CURS DE GAZE LICHEFIATE
NIVEL AVANSAT
Pentru scopul acestui curs ,se vor aplica urmatoarele interpretari . Alte definitii sunt date in text.
Este temperatura pe scara absoluta care incepe la diviziunea zero absolut. Unitatile sunt exprimate in grade C (celsius), K (kelvin), F (fahrenheit).
Este densitatea absoluta a vaporilor si reprezinta masa unitatii de volum a unui gaz in anumite conditii de temperatura si presiune.
Absolut zero
Este temperatura la care orce miscare moleculara inceteaza, volumul orcarui gaz devine zero. Este definita ca fiind egala cu -273,16 C sau -459,69 F.
Accommodation spaces
Spatiile de locuit sunt acele spatii folosite ca spatii publice, coridoare, spalatoare, cabine, oficii, spitale, cinema si alte spatii similare. Spatiile publice sunt acele parti ale spatiilor de locuit care sunt folosite ca holuri, sali de masa si spatii similare permanent inchise.
Adiabatic
Adiabatic,proces termodinamic, produs fara transfer de caldura. Schimbarea de volum adiabatica intr-un lichid sau gaz are loc fara pierderea sau castigarea de caldura.
Administration
Administratie, este guvernul sau statul al carui pavilion nava este autorizata sa-l poarte.
Air lock
Este un spatiu separat intre zona periculoasa cu posibile scurgeri de gaz pe puntea deschisa si zona sigura fara scurgeri de gaz (ex. Camera motoarelor electrice) avand doua usi metalice etanse la gaz cu spatiile dintre ele suprapresurizat fata de zona periculoasa de pe puntea deschisa.
Anaesthesia
Reprezinta pierderea simturilor corpului si a cunostiintei.
Approved equipment
Echipament aprobat, este un echipament testat si aprobat de o autoritate ca Administratia sau Societate de Clasificare. Aceasta autoritate trebuie sa certifice ca echipamentul poate fi folosit in spatii cu atmosfera periculoasa.
Associated gas
Este gazul produs de o sonda al carui principal produs il reprezinta titeiul.
Asphixia
Asfixia apare in cazul cand sangele nu este alimentat cu cantitatea necesara de oxigen. Se poate instala stare de inconstienta.
Asphyxiant
Este un gaz sau vapori ai unui gaz care nu au proprietati toxice dar prezenta lui in anumite concentratii suficiente duce la eliminarea oxigenului si conduce la asfixie.
Auto-ignition temperature
Este cea mai joasa temperatura la care un solid, lichid sau gaz se autoaprinde fara contributia unor surse exterioare.
Boil-off
Sunt vaporii produsi deasupra nivelului de lichid al marfii datorita evaporarii cauzate de incalzirea marfii.
Boiling -point
Este temperatura la care presiunea vaporilor marfii este egala cu presiunea atmosferica.
Bonding (Electrical)
Reprezinta conectarea partilor metalice pentru a asigura continuitatea electrica.
Booster pump
Este o pompa folosita pentru a creste presiunea de descarcare ,anand aspiratie de la o alta pompa (pompa principala de descarcare).
Breadth (B)
Reprezinta latimea maxima a unei nave, masurata in metri, la cupla maestra.
Bulk cargo
Este marfa transportata in tancurile navei fara a fi stivuita in butoaiei, containere sau paletizata.
Bubble point
Este temperatura la care componentele cele mai usoare a unei mixturi incep sa se evapore.
Calorific value (CV)
Este caldura cedata prin arderea unei unitati de volum de gaz.
Calorimeter
Este un instrument pentru determinarea valorii calorice a unui combustibil.
Carcinogen
Este o substanta capabila sa cauzeze cancerul.
Cargoes
Marfurile - sunt produsele listate in capitolul 19 IGS CODE, transportate in bulk de nave.
Cargo area
Este parte din nava care contine sistemul de depozitare al marfi, pompele de marfa, camera compresoarelor marfii si incluzand zona puntilor de deasupra acestor spatii.
Cargo containment system
Sistemul de depozitare al marfii reprezinta aranjamentul pentru spatiile de marfa incluzand prima si a doua bariera, izolatia corespunzatoare si orice spatiu de interventie , si structurile adiacente pentru suportul acestor elemente.
Cargo conditioning
Reprezinta mentinerea cantitatii de marfa fara pierderi, presiunii in tanc in anumite limite si a temperaturii dorite a marfii.
Cargo control room
Este un spatiu folosit pentru controlul operarii marfii si in conformitate cu cerintele IGS CODE.
Reprezinta orice operatiune la bordul unui transportor de gaz implicand manipularea marfii in stare de vapori sau lichid , incluzand transferul.
Cascade reliquefaction cycle
Sisteme de relichefiere cascada reprezinta relichefierea sau condensarea vaporilor de marfa intr-un proces unde agentul de racire este un refrigerant ca freonul 22. Refrigerarea vaporilor agentului se face intr-un condensor racit cu apa de mare.
Certified Gas-Free
Certificat ca fiind degazat inseamna ca un tanc, compartimentat sau container a fost testat folosind instrumente aprobate si s-a dovedit ca fiind suficient liber de gaze toxice sau explozive sau gaze inerte pentru scopul propus ca si pentru lucrul cu flacara deschisa, in timpul testului, de o persoana autorizata si s-a eliberat un certificat in acest scop.
Closed gauging system (Closed ullaging)
Sistem de masurare a ulajului fara ca operatorul sa vina in contact cu marfa.
Cofferdam
Reprezinta spatiul dintre doi pereti metalici adiacenti sau punti; poate fi un 'void space ' sau un tanc de balast.
Combustible gas detector
Este un instrument pentru detectare unui gaz combustibil / aer in amestc cu gaze explozive si de obicei masoara concentratia sa in termeni ca (LFL) limita combustibila inferioara.
CEFIC
Conciliul European al Industriei Chimice
Certificate of Fitnes
Reprezinta certificatul eliberat de Administratia unei tari confirmand ca structura, echipamentul fitingurile, amenajarile si materialele folosite in constructia unui transportor de gaz sunt in concordanta cu cerintele relevante ale IGS CODE. Asemenea certificare poate fi eliberata in numele Administratiei de o Societate de Clasificare recunoscuta.
Reprezinta presiunea minima ceruta pentru a lichefia un gaz la temperatura critica.
Reprezinta temperatura deasupra careia un gaz nu mai poate fi lichefiat ,oricat de mare ar fi presiunea.
Reprezinta ramura fizicii si ingineriei chimice care se ocupa cu studiul temperaturilor foarte joase si a fenomenelor care apar la aceste temperaturi.
Legea lui Dalton - presiunea exercitata de un amestec de gaze este egala cu suma presiunilor pe care fiecare gaz l-ar exercita daca ar ocupa singur intregul volum al vasului.
Deepwell pump
Pompe de marfa tip DEEPWELL.
Density
Densitatea reprezinta masa unitati de volum a unei substante in conditii de presiune si temperatura determinata.
Dew point
Temperatura la care apa dintr-un amestec condenseaza.
Este un proces care este insotit de absorbtie de caldura.
Enthalpy
Este o marime termodinamica folosita in studiul proceselor fizice si chimice. Este egala cu suma energiei interne a sistemului. Se masoara in kj / kg.
Entropy
Entropia este o marime termodinamicacare exprima modalitatea de evolutie a unui sistem intre 2 stari de echilibru.
Exothermic
Este un proces insotit de degajare de caldura.
Filling limit
Reprezinta volumul tancului, exprimat in procente din volumul total, care poate fi umplut in siguranta tinand cont de posibila expansiune a lichidului.
Flame arrester
Este un dispozitiv folosit in liniile de ventilatie pentru a restrictiona trecerea scanteielor in spatiile inchise.
Flammable
Capacitatea unui amestec de a fi aprins si ars . Termenul , gaz flamabil , este utilizat pentru a descrie un amestec de aer si vapori in limitele flamabilitati.
Flammable products
Sunt acele produse identificate cu un "F" pe coloana "f" in tabelul cuprins in cap.19 IGS CODE.
Flammable range
Zone de flamabilitate (explozie) care reprezinta zona intre minimum si maximum concentratiei de vapori in aer care formeaza un amestec exploziv. De obicei abreviatia LFL si UFL. Acestea sunt sinonime cu LEL si UEL.
Flash point
Este cea mai joasa temperatura la care un lichid emana o cantitate suficienta de vapori pentru a forma un amestec inflamabil cu aerul, deasupra suprafetei lichidului, ori intr-un recipient. Acestea se determina in teste de laborator in recipiente recomandate.
Gas carrier
Este o nava de transport marfa construita sau adaptata si folosita pentru transportul in vrac al orcarui gaz lichefiat sau al altor produse listate in IGS CODE.
Gas dangerous space or zone
Spatiu sau zona cu pericol de gaze flamabile.
Inseamna ca un tanc, compartiment sau container a fost testat ,folosind un echipamente de detectare a gazelor corespunzator, si a rezultat a fi suficient de liber de gaze toxice sau explozive sau gaze inerte, in momentul testului, pentru scopul propus.
Gas - freeing
Introducerea de aer proaspat intr-un tanc, compartiment sau container pentru a inlocui gazele toxice, flamabile sau gazul inert, la nivelul cerut de scopul propus (ex. Intrare in tancuri, lucrul cu flacara deschisa).
Gas safe space
Este un spatiu altul , decat spatiile cu pericol de amestecuri de gaze.
Hard arm
Este un brat metalic articulat folosit in terminale pentru a conecta liniile de la uscat cu manifoldul navei.
Heat of fusion
Reprezinta cantitatea de caldura necesara pentru a efectua schimbarea starii de agregare a unei substante de la solid la lichid ,la temperatura constanta.
Heat of vaporisation
Este cantitatea de caldura necesara pentru a efectua schimbarea starii de agregare a unei substante de la lichid la vapori ,la temperatura constanta.
Hold space
Este spatiul inchis ,in structura navei in care este dispus sistemul de depozitare al marfii.
Hot work
Este activitatea care implica flacari sau temperaturi suficient de inalte pentru a determina aprinderea unui gaz inflamabil. Aceasta include orice activitate implicand folosirea suduri, echipament de cositorire si echipament ce poate determina aprinderea unui gaz inflamabil.
Hot work permit
Permis de lucru cu focul - un document eliberat de o persoana autorizata permitand o anumita activitate, pentru o anumita perioada de timp, intr-o anumita zona , cu scule si echipamente care pot determina aprinderea unui gaz inflamabil.
Hydrates
Compusi formati la o anumita presiune si temperatura prin reactia intre apa si hidrocarburi.
IACS
Asociatia Internationala a Societatilor de Clasificare.
IAPH
Asociatia Internationala a Porturilor.
ICS
Camera Internationala de Navigatie.
Organizatie Maritima Internationala, este o Agentie specializata a Natiunilor Unite care se ocupa cu problemele maritime.
O scanteie cu temperatura si energia suficienta pentru a aprinde un gaz inflamabil.
Independent
Inseamna ca un sistem de tubulaturi sau ventilatie (de ex.) nu este in niciun fel conectat la alt sistem si nu exista nici un fel de posibilitate de conectare la alt sistem.
Inert gas
Un gaz sau vaporii care nu suporta arderea si nu reactioneaza cu marfa.
Inerting
Introducerea gazului inert intr-un spatiu pentru a reduce si mentine continutul de oxigen la un nivel la care arderea nu este suportata.
Inhibited cargo
O marfa care contine un inhibitor.
O substanta folosita pentru a preveni sau a intarzia deteriorarea marfii sau posibilul risc al unei reactii chimice.
Este un dispozitiv fixat intre flanje metalice, suruburi, saibe pentru a preveni continuitatea electrica intre tubulaturi, sectiuni de tubulatura.
Insulation space
Este spatiul care poate fi sau nu un spatiu de izolare umplut total sau partial de izolatie.
Interbarrier space
Este spatiul intre prima si a doua bariera umpluta in intregime sau partial de izolatie.
Intertanko
Asociatia Internationala a Armatorilor de Tancuri.
Intrinsically safe
Siguranta intrinseca - cand orice scanteie sau efect termic produs in mod normal sau accidental este incapabil de a aprinde un amestec.
ISGOTT
Ghidul International pentru Tancuri si Terminale, publicat in concordanta cu ICS, OCIMF, IAPH.
Isothermal
La aceeasi temperatura. Cand un gaz trece printr-o serie de variatii de volum si presiune fara a-si schimba temperatura, schimbarile sunt facute izotermic.
Latent heat
Caldura necesara pentru a determina schimbarea unei substante din faza solida in faza lichida (caldura latenta de fuzionare) sau din lichid in vapori (caldura latenta de vaporizare). Aceste schimbari de faza pentru un sistem cu un component apar fara modificarea temperaturii in punctul de topire respectiv vaporizare.
Length (L)
Lungimea reprezinta 96% din lungimea totala la linia de plutire se masoara in metri.
Liquefied gas
Este un gaz care are presiunea absoluta a vaporilor mai mare de 2,8 kp / cmp la 37,8C si anumite substante specificate in IMO Codes.
LNG
Gaze naturale lichefiate; principalul constituent il reprezinta metanul.
Lower flammable limit (LFL)
Este concentratia minima de vapori in aer care formeaza un amestec inflamabil (exploziv).
LPG
Gaze Lichefiate Petroliere - principalele sunt propanul si butanul transportate separat sau in amestec.
Machinery spaces of category A
Machinery spaces
Sunt toate spatiile din compartimentul masini (de categoria A) si toate celelalte spatii continand motoare de propulsie, caldari, masini cu aburi si ardere interna, generatoare si alte masini electrice principale si alte motoare si masini.
MARVS
Este presiunea maxima setata pe valvulele de siguranta ale tancurilor de marfa.
Mole
Cantitatea dintr-o substanta in orce sistem de masurare a greutatii, care corespunde valorii numerice a greutatii moleculare a substantei (ex. Pentru propan greutatea moleculara este de 44,1gram -mol.
Mole fraction
Numarul de moli al fiecarui componenet dintr-un amestec impartit la suma numarului total de mol al fiecarui component.
Mole percentage
Fractie molara x 100.
Natural gasoline
Hidrocarburi lichide, in principal pentan si substante hidrocarbonice grele, extrase din gazul natural.
NGL
Gaz natural lichid. Fractie lichida deobicei in asociere cu gazul natural tipice etan, propan, butan, pentan si alte substante hidrocarbonice mai grele.
OCIMF
Forumul Maritim International al Companiilor Petroliere.
Odoriser
Compus puternic mirositor adaugat pentru a furniza un miros distinctiv asa incat scurgerile gazelor fara miros (metan, propan, butan) sa poata fi detectate in concentratii mai mici decat LEL. Ethyl mercaptan este deobicei folosit pentru acest scop.
Organisation
Organizatia Internationala Maritima.
Oxygen analyser
Instrument folosit in masurarea concentratiei de oxigen, de obicei ca procente din volum.
Oxygen deficient atmosphere
O atmosfera care contine mai putin de 21% oxigen din volum.
Partial pressure
Presiunea exercitata de un componenet al unui amestec de gaze ca si cand ceilalti componenti nu ar fi prezenti. Presiunea partiala nu poate fi masurata direct dar este derivata din analizarea amestecului si calcularea cu Legea lui Dalton.
Permeability
Peroxid
Compus format prin reactia chimica dintre marfa lichida sau vapori si oxigenul atmosferic sau oxigenul din alte surse. Compusul poate fi in anumite cazuri foarte reactiv sau instabil si constituie un posibil risc.
Polymerisation
Fenomenul prin care moleculele unui compus particular pot reactiona intre ele formand o unitate care contine intre 2 si 2000 de molecule - se numeste polimer.
Port administration
Autoritatea corespunzatoare a tarii in portul careia nava este in prezent situata.
Forta pe unitatea de suprafata.
Elementul interior destinat sa contina marfa, cand sistemul de depozitare al marfii este format din doua bariere.
Purging
Introducerea nitrogenului sau a unui gaz inert sau vapori de marfa corespunzatori pentru a inlocui o atmosfera necorespunzatoare dintr-un tanc.
Refinery gas
Gazul rezultat din operatiunea de rafinare a titeiului cuprinzand in principal hidrogen, metan, etc.
Relative vapour density
Masa volumului de vapori comparat cu masa unui volum egal de aer, amandoua in conditi de presiune si temperatura standard. Valoarea densitatii de 2,9 inseamna ca vaporii sunt de 2,9 ori mai grei decat acelasi volum de aer in aceleasi conditii fizice.
Relative liquid density
Masa volumul;ui de lichid la o temperatura data comparata cu masa unui volum egal de apa la aceasi temperatura sau la o temperatura diferita data.
Reliquefaction
Transformarea in lichid a vaporilor de marfa prin procesul de lichefiere.
Responsible officer
Comandantul sau orce ofiter delegat de comandant responsabil pentru orice operatiune sau activitate.
