MIN_US 4_1_2014

http://adl.anmb.ro

Conf.univ.dr.ing.Nicolae Florin

UNITATEA DE ÎNVĂŢARE 4INSTALAȚIILE NAVELOR

SPECIALIZATEv. carte MIN 186- 236

MAŞINI ŞI INSTALAŢII NAVALE

© A

cade

mia

Nav

ală

“Mir

cea

cel B

ătrâ

n”–

http

://a

dl.a

nmb.

ro


Caracteristicile mărfurilor lichide în vrac.Caracteristicile navelor pentru transportul mărfurilor lichide învrac.Calculul fluido-dinamic al sistemelor navale şi portuare deoperare utilizate pentru transferul mărfurilor lichide în vrac.

US 4_1 Caracteristicile navelor de tip tanc

14 ianuarie2015

© A

cade

mia

Nav

ală

“Mir

cea

cel B

ătrâ

n”–

http

://a

dl.a

nmb.

ro


OBIECTIVELE UNITĂŢII DE STUDIU 4.1- identificarea caracteristicilor mărfurilor lichide în vrac.- identificarea caracteristicilor navelor pentru transportulmărfurilor lichide în vrac în raport cu operaţiunile demanipulare a mărfii.- determinarea şi caracterizarea parametrilor de exploatare asistemelor navale de operare utilizate pentru transferulmărfurilor lichide în vrac.

14 ianuarie2015

© A

cade

mia

Nav

ală

“Mir

cea

cel B

ătrâ

n”–

http

://a

dl.a

nmb.

ro

© A

cade

mia

Nav

ală

“Mir

cea

cel B

ătrâ

n”–

http

://a

dl.a

nmb.

roÎn transportul maritim principalele mărfuri lichide în vrac sunt: petrolul brut si produsele petroliere obţinute prin rafinarea acestuia

(combustibili în diverse categorii, materii prime pentru industriachimică, lubrefianţi, combustibili industriali, produse cu aplicaţiidiverse ca solvenţi, parafină, bitum etc);

substanţe lichide nocive în vrac –NLS (produse chimice); gaze naturale şi petroliere lichefiate (LNG şi LPG).

4.1.1. Caracteristicile mărfurilor lichide în vrac

© A

cade

mia

Nav

ală

“Mir

cea

cel B

ătrâ

n”–

http

://a

dl.a

nmb.

ro

ŢITEI

PETROL MOTORINE BENZINE WHITE - SPIRT

PETROL LAMPANT PETROLSPECIAL

A. Produsele petroliere

© A

cade

mia

Nav

ală

“Mir

cea

cel B

ătrâ

n”–

http

://a

dl.a

nmb.

ro

Substanţele lichide nocive în vrac-NLS (produse chimice);- produsele chimice generale;- produsele chimice cu caracter special: solvenţi (nafta benzen, toluen,xilen, alcool si derivatele lor), produse chimice particulare (melasa,uleiuri vegetale sau uleiuri de ungere), sulful topit.

© A

cade

mia

Nav

ală

“Mir

cea

cel B

ătrâ

n”–

http

://a

dl.a

nmb.

ro

Gaze lichefiate Marfa gazoasă → stare lichefiată (lichidul ocupă aproximativ de 850 de

ori mai puţin volum decât gazul)→ se poate transporta o cantitate maimare de marfă → transportul este mult mai economic:

LPG- gaze petroliere lichefiate „grele”, de rafinărie (ex. propan, butan,propilena).

LNG- gaze naturale lichefiate „uşoare” (metan), în conditii de refrigerare(datorită temperaturii criogenice necesare lichefierii acestui gaz, -162,2°C.

LGC- gaze chimice lichefiate (amoniac, etilena) în conditii de refrigeraretotală.

Fig.4.1.2. Diagrama defază pentru o substanţăchimică pură

© A

cade

mia

Nav

ală

“Mir

cea

cel B

ătrâ

n”–

http

://a

dl.a

nmb.

ro

Temă pentru studiu 4.1.1: Identificaţi trei rute de transport naval pe care suntoperate mărfurile prezentate în cadrul punctului 4.1.1.

