Размеры нефтяных танкеров. Морские гиганты нефтегазовой индустрии Набор двухкорпусных танкеров

⁰

Главной частью наливных судов, перевозящих нефть, газ и продукты их переработки, является зона грузовых танков (грузовая зона), в которой размещены грузовые емкости (танки), грузовая система, грузовые насосные и/или компрессорные отделения, примыкающие к ним или расположенные над ними коффердамы.

Основной частью грузовой зоны являются танки - влагонепроницаемые оболочки, служащие первичной емкостью для груза.

При строительстве современных танкеров применяют различные конструкции грузовых емкостей, которые можно условно классифицировать на четыре основных типа:

Тип 1 - встроенные грузовые танки, являющиеся частью корпуса судна и участвуют в обеспечении его общей и/или местной прочности. Они предназначены для перевозки грузов с расчетным давлением паров до 24,5 кПа (в отдельных случаях до 68,64 кПа), не оказывающих ни на какую часть корпуса воздействия температур ниже 263К.

Тип 2 - мембранные грузовые емкости - состоят из тонкой оболочки, поддерживаемой через изоляцию прилегающими конструкциями корпуса судна. Мембрана компенсирует тепловое расширение или сжатие груза и уменьшает его воздействие на корпус. Расчетное давление паров груза в мембранных танках тоже, что для встроенных танков (тип 1).

Тип 3 - полумембранные грузовые емкости, состоящие из тонкой оболочки, частично поддерживаемой через изоляцию прилегающими конструкциями корпуса судна.

Тип 4 - вкладные грузовые цистерны, которые не имеют жесткой связи с корпусом, а опираются на внутренний набор трюма и/или палубы. Встроенные грузовые танки (тип 1) широко применяются на большинстве танкеров. Он представляет собой типовой трюм для перевозки наливных грузов, основы конструкции которого были рассмотрены нами при описании общего устройства наливных судов.

Стойким в широком температурном интервале в среде нефтепродуктов, растительных масел и спиртов является покрытие углеродистой стали силикатом цинка, фторпластэластомерами, некоторыми марками полиуретанов. Покрытия на основе эпоксидных смол стойки к большинству светлых нефтепродуктов, кислот и щелочей, однако, не достаточно стойки в среде некоторых видов растительных и синтетических масел при воздействии повышенных температур и знакопеременных нагрузках (в том числе - вибрации).

Современные танкеры – это гигантские суда. Впечатляющие размеры объясняются экономическим «эффектом масштаба». Стоимость перевозки одного барреля нефти на морских судах обратно пропорциональна их размерам. Кроме того, число членов экипажа большого и среднего танкера примерно одинаково. Поэтому корабли-гиганты значительно сокращают расходы компаний на транспортировку. Однако не все морские порты в состоянии принять у себя супертанкер. Для таких гигантов нужны глубоководные порты. Так, например, большинство российских портов из-за ограничений по фарватеру не способно принимать танкеры с дедвейтом более 130-150 тысяч тонн.

Аварии танкеров относятся к числу так называемых техногенных катастроф, причина которых в хозяйственной деятельности людей, часто связанной с принятием непродуманных решений, халатностью, а иногда просто с непрофессионализмом и незнанием природных закономерностей. Техногенные экологические катастрофы, вызванные разливами нефти при авариях на танкерах, относятся к числу наиболее распростарненных. По данным международной организации ИМКО, только в 1970 г. в моря и океаны попало около 5 млн т нефти, сейчас эта цифра увеличилась. Причем эта опасность растет с увеличением тоннажа танкеров и их количества По подсчетам специалистов, общая вероятность аварии равна 0,4 на 1000 рейсов. Вероятность риска разлива принимается равной 0,05 на 1000 рейсов в открытом море и 0,25 в опасных местах. С учетом вероятной частоты аварии с посадкой на мель и столкновением средний размер нефтяного разлива может быть оценен как 1/48 от количества перевозимой за рейс нефти.

Танкеры - суда, предназначенные для перевозки нефти от мест выработки на нефтеперерабатывающие заводы. Возрастающие потребности и желание получить максимум прибыли привели к созданию супертанкеров, поражающих своими размерами и являющихся самыми большими судами в мире.

Также их называют наливными судами, подчеркивая их назначение (для доставки жидких грузов: нефти, газа, вина, масла, кислот и так далее). В этой статье речь пойдет о самых крупных нефтяных танкерах в мире.

Как устроены танкеры

Корпус этих гигантов состоит из жесткого каркаса, разделенного продольными перегородками на "танки" (отсеки, заполняемые нефтью).

Современные супертанкеры имеют двухкорпусное строение, то есть имеют внешний чрезвычайно прочный корпус, принимающий на себя удар при возможном столкновении, и внутренний корпус, что отвечает за перевозку опасного груза. Такое преобразование эти суда получили в 1990 году после ряда экологических катастроф, связанных с крушением супертанкеров "Торей Каньон" (1967), "Амоко Кадиз" (1978), "Экссон Вальдес" (1989), когда тысячи галлонов нефти вылились в море, нанеся непоправимый ущерб экосистеме Великобритании, Франции и Аляски.

Одно- и двукорпусные нефтевозы

К однокорпусным нефтевозам-гигантам относятся:

"Крым".
"Торрей Каньон".
"Эксон Вальдис".
Amoco Haven и Amoco Cadiz.
Idemitsu Maru.
Esso Atlantic.
Batillus.
Knock Nevis.

Двухкорпусное строение имеют (выборка из топ-10):

Sirius Star.
Hellespont Fairfax.

Как работают суда для перевозки нефти

Погрузка "черного золота" осуществляется мощнейшими насосами, располагающимися в специальных насосных станциях, которыми снабжены порты. Для того чтобы разгрузить танкер, на нем также установлены насосы и создана специальная система трубопроводов, имеющая блокировку и клапаны.

Когда судно загружено, плотность нефти высокая, а температура воздуха снаружи достаточно низкая, нефть начинают подогревать для снижения ее вязкости и, следовательно, облегчения перекачки. Подогрев осуществляют с помощью водяного пара, который течет через трубопроводы, пролегающие непосредственно в танках (отсеках с нефтью). Вот почему на танкерах установлены паровые котлы с огромной производительностью.

