Cysterna LNG do transportu gazu skroplonego

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

Zasoby gazu ziemnego na świecie są ogromne, ale większość złóż znajduje się w trudno dostępnych miejscach, oddalonych od obszarów przemysłowych. Nie jest tak źle – rurociąg można ułożyć na lądzie lub na dnie morskim. A do transportu przez ocean gaz jest przekształcany w stan ciekły. Jednocześnie wolumen zmniejsza się prawie sześćset razy, co umożliwia wykorzystanie nie tylko rurociągów, ale również cystern LNG o specjalnej konstrukcji do transportu gazu.

Nośniki gazu skroplonego

LNG jest gazem ziemnym schłodzonym do -162°C, w którym przechodzi ze stanu gazowego do stanu ciekłego.

Większość światowego eksportu skroplonego gazu jest realizowana na rynku międzykontynentalnym tankowcami dwóch typów, określanych skrótem CIS – skroplony gaz naftowy i LNG – skroplony gaz ziemny. Statki specjalistyczne różnią się konstrukcją zbiorników i są przeznaczone do różnych ładunków: tankowce LPG przewożą skroplony propan, butan,propylen i inne gazy węglowodorowe, tankowce LNG - metan. Czasami te tankowce nazywane są metanowcami. Zdjęcie poniżej przedstawia przekrój cysterny.

Układ tankowca LNG

Głównymi komponentami tankowca LPG są jednostki napędowe i pompujące, podwójny kadłub zwiększający wytrzymałość, stery strumieniowe, zbiorniki LPG i potężne agregaty chłodnicze utrzymujące niską temperaturę gazu.

Z reguły cztery do sześciu izolowanych zbiorników umieszcza się w kadłubie statku, rozmieszczonych wzdłuż linii środkowej statku. Otoczenie zbiorników to połączenie zbiorników balastowych, koferdamów - specjalnych przegródek zapobiegających wyciekom gazu ze zbiorników i pustych przestrzeni. Takie umiejscowienie nadaje zbiornikowcowi LNG konstrukcję podwójnego kadłuba.

Skroplone gazy są transportowane w zbiornikach pod ciśnieniem wyższym niż ciśnienie atmosferyczne lub w temperaturze znacznie niższej od temperatury otoczenia. Niektóre czołgi używają obu metod.

Cysterny są wyposażone w zbiorniki ciśnieniowe 17,5 kg/cm2. Gaz transportowany jest w stalowych zbiornikach cylindrycznych lub kulistych o odpowiedniej temperaturze przechowywania. Wszystkie cysterny są zbudowane z podwójnym dnem.

Transportery gazu są wyposażone w mocne silniki i są szybkie. Obszarem ich racjonalnego zastosowania są loty długodystansowe, głównie transkontynentalne, o długości powyżej3000 mil morskich. Biorąc pod uwagę aktywne parowanie metanu, statek musi pokonać tę odległość przy dużych prędkościach.

Cechy konstrukcji zbiornika

W celu bezpiecznego transportu skroplonego gazu ziemnego wymagane jest utrzymywanie w zbiornikach temperatur poniżej -162 oC i wysokiego ciśnienia. Cysterny wyposażone są w zbiorniki membranowe z wielowarstwową izolacją wysokopróżniową. Zbiorniki membranowe składają się z podstawowej metalowej warstwy barierowej, warstwy izolacyjnej, ciekłej warstwy ochronnej i drugiej warstwy izolacyjnej. Konstrukcja zbiorników i grubość metalowego kadłuba zbiorników zależą od projektowego ciśnienia roboczego, temperatury i wyporności zbiornikowca. Pod naporem wody morskiej ściany zbiornika będącego częścią statku podlegają takim samym obciążeniom jak kadłub statku.

Skroplone gazy ropopochodne są również transportowane w sferycznych metalowych zbiornikach, dobrze izolowanych, aby uniknąć wycieku pod wysokim ciśnieniem.

Kod IGC definiuje trzy typy niezależnych zbiorników używanych do transportu gazu: A, B i C. Cysterny LNG są wyposażone w zbiorniki kategorii B lub C, cysterny LPG są zbiornikami kategorii A.

Operacje załadunku i rozładunku cysterny

Najbardziej niebezpieczne operacje to załadunek i rozładunek cystern. Skroplony gaz ziemny jest substancją kriogeniczną, której głównym składnikiem jest metan. Jeśli wejdzie do nieprzygotowanego przedziału ładunkowego z niezgodnością z reżimem temperaturowym, mieszanina metanu z powietrzem staje sięwybuchowy.

Procedury załadunku cysterny są ściśle regulowane. Zbiornik ładunkowy jest osuszany gazem obojętnym w określonej temperaturze, aby zapobiec kondensacji wilgotnego powietrza wewnątrz zbiornika.

Po wysuszeniu zbiorników ładownia jest czyszczona w celu usunięcia pozostałości gazu obojętnego, po czym suche ogrzane powietrze jest dostarczane do ładowni pod ciśnieniem.

Bezpośredni wtrysk skroplonego gazu jest poprzedzony napełnieniem zbiornika gazem obojętnym w celu usunięcia powietrza i schłodzenia zbiorników. Przestrzeń izolacyjna zbiorników membranowych jest przedmuchiwana ciekłym azotem. Ładowanie rozpoczyna się, gdy system zasilania gazem i zbiornik zostaną schłodzone do temperatury zbliżonej do temperatury LNG.

W porcie przeznaczenia skroplony gaz ziemny jest przesyłany do zbiornika nabrzeżnego za pomocą zatapialnej pompy ładunkowej zainstalowanej na dnie każdego zbiornika ładunkowego. Podczas rozładunku przestrzegane są również wymagania dotyczące warunków temperatury i wilgotności wszystkich linii, aby uniknąć tworzenia się wybuchowej mieszaniny metanu z powietrzem.

