Gas Tanker Familiarisation – kurs #2 | Terminologia

To jest kolejna część z serii Gas Tanker Familiarisation – kurs podstawowy. Pierwszy wpis o historii i rozwoju statków ze skroplonym ładunkiem gazowym ma ponad dwa lata i gorąco zachęcam do przeczytania. Dzisiaj chciałem przybliżyć wam wymagane definicje, wykorzystywane podczas pracy na statku zbiornikowym. Nie wszystkie definicje będą od początku jasne ale po drodze trwania tego kursu, wszystko się rozjaśni.

Ta strona będzie na bieżąco aktualizowana i każdy kolejny wpis będzie odnosił się do definicji tutaj zawartych.

TERMINOLOGIA WYKORZYSTANA W GAS TANKER FAMILIARISATION

Aerating (Gas Freeing) – Wprowadzenie powietrza (fresh air) do zbiornika w celu usunięcia toksycznych, palnych I obojętnych gazów oraz zwiększenie zawartości tlenu do 21% objętości zbiornika. Wykonuje się najczęściej po procesie inertowania zbiornika.
Absolute Temperature – Temperatura w K (Kelvin) w celach praktycznych aby zamienić Celsius na Kelvin należy dodać 273 (0=287, 1=274)
Auto Ignition temperature – Najniższa temperatura w której następuje samozapłon.
Evaporating – zmiana stanu ciekłego na gazowy przy użyciu ciepła utajonego.
Boil-off – Vapour powyżej parującego liquidu. Paruje poprzez podgrzewanie albo wzrost ciśnienia.
Boiling Point – temperatura w której ciśnienie vapour jest równe ciśnieniu na powierzchni liquidu.
Boiling – zmiana stanu z ciekłego na gazowy w określonej temperaturze.
Condensation – Skraplanie czyli zmiana stanu gazowego na ciekły przy użyciu ciepła utajonego.
Compression ratio – ciśnienie absolutne na discharge podzielone przez absolutne ciśnienie na ssaniu pompy/kompresora.
Condensating ratio – Daje to ilość liquidu (dm3) w atmosferycznym punkcie wrzenia, który zostanie skroplony z 1 m3 vaporu w standardowych warunkach (absolute pressure – 1bar, temperatura 0°C).
Jeżeli w 0°C temperatura gazu jest powyżej jej krytycznej temperatury wówczas ratio podawane jest dla vaporu w atmosferycznym punkcie wrzenia liquidu.
Critical Pressure – Ciśnienie potrzebne do zmiany vapour w liquid w temperaturze krytycznej.
Critical Temperature – Temperatura powyżej której vapour nie może stać się liquidem niezależnie od wielkości ciśnienia.
Density – Masa na jednostkę objętości substancji w określonej temperaturze i ciśnieniu. Gęstość liquidu maleje wraz ze wzrostem temperatury. Jeżeli gęstość mniejsza niż 1 to będzie pływać na powierzchni wody. Gęstość saturated vapour wzrasta wraz ze wzrostem temperatury.
Latent Heat – ciepło potrzebne do zmiany stanu skupienia bez zmiany temperatury w punkcie topnienia/wrzenia.
Dew Point Temperature – punkt o określonej temperaturze i ciśnieniu przy której vapour zaczyna się skraplać.
Flammable range – Zakres koncentracji gazu w powietrzu gdzie ich mikstura jest palna. Zakres pomiędzy LFL (Lower Flammable Limit), a UFL (Upper Flammable Limit).
Flash Point – Najniższa temperatura, w której liquid wydziela vapour, który jest palny w połączeniu z powietrzem.
Inert Gas – Nitrogen lub mix niepalnych gazów o zmniejszonej objętości.
Gassing-up – wymiana atmosfery inertu poprzez vapour następnego ładunku do poziomu możliwego do schłodzenia i załadowania ładunku.
Lower Flammable Limit (LFL) – koncentracja tlenku węgla w powietrzu poniżej której zapłon nie następuje z uwagi na niewystarczającą ilość węglowodorów. Czasami określana jako dolna granica wybuchowości (LEL).
Upper Flammable Limit (UFL) – koncentracja tlenku węgla w powietrzu powyżej której zapłon nie następuje z uwagi na niską zawartość tlenu. Czasami określana jako górna granica wybuchowości (UEL).
Ciśnienie – w gauge pokazuje ciśnienie powyżej lub poniżej ciśnienia atmosferycznego – relative pressure/gauge pressure.
Ciśnienie absolutne – suma ciśnienia w gauge i atmosferycznego. Zero jest równa każdej substancji w zerowej temperaturze.
Reference Temperature – temperatura odpowiadająca ciśnieniu vapour do ustawionego ciśnienia na safety relief valve. Maksymalna temperatura którą uzyskamy po załadunku i transporcie do portu wyładunku.
PRZYKŁAD:
Ładunek propane w 20°C z safety relief valves ustawioną na 16 bar.
Reference temperature: +49°C (Odpowiednio z tablicy S.V.P. dla +49°C = 16bar + 1bar (atmosferyczne) = 17bar
Gęstość ładunku w temperaturze wyładowania +49°C = 452kg/m3
Gęstość ładunku w temperaturze ładowania +20°C = 502kg/m3
Ładunek możemy załadować do: 98×452/502=88,2%
Na statkach semi-pressure niema dodatkowych pressure relief devices wtedy reference temperature bierzemy dla ustawionej wartości safety relief valve np. Ustawiona na 5 bar (S.V.P = 5 + 1(ciśnienie atmosferyczne)=6bar) to reference temperature to wartość odpowiadająca S.V.P. (w tym przypadku dla propanu 8°C, gdy ładowany propan w temperaturze -42°C),a reszta kalkulacji jak powyżej.