Responsible terminal representative
Persoana responsabila de la uscat cu toate operatiunile de manipulare a marfii sau prepusul ei.
RGB(Return gas blower )
Ventilatoarele de la terminal folosite pentru a returna vapori de marfa pe timpul descarcarii.
Rollover
Un fenomen rezultat din tulburarea unui echilibru instabil dintre doua straturi de lichid dintr-un tanc. In anumite conditii un strat mai greu de lichid poate fi deasupra unui strat mai usor de lichid.
Saturation temperature
Temperatura la care presiunea lichidului este egala cu presiunea atmosferica la suprafata lui; aceasta temperatura variaza cu presiunea.
Saturated vapour pressure
Presiunea la care vaporii sunt in echilibru cu lichidul la o anumita temperatura.
Secondary barrier
Invelisul exterior al sistemului de depozitare al marfii destinat sa ofere retinerea temporara a oricarei scurgeri de lichid prin bariera primara si sa previna coborarea temperaturi structurii navei la un nivel periculos.
Self - reaction
Tentinta unui chimical de a reactiona cu el insusi avand ca rezultat polimerizarea sau descompunerea.
Separate
Inseamna ca sistemul de tubulaturi al marfii sau sistemul de ventilatie, de exemplu, nu este conectat la nici un alt sistem de tubulaturi sau alt sistem de ventilatie.
Service spaces
Sunt acele spatii folosite pentru bucatarii, oficii continand mijloace de gatit, depozite, magazii, ateliere, sau altele decat acestea formand parte din compartimentul masini.
Slip tuble
Un sistem de masurare a ulajului de tip inchis folosit pentru a determina nivelul de lichid la navele semirefrigerate si full presurizate.
SIGTTO
Societatea Internationala a Tancurilor de Gazelor Lichefiate si a Oeratorilor de Terminale.
Sloshing
Valuri formate la suprafata lichidului marfii in tancuri datorita miscarii navei.
SOLAS Convention
Conventia Internationala pentru Siguranta Vietii Umane pe Mare, 1974, impreuna cu amendamentele.
Un tip de gaz cunoscut ca compozitie si concentratie folosit pentru calibrarea detectoarelor de gaz de la nava.
Specific gravity
Raportul intre greutatea volumului unei substante la temperatura t1 si greutatea aceluiasi volum de aer la temperatura t2, unde t1 si t2 nu sunt neaparat egale.
Specific heat
Raportul dintre capacitatea termica a unei substante si cea a apei. Pentru un gaz caldura specifica la presiune constanta este mai mare decat aceea la volum constant.
Spontaneous combustion
Aprinderea unui material datorata reactiei materialului cu el insusi si degajarii de caldura, fara expunerea la o sursa externa de aprindere.
Static electricity
Electrizarea unor materiale de tip diferit prin contact fizic sau prin separare.
Surge pressure
Un fenomen generat in sistemul de tubulaturi cand are loc o modificare puternica a debidului. Aceasta presiune creata poate fi periculoasa daca modificarea ratei se face brusc si va avea ca rezultat un val de soc care poate avaria tubulatura sau echipamentul.
Systemic poison
O substanta toxica capabila de a intra in sange si de a afecta intregul organism.
Partea superioara a unei portiuni de cargo tanc.
Threshold limit value (TLV)
Concentratia maxima de gaze, vapori, pulberi sau sprei la care se crede ca aproape orice persoana de la bord poate fi expusa in mod repetat, zi de zi, fara a fi afectata 8 ore / zi , 40 ore / pe saptamana.
Toxic products
Sunt acele produse identificate ca "T" in coloana "f" din capitol 19.
Upper flammable limit (UFL)
Concentratia gazelor de hidrocarbon in aer deasupra careia continutul de aer este insuficient pentru a suporta si propaga arderea.
Vapour density
Masa pe unitatea de volum a unui gaz sau vapori in anumite conditii de temperatura si presiune.
Vapour pressure
Presiunea exercitata de vapori la suprafata lichidului la o temperatura data.
Eliberarea vaporilor de marfa sau gaz inert din tancurile navei si sitemele adiacente.
Void space
Un spatiu inchis in zona tancurilor de marfa, exterior tancurilor de marfa si care nu este magazie, tanc de balast, tanc de combustibil, camera pompelor sau compresoarelor.
Water curtain
Perdea de apa deasupra puntii in zona manifoldului - in special la transportoarele LNG - folosit pe timpul incarcarii / descarcarii pentru a prevenii rupturile in structura navei datorate temperaturii scazute in cazul scurgerilor de marfa.
Water fog
Picaturi foarte fine de apa generate la presiune foarte mare stuturi de pulverizare.
Navele de transport gaze lichefiate se impart in functie de presiunea de transport, temperatura de incarcare si transport si existenta unei instalatii de lichefiere in nave:
full presurizate - sunt nave mici pana la 2000 de mc - presiunea maxima pe timpul incarcarii si transportului 17 Bar.
Semi-refrigerate - sunt nave cu tancuri dintr-un otel special, temperatura de incarcare si transport -42 la -55C, presiunea maxima 7 Bar, capacitate intre 2.000 si 12.000 mc.
Full refrigerate - tancurile construite dintr-un aliaj special presiune maxima 200 - 300 milibar, temperatura de incarcare si transport intre -42 si -55C, tancuri prismatice capacitate intre 5.000 si 100.000mc au instalatii de lichefiere.
Transportoare de etilena - sunt nave ful - refrigerate, tancuri din otel inoxitabil temperatura -104C, capacitate intre 2.000 - 12.000 mc au instalatie de relichefiere.
Transportoare LNG - presiunea atmosferica nu au instalatie de relichefiere. Vaporii marfii sunt utilizati ca si compustibil.
Regulile in industria maritime sunt produse de Agentia Specializata a Natiunilor Unite cu sediul la Londra, numita IMO. Acesta emite toate regulamnetele care acopera aspectele ale shipping -lui, comunicatii, navigatie, etc.
Principalele conventii care reglementeaza transportul gazelor lichefiate sunt :
Conferinta Internationala asupra Liniilor de incarcare din 1966 (cu amendamente)
Conferinta Internationala pentru Salvarea vietii umane pe mare din 1974 (cu amendamente)
Conferinta Internationala asupra Poluarii Mediului Marin din 1973 / 1978 (cu amendamente)
Conferinta Internationala asupra Instruirii si Certificarii Marinarilor din 1995 (STCW 1995), (cu amendamente)
In 1967 IMCO - a inceput sa dezvolte standarde internationale pentru navele transportoare de marfuri periculoase in vrac, pentru a inlocui diferitele regulamente nationale existente pentru tancurile chimice si gaziere si care adesea erau incompatibile.
Comitetul pentru Siguranta Maritima (MSC) a creat un subcomitet pentru proiectarea navelor si echipamentelor. Noul subcomitet a luat in considerare urmatorii factori:
riscul fiecarui produs pentru nava si echipajul ei ca si riscul pentru mediu
riscuri speciale care afecteaza proiectarea navei sau adaptarea ei: ca greutatea specifica, presiunea si temperatura la care marfa este transportata
influenta acestor riscuri asupra proiectului, constructiei sau adaptarii navelor care transporta marfurile in discutie.
S-a decis sa inceapa dezvoltarea codului pentru substante chimice periculoase avand presiunea absoluta a vaporilor pana in 2,8Kp / cmp la temperatura d e referinta de 37,8C. in februarie 1971, Codul pentru Constructia si Echipamentul Navelor transportoare de marfuri periculoase in vrac a fost completata. Unei nave care corespunde intru totul cerintelor Codului, I s e va elibera un certificat "Certificate Of Fitness" pentru a demonstra ca este corespunzatoare - autoritatilor portuare, navlositorilor si altor parti interesate. Cerintele pentru transportoarele de gaze au fost dezvoltate din 1975.
IMO GAS CODE exista in present in 3 variante:
Codul pentru navele transportoare de gaze lichefiate existente - se aplica transportoarelor de gaze construite inainte de 31 octombrie 1976. A fost adoptat in 12 noiembrie 1975;
Codul pentru constructia si echipamentul navelor transportoare de gaze lichefiate in vrac - se aplica transportoare de gaze lichefiate in vrac construite intre 31 octombrie 1976 si 1 iulie 1986;
Codul International pentru constructia si echipamentul navelor transportoare de gaze lichefiate in vrac (IGC) adoptat in 17 iunie 1983 - se aplica navelor construite dupa 1 iulie 1986.
INTERNATIONAL CODE FOR THE CONSTRUCTION AND EQUIPMENT OF SHIPS CARRYING LIQUEFIED GASES IN BULK (IGC)
Codul a fost dezvoltate pentru a furniza un standard international agreat de incarcare in siguranta a marfurilor lichefiate in vrac.
General
Codul s e aplica navelor, indifferent d e marime, angajate in transportul international al gazelor lichefiate cu presiunea absoluta a vaporilor de pasind 2,8Kp/cmp la temperatura de 37,8C si altor produse listate in cap.19. Clarificarea vine pentru a lamuri aplicarea codului navelor transportoare de marfuri periculoase, ca produse petroliere sau chimice. Cerintele pentru inspectia initiala (survey) sunt specificate. Unei nave transportoare de gaz care respecta cerintele Codului i se elibereaza un certificat international "Certificate of Fitness for the Carriage of Liquefied Gases". Certificatul este valabil 5 ani, cu conditia ca nava sa fie reinspectata annual, si trebuie sa fie disponibil tot timpul la bordul navei
Ship Survival capability and Location of Cargo Tanks
Ship Arrangements
Capitolul scoate in relief standardele de segregare pentru nava in urmatoarea maniera:
a) este descris gradul de segregare a spatiilor marfii de alte parti ale navei. Se cere ca sistemul de tubulaturi a marfii sa fie segregat de alte sisteme ale navei iar intrarea in tancurile de marfa sa se faca direct pe puntea permanent deschisa.
b) spatiile de locuit sa fie pozitionate in afara zonei tancurilor de marfa. pozitionarea usilor care conduc direct din spatiile de locuit este restrictionata iar luminile de lucru din zona tancurilor de marfa sau din zona d e operare a marfii trebuie sa fie de un tip aprobat.
c) In general camera pompelor de marfa sau a compresoarelor nu trebuie sa fie situata sub puntea deschisa ci trebuie sa fie in zona tancurilor de marfa
d) In tancurile de marfa si spatiile cu posibile scurgeri de gaz - se cere ca personalul sa aiba acces purtand echipament si haine de protectie. Descrierea mijloacelor de detectare si inlaturare a apei sau scurgerilor de marfa din magazii.
Cargo Containment
Cuprinde cerintele Codului pentru sistemul de marfa. Sunt incluse cerinte speciale pentru tipurile de incarcari proiectate, analiza structurala, stresul permis proiectat, bariera secundara, calcule termice, materiale, constructia si testarea. Vom descrie in acest capitolul diferite sisteme de depozitare / manipulare a marfii.
a) Tancurile integrale - formeaza o parte integranta a corpului navei si sunt influentate in aceeasi maniera de stresul structurilor corpului navei, adiacente tancurilor.
b) Tancurile membranate - nu au suport propriu si au in compunere un strat subtire (membrana) suportata prin izolatie pe structura adiacenta a corpului navei. Membrana este proiectata in asa fel ca expansiunea termica sa de alt tip este preluata fara stresuri nejustificate.
c) Tancuri semi - membranate - sunt cu suport propriu, cand tancurile sunt goale, si se sprijina pe structura corpului navei cand sunt incarcate.
d) Independente - sunt tancuri cu suport propriu, nu formeaza corp comun cu corpil navei si nu sunt esentiale pentru structura de rezistenta a navei. Tipuri de tancuri independente:
Tip A - construite in principal din suprafete plane. Sunt tancuri proiectate pentru presiuni de vapori de maxim 0,7 barg, deci marfurile trebuie sa fie transportate in conditii de refrigerare sau aproape de presiunea atmosferica (normal sub 0,25 barg)
Tip B - pot fi construite fie din suprafete plane sau tip nave presorizate. Tancurile sferice sunt bine cunoscute ca tancuri tip B.
Tip C - (se refera de asemenea la tancuri preseurizate), sunt nave care indeplinesc cerinta ca principalul factor care determina stresul sa parvina din spatial destinat vaporilor.
Toate categoriile de tancuri, exceptand tancurile independente tip C, sunt proiectate pentru o presiune maxima de 0,25 barg, cu o posibilitate de crestere pana la 0,7 barg - permisa de Administratie.
In plus tancurile integrale sunt in general limitate la transportul marfurilor avand o temperatura de -10C sau mai mare la presiunea atmosferica. Pentru toate tipurile de tancuri, cerintele sunt date pentru prevederea cu bariera secundare. Nu sunt cerinte pentru marfurile transportate la o temperatura de -10C sau peste. Pentru temperaturi intre - 10C si - 55C, corpul navei poate actiona ca o bariera secundara iar pentru temperaturi -55C bariera secundara este necesara.
Process Pressure Vessels and Liquid, and Pressure Piping Systems
Acest capitol fixeaza cerintele pentru proiectarea, constructia si testarea sistemelor de tubulaturi a marfii. De asemeni include cerintele importante pentru aranjamentul sistemului d e tubulaturi al marfii, incluzand specificatia numerelor si pozitionarea, pentru controlul sigurantei operatiunilor marfii.
Materials
Acest capitol reda cerintele pentru table, sectiuni, tubulaturi, suduri, etc, folosite in constructia tancurilor, bariera secundara, structura continua a corpului navei.
Cargo Pressure / Temperature Control
Acest capitol se refera la echipamentul si aranjamentul cerut cand marfa este transportata la o temperatura sub mediul ambient.
Cargo Vent System
Cerintele sunt date pentru presiunea sistemelor de siguranta a tancurilor de marfa, spatiilor inconjuratoare a tancurilor de marfa, tubulaturilor de marfa. Capacitatea ceruta si localizarea valvulelor de siguranta trebuie mentionata. Valvulele trebuie conectate la un sistem de ventilatie care trebuie sa descarce in atmosfera la inaltimea de cel putin 6 metri sau 1/3 din latimea navei - ori care este mai mare. Cerintele de vacuum sunt de asemeni cerute.
Environmental Control
Acest capitol furnizeaza standarde pentru controlul atmosferei din tancurile de marfa si sitemul de tubulaturi, spatiile interbariera si void spaces, spatiile de vapori ale tancurilor de marfa incarcate. Cerintele sunt stabilite pentru calitatea si controlul gazului inert produs la bord. Sunt de asemenea specificate standardele pentru magazii unde nu este necesara inertarea.
Electrical Arrangements
Zonele periculoase create d e marfa sunt definite, impreuna cu tipul de echipament electric, incluzand instrumentatia, cu care pot fi dotate aceste zone. Cerintele sunt fixate pentru compartimentul pompelor de marfa si al compresoarelor si al motoarelor electrice.
Fire Protection and Fire Extinction
Acest capitol furnizeaza standarde structurale pentru protectia contra incendiului, sistemul de protectie contra incendiului in spatiile de manipulare a marfii, sistemul de stingere cu apa de mare, sistemul de sprei cu apa in zona tancurilor de marfa. este specificata lupta contra incendiilor mici cu gaze inflamabile - prin sistemul de stingere cu pudra uscata, considerand ca stingerea unui incendiu major cu gaz nu este posibila fara eliminarea sursei de gaz. Cerintele pentru haine de protectie si costumul de pompieri sunt incluse.
Mechanical Ventilation in the Cargo Area
Acest capitol acopera intrarea in spatii cu acces normal si de exceptie pe timpul operarii marfii. De asemenea sunt specificate aspiratia si refularea si materiale de constructie pentru ventilatoare.
Instrumentation (Gauging, Gas Detection)
Cerintele sunt date pentru indicatoarele de nivel in tancuri si alrme, manometer si indicatoare de temperatura in sistemul de marfa si echipamentul de detectare a vaporilor.
Personal Protection
Acest capitol discuta despre cerintele pentru hainele de protectie, masti de gaze si aparate de respirat, primul ajutor si echipamentul de resuscitare, dusuri de decontaminare si mijloace de spalare a ochilor si echipamentul echipei de interventie.
Filling Limits for Cargo Tanks
Limitele de umplere sunt specificate pentru a preveni ca tancurile sa ajunga plina cu lichid prin expansiune termica dupa incarcare. Limita maxima este considerate a fi 98% (din volumul tancului) plin cu lichid la temperatura de referinta.
Use of Cargo as Fuel
Acest capitol descrie conditiile in care pe navele LNG vaporii pot fi utilizati drept combustibil. Sunt specificate aranjamentele necesare ale tubulaturilor, valvule si echipamente de detectare a gazelor, pentru livrarea in siguranta a gazului in compartimentul masini. Ca si sitemul de ventilatie necesar sa previna acumularea de vapori periculosi.
Special Requirements
Codul include cerinte speciale pentru anumite marfuri care au caracteristic neobisnuite.
