Tính toán kiểm nghiệm hệ thống khí trơ (IGS) và hệ thống kiểm soát dầu thải (ODME) trên tàu chở dầu thô – PV TRANS MECURY

Tính toán kiểm nghiệm hệ thống khí trơ (IGS) và hệ thống kiểm soát dầu thải (ODME) trên tàu chở dầu thô – PV TRANS MECURYTính toán kiểm nghiệm hệ thống khí trơ (IGS) và hệ thống kiểm soát dầu thải (ODME) trên tàu chở dầu thô – PV TRANS MECURYTính toán kiểm nghiệm hệ thống khí trơ (IGS) và hệ thống kiểm soát dầu thải (ODME) trên tàu chở dầu thô – PV TRANS MECURYTính toán kiểm nghiệm hệ thống khí trơ (IGS) và hệ thống kiểm soát dầu thải (ODME) trên tàu chở dầu thô – PV TRANS MECURYTính toán kiểm nghiệm hệ thống khí trơ (IGS) và hệ thống kiểm soát dầu thải (ODME) trên tàu chở dầu thô – PV TRANS MECURYTính toán kiểm nghiệm hệ thống khí trơ (IGS) và hệ thống kiểm soát dầu thải (ODME) trên tàu chở dầu thô – PV TRANS MECURY

MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH SÁCH BẢNG BIỂU iii DANH SÁCH HÌNH ẢNH iv DANH SÁCH THUẬT NGỮ, CHỮ VIẾT TẮT v MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết vấn đề nghiên cứu Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài Mục tiêu, đối tượng, phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu, kết cấu công trình nghiên cứu Kết đạt đề tài CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG HỆ THỐNG KHÍ TRƠ VÀ HỆ THỐNG KIỂM SOÁT THẢI DẦU TRÊN TÀU DẦU 1.1 Giới thiệu chung hệ thống khí trơ tàu chở dầu [1] 1.1.1 Khí trơ tính chất 1.1.2 Mục đích sử dụng hệ thống khí trơ 1.1.3 Sơ đồ khối hệ thống khí trơ 1.2 Hệ thống kiểm soát thải dầu (ODME) CHƯƠNG HỆ THỐNG KHÍ TRƠ VÀ HỆ THỐNG KIỂM SOÁT DẦU THẢI TÀU PVT MERCURY 2.1 Giới thiệu chung tàu PVT Mercury [4] 2.2 Hệ thống khí trơ hệ thống kiểm soát dầu thải Tàu PVT Mercury 2.2.1 Hệ thống khí trơ 2.2.2 Hệ thống kiểm soát dầu thải 12 CHƯƠNG KHAI THÁC VÀ TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM 14 3.1 Khai thác hệ thống khí trơ 14 3.1.1 Khi két hàng trống hoàn toàn 14 3.1.2 Khi nhận dầu hàng vào két 14 3.1.3 Khi két đủ hàng 15 i 3.1.4 Khi trả hàng khỏi két 15 3.1.5 Khi rửa két dầu hàng 16 3.1.6 Khi trơ hoá két dầu hàng 16 3.1.7 Khi thông gió két người vào làm việc 17 3.2 Tính toán kiểm nghiệm hệ thống kiểm soát thải dầu 17 3.2.1 Tính toán mức nước két slop cố định 18 3.2.2.Tính toán mức két slop thay đổi 20 3.2.3 Kiểm nghiệm 22 KẾT LUẬN 24 TÀI LIỆU THAM KHẢO 25 ii DANH SÁCH BẢNG BIỂU Bảng Tên bảng Trang Bảng 3.1 Tính q, R Theo p, Q sử dụng bơm hàng 19 Bảng 3.2 Tính q, R theo p, Q sử dụng bơm vét hàng 20 iii DANH SÁCH HÌNH ẢNH Hình Tên hình Trang Hình 1.1 Sơ đồ khối hệ thống khí trơ Hình 1.2 Hệ thống kiểm soát thải dầu Hình 2.1 Hệ thống khí trơ tàu PVT Mercury 11 Hình 2.2 Hệ thống kiểm soát dầu thải tàu PVT Mercury 13 Hình Đồ thị q theo Q, p Q thay đổi 21 Hình 3.2 Đồ thị R theo p, L L thay đổi 22 iv DANH SÁCH THUẬT NGỮ, CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Đơn vị Ký hiệu Giải thích L m Mức nước két slop p ppm Nồng độ dầu nước thải Q m3/giờ Lưu lượng bơm hàng bơm vét hàng q lít/hải lý Cường độ xả tức thời R lít Tổng lượng xả t Thời gian xả V Hải lý/giờ Vận tốc tàu Chữ viết tắt Chữ viết tắt IGS IMO MARPOL ODME SOLAS Chữ đầy đủ Inert gas system Internationational Maritime Organization the International Convention for the Prevention of Pollution from Ships (Marine Pollution) Oil Discharge Monitoring Equipment The International Convention for the Safety of Life at Sea v Nghĩa Hệ thống khí trơ Tổ chức hàng hải giới Công ước quốc tế ngăn ngừa ô nhiễm tàu gây Thiết bị kiểm soát thải dầu Công ước quốc tế an toàn sinh mạng biển MỞ ĐẦU Tính cấp thiết vấn đề nghiên cứu Khai thác tàu an toàn hạn