© A

cade

mia

Nav

ală

“Mir

cea

cel B

ătrâ

n”–

http

://a

dl.a

nmb.

ro

4.1.2. Caracteristicile navelor pentru transportul mărfurilor lichide învrac

Fig.4.1.3. Tanc petrolier

Fig.4.1.5. Tanc chimic

Fig.4.1.6. LPG

Fig.10.1.7. Tanc petrolier

© A

cade

mia

Nav

ală

“Mir

cea

cel B

ătrâ

n”–

http

://a

dl.a

nmb.

ro

Nave tancuri petroliere (Crude Oil Tankers/Product Carriers) Transport de produse lichide: ţiţei și produse petroliere în vrac (

tancuri pentru transportul ţiţeiului brut - Crude Oil Tanker; tancuripentru transportul produselor petroliere rafinate - Product Carrier). Crude Oil Tanker → capacităţi de încărcare mai mari de 80.000 tdw, Product Carrier → transport de produse rafinate: benzine, motorine

etc. (capacități de transport cuprinse între 10.000 - 40.000 tdw).

14 ianuarie2015


© A

cade

mia

Nav

ală

“Mir

cea

cel B

ătrâ

n”–

http

://a

dl.a

nmb.

ro

14 ianuarie2015


Unitățile plutitoare de depozitare șitransfer (Floating storage andoffloading unit - FPSO)

Literatura de specialitate împarte tancurile petroliere, în funcţie de deplasamentul lor, înurmătoarele categorii:- Handysize (10.000 - 60.000 tdw);- Panamax (60.000 dwt - 79.999 dwt);- Aframax (80.000 dwt -119,999 dwt);- Suezmax (120.000 dwt -199.999 dwt);- VLCC (200.000 dwt – 320.000 dwt);- ULCC (mai mari de 320.000 dwt).

© A

cade

mia

Nav

ală

“Mir

cea

cel B

ătrâ

n”–

http

://a

dl.a

nmb.

ro

Nave tanc pentru produse chimice (Chemical Tankers/Carriers)

Transporta substanţe chimice lichide în vrac (Noxious Liquide Substances – NLS)→International Bulk Chemical Code.-sunt periculoase; grad inalt de volatilitate; agresivitate ridicată din punctul de vedere alcoroziunii. A. Tancurile combinate (Chemical Parcel Tankers) transporta, simultan, în cantităţi mici,mai multe sorturi de produse chimice lichide în vrac (1.000-5.000 t): o gamă largă de produsechimice speciale, uleiurile vegetale, soda caustică, melasa, etc. B. Tancurile chimice specializate (Specialised Chemical Tankers) sunt destinate pentrutransportul unui singur produs chimic: solvenți (nafta benzen, toluen, xilen, alcooli, etc) -Solvents’ Carriers; melasă, uleiuri vegetale; sulf topit. Molten Sulphur Carriers au amenajări speciale la bord, care permit menţinerea uneitemperaturi constante t≥ 80 °C, pe întreaga perioadă a voiajului. C. Tancurile chimice de cabotaj (Small Short Sea Chemical Tankers) sunt navele angajate înspecial în transportul naval costier al căror deplasament este cuprins între 500 - 4000 tdw.Dotare: serpentine de încalzire (prin care circulă abur supraîncalzit), tancuri si tubulaturi dinoţel inox, valvule speciale şi sisteme de gaz inert pentru prevenirea incendiilor şi exploziilor,(datorită atmosferei explozive din tancurile de marfă pe durata operaţiunilor de încărcăre-descărcare).