Каждый раз после выкачки сырья из судна танки тщательно очищают и дегазируют, чтобы предотвратить воспламенение паров, что выделяются из остатков груза.

Характеристики

Все нефтевозы, входящие в группу супертанкеров, имеют сходные свойства:

Большие размеры. Как правило, длина и ширина этих суден очень велика. Так, самый большой танкер в мире, размеры которого поистине огромны, имел длину, близкую к 500 метрам, а ширину - около 70 м.
Высокая степень осадки при перевозке груза (К примеру, осадка Sirius Star при загрузке составляет 22 м).
Огромное водоизмещение (например, Hellespont Fairfax имеет водоизмещение 234 тысячи тонн).
Достаточно высокая скорость для кораблей такого размера. В среднем 13-17 узлов.
Высочайшая грузоподъемность ("Эксон Вальдис" перевозил 235 тысяч тонн нефти).
Огромный дедвейт (общий вес, в который входит вес груза, необходимого топлива, оборудования и так далее). Например, дедвейт Batillus составляет почти 554 тысячи тонн.
Численность экипажа - 30-40 человек.

Самые большие танкеры в мире. Топ-10

10. Супертанкер "Крым" - самый большой танкер СССР и современной РФ. Построен на Керченском судостроительном заводе. Спущен на воду в 1974 году. В 1989 году был продан во Вьетнам с названием Chi Linh. Длина - 295 м, ширина - 44.95 м, дедвейт - 150 500 тонн.

9. "Торей Каньон" - изготовленный в США, этот танкер потерпел крушение в 1967 году на пути в Англию. Длина танкера - 296.8 м.

8. "Эксон Вальдис" - был построен в 1985г. в Сан-Диего (Калифорния). В 1989 году потерпел крушение около берегов Аляски, что привело к выбросу 700 тысяч баррелей нефти. После ликвидации последствий был отбуксирован к берегам Сан-Диего и вновь введен в эксплуатацию. В 2012 году танкер был утилизирован в Сингапуре. Длина - 300 м, ширина - 51 м, дедвейт - 209 836 тонн.

7. Sirius Star - был изготовлен в 2008 году в Кодже (Южная Корея). В ноябре 2008 года захвачен пиратами Сомали. Освобожден в 2009 году. Длина танкера - 332 м, ширина - 58 м.

6. MT-Haven (Amoco Milford Haven) - спущен на воду в 1973 году в Кадисе (Испания). Перевозил нефть с Ближнего Востока в порты на Средиземном море. Затонул в 1991 году около Генуи (Италия) в результате попадания ракеты во время конфликта между Ираном и Ираком. Сейчас является одним из самых посещаемых дайверами затонувших объектов. Длина - 334 м, ширина - 51 м, дедвейт - 233 690 тонн.

Amoco Cadiz - танкер-близнец МТ-Haven. "Амоко Кадиз" начал свое плавание в 1975 году из Кадиса (Италия). А в 1978 году в результате попадания на мель разломился на три части и затонул недалеко от берегов Франции. Гибель корабля привела к одной из самых крупных экологических катастроф. В море вылилось около 200 000 тонн нефти. Длина танкера - 334 м, ширина - 51 м, дедвейт - 233 690 тонн.

5. Idemitsu Maru - построен в 1966 году в Йокогаме (Япония). Транспортировал нефть из Персидского залива к берегам Японии. Списан в 1980 году. В настоящее время полностью разобран. Длина - 344 м, ширина - 49.84 м, дедвейт (абсолютная грузоподъемность) - 209 413 тонн.

4. Hellespont Fairfax - создан в Южной Корее в 2002 году. Транспортирует нефть из Саудовской Аравии в Хьюстон. Длина - 380 м, ширина - 68 м.

3. Esso Atlantic - детище японских мастеров судостроения. Был спущен на воду в 1977 году. Под флагом Либерии доставлял нефть с Ближнего Востока в Западную Европу. В 2002-м утилизирован в Пакистане. Длина - 406.5 м, дедвейт - 516 891 тонна.

2. Batillus - спущен на воду во Франции в 1976 году. Перевозил нефть из Персидского залива в Северную Европу. Списан и полностью разобран в Тайване в 1985 году. Длина - 414.22 м, ширина - 63 м, дедвейт - 553 662 тонны.

1. Knock Nevis - самый большой нефтеналивной танкер в мире. Был построен в 1976 году в Японии. Уделим лидеру чуть больше внимания.

Knock Nevis. История гиганта

Самый большой нефтяной танкер в мире начал свой путь в 1976 году в Японии, а затем был передан во владение греческому магнату. Изначально размеры судна были таковы: длина - 376.7 м, ширина - 68.9 м, а дедвейт - 418 610 тонн. Он двигался с помощью огромной паровой турбины мощностью 50 тысяч лошадиных сил, а скорость в 16 узлов обеспечивал невероятных размеров винт с четырьмя лопастями. При заводских испытаниях была выявлена сильная вибрация корпуса, что стало причиной отказа от приема судна греческими владельцами. В 1976 году самый большой танкер в мире передан SHI, где ему присвоили название Oppama.

После этого танкер попал во владение гонконгского судовладельца, и была начата масштабная переработка судна. В 1981 году гигант получил название Seawise Giant, теперь его длина увеличилась до 485 м, ширина - до 68.86 м, а дедвейт составил 564 763 тонны.

Самый большой танкер в мире должен был перевозить нефть из стран Ближнего Востока в порты США. В 1986 году во время конфликта между Ираном и Ираком судно было повреждено противокорабельной ракетой и официально считалось затонувшим.

В 1988 году Норвежская компания Norman выкупила, подняла и восстановила судно, дав ему имя Happy Giant ("Счастливый Гигант").

В 1991 году танкер снова поменял имя и владельца. Он стал называться Gehre Viking и пренадлежал норвержской компании Loki Stream AS.