Entalpia – suma ciepła liquidu lub vaporu w zadanej temperaturze, wyrażona KJ/kg. W LPG mix suma entalpii + latent heat parowania. Jak dużo energii potrzeba by przeprowadzić ciało przez 3 stany skupienia.
Entropia – zawartość ciepła jednostki temperatury J/kg/K.
Saturated Vapour Pressure (S.V.P) – ciśnienie wywierane przez odparowywaną ciecz (powierzchnia cieczy) na ściany zbiornika ponad powierzchnią cieczy. Przestrzeń jest unsaturated jeśli może przyjąć więcej vaporu w aktualnej temperaturze. Większa temperatura = większe ciśnienie. Na wykresie można wywnioskować iż przecięcie osi temperatury z osią ciśnienia pokazuje boiling point czyli Vapour pressure = ciśnienie atmosferyczne(maksymalnie ciśnienie vapour) lub 1kg/cm2. Obniżenie ciśnienia powyżej liquidu powoduje obniżenie boiling point i zwiększenie ciśnienia w punkcie boiling point. Pokazuje temperaturę przy której ładunek może być przewożony jako schłodzony. Równowaga pomiędzy parowaniem a skraplaniem (Poniżej boiling point – skraplanie, powyżej boiling point to parowanie).
Prawo Avogadro’s – Objętość wszystkich gazów posiada równą ilość molekuł znajdujących się w w tej samej temperaturze i ciśnieniu.
Prawo Daltona – ciśnienie gazów wymieszanych jest równa sumie ciśnień tych gazów pojedynczo.
Prawo Boyla – przy stałej temperaturze, objętość wzrasta wraz z malejącym ciśnieniem. Im niższe ciśnienie, tym mniejsza objętość. Masa zostaje taka sama. Więcej łądunku można przewieźć.
Prawo Charlesa – Przy stałym ciśnieniu objętość wzrasta wraz z temperaturą. Im wyższa temperatura tym większa objętość i mniej ładunku jest możliwe do przewiezienia. Masa zostaje ta sama.
Prawo ciśnienia – Przy stałej objętości, ciśnienie i temperatura wzrasta.
Prawo Jules – Wewnętrzna energia gazu idealnego polega tylko na zmianie temperatury czyli jeżeli ciśnienie i objętość jest stała to energia gazu pozostanie też stała dopóki temperatura się nie zmieni. Suma ciepła zależy od temperatury, objętości i ciśnienia. Wartość ta nazywa się entalpią. Ciepło/temperaturę nazywa się entropią.
1Bar = 100000 Pa, 0,1Bar = 10000Pa
Zachowanie wody – Podgrzewając lód entalpia (H) i temperatura (T) wzrasta aż do stopnienia. Podgrzewana dalej woda pobiera ciepło i nasycone ciśnienie pary wodnej (P) wzrasta aż do momentu nasycenia temperatury i zaczyna parować, gdzie pobiera coraz więcej ciepła i staje się przegrzana.
Molecular weight – suma wag atomowych:
Hydrogen = 1
Carbon = 12
Nitrogen = 14
Oxygen =16
Chlorine=35

Jeżeli gdzieś popełniłem błąd, daj znać w komentarzu. I zapraszam do kolejnego wpisu z serii Gas Tanker Familiarisation.

Ważne linki