11_sustav Tereta Na Tankerima

SUSTAV UKRCAJA I SUSTAV UKRCAJA I ISKRCAJA TEKUĆEG ISKRCAJA TEKUĆEG

TERETA NA TANKERIMATERETA NA TANKERIMA

Brodski sustavi

Sustav ukrcaja i iskrcaja tekućeg tereta na tankerima


► Pod tekućim teretom podrazumijeva se sirova nafta i njeni rafinerijski proizvodi.

► Osim ovih vrsta tereta, tankeri prevoze i ostale tekuće terete, kao što su različite kemikalije i ukapljeni plinovi

► Brodovi za prijevoz tekućih tereta kao cjelina i njihovi posebni sustavi podliježu pravilima klasifikacijskih zavoda, kao i međunarodnih organizacija koje se bave problemima sigurnosti plovidbe, posade i zaštite okoliša.

► Pored svega navedenoga, potrebno je uvažiti i zahtjeve brodovlasnika, posebnosti eksploatacije broda te uvjete velikih svjetskih organizacija koje se bave prijevozom tekućeg tereta. Ovi se zahtjevi uglavnom odnose na:

vrijeme ukrcaja i iskrcaja tereta; uvjete grijanja tereta; tlakove na palubnim ograncima za ukrcaj i iskrcaj tekućeg tereta; podjelu brodova prema vrsti tekućeg tereta kojega prevoze.


Vrsta tankeraVrsta tankera Vrsta tankera (eng.)Vrsta tankera (eng.) KraticaKratica Nosivost (tona)Nosivost (tona)

Tanker za prijevoz Tanker za prijevoz sirove naftesirove nafte

Crude (Oil) CarrierCrude (Oil) Carrier

Very Large Crude (Oil) CarrierVery Large Crude (Oil) Carrier

Ultra Large Crude (Oil) CarrierUltra Large Crude (Oil) Carrier

Product TankerProduct Tanker

CCCC

VLCCVLCC

ULCCULCC

10 000 - 200 00010 000 - 200 000

200 000 - 320 000200 000 - 320 000

320 000 - 550 000320 000 - 550 000

Tanker za prijevoz Tanker za prijevoz plinaplina

Liquified Natural Gas CarrierLiquified Natural Gas Carrier

Liquified Petroleum Gas CarrierLiquified Petroleum Gas Carrier

LNGLNG

LPGLPG

Tanker za prijevoz Tanker za prijevoz kemikalijakemikalija Chemical TankerChemical Tanker

Tanker za Tanker za kombinirani prijevozkombinirani prijevoz Oil / Bulk / Ore CarrierOil / Bulk / Ore Carrier OBOOBO

Podjela tankera prema vrsti tekućeg tereta kojega prevoze


U praksi su uvriježene engleske kratice:

General purpose tanker – veličine 10.000 - 24.999 tdwGeneral purpose tanker – veličine 10.000 - 24.999 tdw MR tanker MR tanker – veličine od 25.000 - 54.999 tdw– veličine od 25.000 - 54.999 tdw Panamax tanker Panamax tanker – veličine od 55.000 - 79.999 tdw– veličine od 55.000 - 79.999 tdw Aframax tanker Aframax tanker – veličine od 80.000 - 119.999 tdw– veličine od 80.000 - 119.999 tdw Suezmax tanker Suezmax tanker – veličine od 120.000 - 199.999 tdw– veličine od 120.000 - 199.999 tdw VLCC VLCC – veličine od 200.000 - 319.999 tdw– veličine od 200.000 - 319.999 tdw ULCC ULCC – veličine od 320.000 - 550.000 tdw.– veličine od 320.000 - 550.000 tdw.


Najveći izgrađeni tanker u usporedbi s poznatim velikim građevinama


► Pumpe tekućeg tereta su većinom centrifugalne pumpe jer udvoljavaju mnogim zahtjevima, kao što su kapacitet, dobavna visina i dimenzije.

► Pumpe tereta mogu biti još i vijčane ili stapne, ali samo za manje dobavne količine i za tekućine velike viskoznosti.

► Centrifugalne pumpe mogu biti pogonjene parnim turbinama, dizelskim motorima, elektromotorima ili hidromotorima.

► Na tankerima se sustavi ukrcaja i iskrcaja tekućeg tereta izvode u dvije izvedbe, i to:

sustav ukrcaja i iskrcaja tekućeg tereta pomoću pumpne stanice sustav ukrcaja i iskrcaja tekućeg tereta pomoću uronjenih pumpi

► Problem dilatacija cjevovoda zbog promjena temperature ili pomicanja strukture broda, moguće je rješavati odgovarajućom izvedbom i ugradnjom cjevovoda, u skladu s pravilima klasifikacijskih zavoda.