Из-за своего строения (танкер был однокорпусным) судно не могло заходить в порты Европы и США (соответственно закону о двухкорпусных судах), а потому в 2004 году вновь поменяло хозяина, было названо Knock Nevis и переоборудовано в хранилище нефти около берегов Катара.

В 2010 году самый большой танкер в мире был в последний раз переименован (теперь он носил название Mont) и под флагом Сьера-Леоне отправлен в Индию на утилизацию.

Один из якорей этого огромного судна является экспонатом в Морском музее Гонконга.

Какой самый большой танкер в мире

Среди знатоков до сих пор ведутся споры о том, какому из танкеров-гигантов стоит отдать заслуженное первое место. Связано это с тем, что первоначальные размеры Knock Nevis составляли: длина - 376.7 м, а дедвейт - 418 610 тонн, и только после переделки корабль превратился в настоящего колосса с длиной 458.45 м, дедвейтом 564 763 тонны и водоизмещением 657 000 тонн.

Изначальные же размеры его оппонента Batillus были такие: длина - 414.22 м и дедвейт - 553 662 тонны, кроме того, Batillus не подвергался переделкам и не менял своего предназначения.

Технологии будущего

Очень скоро самый большой танкер в мире (фото выше) передаст пальму первенства среди самых больших кораблей поистине огромным плавучим городам с офисами, парками, жилыми домами и дорогами. Проект такого города под названием "Зеленый поплавок" разработан японской компанией и вскоре будет реализован.

Другой не менее амбициозный план плавучего города - "Эко Атлантис" - реализует компания из Китая China Communications. Город строится около побережья Нигерии.

Появление танкерного флота явление относительно новое. Первые танкеры появились в конце XIX в. До этого времени технические решения не позволяли перевозить в трюмах большие количества наливных жидкостей, таких как нефть. Да и рынки не требовали таких перевозок, спрос на нефть удовлетворяла местная переработка и перевозки наземным транспортом.

В конце XIX в. возрос спрос на нефть в связи с развитием энергетики в целом ряде стран, и технологические инновации позволили строить суда нового класса - танкеры, предназначенные для перевозки в трюмах больших количеств сырой нефти и нефтепродуктов. Так начал развиваться этот отдельный специализированный класс судов.

Низкие цены на постройку и фрахт танкеров способствовали развитию морской торговли нефтью и нефтепродуктами на дальние расстояния. Спрос на перевозку наливных грузов, таких как нефтепродукты и неочищенная нефть, вызвало рост размерений и грузовместимости танкеров.

Рост размерений танкеров для дальних перевозок оказался ограничен размерами шлюзов двух каналов, через которые проходят основные маршруты - Суэцкого и Панамского, а также Малаккского пролива. Спрос вызвал необходимость расширения шлюзов Панамского канала, что привело к делению танкеров на уже существующие танкеры класса «старый Panamax» и строившиеся уже с учетом новых размеров шлюзов «новый Panamax» (см. рис. 2).

Рис. 2. Расположение основных каналов, ограничивающих рост размерений танкерного флота, и соответствующие предельные размерения для каждого класса танкеров.

Однокорпусные танкеры постройки 1970-80 гг. по всему миру были заменены двухкорпусными танкерами, конструкция которых предотвращает загрязнение окружающей среды.

Рис. 3. Развитие конструктивных технических решений, предотвращающих загрязнение окружающей среды при повреждениях корпуса танкера.

Oil - нефть; Ocean - океан; Steel 1-1/2” (or less thick) - сталь толщиной 1-1/2” (или меньше); Bulkheads - переборки; Protective space - защитное пространство; Cargo tanks - грузовые танки; Single Bottom - одинарное дно; On a single-bottom tanker, only one layer of steel measuring 1-1/2” inches thick separates oil from the ocean - у танкера с одинарным дном только один слой стали толщиной 1-1/2” разделяет перевозимую нефть и океан; Double bottom - двойное дно.

Двойное дно не предотвращает разлив нефти, но даже в самом тяжелом случае, как например с танкером “Exxon Valdez”, по заявлениям экспертов, оно может уменьшить количество нефти попавшее в океан.
Mid-deck - танкер с промежуточной палубой.
У танкера с промежуточной палубой нижние танки имеют одинарное дно и при посадке судна на мель некоторое количество нефти попадет в океан. Но суда данного проекта должны быть лучше защищены от столкновений, чем танкеры с двойным корпусом, хотя практических подтверждений этому нет.
Double hull - двойной корпус.
Суда с двойным корпусом обеспечивают лучшую защиту груза за счет двойного дна и двойных бортов. У танкера с двойным корпусом расстояние между бортом и продольными переборками должно составлять 1/15 ширины танкера или от 2 до 2,9 м.

Принципиальная схема конструкции танкера предельна проста. Как это показано на рис.4 и 5.

Oil tanker (Front view) - танкер (вид спереди); Center cut view - поперечный разрез по центру судна; Double hull - двойной корпус; Oil tanks - нефтяные танки; Segregate Ballast tank - отдельные балластные цистерны.

Oil tanker (side view) - танкер (вид сбоку); Bridge - мостик; Fuel Tank - топливная цистерна; Engine room - машинное отделение (МО); Pump Room - насосное помещение; Double Hull - двойной корпус; Empty - пустые отсеки; Oil Tanks - нефтяные танки.

При постройке танкера также предусматриваются максимально возможные меры для обеспечения безопасности. В основном, это повышенные требования к прочности корпуса и грузовых танков и отсутствию протечек груза при аварии.

Данный танкер класса ULCC необычен, поскольку имеет двухвальную установку, приводящую его в движение, включающую два двигателя и два гребных винта, а также два руля.