14 ianuarie 2015 Conf.univ.dr.ing.Nicolae Florin

© A

cade

mia

Nav

ală

“Mir

cea

cel B

ătrâ

n”–

http

://a

dl.a

nmb.

ro

Nave tanc pentru transportul de gaze lichefiate (Gas tankers/GasCarriers) IGC-IMO Gas Carriers Code, navele care transportă gaze lichefiate se clasifică în: nave cu grad maxim de pericol (1G) sunt navele care pot transportă numai unul dincele patru tipuri de marfă, considerate cele mai periculoase: clor, oxid etilenic,bromura de metil sau dioxid de sulf; nave cu grad mediu de risc (2G/2PG) care transportă majoritatea produselorgazoase (ex. NG, PG, EG etc.); nave cu grad minim de risc (3G) care transportă numai 2 tipuri de marfă: azot(nitrogen) și gaze refrigerante. După natura gazelor transportate, navele tanc pentru gaze lichefiate se clasifică în:LPG, LNG, LEG, LPG/LEG/Chemical.

14 ianuarie2015


© A

cade

mia

Nav

ală

“Mir

cea

cel B

ătrâ

n”–

http

://a

dl.a

nmb.

ro

Navele LPG (Liquefied Petroleum Gas) în funcție de tipul mărfii, transportă gazepetroliere „grele” în trei condiţii de stocare la bord: LPG refrigerate complet, LPGsemi-presurizate, numite și „semirefrigerate”, LPG presurizate.

14 ianuarie 2015 Conf.univ.dr.ing.Nicolae Florin

Fig. 4.1.6. Vederegenerala a unei naveLPG presurizate

Fig. 4.1.7 Planul general de amenajări al uneinave de tip LNG:

© A

cade

mia

Nav

ală

“Mir

cea

cel B

ătrâ

n”–

http

://a

dl.a

nmb.

ro

© A

cade

mia

Nav

ală

“Mir

cea

cel B

ătrâ

n”–

http

://a

dl.a

nmb.

ro

Temă pentru studiu 4.1.2: Identificaţi cu ajutorul resurselor Internet câteo navă din fiecare categorie din cele enunţate în cadrul punctului 4.1.2.

© A

cade

mia

Nav

ală

“Mir

cea

cel B

ătrâ

n”–

http

://a

dl.a

nmb.

ro

Proprietăţile produselor petroliere. Caracterisiticile navelor tanc petrolier. Instalația de marfă la navele petroliere. Determinarea nivelului de marfă la navele petroliere. Instalaţia de încălzire a mărfurilor petroliere.

14 ianuarie2015


US 4_2_Instalaţiile navelor petroliere - operarea cu marfa.

© A

cade

mia

Nav

ală

“Mir

cea

cel B

ătrâ

n”–

http

://a

dl.a

nmb.

ro

OBIECTIVELE UNITĂŢII DE STUDIU 4.2 - explicarea argumentată a caracteristicilor și proprietăților

produselor petroliere; - explicarea argumentată a caracteristicilor navelor tanc

petrolier; - caracterizarea problematicii asociate inflamabilitatii

amestecurilor de tip LNG; - identificarea corectă a elementelor componente și explicarea

precisă a principiilor de funcționare și de exploatare alesistemelor și echipamentelor.

14 ianuarie2015


© A

cade

mia

Nav

ală

“Mir

cea

cel B

ătrâ

n”–

http

://a

dl.a

nmb.

ro

4.2.1 Proprietăţile produselor petroliere

Petrolul (petroleum) este noțiunea generică, unanim acceptată, careinclude țițeiul si oricare alt produs petrolier lichid de hidrocarburiderivat din țiței.Petrolul brut (crude oil) înseamnă petrol nerafinat, așa cum se afla el

in momentul extragerii dintr-un put petrolier. Produsul alb (white oil) este reprezentat de produsul petrolier foarte

rafinat, practic fara culoare daca nu i se incorporeaza colorant.Produs negru (black oil) este produsul petrolier care conține un

procent ridicat de impurități solide.Din punctul de vedere al poluării: petrol nepersistent (nonpersistent

oil), petrolul persistent (persistent oil)Referitor la pericolul de inflamabilitate întâlnim petrol nevolatil(nonvolatile oil) , petrolul volatil (volatile oil).