chế mức thấp gây ô nhiễm môi trường vấn đề ngày quan tâm nhiều không riêng Việt Nam mà toàn giới Các công tác đặc biệt tàu dầu Theo quy định điều 2/60 - Mục II SOLAS 73/78 yêu cầu: Tất tàu dầu không kể trọng tải ngày đóng có sử dụng hệ thống rửa két dầu thô (COW) tàu dầu có trọng tải từ 20.000 trở lên (có hợp đồng đóng sau 1979 xuất xưởng sau 1/6/1982) phải trang bị hệ thống khí trơ Và theo quy định 9, chương II, phụ lục I MARPOL 73/78 yêu cầu kiểm soát ô nhiễm trình khai thác tầu chở dầu, công tác kiểm soát thải dầu đặc biệt trọng thao tác thải dầu tàu dầu diễn thường xuyên tàu khai thác Như vậy, việc trang bị hệ thống khí trơ hệ thống kiểm soát thải dầu bắt buộc tầu chở dầu cỡ lớn Chính vậy, nhóm tác giả lựa chọn đề tài: “Tính toán kiểm nghiệm hệ thống khí trơ (IGS) hệ thống kiểm soát dầu thải (ODME) tàu chở dầu thô PV TRANS MERCURY” nhằm đưa biện pháp khai thác tính kiểm nghiệm lại hệ thống thực tế khai thác tàu chở dầu lớn Việt Nam Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài Vấn đề khai thác tính toán sử dụng hệ thống khí trơ, hệ thống kiểm soát thải dầu ý cẩn thận có phần thực tự động để tránh xảy an toàn gây ô nhiễm môi trường biển Tuy nhiên có lúc trục trặc khâu tính toán tự động thuyền viên cần có công cụ để xác định thông số cách xác nhanh Đề tài xây dựng quy trình khai thác tính toán thông số hệ thống phần mềm Microsoft Excel giúp thuyền viên có nhìn tổng quan tính toán hiệu Mục tiêu, đối tượng, phạm vi nghiên cứu Mục tiêu đề tài nhằm đưa biện pháp khai thác tính kiểm nghiệm lại hệ thống khí trơ hệ thống kiểm soát thải dầu thực tế khai thác tàu PV TRANS MERCURY Đối tượng đề tài hệ thống khí trơ hệ thống kiểm soát thải dầu tàu PV TRANS MERCURY Nhằm mục đích đạt kết nghiên cứu tập trung hơn, phạm vi nghiên cứu giới hạn với yếu tố liên quan trực tiếp đến vấn đề ô nhiễm môi trường hệ sinh thái biển Phương pháp nghiên cứu, kết cấu công trình nghiên cứu Đề tài sử dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực nghiệm Về lý thuyết, đề tài nghiên cứu lý thuyết sở tính toán cho hệ thống khí trơ hệ thống kiểm soát tải dầu Về thực nghiệm, dựa sở số liệu thực tế đánh giá phù hợp với lý thuyết Kết cấu đề tài gồm chương: - Chương 1: Giới thiệu chung hệ thống khí trơ hệ thống kiểm soát thải dầu tàu dầu; - Chương Hệ thống khí trơ hệ thống kiểm soát dầu thải tàu PVT Mercury; - Chương Khai thác tính toán kiểm nghiệm Kết đạt đề tài Đề tài đưa cách thức khai thác hệ thống khí trơ an toàn cách tính thông số liên quan tới môi trường hệ thống kiểm soát thải dầu phần mềm Microsoft Excel cho tàu PVT Mercury Kết đề tài áp dụng cho hệ thống tương tự tàu dầu khác CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG HỆ THỐNG KHÍ TRƠ VÀ HỆ THỐNG KIỂM SOÁT THẢI DẦU TRÊN TÀU DẦU 1.1 Giới thiệu chung hệ thống khí trơ tàu chở dầu [1] 1.1.1 Khí trơ tính chất Thông thường, không khí bao gồm: 78,8% Nitơ, 21% Ôxy; 0,2% C02 lượng nhỏ khí khác Khi hỗn hợp khí dầu muốn cháy nổ cần phải có ôxy Hiện tượng cháy nổ không xảy nồng độ ôxy hỗn hợp khí nhỏ 11% Nếu nồng độ ôxy 5% phản ứng ôxy hoá ăn mòn thân tàu gần không xảy Khí trơ loại khí hoạt động như: Hêli, Neon, Argon, Nitơ, CO2 Các loại thu tàu sau trình đốt dầu để chạy máy nồi Thành phần khí trơ phân tích sau: Gồm carbon dioxide (CO2): 12%; Oxygen (O2): < 4,5%; Sulphur dioxide (SO2): 0.02%; Nitrogen (N2): 77%; lại nước khói bụi Thông thường, khí xả nồi tàu có nồng độ ôxy thấp, thường từ 24%O2 nồi hoạt động đủ tải Đây loại khí trơ mà hiệu việc phòng chống cháy nổ tàu dầu Khí trơ nhẹ khí dầu lại nặng không khí Cần lưu ý khí trơ loại khí có nồng độ ôxy thấp, người hít phải khí trơ có nguy bất