Operating Requirements
Acest capitol se ocupa de operarea unui transportor de gaz nu se intentioneaza constituirea unui tratat al operarii proprii a unui transportor de gaz. Aceste detalii se dau in ICS - TANKER SAFETY GUIDE.
Summary of Minimum Requirements
Acest capitol face legatura dintre riscurile produselor si proiectarea navelor. Ex, tip de nave cerute in functie de produsele transportate:
a) Produse cu risc major - sunt identificate substantele care reprezinta o substantiala amenintare asupra vietii umane si nu pot fi suportate nici la concentrati mici, sau care reprezinta caracteristici flamabile neobisnuite, ca zona de flamabilitate foarte larga cu o limita minima de flamabilitate, o tendinta spre descompunere exploziva sau autoaprindere si ardere. Pentru aceasta categorie sunt cerute nave Tip I.
b) Produse cu risc mediu - sunt substantele care pot cauza rani sau iritare la concentratii moderate sau a caror vapori sunt flamabili, au punct de aprindere coborat si temperatura de ardere normala. Nave Tip II sunt cerute pentru aceasta categorie.
c) Produse cu risc minor - sunt substantele care au numai un risc criogenic sau un risc pentru sanatate la concentratii foarte mari. Nave Tip III sunt cerute pentru aceasta categorie.
GAS CARGO CHEMISTRY
Se definim cateva concepte de baza in chimia gazelor lichefiate.
Toate materiile sunt constituite din atomi; acestea sunt caramizile care alcatuiesc materiile. Exista 103 tipuri de atomi, fiecare este cunoscut ca un element. Fiecare element are un numar diferit de sarcini negative numiti Electroni, orbitand in jurul nucleului care este format dintr-un numar de sarcini pozitive numite Protoni, egal ca numar cu electronii si Neutronii. Numarul protonilor (electronilor) dintr-un atom reprezinta numarul atomic. Electronii, protonii si neutronii sunt numiti sarcini subatomice. Electronii care orbiteaza in jurul nucleului nu au practic masa - in comparatie cu protonii si neutronii din atom.Fiecare proton si neutron are aceasi masa si aceasta se spune ca ar fi egala cu o unitate, cel mai simplu element - hidrogenul - unde atomii au un proton si un electron se zice ca ar avea masa electronica egala cu 1. In practica scala maselor atomice este bazata pe atomul de carbon care are 6 electroni, 6 protoni si 6 neutroni; masa este definita ca avand 12 unitati.
Multe elemente au atomi cu un numar diferit de neutroni in nucleu si cu acelasi numar de protoni si de electroni , acestea sunt numiti izotopi si sunt definiti prin masa lor atomica; de exemplu izotopul de carbon cu 2 electroni in plus este denumit carbon 14. Un alt foarte cunoscut izotop este hidrogen 2 (Deuterium, folosit in fabricarea apei grele), si Uranium 235 sau 238. Cand atomii se asociaza impreuna se spune ca ar fi legati. Legaturile implica numai electronii atomului nu si nucleul. Particulele formate prin legaturi sunt numite molecule; daca o molecula are 2 sau mai multe elemente diferite este numita compus. Putem defini doua tipuri de legaturi. Legaturi ionice sunt acolo unde unul sau mai multi electroni este transferat de la un atom la altul; acestea creaza un dezechilibru al sarcinilor electrice deoarece un atom are acum sarcini pozitive iar celalt are sarcini negative. Aceste sarcini sunt numite ioni si sunt tinute prin fortele de atractie. Alt tip de legaturi sunt legaturile covalente unde una sau mai multe perechi de electroni este impartita intre 2 atomi legati impreuna; numarul egal de electroni vine de la fiecare atom pentru a conserva neutralitatea electrica.
In industria gazelor lichefiate cele mai multe produse cu care avem de-a face sunt compuse din mai multe elemente:
hidrogen
carbon
nitrogen
oxigen
clor
Carbonul este unic prin aceea ca atomii formeaza legaturi covalente intre ei intr-un lant lung de molecule; acestea sunt baza materiei vii cunoscute sub numele de Compusi Organici si majoritatea dintre ei contin unul sau mai multi atomi de carbon. Toti ceilalti compusi sunt cunoscuti ca si Compusi Anorganici; aceasta categorie include un mic numar de compusi continand carbon incluzand carbonati metalici, carbon monoxid, carbon dioxid, carbamatii si altii citiva. Compusii anorganici pot avea legaturi covalente, legaturi ionice sau amandoua.
Dintre 6 electroni ai atomului de carbon, 2 sunt in legatura stransa cu nucleul si 4 sunt disponibili pentru legaturile covalente; electronii disponibili sunt cunoscuti ca Valente Electronice. Hidrogenul are doar o valenta electronica in asa fel ca 4 electoni de hidrogen si un atom de carbon pot fi legati prin perechi de electroni pentru a forma metanul. Atomii de carbon pot forma de asemenea legaturi duble intre ei; acestea implica 2 perechi de electroni; ca exemplu molecula de etilena care are in compozitie 2 atomi de carbon si 4 atomi de hidrogen. Acestea pot fi descrise prin urmatoarele simboluri "." inseamna o valenta electronica, "-" o legatura covalenta simpla si "=" o legatura covalenta dubla.
H H H
C H H C H C = C
H H H
Carbon hidrogen metan etilena
O formula chimica este modul de scriere a compozitiei unei molecule. Ea undica numarul fiecarui atom in molecula; de exemplu metanul este notat ca CH si etilena ca C H . Pentru molecule mai mari formula poate fi scrisa in diferite moduri . Este mult mai folositor pentru o formula de a arata legaturile duble, de exemplu, si de a indica structura care altfel poate fi ambigua. Chimicalele cele mai interesante sunt numite Hidrocarburi, deoarece sunt formate din molecule de carbon si hidrogen. Asa cum am mentionat mai sus atomii de carbon se unesc si formeaza lanturi; lanturile de 5 sau mai mari sunt numite prin numere latine corespunzatoare numarului de atomi de carbon din lant - de exemplu "pentan" are 5 atomi de carbon, "hexan" are 6 atomi de carbon, "heptan" are 7 atomi de carbon, etc. Numai primii patru membri ai seriei de carbon trebuie memorati; aceste sunt:
metan "CH4"
etan "C2H6"
propan "C3H8"
butan "C4H10"
Trebuie notat ca unii dintre compusi au nume terminate in "an"de exemplu metan, propan,etc in timp ce altele au nume terminate "ena", exemplu etilena, propilena. Sufixul "an" indica ca molecula are numai legaturi covalente simple si se zice ca ar fi Saturate; contrar sufixul "ena" indica ca doi atomi de carbon sunt uniti printr-o dubla legatura si acestera se zice ca ar fi Nesaturate. In felul acesta daca o molecula contine 2 legaturi duble sufixul corespunzator "diena" va fi folosit, exemplu, butadiena. In general hidrocarburile saturate sunt stabile si relativ nereactive; cea mai cunoscuta reactie este reactia cu oxigenul (sau combustia) pentru a produce bioxid de carbon si apa cu degajarea unei mari cantitati de caldura. Aceasta reactie , daca este necontrolata poate avea loc in mod exploziv si cauza pagube considerabile. Hidrocarburile nesaturate sunt de asemenea stabile dar mult mai reactive. Cea mai cunoscuta reactie a hidrocarburilor nesaturate apare cand ele reactioneaza impreuna si formeaza un lant lung; acest proces este numit Polimerizare. Formarea polietilenii din etilena este un exemplu clasic de polimerizare.
H H H H H H H H
C = C + C = C > C C C C
H H H H H H H H
Etilena nu polimerizeaza singura dar anumite marfuri chimice o pot face. In orice caz trebuie notat ca anumite marfuri cu legaturi duble ca clorura de vinil sau butadiena pot reactiona cu oxigenul pentru a forma Peroxizi instabili; asemenea marfuri nu trebuie expuse la concentrati semnificative de oxigen si trebuie adaugata la incarcare o mica concentratie de inhibitor pentru a preveni formarea peroxizilor. Clorura de vinil are cerinte asemanatoare.
Structura atomului de carbon este in asa fel incat legaturile covalente formeaza puncte in colturile unui tetraiedu regulat; aceasta inseamna ca unchiul inchis intre legaturi este de aproximativ de 109,5 grade. Se poate vedea deja ca atunci cand lantul de carbon creste catre 4 atomi, este posibil sa avem doua tipuri de structuri, una cu atomi de carbon in linie dreapta, cealalta cu 3 atomi in line si o derivatie. Ambele molecule au aceeasi formula si greutate moleculara, dar pot avea proprietati fizice diferite. Aceste variante sunt numite Izomeri (din cuvantul grecesc insemnand aceeasi), si prin conventie versiunea cu lanturl in linie dreapta este numita "normala" in timp ce, cea cu molecule derivate este numita "izo". De exemplu, doua posibile structuri ale butanului sunt;
H H H H H H H
H C C C C H OR H C C C H
H H H H H H
H C H
H
Normal butan Izo butan
Principala diferenta in proprietati intre cei doi izomeri este punctul de fierbere la presiunea atmosferica; acesta este -0,5C pentru n-butan si -11,7C pentru i-butan. Izomerii cu lanturi in linie dreapta totdeauna au punctul de fierbere mai ridicat deoarece moleculele interactioneaza unele cu altele si aceasta cere o energie mai mare pentru a o separa. Cu cat numarul de atomi este mai mare cu atat numarul de posibili izomeri este mai mare.
Un aspect in legaturile covalente ale hidrocarburilor este foarte folositor in operarea anumitor transportoare de gaze, in special in detectarea gazelor; acesta este efectul legaturii C - H spectru vizibil sau in lumina infrarosie. Hidrocarburile sunt bine cunoscute ca refractanti ai lumini ca un rezultat al diferentei in caracterisiticile optice dintre hidrocarburi si aer, exemplul cel mai cunoscut este "stralucirea" vazuta in jurul stutului cand umplem rezervorul unei masini cu combustibil. Rezultatele acestui fenomen sunt determinate din efectele diferite ale trecerii luminii prin diferite gaze.
Atomii uniti prin legaturi covalente sunt intr-o stare de continua vibratie ei pot fi viziualizati ca si cand ar forma impreuna un arc. Fiecare tip de legatura vibreaza cu frecventa ei caracteristica. Daca o monstra este supusa radiatiei infrarosii gradual la o frecventa variabila, fiecare tip de legatura va absoarbe radiatia la frecventa corespunzatoare nivelului de energie al frecventei caracteristice. Exista un alt concept chimic pe care trebuie sa-l introducem pentru a fi in masura sa intelegem un termen ce apare in multe aspecte ale transportului de gaze. Acesta este conceptul de Mol.
Cand facem calcule avem nevoie de o unitate conventionala care sa reprezinte cantitatea de materiale. Putem calcula valoarea proprietatilor pe molecula, dar exista inconvenientul unitatii foarte mici pentru scopuri practice. Deci folosim Molul care este derivat din masa atomica a unei substante asa cum am definit-o mai sus. Un mol dintr-o substanta cantareste acelasi numar de grame ca si masa atomica a substantei si contine un anumit numar de atomi sau molecule din aceasta substanta. Acest numar este in mod curent cunoscut ca numarul lui Avogadro, dupa chimistul care a propus pentru prima data teoria. De exemplu, un mol de carbon cantareste 12 gm si un mol de metan cantareste 16gm; este important de notat ca amandoua contin acelas numar de atomi sau molecule.
Ipoteza lui Avogadro are o alta implicatie extrem de importanta. Un mol d din orice gaz va contine acelasi numar de atomi sau molecule. Volumul acestor atomi este extrem de mic in comparatie cu containerul, mai mult , majoritatea masei fiecarei molecule este in nucleu care de asemeni are un volum foarte mic comparativ cu atomul insusi. Este de asemenea usor de inteles ca un mol din orice gaz va ocupa acelas volum la temperatura si presiune standard. Oamenii de stiinta folosesc 0C si presiunea de 1 atmosfera pentru a defini conditiile standard; la acest punct un mol din orice gaz ocupa 22,414l litri.
Acest fapt este foarte folositor in determinarea densitatii relative a vaporilor ca si principiu primordial, de exemplu , cand decidem daca sa testam un gaz in partea de sus sau pe fundul spatiului sau unde sa introducem gazul inert pentru a avea cele mai bune rezultate.
INFLAMABILITATEA
RISCURILE PENTRU SANATATE
Toxicitate
Asfixia
Anestezia
Degeraturile
Apa - hidrati
Reactia cu ei insisi
Reactia cu aerul
Reactia cu alte marfuri
Reactia cu alte materiale
COROZIVITATEA
EVOLUTIA VAPORILOR
Fracturile
Scugerile
Racirea
Spoturile reci
Formarea ghetii
Stratificarea (Rollover)
PRESIUNEA
Presiunea inlata si joasa
Socul de presiune (Surge)
Sisteme presurizate
Echipament complementar
Presiunea tancurilor de marfa
Monstrele de gaz
Valuri la suprafata lichidului (Sloshing)
Valvule de siguranta
Schimbatoarele de caldura
GENERAL PRECAUTIONS
MANEVRELE
REMORCA DE SIGURANTA
ACCESUL
Cai de acces
Iluminatul
Persoane neautorizate
Fumatori, intoxicati sau drogati
ORDINE
Permanente
Temporare
PRECAUTII DATORATE VREMII
Conditii de vant
Furtuna de descarcari electrice
Vreme rece
DESCHIDERI IN CASTELUL NAVEI
PRECAUTII PENTRU SALA MASINI SI CALDARI
PRECAUTII PENTRU BUCATARIE
PRECAUTII PENTRU CAMERA POMPELOR SI COMPRESOARELOR
ASIETA, STABILITATEA, STRESUL SI PREGATIREA DE PLECARE
POLUAREA
ELICOPTERELE
FIRE HAZARDS & PRECAUTIONS
Void space si spatiile intre cele doua bariere
Tancuri de marfa si sistemul de tubulaturi
Calitatea gazului inert
Gazul inert / riscuri si precautii
Fumatul
Chibrituri si brichete
Echipament electric portabil
Echipament de comunicare
Lucru cu flacara deschisa, matagonirea si scule pneumatice
Scule de mana
Echipament aluminizat si vopsele
Legaturile electrice nava - terminal (bonding)
Autoaprinderea
Aprinderea spontana
Generarea
Aburi si bioxid de carbon
Sistemul de lupta contra incendiului
Retinatoarele de scantei
Gazul inert
GAS CARRIER CARGO OPERATIONAL CYCLE
Pentru scopul acestui curs, vom descrie ciclul general de operatii al unui LPG, semirefrigerat de 5.700 mc, cu trei tancuri bi-lobi orizontale facute din otel special aliat corespunzator pentru temperaturi joase pana la -48C si presiuni pana la 7bar (manometru). Secventele operarii normale de la drydock la drydock sunt urmatoarele:
HOLD DRYING
INERTING
PURGING
COOLDOWD
LOADING
LOADED VOYAGE
DISCHARGING
BALLAST VOYAGE
WARM UP
INERTING
GAS FREEING
Cand o nava este in regim de operare secventele de mai sus se reduc la : racire, incarcare, voiajul cu marfa la bord, descarcare, voiajul in balast, racire din nou, iar in cazul schimbarii tipului de marfa se aplica procedura speciala pentru aceasta operatiune.
Urmatoarele note schiteaza procedura ce trebuie observata pentru a pregati nava pentru incarcare incepand cu cazul cand sistemele contin aer (ex. dupa andocare). Experienta arata ca este esential sa incepi aceasta secventa cu toate valuvulele din sistem inchise; de indata ce operatiunea a fost demarata monitorizarea valvulelor trebuie facuta continuu.
Multe dintre operatiuni sunt performate pentru andocarea navei; nu exista o cale mai buna de a trece prin aceasta experienta operationala decat tinerea unui jurnal al operatiunilor cu adnotari despre ce trebuie urmarit.
HOLD DRYING(Magaziile)
Scopul acestei operatiuni este de a pregati magaziile pentru incarcare si de a preveni formarea condensului pe suprafata izolatiei cand tancurile de marfa sunt racite. Este important sa intelegem ca aerul uscat poate fi folosit in magazii numai pentru anumite combinatii ale marfii sub cerintele codului IMO.
Magaziile (sau spatiile dintre bariere) trebuie inertate, de exemplul la bordul navelor cu tancuri Tip A cu marfuri inflamabile.
La tancurile LNG sferice Tip B Moss, nitrogenul este circulat prin canale in sistemul de izolatie; alte sisteme Tip B nu folosesc nitrogen sau gaz inert deloc in conditi normale. Aerul uscat este permis pentru atmosfera din magazii cand sunt transportate marfuri inflamabile in sisteme de marfa Tip C.