14 ianuarie2015


© A

cade

mia

Nav

ală

“Mir

cea

cel B

ătrâ

n”–

http

://a

dl.a

nmb.

ro

Proprietăţile fizice ale petrolului

a) Densitatea, ρGreutatea specifică, γ.Densitatea relativă d.Densitatea în grade API (American Petroleum Institute, d◦ API) esteo mărime adimensională, care permite compararea produselorpetroliere prin intermediul relaţiei:

b) Vâscozitatea

Este proprietatea fluidelor de a opune rezistenţă la curgere, ca rezultatal interacţiunii mecanice dintre particulele constituente. Vâscozitateapoate fi sub diverse forme: vâscozitatea dinamică (N·s/m2),vâscozitatea cinematică (υ, m2/s).

14 ianuarie2015


5,1315,141)( 15 d

APId

© A

cade

mia

Nav

ală

“Mir

cea

cel B

ătrâ

n”–

http

://a

dl.a

nmb.

ro

c) Puncte de temperatură Punctele de temperatură sunt utilizate pentru caracterizarea

produselor petroliere în raport cu procesul de organizare aoperaţiunilor navale şi portuare în condiţii de siguranţă.

Punctul de de inflamabilitate (Flash Point). Punctul de ardere (Fire Point) Punctul de congelare (Freezing Point).

d) Puncte de presiune Presiunea reală de vapori (True Vapour Pressure) Presiunea de vapori Reid (Reid Vapour Pressure)

14 ianuarie2015


© A

cade

mia

Nav

ală

“Mir

cea

cel B

ătrâ

n”–

http

://a

dl.a

nmb.

ro

Proprietăţile chimice ale petrolului

Proprietăţile chimice ale produselor petroliere depind decompoziţia lor chimică, principalii compuşi ai petrolului brut fiind:hidrocarburile (parafinice, naftenice, aromatice), compuşii cuoxigenul (acizi naftenici, acizi graşi, fenoli), compuşii cu sulful,compuşii policiclici cu oxigenul şi azotul, substanţe minerale(impurităţile mecanice, compuşi organici ai diferitelor metale).

14 ianuarie2015


© A

cade

mia

Nav

ală

“Mir

cea

cel B

ătrâ

n”–

http

://a

dl.a

nmb.

ro

4.2.2 Caracterisiticile navelor tanc petrolier

14 ianuarie2015


Fig.4.2.1 Zonele de exploatare la un tanc petrolier: 1 - sisteme deasigurare a serviciilor de navigație și a serviciilor proprii navei; 2 - pompăde marfă; 3 - sistemul de încălzire a mărfii; 4 - pompă de balast; 5 - sistemulde tubulaturi pentru marfă; 6 - centrala hidraulică; 7- sistemul de control aloperării cu marfa și balastul.

© A

cade

mia

Nav

ală

“Mir

cea

cel B

ătrâ

n”–

http

://a

dl.a

nmb.

ro

Echipamentele navelor petroliere (Tankerships' Equipment):1. Instalația de marfă (Cargo Handling System) compusă din: manifold, valvule, tubulaturi,pompe, sorburi, tancuri.2. Instalația de gaz inert (Inert Gas System)3. Instalația de spălare a tancurilor (Tank Cleaning System) compusă din: pompe, tubulaturi,valvule, mașini de spălat (care pot fi fixe sau portabile).4. Instalația de ventilare tancuri (Tanks' Ventilation System).5. Tancuri de balast separat (SBT-Segregated Ballast Tanks) sau dedicate (DCBT-DedicatedClean Ballast Tanks).6. Instalatia pentru manevra liniilor (furtunelor) de marfă (Cargo Hoses Handling System)reprezentate de cranice sau bigi.7. Instalatia de monitorizare a deversărilor de hidrocarburi (Oil Discharging MonitoringEquipment).8. Sisteme de siguranță pentru eliminarea suprapresiunii sau vidului din cargotancuri:Pressure /Vacuum valves.9. Sistemul de măsurare automată a cantității de marfă (Automatic Gauging System).

