貨油裝卸及掃艙系統(tǒng)

1、貨油裝卸及掃艙系統(tǒng)一般油船的裝卸管路按布置位置可分為三部分，即貨油艙內(nèi)管系、油泵艙管系及甲板管系等。一、貨油艙內(nèi)管系艙內(nèi)管系布置分線形總管式和環(huán)形總管式兩類，環(huán)形總管又分單環(huán)式、雙環(huán)式和多環(huán)式。1. 線形總管式原則上，每一貨油泵設(shè)置一根總管。按裝油配置要求（計(jì)及不同油種的裝載分布）從各總管引出支管至相應(yīng)油艙。圖4.1.1為某油船的三線總管式艙內(nèi)管系圖。圖中N0.1總管服務(wù)于1、3貨油艙（左、右），圖中N0.2總管服務(wù)于2、5貨油艙（左、右），圖中N0.3總管服務(wù)于4、6貨油艙（左、右）及污油水艙（左、右）。這種線形總管式管系布置簡(jiǎn)單、操作方便、隔離可靠和混油可能性小。但裝載油種的機(jī)動(dòng)性不高，適

2、用于運(yùn)輸油種固定、運(yùn)量固定、航線固定的中小型油船。2. 環(huán)形總管式為提高機(jī)動(dòng)性，可將兩根線形總管相接，配以相應(yīng)閥門，即成單環(huán)式總管。對(duì)具有3臺(tái)貨油泵的船舶，可形成兩個(gè)或多個(gè)環(huán)形總管。圖4.1.2為某船的多個(gè)環(huán)形總管式艙內(nèi)管系圖。圖中NO.1總管與NO.2總管、NO.1總管與NO.3總管及NO.2總管與NO.3總管都相互連通，并且4#風(fēng)暴艙和污油水艙都可由兩根總管抽吸。這種環(huán)形總管式布置機(jī)動(dòng)性好，但為避免混油需設(shè)置較多的隔離閥，操作管理較為復(fù)雜。3. 艙內(nèi)管系設(shè)計(jì)及安裝要求 各總管在第一個(gè)油艙內(nèi)必須設(shè)有膨脹接頭或彎頭，以補(bǔ)償管子的熱脹應(yīng)力。如用膨脹接頭則應(yīng)為伸縮型膨脹接頭。 應(yīng)防止混油現(xiàn)象的發(fā)生

3、。對(duì)裝載兩種或兩種以上油品的油船，在環(huán)形總管的連接處，以及總管與吸口之間均須設(shè)置兩道閥隔離。 除不足600DWT（載重噸）的油船外，貨油艙均設(shè)有雙層底，為此吸油口可布置在油艙的底面以上或設(shè)置在凹入的吸油井內(nèi)。吸油口應(yīng)布置在船舶卸油狀態(tài)時(shí)的最低點(diǎn)，距艙底應(yīng)小于100mm。 如貨油艙設(shè)計(jì)為直接注油時(shí)，注入管應(yīng)伸入艙內(nèi)，其開口應(yīng)使貨油沿艙壁流下并盡可能接近艙底，以減少產(chǎn)生靜電的可能性。 當(dāng)考慮通過吸入管裝注貨油時(shí)，則應(yīng)設(shè)有旁通管，繞過貨油泵，將吸入管與甲板輸出管連通（旁通管上設(shè)截止閥）。二、泵艙管系油船一般都在機(jī)艙前部設(shè)置有油泵艙，為貨油艙服務(wù)的大部分設(shè)備均安裝在泵艙內(nèi)。主要有貨油泵、專用壓載泵、掃

