Сжиженный природный газ и запорная арматура для спг. Газовозы и их особенности Танкеры - газовозы

Нефтегазовая индустрия по праву считается одной из самых высокотехнологичных отраслей в мире. Оборудование, используемое для добычи нефти и газа, насчитывает сотни тысяч единиц наименований, и в него входят самые разные приспособления - от элементов запорной арматуры , весом в несколько килограмм, до гигантских сооружений - буровых платформ и танкеров, имеющих гигантские размеры, и стоящих многие миллиарды долларов. В этой статье мы рассмотрим морских гигантов нефтегазовой индустрии.

Танкеры-газовозы типа Q-max

Самыми большими танкерами-газовозами в истории человечества по праву можно назвать танкеры типа Q-max. «Q» здесь обозначает Катар, а «max» - максимальный. Целое семейство этих плавучих гигантов было создано специально для доставки морем сжиженного газа из Катара.

Корабли этого типа начали строить в 2005 году на верфях компании Samsung Heavy Industries - судостроительного подразделения компании Самсунг. Первый корабль был спущен на воду в ноябре 2007 года. Он был назван «Моза» , в честь жены шейха Моза бинт Насер аль-Миснед. В январе 2009 года, погрузив 266,000 кубометров СПГ в порту Бильбао, судно такого типа впервые пересекло Суэцкий канал.

Газовозы типа Q-мах эксплуатируются компанией STASCo , но принадлежат Катарской Газотранспортной компании (Накилат), и фрахтуются преимущественно катарскими компаниями - производителями СПГ. В общей сложности подписаны контракты на строительство 14 подобных судов.

Габариты такого судна составляют 345 метров (1,132 футов) в длину и 53.8 метров (177 футов) в ширину. В высоту корабль достигает 34,7 м (114 футов) и имеет осадку около 12 метров (39 футов). При этом, судно вмещает в себя максимальный объём СПГ, равный 266,000 куб. м (9,400,000 куб. м).

Приводим фотографии самых крупных кораблей этой серии:

Танкер «Моза» - первый корабль в данной серии. Назван в честь жены шейха Моза бинт Насер аль-Миснед. Церемония имянаречения состоялась 11 июля 2008 года на верфи Samsung Heavy Industries в Южной Корее.

танкер « BU Samra »

Танкер « Mekaines »

Судно-трубоукладчик «Pioneering spirit»

В июне 2010 швейцарская компания Allseas Marine Contractors заключила контракт на постройку судна, предназначенного для перевозки буровых платформ и прокладки трубопроводов по дну моря. Судно, названное «Pieter Schelte» , но впоследствии переименованное в , было построено на верфи компании DSME (Daewoo Shipbuilding & Marine Engineering) и в ноябре 2014 года отправилось из Южной Кореи в Европу. Предполагалось использовать судно для прокладки труб Южного потока в Черном море.

Судно имеет 382 м в длину, и 124 м в ширину. Напомним, что высота небоскреба Эмпайр-стейт-билдинг в США равна 381 м (по крышу). Высота борта - 30 м. Уникальность судна еще и в том, что его оборудование позволяет укладывать трубопроводы на рекордных глубинах - до 3500 м.

в процессе достройки на плаву, июль 2013 г.

на верфи Daewoo в г. Кодже, март 2014 г.

в завершающей стадии достройки, июль 2014 г.

Сравнительные размеры (площадь верхней палубы) судов-гигантов, сверху вниз:

• самый большой в истории супертанкер "Seawise Giant";
• катамаран "Pieter Schelte";
• крупнейший в мире круизный лайнер "Allure of the Seas";
• легендарный "Titanic".

Источник фото - ocean-media.su

Плавучий завод по производству сжиженного природного газа «Prelude»

Сравнимые размеры с плавучим трубоукладчиком имеет следующий гигант - «Prelude FLNG» (с англ. - «плавучий завод по производству сжиженного природного газа «Прелюд »») - первый в мире завод по производству сжиженного природного газа (СПГ) помещенный на плавучее основание и предназначенный для добычи, подготовки, сжижения природного газа, хранения и отгрузки СПГ в море.

