Морской транспорт сжиженного природного газа

     Основные  задачи судостроения на сегодняшний  день, - это увеличение грузовместимости при неизменных размерах корпуса, уменьшение стоимости изоляции, уменьшение времени  постройки судов 
 
 
 

3. Погрузка

 

     3.1 Подготовка к погрузке

     Все операции по погрузке груза контролируются и осуществляются из ПУГО. Погрузка груза и одновременная отдача балласта осуществляются совместно  при выполнении следующих условий:

1. Грузовые танки заполняются с одинаковой скоростью
2. Крен и дифферент контролируются балластными танками
3. Загрузка танков осуществляется до уровней указанных в грузовых таблицах
4. Во время окончания погрузки, судно должно иметь дифферент не более 1 метра на корму, но если возможно, - ровный киль.

     

5. Во время  погрузки судно может быть отдифферентовано до максимально разрешенной терминалом осадки для облегчения отдачи балласта.
6. Продольная прочность и остойчивость судна, определяемые грузовым компьютером, должны все время находится в безопасных пределах.

     Помощник, отвечающий за грузовые операции, должен находиться в ПУГО во время грузовых операций. Вахта на палубе требуется  для обычных проверок и/или в  случае аварийной ситуации, которая  выполняется во время грузовых операций. Постоянная связь между терминалом и ПУГО должна быть установлена во время всей операции.

     Все время, когда судно загружено  СПГ и особенно во время грузовых операций требуется следующее:

1. Система поддержания давления в меж барьерных пространствах должна быть в работе с автоматическим контролем давлений
2. Вторая система измерения уровней должна находится в постоянной готовности.
3. Система регистрации и тревоги для грузовых барьеров и структуры двойного корпуса должны быть в работе
4. Система обнаружения газа должна быть в постоянной работе.
5. Обычно во время погрузки, пар возвращается на терминал через судовые или береговые компрессоры. Давление пара СПГ в судовой системе регулируется изменением потока при помощи компрессора.
6. Паровые клапана на грузовых танках во время погрузки должны быть полностью открыты.
7. Вентиляционная мачта должна быть всегда готова для использования.

4.   Поведение СПГ  в грузовом танке

 
     

1. При погрузке в грузовые танки, давление в паровой  фазе поддерживается предельно постоянным, немного выше атмосферного давления.
2. Внешнее тепло, проходящее через изоляцию танка, генерирует восходящие потоки внутри жидкого груза, подогретый СПГ поднимается наверх и кипит.
3. Тепло, необходимое для испарения исходит из СПГ и пока происходит постоянный отток пара для поддержания давления, СПГ остается при температуре кипения.
4. Если давление пара уменьшить откачиванием большего количества, чем выкипает, - температура СПГ уменьшится. Для того, чтобы сделать давление эквивалентное его температуре, кипение СПГ усиливают, тем самым, увеличивая передачу тепла от СПГ пару.
5. СПГ это смесь нескольких компонентов с различными физическими свойствами, в частности способностью испарения,- более легкие фракции испаряются быстрее. Пар, производимый в процессе кипения, содержит большее количество легких составляющих, чем СПГ.
6. Характеристики СПГ, температура кипения, плотность, тепловая ценность имеют тенденцию к увеличению во время рейса.

 

5. Опасность низких температур для  металла, меры безопасности

 

     Обычная сталь подвержена хрупкому излому при  низких температурах. Такие повреждения  могут быть катастрофическими, так  как хрупкую сталь можно повредить  без особых усилий. Обычная углеродистая сталь может потерять свою гибкость при температурах до -50С, поэтому  их использование для температур -160С невозможно.

     Поэтому, в конструкциях судов для перевозки  СПГ применяются специальные  материалы, которые не теряют своих  прочностных характеристик при  низких температурах. Это ИНВАР (36% никель-железо сплав), аустенитная нержавеющая  сталь, 9% никелевая сталь, сплавы алюминия, такие как 5083 сплав.

     Все эти материалы сохраняют свои прочностные характеристики при  низких, -162С температурах, и противостоят даже перегрузкам, сохраняя свои непроницаемость.

     Для избежания хрупкого излома обычных  сталей, должны быть приняты соответствующие  меры для предотвращения контакта СПГ  или азота с ними.

     Дополнительно, должно иметься специальное оборудование на случай утечки СПГ или азота. Районы манифолдов оборудованы поддоном, из специальной стали, который при  разливе не дает распространиться низкотемпературной жидкости, и существует возможность  дренировать эту жидкость за борт. Судно в районе манифолда оборудовано  водяной завесой, работающей от пожарного  насоса. Пожарный насос должен быть всегда под давлением и водяная  завеса в действии при любых грузовых операциях.

     Дополнительно, пожарные шланги должны быть проложены  к каждому куполу, для обработки  любой маленькой утечки из клапана  или фланца. Постоянные поддоны должны быть установлены под оборудованием, которое наиболее вероятно может создать проблемы и переносные поддоны должны быть готовы для немедленного использования в случае возможных утечек.

     Во  время любых перемещений груза, и особенно во время погрузки/выгрузки, должен быть организован постоянный обход на палубе для своевременного обнаружения утечки.