Aerul uscat folosit pentru uscarea magaziilor este de obicei produs in instalatia de gaz inert. Instalatia este pornita si gazul trimis in atmosfera pana cand se obtine valoarea necesara a punctului de roua (dew point). Cand aceasta valoare este obtinuta, aerul uscat este trecut prin fiecare magazie dupa care este ventilat catre atmosfera. Legatura dintre instalatia de gaz inert - de obicei aflata in compartimentul masini - si sistemul de marfa se face printr-o piesa de legatura (SPOOL PIECE).
Regulamentele IMO cer doua valvule cu un sens (non return) si o separare printr-o piesa de legatura pentru a preveni patrunderea vaporilor de marfa in compartimentul masini. Este esential ca toti operatorii sa cunoasca foarte bine sistemele; au fost un numar de accidente datorate exploziei produse de vapori intrati in compartimentul masini. La incheierea operatiunilor cu instalatia de gaz inert piesa de legatura trebuie demontata si capetele liniilor opturate (blanket).
Suprapresiunea in magazii trebuie reglata cu grija in limitele admise. Operatiunea este incheiata cand verificarea punctului de roua la nivelul de sus mijloc si fund in fiecare magazie este sub valoarea ceruta. Magaziile trebuie presurizate incet pentru a se preveni intrarea aerului , cand tancurile de marfa sunt racite.
Spatiile dintre bariera primara si cea secundara la tancurile LNG, membranate sunt uscate in aceeasi maniera, dar presiunile diferentiale dintre aceste sisteme sunt extrem de joase (tipic 4milibar); daca aceste presiuni sunt depasite membrana poate fi distrusa datorita detasarii de pe sistemul de izolatie.Magaziile sint dotate cu valvule P/V (pressure/vacuum) pe care sint setate atit presiunea maxima de mentinut cit si vacuum maxim admis.In cazul cind sint depasite aceste limite P/V urile deschid automat.La navele noi acesti parametri sint monitorizati pe PC ,si fixate alarme.
INERTING
Inainte de incarcarea produselor inflamabile cu temperaturi joase, sistemul de marfa trebuie pregatit prin uscare - pentru a preveni formarea ghetii - si inertat pentru a preveni formarea amestecului inflamabil in sistemele de marfa. Aceste doua operatii sunt performate impreuna folosind gaz inert de la nava cu un punct de roua coborat sau nitrogen pur.
Daca este folosita instalatia de gaz inert a navei, inca o data, piesa de legatura intre instalatia de gaz inert si sistemul de marfa, trebuie conectata. Gazul inert este eliberat in atmosfera pana cand calitatea ceruta este atinsa; adesea trebuie facut un compromis intre nivelul de oxigen si combustia curata. Daca continutul de aer este redus prea mult, in incercarea de a reduce concentratia de oxigen , atunci gazul inert produs poate contine fum de hidrocarbon sau funingine care pot bloca uscatorul sau liniile de diametru mic. Concentratia de oxigen in gazul inert produs la bord nu trebui sa depaseasca 5% din volum tot timpul. Gazul inert produs prin combustie este mai greu decat aerul asa ca este introdus pe fundul fiecarui tanc prin liniile de lichid si este inlocuit prin liniile de vapori, preferabil eliberat pe coloanele de ventilatie. Contrar, nitrogenul este mai usor decat aerul si trebuie introdus prin liniile de vapori. Consumul de gaz inert poate fi redus prin folosirea "stratificarii".
Tancurile pot fi inertate ,in sistem Cascada sau in paralel ,functie de aranjamentul liniilor la nava.In sistemul Cascada ,tancurile sint inertate in serie : ex.gazul inert/nitrogenul sint introduse intr-un tanc prin linia de lichid si este descarcat prin linia de vapori ,apoi este introdus in urmatorul tanc prin linia de lichid si este descarcat prin linia de vapori si asa mai departe pina la ultimul tanc unde linia de vapori este conectata la linia de ventilatie si la coloana de ventilatie sau la manifold.
In sistemul Direct/Paralel tancurile sint inertate in mod separat.Putem specifica ca diferenta intre cele doua sisteme este: consumul de inertant este mult mai mare insistemul Paralel iar timpul este relativ mai mare in sistemul Cascada.
Tancurile de Tip C au de obicei capabilitatea de a mentine vacumul ca si presiunea, iar aceasta poate fi folosit pentru a usura inertarea. Daca, sa zicem, in tanc este creat 30% vacum, acesta reduce teoretic concentratia de oxigen la 14%. Acest efect poate fi folosit pentru a salva timp si gaz inert consumat. De asemenea pe aceste nave tancurile pot fi presurizate cu gaz inert pentru a grabi operatiunile de inertare. Este vital ca toate sectiunile sistemului de marfa sa fie inertate cum se cuvine si verificate inainte de inceperea operatiunii de racire, incluzand toate liniile, pompele si compresoare, condensoare, racitoare intermediare, etc. procesul de inertare elimina de asemenea si umezeala din sistem; daca acest lucru nu este facut corect exista pericolul ca echipamentul sa inghete in timpul operatiunilor ulterioare cu consecinte grave.
Gazul inert produs prin combustie contine pana la 15% CO si este necorespunzator in anumite circumstante. De exemplu daca viitoarea marfa va avea o temperatura mai jos de -55C, CO va ingheta si contamina marfa; CO poate reactiona cu amoniacul si produce carbomati solizi care se vor fixa pe peretii tancurilor si vor bloca tubulaturile etc. CO din gazul inert poate de asemenea sa contamineze marfurile foarte pure. Trebuie luate masuri pentru a evita contactul intre marfa si acest tip de gaz inert; instructiunile incarcaturilor trebuiesc urmate.
Pentru marfurile doar cu risc de aprindere, continutul de oxigen dupa inertare nu trebuie sa depaseasca 5% din volum; o cifra in jurul a 2% este de obicei recomandata pentru a permite o distributie neregulata. Oricum, pentru marfurile cu un risc de reactie chimica Codul IMO cere o concentratie mai scazuta de oxigen inainte de incarcare; de exemplu 0,1% pentru clorura de vinil sau 0,2% pentru butadiena. In aceste cazuri este folosit nitrogenul.
Scopul acestei operatiuni este de a inlocui atmosfera inerta din cargo-tancuri cu vapori de marfa. Este numita uneori gazare (gassing up). Procesul este in general asemanator operatiuni de inertare descrise mai sus; oricum este important de notat daca gazele pentru purjare sunt mai usoare sau mai grele decat atmosfera pe care trebuie sa o inlocuiasca.
Tancurile pot fi purjate ,in sistem Cascada sau in paralel ,functie de aranjamentul liniilor la nava.In sistemul Cascada ,tancurile sint inertate in serie : ex.vaporii sint introduse intr-un tanc prin linia de lichid si este descarcat prin linia de vapori ,apoi este introdus in urmatorul tanc prin linia de lichid si este descarcat prin linia de vapori si asa mai departe pina la ultimul tanc unde linia de vapori este conectata la linia de ventilatie si la coloana de ventilatie sau la manifold si trimisi la terminal.
Inaintea incarcarii LPG sau altor marfuri care necesita relichefierea, tancurile trebuie purjate cu vapori de marfa, instalatia de relichiefiere a navei nu poate condensa nitrogen sau gaze inerte deoarece acestea condenseaza deasupra temperaturilor critice. Aceste gaze necondensabile previn transferul de caldura in condensor prin acoperirea tubulaturilor din condensor. De asemenea exercita o anumita presiune care duce la suprapresorizarea vaporizarii. Vaporii de marfa pot fi obtinuti de la terminal sau alternativ din lichid intr-un tanc de stocare de pe punte sau de la terminal . In ultimile doua cazuri lichidul este introdus incet intr-un vaporizator care transforma lichidul in vapori, care apoi sunt trimisi in tancuri. Vaporii pot fi de asemenea luati direct dintr-un tanc de stocare unde sunt obtinuti prin incalzirea tancului prin folosirea instalatiei de sprei cu apa de mare. Amestecul de vapori de marfa si gaz inert eliminat in timpul procesului este folosit pentru purjarea sistemului de tubulaturi si apoi ventilat prin coloanele de ventilatie sau coloana de arderee de al uscat (flare).
In anumite porturi nici una din aceste metode nu este permisa in care caz numai un tanc este purjat, amestecul eliminat fiind retinut in celelalte tancuri pana ce nava va elibera dana. Verificarea frecventa a concentratiei de gaz in tancuri trebuie facuta pe tot timpul purjarii si odata obtinuta concentratia de gaz de 90% (din volum) in partea de sus a tancului, instalatia de relichefiere poate fi pornita iar purjarea oprita.
Cifra exacta depinde de tipul instalatiei de relichefiere. Instalatia poate functiona incorect la inceput datorita gazelor necondensabile ramase in atmosfera tancului, acestea sunt ventilate prin condesorul de purjare (purge condenser).
Un alt motiv pentru purjarea gazului inert inaintea incarcarii etilenei sau LNG este acela ca la temperaturile acestor marfuri bioxidul de carbon va ingheta. Pentru a preveni aceasta problema sistemul de marfa este purjat cu nitrogen pur care la randul lui este purjat cu vapori de marfa. Trebuie notat ca marfa poate fi incarcata la bordul navei , in timpul acestei operatiuni , pentru prima data. Toate cerintele descrise in lista de verificare (Ship / Shore check list) vor fi indeplinite. Toate cerintele terminalului referitoare la marfa vor fi verificate; testul ESD poate fi recomandat.
La bordul transportoarelor LNG vaporii de marfa din tancuri sunt arsi in caldarile principale asa ca acestea trebuie de asemeni purjate. Este esential sa se pastreze legatura continua intre punte si masina in timpul acestor operatiuni deoarece aburul este folosit in toate instalatiile. Caldarile sunt de capacitate mare, este esentiala reglarea debitului de vapori cu grija pentru a mentine presiunea din tancuri intre limitele admise.
La terminarea purjarii sistemelor de marfa acesta este pregatit pentru inceperea operatiuni de racire iar valvulele trebuie resetate in conformitate cu cerintele. Procesul de purjare poate aparea foarte laborios si indelungat ca timp; oricum consecintele unei purjari improprii pot duce la blocarea liniilor, inghetarea pompelor si ancrasarea valvulelor. Importanta purjarii trebuie bine inteleasa.
Pentru marfurile refrigerate, tancurile de marfa trebuie racite in mod gradual pana la temperatura marfii , pentru a minimaliza stresul datorat temperaturii, in sistem. Rata de racire permisa depinde de tipul tancului dar pentru LPG este in general 10C / ora cu diferenta maxima specifica intre top si fundul tancului.
Racirea este obtinuta prin introducerea marfii lichide, din tancurile de pe punte ori de la terminal, in tancurile navei prin - linia de sprei sau prin linia de incarcare. La inceput lichidul va absorbi caldura din peretii tancului si se va evapora - racindu-l. Va urma o intarziere in racirea materialului tancului; contractia datorata racirii poate crea un puternic stres in materialul tancului de aceea se va evita crearea de socuri termice. In timpul procesului de racire, evaporarea lichidului duce la cresterea presiunii in sistem; acestea sunt controlati fie prin returnarea in tancurile de la terminal prin linia de vapori fie prin relichefiere in instalatia navei - sau preferabil amandoua.
Intarzierea in evaporare si cresterea presiunii ca rezulta al faptului ca lichidul este introdus prea repede va duce la o crestere alarmanta a presiunii si o ventilare necontrolata 5 - 10 minute mai tarziu. Racirea este terminata (completa) cand lichidul este detectat la fundul tancului - prin senzori de temparatura - iar gradientul termic este cel cerut.
La bordul transportoarelor de metan, racirea se face cu LNG de la terminal; rata de returnare a vaporilor la uscat limiteaza operatiunea avand in vedere ca aceste nave nu au instalatie de relichefiere. O mare cantitate de vapori este obtinuta pe timpul racirii si acest gaz este returnat la terminal prin ventilatoare de mare capacitate. Operatiunea de racire este diferita pentru diferite tipuri de sisteme de marfa LNG; sistemele membranate sunt mult mai rapide in racire datorita materialelor usoare implicate; tancurile sferice si prismatice necesita mai mult timp pentru racire iar temperatura (adica gradientul) trebuie monitorizat cu atentie.
Tubulaturile de marfa si echipamentele sunt racite prin circulatia lichidului marfii la o rata controlata asa incat sa obtinem temperatura dorita fara a cauza stres termic nedorit in materialele si dispozitivele de expansiune / contractie.
In pregatirea pentru incarcare, sistemele necesare trebuie conectate pentru operare; o lista de verificare (CHECK LIST) trebuie completata. O atentie deosebita trebuie acordata valvulelor de siguranta, valvulelor cu operare de la distanta, instalatiei de relichefiere, sistemul de detectare a gazului, sistemul de alarme si control si - pentru navele LNG - sistemul de ardere a vaporilor.
Incarcarea nu trebuie inceputa inaintea obtinerii tuturor informatiilor referitoare la marfa. Odata cu cresterea nivelului lichidului in tancuri, presiunea va creste datorita vaporilor dislocati si vaporilor generati prin transferul de caldura in peretii tancurilor, linii si pompe. Este normala procedura de a trimite o parte din lichidul incarcat prin linia de sprei pentru a reduce gradierul termic intre topul si fundul tancului si chiar de a reduce rata de evaporare. Excesul de presiune in comparatie cu cea corespunzatoare temperaturii marfii indica deobicei prezenta gazelor necondensabile.
Nivelul in tancurile de marfa, presiunea si temperatura, operarea instalatiei de relichefiere, rata de returnare a vaporilor - trebuie monitorizate cu atentie pe toata perioada incarcarii. Presiunea in magazii sau spatiile dintre bariere va avea tendinta de scadere dar trebuie mentinuta intre limitele admise.
Este importanta pregatirea planului de incarcare, inainte de inceperea operatiunilor, pentru a fi siguri ca nivelele finale din fiecare tanc sunt cunoascute de toti cei implicati. Tancurile trebuie inchise unul cate unul cand nivelul final este atins. Terminalul trebuie anuntat cand incarcarea se apropie de sfarsit. Procedura planificata de umplere a ultimului tanc (topping off) trebuie urmata incluzand oprirea pompelor de la terminal, inchiderea valvuleleor in ordinea corecta pentru a evita riscul socului de presiune (surge pressure).
La completarea incarcarii, trebuie asteptat pana cand nivelul de lichid se stabilizeaza; apoi se va proceda la calcularea cantitatii de marfa; poate fi necesara oprirea instalatiei de relichefiere pentru a reduce rata de evaporare la suprafata lichidului - care ar duce la o citire eronata.
Debalastarea este performata in acelasi timp cu operatiunea de incarcare. Scopul urmarit trebuie sa fie mentinerea navei dreapta fara inclinarii iar pescajele, asieta si conditiile de stabilitate intre limitele admise.
Pe timpul voiajului cu marfa la bord trebuie sa ne ocupam de vaporii generati datorita schimbului de caldura din sistem. La navele presurizate, presiunea vaporilor este mai mica decat valoarea setata pe valvulele de siguranta asa ca nu sunt necesare operatiuni speciale , dar la bordul navelor refrigerate vaporii trebuie relichefiati. Descrierea detaliata a operarii instalatiei de relichefiere este data intr-un capitol urmator; este esential ca verificarile operarii instalatiei sa se faca in conformitate cu Manualul de Operare de la Nava.
Navele de transport LNG folosesc vaporii de marfa ca si combustibil in caldarile principale. Introducerea vaporilor de marfa in compartimentul masini poate fi facuta cu respectarea stricta a conditiilor cerute de cap.16 din IMO CODE. Alimentarea trebuie oprita daca sunt dedectate scurgeri. Un motiv pentru incalzirea vaporilor este de a se asigura ca in cazul in care apar scurgeri acestia se ridica si ies in atmosfera prin spiraiul de la masini.
CARGO DISCHARGE & BALLASTING
Inainte de acostare si inceperea descarcarii, toate cerintele referitoare la siguranta, trebuie verificate incluzand echipamentul de lupta contra incendiului si detectorul de gaz, sistemul de inchidere de urgenta (ESD) si pompele de marfa. Daca se conecteaza bratul fix (hard arm) nava trebuie mentinuta in limitele de miscare ale bratului tinand cont de inclinare si asieta. Stabilitatea trebuie sa fie corespunzatoare in toate etapele descarcarii.
Navele presurizate pot descarca marfa prin dislocuire (adica crescand presiunea vaporilor din tancuri folosind compresoarele) ca o alternativa la sau in plus fata de descarcarea cu pompele de marfa. Unele nave presurizate nu au nici un fel de pompe. Anumite marfuri (ex. Oxid de etilena) nu permit pomparea si trebuie descarcate prin disclocuire. Navele refrigerate au de obicei pompe Deepwell sau submersibile. Indiferent de metoda utilizata, presiunea in liniile de lichid este considerabil mai mare pe timpul descarcarii decat pe timpul incarcarii; o deosebita atentie trebuie acordata presetupelor si garniturilor de etansare.