На сегодняшний день «Prelude» является самым большим плавучим объектом на Земле. Ближайшим по размерам судном до 2010 года был нефтяной супертанкер «Knock Nevis» длинной 458 и шириной 69 метров. В 2010 году он был порезан на металлолом, и лавры самого большого плавучего объекта перешли к трубоукладчику «Pieter Schelte» , впоследствии переименованному в

В отличие от него, длина платформы «Prelude» на 106 метров меньше. Но он больше по тоннажу (403 342 т), ширине (124 м) и водоизмещению (900 000 т).

К тому же «Прелюд» не является кораблем в точном смысле этого слова, т.к. не обладает двигателями, имея на борту лишь несколько водяных помп, используемых для маневрирования

Решение о постройке завода «Prelude» было принято «Royal Dutch Shell» 20 мая 2011 года, а завершилось строительство в 2013 году. По проекту, плавучее сооружение будет производить 5,3 млн т. жидких углеводородов в год: 3,6 млн т. СПГ, 1,3 млн т. конденсата и 0,4 млн т. LPG. Вес сооружения составляет 260 тыс. тонн.

Водоизмещение при полной загрузке 600 000 тонн, что в 6 раз больше, чем водоизмещение самого большого авианосца.

Плавучий завод будет размещен у берегов Австралии. Такое необычное решение - размещение завода по производству СПГ в море было вызвано позицией австралийского правительства. Газ на шельфе добывать оно разрешило, а вот от размещения завода на берегу континента категорически отказалось, опасаясь, что такое соседство неблагоприятно скажется на развитии туризма.

International Code for the Construction and Equipment of Ships Carrying Liquefied Gases in Bulk (IGC Code)

MARPOL,SOLAS.???

2.Классификация и конструктивные особенности судов-газовозов.

Газовоз - однопалубное судно с кормовым расположением МО, корпус которого разделен поперечными и продольными переборками (для перевозки сжиженных газов).

Классификация газовозов:

1. По методам транспортировки:

Полностью герметичные газовозы (напорные). В основном малые газовозы для перевозки пропана, бутана и аммиака при температуре окружающей среды и давлении насыщения перевозимого газа.

Полностью рефрижераторные газовозы LPG. Ими перевозятся сжиженный нефтяной газ при температуре минус пятьдесят пять иLNG. на которых перевозят сжиженный природный газ при температуре равной минус сто шестьдесят градусов.

Полурефрижераторный газовз

Полугерметичный газовоз. Перевозится газ в сжиженном состоянии, частично за счет охлаждения и давления. Газ перевозится в теплоизолированных танках, ограниченных по давлению, температуре и плотности газа, что позволяет перевозить широкий спектр газов и химических веществ.

Изолированные газовозы большого водоизмещения. Газ поступает в охлажденном сжиженном состоянии. Во время транспортировки газ частично испаряется и используется в качестве топлива.

2. По степени опасности: Классификация в соответствии с IGCCode.

1G. Для перевозки хлора, бромистого метила, диоксида серы и др. газов, указанных в главеXIXIGCCodeс максимальными предохранительными мерами при наибольшей опаснсоти для окружающей среды.

2G. Судно для перевозки грузов, указанных в главеXIXIGCCode, которые требуют значительных предохранительных мер, для предотвращения утечки газа.

2PG. Общий тип газовозов длиной до 150 метров, перевозящие груз, указанный в главеXIX, который требует предохранительных мер для танков, давление не менее 7 бар и для грузовой системы температуру не более минус 55 градусов Цельсия.

3. По типам перевозимых грузов.

Газовозы для перевозки сжиженных нефтяных газов или аммиака под высоким давлением в малом каботаже. Грузовместимость до 1"000 м 3 . На них установлены два цилиндрических танка.

Газовозы для перевозки газов с теплоизолированными танками и системами повторного сжижения паров газов. Грузовместимость до 12"000 м 3 . Имеет от 4 до 6 танков попарно.

Газовозы грузовместимостью от 1"000 до 12"000 м 3 для перевозки этилена, который перевозится при атмосферном давлении и охлажденным до температуры равной -104*С.

Газовозы грузовместимостбю от 5"000 до 100"000 м 3 для перевозки сжиженных нефтяных газов при атмосферном давлении иt=-55*c.

