перекачивании нефтепродукта его температура должна быть не менее чем на 15 20 °C выше температуры его застывания. Сведения о значениях температуры застывания различных нефтепродуктов приводятся в справочниках. Например, температура застывания мазута флотского Ф-12 составляет -8 °C, а мазута М-40 (из парафиновых нефтей) имеет плюсовые значения.
  Стабильность нефтепродукта. Стабильность нефтепродукта — это его способность сохранять состав и основные свойства при хранении и транспортировке. Нарушение стабильности нефтепродукта обуславливается наличием в нем непредельных углеводородов (смол) которые со временем образуют труднорастворимые осадки на стенках резервуаров и трубопроводов. Показателем содержания непредельных углеводородов служит йодное число — количество йода (в граммах) способного вступить в реакцию со 100 граммами нефтепродукта
  Прочие характеристики нефтепродуктов. Близка по содержанию к свойству стабильности и такая характеристика нефтегрузов как содержание в них серы S (%). Чем выше содержание серы, тем больше плотность нефтепродукта и тем выше его агрессивность по отношению к металлу. Кроме того, при высоком содержании серы в перевозимой нефти на переборках и на днищах танков образуются отложения сернистого железа (вследствие протекания реакций сернистых соединений с металлом и продуктами коррозии), способные к самовозгоранию — особенно при производстве работ по механической зачистке танков.
  Для характеристики коррозийной агрессивности нефтегрузов используют понятие кислотности. Кислотность зависит от содержания в нефтепродукте серы, воды и водорастворимых веществ.
  Показателем кислотности служит количество КОН (едкого калия) в мг, необходимое для нейтрализации 100 мг нефтепродукта.
  Исключительно важная характеристика паров нефтепродуктов — их токсичность. Токсичность характеризуется предельно допустимой концентрацией (ПДК). ПДК — это значение концентрации, выше которого пары становятся опасными для здоровья и жизни человека. Предельно допустимые концентрации паров измеряют в мг/л, мг/м³ или в %, а за рубежом часто в промилле (частей на миллион).

Таблица 2. Предельно допустимые концентрации вредных веществ, выделяемых основными видами жидких грузов, топлива и инертными газами ________________________________________

Основные виды грузов Вредные вещества             ПДК.  
     и топлива                                    мг\м3 
Сырая нефть, керосин Углеводороды                300    
Дизельное топливо    Сероводород (в смеси с      3      
                     углеводородами)                    
Бензин               Пары бензина Сероводород (в 100    
                     смеси)                      3      
Минеральные масла    Сероводород                 3      
Этилированные        Т етраэтилсвинец            0,005  
нефтепродукты                                           
Растительные масла и Акролеин                    0,2    
китовый жир                                             
Вино, винный спирт   Спирт этиловый              1000   
Спирт метиловый      Спирт метиловый             5      
(метанол)                                               
Инертные газы (из    Окись углерода (СО)         20     
дымов или выхлопных                                     
газов)                                                  
Патока, сахар-сырец  Углекислота                 о,1 (%)

  В табл.2 приведены значения ПДК для некоторых видов жидких грузов.

        Виды опасностей при транспортировке нефтегрузов на танкерах

  Характеристики нефтегрузов, рассмотренные ранее, четко очерчивают круг опасностей, возникновение которых возможно в процессе эксплуатации танкеров. Следует различать опасности для отдельного человека, для группы людей и для общества в целом. Это деление опасностей условно, поскольку один вид опасности может переходить в другой, если не будут своевременно приняты необходимые меры по предотвращению распространения опасной ситуации.
  Например, только что возникший очаг небольшого пожара вначале представляет опасность только для одного человека; если этот пожар не потушить и дать ему распространиться, он станет опасным для всего экипажа. А если пожар вызовет гибель танкера и произойдет разлив нефти, это уже представляет немалую опасность для всего общества.


