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[科普中国]-货油舱

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过压与负压

货油舱和压载舱的过压是由于货油舱中气体不能及时释放或由于油舱装得太满使空距空间受到压缩而造成的。其结果可以导致油舱结构及其四周舱壁的严重变形或灾难性的破坏,严重影响船舶结构的完整性,并且会导致起火、爆炸与污染。

货油舱和压载舱的负压是在舱内液体被卸出的同时由于惰气、舱气或空气进不了油舱,油舱内形成舱压过低的结果,可以导致船舶结构的变形,造成船体结构损坏,由此会引起火灾、爆炸或污染。1

货油舱过压的原因过额增压往往发生在压载、装油或者船内转移货油或压载水时,下列的任何一种原因都可以引起这种情况的发生:

货油舱内液体装得太满。

货油舱接通气管路或惰气管路的惰气隔离阀或惰气隔离阀的启/闭位置设置错误。

接通舱气管路或惰气管路的隔离阀损坏。

透气阀损坏或失灵。

消焰器或挡火网阻塞。

装舱速率超过最大的排气能力。

在寒冷的天气条件下透气口结冰。

压载水表面结冰。

蜡质、残渣或皮垢在舱气管路中造成阻塞而节流。

惰气压力调节阀故障,过多的惰气充入货舱。1

货油舱过压的预防措施货油舱过额增压的主要防护措施是执行合理的操作程序,杜绝错误操作,应包括:

对于无惰气设备的船舶,应建立透气管系隔离阀阀位设置的控制程序。该程序应包括对各个隔离阀的阀位进行记录的方法和防止它们被误开误关或错误操作。

对于有惰气系统的船舶,在各舱支管装有隔离阀的情况下,国际海上人命安全公约(SOLAS)对这些阀门的要求是“具备应当处于船舶责任驾驶员控制之下的锁定装置”。这一陈述还应被理解为这些阀门在未征得责任驾驶员的同意,获得打开阀门锁定装置的指示时必须被锁定,以防止在阀位设置与调节中可能发生的任何错误。

通过定期维护程序、操作前的试验和作业中凭借作业人员的知识与警觉,能够谨防隔离阀、压力/真空阀或高速排气装置的损坏或者失灵。

为防止由于装货太快而形成过额增压,所有船舶应备有各个单独油舱的最大装货速率的资料以供船上人员参照;在无资料可查的情况下,应控制装货速率不超过单舱透气能力的8%或船上货油泵卸货额定能力总和。

作业开始时,应检查货油舱的透气装置,以确认它们排气畅通,在结冰的天气条件下还应在整个作业过程中定时地对它们进行检查。1

货油舱负压的原因货油舱负压的原因与过额增压的原因类似,尤其是:

位于货油舱与货油舱透气管路或者惰气管路之间的本舱隔离阀阀位的错误设置。

货油舱透气管路或惰气管路的隔离阀故障。

惰气风机由于使用中发生故障或失灵而不再运转。

惰气供汽阀中某一阀门故障。

货油舱透气进气管路的挡火网堵塞。

寒冷天气条件下压载舱的透气装置结冰。1

货油舱负压的预防措施防备货油舱负压的预防措施与防备货油舱过额增压的措施是一样的。

怀疑一个或多个货油舱有负压的情况时,需要采取改正行动。

降低货油舱部分真空度的方法,可以将其他油舱的货油或压载水放入或泵入受负压影响的油舱以提高该舱的液位,也可以向该舱的空距空间输入惰气或空气。1

货油舱压力安全保护预防货油舱的过压和负压除在操作方面注意外,还要注意货油舱设置压力安全保护、透气系统中的压力/真空(P/V)阀及油舱压力报警功能。

压力/真空(P/V)阀一般油船的货油舱壁和甲板只能承受不能高于0.25 kg/cm2的压力,如果超过这个压力,船体就要受到损坏或变形。货油是热胀冷缩的,如果是装载挥发性石油,更会由于蒸发而增压。压力/真空(P/V)阀是一种自动呼吸装置,其作用是在货油舱内达到一定压力而处于过压状态时,将气体排放入大气中;当压力降到一定数值以下的负压状态时,又能将大气吸入到货油舱内,从而防止船体受到损伤。调整货油舱内压力,同时也避免了货油的损失。