Mooring winches - швартовные лебедки. Монтаж надстройки над МО экономит затраты при постройке. Трубопроводы горячей воды и электрокабели могут быть проложены прямо от МО; Radar - радар; Cabins - каюты; Cargo pump room - помещение погрузочных насосов; Navigation deck - навигационная палуба; Helicopter landing pad - вертолетная площадка; These pipes carry water for cleaning the tanks and firefighting - эти трубопроводы могут подводить воду для очистки танков и противопожарной системы; Anchor windlass - якорный брашпиль; Mooring winch - швартовная лебедка; Tank hatches - люковые закрытия над танками; Discharging and loading points - пункты приема груза и выгрузки: Hydraulic cranes lift shore hoses which discharge and load cargo - гидравлические краны поднимают береговые шланги для разгрузки и приема груза; Oil cargo tanks - нефтяные грузовые танки; Engine room - МО; Steam turbines - паровые турбины; Two five-bladed propellers drive the ship forward - два пятилопастных гребных винта движут судно вперед. Каждый винт весит 53 тонны и размером с трехэтажное здание; Rudders - рули.

Основные вопросы, возникающие при постройке танкера:

Обводы корпуса

Обводы корпуса любого судна являются одной из важнейших его характеристик. Конструкция танкера для перевозки нефтепродуктов является конструкцией, зависящей от веса груза - weight-based, то есть размерения судна связаны непосредственно с весом перевозимого груза. (Для других классов судов, например, для контейнеровозов, конструкция может быть зависящей от объема перевозимого груза - volume-based), где размерения определяются объемом грузового пространства, грузовых трюмов). Поскольку желательно, чтобы вес перевозимого за одно плавание груза, в данном случае - нефти, был максимально возможным, необходимо предусмотреть максимально возможные размеры пространства под грузовые танки. Обычно танкеры движутся с относительно малой скоростью хода, поскольку груз не является скоропортящимся, как в случае перевозки пищевых продуктов, Все эти упомянутые факторы и учитываются при проектировании обводов корпуса танкера. Говоря другими словами, танкер обладает более высоким запасом плавучести (Coefficient of Buoyancy) по сравнению с судами других классов.

Общее расположение

Наиболее важным чертежом в процессе проектирования танкера, который, собственно, и определяет конструкцию танкера, является чертеж общего расположения (General Arrangement Drawing). На рис. 6 показан этот чертеж общего расположения отсеков, помещений, систем и оборудования, вид сбоку. На нем показано расположение всех внутренних отсеков судна, шпангоут за шпангоутом, переборок и других основных конструкций набора судна.

Некоторые из конструктивных деталей судна понятны из данного чертежа. Грузовые танки (oil tanks - C.O.Ts) обычно имеют одинаковые размерения, определяемые проектировщиком на начальной стадии проектирования, в зависимости от общего веса груза, перевозимого судном. Доступ к каждому танку обеспечивается отдельно посредством трапов или лифтов. Машинное отделение (МО) и надстройки обычно расположены в кормовой части судна. Но особое помещение, отсутствующее на судах других классов, - насосная станция, обычно расположена перед МО. В ней размещаются все насосы, требующиеся для погрузочно-разгрузочных операций.

Бульбообразный нос

На сегодняшний день практически все танкеры имеют бульбообразный нос, что повышает эффективность при движении судна. Хотя танкеры являются тихоходными судами, бульбообразная носовая часть значительно снижает волновое сопротивление при движении судна. При этом геометрия носового бульба у танкеров значительно отличается от аналогичной геометрии бульба высокоскоростных судов.

Существует три разновидности носового бульба, они представлены на рис. 7 (при взгляде с носа к корме судна).

Бульб типа "Дельта" имеет больший объем в нижней части. Эта особенность делает такие обводы носовой части судна более выгодными на судах с частым изменением уровня ватерлинии, так как больший объем в нижней части бульба обеспечивает ее погружение в воду при разном диапазоне уровней ватерлинии и условий нагрузки.

Бульб типа "О" имеет максимальный объем в средней части. Такой тип бульба используется на судах с цилиндрическими обводами носовой части, например, для балкеров.

Бульб типа "Nabla" имеет каплеобразную форму с большим объемом в верхней части. Бульб данного типа используется на судах, на которых особое внимание обращено на обеспечение мореходности, например на кораблях ВМФ.

Большинство танкеров перевозят груз по маршруту, а возвращаются порожнем под балластом. Уровень ватерлинии при движении порожнем отличается от уровня ватерлинии в полном грузу. Но это частое изменение уровня ватерлинии требует, чтобы носовой бульб при любых условиях плавания был погружен в воду. Поэтому танкеры, как правило, имеют носовой бульб типа "Дельта".

Проектирование набора танкера

Конструктивный набор танкера зависит от класса и размерений танкера. Пока что многие из существующих малых танкеров для перевозки нефтепродуктов по внутренним водным путям и танкеров каботажного плавания имеют однокорпусной набор. Хотя правила MARPOL (Marine Pollution) требуют двухкорпусной набор судна для всех судов длиной свыше 120 м, независимо от типа груза. Такие танкеры будут заменяться и заменяются двухкорпусными.

Переходной мостик является конструкцией, поднятой над палубой, и идущей вдоль всего танкера, этот мостик обеспечивает доступ ко всем грузовым танкам. Днищевая обшивка, листы палубы, и листы переходного мостика представляют собой детали продольного набора корпуса танкера и повышают прочность его корпуса в продольном направлении.

Бортовая обшивка на однокорпусных танкерах крепилась к шпангоутам поперечного набора. Причина использования конструкций поперечного набора для крепления бортовой обшивка заключалась в скоплениях остатков нефти на ребрах жесткости продольного набора. И тогда после откачки груза, некоторое количество нефтепродуктов оставалось в этих труднодоступных местах. Это имело два следствия: 1) это вело к загрязнению груза, 2) продолжительное накопление остатков груза вело к коррозии ребер жесткости набора.

Набор двухкорпусных танкеров

Как упоминалось ранее, все танкеры длиной более 120 м в настоящее время имеют двухкорпусной набор, предотвращающий загрязнение моря в случае аварий, в соответствии с правилами MARPOL. Танкеры классов "Panamax", "Aframax", "Suezmax", VLCC и ULCC имеют двухкорпусной набор. Основная причина использования двухкорпусного набора - предотвращение загрязнения среды при разливе нефти в случае аварии и повреждения корпуса.

