1、1化学品船轮机基本知识介绍化学品船轮机基本知识介绍 二一七年五月开发研究所机电室21.概述概述化学品船是一种专门用来运输石油制品、石油化学制品、化学合成制品和动植油类液态货物的高技术、高附加值的船舶。根据化学品及其运输的危险性程度，国际海事组织海上安全委员会颁布了有关决议，将化学品分为四类，如下：即对环境或安全有非常危险的货品（称为I 类化学品）；对环境或安全有相当严重危险的货品（称为化学品）；对环境或安全有足够严重危险的货品（称为类化学品）；以及危险性尚未评定的货品。这四类化学品要求使用不同类型的化学品船进行装载，以达到货品运输的安全性要求。根据运输化学品的特性，在对化学品舱内液体加热，温度
2、控制，蒸汽压力控制等均有对应的要求，在规范规则上，符合一般船舶必须符合的规范、规则、法规和公约外，还必须遵守下列规则与规范:(I)国际散装运输危险化学品船舶构造和设备规则，简称:国际散化规则一IBC Code。(2)73/78 防污公约(MARPOL73/78)一-附则 ll 控制散装有毒液体物质污染规则。(3)各船级社有关化学品船规范的分册或章节。(4)散装运输危险化学品船舶构造和设备规则，简称:散化规则(Code for the Construction and Equipment of Ships Carrying Dangerous Chemicals in Bulk,BCH Code
3、)32.化学品船系统概述化学品船系统概述在机舱和上层建筑内，常规的系统外，化学品船有其专用的系统及其要求，主要如下：液货装卸系统，扫舱系统，洗舱系统，惰性气体系统，货舱透气和蒸气回收系统，货舱温度控制系统，货油舱液货监测和溢流控制系统，有毒和可燃气体探测，甲板消防系统以及货舱区域通风系统结合相应的原理图对各系统，进行简要的描述2.1液货装卸系统化学品船的液货装卸系统根据船东营运装载货品种类的要求，主要有两种基本型式：(1)独立式液货装卸系统。(2)主管式液货装卸系统。(1)独立式液货装卸系统的主要特点是每一液货舱(一种货品)设置一台液货泵(深井泵)，且设单独的甲板液货管路，船上没有液货泵舱。这
4、种型式的管系具有最好的隔离性能，不会造成液货间的相互接触而引起化学反应或污染。所用液货泵的数量随所载运的液货品种数量而定。独立式液货装卸系统中的一种变形的布置，即几个指定的液货舱载运同一种货品，为减少初投资、降低造船成本，有时可使用一台泵（浸没电动深井泵）为同品种的几个液货舱服务。另一种布置是货油舱采用独立液压深井泵，但是根据装在的同一货品，将深井泵出口管路连接一起，至货油接岸站。目前建造的19700吨化学品船，以及4某船厂建造的46000吨化学品船-液货装卸系统52.2 液货扫舱系统按MARPOL73/78 附则H 的规定，化学品船的泵吸装置及管路要进行有利泵吸条件的试验以确定液货舱、泵及管
5、路内的残余量，以确保装运X、Y 或Z 类物质在每个舱内及其相关管路内的残余物核准不超过75L。为达到上述要求，除液货舱内保持舱壁平滑、消除构件突出物外，尚应设有效扫舱系统。1)对独立式液货装卸系统先用压缩空气/氮气使多吸口泵罩形成一定的真空度，使残余液货吸人，然后再用压缩空气/氮气将残余液货扫至岸上，例如在建的19700吨化学品船。(2)主管式液货装卸系统的主要特点是使用常规液货泵，设置泵舱，并有较长的吸人管。主要适用于液货品种固定的专用化学品船，以及运载货品品种不多的中小型化学品船。在这种型式中，一种液货(一个舱或几个舱)配一台液货泵并设一根总管。类似320000吨油船泵舱和货油管路系统6液
6、货接岸站的集管低于独立货油泵出口管液货接岸站的集管高于独立货油泵出口管扫舱吹扫管路较为简单，长度相对较短扫舱吹扫管路较长，安装复杂，费用少72)对主管式液货装卸系统为达到有效扫舱的效果，必须另设专用扫舱系统(扫舱泵、扫舱管等)，例如320000吨油船的扫舱系统，专用的扫舱泵，管路82.3 液货舱洗舱系统 洗舱特点(1)由于货品变化频繁，化学品船的洗舱作业十分频繁。(2)洗舱要求达到很高的洁净度。(3)洗舱作业危险性极大。(4)洗舱所耗淡水量大。(5)应按MARPOL73/78 附则II 进行预洗洗舱系统由固定式洗舱机和(或)便携式洗舱机、洗舱泵、洗舱水加热器、清洗机柜、管路统及附件组成，最终的