     В случае разлива или утечки, водяной  спрей должен быть направлен в  это место для рассеивания  и испарения жидкости, а главное  для защиты обычной стали. Утечка должна быть ликвидирована, при необходимости  даже остановив грузовые операции.

     

     В случае большого разлива или утечки, грузовые операции должны быть остановлены  немедленно, объявлена тревога и  включено палубное орошение. 

6. Выгрузка

 

     Перед стартом грузового насоса, необходимо заполнить СПГ все выгрузную  колонну. Это достигается при  помощи насоса зачистки. Цель этого  заполнения, - избежание гидравлического  удара. Последовательность запуска  насосов и очередность выгрузки танков, можно найти в руководстве  по грузовым операциям. Необходимо поддерживать достаточное давление в танках при  выгрузке, чтобы избежать кавитации  и иметь хорошее всасывание на грузовых насосах. Это достигается  подачей пара с берега. При невозможности  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 необходимо осушить линю выгрузки и прекратить подачу пара с берега. Продувка берегового стендера осуществляется при помощи азота.

     Перед отходом не забудьте продуть паровую  линию азотом до содержания метана не более 1 % от объема, а только потом  отсоединяйте ее.

     

     

7.   Подготовка к докованию

 

     На  судне должно быть указание оператора  о необходимых операциях перед  постановкой судна в док, их последовательности и времени на их выполнение.

     Во  время последнего перехода в грузу  перед доком, должен быть проведен полный осмотр внутреннего корпуса во всех балластных танках, коффердамах и  составлен подробный рапорт. Это  необходимо для подтверждения отсутствия холодных пятен. Представитель классификационного общества может быть на судне во время этого перехода и выполнить  необходимые осмотры. В порту  выгрузки, судно должно выгрузить  максимальное количество груза. Это  достигается использованием зачистных  насосов до их остановки по срыву  потока. Затем грузовые линии осушаются  и продуваются азотом до содержания в них углеводородов менее 1 % по объему. После чего во время балластного  перехода грузовые танки подогреваются, инертизируются и продуваются воздухом до прихода на судоремонтный завод. 

8.   Подогрев танков

     Прогревание танков это часть общей операции, которая необходима перед постановкой  судна в ремонт или инспекцией танков. Танки прогреваются циркуляцией  подогретого природного газа. Пар  подается при помощи двух компрессоров ВП и греются грузовыми подогревателями, на первой стадии до 0С и до +75С  на второй стадии.

     

     На  первой стадии теплый пар подается через грузовую линию на дно танков для выпаривания оставшейся жидкости. На второй стадии, когда температура  в танке стабилизируется, теплый пар начинает подаваться на верх танка. Избыток пара вытравливается через вентиляционную мачту в атмосферу, если судно находится в море, или сдается на берег, если судно в порту. Прогревание танков продолжается , пока самая холодное место второй мембраны не достигнет температуры +5С. Продолжительность прогрева танков зависит от начальной температуры и количества жидкого остатка. Но после выпаривания жидкости время, затраченное на прогрев танков, приблизительно занимает 48 часов.

     Первоначально, рост температуры будет незначительным, а количество пара может достигать  нескольких тысяч кубометров в час. После окончания выпаривания  жидкости, температура начнет расти  быстрее, а количество пара уменьшится.

     Качка судна только усиливает выпаривание  жидкости. Прогресс операции выпаривания  лучше всего наблюдать по термометру расположенному в кормовой части  грузового танка. Небольшой крен судна также помогает равномерному выпариванию грузовых танков. Полученный пар можно также использовать в судовых котлах. 

9.   Аварийные процедуры

 

     Все испытания, проведенные на первой мембран, показали, что усталостное повреждение  не распространяется по мембране. Оно, как правил, не большое и пропускает только пар или небольшое количество жидкости, которое сразу же испаряется. Однако, возможно и значительное повреждение  мембраны, во время которого, значительное количество жидкости попадет вниз меж  барьерного пространства. 
 

10.   Утечка жидкости

     

     

     Большое повреждение первой мембраны, позволяющее  жидкости проникнуть в первое меж  барьерное пространство, будет характеризоваться  следующим:

1. Быстрое увеличение содержания метана в пространстве.
2. Увеличение давления на входе азота в пространство и соответственное увеличение вентиляции в атмосферу.
3. Сигнал низкой температуры в пространстве ниже повреждения
4. Общее понижение температуры внутреннего корпуса.

     При большом повреждении первой мембраны, жидкость из танка будет поступать  в пространство до выравнивания их уровней. После выгрузки грузового  танка, если содержимое первого пространства не может быть откатано довольно быстро в грузовой танк, то это может  привести к разрушению первой мембраны.

     Перед выгрузкой танка со значительным повреждением в первой мембране, необходимо, чтобы первая мембрана была проткнута  так, чтобы жидкость могла свободно поступать обратно в грузовой танк по мере выгрузки.

     Устройство  для прокола мембраны, это 30 кг. проводник, который опускается вниз по трубе  поплавкового мерительного устройства и протыкает первую мембрану внизу  танка.

     Основание трубы мерительного устройства снабжено разбивающимся перфорированным  основанием, чтобы позволить проводнику пробить мембрану. Мембрана в этом месте снабжена тонкой диафрагмой, а фанерные ящики изоляции тоньше, чем обычные, чтобы позволить  проводнику полностью проникнуть в  пространство.