ю

п

  Максимальную опасность на танкерах представляют воспламеняемость и взрываемость паров нефтепродуктов. Менее опасна их токсичность.
  Воспламеняемость и взрываемость нефтепродуктов. Если существует вероятность образования в танках взрывоопасной концентрации паров, обязательно следует проводить в них инертизацию атмосферы. Но инертизация танков — процесс длительный, требующий определенного времени. Пока в атмосферу танка подается инертный газ, концентрация образующейся смеси ’’проходит” через область взрывоопасных значений, и если в этот момент появится источник зажигания, неизбежен взрыв. Говорят, что реализуется ’’пожароопасный треугольник": "горючий материал—воздух—источник зажигания". Отсутствие любой из составляющих этого треугольника приводит к прекращению горения (и следовательно, к предотвращению взрыва).
  Поскольку воздух и горючий материал — пары нефтепродуктов — в танках присутствуют всегда, следует рассмотреть возможность появления источников зажигания.
  Долголетняя практика эксплуатации танкеров позволила установить, что источники зажигания появляются при следующих обстоятельствах:
  —   при столкновении судов;
  —     при падении различных предметов с образованием искр (например, такими предметами могут быть магниевые протекторы, ключи; их минимальный ударный импульс, достаточный для образования искры, составляет около 0,8 кгс-с).
  — образование искр из-за разрядов статического электричества, энергия которых во много раз больше указанной. Наличие тумана, состоящего из заряженных частиц (при опускании в танк изолированного от корпуса проводника), способствует образованию искр, обладающих энергией, достаточной для возгорания.
  Энергия зарядов в этом случае зависит от сочетания трех факторов:
  1)    пространственного потенциала тумана, заряженного статическим электричеством;
  2)    геометрии конструкции, к которой приближаются струи жидкости;
  3)   геометрии собственно струи жидкости.
  Помимо операции мойки танков, в течение которой могут возникать описанные выше ситуации, значительную опасность представляют также погрузочно-разгрузочные операции. При проведении погрузочно-разгрузочных операций нефть перемещается по трубам со значительными скоростями, что способствует образованию электрических зарядов, вызванных трением. Опасен

также разрыв швартовых тросов из синтетических материалов (могут образовываться искры). Заряды статического электричества возникают при движении жидкостей по трубопроводам и шлангам, при перемещении массы груза относительно стенок танков, при движении капель груза в воздухе, а также при движении капель воды в грузах (см. п. 4.7).
  Токсичность нефтепродуктов. Пары нефтепродуктов представляют собой очень опасные отравляющие вещества, оказывающие на человека наркотическое воздействие.
  Первые симптомы отравления человека парами нефтепродуктов напоминают симптомы опьянения — человек становится излишне веселым, у него возникает желание петь и кричать, он не понимает распоряжений; в некоторых случаях появляется рвота, начинаются истерические припадки (так называемая "бензиновая истерия"). Иногда при концентрации паров нефтепродуктов 30.. .40% отравление может произойти в течение 2...3 секунд.
  Измерение содержания паров нефтепродуктов в танках производят с помощью газоанализаторов (см. Приложение 2). Будучи токсичными веществами, нефтепродукты способны проникать в организм через органы дыхания. Для обслуживающего персонала важно знать общие симптомы отравления парами различных нефтепродуктов и возможные последствия.
  Бензин. Даже при непродолжительном вдыхании воздуха, содержащего бензин в количестве 5... 10 мг/л, наступает острое отравление. Характерные признаки бензинового отравления: головная боль, неприятные ощущения в горле, кашель, раздражения слизистой оболочки носа и глаз, неустойчивость походки, головокружение, возбуждение. Первые признаки острого отравления парами бензина — пониженная температура тела, замедление пульса, понижение артериального давления крови, а также другие физиологические изменения в организме человека.
  При удалении пострадавших из отравленной атмосферы большинство этих явлений через некоторое время проходит. Однако при концентрации паров бензина выше 35...40 мг/л могут наступить быстрая потеря сознания и смерть.
  Наибольшая опасность острого отравления парами бензина возникает при работах, проводимых' в закрытых объемах (помещениях). При недостаточной или плохой вентиляции закрытого помещения воздух быстро насыщается парами бензина до опасных концентраций. Поэтому при проведении работ в закрытых помещениях необходимо четкое знание и соблюдение правил техники безопасности. Следует обратить особое внимание на то, что в этилированных бензинах содержится тетраэтилсвинец, который обладает повышенной токсичностью.