Газовозы грузовместимостью от 40"000 до 130"000 м 3 для перевозки сжиженных природных газов при атмосферном давлении иt=-163*c.

Газовозы некоторых типов весьма схожи с танкерами конструкцией корпуса. Отличительными особенностями являются высокий надводный борт и наличие в трюмном пространстве специальных резервуаров – грузовых танков, изготовляемых из хладостойкого материала с мощной наружной изоляцией. Тепловая изоляция грузовых танков позволяет снизить потери груза, вызванные испарением, что повышает безопасность судна.

При изготовлении оболочек грузовых танков газовозов обычно используют довольно дорогостоящие сплавы, такие как инвар (сплав железа с 36% никеля), никелевую сталь (9% никеля), хромоникелевую сталь (9% никеля, 18% хрома) либо алюминиевые сплавы. Конструктивно грузовые танки подразделяются на несколько типов: встроенные, вкладные, мембранные, полумембранные и грузовые танки с внутренней изоляцией.

Встроенные грузовые танки являются неотъемлемой частью корпусных конструкций газовоза. Сжиженные газы в таких танках, как правило, перевозятся при температуре не ниже – 10 ° С.

Вкладные грузовые танки - это автономные конструкции, которые опираются на корпус посредством опор и фундаментов.

Мембранные танки формируются из листового или гофрированного инвара, толщина которого достигает иногда 0,7 мм, а изоляция, на которую опираются мембраны, выполняется из вспученного перлита, помещенного в фанерные ящики (блоки). Число таких блоков на судне грузовместимостью около 135 тыс. куб.м. может достигать до 100 тыс. штук. Отдельные листы инвара соединяются контактной сваркой.

Полумембранные грузовые танки имеют форму параллелепипеда со скругленными углами и выполнены из алюминиевых безнаборных листовых конструкций. Такие танки опираются на корпусные конструкции только скругленными углами, за счет чего компенсируются и термические деформации.

Среди вкладных грузовых танков широко распространены сферические танки. Их диаметр достигает 37-44 м, поэтому они почти наполовину своего диаметра выступают над уровнем верхней палубы. Выполняют их безнаборными из алюминиевых сплавов. Толщина листов колеблется от 38 до 72 мм, экваториальный пояс достигает 195 мм. Такие танки имеют наружную изоляцию из полиуретана толщиной около 200 мм. Внешняя поверхность танков покрывается алюминиевой фольгой, а надпалубную часть закрывают стальными кожухами. Каждый танк сферического типа, масса которого в сборе достигает 680-700 т, опирается в экваториальной части на цилиндрический фундамент, установленный на втором дне.

Вкладные танки на газовозах также могут быть трубообразными, цилиндрическими, цилиндро-коническими, а также других форм, которые хорошо приспособлены к восприятию внутреннего давления. Если давление газа при его транспортировке незначительно, то применяют танки призматического вида.

Судно-газовоз - это морское транспортное судно, перевозящее сжиженные газы (пропан, бутан, метан, аммиак и др.).

По типам перевозимых газов, отличающихся температурой сжижения, различают:

• газовозы для сжиженных нефтяных газов (СНГ), аммиака и др. (температура сжижения до 218 К);
• газовозы - этиленовозы для сжижения этана, этилена и др. (температуpa сжижения до 169 К);
• газозозы для сжиженного природного газа (СПГ) или метановозы (температуpa сжижения до 110 К).

По архитектурно-конструктивному типу газовозы представляют собой суда с кормовым расположением МО и надстройки, двойным дном, часто двойными бортами и цистернами изолированного балласта.

Для сжиженного повышением давления, применяют вкладные грузовые танки с расчетным давлением обычно не более 2 МПа. Они размещаются как на палубе, так и в трюмах на специальных фундаментах. Материал танков - углеродистая сталь. У газовозов с комбинированным способом сжижения газа вкладные танки термоизолируются и устанавливаются только в трюмах. Материал танков для газа температурой 223К - термообработанная мелкозернистая нелегированная сталь.