Procesul de descarcare incepe cu racirea liniilor navei - daca este necesar - folosind marfa pompata dintr-un tanc in linii si inapoi in tanc. Liniile de la uscat sunt de obicei pre-racite de facilitatile de recirculare de la terminal, dar bratul trebuie racit de catre nava. Cea mai buna metoda este racirea bratului imediat dupa racirea liniilor de la nava. Inaintea pornirii pompelor acestea trebuie verificate conform cu cerintele producatorului. Pe timpul procesului o atentie deosebita trebuie acordata niveluului in tancuri precum si presiunii si temperaturii din manifoldurile de lichid si vapori. Pe timpul descarcarii presiunea din tancuri este mentinuta prin returnarea vaporilor de la uscat sau dintr-un alt tanc de la bord; daca totusi cantitatea de vapori este insuficienta atunci poate fi utilizata recircularea prin linia de sprei. Presiunea din tancuri trebuie atent verificata mai ales cand sunt utilizate ventilatoarele de la uscat.
Pe timpul descarcarii se vor verifica si monitoriza: nivelul si presiunea din tancuri, amperajul motoarelor pompelor si presiunea de descarcare, pescajele, asieta si inclinarea navei, stresul si tensiunea in paramele navei. Descarcarea trebuie facuta in asa fel incat nu toate tancurile sa se termine in acelas timp. Nivelul final de terminare al descarcarii trebuie planificat in concordanta cu instructiunile CHARTERULUI; orice cantitate retinuta la bord (heel) este o problema comerciala. Este important sa cunoastem posibilitatile de stripuire ale pompelor de marfa. Alarma de nivel scazut precum si oprirea pompelor sunt normal prevazute pentru a proteja pompele; daca acestea functioneaza incorect atunci repornirea pompelor va fi foarte dificila.
Dupa terminarea descarcarii si inainte de deconecatare , liniile de vapori si lichid trebuie golite cat de mult posibil. Liniile de lichid sunt golite la uscat prin suflare (blowing); aceasta poate fi facuta cu gaz cald (hot gas) de la compresoarele navei sau cu nitrogen de la uscat. Manifoldul nu trebuie deconcetat inainte de a stabili clar ca tot lichidul a fost descarcat iar liniile au fost depresurizate. Pe timpul balastarii o atentie deosebita trebuie acordata asietei si inclinarii, nivelului in tancurile de balast, tensiunii paramelor si stresului asupra corpului navei.
BALLAST VOYAGE
La navele refrigerate, tancurile de marfa sunt mentinute reci pe timpul voiajelor in balast folosind marfa retinuta la bord dupa descarcare pentru acest scop; vaporii obtinuti prin incalzire sunt relichefiati si condensul rece este spreiat in tancurile de marfa.
La bordul transportoarelor LNG marfa retinuta la bord este folosita ca si combustibil in caldarile navei. Daca rata de evaporare este insuficienta, LNG este vaporizat prin vaporizoarele incalzite cu abur. Este esential sa mentinem o presiune pozitiva in tancurile navei pentru a evita intrarea aerului si formarea amestecului inflamabil; pompele de marfa submersibile nu sunt antiscanteie (flameproof). Cerintele de racire a tancurilor pe timpul voiajului in balast reprezinta diferenta majora intre sistemele membranate si alte sisteme LNG.
CHANGING CARGOES
Poate fi necesara schimbarea tipului de marfa pe timpul voiajului in balast, in concordanta cu instructiunile incarcatorului. Orice lichid ramas dupa descarcare va zadarnici acest proces printr-o continua evaporare. De aceea este esential indepartarea tuturor rezidurilor de lichid. Liniile sunt golite cu presiune de vapori asa cum s-a mentionat mai sus; lichidul poate fi drenat prin orificiile (drenurile) prevazute in punctele cele mai de jos ale sistemului dar presiunea trebuie redusa cu atentie inainte de deschiderea acestora. Pe vreme rece, marfurile cu greutate moleculara mai mare, ca butanul si butadiena, pot evapora incet in special in liniile cu izolatie. Tancurile de marfa sunt golite in functie de constructia lor.
La navele presurizate sau semi-refrigerate, tancurile pot fi presurizate suficient pentru a impinge afara lichidul prin liniile de drenare de pe fund la uscat sau intr-un tanc de marfa pentru a putea porni pompa de marfa. La navele refrigerate datorita presiuni joase admise, stripuirea prin presurizare nu este admisa; orice lichid ramas va trebui evaporat prin incalzirea cu vapori calzi a fundului tancului , acest procedeu este cunoscut ca PUDDLE HEATING (puddle=baltoaca) iar unele nave au serpentine speciale de incalzire sau linii pentru acest scop.
La terminarea indepartarii tuturor rezidurilor de lichid, atmosfera din tancurile de marfa poate fi pregatita pentru urmatoarea marfa. Vaporii pot fi luati, de ex., dintr-un tanc de stocare de pe punte sau de la uscat. Unele schimbari de marfa pot cere inspectarea tancurilor ceea ce implica operatiunile de degazare, inertare si ventilare cu aer proaspat. Operatiunile de reinertare si purjare trebuie performate. Grija deosebita se va acorda cerintelor incarcatorului si masurilor de siguranta in privinta procedurilor de ventilatie si intrarea in spatii inchise. Ventilarea trebuie redusa pe cat posibil prin folosirea coloanei de ardere de la uscat sau relichefierea inapoi in tancurile de stocare de pe punte - oricand este posibil.
Orice cantitate de vapori ventilata in atmosfera trebuie cat mai mult diluata pentru a reduce concentratia sub limita de inflamabilitate sau intr-un grad mai mare daca prezinta risc pentru sanatate. Viteza vantului si directia relativa este foarte importanta; poate fi necesara o schimbare de drum pentru a dispersa vaporii ventilati in afara navei.
WARM UP
Inainte de andocare , tancurile de marfa sunt incalzite pentru a fi apte pentru intrare si evitarea formarii ghetii. La terminarea ultimei descarcari, tancurile sunt stripuite cat mai bine posibil cu pompele de marfa. Liniile de lichid trebuie golite asa cum este descris mai sus. Fiecare 1 mc de lichid ramas in sistem va genera pana la 600 de mc de vapori, si acest proces de vaporizare dureaza destul de mult.
Incalzirea este in mod normal obtinuta folosind vapori incalziti si circulati prin sistem, adesea folosind ventilatoare speciale sau compresoarele de relichefiere. Temperatura vaporilor si presiunea in tanc trebuie monitorizate in deaproape si mentinute in limite. Vaporii sunt ventilati - daca autoritatile permit - intr-o maniera sigura in asa fel incat sa evite intrarea gazelor in spatiile de locuit sau in compartimentul masini. In cazul LNG, vaporii pot fi arsi ca de obicei si orice exces de gaz este trimis catre coloanele de ventilatie. Este important sa ne asiguram ca orice cantitate de vapori de metan ventilata , cu temperatura depasind -80C se va ridica si nu se va intoarce la nivelul puntii. Incalzirea este completa cand temperatura vaporilor din fiecare tanc este de obicei +5C.
INERTING
Asa cum s-a specificat mai inainte, rolul procesului de inertare este de a preveni formarea amestecului exploziv in sistemele de marfa. procedura normala este de a utiliza gazul inert generat in instalatia navei, dar aceleasi principii se aplica si daca este utilizat nitrogenul. Daca tancurile navei sunt inca reci dupa operatiunea de incalzire, umezeala din tanc poate ingheta in timpul acestui proces sau al operatiunilor ulterioare. Procedura este identica cu cea de inertare inainte de incarcare; ca si inainte, fiecare sectiune a sistemului este inertata pe rand, dar aceasta operatiune se considera terminata cand in punctele de testare continutul de hidrocarburi nu va depasi 2%; pentru marfurile toxice concentratia ceruta va fi mai scazuta.
Este important de reamintit despre diferenta de densitate relativa dintre vaporii marfii si gazul inert. Vaporii de LPG sunt mai grei decat gazul inert, deci gazul inert este introdus prin liniile de vapori in topul tancului iar LPG este dislocuit prin liniile de lichid de pe fundul tancului. Contrar, vaporii de metan sunt mai usor decat gazul inert (sau nitrogen), deci gazul inert este introdus prin liniile de lichid iar metanul este dislocuit prin liniile de vapori ale fiecarui tanc. Metanul dislocuit poate fi ars in caldari ca deobicei sau ventilat in atmosfera.
Este esentiala intelegerea importantei deconectarii piesei de legatura intre instalatia de gaz inert, sistemul de marfa, si coloanele de ventilatie - la sfarsitul operatiunii.
GAS FREEING (or AERATION)
Ultima faza in pregatirea sistemului de marfa pentru andocare implica inlocuirea atmosferei inerte cu aer proaspat. Atmosfera din fiecare sectiune a sistemului trebuie sa contina minimum 20% oxigen din volum; nivelul gazelor toxice (ex. Carbon monoxid din gazul inert) trebuie de asemeni verificat inainte de intrarea in tancurile de marfa.
Aerul proaspat poate fi furnizat din instalatia de gaz inert dar pe cat posibil trebuie redusa umezeala introdusa in tancuri; aerul uscat este mai usor decat atmosfera inerta din tancuri. Experienta a dovedit ca este mai eficient sa introduci aerul uscat in partea de sus a tancului prin linia de vapori si sa inlocuiesti gazul inert prin linia de lichid. Rata este reglata prin ajustarea valvulelor de umplere de pe fiecare tanc. Gazul inert este ventilat prin coloana de ventilatie din prova.
Cand probele sunt conform cerintelor, de la nivelul de jos mijloc si sus in fiecare tanc, atunci se considera ca sistemele de marfa si echipamentele sunt degazate. Gazul inert este ventilat prin drenuri, linii de purjare si linii de proba. Cand toate sectiunile au fost ventilate cum este descris in manualul de operare, se mentine o usoara suprapresiune in sistem pentru a preveni intrarea aerului datorata variatiilor de temperatura. Orice piesa de legatura trebuie deconectata si sistemul opturat la capete.
GAS DETECTION EQUIPMENT
FLAMMABLE GAS DETECTORS
Detectorul de gaz (explozimetrul) indica prezenta vaporilor explozivi, de obicei procentual din Limita Exploziva Inferioara (LEL). Sub LEL, vaporii / amestecul de aer este prea sarac pentru a cauza explozia ,daca este introdusa o sursa de aprindere externa, deci teoretic este sigur din punct de vedere al inflamabilitatii. Oricum cerinta este o citire la concentratie mai mica de 1%LEL pentru eliberarea unui Permis de lucru, de ex. pentru lucrul cu flacara deschisa.
Majoritatea Detectorarelor de gaz moderne (explozimetre) opereaza pe principiul oxiderari catalitice. Gazul / amestecul de aer este difuzat in camera de masurare unde sunt oxidate catalitic. Aceasta are loc la concentratii mai mici de- cat LEL deoarece procesul este catalitic si determina arderea si cresterea temperaturii elementului detector (pellistor). Micile schimbari de temperatura sunt convertite in schimbari ale rezistentei electrice. Aceste determina un dezechilibru in Puntea Wheastone, care este proportionala cu concentratia gazului.
Elementul pellistor poate fi afectat prin expunerea la anumite chimicale, de remarcat urmatoarele:
Inhibitori: o substanta care va afecta pellistorul pentru un anumit timp; pellistorul isi va reveni cand va fi indepartata substanta (ex, hidrogen sulfide, hidrocarboni clorinati).
Substante otravitoare: o substanta care va otravii pellistorul permanent, si nu isi va reveni niciodata (ex, vapori siliconati, compusi organici ai plumbului).
Nota:
Indicatoarele de gaz (explozimetrele) nu sunt analizoare, vor indica prezenta oricaror vapori inflamabili.
Unele instrumente (ex, MSA 40) nu indica daca pellistolul este otrevit
Exemple de setare a alarmelor:
primul nivel de alarma 20% LEL
al doilea nivel de alarma 30% LEL (limita IMO)
Viata pellistolului 2 - 4 ani.
Inainte de utilizare trebuie verificat citirea 0% LEL in aer proaspat; acestea este numita ajustarea zero a instrumentului.
Calibrarea trebuie facuta cu un amestec de aer / gaz de concentratie cunoscuta, inflamabil; de exemplu 2,65% metan in aer trebuie sa indice o concentratie de 50% LEL. Acest procedeu este numit calibrarea cu spangaz. Gazul folosit se numeste spangaz.
Inlocuirea componentelor instrumentului cu unele care nu sunt aprobate face ca instrumentul sa piarda calitatea de siguranta intrinseca.
Instrumentele catalitice nu pot indica prezenta vaporilor inflamabili intr-o atmosfera inerta.
De tinut cont de densitatea vaporilor de marfa cand sunt facute testele.
TOXIC ANALYSERS
Atmosfera dintr-o zona de lucru poate deveni contaminata. Daca concentratia aerul contaminat depaseste nivelul permis, poate constitui un pericol pentru sanatate. Dupa ani de zile de investigare a atmosferelor contaminate cu diferite tipuri de gaze si vapori s-a determinat nivelul maxim de siguranta care permite ca atmosfera sa fie pe cat posibil sanatoasa si sa prezinte siguranta. Aceste nivele sunt raportate la Limita de expunere profesionala. Limitele de expunere sunt impartite in doua:
limitele de expunere pe termen lung (LTEL)
limitele de expunere pe termen scurt (STEL)
Aceasta poate fi aratata printr-o masurare a volumului - PPM (parti pe milion) sau printr-o masurare a masei - miligrame pe mc.
Senzori speciali pentru cele mai comune substante toxice au fost dispunibili ani la rand si sunt acum incorporati in instrumente cu un canal sau mai multe de verificare. Ca si Analizoarele de oxigen aceste instrumente folosesc de obicei celule (elemente) electro-chimice care produc un curent corespunzator nivelului de toxicitate. Aceste instrumente sensibile trebuie intotdeauna verificate in aer curat, nivelul zero, (citirea zero ppm) si calibrate cu un gaz toxic de o concentratie cunoscuta.
Analizoarele toxice sunt dedicate sa masoare concentratia anumitor gaze (ex, amoniac sau clorura de vinil).
Deteriorarea senzorului sau a circuitelor interne va da o alarma de avertizare.
Exemple de setare a alarmelor
primul nivel setare alarma TLV (ex, 25 ppm amoniac)
al doilea nivel setare alarma STEL (50% peste TLV)
Viata senzorului - senzor de tip chimic de la 12 la 18 luni
Inainte de folosire, verificare zero in aer proaspat.
Calibrarea trebuie facuta folosind un gaz toxic de concentratie cunoscuta; spangazul pentru nivelul TLV are o viata limitata (maxim 6 luni in anumite cazuri)
Inlocuirea componentelor cu unele care nu sunt aprobate duce la pierderea calitatii de siguranta intrinseca a instrumentului.
DETECTION TUBES
Sunt multe tipuri de vapori toxici pentru care nu exista monitoare convenabile; clorura de vinil - cu un nivel de 10 ppm TLV - este un exemplu. Exista acum peste 200 de tipuri de tuburi pentru masurare TLV de la Acetona la Xylena. Tuburile detectoare s-au dezvoltat din experienta chimiei analitice implicand reactii care determina schimbarea culorii intr-in sistem cristalin reactiv. Cand o proba de aer este aspirata prin tub intr-o unitate de 100 cmc, lungimea sau intensitatea petei in tub indica direct nivelul de toxicitate prezent.
Tuburile detectoare furnizeaza un convenabil test "pe loc". Proba de aer este aspirata prin tub cu o pompa. Acesta pompa trage 100 de cmc cu fiecare aspiratie. Astfel, pompa detectorului de gaz nu numai ca aspira proba dar simultan face si o masurare a volumului cu fiecare pompare.
Daca aerul contine gazul toxic pentru care tubul este destinat, stratul reactiv din interior isi schimba culoarea, concentratia gazului toxic poate fi citita direct pe scara tubului sau din tabla. Pompa detectorului are si o valvula de rasuflare. Tubul este fixat cu <Sageata> inspre pompa indicand fluxul de aer prin tub, in pompa.
Pentru testarea la distanta poate fi folosit un furtun de pana la 15 m, tubul fiind fixat intr-un suport protejat la capatul furtunului.
Timpul de pastrare a tuburilor - 2 ani - marcat pe cutie
NICIODATA NU VA BAZATI PE DATA DE EXPIRARE A TUBULUI.
Depozitare - pana la 25C
Intotdeauna cititi foaia cu instructiuni, inclusa in fiecare cutie.
Nu uitati sa faceti testul de etanseitate al pompei .
Totdeauna introduceti corect tubul, cu sageata spre pompa.
Fixati bine tubul in pompa pentru a evita ca aerul sa fie aspirat pe langa tub.
Comprimati pompa complet, apoi asteptati ca pompa sa aspire aerul prin tub.
Urmati instructiunile cu grija.
