SUSTAV UKRCAJA I ISKRCAJA TEKUĆEG TERETA NA TANKERIMA

1. SUSTAV UKRCAJA I ISKRCAJA TEKUĆEG TERETA NA TANKERIMA Brodski sustavi

4. Pod tekućim teretom podrazumijeva se sirova nafta i njeni rafinerijski proizvodi. • Osim ovih vrsta tereta, tankeri prevoze i ostale tekuće terete, kao što su različite kemikalije i ukapljeni plinovi • Brodovi za prijevoz tekućih tereta kao cjelina i njihovi posebni sustavi podliježu pravilima klasifikacijskih zavoda, kao i međunarodnih organizacija koje se bave problemima sigurnosti plovidbe, posade i zaštite okoliša. • Pored svega navedenoga, potrebno je uvažiti i zahtjeve brodovlasnika, posebnosti eksploatacije broda te uvjete velikih svjetskih organizacija koje se bave prijevozom tekućeg tereta. Ovi se zahtjevi uglavnom odnose na: • vrijeme ukrcaja i iskrcaja tereta; • uvjete grijanja tereta; • tlakove na palubnim ograncima za ukrcaj i iskrcaj tekućeg tereta; • podjelu brodova prema vrsti tekućeg tereta kojega prevoze.

5. Podjela tankera prema vrsti tekućeg tereta kojega prevoze

6. U praksi su uvriježene engleske kratice: • General purpose tanker – veličine 10.000 - 24.999 tdw • MR tanker – veličine od 25.000 - 54.999 tdw • Panamax tanker – veličine od 55.000 - 79.999 tdw • Aframax tanker – veličine od 80.000 - 119.999 tdw • Suezmax tanker – veličine od 120.000 - 199.999 tdw • VLCC – veličine od 200.000 - 319.999 tdw • ULCC – veličine od 320.000 - 550.000 tdw.

7. Najveći izgrađeni tanker u usporedbi s poznatim velikim građevinama

8. Pumpe tekućeg tereta su većinom centrifugalne pumpe jer udvoljavaju mnogim zahtjevima, kao što su kapacitet, dobavna visina i dimenzije. • Pumpe tereta mogu biti još i vijčane ili stapne, ali samo za manje dobavne količine i za tekućine velike viskoznosti. • Centrifugalne pumpe mogu biti pogonjene parnim turbinama, dizelskim motorima, elektromotorima ili hidromotorima. • Na tankerima se sustavi ukrcaja i iskrcaja tekućeg tereta izvode u dvije izvedbe, i to: • sustav ukrcaja i iskrcaja tekućeg tereta pomoću pumpne stanice • sustav ukrcaja i iskrcaja tekućeg tereta pomoću uronjenih pumpi • Problem dilatacija cjevovoda zbog promjena temperature ili pomicanja strukture broda, moguće je rješavati odgovarajućom izvedbom i ugradnjom cjevovoda, u skladu s pravilima klasifikacijskih zavoda.

9. Dilatacijske lire

10. Dilatacijske lire

11. Presjek strukture tankera

12. Tanker u izgradnji - pogled na tankove tereta

13. Unutrašnjost tanka tereta

14. Unutrašnjost tanka tereta

15. Poklopac grotla tanka tereta

17. Usporedba stabilnosti broda s jednim velikim tankom tereta i više manjih tankova tereta

18. Sustav ukrcaja i iskrcaja tekućeg tereta pomoću pumpne stanice • Pogonski strojevi za pogon pumpi smješteni su u strojarnici, a pumpe se pogone kratkim vratilom koje prolazi kroz nepropusnu pregradu između strojarnice i prostora u kojemu su smještene pumpe tekućeg tereta. • Vratilo na prolazu kroz nepropusnu pregradu ima posebnu plino-nepropusnu brtvenicu. • Prostor pumpi smatra se opasnim zbog mogućnosti požara i eksplozije od plinova i para koji se u tom prostoru mogu stvarati propuštanjem cjevovoda, spojeva i sl. • Kapacitet pumpi određuje se prema ukupnoj količini tekućeg tereta kojeg brod može prevoziti, vremenom predviđenom za iskrcaj, te broju ugrađenih pumpi, što ovisi o broju različitih vrsta tereta. • Najdulje vrijeme iskrcaja uzima se 24 sata za velike tankere, a za manje se može uzeti od 12 do 14 sati. • Primjera radi, međunarodna naftna kompanija Shell zahtijeva da tankeri moraju svojim pumpama i cjevovodima na palubnim ograncima kontinuirano održavati tlak od 10 bar, uz odobrenu gustoću i temperaturu tekućeg tereta.