12

13

  Дизельное топливо и керосин. Токсичность паров дизельного топлива и керосина выше, чем у паров бензина; однако из-за меньшей испаряемости концентрация этих паров в воздухе бывает значительно меньше. Предельно допустимая концентрация паров дизельного топлива и керосина составляет 0,3 мг/л.
  Наиболее заметные общие признаки отравления этими нефтепродуктами напоминают симптомы отравления парами бензинов: пострадавший становится неумеренно веселым, у него возникает желание петь и кричать, ослабляется чувство ответственности за собственные поступки. Он может испытывать головокружение, головную боль, иметь возбужденный блеск в глазах. Могут наблюдаться нерегулярное или слабое дыхание, нерегулярный пульс или сердечная аритмия.
  Длительное воздействие паров этих нефтепродуктов на человека способно привести к потере сознания, прекращению дыхания, развитию паралича и смерти.
  Иногда отравление происходит очень быстро, буквально через несколько секунд после входа в помещение с большим содержанием опасных паров (36.. .45 мг/л); при этом человек теряет сознание. Поэтому очень важно пострадавшего от отравления парами нефтепродуктов как можно быстрее вынести на свежий воздух. При первой же возможности следует обеспечить пострадавшему кислород — в концентрации до 35%, вводя его при помощи специального респиратора.
  Администрация танкера обязательно должна располагать кислородной аппаратурой, поддерживать ее в рабочем состоянии.
  Смазанные масла и гидравлические жидкости. Смазочные масла и гидравлические жидкости на минеральной основе также представляют собой токсичные вещества. С большой осторожностью нужно относиться к маслам, которые содержат присадки, поскольку некоторые присадки содержат токсичные вещества — серу, хлор, фосфор, цинк, свинец и другие опасные элементы. При нарушении правил обращения с маслами и невыполнении правил личной гигиены они могут вызвать экзему, фолликулярные поражения кожи, дерматиты, пигментацию кожи и более тяжелые заболевания.
  Пары летучих нефтепродуктов (температура вспышки которых ниже 60 °C при испытании в закрытом тигле) в порожних танках есть всегда. Вызвано это следующими факторами:
  —     могут иметь место утечки нефтепродукта в помещения, в том числе в насосные отделения, коффердамы, танки постоянного балласта и цистерны, примыкающие к танкам, в которых перевозится груз;

            нефтепродукты могут оставаться на стенках и на дне грузовых танков, из которых была произведена выкачка груза, даже после их очистки и вентиляции;
            могут оставаться отстой и осадок в грузовом танке, который считался дегазированным, из которых продолжают выделяться пары, если происходит какое-либо перемещение остатков груза или подъем температуры в танке;
  —     нефтепродукты могут оставаться в грузовых и балластных трубопроводах и насосах, которые вскрывают для замены прокладок, сальников и т.п.
  Опасность для здоровья людей представляет и недостаток кислорода, который может возникать в закрытых на какое-то время помещениях. Особенно выражен (и опасен) недостаток кислорода в случаях, если в закрытых помещениях находилась вода, была сырая или влажная атмосфера, инертный газ, либо же они были соединены с другими инертизированными танками. В такие помещения (танки) людям запрещено входить без дыхательного аппарата — до тех пор, пока помещения не будут хорошо провентилированы, а замеры состава атмосферы в помещении не покажут, что содержание кислорода составляет 21 % по всему объему.
  Прочие опасности. Помимо перечисленных опасностей, существующих при транспортировке нефтепродуктов на танкерах, необходимо помнить о следующих возможных ситуациях:
  —     опасность отравления: в результате присутствия, например, бензола и сероводорода. Следовательно, необходимо сделать соответствующие проверки, принять меры предосторожности;
  —     опасность травм: вследствие плохого освещения, наличия скользких поверхностей, неогражденных отверстий, лазов, горловин и т.п. Необходимо принять все возможные меры, чтобы устранить подобные источники опасности.