tỉnh, hư hại vỏ não sau vài giây bị tử vong sau vài phút Dù cấp cứu để lại di chứng sau Đặc biệt thành phần khí H2S chưa loại bỏ, khí trơ có độ độc hại cao Do trường hợp cần phải tránh cửa xả, lỗ rò rỉ khí trơ khoảng cách không 50 cm Cần lưu ý khu vực gió khí trơ tích tụ tạo nên không gian thiếu ô xy 1.1.2 Mục đích sử dụng hệ thống khí trơ - Dùng để trơ hoá két tức tạo hỗn hợp khí có nồng độ ôxy 8% (tính theo thể tích) theo quy định IMO; - Dùng để cân áp suất cho két bơm trả hàng bơm xả nước ballast bẩn; - Cân áp suất cho két qua vùng lạnh két bị rò rỉ; - Sử dụng tẩy khí, thông gió trơ hoá két; - Sử dụng tẩy khí, thông gió trơ hoá hệ thống đường ống làm hàng; - Dùng hỗ trợ thiết bị cứu hoả khác dập lửa khoang kín 1.1.3 Sơ đồ khối hệ thống khí trơ Hình 1.1 Sơ đồ khối hệ thống khí trơ Trong thiết bị sản xuất khí trơ: Khí xả nồi lên; nước biển phun dạng sương xuống, vừa làm mát vừa làm khí trơ; sau khí trơ làm khô qua lưới lọc vật liệu polypropylene mattresses cyclone dryer Thiết bị sản xuất khí trơ phải chịu ăn mòn khói có chứa lưu huỳnh đặt cao mực nước biển để xả nước thiết bị sản xuất khí trơ không cần sử dụng Từ cửa xả nồi thiết bị sinh khí trơ, khí trơ dẫn tới tháp lọc (scrubber) Tại đây, khí trơ dẫn theo chiều từ chân tháp đến đỉnh tháp, vượt qua hàng loạt màng ngăn kim loại hệ thống vòi phun nước rửa Công dụng tháp lọc nhằm lấy khỏi khí trơ thành phần sau: nhiệt, muội, soot (mồ hóng), tạp chất rắn cho sau khỏi tháp lọc khí trơ có thành phần như: Nitơ: 78-80%; C02: 14%, Ôxy 2-5% lượng nhỏ khí CO, NO, S02 với nước Sau khí trơ đưa tới hệ thống quạt để tạo áp suất, tuỳ theo áp suất yêu cầu mà sỹ quan chịu trách nhiệm thao tác lựa chọn tốc độ quạt số lượng quạt cho hợp lý Sau gia tăng áp suất, khí trơ đưa qua hệ thống van chiều, qua thiết bị chống áp suất ngược (Deck Water Seal) theo đường ống dẫn tới két Có van an toàn chung cho hệ thống mà tự động đóng mở áp suất két cao thấp Phía cuối hệ thống cột xả khí sử dụng cho mục đích: - Điều chỉnh áp suất két; - Quá trình tẩy khí, thông gió trơ hoá két Hệ thống khí trơ hoạt động chế độ thông gió Khi người ta tiến hành đóng cửa cấp khí trơ từ nồi thiết bị sinh khí trơ, mở cửa lấy không khí qua hệ thống phin lọc cấp cho quạt lúc hệ thống khí trơ hoạt động chế độ thông gió Chức giúp cho việc thông gió két nhanh chóng hiệu 1.2 Hệ thống kiểm soát thải dầu (ODME) Thiết bị kiểm soát thải dầu (ODME) có nhiệm vụ đo ghi nhận liên tục số liệu nồng độ dầu tức thời có dòng nước thải (từ két ballast, két slop, két dầu hàng) mạn tàu tổng lượng dầu bơm Tự động ghi nhận số liệu, báo động lúc lượng dầu có nước thải (nồng độ dầu) vượt giới hạn cho phép theo tiêu chuẩn luật pháp quốc tế Các trạng thái hoạt động ODME bao gồm: + Kiểm soát: liên tục kiểm soát trình xả dầu biển bao gồm: - Van xả mạn điều khiển tự động - Giá trị nồng độ dầu nước kiểm soát (ppm) - Dữ liệu xả lưu in lại Hình 2.1 Hệ thống khí trơ tàu PVT Mercury 11 2.2.2 Hệ thống kiểm soát dầu thải Tàu PVT Mercury trang bị hệ thống kiểm soát dầu thải sản xuất hãng SEIL-SERES với thông số sau: Tên thiết bị Hệ tống mẫu Bơm mẫu Động bơm mẫu Hệ thống điều khiển giám sát Đo lưu lượng Loại ODME S-300 PW-2200M 90L ODME S-300 Ống Pitot Nhà sản xuất SEIL-SERES LG HUYNDAI SEIL-SERES HITROL Thiết bị kiểm soát thải dầu S-300 liên tục lấy mẫu nước lẫn dầu thải mạn, đo hàm lượng dầu, điều khiển việc xả dầu hoạt động theo nguyên tắc chung hệ thống điều khiển kiểm soát thải dầu Thiết bị kiểm soát thải dầu S-300 gồm phần tử như: điều khiển, thiết bị đo hàm lượng dầu, bọ khởi động động cơ, rơle áp suất, lưu lượng kế [6] Bố trí hệ thống hình 2.2 Các số liệu ghi nhận vào