Rollover – переворачивание груза.

В процессе хранения сжиженного газа, в процессе его погрузки, в танке могут возникнуть слои груза с различной плотностью, что может привести к опасному феномену – Rollover (переворачивание) – спонтанному вскипанию груза, что приводит к быстрому повышению давлению в танке, срабатыванию предохранительного клапана и выбросу в атмосферу значительного количества паров груза. Это происходит, когда слой жидкости с более низкой плотностью и более высокой температурой находится ниже слоя с более высокой плотностью. Самым опасным грузом в этом отношении является метан, особенно на больших судах с мембранными танками.

Для того, чтобы избежать этого явления, необходимо производить регулярное перемешивания груза с помощью насосов, избегать остановок при погрузке, внимательно следить за параметрами груза, в зависимости от температуры конденсата направлять его вниз или вверх танка.

Насосы.

Для выгрузки сжиженного газа на газовозах в основном применяются насосы погружного типа.

1.Deepwell – это центробежные, вертикальные, в несколько ступеней насосы. Насос расположен у днища грузового танка и соединен длинным валом с электродвигателем расположенным на куполе танка (или гидроприводом). В месте прохождения вала через купол установлен двойной, газопроницаемый сальник. Вал поддерживается несколькими подшипниками скольжения, смазывающимися перекачиваемой жидкостью. Производительность этих насосов достигает 1000 м³/час при напоре до 130 м.

2. Насосы Submerged – также расположены у днища танка, но совместно с двигателем. Отпадает необходимость в длинном вале.

Если выгрузка производится в береговые емкости (или другого судна), где сжиженный газ хранится при более высоком давлении и температуре, то употребляются бустерные насосы. Они устанавливаются на палубе и последовательно подключаются к погружным насосам.

Бустерные насосы – центробежные горизонтальные или вертикальные.

На газовозах, перевозящих газ под давлением – fully-pressurised ship, обычно груз передавливается компрессором в один танк, из которого груз выгружается также центробежным насосом.

Для осушения трюмов (межбарьерных пространств) используются эжекторы. Если в трюме вода, то используется пожарный насос. В аварийной ситуации – при попадании в трюм сжиженного газа, рабочей жидкостью также служат сжиженный газ, нагнетаемый погружным насосом и направляемым в другие танки или за борт.

Для решения задач, связанных с процессом выгрузки используются графики, на которых отображены зависимости между рабочими параметрами насоса.

При параллельной работе насосов должно быть равенство напоров.

Нормальная работа при последовательном включении (грузовой и бустерный) обеспечивается только при равенстве производительности насосов.

Зависимость между расходом жидкости через трубопровод и величиной сопротивления трубопровода называется характеристикой трубопровода.

Производительность и напор насосов в составе трубопровода определяется в общей координатной сетке – «производительность - напор».

Так как на газовозах насосы перекачивают жидкости, находящиеся на грани кипения, возникает опасность возникновения кавитации.

Кавитация (от лат. «кавитас» - полость) – это образование в жидкости полостей, заполненных паром или газом. Кавитация возникает, когда давление в каких-либо местах потока жидкости падает настолько, что становится ниже давления насыщения т.е. давления, соответствующего кипения жидкости при данной температуре. Часто кавитация возникает при работе центробежных насосов – большие местные скорости потока – резкое снижение давления – жидкость начинает «кипеть», в ней образуются кавитационные полости. При дальнейшем движении потока давление в нем повышается, происходит конденсация пара, кавитационные полости смыкаются (обычно слышен треск). Возникновению кавитации способствует наличие в жидкости растворенных газов.

Кавитация вызывает вибрацию механизмов, увеличивает потери энергии на трение, т.е. снижает к.п.д., и что наиболее опасно- приводит к разрушению деталей (эрозия металла).

Вследствие мгновенных, быстро чередующихся сжатий отдельных пузырьков возникают большие местные импульсивные давления (сотни ат.), приводящие к коротким интенсивным ударам разрушающим металл. К этому механическому, ударному воздействию присоединяется химическое воздействие растворенных в жидкости газов, в отдельных случаях и электролитическое воздействие.

Кавитация обычно начинается при падении давления до значения равного или меньшего давления насыщенных паров перекачиваемой жидкости при данной температуре.

Характерными признаками кавитации являются шум, вибрация, снижение напора и мощности. И как следствие идет разрушение деталей насоса – как крылаток, так и корпуса.

На газовозах при погружных насосах особое внимание надо еще обращать на подшипники скольжения вертикального вала, смазывающиеся выгружаемым грузом.

Из всего выше сказанного следует, что работа в кавитационном режиме не допустима. Для создания кавитационного запаса необходимо создать на всасывании насоса дополнительное давление (подпор) сверх давления насыщенных паров перекачиваемой жидкости, т.е. создается геометрический подпор над осью насоса. (Можно также при помощи подпорного насоса).

На графиках характеристик насоса дается кривая «NPSH» - net positive suction nead – разность между максимальной теоретической высотой всасывания и допустимой высотой всасывания.

Давление на входе в насос должно быть больше чем NPSH + давление паров в танке.

Напор и производительность насосов обычно регулируют дросселированием нагнетательным клапаном.