7、布置位置根据厂家的阴影图的计算结果进行布置2.4 惰性气体系统 惰性气体应用主要原因1)液货舱环境控制某些液货要求隔绝氧气，水蒸气和其他气体，以防止氧化、化学反应及品质变化。环境控制有4 种方法，即惰性法、干燥法、填料法和通风法2)防火、防爆对于液货闪点小于60 ，且大于20000DWT 和单个液货舱舱容大于3000m3 或液货舱安装的固定洗舱机的单个喷嘴容量大于17.5 m3/h 或一个液货舱安装的洗舱机总容量大于110m3/h 的化学品船，在船上需设置惰性气体装置。3)扫残用于某些货品，清除管路内留存的残余液货。使用的惰性气体一般是中压(约0.7MPa)的干燥气体。9惰性气体的来源惰性气体
8、的供给有两种方式，一种是在船上设置惰性气体装置或制氮装置。另一种方式由码头提供氮气。1)惰性气体发生装置(IGG)（320000吨油船有此燃烧式）IGG 以燃烧燃油获得混合惰性气体，原理与油船所用相同2)惰性气体发生器与氮气组合式 为适应多用途化学品船对惰性气体品质和使用上的不同要求，在IGG 装 置上增加后处理流程(用分子筛吸收惰性气体中的CO2)，再进行净化、干燥，并配以氮气储气瓶。这样在不用惰性气体时可生产氮气(纯度可达工业容积98%)储存，需要时可以获得两种惰性气体3)制氮装置 制氮装置按工作原理有两种型式，即吸附式和渗透膜(1)吸附式制氮装置吸附式是通过碳分子筛在常温下吸附空气中的氧
9、分子和水分，将空气中的氮气分离出来而获得氮气。生产的氮气工业纯度为95 9毛-99.9%。(2)渗透膜制氮装置该装置利用某些高分子聚合物对不同气体具有不同渗透率及对气体具有较大渗透速度的原理。经渗透膜产生的氮气纯度正常为95%-97%，最高为99.5%。但装置产量不大，仅适用部分要求较高的货品使用4)氮气瓶补气系统适用于固定航线的化学品船。氮气由码头提供，仅为补充航行时氮气的少量漏泄。船上设氮气瓶室10薄膜式氮气发生器系统图示例112.5 液货舱透气和蒸气回收系统液货舱透气系统透气系统有开敞式透气和控制式透气两种型式。1)开敞式透气系统开敞式透气系统指在正常操作中对货物蒸发气进出液货舱能自由流
10、动而元任何限制的系统。在任何流通情况下均不得装设关断阀或盲板法兰2)控制式透气系统控制式透气系统指在每个液货舱都装有压力/真空释放阅或压力/真空间来限制液货舱内的压力与真空的透气系统蒸发气收集系统1)USCG 规定按USCG 规定，对于载运有毒液体物质及在37.goC 时蒸发气绝对压力超过10 1.3kPa 的货物的化学品船，应设置装卸作业中把蒸发气收集送回岸上去处理的蒸发气收集系统。凡是在美国港口进行原油、汽油混合物和苯的装卸者均要按USCG 的规定设置蒸发气收集系统。化学品船应具有适应多货品的分隔要求，允许同时载运各种货品。如货舱要有自己独立的蒸发气收集管，船上还应装设总的蒸发气收集管以满
11、足不同货品的载运需要。在独立蒸发气收集管与总的蒸发气收集管之间可采用便携式软管或短管件。在USCG 的规定中对液货舱需要高液位报警和溢流控制报警，而IMO 指导性文件规定仅需要高液位报警。此外在蒸发气回收管上要设置高低压报警及液货舱应采用闭式液位测量装置12某化学品船液货舱独立透气系统示意图132.6 液货舱温度控制系统液货加热(保温)系统1)化学品液货加热(保温)的特点2)加热元件表面温度3)加热速度4)温度控制5)二次回路要求6)加热介质需与被加热液货有化学相容性7)加热介质应与被加热的终温相匹配，避免不合理的参数出现液货的加热方式(1)舱内加热盘管式(2)舱外加热器式。采用舱外加热器加热