máy vi tính: - Thời gian: giờ, ngày, tháng, năm - Tình trạng van xả: đóng hay mở - Tình trạng xả: xả tự hay cho phép - Các báo động: hỏng thiết bị hay nồng độ - Lượng dầu xả: hay tổng lượng xả - Tình trạng tàu: có hàng hay không hàng - Chủng loại dầu xả: dầu nặng, nhẹ hay thô, sản phẩm Tàu trang bị bơm hàng bơm vét hàng với thông số sau: Số lượng Nhà sản suất Loại Model Kiểu lai Sản lượng Cột áp Tốc độ quay Bơm hàng SHINKO IND.LTD Bơm ly tâm KV 400 Tuabin 2500 m3/h 150 m 1650 vòng/phút 12 Bơm vét hàng SHINKO IND.LTD Bơm piston KPH 200 Tuabin 200 m3/h 120 m 30 v/p hành trình kép Hình 2.2 Hệ thống kiểm soát dầu thải tàu PVT Mercury 13 CHƯƠNG KHAI THÁC VÀ TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM 3.1 Khai thác hệ thống khí trơ [1] Việc khai thác hệ thống khí trơ tàu phải tuân thủ theo hướng dẫn sử dụng hệ thống khí trơ IMO hướng dẫn cụ thể tàu 3.1.1 Khi két hàng trống hoàn toàn - Lúc két dầu hàng mà chủ yếu không khí phần nhỏ dầu đọng lại sau thông gió Thuyền viên phải cấp khí trơ vào két trống trước nhận hàng nồng độ ôxy két giảm dần đạt xấp xỉ 5% Trong trình cấp phải kiểm tra van: van cấp trả hàng đóng, van cấp khí trơ, van thông gió két mở để không khí thoát khí trơ vào điền đầy dần thể tích két - Thực việc đo nồng độ ôxy thiết bị đo đặt vị trí két Khi nồng độ ôxy két giảm 6% đóng van thông gió két lại tiếp tục cấp khí trơ vào két két trơ hoá theo yêu cầu (nồng độ oxy  5%, áp suất két đạt mức 0,1  0,15 bar, nồng độ khí dầu   1%).Sau hoàn tất việc cấp khí trơ, đóng kín tất van két hàng, cách ly két hàng với bên 3.1.2 Khi nhận dầu hàng vào két - Lúc két chứa đầy khí trơ nồng độ ôxy trì mức 5% thể tích Thuyền viên cấp dầu hàng vào két thể tích dầu hàng két tăng dần lên, nồng độ khí dầu két tăng nhanh, chúng tăng từ 0% lên đến 15% thể tích - Trong trình cấp dầu hàng, phải kiểm tra van: van cấp dầu hàng mở để cấp dầu vào két, van cấp khí trơ mở để liên cấp khí trơ vào két, van thông gió két mở Luôn trì nồng độ ôxy phần thể tích trống két 5% (V) - Trong làm hàng, kiểm tra van phá chân không, phá áp suất két Trường hợp nồng độ ôxy cao 8% két phải cô 14 lập két, ngừng cấp dầu hàng để bổ xung thêm khí trơ nồng độ ôxy nhỏ 5% cho phép cấp dầu hàng tiếp 3.1.3 Khi két đủ hàng - Lúc dầu hàng nhận đủ vào két kết thúc việc làm hàng, thể tích dầu hàng phải < 85% thể tích thực chứa két Các thuyền viên phải theo dõi mức dầu hàng két, để tránh tràn dầu két nhận tải Phải bật thiết bị báo động áp suất thấp âm để cảnh báo việc giảm áp suất két - Tiếp tục cấp khí trơ vào phần trống lại két để luôn trì nồng độ ôxy mức  5% (V), nồng độ khí dầu mức  10% (V), áp suất két trì mức 0,1  0,15 (bar) Khi nhận đủ dầu hàng vào két, van cấp dầu hàng, van thông gió két phải đóng kín Cấp khí trơ tất thông số két đạt, ngừng cấp khí trơ dừng hệ thống, đóng chặt van lại, cô lập két kín hoàn toàn với môi trường bên 3.1.4 Khi trả hàng khỏi két - Lúc dầu hàng khí trơ nguyên vẹn két Thuyền viên phải tiếp tục cấp khí trơ vào két đến áp suất cao trước bơm dầu hàng khỏi két để tránh áp suất két giảm đột ngột Trong trình bơm dầu khỏi két, thể tích dầu giảm dần, thể tích khí trơ tăng lên nên nồng độ khí dầu két giảm xuống từ 10% đến  6% - Khi trả hàng khỏi két van cấp khí trơ mở để cấp liên tục, van thông gió két hàng nắp két phải đóng kín hoàn toàn Nếu trình trả hàng mà hệ thống khí trơ bị hỏng hay cấp không đủ, phải dừng việc làm hàng để đảm bảo thông số két theo giá trị yêu cầu: áp suất két > 0,1 (bar), nồng độ ôxy 5% (V) - Khi trả hàng mà lượng hàng lại két xấp xỉ 30% thuyền viên phải tiến hành rửa không gian chứa hàng phía két dầu thô, rửa từ xuống 15 3.1.5 Khi