4、艙泵、洗艙加熱器等，因而泵艙內(nèi)的布置一般都十分緊張。但因汽輪機(jī)的工作溫度高達(dá)204左右，為了降低泵艙的溫度和避免電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生火花，引起火災(zāi)，所以驅(qū)動(dòng)貨油泵、壓載泵的透平或電動(dòng)機(jī)，均設(shè)置在機(jī)艙內(nèi)。在原動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)軸通過艙壁處，必須裝有密封的填料函裝置，用來保持傳動(dòng)軸通過艙壁處的密封性。圖4.1.3為泵艙內(nèi)設(shè)有三臺(tái)貨油泵、貨艙內(nèi)總管采用環(huán)形總管式布置時(shí)的管系簡(jiǎn)圖。泵艙內(nèi)管系的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足下列要求： 各貨油泵的吸入管接自艙內(nèi)管系的各總管。各總管接入泵艙后，必須設(shè)置防火型隔離閥。即圖中的遙控蝶閥1必須為防火型蝶閥。 如果貨油艙內(nèi)的總管采用環(huán)形總管，則各貨油泵之間不必連通。如果貨油艙內(nèi)的總管采用線形總管式，則

5、各貨油泵的吸入管應(yīng)相互連通，以便任一臺(tái)泵發(fā)生故障時(shí)，由其他泵代替工作。對(duì)不同油種的吸油總管，該連通閥上應(yīng)裝設(shè)雙道隔離閥。 各貨油泵的吸入端應(yīng)裝有氣體分離器（真空裝置）2，以去除貨油中的空氣，防止油泵的損壞。對(duì)于原油船，還應(yīng)裝有濾器。但對(duì)于成品油輪等裝載干凈油種的油船可以不設(shè)。 如某一貨油艙須作為油船的應(yīng)急風(fēng)暴壓載艙，則貨油泵應(yīng)能經(jīng)海底閥吸入海水壓至該艙（在海水總管和貨油總管之間應(yīng)設(shè)2只閥，其中1只閥應(yīng)能在關(guān)閉狀態(tài)下予以鎖??；或在貨油泵專用的海水總管上設(shè)置雙孔法蘭，圖中的件5即為雙孔法蘭，平時(shí)處于常閉狀態(tài)），并能從該艙抽出污壓載水，按防污染要求直接排舷外、排至污油水艙或岸上接受設(shè)備。 離心式貨油

6、泵的排出端應(yīng)設(shè)排量調(diào)節(jié)閥4和止回閥3，用于調(diào)節(jié)貨油泵的排量及壓力和防止各貨油泵出口因連通而發(fā)生混油。 每臺(tái)貨油泵均由一根獨(dú)立排出管引出泵艙與上甲板貨油管系接通。 用貨油泵進(jìn)行原油洗艙的原油船，洗艙原油供給管可接在貨油泵出口排量調(diào)節(jié)閥之后，以便調(diào)節(jié)洗艙油壓。三、甲板管系貨油甲板管系接自貨油泵的排出管，由縱向總管、橫向總管及裝卸油站等組成。圖4.1.4為典型的油艙甲板管系圖。1. 縱向總管自貨油泵排出管引出 至船中部與橫向總管相接。在縱向管路上每隔15m30m應(yīng)設(shè)置一只膨脹接頭。各管段的法蘭連接處應(yīng)用導(dǎo)體進(jìn)行電氣連接，并最終接地。防止由摩擦或靜電產(chǎn)生火花而發(fā)生火災(zāi)。2. 橫向總管由縱向總管引向兩舷

7、的裝卸油站。該系統(tǒng)共有三根貨油總管（圖中的NO1、NO2、NO3），但為了裝卸方便，引至裝卸油站后，其中一根總根分成兩路在裝卸油站的前后各設(shè)一只注入/排出接口；每一根橫向總管上還設(shè)有與貨油艙總管連通的支管（圖中的A、B、C接口），以便貨油可直接通過貨油艙內(nèi)的貨油總管將貨油注入到各貨油艙；各橫向總管之間還相互連通，方便了貨油的裝卸。連通管上應(yīng)裝設(shè)雙道隔離閥。3. 裝卸油站裝卸油站設(shè)于橫向總管的兩舷，用于貨油的裝卸、燃油和柴油注入及蒸發(fā)氣收集系統(tǒng)的接岸?？偣芪炊讼路皆O(shè)有集油槽。貨油裝卸管位于裝卸油站的中間，兩邊為燃油（F.O）和柴油（D.O）的注入管，最外檔的是兩根蒸發(fā)氣接岸總管。對(duì)于國(guó)際航行的油

