Загрязнение атмосферы (стр. 6 )

По требованиям USCG  используются значения относительной плотности паров 1,00; 1,05; 1,50; 2,00; 3,15; 5,00 и 15,00 По международным требованиям  используются значения абсолютной плотности паров: 1,3; 2,7; 3,6; 5,608 кг/м3 

максимальная интенсивность налива рассчитывается  индивидуально для каждого танка или по группам танков, объединенных общей газоотводной системой.

Максимальная скорость налива,  м3/час
Относительная плотность паров  груза (плотность воздуха равна 1,0)	Центральные танки (объём 1100 м3)	Бортовые танки (объём каждого 600 м3)	Слоп танки (объём каждого 400 м3)
Максимальная скорость налива по времени реагирования  (1 минута)	1,080	1,180	915
1,00	802	739	483
1,05	775	717	472
1,50	620	582	396
2,00	528	499	344
3,15	419	398	275
5,00	338	322	219
15,00	217	204	127

Таблица 1. Максимальная интенсивность налива  по группам танков

 

  Интенсивность налива,  м3/час

Рис. 11. График зависимости  давления  в газоотводе от интенсивности налива

Расчет интенсивности налива с использованием системы отвода паров.

При погрузке по замкнутому циклу, т. е.  с использованием  береговой системы газоотвода, возникает  опасность  опрессовки грузовых танков,  с последующим  выбросом паров в атмосферу через  газоотводную систему грузовых танков, или же их вакуумирования. Согласно международным требованиям все суда должны быть  укомплектованы необходимой информацией и документацией по расчету, так называемого «максимального перепада давления» в системе газоотвода, значение которого не должно превышать 80% от установочного  давления предохранительных клапанов грузовых танков. Максимально допустимый перепад давления в системе отвода паров и определяет  максимальную интенсивность поступления груза в грузовой танк.

Методика расчета максимальной скорости налива при использовании системы  отвода паров по требованиям USCG приведена в публикации  “Guidelines for Determine the Maximum Liquid Transfer Rate for a Flammable or Combustible Cargo using a Vapor Control System” (Руководство  по  расчету  максимальной скорости перекачки взрывоопасных или воспламеняющихся жидкостей с использованием системы отвода паров), от  24  августа 1993 года. Резолюция ИМО, регламентирующая  устройство и техническую эксплуатацию газоотводной системы, вообще не приводит методики  ни расчета максимальной  скорости налива, ни перепада давления в системе отвода паров. И поскольку  USCG  не требует от иностранных судов производить такие расчеты по их методике, более того, как  будет показано ниже, внесистемные единицы, используемые USCG, неприемлемы для  Европы, расчеты производятся  на основании методик, одобренных национальными  правилами.

Общие  требования к методике расчетов перепада давления в системе отвода паров.

Для большинства грузов, перевозимых на танкерах,  эмиссия паров (интенсивность парообразования) составляет менее 125 % от интенсивности парообразования  над поверхностью воды при той же самой температуре. Грузы, которые имеют  высокую эмиссию паров, выделены в отдельный список. Для расчета эмиссии  паров  используется численное значение  ИДП  груза при температуре  46 ° С. Эмиссия или скорость  парообразования  выражается в цифровом  или процентном значении. Например  1,25 (или 125 % ) означает, что  в процессе погрузки в танке образуется паров в 1,25 раза больше, чем  объем жидкости, поступившей в грузовой танк. Обе этих величины (плотность паров смеси и интенсивность парообразования)  используются для расчетов  перепада давления в системе газоотвода. Для каждого судна расчет производится индивидуально, основываясь на диаметре  газоотводной системы, её конструкции, степени шероховатости внутренней поверхности трубопроводов и их протяженности, плотности паров грузов, разрешенных к перевозке на данном типе  химовоза, коэффициенте парообразования груза, количестве танков, одновременно подлежащих погрузке. Газоотводная система должна предусматривать  независимое подсоединение к системе контролируемого  газоотвода, как одного танка, так и нескольких. Перепад давления при этом рассчитывается как для каждого танка отдельно, так и для  общей газоотводной системы. Скорость налива может быть различной для каждой группы танков. Типовой расчет перепада давления в системе газоотвода включает в себя определение  максимальной скорости налива для :

Центральных танков;

Бортовых танков; Слоп-танков; При использовании  основного газоотвода; Для каждого танка индивидуально.

