Instalacja podgrzewania ładunku

Co określa instalację podgrzewania ładunku

Instalacja podgrzewania ładunku utrzymuje lepki ładunek, ciężki olej opałowy, bitum, niektóre oleje roślinne i podobne produkty, dostatecznie ciepły, aby pozostawał pompowalny przez całą podróż i podczas wyładunku. Różni się od pomp i rurociągów ładunkowych przemieszczających ciecz: wężownice grzewcze leżą wewnątrz zbiornika i oddają ciepło ładunkowi przez przewodzenie i konwekcję swobodną, podczas gdy ciepło dostarcza osobny obieg pary albo oleju termalnego na zewnątrz zbiornika. Bitum i niektóre gatunki ciężkiego oleju wymagają podgrzewania nie tylko do wyładunku, ale i po to, aby ładunek nie zastygł w czasie podróży.

Główne elementy

Wężownice grzewcze

Wężownice z rur stalowych, ułożone albo jako wężownice denne biegnące po dnie zbiornika, albo w niektórych rozwiązaniach wyżej na ścianach zbiornika, są przyspawane albo zamocowane obejmami i podłączone do wspólnej magistrali grzewczej. Układ wężownic ustala się przy budowie i trudno go później zmienić, więc zdolność grzewcza poszczególnych zbiorników jest ustalona na cały okres eksploatacji statku.

Wytwornica pary albo oleju termalnego

Kocioł pomocniczy, a na niektórych statkach osobny podgrzewacz oleju termalnego, dostarcza gorący czynnik. Instalacje olejowe pracują w wyższych temperaturach niż para nasycona o porównywalnym ciśnieniu i są coraz częściej stosowane do ładunków, które trzeba utrzymywać bardzo gorące, takich jak bitum.

Kolektor rozdzielczy i zawory regulacyjne

Kolektor na pokładzie rozprowadza czynnik grzewczy do obiegu wężownic każdego zbiornika, z osobnymi zaworami regulacyjnymi, dzięki czemu zbiorniki można podgrzewać wybiórczo, a nie wszystkie naraz, oszczędzając paliwo, gdy tylko część zbiorników wiezie ładunek wrażliwy na ciepło.

Powrót kondensatu albo oleju termalnego

Instalacje parowe zawracają kondensat do zbiornika gorącej wody albo zbiornika wody zasilającej; instalacje olejowe zawracają ochłodzony olej do podgrzewacza w obiegu zamkniętym, który nigdy nie miesza się z ładunkiem.

Dobór i wymiarowanie

Powierzchnię wężownic i temperaturę czynnika grzewczego dobiera się względem wymaganego przyrostu temperatury ładunku, temperatury otoczenia wody i powietrza na zamierzonej trasie oraz czasu pozostającego do wyładunku. Handlowo liczy się w istocie lepkość ładunku w planowanej temperaturze pompowania, ponieważ wężownica dobrana wyłącznie tak, aby zapobiec zastygnięciu, może i tak zostawić ładunek zbyt gęsty, aby wyładować go z handlowo użyteczną wydajnością. Izolacja zbiorników, tam gdzie ją wykonano, zmniejsza bieżące obciążenie cieplne i warto ją porównać z większą powierzchnią wężownic jako innym sposobem osiągnięcia tej samej temperatury docelowej.

Przepisy i klasa

Przepisy klasyfikacyjne odnoszą się do wytrzymałości przejść wężownic przez granicę zbiornika oraz do oddzielenia obiegu czynnika grzewczego od ładunku, ponieważ nieszczelna wężownica przepuszczająca ładunek do instalacji parowej albo parę do ładunku jest znanym rodzajem uszkodzenia. Dla ładunków objętych Załącznikiem II do MARPOL rozwiązania grzewcze i zbierania resztek wchodzą do zatwierdzonych procedur statku dotyczących usuwania pozostałości ładunkowych.

Typowe usterki

• Korozja albo pęknięcia zmęczeniowe wężownicy, przez które ładunek przedostaje się do instalacji parowej albo olejowej i ją zanieczyszcza
• Zanieczyszczone powierzchnie wężownic od powtarzających się osadów ciężkiego ładunku, pogarszające wymianę ciepła mimo niezmienionego zasilania czynnikiem grzewczym
• Zbyt mała moc grzewcza dla gatunku ładunku cięższego niż przypadek projektowy, przez co wyładunek trwa dłużej, niż zakłada umowa czarterowa
• Nieszczelności oleju termalnego pozostające niezauważone, ponieważ obieg zamknięty rzadko otwiera się do przeglądu, aż pojawi się nieprawidłowość ciśnienia albo poziomu
• Awaria zaworu regulacyjnego pozostawiająca jeden zbiornik bez ciepła, podczas gdy sąsiedni przegrzewa ładunek wrażliwy na temperaturę

Na co zwrócić uwagę u dostawcy

• Materiał wężownic i standard spawania odpowiedni do przewidywanego zakresu ładunków i zgodny z powłoką zbiornika
• Temperatura i ciśnienie znamionowe czynnika grzewczego dopasowane do wydajności kotła albo podgrzewacza oleju termalnego statku
• Udokumentowane obliczenia wymiany ciepła dla przewidywanego zakresu lepkości ładunku, a nie ogólne założenie doborowe
• Doświadczenie przy porównywalnych wielkościach zbiorników i trasach żeglugi o podobnych wahaniach temperatury otoczenia

Zacznij podgrzewanie na długo przed przybyciem, a nie w jego chwili; wymiana ciepła przez wężownice jest powolna, a ładunek doprowadzony do temperatury za późno i tak wyładowuje się zbyt gęsty, aby osiągnąć obiecaną wydajność pompowania.