Pompa si tuburile formeaza o unitate impreuna si nu este permisa schimbarea pompelor si tuburilor livrate de diferiti producatori.
OXIGEN ANALYSERS
Majoritatea vaporilor de gaze sunt mai grei decat aerul, sau fumul si tind sa coboare sau determina stratificarea; masuratorile trebuie facute de aceea pe mai multe nivele. Atmosfera inerta sau deficienta in oxigen nu poate fi verificata pentru continutul vaporilor inflamabili cu un detector de gaze combustibile. De aceea mai inatai trebuie verificat nivelul de oxigen si apoi nivelul gazelor inflamabile si toxice. Toate instrumentele folosite trebuie sa fie de un tip apobat si sa prezinte siguranta intrinseca.
Exista multe tipuri de analizoare de oxigen. Unul din ele foloseste o celula electro-chimica care produce un curent proportional cu nivelul de oxigen; acestea au o viata relativ scurta. Multe instrumente sofisticate folosesc celule de tip paramagnetic si pot avea incorporate 2 / 3 scale analogice sau displeiuri digitale. Detectoarele de oxigen sunt instrumente foarte sensibile care trebuie verificate in aer proaspat (21% oxigen) si citirea Zero cu nitrogen pur (100%); calibrarea se face utilizand un amestec de oxigen - nitrogen de o concentratie cunoscuta. Unele celule sunt afectate de interferenta gazelor, ca dioxidul de carbon, dioxidul de sulf sau oxizi ai nitrogenului - toate acestea sunt continute in gazul inert produs la bord. Deficienta de oxigen este una dintre cele mai comune conditii de risc care apar. Aerul normal contine 21% oxigen din volum si 79% nitrogen. O atmosfera care contine mai putin oxigen se zice ca este deficita in oxigen.
Un analizor de oxigen este destinat sa masoare numai oxigenul.
Daca senzorul instrumentului este deteriorat citirea va fi eronata - deci nu este de recomandat de folosit instrumentul.
Exemple de setare a alarmelor:
alarma nivel scazut, setare 19%;
alarma nivel ridicat, setare 23%;
Viata senzorului - de tip chimic - de obicei 12 - 18 luni.
Inainte de folosire, verificare / confirmare citire 20,9% in aer proaspat.
Citirea Zero confirmata prin utilizarea nitrogenului 100% si amestec de concentratie cunoscuta pentru calibrare.
Verificarea de la distanta prin folosirea unei pompe manuale; ca un ghid aproximativ:
O presare a pompei = 1m de furtun
Adica 25m de furtun = 25 presari, inainte ca proba de aer sa ajunga la senzor.
Inlocuirea componentelor cu piese care nu sunt aprobate duce la pierderea sigurantei intrinseci a instrumentului.
THE PRESSURE SURGE PHENOMENON
CARGO INFORMATION (DATA SHEETS)
GENERAL
Cunoasterea proprietatilor chimice si fizice ale marfii, a riscurilor si a actiunilor de urmat in caz de urgenta, este necesara pentru operarea si transportul in siguranta a gazelor lichefiate. Informatiile esentiale sunt date in fisa marfii pentru gaze lichefiate si alte produse in codul IMO al transportoarelor de gaze lichefiate. Sunt incluse si fisele anumitor chimicale care pot fi folosite din ratiuni operationale, adica pentru prevenirea formarii ghetii sau a hidratilor. Fisele sunt in general pentru fiecare produs in parte, dar unele marfuri comerciale sunt in amestec; de exemplu marfurile LPG pot fi amestecuri de propan, butan si alte gaze in diferite proportii, si pentru care nu este posibila redarea datelor complete.
Informatiile despre orice amestec trebuie obtinute de la incarcator / terminal inainte de acceptarea incarcarii. Notele urmatoare intentioneaza sa explice cum pot fi folosite aceste informatii.
EMERGENCY PROCEDURE
Actiunea recomandata a se urma in caz de incendiu, scurgeri de marfa / imprastieri sau contactul fizic cu marfa. este explicativa si trebuie folosita in pregatirea planului de preintampinare a oricarei urgente care implica marfa.
HEALTH DATA
Informatii despre efectul asupra persoanei la contactul cu lichidul sau vaporii de marfa trebuie sa fie disponibile catre toti cei implicati, cu instructiuni despre echipamentul de protectie corespunzator ce trebuie purtat pe timpul operatiunilor.
PHYSICAL PROPERTIES
Punctul de fierbere, presiunea vaporilor, densitate lichidului si lista suplimentara ce trebuie folosita pentru a verifica ca marfa poate fi transportata in conditii de siguranta in concordanta cu Certificate of Fitness. Din aceasta fisa pot fi scoase proprietatile marfii la temperatura de transport. De asemenea folosirea diagramei lui Mollier. O metoda de calcul a presiunii vaporilor intr-un amestec plecand de la compozitia si proprietatile componentelor.
REACTIVITY (CHEMICAL) DATA
Cand se indica ca marfa poate reactiona periculos cu aerul intregul sistem de marfa trebuie inertat sau purjat cu un mediu corespunzator pentru a reduce concentratia de oxigen ramasa pana la nivelul cerut inainte de inceperea incarcarii. Re - intrarea aerului trebuie prevenita prin mentinerea unei presiuni pozitive in sistem. Anumite marfuri, asa cum indica fisa marfii trebuie inhibate pentru a fi transportate. Un formular completat si semnat de terminal, declarand ca o cantitate corespunzatoare de inhibitor a fost adaugata, trebuie obtiunut inainte de acceptarea incarcarii. Cand se indica ca o marfa reactioneaza periculos cu apa sau devine coroziva ca rezultat al contactului cu apa, mare atentie este ceruta in mentinerea sistemului uscat. Sistemul de marfa trebuie uscat inainte de incarcare si gazul inert sau aerul, in cazul marfurilor neinflamabile, folosite in sistem trebuie sa aiba punctul de roua cat mai coborat.
Cand se indica ca marfurile reactioneaza impreuna, transportul simultan nu trebuie acceptat, numai daca cele doua marfuri pot fi incarcate si manevrate printr-un sistem complet segregat incluzand tancurile de marfa, tubulaturile de marfa, sistemul de ventilatie a marfii si instalatia de relichefiere.
MATERIALS OF CONSTRUCTION
Informatiile trebuiesc folosite pentru a verifica daca materialele de constructie a intregului sistem nu vor fi corodate de marfa si ca acestea nu include nici un component care poate initia o reactie chimica periculoasa.
FLAMMABILITY DATA
Cand este disponibila, relatia intre compozitia si inflamabilitatea amestecului de vapori de marfa, oxigen si nitrogen - este data in formularul asa numit diagrama de inflamabilitate. Scopul acestei diagrame este de a dispune de o procedura pentru evitarea dezvoltarii amestecului inflamabil in sistemul de marfa pe toata durata operatiunilor.
Cand se introduce gaz inert sau nitrogen intr-o atmosfera cu vapori / amestec de aer inflamabil, rezultatul este de a ridica concentratia limitei inferioare de inflamabilitate si de a cobori concentratia limitei superioare de inflamabilitate. Acestea sunt ilustrate in diagrama urmatoare:
A
C
D
J
E
H F
B
O G % Cargo Vapour (Volume) 100
FLAMMABILITY CHART
Fiecare punct din diagrama reprezinta vaporii inflamabili / aer / amestec de gaz inert, specificat prin concentratia de vapori inflamabili si continutul de oxigen. Vaporii inflamabili / amestec de aer fara gaz inert sunt reprezentati de-a lungul liniei AB, panta careia reflecta reducerea in continutul de oxigen si cresterea continutului de vapori inflamabili. Punctele din stanga liniei AB reprezinta amestecul cu concentratia lor de oxigen in continuare reduse prin adaugarea de gaz inert. Este evident din diagrama ca prin adaugarea gazului inert la hidrocarbon / amestec de aer, limita de inflamabilitate descreste pana cand continutul de oxigen atinge nivelul la care nici un amestec nu poate arde.
Pe o asemenea diagrama, schimbarea in compozitie datorita adaugarii fie aer sau gaz inert, sunt reprezentate prin miscarea de-a lungul liniei drepte fie spre punctul A (aer pur) sau catre un punct pe axa concentratiei de oxigen corespunzatoare compozitiei de adaugare de gaz inert. Aceasta linie este aratata pentru un amestec cu concentratie corespunzatoare in punctul F.
Cand un amestec inert, asa cum e reprezentat in punctul F, este diluat cu aer, compozitia sa se misca pe linia FA si de acea intra in zona acoperita de amestecuri inflamabile. Aceasta inseamna ca toate amestecurile inerte in zona din dreapta liniei GA, merg spre o conditie de inflamabilitate prin amestecul cu aerul, de exemplul pe timpul operatiunii de degazare. Acelea din stanga liniei GA, ca cele reprezentate prin punctul H nu devin inflamabile prin diluare. Linia GA este numita linie de dilutie critica. De notat ca este posibil sa miscam un amestec ca cel din F catre unul ca cel din H, prin adaugarea cu gaz inert, adica prin purjare. De asemenea exista o linie de dilutie critica cand purjam cu vaporii de marfa si aceasta linie este JB; amestecul de deasupra liniei JB merge spre o conditie de inflamabilitate, amestecul sub linia JB nu merge.
Se poate vedea ca o concentratie initiala de oxigen de J%, va asigura ca nu se formeaza amestecuri inflamabile cand purjam cu vapori de marfa, si o concentratie initiala de vapori de marfa de G%, va preveni formarea amestecurilor inflamabile cand face purjarea cu aer. In practica un factor de siguranta de 2 este adoptat in contabilizarea pentru amestecurile mai putin perfecte, eroarea echipamentelor, etc, de accea concentratia vaporilor de marfa in sistem dupa purjare nu trebuie sa depaseasca G / 2% inainte de inceperea purjarii si concentratia de oxigen trebuie sa fie sub J / 2% dupa inertare inaintea purjarii cu vapori de marfa.
Desi un factor de siguranta de 2 este adoptat, fiecare efort trebuie facut pentru a asigura ca operatiunea de purjare este facuta corespunzator adica echipamentul si procedura sunt corect utilizate, echipamentul de detectare a gazului este calibrat cu precizie.
RELIQUEFACTION AND BOIL - OFF CONTROL
Exista doua tipuri de baza, de nave transportuare de gaze, care sunt dotate cu sisteme de relichefiere. Acestea sunt asa numitele nave semi - refrigerate si nave full-refrigerate. Aranjamentul general si principiile fundamentale ale relichefierii sunt explicate in contiunare.
Prima generatie de nave semi-refrigerate (sau semi-presurizate) au fost construite la inceputul anilor 1960 in principal pentru transportul LPG -uri si proiectate pentru o presiune a tancurilor de marfa corespunzatoare a temperaturi de 10C. Aceasta datorita faptului ca instalatiile de refrigerare de pe aceste nave foloseau compresoare de tip "reciprocicating oil - lubricated" (cu lubrefiere cu ulei) si pentru ca majoritatea marfurilor la temperaturi de peste 10C solubilizau uleiul de ungere la aceasta generatie de nave cel mai adesea instalatia de relichefiere era capabila sa raceasca si sa transporte butan full refrigerat la -5C la presiunea atmosferica.
Mai tarziu navele au fost construite cu tancuri de marfa proiectate pentru o presiune mai mare de 5kg / cmp si temperaturi joase, asa incat marfurile puteau fi transportate la temperatura de fierbere - corespunzatoare presiunii atmosferice. Aceste nave au fost dotate cu compresoare "reciprocicating oil - free" si au fost proiectate in asa fel incat puteau incarca marfa din tancuri de stocare presorizate, sa raceasca marfa pe timpul voiajului si sa descarce marfa la presiunea atmosferica.
In prezent un numar de nave au fost construite cu tancuri de marfa proiectate pentru o presiune de saturatie intre 3 - 7 kg / cmp, dar care sunt deasemenea full-refrigerate si pot transporta propan cu 5moli% continutul de etan la punctul de fierbere de -51C sau etilena full-refrigerata la temperatura de fierbere -104C. aceste nave au in mod normal un ciclu de relichefiere tip cascada in doua trepte cu gaz refrigerant R22 (freon 22) ca un refrigerant secundar. Indiferent de tipul de presiune aleasa pentru tancurile de marfa, capacitatea instalatiei de relichefiere trebuie sa fie in asa fel incat marfa transportata sa poata fi mentinuta la temperatura de saturatie, sub presiunea corespunzatoare setata pe valvulele de siguranta.
Aceste nave au presiunea maxima de lucru in tancurile de marfa 0,25 kg/ cmp, iar marfa este transportata full - refrigerata la presiune atmosferica corespunzatoare temperaturii de fierbere. Cele mai comune tipuri de nave full - refrigerate in transportoarele de LPG / amoniac care sunt destinate pentru temperaturi de pana la -51C.
Transportoarele LNG sunt destinate sa transporte gaz natural la -163C (adica marfa este la presiunea atmosferica). In acest caz vaporii sunt in mod normal arsi in caldarile principale sau ventilati, foarte rar aceste nave sunt dotate cu instalatii de relichefiere - datorita puterii mari cerute; nivelul vaporizarii este redus corespunzator prin izolatii suplimentare. Unele nave de transport LNG sunt dotate cu instalatii de relichefiere pentru a fi apte sa transporte etilena sau LPG.
Numarul si capacitatea instalatiilor de relichefiere din dotarea navelor depinde de serviciul pentru care navele sunt destinate si numarul marfurilor segrgate posibil a fi transportat. Aceste considerente conduc la o larga varietate de sisteme de relichefiere din dotarea navelor.
Indiferent se segregare capacitatea instalatiei este destinata sa mentina temperatura marfii asa incat presiunea sa nu depaseasca setarea valvulelor de siguranta in cele mai severe conditii, care deobicei sunt luate ca 45C temperatura aerului si 32C temperatura apei de mare. O unitate de rezerva cel putin egala celei mai mari unitati cerute trebuie s a fie disponibila. In cele mai multe cazuri un sistem complet este in rezerva, acesta cuprinzand: compresorul cu motorul propriu, schimbator de caldura, sistem de tubulaturi si control cu scopul de a fi in plus fata de cerintele minime ale codului IMO. Daca o unitate aditionala este disponibila in forma unui sistem independent, acesta poate fi utilizat pentru a creste rata de racire a marfii, sau relichefierea vaporilor pe timpul incarcarii. Cand doua sau mai multe marfuri refrigerate, care pot reactiona chimic intr-o maniera periculoasa, sunt transportate simultan - sistemele de refrigerare trebuie complet izolate unul de altul prin deconectarea sectiunilor de tubulaturi sau altor mijloace in asa fel incat amestecul marfurilor sa nu fie posibil. In aceste cazuri o instalatie de relichefiere completa cu unitatea de rezerva trebuie sa fie disponibila pentru fiecare marfa.
sa raceasca tancurile de marfa si tubulatura asociata inainte de incarcare;
sa relichefieze vaporii de marfa generati pe timpul incarcarii si sa-i returneze in tancurile de marfa;
sa mentina marfa la temperatura si presiune, intre limitele permise de sistemul de marfa , pe timpul transportului.
O parte din echipamentul instalatiei poate fi folosit adesea pentru urmatoarele scopuri:
la navele semirefrigerate, compresoarele de marfa pot fi folosite pentru a creste presiunea in tanc pentru amorsarea pompelor de marfa montate pe punte - inaintea de inceperea descarcarii. Vaporii sunt aspirati de compresorul de marfa, sunt comprimati, si gazul fierbinte descarcat este returnat in tancurile de marfa.
Cand presiunea in tanc este suficienta (aprox 2kg /cmp) valvula de lichid este deschisa iat vaporii vor impinge marfa in aspiratia pompei.
- Similar compresoarele de marfa pot fi utilizate pentu evaporarea rezidurilor lichide de marfa ramase in putul de drenaj al pompei (pump sump) la terminarea descarcarii. Ca si mai inainte, compresoarele de marfa aspira vaporii din tancurile de marfa, ii comprima, iar vaporii calzi returnati in putul de drenare al pompei printr-o tubulatura deschisa la capat imersata in lichidul ramas. De obicei aceasta tubulatura are ca scop luarea de probe din putul pompei. Ca o alternativa, la navele dotate cu serpentine de incalzire se poate trimite gazul cald prin aceste serpentine. Atentie trebuie acordata presiunii setate pe valvulele de siguranta.
La navele dotate cu instalatie tip "cascada"cu R22 ca al doilea refrigerant, parte din sistemul R22 este adesea folosit pentru urmatoarele functii auxiliare:
vaporii calzi de R22, generati intr-un vaporizor incalzit cu abur, sunt comprimati in compresorul R22 iar vaporii supraincalziti sunt trecuti intr-un vaporizor de marfa unde are loc schimbul de caldura cu lichidul rece care este vaporizat. Acesti vapori de marfa pot fi utilizati fie pentru a purja tancurile de marfa in pregatirea de incarcare sau pentru a preveni formarea vacumului in tancurile de marfa pe timpurile descarcarii. Exista totusi si alte tipuri de vaporizoare care nu utilizeaza R22.