14 ianuarie2015


© A

cade

mia

Nav

ală

“Mir

cea

cel B

ătrâ

n”–

http

://a

dl.a

nmb.

ro

4.2.3 Instalația de marfă la navele petroliere

14 ianuarie2015


Condiţiile specifice impuse instalaţiilor caracteristice navelorpetroliere : vehicularea rapidă a mărfii la încărcare şi descărcare,prevenirea incendiilor şi a poluării apei de mare, vehicularearapidă a mărfii la încărcare şi descărcare, prevenirea degradăriimărfii transportate.

© A

cade

mia

Nav

ală

“Mir

cea

cel B

ătrâ

n”–

http

://a

dl.a

nmb.

ro

4.2.3 Instalația de marfă la navele petroliere

14 ianuarie2015


Sistemul circular (circular line sau ring main):- o magistrală circulară pe fundul spaţiului de încărcare,conectată la tubulaturile din camera pompelor şi la manifoldulde pe punte.- magistrala inelară are ramificaţii transversale cu sorburi înfiecare tanc de marfă.

© A

cade

mia

Nav

ală

“Mir

cea

cel B

ătrâ

n”–

http

://a

dl.a

nmb.

ro

Sistemul direct (direct linesau block arrangement) încare fiecare tronson estedeservit de o singurămagistrală conectată cumanifoldul şi cu camerapompelor, având ramificaţiitransversale în fiecare tanc dingrupul care formeazătronsonul. Acest sistem detubulaturi poate să asigure înacelaşi timp şi o linie deîncărcare unică pentru toatetronsoanele.

14 ianuarie2015


© A

cade

mia

Nav

ală

“Mir

cea

cel B

ătrâ

n”–

http

://a

dl.a

nmb.

ro

Problema cea mai delicată în procesul de exploatare al unei instalații de marfăcorespunde situației în care se aspiră cantităţile de lichid de pe fundulcargotancurilor. Pe de altă parte, vâscozitatea ridicată a mărfurilor constituie unimpediment major în curgerea uniformă a lichidului în tubulatura de aspiraţie. Înplus, forma şi elementele structurale ale fundului cargotancurilor complică şi maimult operaţiunea de golire şi uscare.

14 ianuarie2015


Sistemul de stripuire

Fig. 4.2.3 Instalația destripping cu degazor: 1, 2-sorb; 3 - degazor; 4 - pompa decurățire; 5, 6, 7, 8 - armăturiteleacţionate; 9 – armăturăpentru evacuarea gazelor.

© A

cade

mia

Nav

ală

“Mir

cea

cel B

ătrâ

n”–

http

://a

dl.a

nmb.

ro

Schema instalaţiei de marfă cu conducte liniare (pentru mai multesorturi de marfă)

14 ianuarie2015


© A

cade

mia

Nav

ală

“Mir

cea

cel B

ătrâ

n”–

http

://a

dl.a

nmb.

ro

4.2.4 Determinarea nivelului de marfă la navele petroliere

14 ianuarie2015


Ulajul tancului este definit ca înălţimeaspaţiului neumplut al tancului de marfă,măsurat de la un punct de referinţă pe puntesau la gura tancului până la nivelul lichiduluidin tanc iar sonda tancului este înălţimeaaceluiaşi nivel măsurată însă de la fundultancului, fig. 4.2.6.

Fig. 4.2.6 Ulaj şi sondă la un tanc demarfă: 1- tubul de ulaj sau gura tancului; 2 -reperul de referinţă al ulajelor; 3 - nivelullichidului din tanc; U - ulaj; S - sondă.