Dilatacijske lire


Presjek strukture tankera


Tanker u izgradnji - pogled na tankove tereta


Unutrašnjost tanka tereta


Poklopac grotla tanka tereta


Usporedba stabilnosti broda s jednim velikim tankom tereta i više manjih tankova tereta


Sustav ukrcaja i iskrcaja tekućeg tereta pomoću pumpne stanice

► Pogonski strojevi za pogon pumpi smješteni su u strojarnici, a pumpe se pogone kratkim vratilom koje prolazi kroz nepropusnu pregradu između strojarnice i prostora u kojemu su smještene pumpe tekućeg tereta.

► Vratilo na prolazu kroz nepropusnu pregradu ima posebnu plino-nepropusnu brtvenicu.

► Prostor pumpi smatra se opasnim zbog mogućnosti požara i eksplozije od plinova i para koji se u tom prostoru mogu stvarati propuštanjem cjevovoda, spojeva i sl.

► Kapacitet pumpi određuje se prema ukupnoj količini tekućeg tereta kojeg brod može prevoziti, vremenom predviđenom za iskrcaj, te broju ugrađenih pumpi, što ovisi o broju različitih vrsta tereta.

► Najdulje vrijeme iskrcaja uzima se 24 sata za velike tankere, a za manje se može uzeti od 12 do 14 sati.

► Primjera radi, međunarodna naftna kompanija Shell zahtijeva da tankeri moraju svojim pumpama i cjevovodima na palubnim ograncima kontinuirano održavati tlak od 10 bar, uz odobrenu gustoću i temperaturu tekućeg tereta.


Smještaj sustava ukrcaja i iskrcaja tekućeg tereta pomoću pumpne stanice


Shema sustava ukrcaja i iskrcaja tekućeg tereta pomoću pumpne stanice


► Sustav se izvodi na brodovima > 55.000 tdw prilikom transporta jedne vrste Sustav se izvodi na brodovima > 55.000 tdw prilikom transporta jedne vrste teretatereta

► Sustav je jednostavan i efikasanSustav je jednostavan i efikasan

► Sustav može osigurati veliki kapacitet iskrcavanja pumpe (od 600 mSustav može osigurati veliki kapacitet iskrcavanja pumpe (od 600 m33/h - 6000 /h - 6000 mm33/h/h

► Investicijsko ulaganje u sustav je značajno niže od sustava sa uronjenim Investicijsko ulaganje u sustav je značajno niže od sustava sa uronjenim pumpama tereta u svakom tankupumpama tereta u svakom tanku

► Nedostatak sustava je značajan broj armature (ventila) usisnog cjevovoda Nedostatak sustava je značajan broj armature (ventila) usisnog cjevovoda uronjene u teretu, usisni cjevovod je vođen kroz teretne tankoveuronjene u teretu, usisni cjevovod je vođen kroz teretne tankove

► Pumpna stanica je prostor opasne zone (engl. Hazardous area), a Pumpna stanica je prostor opasne zone (engl. Hazardous area), a smještena je između pramčane pregrade strojarnice i krmene pregrade smještena je između pramčane pregrade strojarnice i krmene pregrade teretnih tankova. teretnih tankova.

► Ovakav prostor zahtjeva izrazitu zaštitu u električnim i mehaničkim Ovakav prostor zahtjeva izrazitu zaštitu u električnim i mehaničkim komponentama, kako tijekom rada pumpi tereta ne bi došlo do iskrenja, a komponentama, kako tijekom rada pumpi tereta ne bi došlo do iskrenja, a što bi moglo prouzročiti njenu eksploziju.što bi moglo prouzročiti njenu eksploziju.


Centrifugalna pumpa teretaCentrifugalna pumpa tereta Kućište podijeljeno aksijalno, radi lakšeg održavanja; Kućište podijeljeno aksijalno, radi lakšeg održavanja;

materijal izrade Ni-Al broncamaterijal izrade Ni-Al bronca Rotor od Ni-Al bronceRotor od Ni-Al bronce Osovina od nehrđajućeg čelika (AISI 316)Osovina od nehrđajućeg čelika (AISI 316)


► Pogon pumpi tereta (pumpna stanica)Pogon pumpi tereta (pumpna stanica)

► Kardansko vratilo s Kardansko vratilo s plinonepropusnim prolazom; plinonepropusnim prolazom; najčešće vertikalni prigon, rjeđe najčešće vertikalni prigon, rjeđe horizontalni (kod malih brodova).horizontalni (kod malih brodova).