12、的方式更为安全、方便，且液舱清洗也易于达到要求。对独立式液货装卸系统，大多采用这种方式142.7 液货监测和溢流控制、易燃蒸发气及有毒蒸发气的探测1)液货温度检测对于液货温度需要控制的货品，液货舱均要设置温度测量，对液货过热或过冷可导致危险情况发生时需要设置温度报警系统对大多数货品，液货舱内温度测量是设两个测量点(舱的下部及舱的偏上的位置)。对要求温度场均匀的货品，设上、中、下3 个测点2)液货压力监测(1)对于在3 7.8 0 C 时蒸发气绝对压力超过10 1.3 kPa 的液货，要求每个液货舱应配一只压力表，指示货物上面蒸发气空间的压力。(2)液舱用惰性气体保护时，该系统需设压力监测;采用
13、蒸发气逸散控制时，液货舱或蒸发气管上需设压力监测并有高低压报警3)液货液位监测(1)液货测量设备主要有开敞式、限制式、封闭式3 种。开敞式和限制式测量设备适用于液货舱采用开式透气，以及操作测量前，可采取措施释放液货舱压力的情况。封闭式测量设备有雷达式、压力传感器式及磁浮子式。液货舱内应设置符合规定的表明舱内液位达到正常满载时的声光高液位报警器。(2)溢流控制IBC规则中危险化学品清单一-最低要求一览表中e 栏内列有特殊规定的货物，作为对测量装置外的补充，能发出溢流的声光报警15温度测量，压力监测和液位测量，溢流控制162.8 液货区域的机械通风需要结合危险区域划分图 货物危险区域示意17处所处
14、所通风要求通风要求换气次数换气次数1装卸货作业期间经常出人的处所:(1)货泵舱;(2)容纳货物装卸设备的其他围蔽处所以及进行货物操作的类似处所;(3)对IBC 第15.17 条规定的货物者的上述(1)，(2)处所(1)固定式机械抽风(2)在处所外部控制3 0 次/h45 次/h在装有驱动货泵的电动机的舱室内，应设有正压式通风系统2经常进入的泵舱及其围蔽处所(I)固定式机械通风(宜抽风)(2)在处所外部控制320 次/h3不经常进入的处所:双层底舱、隔离空舱、箱形龙骨、管隧以及可能积聚货物的其他处所.货物处所(I)可为认可的可移式通风设备(2)永久性通风管16 次/h8 次/h 货物区域机械通风
15、要求182.9 消防系统2.9.1 化学品船消防系统的特殊要求1)仅载运非易燃货品的专用化学品船这类货品，如丙烯酌胶溶液(50%或以下)、硝酸镀溶液(93%或以下)氯仿等，消防系统按货船处理，但装货处所不必遵照货船规定。2)仅载运闪点(闭杯试验)高于60 0 C 货品的化学品船可按对运载闪点(闭杯试验)高于60 0 C 的油船处理，但固定甲板泡沫系统应遵照对化学品船的规定。3)对载运闪点(闭杯试验)小于60 0 C 货品的化学品船(包括500GT 以下)消防系统应按IBC 的规定执行2.9.2 液货区域消防系统1)固定甲板泡沫灭火系统(1)应用。大部分化学品船均应装设固定甲板泡沫灭火系统。对仅
16、载运二硫化碳及黄磷或白磷的船应使用水雾灭火系统。对乙胶及异丙肢应用水雾灭火和干粉灭火。有相当一部分货品除需装设固定甲板泡沫灭火系统外，还需增设水雾灭火系统和(或)干粉灭火系统。尚有一些货品，IBC 规则对其元特殊要求，如硝酸镀溶液(93%或以下)等，详见危险品化学品清单中的要求。19(2)泡沫。应使用抗乙醇泡沫，少量货品可使用普通泡沫(包括所有非抗乙醇泡沫的泡沫，其中包括氟化蛋白质和水膜泡沫一-AFFF)不应使用普通蛋白泡沫。只准提供一种类型的泡沫剂，该泡沫剂应对拟载运的尽可能最大多数的货物有效。(3)泡沫液的供给速度，泡沫量，泡沫炮和泡沫枪选择以及泡沫液释放时间根据化学品船中关于泡沫液的详细计算2.9.3 货泵舱消防系统(1)化学品船设有货泵舱时，货泵舱应设有CO2 灭火系统。CO2 灭火剂的数量应足以供应相当于货泵舱总容积的45%体积的自由气体。(2)当所载运的货物不适宜采用CO2 灭火时，可设置固定式压力水雾系统或高倍泡沫灭火系统。根据化学品船的吨位和经济性方面，甲板泡沫消防系统，9000吨以下的化学品船，考虑使用压力式（胶囊式）泡沫消防系统，9000吨以上的化学品船，考虑使用平衡式泡沫消防系统。简要示意图如下：20平衡式甲板泡沫系统图