© A

cade

mia

Nav

ală

“Mir

cea

cel B

ătrâ

n”–

http

://a

dl.a

nmb.

ro

4.2.5 Instalaţia de încălzire a mărfurilor petroliere Petrolierele care transportă marfă cu vâscozitate ridicată şi implicit cu temperatură

ridicată de congelare sunt dotate cu instalaţii de încălzire a mărfii, care reducvâscozitatea și uşurează procesul de aspirație la decărcarea navei.Magistrala → se întinde pe puntea navei, de-a lungul zonei de marfă, unde, din loc

în loc, sunt prevăzute manifolduri, pentru colectarea aburului de retur de la fiecaretanc în parte. Fiecare cargotanc → o valvulă de introducţie şi o valvulă de evacuarecapabile să oprească sau să reducă, după caz, intrarea aburului în serpentinele deîncălzire montate în cargotancuri. Temperatura de încălzire a petrolului trebuie să fie cu cel puţin 15C sub punctul

de inflamabilitate, valoarea ei alegându-se astfel încât marfa să nu fie degradatăprin încălzire. Din acest motiv păcura se încălzeşte până la (60…70)C, în timp cediversele tipuri de petrol brut, deşi sunt mai vâscoase, se încălzesc numai până la(20…25)C.

14 ianuarie2015


© A

cade

mia

Nav

ală

“Mir

cea

cel B

ătrâ

n”–

http

://a

dl.a

nmb.

ro

Instalatia de evacuare gaze şi încălzire a mărfii

Considerând volumul iniţial al mărfii din tanc , pentru variaţia de temperatură t,volumul mărfii devine:

t 0V = V (1 + t)

Variaţia de volum ΔV-volumul util al puţului dedilatare. Ţinând cont devalorile coeficientului dedilatare volumică pentruproduse petroliere, raportulΔV/Vo=t.

t 0 0V = V - V = V t

Sistemul de încălzire al mărfii

© A

cade

mia

Nav

ală

“Mir

cea

cel B

ătrâ

n”–

http

://a

dl.a

nmb.

ro

4.3. Instalaţia de prevenire şi de stingere a incendiilor cu gaz inert

© A

cade

mia

Nav

ală

“Mir

cea

cel B

ătrâ

n”–

http

://a

dl.a

nmb.

ro

Explozii- limite de inflamabilitate

Limita inferioară a zonei de inflamabilitate, cunoscută sub denumirea de limită inferioarăde inflamabilitate (Lower Flammable limit-LFL sau Lower Explosive Limit LEL).Limita superioară a zonei de inflamabilitate poartă denumirea de limită superioară deinflamabilitate (Upper Flammable Limit, UFL sau Upper Explosive Limit, UEL) şireprezintă acea concentraţie de gaze de hidrocarburi, peste care se află o cantitateinsuficientă de aer pentru a susţine şi propaga arderea.

© A

cade

mia

Nav

ală

“Mir

cea

cel B

ătrâ

n”–

http

://a

dl.a

nmb.

ro

Diagrama amestecurilor inflamabile

- cantitatea de oxigen O2 maximăîn tanc 5%;- temperatura maximă în tanc agazului 65°C;- conţinutul de CO2 (12,8-13,5%),maxim 15%;- conţinutul de SO2 maxim 0,02%;- conţinutul de N2 circa 80%;- conţinutul de CO circa 0,1%;- conţinutul de H2 sub 0,2 %, avândo gamă largă de inflamabilitate

© A

cade

mia

Nav

ală

“Mir

cea

cel B

ătrâ

n”–

http

://a

dl.a

nmb.

ro

© A

cade

mia

Nav

ală

“Mir

cea

cel B

ătrâ

n”–

http

://a

dl.a

nmb.

ro

© A

cade

mia

Nav

ală

“Mir

cea

cel B

ătrâ

n”–

http

://a

dl.a

nmb.

ro

Operarea tancurilor petroliere - SIMULATOR

© A

cade

mia

Nav

ală

“Mir

cea

cel B

ătrâ

n”–

http

://a

dl.a

nmb.

ro

Operarea tancurilor chimice - SIMULATOR

© A

cade

mia

Nav

ală

“Mir

cea

cel B

ătrâ

n”–

http

://a

dl.a

nmb.

ro

Operarea navelor LNG şi LPG – SIMULATOR.

Date post:	17-Jan-2016
Category:	Documents
Upload:	alex-tanase
View:	41 times
Download:	0 times

MIN_US 4_1_2014

Documents