14

15

            IL СПЕЦИАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ТАНКЕРОВ


        Назначение и общие требования

  При создании современных крупнотоннажных танкеров наряду со снижением стоимости перевозки нефтепродуктов большое внимание уделяется ускорению погрузо-разгрузочных операций, сокращению обслуживающего персонала и предотвращению загрязнения моря перевозимыми нефтепродуктами. Основную роль при этом должны играть специальные системы танкеров. Прием нефтепродуктов танкером с берега осуществляется с помощью береговых насосных установок, а выкачивание жидкого груза из грузовых танков — судовыми насосами. Помимо обычных судовых систем на танкерах имеются специальные системы: грузовые, зачистные, мойки танков, газоотводные и подогрева жидкого груза.
  Грузовая система предназначена для приема с берега и распределения груза по грузовым танкам, а по прибытии в порт назначения — для выкачивания его из танков на берег или другое судно. Но поскольку насосами грузовой системы практически нельзя обеспечить полное осушение танков (в них остается обычно 1,5—2% груза), для выкачивания этих остатков предусматривают самостоятельную зачистную систему. В холодное время года резко снижается производительность насосов, а следовательно, удлиняется время разгрузки танкера. Для устранения этого недостатка предусматривают подогрев груза в танках во время рейса посредством специальной системы подогрева. Система представляет собой сеть гладкотрубных элементов, по которым пропускается насыщенный пар давлением 0,4—0,5 МПа (примерно 4—5 кгс/см²). Пар к змеевикам подводится от парогенератора. Латунные змеевики укладывают внутри танка на днище или стенках. После полного выкачивания груза из танков на их поверхности остается слой вязких нефтепродуктов. Удаляют этот слой путем заполнения танка водяным паром или мойки его горячей водой с растворенным в ней моющим составом. Выполнение этих операций обеспечивают системы пропаривания танков или мойки танков. Система мойки танков действует более эффективно и поэтому широко применяется на морских танкерах. Легкие сорта нефтепродуктов в теплое время года интенсивно испаряются в танках, несмотря на применяемое орошение грузовой палубы танкера забортной водой. Вследствие этого в танках повышается давление, создающее пожароопасную обстановку на танкере. Для выравнивания давления в танках с атмосферным предусматривают газоотводную систему.

  К грузовым, зачистным и другим специальным системам танкера предъявляются следующие основные требования:
  а) выкачивание груза из танков не более чем за 10 ч;
  б)   пожарная безопасность при приеме, перевозке и выгрузке груза (все операции с легкими сортами нефтепродуктов должны производиться при закрытых горловинах танков);
  в)   простота устройства и удобство управления при минимальном числе обслуживающего персонала;
  г)   прием и выдача груза на оба борта и с кормы танкера, перекачивание его между группами и отдельными танками;
  д)   прием балласта в танки как самотеком, так и балластным насосом, а перекачивание его между танками и удаление за борт только балластным насосом;
  е)   быстрый предварительный подогрев вязких нефтепродуктов в танках до требуемой температуры (не более 16 часов).

        Грузовая и зачистная системы

  На морских танкерах применяются грузовые и зачистные системы разных типов. Обычно грузовая система состоит из грузовых насосов с всасывающими и напорными трубопроводами, грузовой магистрали с отростками, отходящими в грузовые танки, и палубных погрузо-разгрузочных трубопроводов с приемо-раздаточными патрубками. Зачистная система по своей схеме подобна грузовой, но не имеет отдельного палубного трубопровода. Кроме того, она отличается конструкцией зачистных насосов и значительно меньшей их производительностью, а также меньшими диаметрами трубопроводов. В зависимости от грузоподъемности танкеров и количества одновременно перевозимых сортов нефтепродуктов грузовые системы разделяют на линейные, кольцевые с перепускными клинкетами и комбинированные, а зачистные системы — на линейные и кольцевые. Линейные грузовые системы имеют следующие преимущества перед кольцевыми:
  —   простота устройства и надежность в эксплуатации;
  —   меньшая стоимость;
  —   меньшие массогабаритные характеристики;
      целесообразность применения для большого количества перевозимых сортов груза.
  Их недостаток — меньшая живучесть и недостаточная оперативность в управлении. Система с перепускными клинкетами наиболее проста по устройству, удобна в эксплуатации и имеет наименьшую стоимость. Однако необходимо указать на следующие ее недостатки:
    возможность применения в основном для одного сорта груза; малая живучесть и недостаточная оперативность в управлении;


