10.1 Общие положения

Углеводородный газ, присутствующий, как правило, в атмосфере нефтетанкеров, не может гореть в атмосфере, приблизительное содержание кислорода в которой менее 11% по объему. Соответственно, для обеспечения защиты от пожара или взрыва в паровом пространстве грузовых танков необходимо поддержание уровня содержания кислорода ниже указанной величины. Это обычно достигается за счет использования стационарной системы трубопроводов, с помощью которой инертный газ нагнетается в каждый грузовой танк в целях снижения содержания воздуха, а значит и содержания кислорода, а также придания свойств невоспламеняемости атмосфере данного танка.

Вышеизложенное можно объяснить с помощью рис. 10-1, на котором показано отношение между содержанием углеводородного газа и кислорода в смеси "углеводородный газ/воздух".

Рис. 10-1. Диаграмма состава воспламеняющейся смеси "углеводородный газ/воздух/инертный газ . Эта диаграмма представлена исключительно для пояснения и ее не следует использовать для определения допустимых газовых составов в практических целях, Пределы воспламенения различны для различных чистых углеводородных газов и смесей, полученных из разных жидких нефтепродуктов. В практических целях нижний и верхний пределы воспламенения (НПВ и ВПВ) паров сырой нефти принимаются равными соответственно 1% и 10% по объему.

На рисунке 10-1 эти значения обозначены точками С и D на линии АВ.

Любая смесь углеводородного газа, воздуха и инертного газа представлена на диаграмме точкой, координаты которой соответствуют содержанию углеводородного газа и кислорода.

Например, смеси углеводородного газа с воздухом, не содержащие инертный газ, представлены на линии АВ, наклон которой показывает снижение содержания кислорода по мере увеличения содержания углеводорода.

Смеси, содержание кислорода в которых снижается путем добавления инертного газа, представлены точками слева от линии АВ. Чем левее расположены эти точки, тем выше доля инертного газа и меньше процентное содержание кислорода.

По мере того, как инертный газ добавляется к смеси углеводородного газа с воздухом, диапазон воспламенения уменьшается до тех пор, пока не будет достигнута точка, обозначенная буквой Е, в которой НПВ и ВПВ совпадают. Эта точка соответствует содержанию кислорода, приблизительно равному 11%. В практических целях и с учетом принятия коэффициента безопасности принимается 8% -ый уровень содержания кислорода, при котором ни одна из смесей "углеводородный газ/воздух" не может гореть ни при каких обстоятельствах. Таким образом, в целях предотвращения пожара или взрыва в танке, в котором присутствует смесь углеводородного газа с воздухом, необходимо выработать и подать инертный газ с содержанием кислорода не более 5%, а также вытеснять находящийся в танке воздух до тех пор, пока окончательное содержание кислорода во всем объеме танка не станет менее 8% по объему. Международная Конвенция по охране человеческой жизни на море (СОЛАС 1974) с внесенными в нее поправками требует, чтобы системы инертного газа были способны подавать инертный газ с содержанием кислорода в магистрали инертного газа, не превышающем 5% по объему при любой требуемой интенсивности потока; и чтобы положительное давление в грузовых танках все время поддерживалось с содержанием кислорода в атмосфере не более 8% по объему, за исключением тех случаев, когда танк должен быть дегазирован. От систем, находящихся в эксплуатации в настоящее время, требуется только то, чтобы они производили инертный газ с содержанием кислорода, обычно не превышающим 5% по объему и, чтобы в конкретном танке все время поддерживалась инертная атмосфера, за исключением тех случаев, когда танк необходимо дегазировать.

Когда какая-либо инертная смесь, такая как та, которая представлена точкой F, разбавляется воздухом, то ее состав изменяется по линии FA и, таким образом, входит в выделенную зону воспламеняющихся смесей. Это означает, что все инертные смеси на участке выше линии GA (критическая линия разбавления) проходят через состояние воспламенения по мере того, как они смешиваются с воздухом, например, в процессе дегазации. Смеси, представленные ниже линии GA, такие как те, которые обозначены точкой Н, не становятся воспламеняющимися при смешивании с ними воздуха. Следует отметить, что представляется возможным перейти от одной смеси, которая представлена точкой F, к другой, которая представлена точкой Н, путем подачи дополнительного количества инертного газа, т.е. продувкой.

(См. также раздел 15.2, посвященный воспламеняемости.)