Сколько кубов газа перевозит танкер
Один из трендов современной энергетики - рост производства и потребления сжиженного природного газа (СПГ) . Главная причина - экологичность, поэтому появляется все больше и больше проектов двигателей, работающих на этом "зеленом" топливе.
Сжиженный природный газ получают его сжатием в 600 раз и охлаждением. Чем масштабнее производство - тем ниже удельная стоимость продукции. Поэтому в России сейчас активно проектируются и строятся крупнотоннажные заводы по сжижению газа. СПГ хранится в огромных изотермических резервуарах единичным объемом.
Резервуары СПГ на заводе "Ямал СПГ". Фото пресс-службы ПАО "НОВАТЭК" Резервуары СПГ на заводе "Ямал СПГ". Фото пресс-службы ПАО "НОВАТЭК"Например, на "Ямал СПГ" эксплуатируются резервуары объемом 160 000 м³ каждый (диаметр 82,2 м и высота 43,1 м). Каждый такой резервуар почти в полтора раза выше и немного меньше в диаметре крупнейшего в Европе цирка - Большого Московского государственного цирка на проспекте Вернадского!
Большой Московский государственный цирк на проспекте Вернадского. Фото из интернет Большой Московский государственный цирк на проспекте Вернадского. Фото из интернетТакие исполинские размеры обусловлены опять-таки экономикой - изотермический резервуар - дорогое сооружение и большие объемы снижают стоимость хранения.
Экономически целесообразно перевозить природный газ в виде СПГ, чем качать по трубам, если расстояние больше нескольких тысяч километров. Именно поэтому от огромных заводов по сжижению газа ценный продукт перевозят огромными газовозами до крупнейших потребителей (Япония, Китай, Корея и др.).
Фото из интернет Фото из интернетА что случится при разрушении такого судна из-за шторма, столкновения с подводными/надводными объектами или при террористической атаке? Поговорим об этом подробнее.
Сколько может перевести танкер СПГ?
Зачем строить электрические сети, если можно возить электричество ведрами аккумуляторами?
Да и водоснабжение не нужно.
А говно можно в пакет и в мусорку:) Тут даже экономия будет.
А что если такую вот штуку замутить: сжигать газ, вырабатывать из него электроэнергию, всаживать в аккумуляторы, и сразу вставлять в теслы? Двойная экономия: и экологию не загрязняем, и на электросетях экономим. Потом можно на эти аккумуляторы перевести танкеры СПГ, которые пока еще работают по старинке, на горючем, и тогда полностью уйдем от углеводородов. Будущее альтернативной энергетики ближе, чем мы себе это представляем!
Сколько может перевести танкер СПГ?
Я как то задавался вопрос: сколько может перевести танкер природного газа (более 90% метана) и сперва пришел к неправильным выводам:
Современные танкеры серий Q-Flex и Q-Max способны перевозить до 210—266 тыс. м3 СПГ, я поделил этот объем на то, сколько
экспортирует «голубое чудо» в страны дальнего зарубежья и пришел к выводу, что нужно 700 тыс таких ходок для такого же объема.
Когда я некоторое время назад делал для себя такую прикидку я очень сильно ошибся, т. к. забыл учесть что газ то СЖИЖЕННЫЙ!, т.е. охлажденный до температуры где он превращается в жидкость.
Имея в расчете вот такие базовые составляющие я провел новый расчет:
Плотность сжиженного природного газа
0.45 кг/л
Плотность при нормальных условиях
0.75 кг/м3
Т.О. в одном м3 сжиженного природного газа содержится 1000*0.45 / 0.75 = 600 м3 газа (получается 600 коэффициент сжижения)
получается, что один танкер способен перевести 200 000 * 600 = 120 000 000 м3 или 0.12 млрд м3
и таких ходок на один танкер нужно всего лишь
Заключение
СПГ - не только перспективное экологичное топливо, но и источник колоссальной потенциальной опасности. По всей видимости, безопасность объектов производства, транспортировки и регазификации - проблема не только пожарной безопасности, но и в значительной степени противотеррористической защиты.
Вероятно, тушить сжиженный природный газ можно только небольшие розливы, например, в границах каре резервуаров. А вот чем тушить - вопрос открытый.
СПГ-танкеры: общие сведения
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 утечки. 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%).
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.
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.
Источник: «Развитие рынка СПГ: роль Энергетической Хартии» (Секретариат Энергетической Хартии, 2008)
Количество СПГ-танкеров в мире уже более 400
На сегодняшний день в мире насчитывается уже более четырехсот СПГ-танкеров. По подсчетам экспертов, учитывая нынешний объем портфеля заказов на суда данного типа, через четыре года судов, занимающихся транспортировкой СПГ, может быть построено уже более 500.
В настоящий момент мировой морской флот насчитывает более четырехсот судов-метановозов. Отметим, что даже развернулись споры о том, какой же именно газовоз стал четырехсотым. Одни считают, что историческим судном стала плавучая установка для хранения и регазификации природного газа «PGN FSRU Lampung», принадлежащая компании «Hoegh LNG» и спущенная на воду 17 апреля 2014 года. Другие склонны полагать, что юбилейным стал СПГ-танкер под названием «Cool Runner» компании «Thenamaris».
Еще в январе 2014 года эксперты прогнозировали, что численность мирового флота СПГ-газовозов перешагнет рубеж в 400 единиц в первом квартале этого года. Однако рыночная ситуация несколько ухудшилась, и некоторые компании, такие как «Golar LNG» и «TMS Cardiff Gas», перенесли сроки поставки своих судов на боле поздний срок. В то время как одни не придают особого значения данному событию, особенно учитывая, что к продаже на слом готовится несколько судов, и в результате численность СПГ-газовозов может откатиться назад, другие убеждены, что для сектора СПГ отметка в 400 судов является эпохальной.
К 2017 году должны быть спущены на воду еще 120 танкеров, которые уже заявлены в портфеле заказов. Для сравнения отметим, для того, чтобы перешагнуть первую сотню судов, сектору СПГ понадобилось 33 года, а уже всего через семь лет в мире было построено 200 газовозов. Дальше – больше: предыдущий бум заказов на суда позволил увеличить флот еще на 100, и это всего за три года. Следующую сотню удалось построить за пять лет.
Несмотря на то, что портфель заказов на новые СПГ-газовозы пополняется не так быстро, как хотелось бы верфям, грядущий рост использования СПГ в качестве судового топлива и необходимость в судах для транспортировки объемов, одобренных для экспорта из США, вероятнее всего приведет к тому, что численность мирового флота СПГ-газовозов перевалит далеко за отметку в 400 судов уже в самом ближайшем будущем.
Источник: Российский Профессиональный Союз Моряков (РПСМ, аффилированный член ITF)
Танкеры- газовозы
Как и в свое время чайные клипперы, танкеры - газовозы - это привилегированный, быстроходный класс углеводородных танкеров.
Как и в свое время чайные клипперы, танкеры - газовозы - это привилегированный, быстроходный класс углеводородных танкеров.
Если скорость нефтеналивного танкера составляет около 14 узлов, то танкера-газовоза - до 20 узлов (не в ледовых условиях, конечно).
Загрузка и разгрузка танкеров-газовозов сложна, но унифицирована и занимают относительно немного времени, в среднем 12-18 часов.
На случай аварии СПГ-танкеры имеют 2-корпусную структуру, обеспечивающую недопущение утечек и разрывов.
СПГ перевозится при атмосферном давлении, температуре -162°C в специальных термоизолированных резервуарах (танках) внутри внутреннего корпуса танкера-газовоза.
Оборудован холодильными установками для охлаждения газа.
Система хранения СПГ состоит из танка или резервуара для хранения, слоя изоляции, вторичной оболочки, предназначенной для недопущения утечек, и еще одного слоя изоляции.
В случае повреждения первичного резервуара вторичная оболочка не допустит утечки.
Все поверхности, контактирующие с СПГ, изготавливаются из материалов, стойких к чрезвычайно низким температурам.
В танкерах, построенных по технологии Газ Транспорт (GT) танки выполняются из инвар стали (FeNi36) толщиной 0,5 мм с изоляцией перлитом, а по технологии Техник Газ (TG) - из рифленой нержавейки 1,2 мм с изоляцией ПВХ блоками.
Наибольшее распространение получили танкеры с резервуарами типа MOSS, составляющими ныне 41% мирового флота метановозов.
Судостроительная компания «Kvaerner Masa-Yards», которая начала производство танкеров - газовозов типа Moss, заимствовала идею самонесущих резервуаров сферической формы у танкеров, перевозящих нефтяные газы (ПНГ).
Причины такой популярности - самоподдерживающаяся дешевая изоляция и постройка резервуаров отдельно от танкера -газовоза с последующим креплением к корпусу судна при помощи манжеты по линии экватора резервуара.
В совокупности , это значительно улучшает экономические показатели и делает почти на 25 % экономичнее.
Недостаток сферического танка - необходимость охлаждать большую массу алюминия.
Moss Maritime предложила заменить внутреннюю изоляцию емкости полиуретановой пеной, но это пока не воплощено в жизнь.
Новое поколение танкеров -газовозов позволило увеличить грузовое пространство с помощью сферических резервуаров, не сжигать отпарной газ, а сжижать его при помощи компактной УПСГ и значительно экономить судовое топливо, используя дизель-электрическую установку.
До конца 1990 г, конструкция MOSS доминировала, но в последние годы, в связи с изменением цен, почти 2/3 заказанных танкеров - газовозов имеют мембранные танки, которые гораздо легче сферических.
Мембранные танки строятся только после спуска танкера -газовоза на воду.
Это достаточно дорогая технология с длительным временем постройки до 1,5 лет.
Кроме резервуаров газа танкеры оборудованы холодильными установками для охлаждения СПГ, работающими на газе.
Основными задачами судостроения на сегодняшний день являются увеличение грузовместимости при неизменных размерах корпуса и уменьшение стоимости изоляции.
Кроме сферического типа танка MOSS, этим требования удовлетворяют 3 основных вида 3-мембранных грузовых танков, используемых на 57% танкерах-газовозах:
- мембранный тип системы «Газ Транспорт № 96» (GT);
- мембранный танк системы Техникгаз Mark III(TG).
- внедряется система CS-1, которая является комбинацией вышеуказанных мембранных систем.
В мембранных конструкциях применяется существенно более тонкая мембрана, которая поддерживается стенками корпуса.
Система GazTransport включает в себя первичную и вторичную мембраны в виде плоских панелей из стали инвар.
В системе Technigaz первичная мембрана изготовлена из гофрированной нержавеющей стали.
В системе CS1 инварные панели из системы GazTransport, выполняющие роль первичной мембраны, сочетаются с 3-слойными мембранами Technigaz (листовой алюминий, помещенный между 2 мя слоями стеклопластика) в качестве вторичной изоляции.
В отличие от судов для перевозки СУГ (сжиженный углеводородный газ), танкеры газовозы не оборудуются палубной установкой для сжижения.
Ранее, сжигаемый отпарной газ (BOG) обходился судовладельцам бесплатно, так как из-за отсутствия установки сжижения отпарного газа (УПСГ) его не удавалось утилизировать и нужно было выбрасывать в атмосферу.
Сейчас на танкерах-газовозах устанавливают 2- топливные паровые турбины, способные работать как на судовом мазуте, так и на отпарном газе.
Предельно допустимое значение показателя испарения в кипящем слое составляет порядка 0,15% /сутки от объема груза.
Несмотря на более высокую грузовместимость до 250 тыс м 3 , судостроителям удалось сохранить у новых танкеров - газовозов осадку 12 метров, как и у танкеров с г/в - 140 тыс м 3 .
Это удобно при прохождении, к примеру, Суэцкого канала и к причаливанию к большинству СПГ-терминалов.
Однако их корпус будет более широким и длинным.
В качестве движительной установки будет применяться более мощный 2-топливный газомазутный дизель.
Транспортировка сжиженного природного газа (СПГ) морскими танкерами-газовозами. Загрузка и регазификация
Добытый природный газ нужно доставить потребителю, поэтому инвестиции в газовую отрасль промышленности не заканчиваются на этапе геологоразведки, бурении, обустройства газового промысла и добычи.
Это можно сделать с помощью магистральных газопроводов (МГП) или СПГ.
В случае с СПГ газ сначала нужно сжижить на СПГ-заводе, затем загрузить на танкер- газовоз, по прибытии в порт назначения разгрузить доставленный СПГ в регазификационный СПГ-терминал, откуда - доставить потребителю.
Рынок СПГ растет, хотя априори сжиженный газ дороже из-за необходимости сжижения и регазификации.
Растет и флот танкеров- газовозов, как для линейной доставки СПГ, так и для бункеровки.
Количество верфей, строящих суда для перевозки СПГ растет.
Крупнейшими производителями танкеров-газовозов - это японские и корейские верфи: Mitsui, Daewoo, Hyundai, Mitsubishi, Samsung, Kawasaki.
Современные танкеры типоразмеров Q-Flex и Q-Max имеют солидный нетто-тоннаж и спосбны перевозить до 210-266 тыс м 3 СПГ.
Чартерный цикл перевозчика СПГ включает в себя:
- загрузка судна в экспортном порту СПГ, к примеру 160 000 м 3 жидкого СПГ загружается 1 день;
- время рейса, за которое берется стоимость чартерного дня. Время рейса - это расстояние между портами через определенный маршрут доставки, предполагающий как обратный, так и обратный путь, в течение которого топливо будет потребляется для питания судовых двигателей.
Обратный рейс считается непродуктивным, но на судне должно оставаться достаточное количество СПГ, чтобы сохранить структуры хранения при рабочей температуре и обеспечить топливо.
Использование Панамского или Суэцкого канала предполагает дополнительные расходы на транзит.
Есть портовые сборы в порты экспорта и импорта.
Стоимость аренды танкера - газовозы стандартного размера 40 - 200 тыс долл США/сутки в зависимости от времени года.
Энергетические компании стараются не застрять без танкеров на чартере на зиму, когда холодная погода обычно увеличивает объем торговли СПГ и, соответственно, транспортные расходы.
На начало 2020 г. в мире есть около 500 танкеров-газовозов, причем около 50 - построено в 2019 г.
Увеличение торговли, однако, привело к снижению маржи между различными регионами, что означает меньшую возможность получить прибыль за счет спредов между ценами на СПГ по всему миру.
Средняя премия азиатских цен по Европе снижается до около 1 долл США/ 1 млн БТЕ, в то время. как в 2020 г. премия составляла в среднем 7,3 долл США/ 1 млн БТЕ.
Технически морская транспортировка СПГ на большие расстояния стал возможна в 1950 х гг.
Но еще в 1929-1931 гг Shell попробовала на танкере Megara перевезти СПГ.
Затем было построено судно Agnita дедвейтом 4,5 тыс т, способное кроме нефти одновременно перевозить СПГ и серную кислоту.1 м танкером для перевозки СПГ принято считать переоборудованный сухогруз Marlin Hitch, постройки 1945 г, в котором свободно стояли алюминиевые танки с внешней теплоизоляцией из бальсы.
Сухогруз был переименован в Methane Pioneer и с 1956 г сначала использовался предприимчивыми американцами для речной доставки дешевого природного газа с удаленных месторождений вдоль побережья Мексиканского залива до расположенных на побережье реке Миссисипи предприятий по замораживанию и консервированию мясных продуктов, где мог использоваться в качестве энергоносителя.
В 1959 г Метановый пионер совершил свой 1 й морской рейс с грузом 5 тыс м 3 СПГ из США в Великобританию.
Хотя это было не технологично, потому что вода, проникшая в трюм, мочила бальсу, сухогруз-газовоз работал довольно долго, а потом использовался как плавучее хранилище газа.
Как и в свое время чайные клипперы, танкеры - газовозы - это привилегированный, быстроходный класс углеводородных танкеров.
В 1964 г, первый специальный танкер - газовоз, имянареченный Methane Princess, был построен в Великобритании для доставки СПГ из Алжира в Англию.Танкер имел алюминиевые танки, паровую турбину, в котлах которой можно было утилизировать выкипевший метан.
Технические характеристики Methane Princess:
Построено на верфи Vickers Armstong Shipbuilders для компании-оператора Shell Tankers UK;
Длина - 189 м;
Ширина - 25 м;
Силовая установка - паровая турбина, мощностью 13750 лс;
Скорость - 17,5 узлов;
Грузовместимость - 34,5 тыс м 3 метана; Размеры танкеров - газовозов с тех пор изменились незначительно.
В первые 10 лет коммерческой деятельности, был рост объемов с 27,5 до 125 тыс м 3 , затем до 145 тыс м 3 и есть тенденция роста до 216 тыс м 3 в наши дни.
Ранее, сжигаемый отпарной газ обходился судовладельцам бесплатно, так как из-за отсутствия установки сжижения отпарного газа (УПСГ) его не удавалось утилизировать и нужно было выбрасывать в атмосферу.
Современные контракты, включают стоимость сожженного газа, и это оплачивает покупатель.Поэтому, использование отпарного газа, как топлива, или его сжижение стали двигателями прогресса в судостроении. Сначала танкеры -газовозы имели грузовые танки типа Conch.
Всего было построено 6 судов с этой системой.
Вторичный барьер при этом размещают внутри слоя изоляции в виде стальной мембраны для предотвращения прямого контакта холодного груза с корпусом судна в результате протечки.
Рабочее давление в танках не превышает 0,25 бара.
Первые мембранные емкости (танки) были построены на 2 х танкерах - газовозах в 1969 г по технологии Газ Транспорт (GT) и Техник Газ (TG).
GT танки были выполнена из инвар стали (FeNi36) толщиной 0,5 мм с изоляцией перлитом, ТП танки - из рифленой нержавейки 1,2 мм с изоляцией ПВХ блоками.
Наибольшее распространение получили танки типа MOSS. Компания «Kvaerner Masa-Yards» начала производство танкеров - газовозов типа Moss, заимствовала идею сферических емкостей у танкеров, перевозящих нефтяные газы (ПНГ).
Причины такой популярности - самоподдерживающаяся дешевая изоляция и постройка резервуаров отдельно от танкера -газовоза, что значительно улучшает экономические показатели и делает почти на 25 % экономичнее.Недостаток сферического танка - необходимость охлаждать большую массу алюминия.
До конца 1990 г, конструкция MOSS доминировала, но в последние годы, в связи с изменением цен мембранные танки стали популярнее.
Мембранные танки строятся только после спуска танкера -газовоза на воду.
Это достаточно дорогая технология с длительным временем постройки до 1,5 лет.
Кроме резервуаров газа танкеры оборудованы холодильными установками для охлаждения СПГ. 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 танкера -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)
Сжиженный природный газ (СПГ) - чистая без цвета и запаха жидкость, как правило, транспортируется и хранится при температуре близкой к точке его кипения около -160°С.
Основной компонент СПГ- метан.Другие составляющие - этан, пропан, бутан, пентан и небольшой % азота.
Для инженерных расчетов используются физические свойства метана, в других случаях, когда требуется точный подсчет тепловой ценности и плотности, - учитывается реальный композитный состав СПГ.
Испарение компонентов СПГ - это 1 из проблем, с которой сталкиваются участники рынка СПГ.
Во время морского перехода, при испарении компонентов газа, состав СПГ не только меняется и не всегда соответствует заявленному, уменьшаются и объемы газа в танкере - газовозе.
Разница между температурой окружающей среды и СПГ приводит к постоянному процессу регазификации (выкипанию, испарению) метана до газообразного агрегатного состояния.
На Западе такой газ получил название Boil-off gas - BOG, в РФ - это отпарной газ.
Сначала выкипают более легкие компоненты, имеющие низкую температуру кипения.
Доставленный СПГ при регазификации имеет большую плотность, чем при загрузке в танкер-газовоз, ниже % содержания метана и азота, но выше % содержания этана, пропана, бутана и пентана.
Проблема решается с помощью установки повторного сжижения отпарного газа (УПСГ), представляющей собой отдельные линии с BOG компрессорами, в которой повторное сжижение метана автоматизированно идет за счет отвода теплопритоков в окружающую среду.
Заполнение грузовых танков природным газом
Перед погрузкой, производится замена инертного газа на метан, так как при охлаждении, углекислый газ (CO2), входящий в состав инертного газа замерзает при температуре -60 С° 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.
Подача СПГ на танкер-газовоз:
- подается с берега через жидкостной манифольд, где он поступает в зачистную линию;
- затем подается на испаритель СПГ и газообразный метан при температуре +20 С° поступает по паровой линии наверх грузовых танков;- когда 5 % метана определится на входе в мачту, выходящий газ направляется через компрессоры на берег или на котлы через линию сжигания газа;
- операция завершена, когда содержание метана, замеренное наверху грузовой линии, превысит 80 % от объема;
- грузовые танки охлаждаются после операции заполнения метаном. Для этого используют СПГ, подаваемый с берега.
Жидкость поступает через грузовой манифольд 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 2 х 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 манифольд.
Выгрузка СПГ из танкеров-газовозов
Перед началом работы грузового насоса, СПГ 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 % от объема.
СПГ не горит, сам по себе не воспламеняется и не взрывается. На открытом пространстве при нормальной температуре СПГ возвращается в газообразное состояние и быстро смешивается с воздухом. При испарении природный газ может воспламениться, если произойдет контакт с источником пламени.
Для воспламенения необходимо иметь концентрацию газа в воздухе от 5 % до 15 % (объемных).
Если концентрация менее 5 %, то газа будет недостаточно для начала возгорания, а если более 15 %, то в смеси будет слишком мало кислорода.
Поэтому регазификация после выгрузки происходит без присутствия воздуха.
Система защиты танкеров -газовозов
Перед вводом в эксплуатацию танкера-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. 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 - 20 С°.
Эта температура поможет избежать формирования агрессивных агентов.
Преимущества современных танков танкеров-газовозов:
- сконструированы с минимальным риском плескания груза;
- конструкция ограничвает силу удара жидкости.
- обладают значительным запасом прочности.
Для избежания плескания груза:
- поддерживается нижний уровень жидкости не более 10 % от длины танка, а верхний уровень - не менее 70 % от высоты танка.
- ограничивается движение при качке и других вызывающих плескание условиях.
Амплитуда плескания зависит от состояния моря, крена и скорости судна.
Этапы производства СПГ
- 1 й - добыча, подготовка и транспортировка природного газа по газопроводу к заводу по его сжижению (СПГ-заводу);- 2 й - обработка, сжижение природного газа по технологиям на СПГ-заводе, хранение продукции в СПГ - терминале;
- 3 й - загрузка СПГ в танкеры-газовозы и морской переход до потребителей;
- 4 й - разгрузка СПГ на приемном терминале, хранение, регазификация и поставка конечным потребителям.
Технологии сжижения газа
СПГ получают путем сжатия и охлаждения природного газа.При этом газ уменьшается в объеме почти в 600 раз.
Расходы на сжижение могут составлять около 25% энергии, содержащейся в конечном продукте.
Иными словами, нужно сжечь 1 тонну СПГ, чтобы получить еще 3 тонны.
Известно 7 различных технологий сжижения природного газа.
- для производства больших объемов СПГ лидируют техпроцессы AP-SMR™, AP-C3MR™ и AP-X™ с долей рынка 82% компании Air Products.
- технология Optimized Cascade, разработанная компанией ConocoPhillips.
- потенциалом развития обладают малогабаритные установки сжижения, предназначенные для внутреннего использования на промышленных предприятиях.
Установки подобного типа можно уже встретить в Норвегии, Финляндии и России.
- локальные установки производства СПГ могут найти широкое применение в Китае, где сегодня активно развивается выпуск автомобилей, работающих на СПГ.
Внедрение малогабаритных установок может позволить Китаю масштабировать уже существующую транспортную сеть СПГ-автомобилей.
- активно развиваются плавающие установки сжижения природного газа. Плавающие заводы открывают доступ к газовым месторождениям, которые недоступны для объектов инфраструктуры (трубопроводов, морских терминалов и т.п.).
- амбициозным проектом в данной области является плавающая платформа СПГ, которая строится компанией Shell в 25 км от западного берега Австралии.
СПГ-завод. Устройство завода по производству СПГ
- установки предварительной очистки и сжижения газа;
- технологических линий производства СПГ;
- резервуаров для хранения;
- оборудования для загрузки на танкеры;
- дополнительных служб для обеспечения завода электроэнергией и водой для охлаждения.
Первые ГПЗ в России созданы в 1920 х гг, в США - в Кливленде - в 1941 г.
Рынок морских перевозок сжиженного газа
Многие страны, в тч Франция, Бельгия, Испания, Южная Корея, Польша, Литва рассматривают СПГ, как важнейшую технологию импорта природного газа.Самым крупным потребителем СПГ остается Япония, где практически 100 % потребностей газа покрывается импортом СПГ.
По состоянию на ноябрь 2007 г в мире насчитывалось 247 танкеров- газовозов грузовместимостью свыше 30,8 млн м 3 .
Бум торговли СПГ обеспечил полную занятость всех судов на данном этапе по сравнению с серединой 1980 х гг, когда простаивало 22 судна.
К концу 2010 г введены в эксплуатацию порядка 100 судов.
Средний возраст мирового флота для перевозки СПГ составляет около 9 лет.
Возраст 200 танкеров-газовозов ⩽14 лет, а 35 судов - 15-19 лет, 72 судов- ⩾30 лет.
Срок эксплуатации танкеров - газовозов составляет около 40 лет, благодаря хорошим анти коррозионным характеристикам.
В январе-феврале 2018 г были введены в эксплуатацию еще 13 танкеров- газовозов, заказаны - 10.
Британская ICE Marine Design разрабатывает проект Milk Run: танкера- газовоза грузовместимостью до 20 тыс м 3 СПГ, мелкосидящего и с высокой маневренностью.
Предполагается транспортировка газа в 2 х полуавтономных частично недогруженных охлаждаемых емкостях, в каждой из которых расположен 2-лопастный винт, перемешивающий СПГ.
Это позволит использовать для работы движительной установки отходящие из емкостей газы и контролировать выброс серы в атмосферу в соответствии с экологическими нормами, принятыми в конкретном порту.
То есть в открытом море используется судовое топливо (мазут или дизтопливо), а в портах и прибережных водах двигатели работают на гарантированном отпарном газе в необходимом количестве.
А мелкая осадка позволяет танкеру-газовозу подойти к ранее недоступным, расположенных у мелководья СПГ-терминалам, поэтому необходимость в перевалке груза с океанских на каботажные танкеры отпадет.
Это снизит логистические затраты и риск возникновения нештатных ситуаций.
В 2017 г Lloyd’s Register одобрил проект GTT и Dalian Shipbuilding Industry: B-FREE - безбалластного концептуального судна емкостью 30 тыс м 3 с лучшими характеристиками по расходу топлива и потерям СПГ при транспортировке.
В 2017 г Daewoo Shipbuilding and Marine Engineering (DSME) и DNV GL представили конструкцию танкера post-Panamax с более высокой грузовместимостью в сочетании с формой корпуса и двигательной системой, ориентированной на более низкие и более энергоэффективные скорости транспортировки принятых для судов на стандартном транстихоокеанском маршруте: 19,5, 16 и 12 узлов.
Регазификация сжиженного природного газа на СПГ-терминале
alex_leshy
СМИ: первый танкер с сжиженным природным газом прибудет из США в Европу 26 апреля."Многие в Европе ждут выхода США на рынок; это является частью более широких усилий, цель которых - бросить вызов доминирующему положению России", - отмечает газета The Wall Street Journal
Но любопытнее другое. В одном из недавних комментариев на эту тему я уже этот расчет приводил. Однако повторю его еще раз.
Объем поставок российского газа в Европу достиг 160 млрд. м3 в год.
Суммарный объем всего мирового флота газовозов составляет 8,3 млрд. м3.
Даже если забыть, что половина из них предназначена для транспортировки химии, вроде аммиака, и считать, что под перевозки пропан-бутана в Европу можно мобилизовать их все, то все равно получается, что для доставки такого объема газа потребуется, чтобы каждый из них совершил 19,3 рейса в год или один рейс за 19 суток. Грубо говоря, 9 суток туда и 9 суток обратно.
При этом загрузка одного газовоза занимает 7 суток и разгрузка - не менее четырех. Т.е. на переход морем остается 4,5 суток или 108 часов хода. Минимальное расстояние между мыс Рока (самая западная точка Европы) и мыс Сент-Чарльз (крайняя восточная точка Сев. Америки) составляет 3909 км. Стало быть, для их прохождения в заданный срок газовоз обязан развивать среднюю скорость 36,1 км/ч или 20 узлов. В то время как максимальная скорость хода газовозов не превышает 16 узлов, а в норме они ходят 6- 8 узловым ходом.
Что-то как-то не получается с революцией. Я даже не спрашиваю, откуда США возьмут 160 млрд кубов пропан-бутана, ибо всякие там аммиак для отопления не подходит. Даже если случится чудо и они потребный объем газа где-то найдут, как они сумеют его в Европу доставить?
Причем, прошу заметить, проблема с доставкой возникает уже при нынешнем размере доли российского газа на европейском рынке. Планы по закрытию АЭС и прекращению, из экологических соображений, угольной генерации по самым скромным оценкам в течение ближайших 3 - 5 лет создадут в Европе дополнительный спрос как минимум еще на 100 - 120 млрд. кубов в год. Как их прокачать через российскую трубопроводную систему, на данный момент загруженную лишь на 60%, понятно, а вот как их поставить в виде СПГ из США лично для меня решительно непонятно.
FSRU Маршал Василевский
- единственная ПРГУ в России;
- судно построено под надзором Российского морского регистра судоходства и Судового регистра Ллойда в Южной Корее в 2018 г. на верфи Hyundai Heavy Industries (HHI);
- комплекс введен в эксплуатацию в январе 2019 г. В. Путиным.
- длина - 294,7 м;
- ширина - 46 м;
- грузовместимость - 174 тыс. м3;
- скорость хода - 19,5 уз.
- ледовый класс Arc4;
Совкомфлот осуществляет техническое управление ПРГУ Маршал Василевский с 2019 г. (судовладелец – Газпром флот).
Собственный и зафрахтованный флот Совкомфлота, включая суда совместных предприятий, насчитывает 136 судов общим дедвейтом свыше 11,8 млн т.
Около 80 судов обладают ледовым классом.
Отчет Дж. Хэйвенса
В 2005 году был опубликован подробный (на 53 страницы) и интересный отчет доктора Джерри Хэйвенса "Оценка потенциальных угроз общественным интересам в связи с планируемым размещением импортного терминала СПГ в порту Лонг-Бич".
В нем описаны результаты моделирования и последствия пролива чуть более 11 000 м³ сжиженного природного газа при аварии судна, объясняется это тем, что примерно половина груза типового газовоза. Причиной может быть:
- случайное столкновение судов;
- террористический акт.
Американское бюро судостроения (ABS) и Sandia National Laboratories приводят радиус зоны получения термального ожога либо получения серьезных травм или неизбежной гибели всех людей. Автор отчета указывает такой минимальный (!) радиус в 3 мили или 4,8 км.
По мнению автора:
"Следует еще раз подчеркнуть, что 3-мильный радиус опасных последствий от разлива 3 млн. галлонов СПГ в водную среду мы называем минимальным, что вовсе не означает, что людям, которые в такой ситуации будут находиться за пределами трехмильной зоны, ничего угрожать не будет. Возможные последствия от взрыва облака, которое образуется от смеси воздуха с испарениями закипевшего СПГ, практически никто не рискнет ограничить какими-либо рамками.