rửa két dầu hàng - Lúc lượng hàng két khoảng 30% thể tích thực chứa bắt đầu tiến hành rửa két Thời điểm dầu két khoảng mét đáy két tạm thời dừng việc rửa két để dùng bơm vét hàng đáy két Tuy nhiên, việc cấp khí trơ tiếp tục để trì thông số két theo quy định Do phun dầu lúc rửa két nên nồng độ khí dầu tăng đến 15%(V) - Trong trình rửa két hàng, van giữ nguyên trạng thái lúc làm hàng Nếu nồng độ ôxy vượt 8% (V) áp suất két tăng giảm đột ngột, việc rửa két phải dừng thoả mãn yêu cầu nồng độ, áp suất tiếp tục rửa lại - Thiết bị phân tích cảm ứng khí dầu lắp đặt mặt phía đỉnh két để cảm ứng xuất sương dầu bám vào mặt đỉnh két rửa Sau kết thúc việc rửa két, phải cấp đủ khí trơ dừng hệ thống, đóng kín van lại trước tiến hành trơ hoá két 3.1.6 Khi trơ hoá két dầu hàng - Lúc két rửa dầu thô hết hàng két, thuyền viên phải tiến hành trơ hoá két hàng Để tránh tượng dầu tích tụ két, cách liên tục cấp khí trơ vào két để đuổi hết khí dầu Để trơ hoá cần phải mở van cấp khí trơ, van thông gió két, đóng van làm hàng Sử dụng thiết bị đo nồng độ ôxy mức xấp xỉ 5%, nồng độ khí dầu giảm dần tới giá trị thấp < 2% - Muốn đạt kết nhanh tốt việc trơ hoá két không nên trơ hoá lúc từ két trở lên Sau trơ hoá xong két (nồng độ ôxy 5%, nồng độ khí dầu < 2%) đóng van thông gió két lại tiếp tục cấp khí trơ áp suất két tăng dần đến giá trị quy định (P  0,1  0,15 bar) dừng cấp khí trơ, đóng kín tất van lại, cô lập két với môi trường bên thiết bị khác 16 3.1.7 Khi thông gió két người vào làm việc - Lúc két để kiểm tra, sửa chữa thuyền viên phải tiến hành thông gió két trước vào Sử dụng quạt gió di động đặt phía đỉnh nắp két, lấy khí trời bên để thổi vào két đuổi hết khí trơ Nồng độ dầu sót lại két sau trơ hoá < 2% tiếp tục bị đuổi giảm 0% Trong nồng độ ôxy khí bên cấp vào két tăng dần từ 5% đến 20  21% xấp xỉ môi trường bên - Khi điểm đo cố định đo nồng độ ôxy  21%, người quản lý phải vào bên két mang theo thiết bị đo di động để tiếp tục đo vị trí kiểm tra sửa chữa Khi đo nồng độ ôxy nơi cần thiết đạt xấp xỉ 21% cho phép người khác vào làm việc bên két hàng Trong suốt trình làm việc bên két, phải sử dụng quạt thông gió liên tục công việc hoàn tất 3.2 Tính toán kiểm nghiệm hệ thống kiểm soát thải dầu Hầu hết công việc tính toán giá trị như: cường độ xả dầu tức thời (q); tổng lượng xả (R) cường độ xả dầu đơn vị thời gian (M) máy tính thực tính toán lưu lại, in kết cuối cho người khai thác Tuy nhiên, cố hay gặp là: máy tính trục trặc tính toán được, máy in hỏng in Mà theo quy định không phép bơm xả nước thải không đo xác q, R (hoặc M) mục đích ngăn chặn việc bơm mà giá trị q, R vượt giới hạn cho phép Với tàu phải vét cặn rửa hầm thường xuyên phải thường xuyên bơm dung tích két chứa nước thải (slop tank) có hạn Bởi vậy, người khai thác phải vận dụng kinh nghiệm công thức, số liệu sẵn có để tính giá trị q, R cụ thể giới hạn cho phép, ghi vào nhật ký bơm nước thải phép bơm nước thải khỏi tàu Lúc giá trị lưu lượng bơm (Q), nồng độ dầu (p), tốc độ tàu (V) ODME tự động đo hiển thị hình Ta sử dụng giá trị đưa vào công thức để tính toán q, R (hoặc M) cách 17 cụ thể tuỳ thuộc vào giá trị Q, P, V có [1] Ta có công thức tính sau: q= 𝑄.𝑝 1000.𝑉 R= 𝑄.𝑝.𝑡 1000 (3.1) (3.2) Trong đó: - q cường độ xả dầu tức thời (lít/hải lý); - Q lưu lượng bơm (m3/h); - p nồng độ dầu lẫn nước (ppm); - R tổng lượng xả (lít); - V tốc độ tàu (hải lý/h) Sau tính xong, phải ghi vào nhật ký 10 phút phải tính lần để có giá trị q, R xác nồng độ dầu nước thay đổi ( p = 15 ppm) Để tính kết xác nhanh nhất, thuyền viên không cần tính tay thông thường thời gian phải liên tục tính toán nồng độ dầu nước thay đổi Ta dùng phần mềm Microsoft Excel để tính toán, vừa cho kết nhanh xác, vừa làm liệu để có sau quan chức kiểm tra, xét hỏi 3.2.1 Tính toán mức nước két slop cố định Áp dụng tính toán cụ thể cho tàu chở dầu PVT Mercury có tổng trọng tải: 104000 tấn, trọng tải thực chở 81000 Trên tàu bố trí 02 két chứa nước thải (slop tank) với dung tích thực chứa 2360 m3/ két Có 03 bơm làm hàng với suất bơm 2500 m3/h Có 01 bơm vét hàng với suất 200 m3/h Khi thải nước từ két chứa ra, tuỳ theo trường hợp mà thuyền viên sử dụng bơm vét hàng bơm làm hàng Các két chứa nước thải thường chứa tối đa 98%(V) Như két chứa 98% (V) tích nước két 2312,8 m3/két Tuỳ theo mức két mà ta tính cho 18 trường hợp cụ thể, ta tính toán cho giá trị 50% (V) 98%(V) két, với giá trị khác cách tính tương tự * Trường hợp 1: Nếu sử dụng bơm làm hàng để bơm nước thải ta có cách tính sau: - Tính cường độ xả dầu tức thời (q): Nhập số liệu p, Q, V vào bảng tính công thức tính q Trong đó: Tốc độ tàu V = 15 hải lý/h (tốc độ tàu thường chạy) Lưu lượng bơm: Q = 2500 m3/h Nồng độ dầu p =  15 ppm Ta tìm giá trị qi ứng với giá trị pi (trong bảng 3.1) - Tính tổng lượng xả (R) hệ thống: + Nếu xả hết 98% (V) két = 2312,8 (m3) ta có thời gian xả là: t1 = 2312,8 2500 = 0,93 (giờ) (3.3) + Nếu xả 50%(V) két = 1156,4 (m3) ta có thời gian xả là: t2 = 1156,4 2500 = 0,47 (giờ) (3.4) Lấy kết t1, t2 tính trên, ta đưa vào công thức tính R có giá trị Ri1, Ri2 tương ứng với giá trị pi t1, t2 (trong bảng 3.1) Bảng 3.1 Tính q, R Theo p, Q sử dụng bơm hàng p V (ppm) (hải lý/giờ) 15 15 15 15 15 15 15 15 15 10 15 11 15 12 15 13 15 14 15 15 15 Q (m3/h) 2500 2500 2500 2500 2500 2500 2500 2500 2500 2500 2500 2500 2500 2500 2500 q (lít/hải lý) 0.17 0.33 0.50 0.67 0.83 1.00 1.17 1.33 1.50 1.67 1.83 2.00 2.17 2.33 2.50 19 R1 (lít) 2.31 4.63 6.94 9.25 11.56 13.88 16.19 18.50 20.82 23.13 25.44 27.75 30.07 32.38 34.69 R2 (lít) 1.18 2.35 3.53 4.70 5.88 7.05 8.23 9.40 10.58 11.75 12.93 14.10 15.28 16.45 17.63 - Trường hợp 2: Nếu lượng nước két slop thời gian tàu chạy biển dài ngày không cần phải sử dụng bơm làm hàng để bơm xả, ta dùng bơm vét hàng có suất nhỏ hơn: Q = 200 m3/h Cách tính q, R tương tự tính cho trường hợp bơm làm hàng Tuy nhiên ta phải thay Q = 200 m3/h vào công thức, ứng với pj ta có giá trị qj Còn tính R đưa vào công thức giá trị qj, t1' , t 2' tính được, ứng với giá trị ta có giá trị R1' j , R2' j tương ứng (trong bảng 3.2) 𝑡1′ = 𝑡2′ = 2312,8 = 11,6 (giờ) (3.5) = 5.8 (giờ) (3.6) 200 1156,4 200 Bảng 3.2 Tính q, R theo p, Q sử dụng bơm vét hàng p (ppm) 10 11 12 13 14 15 V (hải lý/giờ) 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 Q (m3/h) 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 q (lít/hải lý) 0.01 0.03 0.04 0.05 0.07 0.08 0.09 0.11 0.12 0.13 0.15 0.16 0.17 0.19 0.20 R1 (lít) 2.32 4.64 6.96 9.28 11.60 13.92 16.24 18.56 20.88 23.20 25.52 27.84 30.16 32.48 34.80 R2 (lít) 1.16 2.32 3.48 4.64 5.80 6.96 8.12 9.28 10.44 11.60 12.76 13.92 15.08 16.24 17.40 3.2.2.Tính toán mức két slop thay đổi Trong trường hợp ta sử dụng bơm với sản lượng Q thay đổi mức nước L két slop thay đổi, ta sử dụng phần mềm Microsoft Excel để lập bảng tính vẽ đồ thị để có tính toán cụ thể Ta có công thức sau: t= 𝐿 𝑄 Từ (3.2), (3.7) suy ra: 20 (3.7) R= 𝑝.