  На берег

  250 мі/час

  450 мі/час

  100 мі/час  100 мі./час

Рис12. Примерная схема  подключения грузовых танков к общей судовой системе контролируемого газоотвода

Поскольку невозможно определить  точную конфигурацию танков  на момент погрузки,  расчет производится  для наихудшего случая (наибольшего значения)  перепада давления в каждой составляющей системы.

Рассмотрим  отличия в рекомендованных методиках расчета перепада давления в системе отвода паров по требованиям  USCG и Морского Регистра РФ на конкретных примерах.

Методика расчета  перепада давления  по требованиям  USCG.

Расчет перепада давления в трубопроводе производится с использованием формулы Дарси:

 

где :

∆р – перепад давления в газоотводе;

с – относительная плотность паров,

с=VMD · сa;

VMD (Vapor Mixture Density)- относительная плотность  паровоздушной смеси;

сa – плотность воздуха;

V – линейная скорость поступления жидкости в танк;

V = q/A

q –интенсивность  поступления паров в газоотвод м3;

q= (1 +  VGR) · qL

VGR (Vapor Growth Rate) – интенсивность парообразования;

VGR = 1+ 0,25 (pS / 12,5)

рS - давление насыщенных паров груза  при +46оС, psi

qL - интенсивность налива жидкости в танк, м3/час;

А – площадь поперечного  сечения газоотвода;

А= р· D2/4;

D -  внутренний диаметр газоотвода;

L – длина  газоотвода;

f - коэффициент трения газ-трубопровод;

g - ускорение свободного падения;

подставляя вышеуказанные  параметры в уравнение Дарси, получим:

или же:

Как можно видеть из  уравнения,  последний его множитель (плотность воздуха,  скорость налива, длина и диаметр трубопровода и т. д. )  останутся неизменными  для данного груза. Падение давления в трубопроводе  будет изменяться при  изменении плотности паровоздушной смеси и  интенсивности парообразования. Для грузов, имеющих коэффициент парообразования больше 125%, составлена  специальная таблица  поправок для расчета  перепада давления в газоотводе.

Для грузов, перечисленных в  данной таблице,  при  определении  интенсивности налива в каждый отдельный танк, вход в таблицы зависимости перепада давления в газоотводе от интенсивности налива,  необходимо осуществлять по произведению интенсивности налива в каждый отдельный танк на соответствующий коэффициент.

Например, при погрузке  Propylene Oxide при общей интенсивности налива 600 м3 /час и с предполагаемой  интенсивностью 150 м3/час в каждый центральный танк,  вход в таблицу  4 производится :

по вертикали – по значению 600 по горизонтали – 150 х  1,15 = 172,  ближайшее большее табличное значение составляет 200, на пересечении строки, соответствующей значению 200 и столбца –600, выбираем перепад давления в системе газоотвода каждого танка, равный 0,10 бар.

Таблица 2. Коэффициенты для расчета интенсивности налива в отдельный танк для грузов с высокой интенсивностью парообразования

Cargoes with a high vapor growth rate
Cargoes name	CHRIS Code	Correction factor
Ammoniun sulphide solution (45% or less)	ASS	1,07
Tert - Butylamin	BUA	1,04
Cyclopentane	CYP	1,01
Cyclopentene	1,08
1,6-  Dichlorohexane	1,10
Dichloromethane	DCM	1,10
Dimethyl Sulphide	DSL	1,12
Dimethylamine solution 50%	DMY	1,05
Ethyl Mercaptan	EMC	1,06
Ethylamine	EAM	1,45
Ethylamine solution 72% or less	EAN	1,05
Isopentane	IPT	1,22
Isoprene	IPR	1,15
Isopropylamine	IPP	1,17
Methyl Formal	MTF	1,06
Methyl Formate	MTA	1,22
Methylamine solution 42% or less	MTA	1,01
Neohexane	NHX	1,01
1,3-	Pentadiene	PDE	1,07
Iso-	Pentane	IPT	1,23
Pentane (all isomers)	PTA	1,14
1-	Pentene	PTE	1,20
Pentene ( mixtures)	PTX	1,15
Propionaldehyde	PAD	1,02
Propylamine	PRA	1,03
Iso-	Propylamine	IPP	1,17
Propylene Oxide	POX	1,15
Vinyl Ethyl Ether	VEE	1,12

Пример: