Танкеры и баржи для транспорта нефти и нефтепродуктов

ВВЕДЕНИЕ

Доля наливных грузов в международных морских перевозках составляет около 50%. Из них свыше 80% приходится на долю сырой нефти. Остаток объема распределяется между нефтепродуктами, химическими наливными грузами и сжиженным газом. Суммарный тоннаж танкеров составляет 42% от мирового флота, примерно 260 млн. тонн.

С ростом добычи нефти и развитием нефтеперерабатывающей промышленности возникла потребность в обеспечении регионов отдаленных от нефтепромыслов сырьем. Таким образом, необходимо было основать нефтеналивной флот.

Первыми металлическими нефтеналивными судами были баржи, перевозившие сырье в основном по Волге. После удачного рейса судна «Александр» со встроенным большим металлическим ларем для нефти, транспортировка посредством водного транспорта получило одобрение промышленников, занимавшихся нефтедобычей и транспортировкой в нашей стране в конце XIX века. 

Тогда же появляются и первые речные, а затем и морские танкеры. Первый в мире танкер, «наливной пароход» под именем «Зороастр», был построен в 1877 году по заказу «Товарищества братьев Нобель» на верфях шведского города Мотала.

В начале XX века доля перевозок нефти и нефтепродуктов водным транспортом составляла порядка 80%, сейчас же из-за использования самого экономичного вида транспортировки топлива – трубопровода, эти цифры заметно сократились. Тем не менее, основной объем международных перевозок нефти осуществляют танкеры.

ТАНКЕРЫ

Основной объем международных перевозок нефти осуществляют танкеры. Танкерами, называют суда, предназначенные для транспортировки жидких грузов. К таким грузам относятся главным образом нефть и нефтепродукты, но танкеры могут перевозить также пищевое масло, вино, жидкий газ и т. д.. Первые танкеры легко было отличить от других судов того времени по очертаниям, так как они не имели на борту грузовых средств, машинное отделение находилось в корме, а надстройка - посередине судна, но ближе к носу.

Танкер — самоходное судно, корпус которого системой продольных и поперечных переборок разделен на отсеки. Различают носовой (форпик), кормовой (ахтерпик) и грузовые отсеки (танки). Для предотвращения попадания паров нефтепродуктов в хозяйственные и машинные отделения грузовые танки отделены от носового и кормового отсеков специальными глухими отсеками (коффердамами).

Современные танкеры – это гигантские суда. Впечатляющие размеры объясняются экономическим «эффектом масштаба». Стоимость перевозки одного барреля нефти на морских судах обратно пропорциональна их размерам. Кроме того, число членов экипажа большого и среднего танкера примерно одинаково. Поэтому корабли-гиганты значительно сокращают расходы компаний на транспортировку. Однако не все морские порты в состоянии принять у себя супертанкер. Для таких гигантов нужны глубоководные порты. Так, например, большинство российских портов из-за ограничений по фарватеру не способно принимать танкеры с дедвейтом более 130-150 тысяч тонн.

Грузовые помещения танкера разделены несколькими поперечными и одной-тремя продольными переборками на резервуары – танки. Некоторые из них служат только для приема водного балласта. Доступ к танкам можно получить с палубы – через горловины небольшого размера с плотными крышками.

Подготовка танкера к перевозке нефтепродуктов включает в основном три этапа:

1        подготовку грузовых танков;

2        проверку непроницаемости трубопроводов грузовой и зачистной систем,   клинкетов, механизмов, обслуживающих грузовые танки;

3        проверку технической исправности систем подогрева груза, газоотводной и систем пожаротушения и орошения палубы.

Погрузка нефти и других жидких грузов производится мощными насосами, расположенными в насосных станциях портов. Для разгрузки на танкерах устанавливают насосы производительностью в несколько тысяч тонн в час и прокладывают системы трубопроводов, имеющих клапаны и блокировку. Однако супертанкеры дедвейтом более 250 тысяч тонн, как правило, просто не могут зайти в порт, будучи полностью загруженными. Их заполняют с морских платформ и разгружают, перекачивая жидкое содержимое на танкеры меньшего размера.

Количество принимаемого танкером груза ограничивается величиной запаса плавучести, который должно иметь судно к моменту окончания погрузки.

Поскольку наливное судно в загруженном состоянии имеет прогиб корпуса, оно погружается по грузовую марку раньше, чем использован его дедвейт, т.е. танкер оказывается недогруженным.

При неправильной загрузке судна может возникнуть перегиб, при котором танкер погружается по грузовую марку уже после того, как полностью использована его грузоподъемность.

При нормальной загрузке танкера необходимо предусматривать:

1        максимальное использование грузоподъемности и грузовместимости судна при условии обеспечения сохранности груза во время погрузки, перевозки и выгрузки;

2        наилучшую технологическую схему погрузки, позволяющую достичь сокращения продолжительности грузовых операций до минимума при условии обеспечения пожарной безопасности;

3        рациональное распределение грузов и переменных запасов по длине судна, исключающее возникновение чрезмерных напряжений корпуса;

4        обеспечение нормальной остойчивости, дифферента и осадки судна на всех этапах рейса, т.е. во время грузовых операций и на переходе.

Танкеры являются самыми крупными судами в мире. Титул самого большого корабля на планете принадлежит норвежскому супертанкеру «Knock Nevis». Его длина – 458 м, ширина – 69 м, дедвейт – 564 763 тонны. Поскольку осадка корабля при полной загрузке превышает 24 м, он не мог проходить не только по Суэцкому и Панамскому каналам, но даже по Ла-Маншу. Гигант был построен в 1979-1981 годах, курсировал между Ближним Востоком и США, сменил несколько имен и флагов. Сейчас «Knock Nevis» используется как плавучее нефтехранилище.

Таблица 1. Некоторые данные о находящихся в эксплуатации типах танкеров

Рисунок – 1. Морской танкер с поперечным разрезом

БАРЖИ

Баржа — плоскодонное судно, оснащённое или не оснащённое двигателем, которое используется для перевозки грузов по воде. Для внутренних речных перевозок используют баржи грузоподъемностью до 9,2 тысяч тонн, для морских перевозок — баржи грузоподъемностью до 16,5 тысяч тонн. Баржи объединяют в составы объёмом до 40 тысяч м3.

Нефтеналивные баржи получили широкое применение при речных перевозках. Внедрение метода толкания каравана барж вместо буксировки способствовало повышению экономичности речных перевозок. При этом способе толкаемые баржи счаливаются жестко, что обеспечивает лучшее использование попутного потока и лучшую маневренность. Этот прогрессивный способ проводки несамоходных барж позволил резко увеличить скорость хода каравана и сократить расход топлива.

Таблица 2. Основные данные несамоходных речных барж

Большинство эксплуатируемых в настоящее время нефтеналивных барж не имеют двойных бортов и днища, поэтому теплопотери нефтегрузов при перевозке в таких баржах очень большие. Баржи прибывают в пункты выгрузки с застывшим мазутом, в особенности в осенний период и при большой продолжительности рейса.

Сырье, доставляемое водой, с нефтеналивных барж принимается при помощи нефтемашинки - насосной установки, смонтированной на стационарной барже. Последняя причалена к берегу. Нефтеналивная баржа, доставившая нефть, мазут или другие виды нефтяного сырья, пришвартовывается к нефтемашинке;  мощные центробежные насосы последней выкачивают из наливной баржи сырье через гибкие шланги, шарнирно соединенные с приемным трубопроводом; насос подает нефть в сырьевой резервуарный парк.

Как и у танкеров, центральная часть нефтеналивных барж разделена на ряд отсеков системой продольных и поперечных переборок. Расстояния между поперечными переборками не превосходят пятикратной высоты борта. Носовой и кормовой сухогрузные отсеки отделяются от нефтяных отсеков коффердамами, которые заполняются водой через днищевые кингстоны. Наружная обшивка, палуба, продольные и поперечные переборки выполняются из листов толщиной (5 - 4 - 6мм).

Рисунок - 2. Самоходная речная баржа

ЭКОЛОГИЯ ТРАНСПОРТИРОВКИ НЕФТИ

Чаще всего проблема транспортировки нефти обсуждается в связи с очередным сообщением об аварии танкера. Причина в том, что в результате такого рода аварий на водной поверхности образуются нефтяные пятна огромной площади, ликвидировать которые чрезвычайно сложно. Одного литра нефти достаточно, чтобы образовалось пятно площадью почти в гектар. Прочная тонкая пленка затрудняет поступление в воду кислорода, необходимого морским животным, а среде их обитания наносится серьезный вред. Нефть и мазут, достигая побережья, убивают морских птиц, которые, испачкавшись в липкой жидкости, не могут подняться в небо.

Литр нефти лишает кислорода, столь необходимого рыбам, 40 тыс. л морской воды. Тонна нефти загрязняет 12 км2 поверхности океана. Икринки многих рыб развиваются в приповерхностном слое, где опасность встречи с нефтью весьма велика. При концентрации ее в морской воде в количестве 0,1-0,01 мл/л икринки погибают за несколько суток. На 1га морской поверхности может погибнуть более 100 млн. личинок рыб, если имеется нефтяная пленка.

Первая катастрофа танкера, которая всколыхнула мир, произошла в 1967г. У берегов Западной Европы потерпел аварию супертанкер «Торри Каньон», в море попало 120 тыс. т нефти. Огромное нефтяное пятно обезобразило прибрежные воды и берега Франции и Англии. Погибло 50 тыс. водоплавающих птиц, т.е. 90 % морских птиц этих районов.

В дальнейшем катастрофы крупных танкеров выплескивали в моря и океаны все новые и новые порции нефти. 1974г. - авария американского танкера «Трансхерон», имевшего на борту 25 000 т нефти. Из пробоин только за первую неделю вытекло 3500т нефти. Огромное нефтяное пятно площадью в несколько десятков квадратных километров медленно двинулось к побережью южно-индийского штата Керала, уничтожая морских обитателей.