8、船，貨油裝卸站的設(shè)計(jì)應(yīng)符合OCIMF（石油公司國(guó)際航運(yùn)論壇）的要求，見圖4.1.5。主要如下： 裝卸油管之間的間距A及燃油裝注管和貨油裝注管之間的間距B應(yīng)按表4.1.1。表4.1.1 間距A及間距B的要求船的噸位/DWTAB注16000250001.5m1.5m對(duì)不足16000DWT的油船,A應(yīng)按船的尺寸、裝卸要求及油碼頭的設(shè)備具體決定.25001600002m2m600011600002.5m大于1600003m 異徑接頭的配置數(shù)量應(yīng)管按表4.1.2。閥、短管及異徑接頭的法蘭應(yīng)符合B.S.1560（英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)）或ANSI B16.5（美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)）的標(biāo)準(zhǔn)。表4.1.2 貨油裝卸站異徑接頭配

9、置數(shù)量船的噸位DWT固 定 安 裝備 用大端小端數(shù)量大端小端3數(shù)量小端3數(shù)量小端3數(shù)量1600025000按貨油總管1281283410342500160000161612346000116000016161234大于160000202012341634注：1、表中數(shù)量以4根貨油裝卸總管為基礎(chǔ)。 2、因系英美標(biāo)準(zhǔn)，故表中尺寸以英制表示管子的公稱通徑。 對(duì)于集油槽，除其尺寸應(yīng)符合圖4.1.5要求外，還應(yīng)符合下列要求：集油槽的容量，USCG（美國(guó)海岸警衛(wèi)隊(duì)）要求對(duì)于12”以上的裝卸油管，每一根油管應(yīng)具有636L的集油槽容量；集油槽應(yīng)通過重力或氣動(dòng)泵將油泄放至污油水艙。四、貨油艙掃艙系統(tǒng) 在油船上，

10、貨油裝卸管路吸油口的口徑較大，不可能過近的貼近艙底，因此，卸油時(shí)油位低到一定的位置，由于油類不能及時(shí)的從四處流至吸油口附近，這時(shí)流體就會(huì)產(chǎn)生旋渦，使空氣通過吸油口進(jìn)入的管內(nèi)，從而影響泵的排量，甚至吸不上貨油。所以，當(dāng)油位低于一定高度時(shí)，必須利用掃艙系統(tǒng)繼續(xù)完成卸油工作。另外在洗艙時(shí)，艙內(nèi)的積水也可用掃艙系統(tǒng)排出。1. 貨油艙掃艙系統(tǒng)的功能 抽吸貨油艙內(nèi)的殘油、使留艙殘油盡可能少。 抽吸貨油管內(nèi)及貨油泵等設(shè)備內(nèi)的殘油。2. 掃艙系統(tǒng)的形式掃艙系統(tǒng)主要有自動(dòng)掃艙系統(tǒng)和獨(dú)立式掃艙系統(tǒng)兩種. 自動(dòng)掃艙系統(tǒng)自動(dòng)掃艙系統(tǒng)適用于采用離心泵作為貨油泵的大中型油船。主要用于抽吸貨油艙內(nèi)的殘油，使留艙殘油達(dá)到最少