𝐿 1000 (3.8) Trong đó: - t thời gian xả (giờ); - L mức nước két slop; - Q lưu lượng bơm (m3/h); - p nồng độ dầu lẫn nước (ppm); - R tổng lượng xả (lít); - V tốc độ tàu (hải lý/h) Như ta thấy tổng lượng xả R phụ thuộc vào nồng độ dầu p mức nước có két Để vẽ đồ thị cường độ xả tức thời q theo Q, p ta lập bảng tính với sản lượng bơm Q thay đổi: 500, 600, … 2500 (m3/h), nồng độ dầu p thay đổi 1, 2,…, 15 ppm tốc độ tàu 15 (hải lý/giờ) Tương tự, để vẽ đồ thị tổng lượng xả R theo p, L ta lập bảng tính với nồng độ dầu thay đổi 1, 2, …, 15 ppm, mức nước két 10%, 20%, … 98% thể tích két slop Kết hình 3.1 3.2 Hình 3.1 Đồ thị q theo Q, p Q thay đổi 21 Hình 3.2 Đồ thị R theo p, L L thay đổi Giả sử tìm q, ta việc dóng giá trị p lên đường đặc tính Q cho trước cắt Q điểm từ điểm ta dóng sang cắt trục q điểm, giá trị q cần tìm Tương tự để tìm R ta thực trên, từ giá trị p cho trước ta dóng lên đường đặc tính mức két L cắt L điểm Từ điểm ta dóng sang cắt trục R điểm, giá trị R cần tìm 3.2.3 Kiểm nghiệm Từ kết ta thấy rằng, với tàu PVT Mercury lắp đặt ODME giá trị nước xả nằm giới hạn cho phép Giả sử ta lấy giá trị lớn nước xả có nồng độ tới hạn cho phép pmax = 15 ppm, công suất bơm lớn Qmax = 2500 m3/h, lượng nước xả lớn với 98% (V) hai két slop giá trị q, R là: q = 2,5 (lít/hải lý), R = 34,69 x2 = 69,38 (lít) Như giá trị thấp nhiều so với giá trị giới hạn đề Marpol: qmax  30 (lít/hải lý), Rmax  1/ 30.000 tổng lượng dầu chuyên chở Theo tính toán với tàu PVT Mercury có trọng tải thực chở lớn 81000 22 ta tính Rmax cho phép: Rmax = 81000 30000 giá trị qmax thực tế xả qua ODME 2,5 30 = 2,7  2700 (lít) Thấy ≈ 8,3% giá trị qmax giới hạn cho phép, giá trị Rmax thực tế xả qua ODME giới hạn cho phép 23 69,38 2700 ≈ 2,5% giá trị Rmax KẾT LUẬN Qua phân tích, nghiên cứu đề tài làm rõ sở lý thuyết hệ thống khí trơ hệ thống kiểm soát thải dầu tàu chở dầu Đề tài giới thiệu hai hệ thống lắp tàu chở dầu PVT Mercury thuộc quản lý tổng công ty cổ phần vận tải dầu khí (PV Trans) Trên sở phân tích lý thuyết, đề tài đưa quy trình khai thác an toàn cho hệ thống khí trơ tính toán kiểm nghiệm phù hợp với quy định thải dầu hệ thống kiểm soát thải dầu lắp đặt tàu PVT Mercury Với quy trình cách sử dụng phần mềm Microsoft Excel để tính toán áp dụng chung cho hệ thống tương tự tàu dầu khác 24 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Nguyễn Văn Ba (2008), Luận văn thạc sỹ kỹ thuật, Trường đại học hàng hải Việt Nam, Hải Phòng Trịnh Bá Trung (2003) - Làm quen khai thác tàu chở dầu - Trường đại học Hàng Hải, Hải Phòng Đặng Văn Uy (1993) - Sổ tay tàu chở dầu - Trường đại học Hàng Hải, Hải Phòng Tiếng Anh Particulars of PVT Mercury, PV Trans Corp Instruction manual for Moss Inert Gas System - PVT Mercury oil tanker, PV Trans Corp Oil Discharge Monitoring Equipment - Operation manual & Final drawing - PVT Mercury oil tanker, PV Trans Corp 25 [...]... của hệ thống khí trơ và hệ thống kiểm soát thải dầu trên các tàu chở dầu Đề tài cũng giới thiệu hai hệ thống này được lắp trên tàu chở dầu PVT Mercury thuộc quản lý của tổng công ty cổ phần vận tải dầu khí (PV Trans) Trên cơ sở phân tích lý thuyết, đề tài đã đưa ra quy trình khai thác an toàn cho hệ thống khí trơ và tính toán kiểm nghiệm phù hợp với các quy định thải dầu đối với hệ thống kiểm soát thải. .. kép Hình 2.2 Hệ thống kiểm soát dầu thải tàu PVT Mercury 13 CHƯƠNG 3 KHAI THÁC VÀ TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM 3.1 Khai thác hệ thống khí trơ [1] Việc khai thác hệ thống khí trơ trên tàu phải tuân thủ theo hướng dẫn sử dụng hệ thống khí trơ của IMO và hướng dẫn cụ thể của tàu 3.1.1 Khi két hàng trống hoàn toàn - Lúc này trong két không có dầu hàng mà chủ yếu là không khí và một phần rất nhỏ hơi dầu còn đọng... vòng/ phút 2.2 Hệ thống khí trơ và hệ thống kiểm soát dầu thải Tàu PVT Mercury 2.2.1 Hệ thống khí trơ Tàu được trang bị hệ thống cung cấp khí trơ từ hai nguồn có các thông số sau: * Nồi hơi: - Năng suất sinh khí : 9400 m3/h; - Thành phần khí trơ: + O2  5 % (V); + CO2  13% (V); + SO2 < 100 (ppm) +N2  phần còn lại * Máy tạo khí trơ: - Năng suất sinh khí: 500 m3/h; - Thành phần khí trơ ở thể tích O2... viên cần hiểu rõ các quy định này để khai thác hệ thống một cách an toàn và hiệu quả 10 Hình 2.1 Hệ thống khí trơ tàu PVT Mercury 11 2.2.2 Hệ thống kiểm soát dầu thải Tàu PVT Mercury được trang bị một hệ thống kiểm soát dầu thải được sản xuất bởi hãng SEIL-SERES với các thông số sau: Tên thiết bị Hệ tống mẫu Bơm mẫu Động cơ bơm mẫu Hệ thống điều khiển và giám sát Đo lưu lượng Loại ODME S-300 PW-2200M... ra, hệ thống còn được cung cấp nước sạch để tẩy rửa đường ống trước khi khởi động và sau khi dừng hoạt động xả 6 CHƯƠNG 2 HỆ THỐNG KHÍ TRƠ VÀ HỆ THỐNG KIỂM SOÁT DẦU THẢI TÀU PVT MERCURY 2.1 Giới thiệu chung tàu PVT Mercury [4] Tàu PVT Mercury là tàu chở dầu thô có trọng tải 104.000 tấn được đóng năm 2008 tại Việt Nam do Công ty Công nghiệp Tàu thủy Dung Quất là đơn vị thi công hoàn thiện Đây là tàu chở. .. SEIL-SERES HITROL Thiết bị kiểm soát thải dầu S-300 liên tục lấy mẫu nước lẫn dầu được thải ra ngoài mạn, đo hàm lượng dầu, điều khiển việc xả dầu và hoạt động theo nguyên tắc chung của hệ thống điều khiển và kiểm soát thải dầu Thiết bị kiểm soát thải dầu S-300 gồm các phần tử như: bộ điều khiển, thiết bị đo hàm lượng dầu, bọ khởi động động cơ, rơle áp suất, lưu lượng kế [6] Bố trí hệ thống được chỉ ra trong... phân tích và cảm ứng khí dầu được lắp đặt trên mặt phía trong đỉnh két để cảm ứng sự xuất hiện hơi sương của dầu bám vào mặt đỉnh két được rửa Sau khi kết thúc việc rửa két, phải cấp đủ khí trơ và dừng hệ thống, đóng kín các van lại trước khi tiến hành trơ hoá két 3.1.6 Khi trơ hoá két dầu hàng - Lúc này két đã được rửa sạch bằng dầu thô và đã hết hàng trong két, thuyền viên phải tiến hành trơ hoá két... hàng vào két, các van cấp dầu hàng, van thông gió két phải được đóng kín Cấp khí trơ cho tới khi tất cả các thông số trên trong két đều đạt, ngừng cấp khí trơ và dừng hệ thống, đóng chặt các van lại, cô lập két kín hoàn toàn với môi trường bên ngoài 3.1.4 Khi trả hàng ra khỏi két - Lúc này dầu hàng và khí trơ vẫn còn nguyên vẹn trong két Thuyền viên phải tiếp tục cấp khí trơ vào két đến áp suất cao nhất... hỏng hoặc lượng dầu xả ra vượt quá giới hạn cho phép + Xử lý: có thể xử lý bất kỳ lúc nào ở chế độ bằng tay, hoặc 24/24 giờ ở chế độ tự động Hình 1.2 Hệ thống kiểm soát thải dầu Hệ thống bao gồm một bộ điều khiển, một thiết bị đo hàm lượng dầu và hệ thống cấp mẫu Hệ thống cấp mẫu lấy mẫu tại các vị trí trên đường xả bằng các thiết bị lấy mẫu, qua bơm cấp mẫu tới thiết bị đo hàm lượng dầu, sau đó nước... không cần tính bằng tay thông thường vì rất mất thời gian và phải liên tục tính toán khi nồng độ dầu trong nước thay đổi Ta có thể dùng phần mềm Microsoft Excel để tính toán, vừa cho kết quả nhanh và chính xác, vừa làm dữ liệu để có căn cứ về sau nếu các cơ quan chức năng kiểm tra, xét hỏi 3.2.1 Tính toán khi mức nước trong két slop cố định Áp dụng tính toán cụ thể cho tàu chở dầu PVT Mercury có tổng trọng ... khai thác tính kiểm nghiệm lại hệ thống khí trơ hệ thống kiểm soát thải dầu thực tế khai thác tàu PV TRANS MERCURY Đối tượng đề tài hệ thống khí trơ hệ thống kiểm soát thải dầu tàu PV TRANS MERCURY... GIỚI THIỆU CHUNG HỆ THỐNG KHÍ TRƠ VÀ HỆ THỐNG KIỂM SOÁT THẢI DẦU TRÊN TÀU DẦU 1.1 Giới thiệu chung hệ thống khí trơ tàu chở dầu [1] 1.1.1 Khí trơ tính chất Thông thường, không khí bao gồm: 78,8%... thiệu chung hệ thống khí trơ hệ thống kiểm soát thải dầu tàu dầu; - Chương Hệ thống khí trơ hệ thống kiểm soát dầu thải tàu PVT Mercury; - Chương Khai thác tính toán kiểm nghiệm Kết đạt đề tài Đề