В январе 1976г. в залив Бантри (Ирландия) по вине компании «Галф ойл» (США) из танкера «Афран зодиак» водоизмещением 210 тыс. т вылилось 450 т нефти. Под ее слоем оказалась вся северная часть залива, а под угрозой и побережье на протяжении 35км. И таких примеров можно привести сотни.

Печальный рекорд по загрязнению морских вод принадлежит нефтяной скважине «Иксток-1» (Мексика), пробуренной у берегов п-ова Юкатан в Мексиканском заливе. Авария случилась в июне 1979г. и ежедневно в акваторию выливалось более 4 тыс. т нефти. Скважина фонтанировала более месяца, выплеснув из недр почти 0,3 млн. л «черного золота». Ликвидация фонтана обошлась в 131,6 млн. долларов. Встает угрожающий вопрос: что делать с этими «черными океанами»? Как спасти их обитателей от гибели?

Рисунок – 3. Гибель танкера «Amoco Cadiz» 16 марта 1978 г.

Строятся различные планы по ликвидации таких аварий. Во Франции создана специальная центрифуга марки «Циклонет». Она устанавливается на самоходной портовой барже вместе с группой насосов, которые собирают с поверхности воду вместе с пленкой нефти. Попадая затем во вращающиеся барабаны устройства, смесь быстро разделяется, производительность 200 M/ч. Шведские и английские специалисты для очистки морских вод от нефти предлагают использовать старые газеты, куски обертки, обрезки с бумажных фабрик. Все это измельчается на тонкие полосы длиной 3 мм. Брошенные на воду, они способны впитать в себя 28-кратное количество нефти по сравнению с собственной массой. Затем топливо из них легко извлекается прессованием. Такие полоски бумаги, помещенные в большие нейлоновые «авоськи», предлагается использовать для сбора нефти в море на месте катастрофы танкеров.

Рисунок – 4. Август 2003 года Пакистан. Гибель танкера «Tasman Spirit»

Также хорошие результаты дает применение диспергаторов - особых веществ, связывающих нефть; обработка нефтяных пленок железным порошком с последующим собиранием «опилок» магнитом. Большие надежды возлагаются на биологическую защиту: в лабораториях фирмы «Дженерал электрик» (США) создан супермикроб, способный расщеплять молекулы УВ. Русские ученые установили, что некоторые жители морей вовсе не страдают от нефтяного загрязнения.

Чтобы снизить вероятность кораблекрушений, прежде всего, необходимо обновить существующий танкерный флот, добившись эксплуатации судов исключительно с двойным корпусом. Прогремевшая на весь мир авария танкера Exxon Valdez у берегов Аляски привела к принятию в США федерального закона, предусматривающего такое требование для крупных танкеров, входящих в территориальные воды страны. А после разлива мазута при крушении танкера Erica в 1999 году у берегов Франции Международная морская организация начала постепенно выводить из эксплуатации все однокорпусные суда. Эти меры уже привели к положительным результатам.

Однако по данным американских исследователей, всего 2% нефти, попадающей в морскую воду, приходится на долю терпящих аварию танкеров и барж и по 1% выливается из протекающих трубопроводов и при бурении скважин. 63% попадает в воду, просачиваясь со дна естественным образом. Однако каждая авария вызывает моментальное изменение окружающей среды, приводя тем самым к особо тяжелым последствиям.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Транспортировка нефти и нефтепродуктов водными путями является неотъемлемой частью мировой экономики. Танкеры и баржи - экономичный вид транспорта, экологически чистый и в то же время довольно опасный. Практически ежегодно терпят крушения нефтеналивные суда, что влечет за собой большие экологические проблемы.

В данном реферате были рассмотрены следующие вопросы:

1             Танкеры: общие сведения; конструкция танкеров; способы загрузки и выгрузки топлива в танкере.

2             Общие сведения и конструкции нефтеналивных барж.

3             Экологические проблемы, связанные с крушениями нефтеналивных судов и способы их ликвидации.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1             Белоусов Л.Н., Корхов Я.Г. Технология морских перевозок грузов. – М.: «Транспорт», 1984 г.

2             Давлетьяров Ф.А. Нефтепродуктообеспечение., 1998

3             http://www.vesenni.ru/vodn_transp.php

4             http://neftlib.ru/tag/transport/

5             http://library.riverships.ru/Books/River/65.htm

6             http://www.mirnefti.ru/index.php?id=16

7             http://www.neftevedomosti.ru/print.asp?issue_id=61&material_id=30

8             http://www.seaships.ru/tanker.htm

СОДЕРЖАНИЕ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Транспорт и хранение нефти и газа»

РЕФЕРАТ

по дисциплине «Сооружение и эксплуатация ГНП и ГНХ»

на тему:

«ТАНКЕРЫ И БАРЖИ ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВКИ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ»

КЛУШ. 074 735. О63ПЗ

  Выполнил:                                                        

  Проверил:                             

УФА 2009