11、。由于這種系統(tǒng)仍利用貨油泵進(jìn)行掃艙，因而一般仍需設(shè)置一臺(tái)小排量掃艙泵，以抽空貨油管及貨油泵中的殘余貨油，見圖4.1.3。自動(dòng)掃艙系統(tǒng)主要有真空式自動(dòng)掃艙系統(tǒng)、噴射式自動(dòng)掃艙系統(tǒng)及再循環(huán)自動(dòng)掃艙系統(tǒng)三種形式，目前應(yīng)用最多的是真空式自動(dòng)掃艙系統(tǒng)。 真空式自動(dòng)掃艙系統(tǒng)由氣液分離柜2、排量調(diào)節(jié)閥3、氣體抽出閥5、真空裝置6（真空泵、真空柜等）和控制板7等組成。圖4.1.6所示為真空式自動(dòng)掃艙系統(tǒng)的示意圖其工作原理是：當(dāng)貨油艙內(nèi)的貨油液位足夠高時(shí)，本系統(tǒng)不工作，此時(shí)氣液分離柜2中液位在70%以上。 當(dāng)貨油艙內(nèi)的液位下降時(shí)，吸入壓力也下降并接近貨油的蒸發(fā)壓力時(shí)，部分貨油將變成蒸汽，同時(shí)積聚在氣液分離柜的頂

12、部，并導(dǎo)致分離柜內(nèi)液位下降。當(dāng)液位降到50%以下時(shí)，分離柜上的液位傳感器8的氣動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)裝于貨油控制板7上的壓力開關(guān)，使真空泵9啟動(dòng)，同時(shí)打開氣體抽出閥5并使排量調(diào)節(jié)閥3關(guān)小，進(jìn)行節(jié)流。 真空泵9抽出氣體的同時(shí)分離柜中的液位升高，當(dāng)液位恢復(fù)到70%時(shí)，氣體抽出閥關(guān)閉并在10秒鐘后，真空泵停止，排量調(diào)節(jié)閥恢復(fù)到原有的開度。每當(dāng)出現(xiàn)上述情況時(shí)，重復(fù)進(jìn)行、的抽氣過程。 當(dāng)貨油艙內(nèi)液位進(jìn)一步下降時(shí)，吸入口周圍會(huì)產(chǎn)生漩渦，當(dāng)漩渦凹陷的底部低于吸入口的下表面時(shí)，氣體開始被吸入。同樣，這些氣體積聚在分離柜的頂部，使分離柜內(nèi)的液位降低，又重復(fù)、的抽氣過程。但由于吸入的空氣越來越多，排量調(diào)節(jié)閥的開度變得越來越小

13、，或真空泵處于一直運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)。 當(dāng)液位再下降時(shí)，就會(huì)有大量的氣體被吸入，氣體吸入的量超過了真空泵的抽出量，排量調(diào)節(jié)閥會(huì)完全關(guān)閉，如果氣液分離器內(nèi)的液位還會(huì)上升時(shí)，排量調(diào)節(jié)閥會(huì)再開一點(diǎn)；但液位再次低于5%時(shí)，黃色的信號(hào)燈就會(huì)發(fā)亮，表示卸貨工作已進(jìn)入掃艙階段。 當(dāng)真空泵連續(xù)操作時(shí)，分離柜內(nèi)的液位也不上升，且排量調(diào)節(jié)閥隨時(shí)保持完全關(guān)閉，長(zhǎng)時(shí)間繼續(xù)這種狀態(tài)，意味著已抽不到剩余液體，大約3分鐘后，橘黃色燈會(huì)閃光，同時(shí)峰嗚器發(fā)出聲響，表示掃艙結(jié)束。 獨(dú)立式掃艙系統(tǒng)僅利用掃艙泵進(jìn)行，設(shè)置獨(dú)立的掃艙總管，一般適用于中小油船。3. 掃艙管路 掃艙支管對(duì)大中型油船，因設(shè)置自動(dòng)掃艙系統(tǒng)，且為簡(jiǎn)化貨油管系，一般均不設(shè)