► Kod projektiranja obavezno Kod projektiranja obavezno provesti kontrolu vratila na provesti kontrolu vratila na izvijanje.izvijanje.


► Značajan problem za sustav ukrcaja i iskrcaja tekućeg tereta pomoću pumpne stanice jest ostatak tereta u tankovima. Pri radu pumpi velikog kapaciteta i velikih promjera iskrcajnih cjevovoda, kod niske razine tekućeg tereta u tankovima dolazi do uvlačenja okolnih plinova i pojave kavitacije. Ako usisani plinovi stignu do rotora pumpe, ona se može oštetiti zbog naglog porasta brzine vrtnje rotora pumpe. Ova se pojava može spriječiti na jedan od dva sljedeća načina:

Pri niskoj razini tekućeg tereta, uključuje se vakuum pumpa samocrpnog uređaja koja iz usisnog cjevovoda siše plinove i pare tekućeg tereta te održava potreban podtlak u usisnom cjevovodu. Pritom se automatski zatvara ventil na tlačnoj cijevi, smanjuje brzina vrtnje pumpe, a na usisni cjevovod unutar tanka se priključuje usisna cijev manjeg promjera;

U pumpnoj stanici se ugrađuje jedna posebna pumpa (poželjno je da bude stapna) s izričitom namjenom za pumpanje ostatka tekućeg tereta iz tankova.


Smještaj cjevovoda i pumpi sustava ukrcaja i iskrcaja tekućeg tereta


Pumpa za iskrcaj tekućeg tereta (kapacitet pumpe na slici je cca. 5000 m3/h


Sustav ukrcaja i iskrcaja tekućeg tereta pomoću uronjenih pumpi

► Ovaj sustav ukrcaja i iskrcaja tekućeg tereta vrlo je pogodan za tankere koji prevoze više vrsta tekućih tereta u većem broju tankova.

► Za ovaj sustav ukrcaja i iskrcaja tekućeg tereta koriste se:

uronjene centrifugalne pumpe pogonjene hidrauličkim sustavom (hidromotorom), koji je također uronjen u sklopu s pumpom;

uronjene centrifugalne pumpe pogonjene elektromotorom postavljenim na otvorenoj palubi iznad same pumpe. Zakretni moment se vratilom prenosi od elektromotora do uronjenog rotora pumpe. Elektromotor je posebne protueksplozijske izvedbe.

► Primjenom uronjenih pumpi umanjuje se potreba za dugim cjevovodima velikih promjera unutar tankova, a pumpna stanica se smanjuje i pojednostavljuje.

► Problem gubitka visine posisavanja i kavitacije nestaje jer su pumpe uronjene u tekućem teretu i postavljene u posebnom zdencu. Nema potrebe za pumpama velikog kapaciteta jer se predviđa veći broj tankova manjeg volumena.


Shema sustava ukrcaja i iskrcaja tekućeg tereta pomoću uronjenih pumpi


Cjevovodi sustava ukrcaja i iskrcaja tekućeg tereta pomoću uronjenih pumpi za brod s palubnim grijačima tereta i bez njih


Uronjene pumpe tereta - detalj montaže u tanku tereta


Presjek hidraulički pogonjene uronjene pumpe tereta


Presjek hidraulički pogonjene uronjene pumpe tereta - detalj pogona rotora


Presjek hidraulički pogonjene uronjene pumpe tereta - srednji dio


Presjek hidraulički pogonjene uronjene pumpe tereta - gornji dio


Uronjene pumpe tereta prije montaže na brod


Donji dio uronjene pumpe tereta i usisni zdenac


Uronjena pumpa tereta - pogled s palube


Uronjena pumpa tereta smještena u posebnom koferdamu što predstavlja prednost u slučaju potrebe servisa pumpe


Sustav hidrauličkog ulja za pogon i upravljanje


Pogon pumpi tekućeg tereta

► Ovaj sustav je zatvoreni cirkulacijski krug s ograncima do svake pumpe ili nekog drugog stroja, pri čemu je tlak hidrauličkog ulja između 150 i 250 bar, ovisno o izvedbi sustava.

► Potreban učin, odnosno tlak i protok ulja za pogon pumpi stvara se u hidrauličkoj jedinici, smještenoj obično u posebnom prostoru u strojarnici. Ova se jedinica sastoji od više pumpi koje su najčešće neposredno pogonjene elektromotorima.

► Na svakom ogranku cjevovoda hidrauličnog ulja, odnosno uz hidromotore, predviđeni su ventili za kontrolu protoka hidrauličkog ulja.