Stringer - стрингер; Floor - флор; Plate bracket - кница; Inner bottom - внутренне дно; Intermediate stringer - промежуточный стрингер; Wing tank - бортовой танк; Longitudinal bulkhead - продольная переборка; Inner hull - внутренний корпус; Deck-transverse web - подпалубный рамный шпангоут; Centre tank - центральный танк; Transverse web - рамный шпангоут.

На рис. 8. показано поперечное сечение продольного набора двухкорпусного танкера. В правой половине рис. 8. показан обычный шпангоут, к стрингерам крепятся листы внутренней и внешней обшивки. Центральный танк является грузовым танком, а бортовые цистерны являются цистернами балластной воды (segregated ballast tanks - SBT). Цистерны балластной воды для предотвращения коррозии покрывают эпоксидной смолой.

Поперечный набор, представленный в левой части рис. 8, устанавливается через каждые три - четыре шпации, чтобы повысить прочность судна в поперечном сечении. Продольные ребра жесткости привариваются к шпангоутам. Стрингеры, крепящиеся к шпангоутам, дополнительно повышают прочность корпуса танкера.

В настоящее время безотносительно к тому, какое классификационное общество одобряет конструкцию двухкорпусного танкера, корпусной набор танкера выполняется в соответствии с Правилами Harmonised Common Structural Rules - CSR для танкеров, разработанными международной ассоциацией классификационных обществ (International Association of Classification Societies - IACS).

Энергетическая судовая установка (СЭУ) танкера

Поскольку танкеры являются относительно тихоходными судами (средняя макс. скорость хода составляет 15,5 узл) и не имеют пространственных ограничений для размещения двигателя, на них в качестве главных двигателей (ГД) могут использоваться крупные низкооборотные судовые дизельные двигатели. Двигатели данного типа занимают больше места, чем высокооборотные судовые двигатели, но обеспечивают более эффективную передачу мощности на гребной вал, и потери в редукторе отсутствуют, поскольку число оборотов в минуту вала двигателя соответствует числу оборотов в минуту гребного винта. Обычно на танкерах используют гребные винты большого диаметра с малым числом оборотов в минуту для повышения эффективности при движении судна.

Бортовые системы танкера

Танкеры имеют ряд бортовых систем, уникальных по своему назначению.

Система подогрева груза:
Танкеры, перевозящие неочищенную нефть, оснащаются такой системой, поскольку неочищенная нефть является вязкой и плотной жидкостью, особенно при низких температурах. Это может помешать работе насосов и движению жидкости по трубопроводам при погрузочно-разгрузочных операциях. Поэтому для поддержания приемлемой температуры и вязкости груза в трюмах используется специальная система подогрева.

Система вентиляции грузовых танков:

Грузовые танки практически никогда не бывают заполнены полностью, однако скопление воспламеняющихся и взрывоопасных газов в танках недопустимо. Соответствующая вентиляционная система позволяет избежать скопления опасных паров и газов в закрытых пространствах грузовых танков.

Система контроля переполнения (Overflow Control System):

Эта система использует датчики уровня и датчики давления для контроля уровня нефти в грузовых танках, чтобы уровень нефти при погрузочно-разгрузочных операциях не превышал предусмотренные пределы. Датчики, подающие сигналы тревоги, и сливные клапана входят в состав системы, чтобы предотвратить экстремальную ситуацию.

Система подачи инертного газа:

Пространство между свободной поверхностью груза в танке и верхними листами танка должно быть заполнено инертным газом для предотвращения доступа кислорода, чтобы избежать пожароопасной ситуации в случае скопления легко воспламеняющихся паров и газов. Это достигается постоянной подачей инертного газа и контролем за его уровнем в танках. Наиболее часто для этих целей используют аргон и двуокись углерода.

Суда, перевозящие сырую нефть и нефтепродукты, разделены на размеры. В глобальном танкерном флоте нефти и нефтепродуктов используется система классификации для стандартизации условий контракта, установления стоимости доставки и классификации судов для контрактов на фрахтование. Эта система, известная как система оценки средних ставок (AFRA), была создана Royal Dutch Shell шесть десятилетий назад, а группа London Tanker Brokers (LTBP), независимая группа торговых брокеров, контролирует систему.

AFRA использует шкалу, которая классифицирует танкерные суда в соответствии с дедвейтом тонн - показатель пропускной способности судна для перевозки грузов. Ориентировочная мощность судна в бочках определяется с использованием, по оценкам, 90% дедвейта судна, который умножается на коэффициент пересчета баррель на метрическую тонну, характерный для каждого типа нефтепродуктов и сырой нефти, в качестве плотности жидкого топлива Различаются по типу и классу.

Меньшие сосуды по шкале АФРА - танкеры общего назначения (GP) и среднего диапазона (MR) - обычно используются для перевозки грузов нефтепродуктов на относительно коротких расстояниях, например, от Европы до Восточного побережья США. Их меньший размер позволяет им получить доступ к большинству портов по всему миру. Танкер GP может перевозить от 70 000 баррелей и 190 000 баррелей автомобильного бензина (3,2-8 млн. Галлонов), а танкер MR может перевозить от 190 000 баррелей и 345 000 баррелей автомобильного бензина (8-14,5 млн галлонов).

Суда класса Long Range (LR) являются наиболее распространенными судами в глобальном танкерном флоте, поскольку они используются для перевозки как нефтепродуктов, так и сырой нефти. Эти суда могут получить доступ к самым крупным портам, которые поставляют сырую нефть и нефтепродукты. Танкер LR1 может перевозить от 345 000 баррелей и 615 000 баррелей бензина (14,5-25,8 миллионов галлонов) или от 310 000 баррелей до 550 000 баррелей легкой сырой нефти.

Большая часть глобального танкерного флота классифицируется как AFRAMAX. Суда AFRAMAX - корабли от 80 000 тонн дедвейта и 120 000 тонн дедвейта. Этот размер корабля популярен среди нефтяных компаний в логистических целях, и многие суда были построены в рамках этих спецификаций. Поскольку диапазон AFRAMAX существует где-то между шкалами LR1 и LR2 AFRA, LTBP не публикует оценку фрахта специально для судов AFRAMAX.