14、專用掃艙管路，而以貨油吸入管兼作掃艙總管。每個(gè)貨油艙內(nèi)裝設(shè)管徑較小的掃艙支管和吸口，接至貨油總管。見圖4.1.2。卸油時(shí)，當(dāng)艙內(nèi)油位下降至接近主吸油口時(shí)，關(guān)閉主吸油閥并開啟掃艙吸油閥，同時(shí)用掃艙泵進(jìn)行掃艙卸油。 獨(dú)立掃艙管路掃艙總管和貨油總管并行敷設(shè)，各貨油艙都有掃艙支管和掃艙總管相連，掃艙總管和掃艙泵連接。大中型船舶很少使用。 掃艙吸口掃艙吸口應(yīng)低于貨油主吸口，并盡可能接近貨艙底。如貨油艙內(nèi)設(shè)有吸油井，則掃艙吸口應(yīng)盡量布置在吸油井內(nèi)。4. 掃艙泵掃艙泵一般應(yīng)采用自吸性能好的蒸汽往復(fù)泵或電動(dòng)螺桿泵。掃艙泵的作用是抽除貨油艙內(nèi)的殘油、貨油總管內(nèi)的油、級(jí)污油水艙內(nèi)的污油、貨油泵排出總管內(nèi)的油、貨油

15、設(shè)備的泄放油、泵艙艙底水和海水（如兼洗艙）等。掃艙泵將殘油或污油排至上甲板貨油總管排岸接管處、級(jí)污油水艙、經(jīng)排油監(jiān)控認(rèn)定合格后排舷外和兼海水洗艙泵時(shí)將海水泵至洗艙加熱器。五、其他1. 管子支架管子支架應(yīng)包有11.5mm的鉛皮墊片，或設(shè)有聚四氟乙烯墊片。防止管子因受熱脹冷縮滑動(dòng)而與支架相互摩擦產(chǎn)生火花引起火災(zāi)。吸油口支管必須設(shè)置一個(gè)支架，并將支架焊接在船體結(jié)構(gòu)上，然后把支管固緊在支架上。用來避免在裝卸油時(shí)，由于液體流動(dòng)的沖擊力而引起支管振動(dòng)，造成吸口與艙底板摩擦而引起火災(zāi)。同時(shí)也可防止由于吸油造成的真空使吸口與艙底板之間的距離縮小，降低油泵的吸油效率。2. 貨油艙加熱管油船在卸油時(shí)，由于油類的粘

16、度較大，所以油的流動(dòng)性較差。為了提高油船的卸油速度，在卸油時(shí)，可以將油類進(jìn)行加熱，減小油的粘度，增大油的流動(dòng)性，從而可以縮短卸油的時(shí)間，用來對(duì)貨油進(jìn)行加熱的管路稱為貨油加熱管路。貨油艙加熱管一般均采用盤管的形式，可以在車間內(nèi)場(chǎng)組裝成片狀單元后到船上安裝。為了節(jié)約能源，又達(dá)到加熱的效果，可以在吸油口四周設(shè)螺旋形盤管。每個(gè)貨油艙的加熱管，應(yīng)各自為一組或分成幾組，每組應(yīng)各自有其獨(dú)立的進(jìn)汽管和排汽管，分別接至甲板上加熱系統(tǒng)的蒸汽總管和凝水總管（也有用熱油作為加熱介質(zhì)的），它們都有獨(dú)立的控制閥或按艙群分布的分配器和集合器。為了有效地利用蒸汽熱量使蒸汽全部凝結(jié)成水，每組凝水管都應(yīng)設(shè)有一只阻汽器。阻汽器與盤

