---

مقدمه

کشتی های تانکر به دلیل حمل نفت خام یا فرآورده های آن مستعد تولید بخارات قابل اشتعال در زمان بارگیری، تخلیه و یا حمل آنها می باشند. خطر آتش سوزی و انفجار، حتی زمانی که مخازن خالی باشند به دلیل وجود باقیمانده مواد نفتی در آنها، نیز وجود دارد. ترکیب این بخارات و هوای محیط به دلیل وجود اکسیژن در هوا، در نسبت های مشخص می تواند منجر به وقوع انفجار و ایجاد خسارات، آلودگی های زیست محیطی و آسیب های جانی و مالی سنگین شود. لذا برای جلوگیری از این خطرات، سیستم تولید گاز خنثی بر روی شناورهای حمل این کالاها، نصب می شود. این سیستم می تواند یک سیستم مستقل تولید گاز خنثی باشد یا از گازهای خروجی تولیدی دیگر ماشین آلات شناور مانند موتور اصلی یا بویلر استفاده کند.

سیستم های تولید کننده گاز خنثی مهمترین سیستم نصب شده بر روی تانکر ها حمل مواد نفتی برای عملیات ایمن آنها هستند. گاز خنثی در این مورد، به ترکیبات گازی ای گفته می شود که حاوی مقدار بسیار کمی اکسیژن (معمولا زیر 8 درصد حجمی) باشند که از اشتعال محیط های حاوی گازهای هیدروکربنی جلوگیری می کند.

این گاز ها با پخش در محیط های حاوی گازهای هیدروکربنی و اختلاط در آن محیط، باعث کاهش مقدار درصد حجمی اکسیژن در محیط و افزایش LEL و از سوی دیگر کاهش HEL می شوند. نمودار اشتعال پذیری که در شکل زیر نمایش داده شده است به خوبی گویای این نکته خواهد بود.

دامنه کاربرد

بر اساس مقرره 4.5.5.1 بخش 2-2 کنوانسیون سولاس (اصلاحیه 2014)، شناور های زیر باید به این سیستم تجهیز گردند:

برای تانکر هایی که قبل از 1 سپتامبر 1984 ساخته شده اند:

1. تانکر های حمل نفت خام: با وزن مرده (DWT) 20000 و بالاتر
2. تانکر های به غیر از تانکر های حمل نفت خام: با وزن مرده 40000 و بالاتر
3. تانکر هایی با وزن مرده بیشتر از 20000 و کمتر از 40000 تن که نفت خام حمل نمی کنند و مجهز به سیستم شست و شوی مواد نفتی (Crude Oil Washing (COW) Systems) با ظرفیت دبی بالای 60 متر مکعب در ساعت، باشند.
4. تمام تانکر هایی که شست و شوی مخازن خود را تنها به وسیله سیستم شست و شوی مخازن (COW)، انجام می دهند.

برای تانکر هایی که در یا بعد از 1 سپتامبر 1984 و قبل از 1 ژانویه 2016 ساخته شده اند:

1. تانکر های با وزن مرده (DWT) 20000 و بالاتر
2. تمام تانکر هایی که شست و شوی مخازن خود را تنها به وسیله سیستم شست و شوی مخازن (COW)، انجام می دهند.

برای تانکر هایی که در یا بعد از 1 ژانویه 2016 ساخته شده اند:

1. تانکر های با وزن مرده (DWT) 8000 و بالاتر
2. زمانی که بار مایع غیر از نفت خام و یا محصولات پتروشیمی با نقطه اشتعال (Flash Point) زیر 60 درجه سانتی گراد و یا گاز مایعی که می تواند منجر به افزایش خطر اشتعال شود، انجام اقدامات ایمنی تکمیلی، اجباری خواهد بود. (بر اساس قوانین مندرج در BC Code, GC Code)
3. تمام تانکر هایی که شست و شوی مخازن خود را تنها به وسیله سیستم شست و شوی مخازن (COW)، انجام می دهند.

با توجه به آنچه که در پاراگراف های بالا، بدان اشاره شد، کلیه تانکر هایی که مجهز به این سیستم هستند باید شرایط زیر را داشته باشند:

1. اتصال مناسب بین فضاهای دوجداره این تانکر ها و خطوط تأمین کننده گاز خنثی وجود داشته باشد.
2. زمانی که اتصال دائمی بین مخازن مورد نظر برای تزریق گاز خنثی و خطوط توزیع آن وجود داشته باشد، باید تجهیزات مناسبی برای جلوگیری از ورود گازهای هیدروکربنی از مخازن به این خطوط تعبیه شود.
3. زمانی که اتصال دائمی بین فضاهای مورد نظر برای تزریق گاز خنثی و خطوط توزیع آن وجود نداشته باشد، باید ابزار مناسب و ایمنی برای ایجاد این اتصال و تزریق گاز خنثی به صورت ایمن تأمین گردد.

اجزای سیستم تولید گاز خنثی

برای سیستم های تولید گاز خنثی، اجزای زیر به طور معمول وجود دارد:

1. تجهیزات و اتصالات انتقال گازهای خروجی: به منظور انتقال گازهای خروجی ماشین آلاتی مانند موتور اصلی یا بویلر شناور
2. شیر جداساز (Isolating Valve) گاز خنثی: در واقع شیر جداساز به منظور متوقف کردن تزریق گاز خنثی از خطوط توزیع برای زمانی که به آن نیازی نیست، تعبیه می شود.
3. دستگاه پالایش گاز (Scrubber): گاز خروجی موتور اصلی یا بویلر پس از انتقال به این دستگاه به وسیله پاشش آب و عبور از ورق های منحرف کننده (baffle plate) آن، مرطوب، تمیز و خنک می شود و از سوی دیگر ضمن پاکسازی از دوده موجود تا 90 درصد سولفور موجود در آن نیز زدوده خواهد شد.
4. رطوبت گیر (Demister): این رطوبت گیر ها عموما از جنس پلی پروپیلن بوده و رطوبت گاز پالایش شده را جذب می کند.
5. دمنده گاز (Gas Blower): معمولا از دو نوع دمنده برای تزریق گاز به خطوط توزیع استفاده می شود، دمنده با توربین بخار و دمنده با موتور الکتریکی که هر کدام کاربردهای خود را دارند.
6. شیر تنظیم فشار گاز خنثی: با توجه به گستردگی خواص مواد نفتی قابل حمل و شرایط متغیر جوی، به منظور پیشگیری از فشار بیش از حد بر روی دمنده های سیستم، از شیر تنظیم فشار گاز خنثی در خطوط خروجی این دمنده ها استفاده می شود. به صورتی که با افزایش فشار خطوط خروجی بعد از دمنده ها، با باز کردن خط برگشت به دستگاه پالایش گاز، عمل می کند.
7. مسدود کننده روی عرشه (Deck Seal): هدف از تعبیه این سیستم، جلوگیری از بازگشت گاز خنثی از خطوط توزیع روی عرشه تانکر به قسمت های بالادستی آن می باشد. انواع مختلفی از آن وجود دارد اما بیشترین نوع مورد استفاده مسدود کننده همراه با آب است. (Wet Deck Seal)
8. شیر یک طرفه مکانیکی: با توجه به قوانین و ماهیت عملکرد مسدود کننده روی عرشه، علاوه بر آن سیستم توزیع باید به شیر یک طرفه در خط خروجی گاز خنثی نیز مجهز شود.
9. شیر جداساز عرشه: سیستم درون موتورخانه به وسیله این شیر کاملا از سیستم روی عرشه جدا می گردد.
10. شیر اطمینان خلاء / فشار (PV Breaker): این شیر ها در کنترل فشار مثبت یا منفی مخازن حمل تانکر ها در محدوده تنظیم شده شان، کمک می کنند. این شیر های به یک پرده محافظ در برابر گسترش شعله به منظور جلوگیری از عبور شعله های آتش نیز مجهزند.
11. شیر های جداساز مخازن حمل بار: با توجه به تعداد مخازن هر تانکر، هر کدام از این مخازن باید مجهز به یک شیر جداساز باشند تا آن را از خط تزریق گاز خنثی جدا کند. کنترل باز و بسته شدن این شیر فقط توسط افسر مسوول انجام می شود.
12. دکل فشار شکن (Mast Riser): به منظور حفظ فشار مثبت گاز خنثی در زمان بارگیری مخازن و جلوگیری از ایجاد فشار بیش از حد مجاز در مخازن از این دکل استفاده می شود.

الزامات عمومی سیستم گاز خنثی:

سیستم گاز خنثی باید توانایی خنثی سازی، پالایش مجدد، گاز زدایی یک مخزن را داشته باشد. از سوی دیگر این سیستم باید بتواند میزان اکسیژن در محیط مخزن را در محدوده مجاز نگهداری کند. با توجه به این موضوع عملیات های مشروح زیر باید مورد توجه قرار گیرد:

1. خنثی سازی (Inerting): منظور از خنثی سازی، وارد کردن مقدار کافی گاز خنثی به مخزن مورد نظر برای رسیدن به شرایط خنثی می باشد.