Hidraulički pogon pumpi tekućeg tereta


Hidraulička jedinica


Hidrauličke jedinice


Uronjena centrifugalna pumpa pogonjena elektromotorom

Presjek uronjene pumpe pogonjene elektromotorom


Prerada uronjene pumpe - promjena pogona i novo rješenje ležaja


► Izvedba pumpe s dvoulaznim rotorom smanjuje brzinu fluida pri ulasku u rotor pumpe te time poboljšava visinu posisavanja, odnosno karakteristike pumpe i skraćuje vrijeme ispumpavanja ostatka tereta iz tanka.

► Sile koje nastaju tijekom vrtnje rotora preuzimaju ležajevi u kućištu pumpe. Izvedba pumpe s dvoulaznim rotorom i dvoulaznim kućištem pumpe umanjuje aksijalne i radijalne sile u ležajevima čime se smanjuje trošenje ležajeva i produžuje period između pregleda i održavanja.

Poboljšanja u konstrukciji pumpi


Shema upravljanja uronjenim pumpama pogonjenim elektromotorom


Prednosti elektromotornog pogona pumpi upravljanog statičkim frekventnim konverterima

► Visoki stupanj djelovanja

► Potrošnja energije u skladu s trenutnim potrebama

► Elektromotori i generatori ne moraju biti predimanzionirani za terete visoke viskoznosti ili gustoće

► Mekani start pumpi

► Odvojeno upravljanje svakom uronjenom pumpom

► Precizna regulacija brzine vrtnje

► Malo trošenje mehaničkih dijelova

► Slaba pojava kavitacije

► Programabilnost za specifične zahtjeve pumpanja tereta: minimalno vrijeme iskrcaja tereta minimalna kavitacija razina tekućeg tereta

► Mogućnost spajanja na sustav za nadzor tereta ili sustav za automatsko upravljanje


► Nakon što se tank tereta isprazni, otvara se ventil za posušivanje tankova (cargo stripping valve), a glavni ventil tereta se zatvara.

► Ostatak tereta zaostao u glavnoj cijevi pumpe se potiskuje inertnim plinom ili zrakom kroz cijev za posušivanje tankova u cjevovod za iskrcaj tereta na palubi.

► Tijekom postupka pražnjenja ostatka tereta iz cijevi (propuhivanja), pumpa treba nastaviti s radom (rotor djeluje kao dinamički ventil) sve dok se glavna cijev pumpe ne isprazni.

► Nakon ovog postupka, količina ostatka tereta u zdencu pumpe iznosi od 12 do 50 litara, ovisno o izvedbi zdenca i visini montaže pumpe iznad dna zdenca.

Posušivanje tankova (stripping)



Shema sustava posušivanja tankova tereta ejektorom


Presjek ejektora

Simulacija strujanja kroz ejektor



Shema sustava posušivanja tankova tereta pumpom za posušivanje


Ukrcajno / iskrcajni palubni ogranci (manifold)


Pogled na glavnu palubu i sustav za ukrcaj i iskrcaj tekućeg tereta


Tanker spojen s "rukama" za ukrcaj (iskrcaj) tekućeg tereta


Pranje tankova tekućeg tereta

► Pranje tankova tekućeg tereta na tankerima može se obavljati:

tijekom iskrcaja – samim tekućim (zagrijanim) teretom, ako tanker prevozi sirovu naftu – Crude Oil Washing (COW)

nakon iskrcaja – zagrijanom morskom vodom

Shema operacija iskrcaja tereta, inertiranja, pranja i posušivanja


Shema sustava zagrijavanja morske vode za pranje tankova tereta


► Uređaj za pranje s mlaznicama može biti prijenosni i spuštati se kroz za to predviđene otvore u tank tereta ili može biti pričvršćen u tanku.

► Grijač zagrijava morsku vodu na temperaturu od 85 °C do 90 °C.

► Zagrijana morska voda se do pojedinih tankova doprema cjevovodom i pod tlakom od najviše 15 bar. Uređaji za pranje su na ovaj cjevovod spojeni lako izvrstivim spojevima i gumenim cijevima promjera 65 mm.

► Za zagrijavanje morske voda koriste se cijevni izmjenjivači topline, a medij za zagrijavanje može biti vodena para ili termalno ulje.


Sustav za pranje tankova tereta (Izvor: V. Ozretić: Brodski pomoćni strojevi i uređaji)


Mlaznica za pranje tankova teretaDetalj montaže mlaznice za pranje tankova tereta

(Izvor: V. Ozretić: Brodski pomoćni strojevi i uređaji)


Mlaznica za pranje tankova tereta

(Izvor: V. Ozretić: Brodski pomoćni strojevi i uređaji)

11_sustav Tereta Na Tankerima

Documents

Transcript of 11_sustav Tereta Na Tankerima