16

17

  — невозможность совмещения операций выкачивания груза из танков и приема балласта в балластируемые грузовые танки.
  Комбинированная грузовая система сочетает в себе линейную схему с применением перепускных клинкетов на грузовых танках.
  К грузовым и зачистным системам предъявляются следующие основные требования по устройству. Приемные патрубки располагаются у кормовых переборок со смещением к продольной переборке танка и отстоят от днища на 20—60 мм. При наличии двойного дна их углубляют, размещая в специальных колодцах. На приемной трубе в каждом танке устанавливают разобщительный клинкет, а на трубопроводах в пределах танка — компенсаторы (предпочтительно сильфонного типа). На стороне всасывания у зачистных поршневых насосов располагают грязевую коробку. Управление запорной арматурой производится с помощью местного привода с грузовой палубы или дистанционного привода с поста управления. На стороне нагнетания у грузового центробежного насоса устанавливают невозвратный клапан.
  Грузовые и зачистные насосы со своими трубопроводами размещены в отдельном насосном отделении. Всасывающие и напорные трубопроводы грузовых насосов соединены между собой трубами, образующими кольцевой трубопровод. От напорного трубопровода на верхнюю палубу отходят стояки, с помощью которых он соединяется с палубной грузовой магистралью. Из насосного отделения в грузовые танки отходят грузовые и зачистные магистрали. Магистрали и ответвляющиеся от них в грузовые танки отростки проходят по днищу судна. Через переборки танков трубопроводы проложены с помощью стаканов. На магистралях в пределах каждого танка установлен компенсатор сильфонного типа. В каждый танк введено не менее чем по одному грузовому и зачистному отростку. Каждый отросток имеет запорный клинкет и оканчивается приемником. Открытие и закрытие клинкетов производятся с верхней палубы посредством валиковых приводов.
  На верхней палубе по обоим бортам и в корме установлены приёмо-раздаточные патрубки с концевыми клинкетами, к которым с помощью быстросмыкаемых гаек присоединяют гибкие рукава, перекидываемые на берег или на другое судно. Патрубки соединены трубами с палубной грузовой магистралью.
  Прием груза в танкер производится следующим образом. Перекачиваемый с берега по гибким рукавам жидкий груз через палубную магистраль подводится к стоякам, по которым течет вниз в кольцевой грузовой трубопровод насосного отделения. Минуя грузовые насосы, груз по наливной перемычке попадает в трюмную грузовую магистраль. При открытии клинкетов на соответствующих грузовых отростках происходит заполнение выбранных танков.

Уровень груза в танке контролируют с помощью измерительных труб или дистанционных уровнемеров. Выкачивание груза из выбранных для опорожнения танков производят грузовыми насосами при открытии соответствующих клинкетов на грузовых отростках. Насосами груз подается через палубную магистраль, из которой он по приемо-раздаточным трубопроводам подводится к приемораздаточным патрубкам. После выкачивания груза из танков производят их зачистку с помощью зачистных насосов. Через зачистные отростки зачистные насосы подают остатки груза по тем же стоякам в палубную грузовую магистраль. Применяются грузовые насосы центробежного типа с электро- и турбоприводами и зачистные насосы поршневого типа с паровым приводом, обладающие наилучшим всасыванием, чем обеспечивается полная очистка танков от остатков груза. Грузовые и зачистные трубопроводы изготовляют из стальных труб.
  На рис. 1 изображена схема линейной грузовой и линейной зачистной систем применительно к танкеру, предназначенному для перевозки двух сортов груза. Грузовая система состоит из двух палубных грузовых магистралей 51 и 52, двух грузовых центробежных насосов 5 и 9, двух отдельных грузовых магистралей 36 и 25 и балластной магистрали 34 с приёмно-отливным трубопроводом 6.
  Зачистная система состоит из двух зачистных поршневых насосов 16 и 45 с отдельными зачистными магистралями 24 и 35. Грузовые танки разделены на носовую и кормовую группы, объединяющие каждая три средних и шесть бортовых танков. Каждая группа танков заполняется одним сортом груза и поэтому обслуживается определенными грузовым и зачистным насосами.
  На верхней палубе от каждой грузовой магистрали 51 и 52 в корму и на оба борта отходят трубопроводы к сдвоенным приемораздаточным патрубкам 47, 48, 56, 58, 60 и 61, имеющим концевые клинкеты 57. Прием каждого сорта груза можно производить с любого из бортов или с кормы танкера. От каждой палубной магистрали отходит один стояк 30 (31) в грузовую магистраль 25(36), а другой 10(3) в насосное отделение к напорному трубопроводу грузового насоса 9(5). Таким образом, прием груза в танки можно производить непосредственно с палубы через наливные стояки 30 и 31 либо через насосное отделение по стоякам 10 и 3, минуя грузовые насосы, по трубам 11 и 2 и перемычке 44 в грузовые магистрали 25 и 36.