1. پالایش مجدد(Purging): منظور از این عبارت، تزریق مجدد گاز خنثی به مخزنی است که قبلا خنثی سازی شده بود. بدین منظور دو حالت زیر انجام می گیرد:
   1. کاهش بیشتر مقدار اکسیژن مخزن مورد نظر و یا
   2. کاهش میزان گازهای هیدروکربنی به محدوده ای که در برابر وقوع آتش و انفجار ایمن شود.

1. گاز زدایی: گاز زدایی عملیاتی است که با وارد کردن هوای تازه درون یک مخزن به منظور خارج کردن گازهای سمی یا اشتعال پذیر وافزایش میزان اکسیژن آن تا 21 درصد حجمی، انجام می گیرد.

1. خنثی سازی مجدد (Topping up): خنثی سازی مجدد به عملیاتی گفته می شود که با تزریق مجدد گاز خنثی به مخزنی که قبلا خنثی سازی شده و به منظور افزایش فشار گاز خنثی و جلوگیری از ورود و نشتی نا مطلوب هوا به آن، انجام می گیرد.

از سوی دیگر علاوه بر موارد فوق و به منظور حفظ ایمنی، تمام تانکر هایی که به سیستم ثابت گاز خنثی مجهزند باید دارای سیستم اندازه گیری سطح مواد درون مخازن از نوع محصور، باشند. (Closed Ullage System)

نرخ تولید و توزیع گاز خنثی برای مخازن شناور، به صورت زیر باید باشد:

1. نرخ توزیع گاز خنثی باید حداقل 1.25 برابر حداکثر نرخ تخلیه مخازن آن شناور باشد. برای تانکر های حمل مواد شیمیایی (Chemical Tanker) و تانکر های حمل مواد شیمیایی/محصولات نفتی (Chemical/Product tankers) مطابق با تعاریف کنوانسیون مارپل، دولت های صاحب پرچم می توانند این میزان را بنا بر صلاحدید خود کاهش دهند. به شرط آنکه، نرخ تخلیه بار شناور که توسط سیستم گاز خنثی محافظت می شود، از 80 درصد نرخ تولید گاز خنثی بیشتر نباشد.
2. تحویل گاز خنثی با اکسیژن با درصد حجمی کمتر از 5 درصد در هر نرخی که نیاز باشد.

با توجه به آنچه تاکنون در این مقاله بدان پرداخته شده است، سیستم های گاز خنثی می توانند به سه دسته زیر از جهت تأمین گاز خنثی دسته بندی شوند:

1. پالایش روی گاز های خروجی موتور اصلی یا بویلر های شناور
2. گاز های ناشی از سوختن مواد نفتی و بدون استفاده از گازهای خروجی شناور
3. تولید کننده های نیتروژن و گاز خنثی به صورت مجزا

لذا، پس از تأیید دولت های صاحب پرچم هر شناور یا نمایندگان قانونی آنها، شناور ها می توانند به جای استفاده از یک سیستم تنها، از ترکیبی از سیستم های مختلف به شرط ایجاد شرایط ایمن مطابق با الزامات ایمنی اشاره شده در این مقاله، استفاده کنند. اما نکته حائز اهمیت این است که سیستم هایی که از گاز دی اکسید کربن به منظور خنثی سازی مخازن استفاده می کنند، تنها در حالتی می توانند استفاده شوند که خطراتی مانند نشت سیستم و تولید الکتریسیته ساکن پیش بینی و اقدامات لازم برای کاهش آنها، انجام شود. بدیهی است که تمام این موارد باید مورد تأیید دولت صاحب پرچم یا نماینده قانونی آنها باشد.

اقدامات ایمنی:

1. حداکثز فشار سیستم گاز خنثی باید به نوعی طراحی و اجرا شود که از فشار طراحی مخازن مورد نظر بیشتر نباشد.
2. با اختصاص مقادیر مجاز برای اجزای مختلف این سیستم مانند میزان اکسیژن در گاز خنثی توزیعی، قطع خودکار سیستم پس از رسیدن به حد مجاز، انجام شود.
3. تسهیلات قطع مناسب در خطوط خروجی از سیستم های تولید گاز خنثی تعبیه گردد.
4. در صورتی که از شیر های دوگانه انسداد و تخلیه (block and bleed valve) استفاده گردد، سیستم باید به گونه ای طراحی شده باشد که در صورت قطع برق، به صورت خودکار قسمت انسداد شیر بسته شده و قسمت تخلیه آن باز شود.

---