一般油船压力/真空(P/V)阀的设定压力正压为0.14 kg/cm2,负压为-0.07 kg/cm2。该压力设定值是根据货舱水压试验压力而定的,通常油舱的水压试验压力是0.24~0.25 kg/cm2(各船级社对此有不同的标准,日本海事协会的标准为0.245 kg/cm2)。但在实际中,留有一定的安全系数,因而正压的设定比水压试验的压力低。舱室对负压的承受能力通常比正压差,故负压的设定为正压的一半。

为了保持压力真空呼吸阀正常动作,平时注意检查保养,使“压力”和“真空”两侧保持清洁,阀座良好,尤其注意在冬天易结冰。另外透气管道内壁由于含有油渣或锈渣会有积垢层,从而严重阻碍油气的流通,应及时清除。

现在船上安装的压力/真空(P/V)阀一般有两种:重力式和活塞式,应按计划保养系统的要求按时进行拆检,保持其良好的功能。1

货油舱状态压力报警除在惰气系统中设有高、低压报警外,货油舱中还装有单独的压力报警装置(extreme overpressure alarm),一般作为货油舱状态报警的一部分。货油舱状态报警包括:货舱高/低压报警、货舱高位报警、溢流报警(也称高一高位报警)、舱气含氧量报警。按新的石油公司检查要求:过压报警的设定值为压力/真空(P/V)阀设定值的10%,如压力/真空(P/V)阀设定值为1400 mm水柱,则过压报警值为1540 mm水柱,这可作为货油舱过压的二级保护。作为驾驶员,特别是专门负责货物操作的大副,应对油舱的过压保护报警装置的系统原理、试验方法十分清楚,因为这是安全操作的一个重要保护装置,此外在石油公司检查过程中,检查官会经常让大副模拟试验该系统的功能。1

货油扫舱系统功能(1)抽吸货油舱内的残油,使留舱残油尽可能少。

(2)抽吸货油管内及货油泵等设备内的残油。

型式1)自动扫舱系统

(1)自动扫舱系统适用于采用离心泵作为货油泵的大中型油船。这种系统主要用于抽吸货油舱内的残油,使留舱残油达到最少。

采用这种系统,一般仍需设置一台小排量扫舱泵,以抽空货油管及货油泵中的残余货油。

(2)自动扫舱系统主要有真空自动扫舱系统、喷射式自动扫舱系统及再循环式自动扫舱系统3种形式,目前应用最多的是真空式自动扫舱系统。一般地,选用货油泵的同时也即选用真空系统,且由同一厂商配套制造供货。

(3)真空式自动扫舱系统(图1)主要由气液分离柜、流量控制阀、止回阀、真空泵组(真空泵、真空柜、真空阀等)等组成。

2)独立式扫舱系统

仅利用扫舱泵进行,设置独立扫舱总管,一般适用于中小型油船。

扫舱管路1)扫舱支管

对大中型油船,因设置自动扫舱系统,且为简化货油管系,一般均不设专用扫舱管路,而以货油吸入管兼作扫舱总管。每个货油舱内装设管径较小的扫舱支管和吸口,接至货油主管。卸油时,当舱内油位下降至接近主吸油口时,关闭主吸油阀并开启扫舱吸油阀,同时用扫舱泵进行扫舱卸油。

2)独立扫舱管路

扫舱总管和货油管路并行敷设,各货油舱都有扫舱支管和扫舱总管连接,扫舱总管和扫舱泵连接。

3)扫舱吸口

扫舱吸口应低于货油主吸口,并尽可能接近货油舱底。如货油舱内设有吸油井,则扫舱吸口应布置在吸油井内。扫舱吸口距舱底的高度宜设置在50mm~100mm之间。对于货油舱不设集油井的小船,吸口距舱底的高度可降至30mm~ 50mm。