18

19

          Рис. 1, Грузовая и зачистная линейные системы а — расположение погрузо-разгрузочных трубопроводов на верхней палубе; б — расположение грузовых, зачистных и балластных трубопроводов в грузовых танках и насосном отделении.

  От грузовой и зачистной магистралей в каждую группу танков (ЛБ, ПБ и средний танк) проложено по одному поперечному трубопроводу 37 и 38, с отходящими от них в каждый танк по одному грузовому 23 и зачистному 20 отростку. На всасывании грузовых и зачистных насосов имеются фильтры 21 или грязевые коробки 17, защищающие их от загрязнения. Грузовые насосы на всасывании соединены перемычкой 42, разобщаемой клинкетом, позволяющей производить выкачивание груза и другого сорта в случае выхода из строя штатного насоса для данного сорта груза. На напорном трубопроводе грузового насоса установлен невозвратнозапорный клапан, который предотвращает обратный переток груза из палубной грузовой магистрали 51 в грузовые танки при отключении данного насоса. Всасывающий и напорный патрубки зачистного насоса соединены перепускной трубой 15 с предохранительным клапаном 13, который обеспечивает автоматический перепуск груза обратно на всасывающую магистраль насоса в случае превышения насосом допустимого давления. На линии всасывания зачистные насосы соединены перемычкой 19, разобщаемой клинкетом 18, что обеспечивает их взаимозаменяемость. Выкачивание каждого сорта груза на верхнюю палубу производится через соответствующий стояк 3 или 10.
  На танкере предусмотрен прием балласта в четыре бортовых грузовых танка (Танк 2 и Танк 5) от балластной магистрали 34 через балластные трубопроводы 29. Балластная магистраль 34 соединена с балластным трубопроводом 6, а перемычками 42 и 44 — с напорным и всасывающим трубопроводами обоих грузовых насосов. Это позволяет путем переключения соответствующих разобщительных клинкетов забирать воду через приемно-отливной кингстон 8 и подавать ее в балластируемые танки и, наоборот, выкачивать балласт из них через тот же кингстон 8 за борт.
  На рис. 2 представлены схемы грузовой системы с перепускными клинкетами и кольцевой зачистной системы применительно к танкеру, предназначенному для перевозки одного сорта груза. Грузовая система состоит из палубной грузовой магистрали 40 с бортовыми 41 и 50, и кормовыми 37 приемо-раздаточными патрубками, двух палубных приемных трубопроводов 44 и 47 с бортовыми приемными патрубками 42, 43, 45 и 46, двух центробежных грузовых насосов 8 и 33, трюмного грузового кольцевого трубопровода с двумя грузовыми отростками 16 и балластного трубопровода с приемно-отливным кингстоном 3. В средние танки № 1 и 3 с верхней палубы введены наливные стояки 24 и 27. Стояки соединены с палубными трубопроводами 44 и 47, имеющими по бортам приемные патрубки 43, 45 и 42, 46. Это позволяет производить прием груза с обоих бортов танкера

20

21

к