17、管之間的管路上一般還應(yīng)設(shè)置一只放水閥，當(dāng)凝水觀察柜中發(fā)現(xiàn)凝水中含有油份時(shí)，用來判斷哪一艙的凝水中含有油份，即管子發(fā)生了損壞。也可作為放凝水用。貨油艙透氣系統(tǒng)  油輪的貨油艙在裝入貨油時(shí)或者卸載后，油艙內(nèi)的空氣會(huì)被擠壓而使貨油艙內(nèi)壓力增加，或因油艙內(nèi)的貨油減少而使貨艙內(nèi)形成真空。在油船航行中，所有油艙都是封閉的，當(dāng)外界溫度發(fā)生變化時(shí)引起油艙內(nèi)的氣壓升高或降低，都會(huì)使油艙壁受到壓縮或膨脹而破壞。 貨油艙透氣系統(tǒng)的功能就是在貨油裝卸和驅(qū)除油氣的過程中，使大量氣體通過透氣裝置進(jìn)出貨油艙；在正常航行中，由于溫度的變化等原因，能使少量油氣、空氣或惰性氣體進(jìn)出貨油艙。因而每個(gè)貨

18、油艙均應(yīng)設(shè)置透氣裝置以限制油艙內(nèi)的壓力或真空度。 一、貨油艙透氣系統(tǒng)的型式 貨油艙透氣系統(tǒng)有兩種基本的型式，即總管式和獨(dú)立式。一般大型油船上每只貨油艙均同時(shí)采用這兩種透系統(tǒng)。 1. 總管式透氣系統(tǒng) 圖4.2.1所示的透氣系統(tǒng)中，位于船中的即為總管式透氣系統(tǒng)。該系統(tǒng)在上甲板上敷設(shè)有一根惰性氣體總管并兼透氣總管，總管通過支管與每一只貨油艙相連。在透氣總管上還設(shè)有一只壓力真空釋放閥，以確保該系統(tǒng)的安全。在船艏裝有透氣管上升管，其高度一般不小于8.5米。上升管的頂部裝有火星熄滅器。該系統(tǒng)主要特點(diǎn)是：  各艙的支管與總管的連接管上應(yīng)裝

19、設(shè)帶鎖閉裝置的截止閥以能進(jìn)行隔斷。（圖中是帶鎖蝶閥2和雙眼法蘭1）。  貨油艙另設(shè)呼吸裝置（即獨(dú)立式透氣系統(tǒng)）。當(dāng)支管被隔斷時(shí)，艙內(nèi)仍能維持呼吸功能。     圖4.2.1 貨油艙透氣系統(tǒng)（兼甲板惰性氣體總管）1-雙眼法蘭；2-帶鎖蝶閥；3-壓力真空釋放閥；4-豎直透氣管；      5-火星熄滅器；6-高速透氣閥；7-甲板水封裝置  對(duì)于同時(shí)載運(yùn)幾種油品的油船，可按油品種類設(shè)計(jì)幾組透氣總管，其結(jié)構(gòu)與上述總管式透氣系統(tǒng)相同。 

20、 總管上適當(dāng)位置設(shè)一豎直透氣總管4，以向上透氣，出口處裝金屬防火網(wǎng)（火星熄滅器5）。  設(shè)有惰性氣體系統(tǒng)的油船，透氣總管與惰性氣體總管合用。  壓力真空釋放閥3前后不可設(shè)閥，但可設(shè)旁通閥。并有指示旁通閥已開啟或壓力真空閥已固定于開啟的設(shè)施 2. 獨(dú)立式透氣系統(tǒng) 每一油艙單獨(dú)引出一根豎直透氣管，透氣管上方安裝有透氣裝置（高速透氣閥）。見圖4.2.1中的件6。高速透氣閥由三部分組成；高速排放閥1、真空吸入閥2和驅(qū)氣排氣口3。圖4.2.2是高速透氣閥的外形圖。  高速排放閥 高速排放閥的作用是在裝載貨油時(shí)，使艙內(nèi)大量油氣或惰性氣體排出。其基本要求是排泄蒸發(fā)氣混合物的節(jié)流速度不小于30m/s；蒸發(fā)氣混合物垂直向上排出；排出口在貨油艙甲板2m以上處；使油艙內(nèi)壓力不高于0.021