19. Smještaj sustava ukrcaja i iskrcaja tekućeg tereta pomoću pumpne stanice

20. Smještaj sustava ukrcaja i iskrcaja tekućeg tereta pomoću pumpne stanice

21. Shema sustava ukrcaja i iskrcaja tekućeg tereta pomoću pumpne stanice

22. Sustav se izvodi na brodovima > 55.000 tdw prilikom transporta jedne vrste tereta • Sustav je jednostavan i efikasan • Sustav može osigurati veliki kapacitet iskrcavanja pumpe (od 600 m3/h - 6000 m3/h • Investicijsko ulaganje u sustav je značajno niže od sustava sa uronjenim pumpama tereta u svakom tanku • Nedostatak sustava je značajan broj armature (ventila) usisnog cjevovoda uronjene u teretu, usisni cjevovod je vođen kroz teretne tankove • Pumpna stanica je prostor opasne zone (engl. Hazardous area), a smještena je između pramčane pregrade strojarnice i krmene pregrade teretnih tankova. • Ovakav prostor zahtjeva izrazitu zaštitu u električnim i mehaničkim komponentama, kako tijekom rada pumpi tereta ne bi došlo do iskrenja, a što bi moglo prouzročiti njenu eksploziju.

23. Centrifugalna pumpa tereta • Kućište podijeljeno aksijalno, radi lakšeg održavanja; materijal izrade Ni-Al bronca • Rotor od Ni-Al bronce • Osovina od nehrđajućeg čelika (AISI 316)

24. Pogon pumpi tereta (pumpna stanica) • Kardansko vratilo s plinonepropusnim prolazom; najčešće vertikalni prigon, rjeđe horizontalni (kod malih brodova). • Kod projektiranja obavezno provesti kontrolu vratila na izvijanje.

25. Značajan problem za sustav ukrcaja i iskrcaja tekućeg tereta pomoću pumpne stanice jest ostatak tereta u tankovima. Pri radu pumpi velikog kapaciteta i velikih promjera iskrcajnih cjevovoda, kod niske razine tekućeg tereta u tankovima dolazi do uvlačenja okolnih plinova i pojave kavitacije. Ako usisani plinovi stignu do rotora pumpe, ona se može oštetiti zbog naglog porasta brzine vrtnje rotora pumpe. Ova se pojava može spriječiti na jedan od dva sljedeća načina: • Pri niskoj razini tekućeg tereta, uključuje se vakuum pumpa samocrpnog uređaja koja iz usisnog cjevovoda siše plinove i pare tekućeg tereta te održava potreban podtlak u usisnom cjevovodu. Pritom se automatski zatvara ventil na tlačnoj cijevi, smanjuje brzina vrtnje pumpe, a na usisni cjevovod unutar tanka se priključuje usisna cijev manjeg promjera; • U pumpnoj stanici se ugrađuje jedna posebna pumpa (poželjno je da bude stapna) s izričitom namjenom za pumpanje ostatka tekućeg tereta iz tankova.