Bezpieczeństwo środowiska

Rygorystyczne normy bezpieczeństwa są określone w Międzynarodowym kodeksie budowy i wyposażenia statków przewożących skroplone gazy luzem (Kodeks IGC). Przepisy międzynarodowe obejmują praktycznie każdy aspekt bezpieczeństwa tych statków, a także standardy szkolenia załóg.

Rekord bezpieczeństwa statku LNG ma godną pozazdroszczenia historię. Od 1959 roku, kiedy rozpoczął się komercyjny transport LNG, na pokładzie nigdy nie było ani jednej śmierci,związane ze skroplonym gazem ziemnym. Doszło do ośmiu incydentów na morzu związanych z przypadkowym wyciekiem skroplonego gazu ziemnego na całym świecie.

W czerwcu 1979 roku w Cieśninie Gibr altarskiej tankowiec El Paso Kaiser rozbił się o skały z prędkością 19 węzłów z ładunkiem 99,500 m3. Statek doznał ciężkich uszkodzeń dna na całej długości przestrzeni ładunkowych, ale zbiorniki membranowe nie zostały uszkodzone i nie doszło do rozlania skroplonego gazu ziemnego.

Nawigacja tankowców przez cieśniny

Cieśniny są najbardziej niebezpiecznym miejscem dla żeglugi, dlatego do budowy terminali do produkcji i odbioru gazu skroplonego wybierają miejsca na obrzeżach kontynentów, unikając trudnych szlaków transportowych i tankowców wjeżdżających na morza śródlądowe.

Kiedyś Ukraina ogłosiła zamiar budowy terminalu do odbioru skroplonego gazu ziemnego w regionie Odessy w celu dywersyfikacji źródeł dostaw gazu do kraju. Ankara natychmiast na to zareagowała.

Ciągły tranzyt niebezpiecznych towarów w postaci skroplonego gazu ziemnego przez Dardanele i Bosfor na tankowcach LNG może spowodować poważne szkody dla środowiska. Te cieśniny należą do najbardziej niebezpiecznych na świecie: Bosfor jest na trzecim miejscu, Dardanele na piątym. W przypadku poważnej awarii konsekwencje dla Morza Marmara i gęsto zaludnionego Stambułu mogą być katastrofalne.

Międzynarodowy Rynek LNG

Flota wyspecjalizowanych statków łączy zakłady produkcyjne i regazyfikacyjne LNG na całym świecie, tworząc bezpieczną, niezawodną i wydajną siećtransport skroplonego gazu ziemnego. Statki transportujące metan są wyposażone w najnowocześniejszą technologię wykrywania wycieków, systemy awaryjnego wyłączania, zaawansowane systemy radarowe i pozycjonowania oraz inne technologie zaprojektowane w celu zapewnienia bezpiecznego i niezawodnego transportu gazu.

Skroplony gaz ziemny stanowi obecnie ponad 35% międzynarodowego handlu gazem ziemnym, przy stale rosnącym popycie.

Niektóre statystyki

Dziś branża LNG na całym świecie obejmuje:

• 25 terminali LNG i 89 zakładów LNG działa w 18 krajach na pięciu kontynentach. Katar jest światowym liderem w produkcji LPG, wyprzedzając Indonezję, Malezję, Australię oraz Trynidad i Tobago.
• 93 terminale odbiorcze i zakłady regazyfikacji w 26 krajach na czterech kontynentach. Japonia, Korea i Hiszpania są wiodącymi importerami LPG.
• Około 550 tankowców na skroplony gaz ziemny jest obecnie eksploatowanych na całym świecie.

Lider w budowie tankowców LNG

Historycznie, około dwie trzecie światowej floty metanowców zostało zbudowane przez Koreańczyków Południowych, 22% przez Japończyków, 7% przez Chińczyków, a resztę przez Francję, Hiszpanię i Stany Zjednoczone. Sukces Korei Południowej jest związany z innowacyjnością i ceną. Konstruktorzy z Korei Południowej zbudowali pierwsze metanowce klasy lodołamaczy. Zbudowali także największe tankowce LNG klasy Q-Flex i Q-Max o nośności 210 000 i 260 000metrów sześciennych dla katarskiej spółki przesyłowej „Nakilat”. Charakterystyczną cechą statków klasy Q jest umieszczenie instalacji skraplania gazu ziemnego bezpośrednio na pokładzie gigantycznego statku. Statek ma 345 metrów długości i 53,8 metra szerokości.

Projekt Jamał LNG

29 września 2014 r. odbyła się uroczysta ceremonia położenia cysterny na zamówienie rosyjskiej firmy żeglugowej Modern Commercial Fleet, specjalizującej się w transporcie nośników energii, do transportu skroplonego gazu ziemnego w ramach projektu Jamał LNG. Są to unikatowe jednostki klasy lodowej Arc7 o maksymalnych możliwych gabarytach do podejścia do portu Sabetta na Półwyspie Jamalskim.

Zaprojektowane do transportu gazu z pola South Tambeyskoye z Arktyki do Europy i Azji oraz żeglugi w surowych warunkach klimatycznych Arktyki, tankowce Jamał LNG są z założenia jednostkami dwustronnego działania: dziób jest przeznaczony do żeglugi na otwartej przestrzeni woda, a rufa służy do żeglugi w trudnych warunkach lodowych.

Obecnie zbudowano pięć takich statków. Główny statek Christophe de Margerie. Należy do Sovcomflot.

W swojej pierwszej komercyjnej podróży tankowiec LNG z Rosji ustanowił historyczny rekord: po raz pierwszy w historii żeglugi statek handlowy przepłynął Północną Drogę Morską bez eskorty lodołamacza.