Vaporii supraincalziti de R22 din compresor pot fi trimisi prin serpentine de incalzire in putul de drenare al pompei pentru a evapora marfa ramasa la sfarsitul descarcarii. Atentie trebuie acordata prevenirii condenasarii vaporilor in serpentina deoarece este dificila indepartarea condesului.
Ofiterul responsabil cu marfa trebuie sa fie familiar cu principiile elementare ale termodinamici privind transferul de caldura deoarece sunt in stransa legatura cu operarea instalatiei de relichefiere. Cele mai importante aspecte ale subiectului sunt descrise mai jos. Deasemenea, ofiterilor li se recomanda citirea manualelor pentru a avea o descriere detaliata a teoriei.
Principii si definitii
Termodinamica studiaza comportamentul materialelor cand sunt incalzite sau racite. In general, cand un solid este incalzit se topeste si devine lichid; daca este in continuare incalzit lichidul fierbe si se transforma in gaz. Etapele sunt reversibile si daca sursa de caldura este indepartata, vaporii se transforma in lichid (sau sunt relichefiati). Temperatura necesara pentru procesele de topire si fierbere depinde de tipul materialului; adica otelul se topeste la o temperatura mai inalta decat gehata, propanul fierbe la o temperatura mai joasa decat apa.
Comportamentul apei cand este incalzita sau racita este familiare; poate fi folosit pentru a ilustra comportarea unui gaz lichefiat si introducerea definitiilor de baza in termodinamica. In aceasta sectiune vom utiliza unitatile de masura standard (SI); in practica pot fi utilizate si alte sisteme.
Latent Latent
Heat of heat of
Sensible fusion Sensible heat vapourisation Superheat
(80 kcal/kg) (100 kcal/kg) (540 kcal/kg0
ICE WATER STEAM
Heat (kcal/kg )
Caldura (Heat) este o forma de energie; cand se adauga unei substante, ii creste viteza miscarii moleculelor care formeaza substanta. Temperatura (Temperature) este masura cantitatii de caldura a substantei sau rata vibratiei moleculare; este de asemenea o masura a capabilitatii unui corp de a transfera caldura catre alt corp mai rece. Sub 0C apa este sub forma solida (gheata) prin incalzirea ghetii temperatura ei creste pana ajunge la 0C. cantitatea totala de caldura necesara in acest proces sau ori care similar este numita caldura sensibila (sensible heat). Cantitatea de caldura necesara pentru a ridica temperatura 1kg de gheata cu 1C este numita caldura specifica (specific heat).
Cand gheata ajunge la 0C, temperatura ei nu creste imediat ca mai inainte. Caldura este folosita pentru a d etermina o rearanjare interna a structurii ghetii. Cand o anumita cantitate de caldura a fost absorbita gheata se topeste si devine apa; aceasta cantitate de caldura este definita ca si caldura latenta de topire a ghetii (latent heat of fusion). 0C este definit ca punctul de inghet al apei (freezing point).
Daca apa este incalzita intr-un container deschis, temperatura ei creste pana la 100C; caldura absorbita in proces este din nou caldura sensibila si la fel caldura specifica a apei este cantitatea de caldura necesara pentru a creste temperatura la 1kg cu 1C. moleculele de la suprafata apei se evapora in atmosfera si forta acestui proces exercita o presiune numita presiune de vapori (vapour pressure). Moleculele de la suprafata lichidului sunt in echilibru intre starea de lichid si vapori; adica ambele stari sunt la ceeasi temperatura si presiune; vaporii de la suprafata lichidului se zice ca sunt saturati (saturated). Prin adaugarea oricarei temperaturi la suprafata lichidului vaporii exercita o presiune cunoscuta ca presiune de saturatie (saturation pressure). Prin cresterea temperaturii mai multe molecule se evapora si aceasta duce la cresterea presiunii; o diagrama a temperaturii la presiunea de saturatie a vaporilor este numita diagrama presiunii de vapori (vapour pressure diagram).
Cand temperatura apei ajunge la 100C, ea ramane constanta pana cand suficienta caldura a fost absorbita pentru a o transforma in abur; cantitatea de caldura absorbita este caldura latenta de evaporare (latent heat of vapourisation). La 100C presiunea de saturatie a apei este egala cu presiunea atmosferica si fierbe; aceasta temperatura este definita ca punctul de fierbere al apei (boiling point). In orice caz daca apa nu ar fi fost intr-un container deschis, influentata de presiunea atmosferica, ci in conditii de vacuum partial sau presiune inalta, presiunea de saturatie a vaporilor ar fi egalat presiunea lichidului de la suprafata la o temperatura duferita; aceasta temperatura ar fi fost noul punct de fierbere al apei la aceea presiune. Termenul "punct de fierbere" este mai degraba nepotrivit si este preferabil sa folosim termenul temperatura de saturatie (saturation temperature) pentru temperatura la care presiunea vaporilor saturati egaleaza presiunea lichidului la suprafata. Caldura latenta de vaporizare a unei substante variaza cu presiunea ei de saturatie. Daca aburul saturat produs este incalzit mai departe se spune ca ar fi supraincalzit (superheated). Nu mai este in echilibru cu apa care fierbe si este la o presiune mai inalta.
Caldura specifica a vaporilor supraincalziti depinde daca sunt incalziti la volum constant sau presiune constanta. In general, daca presiunea vaporilor supraincalziti creste ia temperatura este tinuta constanta, vaporii, eventual vor atinge conditiile de saturatie si vor lichefia.
In orice caz peste o anumita temperatura, nici o presiune oricat de mare nu va lichefia vaporii; aceasta temperatura este numita temperatura critica (critical temperature) presiunea necesara pentru a lichefia un gaz care se afla la temperatura critica este numita presiune critica (critical pressure). Cantitatea totala de caldura a unei substante depinde de temperatura ei (sau energia interna), volumul si presiunea ei; aceasta cantitate este cunoscuta ca entalpia substantei (entalpy).
Cand o substanta este incalzita sau racita pe timpul unui proces reversibil, caldura implicata impartita la temperatura substantei se numeste entropie (entropy). Daca temperatura se schimba pe timpul procesului (adica prin cresterea sau descresterea caldurii sensibile) entropia este evaluata prin impartirea procesului in etape in asa fel incat temperatura sa fie considerata constanta, si se insumeaza rezultatele. Numai schimbarea entropiei apare pe timpul relichefierii.
Secventa generala a procesului este de aceea:
a) cand un solid este incalzit entalpia lui (H) si temperatura (T) creste pana se topeste. Temperatura initiala creste implicand absorbtia caldurii sensibile si prin topire absoarbe caldura latenta de topire. Caldura specifica este cantitatea de caldura necesara pentru a ridica temperatura la 1kg de gheata cu 1C.
b) cand un lichid se incalzeste absorbind caldura sensibila, presiunea (P) a vaporilor sai saturati creste pana cand la temperatura de saturatie atinge presiunea lichidului de la suprafata. Apoi lichidul absoarbe caldura latenta de vaporizare si fierbe.
c) vaporii saturati absorb in continuare caldura si devin supraincalzitii. Caldura specifica a aburului depinde daca volumul sau presiunea sa raman constante cand sunt supraincalziti.
Comportamentul apei este foarte asemanator cu acela al gazelor lichefiate care sunt transportate la temperaturile lor de saturatie (adica lichid in fierbere) corespunzator presiunii tancurilor de marfa. marfurile absorb caldura din mediul inconjurator, egala cu caldura latenta de vaporizare si incep sa se evapore; mai departe caldura absorbita supraincalzeste vaporii. Este necesar sa indepartam caldura de supraincalzire precum si caldura latenta de vaporizare pentru a relichefia vaporii - iar instalatia de relichefiere este destinata sa faca acest lucru.
Este important sa consideram unitatile folosite in termodinamica inaintea discutarii legilor si formulelor acestui domeniu. Fiecare scala de masura (ca temperatura si presiunea), are un punct de pornire (sau un punct zero); acesta poate fi ales arbitrar sau fixat in functie de limita absoluta sub care este imposibil sa cobori. In unele cazuri diferenta intre conditiile initiale si finale ale temperaturii sau presiunii este importanta si data in aceleasi unitati; aceasta diferenta este aceeasi indiferent de punctul zero ales. In multe exemple unitatile folosite in formulele termodinamicii sunt unitati absolute, bazate pe o scala cu zero fixat conform cu limita fizica a scalei. Oricum, multe diagrame de entalpie, etc, folosesc puncte zero alese in mod arbitrar si de aceasta trebuie tinut cont cand folosim diagramele pentru calcule. Cele mai importante 3 scale de masura considerate sunt: temperatura, presiunea si entalpia.
a) Temperatura
Cele mai importante doua scale de temperatura sunt grade Centigrade si grade Fahrenheit. Pe scara de grade Centigrade punctul de inghet al apei este indicat de 0C iar punctul de fierbere este indicat de 100C, adica sunt 100 de grade Centigrade intre aceste doua valori de temperatura. Pe scara Fahrenheit punctul de inghet al apei este la 32 F iar punctul de fierbere este la 212F, adica 180 grade Fahrenheit intre cele doua niveluri de temperatura.
0C=32F
100C=212F
Pentru a transforma gradele Centigrade in Fahrenheit si invers folosim ecuatiile:
F=(9 / 5 x C) + 32
C=(F - 32) x 5 / 9
Regulile se aplica daca temperaturile sunt peste sau sub punctul de inghet dar semunul minus trebuie folosit daca sunt sub punctul zero. Exista o temperatura la care energia interna a substantei este zero si aceasta este temperatura absoluta cea mai scazuta care poate fi atinsa. Scala de temperatura care are la baza aceasta valoare ca punct zero este numita temperatura absoluta (absolute temperature). Zero absolut este egal 273,1C sub punctul de inghet al apei (adica este -273,1C); pe scala Fahrenheit, zero absolut este -459,6F. Scala care foloseste zero absolut utilizand grade Centigrame este numita scala Kelvin (K) si scala care foloseste grade Fahrenheit este numita Rankine (R).
0K = 0R = -273,1C = -459,6F
Pentru a transforma Centigrade in Kelvin adaugam 273,1.
Pentru a transforma Fahreinheit in Rankine adaugam 459,6.
Temperatura absoluta este folosita in majoridatea tabelelor, diagramelor, calculelor din termodinamica.
b) Presiunea
Este definita ca forta pe unitatea de suprafata. Exista multe unitati de masura folosite; sistemul preferat de SI este Newton / mp, dar acest sistem este folosit rar la nave. Instrumentele de masurare a presiunii redau valoarea peste sau sub presiunea atmosferica (adica presiunea atmosferica este aleasa ca valoare zero pentru acest sistem de unitati). Presiunea este numita presiune manometrica (gauge pressure). Presiunea absoluta (absolute pressure) este suma dintre presiunea manometrica si cea atmosferica, iar zero este echivalent presiunii oricarei substante la temperatura zero absolut. Cele mai multe diagrame, tabele si calcule folosesc presiunea absoluta.
c) Caldura
Exista doua unitati de masura a caldurii folosite de obicei, numita Kilacalorie (Kcal) si British Thermal Unit (BTU). Kilocaloria este cantitatea de caldura necesara pentru a ridica temperatura 1 kg de apa cu 1C. BTU este cantitatea de caldura necesara pentru a ridica temperatura 1Pound de apa cu 1F.
1Kcal = 3,968BTU
Scala de masura a caldurii (adica entalpia) poate fi privita ca o scala absoluta deoarece prin definitie energia interna a unei substante este zero la temperatura zero absolut.
Legile si procesele termodinamicii
Termodinamica este o stinta exacta cu legile si formulele proprii. Pentru scopurile practice nu este necesar sa intram in detalii matematice, dar este necesar sa intelegem principiile generale a acestro legi si semnificatia lor.
a) Prima lege a termodinamicii. Stipuleaza ca : caldura pierduta de o sursa este egala cu caldura primita plus lucrul mecanic efectuat de corpul care a primit caldura. Aceasta lege introduce echivalenta intre caldura si lucrul mecanic ca forma de energie. Caldura a fost definita; lucrul mecanic se zice ca este performat daca o forta se misca pe o distanta. Si are ca unitate de masura in SI Joule. Importanta primei legi a termodinamicii pentru sistemele de relichefiere este aceea ca suma caldurii si lucrului mecanic primite de vaporii de marfa trebuie sa fie egala cu caldura cedata apei de mare pentru a mentine temperatura si presiunea marfii. Lucrul mecanic efectuat de compresoare, in comprimarea gazului, poate fi luat ca o cantitate de caldura aditionala.
b) A doua lege a termodinamicii. Stipuleaza ca transferul de caldura totdeauna se face de la un corp cald la unul rece si are o semnificatie fundamentala pentru navele de gaze lichefiate. Daca temperatura aerului sau apei de mare este peste temperatura marfii, transferul se va face catre marfa pana cand temperaturile se vor egala. Unul din scopurile izolatiilor tancurilor da marfa este de a reduce cantitatea de caldura pe care o primeste marfa din mediul exterior; scopul instalatiei de relichefiere este de a prelua caldura pe care o primeste marfa si de a o ceda apei de mare. Penrtru ca transferul de caldura sa se faca catre apa de mare, vaporii de marfa, sau mediul de transfer intermediar ca R22, trebuie sa aiba temperatura mai mare decat apa de mare undeva in sistemul de relichefiere.
c) Legea gazelor. Multe legi descriu comportamentul gazelor dar cea mai importanta este aceasta. Un gaz care respecta toate legiile este gazul perfect. Marfurile gazoase urmeaza aceste legii in mod normal cat mai aproape.
Legea lui Boyle - Stipuleaza ca la temperatura constanta, volumul unei mase de gaz variaza invers cu presiune ei absoluta. Daca intr-un proces un gaz perfect, la temperatura constanta, se schimba de la presiunea initiala P1 si volumul initial V1, la presiunea finala P2 si volumul final V2 - Legea lui Boyle se poate scrie:
P1 V1 = P2 V2
Legea lui Charles - Stipuleaza ca volumul unei mase de gaz date, la presiune constanta, variaza proportional cu temperatura lui absoluta. Daca volumul initial si final al gazului sunt V1 si V2 si temperaturile initiale si finale sunt T1 si T2 atunci se poate scrie:
V1 / T1 = V2 / T2
Ecuatia generala a gazelor - Este derivata prin combinarea legilor de mai sus si stipuleaza:
P1V1 / T1 = P2V2 / T2
Sau
PV = mRT, unde m=masa gazului, R=
Legea lui Dalton - Stipuleaza ca presiunea totala a unui amestec de gaze diferite, intr-un spatiu, este egala cu suma tuturor presiunilor pe care le-ar exercita fiecare daca ar ocupa spatiul singur - la temperatura amestecului. Fiecare constituend al amestecului se comporta ca si cum ar ocupa spatiul singur.
Legea lui Joule - Stipuleaza ca energia interna a unui gaz perfect depinde numai de temperatura sa si este independenta de schimbarile de volum si presiune. De aceea daca presiunea si volumul unui gaz se schimba in timpul unui proces energia gazului ramane constanta cat timp temperatura sa ramane constanta.
Efectul Joule - Thompson - Descrie devierea de la legea lui Joule pentru gazele neperfecte. In teorie, daca unui gaz I se permite expansiunea libera fara efectuarea de lucru mecanic ar trebui ca temperatura sa ramana neschimbata. Oricum in practica temperatura gazului scade cu o cantitate invers proportionala temperaturii absolute initiale. Acest efect este folosit in instalatia de relichefiere pentru a cobora temperatura dupa valvula de expansiune.
d) Procese termodinamice. Exista un numar de procese termodinamice relevante.
Un proces izoentropic.
Un proces adiabatic.
Un proces izoterm.
Diagrama lui Mollier (Presiune - Temperatura)
Valorile entalpiei sunt tabelate pentru conditiile de saturatie; oricum pentru alte conditii tabelel ar fi largi si impracticabile. Pentru acest motiv diagramele folosite au valoarea entalpiei pe axa X si presiunea absoluta pe axa Y. Aceste diagrame sunt numite diagramele lui Mollier sau diagramele de presiune - entalpie.
Presiunea absoluta este plotata pe o scala logaritmica, fig.A. 3. 2. Arata o parte din diagrama pentru propan. Linia curba neintrerupta care pleaca din stanga jos pana la punctul critic (critical point) este numita linia de saturatie a lichidului. Linia coboara si aceasta parte a liniei este numita linia de saturatie a vaporilor. Zona inchisa intre linia de saturatie a lichidului si linia de saturatie a vaporilor indica amestecul de lichid si vapori. Zona din stanga liniei de saturatie a lichidului indica zona "sub - cooled" lichid. Si zona din dreapta liniei de saturatie a vaporilor indica zona vaporilor supraincalziti. Distanta pe orizontala dintre linia de saturatie a lichidului si linia de saturatie a vaporilor determina caldura latenta, adica diferenta in entalpie intre lichidul saturat si vaporii saturati. Asa cum poate fi observat caldura latenta descreste cu cresterea presiunii pena ajunge zero in punctul critic.