扫舱泵1)扫舱泵的型式和要求

(1)型式。应使用自吸性能好的蒸汽往复泵、电动螺杆泵或喷射泵。

(2)压力。与货油泵排出压力相同。

(3)排量。当仅作为扫舱泵用时,排量推荐如表1所列。

(4)用作原油洗舱或水洗舱的扫舱泵,其容量应不小于最大数量洗舱机同时工作时总容量的1. 25倍。

如扫舱泵兼作洗舱泵,则其排量还应满足洗舱的要求。

2)扫舱泵的接管篇

(1)吸入。

①扫舱管或货油总管(兼扫舱)。

②污油水舱。

③货油设备的泄放口。

④货油泵排出总管。

⑤泵舱舱底水。

⑥海水(如兼洗舱)。

(2)排出。

①至上甲板货油总管排岸接管(该管管子截面积应不超过卸油总管截面积的10%)。

②污油水舱。

③排舷外(经排油监控)。

④兼海水洗舱泵时将海水泵至洗舱加热器。

货油透气系统功能每个货油舱均应设有透气装置以限制货油舱内的压力或真空度,它们应具有如下功能:

(1)在货油装卸和驱除油气的过程中,使大量气体通过透气装置进出货油舱。

(2)在正常航行中,由于温度变化等原因,能使少量的油气排出货油舱,少量空气进入货油舱。

型式货油舱透气系统有总管式和独立式两种基本型式。

1)总管式透气系统(图2)

主要设计特点:

(1)各舱的支管与总管的连接管上应装设带锁闭装置的截止阀以能进行隔断。

(2)货油舱另设呼吸装置。当支管被隔断时,舱内仍能维持呼吸功能。

(3)对于同时载运几种油品的油船,可按油品种类设计几组透气总管,其结构与上述总管式透气系统相同。

(4)总管上适当位置设一竖直透气总管,以向上透气,出口处装金属防火网。

(5)设有惰性气体系统的油船,透气总管可以与惰性气体总管合用。

(6)压力真空释放阀前后不可设阀,但可设旁通阀或使压力真空阀保持开启位置的装置。并有指示旁通阀已开启或压力真空阀已固定于开启位置的设施。

2)独立式透气系统

每一油舱单独引出一根竖直透气管。图3所示为独立式透气系统。

透气系统附件1)高速排放阀

高速排放阀是在装载货油时,使舱内大量油气或惰性气体排出之用。其基本要求:

(1)排泄蒸发气混合物的节流速度不小于30m/s。

(2)蒸发气混合物垂直向上排出。

(3)使油舱内压力不高于0.021MPa。

2)驱气排出口

其要求是:

(1)驱气排出口装有防火金属网。

(2)排出口流速至少为20m/s。

(3)排出口在货油舱甲板2m以上。

3)真空吸入阀

其要求是:

(1)使油舱内真空不低于0. 007 MPa。

(2)吸入口在货油舱甲板以上1.5m处。

(3)阀最大流量为每舱装载率的1.25倍。

4)货油舱呼吸阀

货油舱呼吸阀的功能是:在船舶航行过程中用以平衡因温度变化而引起的舱内油气压力的波动,防止货油舱超压或超真空。其设定值应低于高速透气阀的开启值,并高于真空吸入阀的开启值。

货油舱呼吸阀的布置位置应距含有着火源的围蔽处所的进气口和开口以及可能构成着火危险的甲板机械和设备的距离均不小于5m。其高度应尽可能高于货油甲板,而且不能低于货油舱甲板之上2m。

透气出口位置和高度1)自由流通排气方式

其出口应布置在货油舱甲板以上,距货油甲板的高度应不小于6m;或当其出口位于步桥范围以内4m时,则应位于前后步桥以上且高度不小于6m,并应离开含有火源的围蔽处所的最近进气口和开口以及可能构成着火危险的甲板机械和设备的水平距离均不小于10m。这种方式仅适用于装载率较低的小型油船。

2)采用高速排气方式

排气出口应布置在货油舱甲板以上且高度不小于2m处,还应离开含有火源的围蔽处所的最近进气口和开口,以及可能构成着火危险的甲板机械和设备的水平距离均不小于10m。这些出口应设有认可型的高速装置。5.8.3.5透气管进口布置

(1)对装有惰性气体的油船,透气管进口尽可能远离惰性气体入口。

(2)透气管进口应自货油舱的最高部位引出。

(3)对装有惰性气体的油船,惰气进口如果布置在舱的尾部,建议将透气口布置在靠近舱的首部。

(4)透气管应具有一个连续向上的坡度,保证船舶在正常倾斜状态下管路中的凝液能自动泄至货油舱。2