Газ, сжиженный при атмосферном давлении, перевозится в термоизолированных вкладных и мембранных (полумембранных) танках (мембрана - тонкая металлическая оболочка, опирающаяся через несущую изоляцию на внутреннюю обшивку корпуса). Материал танков (температуpa груза 218К и ни-же) - алюминиевые сплавы, стали, легированные никелем и хромом, специальные сплавы (например, инвар, содержащий 36% никеля).

Вкладные танки имеют различную форму (например, сферическую, цилиндрическую, призматическую). Газовозы для СНГ и этиленовозы имеют рефрижераторные установки для повторного сжижения паров груза, образовавшихся при перевозке. На газовозы для СНГ эти пары могут использоваться в качестве дополнительного топлива для главного двигателя. Для перевозки газа температурой ниже 236К танки оборудуются вторичной непрерывной преградой, служащей временной емкостью для вытекшего груза.

При перевозке воспламеняющихся газов трюмное пространство вокруг оболочки танков заполняется инертным газом, хранящимся в емкостях или вырабатываемым судовой установкой.

В зависимости от степени опасности перевозимого груза предусмотрено 3 степени конструктивной защиты газовоза, при этом 1-я степень - высшая. Каждая степень характеризует уровень живучести Г. и определенное отстояние грузовых танков от наружной обшивки. Для обеспечения безопасности газовоз оборудуются приборами измерения температуры груза и корпуса судна, давления, уровня заполнения танков, газоанализаторами и т. п.

Погрузка и выгрузка газов, сжиженных при температуре окружающей среды или комбинированным способом, производятся судовыми подкачивающими насосами, подача газа к которым осуществляется за счет обеспечиваемой компрессором разности давлений в грузовом танке судна и береговой емкости. Разгрузка газа, сжиженного при атмосферном давлении, производится судовыми погружными насосами, а погрузка - береговыми средствами.

Водоизмещение газовоза в зависимости от вида и способа сжижения газа 15-30 тыс. т, скорость 16-20 узлов. ЭУ, как правило, дизельная.

Существуют комбинированные газовозы для одновременной перевозки сжиженных газов и других грузов наливом (нефти, химикатов и др.).

развитие морского транспорта для перевозки сжиженного природного газа

Транспортировка морем сжиженного природного газа всегда была только небольшой частью всей индустрии природного газа, которая требует больших вложений в разработку газовых месторождений, заводов по сжижению, грузовых терминалов и хранилищ. Как только первые суда для перевозки сжиженного природного газа были построены, и показали себя достаточно надежно, то изменения в их конструкции и возникающие отсюда риски были нежелательны, как для покупателей, так и для продавцов, которые были основными лицами консорциумов.

Судостроители и судовладельцы также не проявляли особой активности. Количество верфей, строящих для перевозки сжиженного природного газа невелико, хотя недавно Испания и Китай заявили о своих намерениях начать строительство.

Однако ситуация на рынке сжиженного природного газа изменилась и продолжает изменяться очень быстро. Появилось много желающих попробовать себя в этом бизнесе.

В начале 1950-х годов развитие техники сделало возможным морскую транспортировку сжиженного природного газа на большие расстояния. Первым судном для перевозки сжиженного природного газа стал переоборудованный сухогруз «Marlin Hitch », постройки 1945 года, в котором свободно стояли алюминиевые танки с внешней теплоизоляцией из бальсы. был переименован в «Methane Pioneer » и в 1959 году совершил свой первый рейс с 5000 куб. метров груза из США в Великобританию. Несмотря на то, что вода, проникшая в трюм, намочила бальсу, судно работало довольно долго, пока не стало использоваться как плавучее хранилище.

первый в мире газовоз «Methane Pioneer»

В 1969 году, первое специальное судно для сжиженного природного газа было построено в Великобритании для осуществления рейсов из Алжира в Англию, которое получило название «Methane Princess ». Газовоз имел алюминиевые танки, паровую турбину, в котлах которой можно было утилизировать выкипевший метан.