За всю историю АФРА танкеры росли в размерах, и были добавлены новые классификации. В связи с расширением глобальной торговли нефтью были добавлены очень крупный неочищенный перевозчик (VLCC) и сверхбольшой сырой перевозчик (ULCC), и более крупные суда обеспечили лучшую экономическую эффективность для поставок сырой нефти. VLCC несут ответственность за большинство поставок сырой нефти по всему миру, в том числе в Северном море, где находится контрольный показатель цен на нефть марки Brent. VLCC может перевозить от 1,9 миллиона до 2,2 миллиона баррелей сырой нефти типа West Texas Intermediate (WTI).

Морской сайт Россия нет 17 ноября 2016 Создано: 17 ноября 2016 Обновлено: 17 ноября 2016 Просмотров: 39721

На танкере все грузовые операции производятся грузовой системой, которая состоит из насосов и трубопроводов, проложенных по верхней палубе и в грузовых танках. Грузовое устройство танкера представляет собой целый комплекс специальных устройств и систем.

В него входят:

1) трубопроводы;

2) грузовые насосы;

3) зачистная система;

4) система подогрева груза;

5) система мойки танков сырой нефтью;

6) система инертных газов и газоотводная система.

Трубопроводы

Для погрузки и выгрузки жидкого груза на нефтеналивных судах устанавливается специальная грузовая система, состоящая из приемной и разгрузочной магистралей.

Приемный (всасывающий) трубопровод прокладывается в грузовых танках.Каждый грузовой насос имеет отдельный магистральный трубопровод, от которого в определенную группу танков идут приемные отростки, запираемые клапанами или клинкетами. Такая проводка всасывающего трубопровода позволяет независимо принимать и откачивать несколько различных сортов нефтепродуктов.

Разгрузочный (напорный) трубопровод начинается у грузовых насосов вертикальными трубами, идущими на верхнюю палубу. Дальше магистраль прокладывается по палубе и от нее к бортам идут отростки, к которым при погрузке и выгрузке присоединяют подаваемые с берега гибкие шланги или стендера терминала.

Палубные магистральные трубопроводы соединяются вертикальными трубами (стояками) с магистральными трубопроводами, проложенными в танках.

На днище грузового танка располагаются грузовой и зачистной трубопроводы. На комбинированных судах ОВО трубопроводы проходят под днищем в туннелях двойного дна.

На танкерах устанавливаются различные системы грузовых линий, однако следует отметить основные три системы: кольцевую, линейную и переборочноклинкетную.

Кольцевая система - эта система, применяемая на танкерах небольших размеров с двумя продольными переборками и с двумя насосными помещениями – носовым и центральным. Два насосных отделения разделяют грузовые танки на 3 самостоятельных группы с самостоятельными палубными трубопроводами, позволяющими без риска смешения грузить три сорта груза.

Насосные отделения располагаются обычно в средней части танкера. Используются, как правило, поршневые насосы. Недостатком системы является множество перемычек и трудность при зачистке танков, расположенных в корму от насосного помещения, при дифференте танкера на корму.

1 – палубные приемники; 2 – кингстоны; 3 – грузовые насосы; 4 – танковые приемники

Линейная система - применяется с использованием центробежных насосов, расположенных в насосном помещении в кормовой части танкера, позади всех грузовых танков.
Грузовых линий может быть две,три, четыре - в зависимости от величины и конструкции танкера. На каждой из них имеется самостоятельный грузовой насос и замыкается группа танков. Линии и замкнутые на них группы танков могут сообщаться и разобщаться клапанами, которых должно быть не менее двух. Таким образом обеспечивается перевозка различных сортов груза, помещенных в разные группы танков.

Переборочно-клинкетная - система отличается от двух предыдущих тем,что в грузовых танках не прокладываются трубопроводы. В переборках у днища вырезаются отверстия, закрывающиеся специальными задвижками.
При погрузке и выгрузке груз перетекает через эти отверстия из танков в танк, где устанавливаются грузовые и зачистные трубопроводы, вблизи от насосного помещения. Эту систему называют еще системой свободного потока (FREE FLOW).

Достоинством системы является небольшое количество устанавливаемых трубопроводов, что уменьшает затраты на постройку танкера. Недостатком являются ограничения возможностей при перевозке одновременно нескольких сортов груза. На всех этапах перегрузочных операций необходимо управлять движением груза по судовым трубопроводам.

Это управление осуществляется с помощью клинкетных задвижек или клапанов. Наибольшее распространение на танкерах получили клапаны системы баттерфляй, с вертикальной или горизонтальной осью поворота тарелки.

Трубопроводы и клапаны подвергаются гидравлическому испытанию на непроницаемость давлением воды, равным полуторному рабочему давлению, подъем его производят медленно грузовым насосом. Отсутствие течи свидетельствует о герметичности трубопроводов и клапанов.

Управление грузовыми клапанами, как правило, осуществляется дистанционно с применением гидравлических систем, получивших широкое применение.

Грузовые насосы

Для выгрузки на танкере имеется 3 - 4 грузовых насоса. Они располагаются в нижней части насосного (помпового) отделения, само отделение находится между машинным отделением и грузовыми танками.

Широкое применение на танкерах получили грузовые насосы центробежного типа, которые имеют ряд достоинств – простота конструкции, малый вес и габариты, большая производительность. В качестве зачистных насосов на подавляющем большинстве танкеров используются поршневые насосы. В качестве насосов, подающих сырую нефть к моечным машинкам грузовых танков, должны использоваться грузовые насосы или насосы, специально предусмотренные для этой цели.

Нефтеналивные суда, перевозящие вязкие нефтепродукты, имеют систему подогрева груза. Подогрев нефтепродуктов производится для понижения вязкости, что облегчает их перетекание. Система подогрева имеет вид змеевиков из стальных труб, по которым пропускают пар. Змеевики укладываются по всему днищу танка на высоте около 10 см от него.

Иногда система состоит из отдельных секций, устанавливаемых в различных частях танков. Клапаны для управления системой подогрева груза выведены обычно на палубу.

В процессе подогрева груза герметичность змеевиков контролируется через спускной краник. Если из краника идет чистая вода, а затем пар, - змеевик исправен. Если из краника идет конденсат, загрязненный нефтью – это сигнал о неисправности системы. В зимнее время система должна осушаться от конденсата после использования.

Система мойки танков сырой нефтью

Система мойки танков сырой нефтью состоит из цистерн для моющего раствора, сбора и хранения нефтепродуктов, палубных трубопроводов для подачи моющего раствора к моечным машинкам, насоса, подогревателя, переносного оборудования.

Мойка всех или части танков необходима перед сменой груза, перед постановкой танкера в док, для проведения ремонта. Также мойка танков производится под чистый балласт, с которым судно приходит в порт погрузки и который может быть слит за борт в портовых водах.

Мойку танков производят специальными моющими машинками с вращающимися соплами. Машинки для мойки танков сырой нефтью должны быть стационарными и иметь конструкцию, одобренную Регистром.

Включение каждой машинки должно осуществляться с помощью запорного клапана. Число и расположение моечных машинок должно обеспечивать эффективную мойку всех горизонтальных и вертикальных поверхностей танков.

Существует два типа моечных машинок:

непрограммируемые с двумя насадками;

программируемые с одной насадкой.

Машинки с двумя насадками не программируются и всегда выполняют за определенное время полный цикл работы. Машинки для мойки танков приводятся в действие нефтью от грузовых насосов, которая воздействует на лопастное колесо, поэтому для эффективной мойки необходимо обеспечить правильное давление в линии. Для зачистки предпочтительнее использовать эжектор.

Программируемые машинки с одной насадкой могут быть настроены на мойку определенных участков танка за 4 цикла и позволяют изменять угол подъема или опускания сопла с дискретностью 1.2, 3 и 8.50.

Для мойки танков могут использоваться и переносные моечные машинки.

Для подсоединения переносных моечных машинок к моечной магистрали используют специальные резиновые шланги. Машинки опускаются в танк через специальные моечные лючки, расположенные в верхней части танка. Эти машинки могут устанавливаться на различной высоте танка и весьма эффективны на завершающей стадии мойки танка.

Мойка танков осуществляется по замкнутому циклу (рис. 11.9), т. е. моечную воду собирают в одном или двух отстойных танках (Slop Tanks). Длительность мойки, а также необходимость использования горячей воды и химикатов, определяют согласно Руководству по мойке танков (Tank Cleaning Guide).

Мойка сырой нефтью допускается только при исправно работающей установке инертных газов. Ни один танк не может быть промыт сырой нефтью без заполнения его инертным газом с содержанием кислорода не более 8% по объему.

Отработанная моечная вода после отделения от воды в одном из Slop Tank может быть удалена за борт с использованием системы контроля за содержанием нефти в воде (ODM – Oil Discharging Monitoring).

После мойки танков сырой нефтью необходимо весь моечный трубопровод промыть забортной водой в отстойный танк, затем вентиляцией довести содержание кислорода до 21%, снизить до требуемых уровней концентрации взрывоопасные и отравляющие вещества/газы. Затем выбрать остатки, при этом следить за содержанием О2, ОВ, ВВ при постоянной вентиляции.

Промежуточное состояние грузового танка в процессе мойки в инертизированной среде (на переборке сажа от инертных газов)

Если требуют условия договора, то после завершения мойки танков морской водой их споласкивают пресной водой в течение 10 – 15 минут, затем инертируют.

Под зачисткой грузовых танков понимают процесс удаления с днища, стенок и набора слоя нефтеостатков после того, как слит основной груз. После выгрузки нефтепродуктов в танках остается около 1% груза, что зависит от грузовой и зачисткой систем, наличия подогрева, конструкции судна и т. п.

Существуют три способа очистки поверхностей грузовых танков нефтеналивных судов: ручной, механизированный и химико-механизированный. Это разделение условно, так как при каждом из этих способов используют в той или иной мере ручной труд.

Ручной способ - это низко производительный способ, требующий много времени и средств. Порядок зачистки грузовых танков при этом следующий. После прокачки холодной забортной водой каждый танк подвергается пропариванию паром в течение нескольких часов. Когда температура в танках снизится до 30 - 40 °С, их вентилируют и посылают двух мойщиков, которые скатывают горячей водой (30-45 °С) все поверхности танков из шлангов. Мойщики должны быть полностью одеты в защитную одежду и использовать шланговые или изолирующие дыхательные аппараты.

Механизированный способ осуществляется водой, которая в танки подается под давлением через специальные моечные машины. Мойка осуществляется в основном забортной водой различной температуры или растворами моющих средств.

Химико-механизированный способ – это очистка танков теми же средствами,что и при механическом способе, но вместо воды используют различные моющие средства.

Зачистная система включает насосы объемного типа, центробежные самовсасывающие насосы или эжекторы; должна быть оборудована клапанами, позволяющими отключать любые танки, не подвергающиеся зачистке.

Зачистной трубопровод прокладывают по днищу грузового танка. Пропускная способность зачистной системы должна в 1,25 раза превышать подачу всех моечных машин, работающих одновременно на любом этапе мойки.

Пульт зачистной системы на танкере

Зачистная система должна быть оборудована приборами контроля: счетчиками,манометрами, которые должны иметь средства дистанционного показа контролируемых параметров в посту управления грузовыми операциями (ПУГО).

Для эффективного контроля работы зачистной системы должны быть предусмотрены индикаторы уровня и средства ручного замера уровня в танках.

Для осушения любых грузовых насосов и трубопроводов в береговые приемные сооружения должен быть предусмотрен специальный трубопровод небольшого диаметра, присоединенный к сливной стороне клапанов приемно-отливных патрубков с обоих бортов.

Газоотводная система

Если во время приема балласта, загрузки либо внутренних перемещений балласта или груза внутреннее давление поднимается выше контрольного уровня, то танк может разорвать. Если внутренне давление падает ниже атмосферного, то танк может сложиться внутрь, что приведет к таким же катастрофическим последствиям.

Интенсивные испарения нефтепродуктов, особенно легких сортов, изменение объемов груза при резких колебаниях температур воздуха и воды обуславливают необходимость оборудования грузовых танков газоотводными системами. Существует два вида газоотводных систем: отдельно для каждого грузового танка и для обслуживания группы танков. Отдельные газоотводные устройства должны возвышаться над грузовой палубой не менее чем на 2,5 м.

Групповая газоотводная система снабжается общей магистралью, к которой подходят трубы из каждого грузового танка, отводящие газы из верхних точек отсека. Общая магистраль заканчивается вертикальной трубой, проложенной вдоль мачт или колонок, отводящих пары нефтепродуктов в атмосферу.

Газоотводные трубы делают таким образом, чтобы в них не могли застаиваться вода и нефть. В наиболее низких участках трубы должны иметь спускные краники, а верхние отверстия закрываться защитными колпаками для предохранения от попадания атмосферных осадков. На трубах, идущих от каждого грузового танка, должны быть установлены огнепреграждающие конструкции. Их назначение – препятствовать попаданию пламени от горящего танка в соседние.

Газоотводная система снабжается дыхательными клапанами (давление/вакуум), работающими в автоматическом режиме. Назначение этих клапанов - поддерживать определенное давление в танке. До начала погрузки дыхательные клапаны газоотводной системы (давление/вакуум) должны открываться. По окончании грузовых операций дыхательные клапаны устанавливаются в автоматический режим. Для предотвращения попадания паров нефтепродуктов в судовые помещения необходимо перед погрузкой иллюминаторы, двери, ведущие в эти помещения, плотно закрыть. Систему кондиционирования воздуха переключить на работу по замкнутому циклу.

Системы инертного газа (СИГ)

Грузовые танки заполняются инертным газом для того, чтобы предотвратить взрыв или пожар в грузовых танках.
Объясняется это тем, что в инертном газе низкое содержание кислорода. СИГ производит инертный газ с содержанием кислорода, обычно не превышающим 5% от общего объема.

Источниками инертного газа на танкерах могут являться:

дымовой газ из главного или вспомогательных судовых котлов;

автономный генератор инертного газа;

газовая турбина, оснащенная камерой дожигания топлива.

Любой из источников инертного газа перед подачей в грузовые помещения необходимо обязательно охладить и промыть водой от сажи и серной кислоты.

Составные части системы:

1. Газоочиститель (СКРАББЕР) предназначен для охлаждения топочного газа,поступающего из котла, удаления диоксида серы почти полностью и отделения частиц сажи (все три процесса проходят при большом применении морской воды).

2. Нагнетатели инертного газа используются для подачи очищенного инертного газа в грузовые танки. Инертный газ загружается в танки судна двумя путями с использованием:

отводов труб главной инертной системы для каждого танка;

подсоединением инертной системы к грузовым линиям.

Грузовые танки должны быть инертизированы, когда в них находится груз нефти, грязный балласт либо когда они пустые после выгрузки, но не дегазированные. Содержание кислорода в атмосфере танка не должно превышать 8% по объему с положительным давлением газа не менее 100 мм водяного столба. Если судно было дегазировано, то до погрузки танки должны быть инертизированы. В процессе мойки сырой нефтью инертизация танков обязательна.

Замена атмосферы танка

Если газовоздушную смесь из танка можно было бы вытеснить равнозначным объемом инертного газа, то атмосфера данного танка в результате имела бы такой же уровень содержания кислорода, как и в поступающем инертном газе. Практически это невозможно, и в танк вводят объем инертного газа, равный нескольким объемам танка, прежде чем достигается нужный результат. Замену атмосферы в танке инертным газом производят путем инертизации или продувкой. В обоих случаях будет преобладать один из двух процессов – разбавление или замещение.

Разбавление (dilution). Поступающий инертный газ смешивается с первоначальной атмосферой танка для получения какой-либо однородной газовой смеси во всем объеме танка. При запуске СИГ подающийся инертный газ должен иметь высокую скорость, достаточную для поступления к днищу танка. Для этого необходимо ограничить число танков, которые могут быть инертизированы одновременно

Замещение (displacement). Это когда углеводородный газ, будучи более тяжелым по сравнению с инертным газом, выдавливается через трубопровод, подведенный к днищевой части танка. При использовании этого метода инертный газ должен иметь очень низкую скорость подачи. Этот метод позволяет инертизировать или продувать несколько танков одновременно.

Контроль атмосферы грузового танка

Состояния атмосферы грузовых танков подразделяют следующим образом:

обедненная – это атмосфера, возгорание которой исключено из-за преднамеренного снижения углеводородного газа до величины, меньшей нижнего предела воспламенения (НПВ);

с неустановленным газовым составом – это атмосфера, содержание газов которой может быль ниже или выше предела воспламенения, или в этом диапазоне;

перенасыщенная – это атмосфера, содержание газов которой превышает установленный предел воспламенения;

инертизированная – это атмосфера, возгорание которой исключено из-за введения в нее инертного газа с последующим снижением в ней содержания кислорода (не выше 8% по объему).

Для измерения газового состава грузовых танков на борту судна должны быть нижеперечисленные приборы:

1) индикатор воспламеняющегося газа, определяющий процентное содержание газа в обедненной атмосфере танка;

2) танкоскоп - газоанализатор для определения процентного содержания углеводородного газа в инертизированной атмосфере;

3) газоанализатор, определяющий концентрацию углеводородного газа свыше 15% по объему в перенасыщенной атмосфере;

4) кислородомер - анализатор содержания кислорода;

5) прибор, определяющий концентрацию ядовитых газов в пределах их токсичного воздействия на человека.

Степень защиты, обеспечиваемой СИГ, зависит от грамотной эксплуатации и технического обслуживания системы в целом.

Важно обеспечить правильное функционирование средств защиты от возвратного поступления газа, особенно это касается палубных водяных затворов и невозвратных клапанов для предотвращения оттока нефтяного газа или жидкого нефтепродукта в машинное отделение и другие зоны судна, где размещена установка инертных газов.