26. Smještaj cjevovoda i pumpi sustava ukrcaja i iskrcaja tekućeg tereta

27. Pumpa za iskrcaj tekućeg tereta (kapacitet pumpe na slici je cca. 5000 m3/h

28. Sustav ukrcaja i iskrcaja tekućeg tereta pomoću uronjenih pumpi • Ovaj sustav ukrcaja i iskrcaja tekućeg tereta vrlo je pogodan za tankere koji prevoze više vrsta tekućih tereta u većem broju tankova. • Za ovaj sustav ukrcaja i iskrcaja tekućeg tereta koriste se: • uronjene centrifugalne pumpe pogonjene hidrauličkim sustavom (hidromotorom), koji je također uronjen u sklopu s pumpom; • uronjene centrifugalne pumpe pogonjene elektromotorom postavljenim na otvorenoj palubi iznad same pumpe. Zakretni moment se vratilom prenosi od elektromotora do uronjenog rotora pumpe. Elektromotor je posebne protueksplozijske izvedbe. • Primjenom uronjenih pumpi umanjuje se potreba za dugim cjevovodima velikih promjera unutar tankova, a pumpna stanica se smanjuje i pojednostavljuje. • Problem gubitka visine posisavanja i kavitacije nestaje jer su pumpe uronjene u tekućem teretu i postavljene u posebnom zdencu. Nema potrebe za pumpama velikog kapaciteta jer se predviđa veći broj tankova manjeg volumena.

29. Shema sustava ukrcaja i iskrcaja tekućeg tereta pomoću uronjenih pumpi

30. Cjevovodi sustava ukrcaja i iskrcaja tekućeg tereta pomoću uronjenih pumpi za brod s palubnim grijačima tereta i bez njih

31. Uronjene pumpe tereta - detalj montaže u tanku tereta

32. Presjek hidraulički pogonjene uronjene pumpe tereta

33. Presjek hidraulički pogonjene uronjene pumpe tereta - detalj pogona rotora

34. Presjek hidraulički pogonjene uronjene pumpe tereta - srednji dio

35. Presjek hidraulički pogonjene uronjene pumpe tereta - gornji dio

36. Uronjene pumpe tereta prije montaže na brod

37. Uronjene pumpe tereta prije montaže na brod

38. Donji dio uronjene pumpe tereta i usisni zdenac

39. Donji dio uronjene pumpe tereta i usisni zdenac

40. Uronjena pumpa tereta - pogled s palube

41. Uronjena pumpa tereta smještena u posebnom koferdamu što predstavlja prednost u slučaju potrebe servisa pumpe

42. Sustav hidrauličkog ulja za pogon i upravljanje

43. Pogon pumpi tekućeg tereta • Ovaj sustav je zatvoreni cirkulacijski krug s ograncima do svake pumpe ili nekog drugog stroja, pri čemu je tlak hidrauličkog ulja između 150 i 250 bar, ovisno o izvedbi sustava. • Potreban učin, odnosno tlak i protok ulja za pogon pumpi stvara se u hidrauličkoj jedinici, smještenoj obično u posebnom prostoru u strojarnici. Ova se jedinica sastoji od više pumpi koje su najčešće neposredno pogonjene elektromotorima. • Na svakom ogranku cjevovoda hidrauličnog ulja, odnosno uz hidromotore, predviđeni su ventili za kontrolu protoka hidrauličkog ulja.

44. Hidraulički pogon pumpi tekućeg tereta

45. Hidraulička jedinica

46. Hidrauličke jedinice

47. Presjek uronjene pumpe pogonjene elektromotorom Uronjena centrifugalna pumpa pogonjena elektromotorom

48. Prerada uronjene pumpe - promjena pogona i novo rješenje ležaja

49. Izvedba pumpe s dvoulaznim rotorom smanjuje brzinu fluida pri ulasku u rotor pumpe te time poboljšava visinu posisavanja, odnosno karakteristike pumpe i skraćuje vrijeme ispumpavanja ostatka tereta iz tanka. • Sile koje nastaju tijekom vrtnje rotora preuzimaju ležajevi u kućištu pumpe. Izvedba pumpe s dvoulaznim rotorom i dvoulaznim kućištem pumpe umanjuje aksijalne i radijalne sile u ležajevima čime se smanjuje trošenje ležajeva i produžuje period između pregleda i održavanja. Poboljšanja u konstrukciji pumpi

50. Shema upravljanja uronjenim pumpama pogonjenim elektromotorom