Есть веские основания полагать, что 3-мильным радиусом опасные последствия могут не ограничиться. Велика вероятность «каскадного» развития события, когда с разрушением одной емкости танкера, пожаром и взрывом СПГ при попадании в водную среду начнут разрушаться и другие секции танкера с таким грузом. И это неминуемо приведет к полному уничтожению судна и выходу всего объема СПГ в водную среду с поистине катастрофическими
последствиями для района аварии."
FSRU Маршал Василевский принял первую партию газа с Ямал СПГ и вышел в рейс по Северному морскому пути
Об этом сообщили в пресс-службе Совкомфлота.
Танкер-газовоз совершит рейс по трассе Северного морского пути (СМП) и проследует в индийский порт Дабхол.
На судно погрузили более 162,5 тыс. м 3 СПГ
Длительность грузовых операций составила 13 ч 40 мин.
- Маршал Василевский следовал в энергоэффективном режиме со средней скоростью 10 узлов;
- на пути следования по СМП преобладала температура воздуха от -3 до +5, наблюдались частые туманы и кратковременные снежные заряды;
- в Восточно-Сибирском море встречался мелкобитый остаточный однолетний лед 1-3 балла, в основном 40-70 см;
- встречались отдельные льдины толщиной до 150 см, которые не осложняли движения.
По словам капитана С. Ларченко, нынешние погодные условия весьма благоприятные.
Чтобы не нанести урон дикой фауне судно обходило льдины, на которых были замечены скопления медведей и моржей.
Заход в порт Сабетта и грузовые операции прошли в штатном режиме.
Для отработки навигации по СМП вахта дополнительно была усилена ледовым советником, капитаном дальнего плавания С. Чичиным, имеющим продолжительный опыт работы на арктических нефтеналивных танкерах проектов Варандей и Приразломное.
Публикация Г.Н. Куприна и И.М. Абдурагимова
В журнале "Пожаровзрывобезопасность" №4 от 2014 года опубликована статья "Нерешенные проблемы пожаровзрывобезопасности энергоресурсов (СУГ и СПГ) как оборотная сторона успехов энергетической стратегии Российской Федерации".
Вот цитата, в которой говорится о последствия внезапного тотального разрушения резервуара содержащего до 100 тыс. м³:
". самые приблизительные, прикидочные расчеты не исключают возможности взрыва мощностью в десятки и даже сотни килотонн в тротиловом эквиваленте. По мощности этот взрыв эквивалентен десятку взрывов, осуществленных США в Хиросиме и Нагасаки.
Тем более что при определеных погодных условиях и воспламенении такого грандиозного парогазовоздушного облака близе к его геометрическому центру характер и режим распространения пламени могут перейти в детонацию или режим взрыва вакуумной бомбы!"
Пожарная опасность СПГ
Учитывая объемы производства и перевалки, СПГ крайне опасное с пожарной точки зрения вещество. И проблема не столько в высокой удельной теплоте сгорания, сколько в том что это криогенная жидкость. Температура его кипения -158. -163 °C. Если происходит разгерметизация резервуара СПГ и он проливается в воду происходит страшная вещь - сжиженный газ мгновенно испаряется. Проблема в том, что вода с температурой даже +4 ºС очень горячая относительно температуры кипения СПГ (превышает ее на 160 ºС).
Визуально можно сравнить эффект с попаданием воды в кипящее подсолнечное масло.
Небольшое уточнение: вместо масла в нашем случае будет вода, а вместо воды - СПГ. И разница температур кипения сжиженного природного газа и температуры воды в случае будет примерно на 20-25% больше (т.е. реакция еще интенсивнее). Почему появился такой огненный шар? Вода испраряется и выбрасывает вверх мельчайшие капли горящего масла. Из-за диспергирования капель масла площадь горения в сотни раз увеличивается и соответственно, во столько же раз увеличивается скорость горения.
Что будет если вытечет тысяча кубов СПГ? Никто не знает. На сегодняшний день есть лишь результаты испытаний в районе Мэплин Сэндс, Англия, в начале 1980-х годов. Объем выброса СПГ составил всего 37 м³. Протяженность облака составила более 130 м.
Фото эксперимента в Мэплин Сэндс Фото эксперимента в Мэплин СэндсДалее в результате эксперимента подожгли это облако и протяженность горения воздуха составила почти 300 м.
Сегодня построены и бороздят моря газовозы единичной вместимости более 200 000 м³ и даже более. Что будет при крушении таких судов - остается лишь моделировать. Проведение результатов на сопоставимых объемах дело настолько сложное и дорогое, что их проведение - вопрос кооперации государств.
При этом есть несколько интересных публикаций с оценками масштабов такой аварии.
Читайте также: