液货装卸系统是由货油泵、液货管路及液货管路附件所组成的。液货装卸系统根据石油闪点的温度分为闭式装卸系统和开式装卸系统。
所谓闭式装卸系统就是在液货装卸时,将货舱所有孔盖等封闭,利用惰性气体系统补充惰性气体和利用透气管系排出油气,而液货通过液货管路装入或排出。在液货闪点低于60摄氏度时必须采取这种装卸方法。开式装卸系统只在液货闪点高于60摄氏度时才能采用。为避免火灾、爆炸及油气污染的风险,现代油船绝大多数均采用闭式装卸系统。
图3-1和图3-2分别展示了油船在油码头卸货和船对船驳油。
图3-1 油船在油码头卸货
(一)货油泵
货油泵是液货装卸系统的核心,它具有抽吸能力,可将液货抽吸排入液货管路中,再通过管路附件的调整、控制,达到卸载液货的目的。
图3-2 船对船驳油
1.货油泵的形式
如表3-1所示,货油泵形式通常根据安装位置,可分为泵舱安装式和货舱安装式。
表3-1 货油泵形式
在油船上都可以采用以上几种形式的货油泵。具体采用哪种形式,直接与载运的货品相关。化学品船通常采用货舱安装式;而沥青船通常采用泵舱安装式,并采用电动机驱动螺杆泵的形式。
液压潜液泵是化学品船上最常用的液货泵,尤其是多功能化学品船。使用液压潜液泵的化学品船必须至少备有一台便携式应急液压潜液泵,以在任一液压潜液泵发生故障时作应急抽吸液货之用。
2.货油泵的数量
原则上,货油泵的数量按装载液货的油品数量进行匹配,每种油品配1台泵。对中、小型油船,如仅装一种油品,至少应配两台货油泵(根据具体情况有时也配3台货油泵)。对大型或超大型原油船,考虑原油产地不同以及避免单泵体积过大造成不利,一般设计为3台货油泵,可以同时载运3种不同油品。化学品船通常采用一舱一泵形式。
3.货油泵的排量
货油泵的排量需要多大,通常与装卸液货总质量、要求总卸液货的时间(包括扫舱作业)、液货密度、货油泵排出系数等有关。一般总卸油时间为8~20小时。
当选配货油泵时,泵制造厂商所开列的排量以立方米/小时计,且以海水计量。
4.货油泵的排出压力
货油泵的排出压力应满足克服排出管的管路总阻力、货油泵与接收油库间的静压差以及接受液货处所需的压力余量的总和的要求。
一般,货油泵的排出压力为0.8~1.5兆帕,可按船舶所有人要求最后决定。对于2万吨以上的原油船,需用原油洗舱,故货油泵的排出压力应至少为1.2兆帕。
总之,货油泵的数量、排量及压头是根据该船装载液货的种类、数量、装卸时间、靠泊的港口、油库的远近及位置的高低等因素而定的,但无论采用何种形式都应符合下列3个要求:
(1)能保证安全作业,无火灾发生的可能性。
(2)尽量使舱内的残余液货减少到最低,对化学品船要求装运 X,Y或Z类物质的,在每个舱内及其相关管路内的残余物合计不超过75升。(www.xing528.com)
(3)尽量做到装置简单,操纵和检修方便。
(二)液货管路
由于货油泵分为泵舱安装式和货舱安装式。针对这两种情况,液货装卸系统的液货管路也各不相同。
1.泵舱安装式货油泵系统液货管路
采用泵舱泵的液货系统装卸管路,按照其布置所在的区域主要分为三部分,即舱内管路、泵舱管路及甲板管路。
舱内管路分线形总管式和环形总管式两类。对于线形总管式,原则上每一货油泵设置一根总管,按装货油配载要求从各总管引出支管至相应货舱。这种线形总管式管路布置简单、操作方便、隔离可靠、混油可能性低,但装载油品的机动性不高,适用于运输油品固定,运量固定,航线固定的中、小型油船。为了提高机动性,可将两根线形总管首部相接,配以相应阀门,即成环形总管。环形总管又有单环式、双环式和多环式之分。环形总管式舱内管路机动性好、可靠性高,但为避免混油需设置较多的隔离阀,操作管理较为复杂。
泵舱泵液货系统的全景立体图如图3-3所示。
泵舱紧邻机舱,泵舱的底层布置货油泵。采用这种货油泵布置方式的船舶,货舱内设专门的液货管道,从货油泵吸口连通到各个货舱,其优点是货油泵设备简单、排量大、总质量轻、体积小;缺点是不便于分舱运输,即液货品种不能太多,并且有可能产生油品污染。
泵舱安装式货油泵系统主要用于原油船和油品单一的大型成品油船。大型货油泵采用蒸汽透平驱动,也可采用电动机或柴油机通过穿舱传动轴驱动货油泵。由于油船日益趋于大型化,要求货油泵的排量加大,驱动货油泵需要有更大功率的原动机,由于受到船上的主电站容量的限制,因此目前建造的大型原油船多采用蒸汽透平驱动的货油泵。图3-4是蒸汽透平驱动货油泵典型外形图。
图3-3 泵舱泵液货系统的全景立体图
图3-4 蒸汽透平驱动货油泵典型外形图
沥青船货油泵采用泵舱安装式,但其液货管路的布置与油船有较大差异。通常,沥青船为了避免货罐的热胀冷缩对液货管系的损坏,会将泵舱布置在集管区,泵舱两端布置货舱。
2.货舱安装式货油泵系统液货管路
选用货舱安装式货油泵系统的油船,没有专门的货油泵舱,无舱内管系和泵舱管系,仅有甲板管系。由于这种货油泵系统中的货油泵直接潜没在货舱内,并通过坐台悬挂在甲板上,因而也称为潜液泵或深井泵。
图3-5为液压深井泵液货系统示意图。
图3-5 液压深井泵液货系统示意图
这种立式结构的货油泵可以灵活布置,每个货油舱均可设置,再通过甲板上的液货管系与装卸站横跨液货总管相连,任何一个货油泵出现故障,不影响其他货油泵的工作,从而大大提高了系统的可靠性。由于每个货油舱的货油泵及管路相互独立,所以一艘船上可装载多种不同种类的油品。
货舱安装式货油泵系统主要用于油品种类较多的成品油船和化学品船。这类船可以同时装运多种的液货,保证油品之间不会相互污染。
由于是分舱安装,全船配置的货油泵数量大部分在10套以上,数量取决于货舱的数量;根据每个货油舱的舱容大小,可搭配多种规格使用,根据采用的动力形式不同,货油泵又可分为电动深井泵和液压潜液泵。
(三)液货管路附件
液货管路的附件主要包括管子支架、垫片、伸缩器、吸油口、闸阀和操纵附件等。
整个液货管路的紧密性是很重要的。若管路中有空气进入,将影响货油泵的吸入量;若液货排出管路有渗漏现象,使液货漏至各处,不仅污染环境,而且还有发生火灾的危险。为了避免由于船体变形和振动,以及液体压力或管子自重引起管路的变形而破坏管路的紧密性,必须采取管子支架等形式将整个管路紧固,待管子固定后,再将支架焊牢,伸缩器附近应尽量考虑安装支架,以减轻伸缩器的受力,使其更好地发挥伸缩器的作用。
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