Linia plina indicand cmc/gr denota volumul specific, care este volumul unei substante pe unitatea de mase (mc / kg). Liniile intrerupte care trec prin valorile cate unei temperaturi sunt liniile de temperatura constanta in grade C. Linia punctata simplu (. _ . _ .) trece prin puncte de entropie constanta, masurate in cal/grC (Kcal/kgC). Liniile de entropie constanta indica cresterea cantitatii de caldura cand gazul este comprimat, si asemenea linii arata compresia adiabatica. Linia punctata dublu (_ .. _ .._) dintre liniile de saturatie al lichidului si vaporilor, uneste punctele care au acelas grad de uscare (DRYNESS FRACTION), (X). Aceasta valoare indica raportul intre gaz si lichid adica X=0,4 inseamna ca 40% din substanta este gazoasa si 60% este lichida.
THERMODYNAMIC THEORY APPLIED TO A SIMPLE GAS RELIQUEFACTION CYCLE
Ciclul simpli de relichefiere
Un ciclul simplu cuprinde: Tancurile de marfa. In sistemul simplu de relichefiere acestea au rolul de evaporator in care lichidul se evapora. Prin evaporare o anumita cantitate de caldura Q1 este indepartata din tancul de marfa, din lichidul din tanc si din mediul inconjurator.
Un compresor mecanic. Vaporii formati in tancurile de marfa sunt la presiunea P1, compresorul ii aspira, comprima si ii descarca in condensor la presiunea P2. In procesul de comprimare o cantitate de caldura / energie Q2 este adaugata gazului; compresorul foloseste o cantitate egala de lucru mecanic / energie W1.
Un condensor. Vaporii trimisi de compresor sunt lichefiati in condensor, cedand o anumita cantitate de caldura Q3 apei de mare.
O valvula de expansiune. Aceasta reduce presiunea condensului P2 la presiunea P1 cand trece din condensor in tancul de marfa.
Conform cu prima Lege a termodinamici Q1 + Q2 = Q3
Diagrama lui Mollier aplicata Ciclului simplu,pentru amoniac,este redata in fig, A 3.5. De ex, presupunand ca temperatura este de -15C si ca compresorul aspira vaporii la aceasta temperatura (fara sa tinem cont de pierderile de presiune din sistem si admitind ca gazul nu este nici racit nici incalzit).
Punctul de plecare (1) al ciclului este caracterizat prin:
- temperatura (T1) -15C
- presiunea (P1) 2,4Bar
- entalpie (H1) 397kcal/kg
- densitatea vaporilor 1,92kg/mc
Presupunem ca gazul este comprimat adiabatic si condensat la 30C; adica formand linia de entalpie constanta putem gasi presiunea de condensare la aproximativ 11,7 bar. La sfarsitul comprimarii gazul are urmatoarele caracteristici:
- temperatura (T2) 97C
- presiunea (P2) 11,7bar
- entalpia (H2) 452,5kcal/kg
Condensul in condensor are urmatoarele caracteristici in punctul (3):
- temperatura (T3) 30C
- presiunea (P3) 11,7bar
- entalpia (H3) 134kcal/kg
Diferenta in entalpie intre cea a condensului (H3) si cea a gazul livrat in compresor (H2) este egala cu (Q3), (caldura cedata apei de mare in condesnsor; adica H3 - H2 = Q3
134 - 452,5 = -318,5kcal / kg).
De notat ca Q3 are o valuare negativa deoarece reprezinta caldura cetata mediului inconjurator.
Lichidul condensat este apoi expandat printr-o valva de expansiune fara primirea sau cedarea de caldura; adica transformarea este facuta la entalpie constanta si urmeaza o linie verticala dreapta. Dupa expandare lichidul are urmatoarele caracteristici, in punctul (4) :
- temperatura (T4) -15C
- presiune (P4) 2,4bar
- entalpie (H4) 134 kcal / kg
- gradul de uscare (X) 16%
Poate fi observat, de aceea, ca pentru a cobori temperatura lichidului de la +30C la -15C, 16% din volumul de lichid s-a evaporat prin absorbtia de caldura, ceia ce a dus la obtinerea efectului de racire. In final, la intrarea in tancul de marfa condensul ramas se evapora prin absorbtia de caldura din tanc, din lichidul din tanc si din mediul inconjurator, astfel incat ciclul este complet si punctul initial (1) (vapori saturati) este atins. Frigul produs, sau efectul de refrigerare Q1 este de aceea diferenta in entalpie intre punctul de plecare (1) (vapori saturati) si acela al intrarii lichidului in tanc in punctul (4).
Adica, efectul de refrigerare Q1=H1-H4
Q1=397 - 134 = 263kcal / kg
In timp ce densitatea vaporilor este 1,966 kg /mc, cantitatea de caldura pe unitatea de volum de gaz aspirat de compresor va fi:
263 x 1,966 = 517 kcal /mc
Energia absorbita in compresor este echivalenta cu:
Q2 = H2 - H1
Q2 = 452,5 - 397 = 55,5 kcal /kg
Sa recapitularizam etapele ciclului:
a) in punctul (1) vaporii saturati de amoniac, din tancul de marfa la presiunea (P1) de 2,4 bari, cu o temperatura (T1) de -15C, sunt aspirati de compresor. In timpul comprimarii presiunea (P2) creste de la 11,7 bari la o temperatura (T2) de 97C. Energia absorbita (Q2) in compresor este echivalenta la 55,5 kcal /kg si in punctul (2) vaporii de amoniac sunt in zona de supraincalzire.
b) condensarea are loc in condensor la presiunea de 11,7 bari si pe timpul acestui proces vaporii sunt raciti iar caldura latenta este extrasa ceea ce il face sa ajunga la punctul (3) , caldura cedata apei de mare in condesor este de 318,5 kcal /kg (Q3). Condensul din condensor este la 30C (T3).
c) Expandarea din punctul (3) in punctul (4) are loc prin valvula de expansiune care se afla intre condensor si tancul de marfa. In timpul acestui proces presiunea scade de la 11,7 bari (P3) la 2,4 bari (P4). Se presupune ca lichidul nu primeste sau cedeaza caldura pe timpul acstui proces iar entalpia ramane constanta. De asemenea temperatura scade de la 30C (T3) la -15C (T4) care este temperatura marfii. Pentru acest efect de racire 16% din volumul condensului se evapora.
d) Pentru a incheia ciclul, restul de condens returnat in tanc, este evaporat din punctul (4) in punxctul (1) producand un efect de racire de 263 kcal /kg care dislocuieste caldura din: peretii tancului, caldura proprie si mediul inconjurator.
In final conform Legii intai a termodinamicii Q1 + Q2 = Q3
263 + 55,5 = 318,5 kcal /kg
De notat: cantitatea de caldura cedata de condensor (in acest caz 318,5 kcal /kg) este totdeauna mai mare decat efectul de refrigerare in tancurile de marfa (in acest caz 263 kcal / kg), diferenta fiind caldura absorbita in compresor (in acest caz 55,5 kcal / kg).
Diferenta intre Ciclul Real si Ciclul Simplu
In practica, Ciclul Real de lichefiere difera de Ciclul Simplu descris mai inainte, datorita pierderilor de caldura aparute in timpul procesului. Vom enumera mai jos pierderile de caldura din sistem.
a) Pierderile datorate incalzirii tubulaturii de aspiratie a compresorului.
b) Pierderile prin frictiune in tubulaturi.
c) Eficeinta volumentrica a compresorului.
d) Pierderile in condensoare, schimbatoare de caldura, evaporatoare.
GAZ RELIQUEFACTION CYCLES
General
Vom descrie cele patru sisteme de cicluri de relichefiere, cele mai comune la bordul navelor gaziere. Fiecare lucreaza pe principiul dislocuirii excesului de caldura al vaporilor, condensarea si returnarea lichidului in tancurile de marfa. Caldura dislocuita este caldura latenta de vaporizare a marfii pus orice cantitate de caldura absorbita de vapori. Aceasta caldura este transferata marfii prin izolatie de la mediul inconjurator (aer, soare, apa de mare); sistemul de relichefiere dislocueste aceasta caldura si o cedeaza apei de mare.
Sistemul direct cu o singura treapta
Sistemul de relichefiere prin comprimarea intr-o singura treapta este descris si ilustrat in fig.A.3.6.
Vaporii de marfa (1) sunt aspirati din tanc de un compresor (2) printr-un separator de lichid; orice cantitate de lichid ajunsa in compresor il poate distruge. Compresorul aspira vaporii de marfa din tanc si le creste temperatura in asa fel incat sa poate fi folosit condensorul cu apa de mare. Vaporii supraincalziti din compresor (3) sunt condensati intr-un condensor racit cu apa de mare (4), lichidul fiind la temperatura ambianta a apei de mare, si este colectat si trecut printr-o valvula de expansiune (5). Trecerea condensului prin valvula de expansiune este controlata printr-un regulator de nivel al vasului de colectare - pentru a preveni returnarea presiunii din tancul de marfa in condensor si compresor. Valvula de expansiune este destinata sa asigura ca presiunea este destul de mare pentru a impinge lichidul in tancul de marfa. Acest sistem se foloseste la navele semi-refrigerate pentru marfuri cu puncte de fierbere inalte.
Sistemul direct cu doua trepte
Daca raportul dintre presiunea de descarcare a compresorului si cea de aspiratie,insistemul cu o treapta, depaseste 6 /1, eficienta masini este redusa si este necesara folosirea treptei a doua. Aceasta se poate face in doua masini separate sau intr-un compresor cu doua trepte. Prima parte a cilclului cu doua drepte este identica ca si la ciclul cu o treapta. Vaporii (1) sunt aspirati din tanc printr-un separator de lichid in prima treapta a compresorului (2), unde sunt supraincalziti (3). Apoi vaporii pot fi raciti intr-un racitor intermediar (4) inainte de a intra in a doua treapta in compresor. Rolul racitorului intermediar este de a reduce presiunea de aspiratie in a doua treapta si de a creste eficienta; aceasta este esential pentru marfurile full refrigerate ca amoniacul. A doua treapta comprima mai departe vaporii supraincalziti (5) care apoi sunt raciti si condensati intr-un condensor racit cu apa de mare (6). Apoi lichidul la temperatura ambianta este colectat si trecut printr-o valvula de expansiune (8), ca si in ciclul cu o singura treapta. Inainte de a trece prin valvula de expansiune, lichidul condensat poate fi utilizat ca agent de racire intermediar (7) pentru racitorul intermediar. Acest sistem poate fi utilizat la navele semi si full refrigerate.
Sistemul direct - cascada
Acest sistem este virtual identic cu sistemul direct cu o singura treapta exceptand faptul ca condensorul este racit cu lichid refrigerant ca R22. Caldura din marfa vaporizeaza R22, care este comprimat, condensat intr-un condensor racit cu apa de mare, si racit la trecerea prin valvula de expansiune. Ciclul R22 este un ciclu direct, lucreaza in cascada cu ciclul de relichefiere al marfii.
Sistemul poate fi folosit pentru marfurile full refrigerate (etilena). Avantajul major este ca capacitatea sistemului nu este afectata de temperatura apei de mare atat de mult ca alte sisteme. Ciclul este mai eficient cand temperatura R22 in condensorul de marfa este sub 0C.
Sistemul indirect
Este folosit pentru marfurile care nu pot fi comprimate din ratiuni chimice. Vaporii trec din tanc (1) , datorita presiunii proprii , intr-un condensor care ii raceste si lichefiaza (2). Apoi condensul se introarce in tanc , datorita presiunii proprii sau printr-o pompa. Este de asemeni posibila determinarea condensarii prin serpentine de racire in "domul tancului" sau fixate in exteriorul tancului.
Ciclul trebuie sa foloseasca un refrigerant foarte rece, in condensor, pentru a fi eficient. Cei mai comuni agenti refrigeranti sunt: hidrogenul, helium, propanul. Agentul refrigerant lucreaza intr-un ciclu cascada cu ciclul marfii.
RELIQUEFACTION PLANT OPERATIONS
General
Pe timpul voiajului cu marfa la bord, durata operatiunilor de relichefiere, va fi dictata de un numar de factori:
a) temperatura de incarcare a marfii;
b) temperatura de descarcare ceruta;
c) compozitia marfii;
d) conditiile de vreme.
La terminarea incarcarii, presiunea in tancurile de marfa, trebuie redusa cat mai mult; pentru navele full refrigerate este deobicei preferabil sa operam instalatia de relichefiere la capacitate maxima pana ce presiunea din tancuri atinge presiunea atmosferica.
In timpul voiajului cu marfa la bord temperatura marfii trebuie mentinuta (sau redusa) prin operarea instalatiei de relichefiere , unitatea de rezerva in mod normal nu trebuie folosita. Pe timpul voiajului in balast, tancurile pot fi mentiunute reci de marfa retinuta la bord dupa descarcare.
In anumite cazuri de vreme foarte rea si miscari violente ale navei, este imposibil de utilizat instalatia de relichefiere de teama intrarii lichidului in compresor, in special cand nu este dotata cu separator de lichid. Vremea foarte rea va determina cresterea presiunii in tancuri datorita creerii de valuri la suprafata lichidului (sloshing). Pe vreme foarte calda, caldura radiata de soare va determina o crestere puternica a evaporarii. Poate fi necesara folosirea sistemului de sprei pentru racirea puntii si tancurilor.
Precautii preliminare
Inaintea pornirii instalatiei de relichefiere, ofiterul responsabil trebuie sa se asigure ca:
a) Nivelul uleiului de ungere al compresorului este normal si ca uleiul este corespunzator pentru tipul de marfa. Daca nivelul este scazut, trebuie adaugat ulei inainte de pornirea instalatiei. Daca nivelul este prea inalt, trebuie suspectat faptul ca marfa sau agentul refrigerant a intrat in chiuloasa (crankcase). Daca uleiul contine o cantitate apreciabila de marfa sau refrigerant trebuie schimbat; in cele mai multe cazuri o mica cantitate de marfa se va evapora fara a afecta uleiul. Oricum, daca marfa este butadiena, chiar si in cantitati mici va polimeriza si afecta uleiul de ungere putand distruge segmentii daca uleiul nu este schimbat; la fel se intimpla si in cazul propilenei.
b) Liniile si valvulele sunt corect setate; valvulele de descarcare ale compresorului trebuie sa fie deschise inainte de pornirea compresorului iar valvulele de aspiratie inclusiv bypassul pe gaz cald se deschid imediat dupa pornire.
c) Sistemul de incalzire al chiuloasei trebuie sa fie pornit.
d) Circuitul de apa de mare deschis full pe condensorul din sistem.
e) Instalatia de glicol sa fie in operatiune.
f) Diferite tipuri de compresoare sunt pornite la capacitate minima.
Operarea instalatiei de relichefiere
Inainte de pornire si pe timpul operarii instalatiei, ofiterul responsabil trebuie sa se asigure ca urmatoarele precautii au fost observate:
a) Valvulele de descarcare ale compresorului sunt deschise
b) Valvula de aspiratie este deschisa incet dupa pornirea compresorului. Daca se aud "ciocane"inseamna ca a intrat lichid in masina, iar valvula de aspiratie trebuie imediat inchisa pentru a prevenii deteriorarea.
c) Nivelul de ulei si presiune din compresor corespund limitelor producatorului.
d) Presiunea de aspiratie si de descarcare sunt corecte.
e) Regulatorul nivelului de lichid in condensor lucreaza corect.
f) Presiunea de condensare si temperatura de descarcare a gazului sunt corecte.
g) Cand parametrii ca presiunea, temperatura, nivelurile condensului sau stabilizat, sistemul automat de control poate fi activat.
h) Daca condensul este returnat in mai mult de un tanc in acelasi timp trebuie sa se asigure ca nici unul din tancuri nu depaseste nivelul de 98%.
|
Politica de confidentialitate |
 .com |
Copyright ©
2024 - Toate drepturile rezervate. Toate documentele au caracter informativ cu scop educational. |
Personaje din literatura |
| Baltagul – caracterizarea personajelor |
| Caracterizare Alexandru Lapusneanul |
| Caracterizarea lui Gavilescu |
| Caracterizarea personajelor negative din basmul |
Tehnica si mecanica |
| Cuplaje - definitii. notatii. exemple. repere istorice. |
| Actionare macara |
| Reprezentarea si cotarea filetelor |
Geografie |
| Turismul pe terra |
| Vulcanii Și mediul |
| Padurile pe terra si industrializarea lemnului |
| Termeni si conditii |
| Contact |
| Creeaza si tu |
