油船惰性气体系统
油船装载的是易燃易爆的原油或成品油,当货油舱内的油气与空气混合, 并达到一定的含氧量后,极易发生火灾和爆炸事故。因而船级社规范对货油舱 内的气体置换有明确的要求。对载重量为 200 吨及以上的载运闪点(闭杯试 验)不超过60C的原油船或成品油船,以及所有使用原油洗舱的油船,均应设 置惰性气体系统。
一、 惰性气体的功能
1. 降低货油舱内大气的含量,使舱内大气达到不能支持燃烧的程度,而使空
舱惰性化。
2. 在航行中使货油舱内的大气含氧量(以体积计)不超过 8%,并保持正压
状态,但需要排清货油舱的油气时除外。
3. 除有必要排清货油舱的油气外,保证在正常作业中,空气不进入货油舱。 4. 驱除空货油舱内的碳氢气,使其后的除气过程中货油舱内不致形成可燃气
体。
二、 烟气式惰性气体系统
惰性气体系统的型式取决于惰性气体装置的型式。惰性气体系统有以下 3 种型式:
烟气式惰性气体系统、惰性气体发生装置系统和多功能惰性气体系统。 目前油轮上基本都使用烟气式惰性气体系统。因其有供气量大,含氧量一 般在
4%~5%以下,不需额外消耗燃料,成本低,经济性高的优点。
1. 系统流程图
图 4.3.1 所示为典型的烟气式惰性气体系统图。其工作原理是柴油机排出的 废气经废气锅炉后进入烟道,由风机 5 将其抽出,先通过烟气抽气阀 2 进入洗 涤塔 3 进行冷却、脱硫和除尘;干净的烟气再经过除湿器去除烟气中的水份; 然后烟气被风机打入货油舱,进入货油舱之前的管路中设有调节阀
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7、甲板水封装置
8、单向阀 16 等。由于烟气是从柴油机排出的废气中抽取,因而其中的氧
气已基本上被燃烧掉,留下的主要是氮气,所以是一种惰性气体。
2. 主要设备的功能
⑴烟气抽气阀
烟气抽气阀 2 装于锅炉烟道和洗涤塔之间,连接管上接入蒸汽或空气冲洗 管,需要时对阀进行冲洗。另外,还接入空气密封管,当排气阀处于关闭状态 时,由锅炉风机向抽气管供气,使抽气阀冷却和阻止烟气进入抽气管。
⑵洗涤塔
洗涤塔 3 具有冷却、脱硫和除尘的功能。它使烟气的温度下降到接近海水 温度,一般要求比海水高2C ~5C ;去除烟气中的硫氧化物(SO
2 和 SO
3),一般要求脱硫率为 90%~95%或更高;去除烟气中的烟尘等固体杂质,
要求除尘率在 90%以上。图 4.3.1 典型的烟气式惰性气体系统图
1-锅炉烟道; 2-烟气抽气阀; 3-洗涤塔; 4-除湿器; 5-风机; 6-压力控制排
放阀; 7-调节阀; 8-甲板水封; 9-货油泵; 10-压力 /真空安全装置; 11-呼吸阀;
12-透气桅; 13-氧分析仪; 14-放气阀; 15-压力传感器; 16-单向阀; 17-主截止
阀⑶除湿器
用来去除洗涤塔排气中的水滴,要求除水滴率在 90%左右。除湿器 4的型 式有过滤式、旋流式和挡板式等。
⑷甲板水封装置
甲板水封装置 8 是安全装置,以防止货油舱内可燃性气体逆流。其原理是 甲板水封内水柱的静压与货油舱油气的逆压相平衡,以阻止货油舱内可燃性气 体的逆流。
⑸压力/真空安全装置
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该装置设于甲板惰性气体总管(也是货油舱透气总管)上,其作用和要求 前文已叙述。
⑹风机
一般使用电动离心式风机,风机 5 的风量应保证最大卸油量时油舱内能维 持一微小正压。风机总风量比货油泵的排量至少大 25%。风机一般应设置两 台,每台风机的风量可以是总风量的 100%或 50%,所以有三种不同的配置方 式。
⑺压力传感器
压力传感器 15 的功能是控制进入货油舱内的惰性气体压力,它通过控制排 放阀 6和调节阀 7 的开闭来维持惰性气体的压力。当压力升高时,压力传感器 送出电信号,使调节阀 7 关小,减少流量,从而使进入货油舱的惰性气体压力 降低,同时,使排放阀 6 打开,将多余的惰性气体从烟囱顶部排出。当压力降 低时,开大调节阀,关闭或关小排放阀,使进入货油舱的惰性气体压力升高。
⑻氧分析仪
本系统图中的氧分析仪 13 的作用是对送入货油舱的烟气中的含氧量进行分 析,显示并记录进入货油舱烟气的含氧量,当含氧量超过 5%时仅会发出报警和 记录。也可以通过氧分析仪控制调节阀 7 的开闭,当含氧量超标时,关闭总管 上的调节阀,打开与惰性气体总管连通的放气阀,将不合格的惰性气体放到大 气中。
⑼放气阀
本系统中放气阀 14的作用是当调节阀 7关闭时,将调节阀 7 与甲板水封装 置 8 之间管路中的惰性气体放入大气,因而它的开闭也是由调节阀控制的。 三、惰性气体发生装置系统
惰性气体发生装置系统是利用专门的燃烧器燃烧柴油,产生燃气经洗涤塔 冷却、脱硫、除尘和除湿,而后得到高质量的惰性气体。这种系统的优点是所 产生的惰性气体含氧量低( 1%~4%)、二氧化硫少、烟尘少。其缺点是需额外 消耗燃油,经济性差,并要设置专门的燃烧室、燃油泵、燃油柜等设备,造价 高。
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