газовоз «Methane Princess»

Технические данные первого в мире газовоза «Methane Princess»:
Построено в 1964 году на верфи «Vickers Armstong Shipbuilders » для компании-оператора «Shell Tankers U.K. »;
Длина - 189 м;
Ширина - 25 м;
Силовая установка - паровая турбина, мощностью 13750 л.с.;
Скорость - 17,5 узлов;
Грузовместимость - 34500 куб. м метана;

Размеры газовозов с тех пор изменились незначительно. В первые 10 лет коммерческой деятельности, они увеличились с 27500 до 125000 куб. м и в дальнейшем выросли до 216000 куб. м. Первоначально, сжигаемый газ обходился судовладельцам бесплатно, так как из-за отсутствия УПСГ его надо было выбрасывать в атмосферу, а покупатель был одной из сторон консорциума. Доставить как можно больше газа, не было основной целью, как сегодня. Современные контракты, включают стоимость сожженного газа, и это ложится на плечи покупателя. По этой причине, использование газа как топлива или его сжижение стали основными причинами новых идей в судостроении.

конструкция грузовых танков газовозов

газовоз

Первые суда для перевозки сжиженного природного газа имели грузовые танки типа Conch, но они не получили широкого распространения. Всего было построено шесть судов с этой системой. Она базировалась на призматических самоподдерживающих танках, сделанных из алюминия с изоляцией из бальсы, которая в дальнейшем была заменена полиуретановой пеной. При строительстве судов большого размера до 165000 куб. м, грузовые танки хотели сделать из никелевой стали, но эти разработки так и не воплотились в жизнь, так как были предложены более дешевые проекты.

Первые мембранные емкости (танки) были построены на двух судах-газовозах в 1969 году. Одна была выполнена из стали толщиной 0,5 мм, а другая из рифленой нержавеющей стали толщиной 1,2 мм. В качестве изоляционного материала использовался перлит и ПВХ блоки для нержавеющей стали. Дальнейшее развитие в процессе изменило конструкцию танков. Изоляция была заменена на бальсу и фанерные панели. Также уже отсутствовала и вторая мембрана из нержавеющей стали. Роль второго барьера играл триплекс из алюминиевой фольги, который покрывался стеклом с обеих сторон для прочности.

Но наибольшую популярность получили танки типа «MOSS». Сферические емкости этой системы были заимствованы у судов перевозящих нефтяные газы и очень быстро получили распространение. Причинами такой популярности являются самоподдерживающаяся дешевая изоляция и постройка отдельно от судна.

Недостатком сферического танка является необходимость охлаждать большую массу алюминия. Норвежская компания «Moss Maritime » разработчик танков типа «MOSS», предложила заменить внутреннюю изоляцию емкости полиуретановой пеной, но это пока не воплощено в жизнь.

До конца 1990 годов, конструкция «MOSS» была доминирующей в строительстве грузовых танков, но в последние годы, в связи с изменением цен, почти две трети заказанных газовозов имеют мембранные танки.

Мембранные танки строятся только после спуска на воду. Это достаточно дорогая технология, а также занимает довольно длительное время постройки 1,5 года.

Так как основными задачами судостроения на сегодняшний день являются увеличение грузовместимости при неизменных размерах корпуса и уменьшение стоимости изоляции, в настоящее время для судов, перевозящих сжиженный природный газ, применяются три основных вида грузовых танков: сферический тип танка «MOSS», мембранный тип системы «Газ Транспорт № 96» и мембранный танк системы «Технигаз Mark III». Разработана и внедряется система «CS-1», которая является комбинацией вышеуказанных мембранных систем.

сферические танки типа MOSS

мембранные танки типа Технигаз Mark III на газовозе «LNG Lokoja»

Конструкция танков зависит от расчетного максимального давления и минимальной температуры. Встроенные танки - являются структурной частью корпуса судна и испытывают те же нагрузки, что и корпус газовоза .

Мембранные танки - не самоподдерживающие, состоят из тонкой мембраны (0,5-1,2 мм), которая поддерживается через изоляцию, приспособленной к внутреннему корпусу. Термальные нагрузки компенсируются качеством металла мембраны (никель, сплавы алюминия).

транспортировка сжиженного природного газа (СПГ)

Природный газ, это смесь углеводородов, которая после сжижения образует чистую без цвета и запаха жидкость. Такой СПГ как правило транспортируется и хранится при температуре близкой к точке его кипения около -160С°.

В реальности состав СПГ различен и зависит от источника его происхождения и процесса сжижения, но основной компонент это конечно метан. Другими составляющими могут быть, - этан, пропан, бутан, пентан и возможно небольшой процент азота.

Для инженерных расчетов, конечно, берутся физические свойства метана, но для передачи, когда требуется точный подсчет тепловой ценности и плотности, - учитывается реальный композитный состав СПГ.

Во время морского перехода , тепло передается СПГ через изоляцию танка, вызывая испарение части груза, так называемое выкипание. Состав СПГ изменяется за счет выкипания, так как более легкие компоненты, имеющие низкую температуру кипения, испаряются первыми. Поэтому, выгружаемый СПГ имеет большую плотность, чем тот, который грузился, ниже процент содержания метана и азота, но выше процент содержания этана, пропана, бутана и пентана.

Предел воспламеняемости метана в воздухе приблизительно от 5 до 14 процентов по объему. Для уменьшения этого предела, перед началом погрузки воздух удаляется из танков при помощи азота до содержания кислорода 2 процента. В теории, взрыв не произойдет, если содержание кислорода в смеси ниже 13 процентов по отношению к процентному содержанию метана. Выкипевший пар СПГ легче, чем воздух при температуре -110С°, и зависит от состава СПГ. В связи с этим, пар будет устремляться вверх над мачтой и быстро рассеиваться. Когда холодный пар смешан с окружающим воздухом, смесь пар/воздух будет хорошо видна как белое облако из-за конденсации влаги в воздухе. Обычно принято считать, что предел воспламеняемости смеси пар/воздух не распространяется слишком далеко за пределы этого белого облака.

заполнение грузовых танков природным газом

газоперерабатывающий терминал

Перед погрузкой, производится замена инертного газа на метан, так как при охлаждении, углекислый газ, входящий в состав инертного газа замерзает при температуре -60С° и образует белый порошок, который забивает форсунки, клапана и фильтры.

Во время продувки инертный газ замещается теплым газообразным метаном. Это делается для того, чтобы удалить все замерзающие газы и закончить процесс осушки танков.

СПГ подается с берега через жидкостной манифолд, где он поступает в зачистную линию. После чего он подается на испаритель СПГ и газообразный метан при температуре +20С° поступает по паровой линии наверх грузовых танков.

Когда 5 процентов метана определится на входе в мачту, выходящий газ направляется через компрессоры на берег или на котлы через линию сжигания газа.

Операция считается завершенной, когда содержание метана, замеренное наверху грузовой линии, превысит 80 процентов от объема. После заполнения метаном, грузовые танки охлаждаются.

Операция охлаждения начинается сразу же после операции заполнения метаном. Для этого использует СПГ подаваемый с берега.

Жидкость поступает через грузовой манифолд на линию распыла, и затем в грузовые танки. Как только охлаждение танков закончено, жидкость переключается на грузовую линию для ее охлаждения. Охлаждение танков считается законченным, когда средняя температура, за исключением двух верхних датчиков, каждого танка достигает - 130С° или ниже.

При достижении этой температуры и наличии уровня жидкости в танке, начинается погрузка. Пар, образующийся во время охлаждения возвращается на берег при помощи компрессоров или самотеком через паровой манифолд.

отгрузка газовозов

Перед стартом грузового насоса, сжиженным природным газом заполняются все выгрузные колонны. Это достигается при помощи насоса зачистки. Цель этого заполнения, - избежание гидравлического удара. Затем согласно руководства по грузовым операциям производится последовательность запуска насосов и очередность выгрузки танков. При выгрузке поддерживается достаточное давление в танках, чтобы избежать кавитации и иметь хорошее всасывание на грузовых насосах. Это достигается подачей пара с берега. При невозможности с берега подавать пар на судно, необходимо запустить судовой испаритель СПГ. Остановка выгрузки производится на заранее рассчитанных уровнях с учетом остатка, необходимого для охлаждения танков до прихода в порт погрузки.

После остановки грузовых насосов осушается линия выгрузки, и прекращается подача пара с берега. Продувка берегового стендера осуществляется при помощи азота.

Перед отходом продувается паровая линия азотом до содержания метана на уровне не более 1 процента от объема.

система защиты газовозов

Перед вводом в эксплуатацию судна-газовоза , после докования или длительной стоянки, грузовые танки осушают. Это делается для того, чтобы избежать формирования льда при охлаждении, а также избежать образования агрессивных веществ, в случае если влага соединится с некоторыми компонентами инертного газа, такими как окислы серы и азота.

танк газовоза

Осушка танков производится сухим воздухом, который производит установка инертного газа без процесса сжигания топлива. Эта операция занимает около 24 часов для уменьшения точки росы до - 20С. Эта температура поможет избежать формирования агрессивных агентов.

Современные танки газовозов сконструированы с минимальным риском плескания груза. Судовые танки сконструированы так, чтобы ограничить силу удара жидкости. Они также обладают значительным запасом прочности. Тем не менее, экипаж всегда помнит о потенциальном риске плескания груза и возможном повреждении танка и оборудования в нем.

Для избежания плескания груза, поддерживается нижний уровень жидкости не более 10 процентов от длины танка, а верхний уровень не менее 70 процентов от высоты танка.

Следующая мера для ограничения плескания груза, это ограничение движение газовоза (качка) и те условия, которые генерируют плескание. Амплитуда плескания зависит от состояния моря, крена и скорости судна.

дальнейшее развитие газовозов

строящийся танкер для перевозки СПГ

Судостроительная компания «Kvaerner Masa-Yards » начала производство газовозов типа «Moss», которые значительно улучшили экономические показатели и стали почти на 25 процентов экономичнее. Новое поколение газовозов позволяет увеличить грузовое пространство с помощью сферических расширенных танков, не сжигать испарившийся газ, а сжижать его при помощи компактной УПСГ и значительно экономить топливо, используя дизель-электрическую установку.

Принцип работы УПСГ состоит в следующем: метан сжимается компрессором и посылается прямо в так называемый «холодный ящик», в котором газ охлаждается при помощи закрытой рефрижераторной петли (цикл Брайтона). Азот является рабочим охлаждающим агентом. Грузовой цикл состоит из компрессора, пластинчатого криогенного теплообменника, отделителя жидкости и насоса для возврата метана.

Испарившийся метан, удаляется из танка обыкновенным центробежным компрессором. Пар метана сжимается до 4,5 бара и охлаждается при этом давлении приблизительно до температуры - 160С° в криогенном теплообменнике.

Этот процесс конденсирует углеводороды в жидкое состояние. Фракция азота, присутствующая в паре не может быть сконденсирована при этих условиях и остается в виде газовых пузырьков в жидком метане. Следующая фаза сепарации происходит в отделителе жидкости, откуда жидкий метан сбрасывается в танк. В это время газообразный азот и частично пары углеводорода сбрасывается в атмосферу или сжигается.

Криогенная температура создается внутри «холодного ящика» методом циклического сжатия - расширения азота. Газообразный азот с давлением 13,5 бара сжимается до 57 бар в трехступенчатом центробежном компрессоре и при этом охлаждается водой после каждой ступени.

После последнего охладителя, азот идет в «теплую» секцию криогенного теплообменника, где он охлаждается до -110С°, и затем расширяется до давления 14,4 бар в четвертой ступени компрессора - расширителе.

Газ покидает расширитель с температурой около -163С° и затем поступает в «холодную» часть теплообменника, где он охлаждает и сжижает пар метана. Азот затем идет через «теплую» часть теплообменника, перед тем как поступить на всасывание в трехступенчатый компрессор.

Азотный, компрессорно-расширительный блок, является четырехступенчатым интегрированным центробежным компрессором с одной расширительной ступенью и способствует компактности установки, уменьшению стоимости, улучшению контроля охлаждения и снижению потребления энергии.

Итак, если кто-то желает на газовоз оставляйте свое резюме и как говориться: «Семь футов под килем ».

Типовой СПГ-танкер (метановоз ) может перевозить 145-155 тыс. м 3 сжиженного газа, из чего может быть получено порядка 89-95 млн. м 3 природного газа в результате регазификации. По своему размеру суда-газовозы аналогичны авианосцам, но значительно меньше сверхкрупнотоннажных нефтеналивных судов. Ввиду того, что метановозы отличаются чрезвычайной капиталоемкостью, их простой недопустим. Они быстроходны, скорость морского судна, перевозящего , достигает 18-20 узлов по сравнению с 14 узлами для стандартного нефтетанкера. Кроме того, операции по наливу и разгрузке СПГ не занимают много времени (в среднем 12-18 часов).

На случай аварии СПГ-танкеры имеют двухкорпусную структуру, специально предназначенную для недопущения утечек и разрывов. Груз (СПГ) перевозится при атмосферном давлении и температуре –162°C в специальных термоизолированных резервуарах (именуется «система хранения груза ») внутри внутреннего корпуса судна-газовоза. Система хранения груза состоит из первичного контейнера или резервуара для хранения жидкости, слоя изоляции, вторичной оболочки, предназначенной для недопущения утечек, и еще одного слоя изоляции. В случае повреждения первичного резервуара вторичная оболочка не допустит . Все поверхности, контактирующие с СПГ, изготавливаются из материалов, стойких к чрезвычайно низким температурам. Поэтому в качестве таких материалов, как правило, используются нержавеющая сталь , алюминий или инвар (сплав на основе железа с содержанием никеля 36%).

СПГ-танкер типа Moss (сферические резервуары)

Отличительной особенностью судов-газовозов типа Moss , составляющих на сегодняшний день 41% мирового флота метановозов, являются самонесущие резервуары сферической формы , которые, как правило, изготавливаются из алюминия и крепятся к корпусу судна при помощи манжета по линии экватора резервуара. На 57% танкеров-газовозов применяются системы трехмембранных резервуаров (система GazTransport , система Technigaz и система CS1 ). В мембранных конструкциях используется гораздо более тонкая мембрана, которая поддерживается стенками корпуса. Система GazTransport включает в себя первичную и вторичную мембраны в виде плоских панелей из инвара, а в системе Technigaz первичная мембрана изготовлена из гофрированной нержавеющей стали. В системе CS1 инварные панели из системы GazTransport , выполняющие роль первичной мембраны, сочетаются с трехслойными мембранами Technigaz (листовой алюминий, помещенный между двумя слоями стеклопластика) в качестве вторичной изоляции.

СПГ-танкер GazTransport & Technigaz (мембранные конструкции)

В отличие от судов для перевозки СНГ (сжиженный нефтяной газ ), газовозы не оборудуются палубной установкой для сжижения, а их двигатели работают на газе из кипящего слоя. С учетом того, что часть груза (сжиженный природный газ ) дополняет мазут в качестве топлива, СПГ-танкеры прибывают в порт назначения не с таким же количеством СПГ, которое было погружено на них на заводе по сжижению. Предельно допустимое значение показателя испарения в кипящем слое составляет порядка 0,15% от объема груза в сутки. В качестве движительной установки на метановозах применяются в основном паровые турбины. Несмотря на низкую топливную эффективность, паровые турбины могут легко приспосабливаться к работе на газе из кипящего слоя. Еще одна уникальная особенность танкеров-газовозов заключается в том, что в них, как правило, оставляется небольшая часть груза для охлаждения резервуаров до требуемой температуры до погрузки.

Следующее поколение СПГ-танкеров характеризуется новыми особенностями. Несмотря на более высокую грузовместимость (200-250 тыс. м 3), суда имеют такую же осадку – на сегодняшний день для судна грузовместимостью в 140 тыс. м 3 типична осадка в 12 метров ввиду ограничений, применяемых в Суэцком канале и на большинстве СПГ-терминалов. Однако их корпус будет более широким и длинным. Мощность паровых турбин не позволит таким более крупным судам развивать достаточную скорость, поэтому на них будет применяться двухтопливный газомазутный дизельный двигатель, разработанный в 1980-е годы. Кроме того, многие суда-газовозы, на которых сегодня размещены заказы, будут оснащаться судовой регазификационной установкой . Испарение газа на метановозах такого типа будет контролироваться таким же образом, как и на судах для перевозки сжиженного нефтяного газа (СНГ), что позволит избегать потерь груза в рейсе.