Cisterna LNG na prepravu skvapalneného plynu

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 10:39

Zásoby zemného plynu vo svete sú obrovské, no väčšina ložísk sa nachádza na ťažko dostupných miestach, vzdialených od priemyselných oblastí. To nie je také zlé - potrubie môže byť položené na súši alebo na morskom dne. A na prepravu cez oceán sa plyn premieňa na kvapalné skupenstvo. Objem je zároveň takmer šesťstonásobne znížený, čo umožňuje využívať na prepravu plynu nielen potrubia, ale aj tankery LNG špeciálnej konštrukcie.

Nosiče skvapalneného plynu

LNG je zemný plyn ochladený na -162°C, pri ktorom prechádza z plynného do kvapalného skupenstva.

Väčšina svetového exportu skvapalneného plynu sa uskutočňuje na medzikontinentálnom trhu tankermi dvoch typov, skrátene CIS – skvapalnený ropný plyn a LNG – skvapalnený zemný plyn. Špecializované plavidlá sa líšia konštrukciou nádrží a sú určené pre rôzne náklady: tankery na LPG prepravujú skvapalnený propán, bután,propylén a iné uhľovodíkové plyny, tankery LNG - metán. Niekedy sa tieto tankery nazývajú nosiče metánu. Fotografia nižšie zobrazuje pohľad v reze na tanker.

Rozloženie tankera LNG

Hlavnými komponentmi tankera na LPG sú pohonné a čerpacie jednotky, dvojitý trup pre väčšiu silu, provové trysky, nádrže na LPG a výkonné chladiace jednotky na udržanie nízkej teploty plynu.

Spravidla je štyri až šesť izolovaných nádrží umiestnených v trupe lode, umiestnených pozdĺž stredovej čiary lode. Prostredie nádrží je kombináciou balastných nádrží, koferdamov - špeciálnych oddelení na zabránenie úniku plynu z nádrží a dutín. Toto umiestnenie dáva nosiču LNG dizajn dvojitého trupu.

Skvapalnené plyny sa prepravujú v nádržiach pod tlakom, ktorý je vyšší ako atmosférický tlak, alebo pri teplote výrazne nižšej ako je teplota okolia. Niektoré tanky používajú obe metódy.

Cisterny sú vybavené tlakovými nádobami 17,5 kg/cm2. Plyn sa prepravuje vo valcových alebo guľových oceľových nádržiach s vhodnou skladovacou teplotou. Všetky tankery sú vyrobené s dvojitým dnom.

Nosiče plynu sú vybavené výkonnými motormi a sú rýchle. Oblasťou ich racionálnej aplikácie sú diaľkové, najmä transkontinentálne lety s dĺžkou viac ako3000 námorných míľ. Vzhľadom na aktívne vyparovanie metánu musí plavidlo prekonať túto vzdialenosť vysokou rýchlosťou.

Vlastnosti konštrukcie nádrže

Pre bezpečnú prepravu skvapalneného zemného plynu je potrebné udržiavať teploty v nádržiach pod -162 oC a vysokým tlakom. Cisterny sú vybavené membránovými nádržami s vysokovákuovou viacvrstvovou izoláciou. Membránové nádrže pozostávajú z primárnej kovovej bariérovej vrstvy, izolačnej vrstvy, kvapalinovej ochrannej vrstvy a druhej izolačnej vrstvy. Konštrukcia nádrží a hrúbka kovového trupu nádrží závisí od konštrukčného prevádzkového tlaku, teploty a výtlaku cisterny. Pod tlakom morskej vody sú steny nádrže, ktoré sú súčasťou lode, vystavené rovnakému zaťaženiu ako trup lode.

Skvapalnené ropné plyny sa tiež prepravujú v guľovitých kovových nádržiach, ktoré sú dobre izolované, aby sa zabránilo úniku pod vysokým tlakom.

kód IGC definuje tri typy nezávislých nádrží používaných na prepravu plynu: A, B a C. Tankery na LNG sú vybavené nádržami kategórie B alebo C, tankery na LPG sú nádrže kategórie A.

Operácie nakladania a vykladania cisterny

Najnebezpečnejšie operácie sú nakladanie a vykladanie tankerov. Skvapalnený zemný plyn je kryogénna látka, ktorej hlavnou zložkou je metán. Ak vstúpi do nepripraveného nákladného priestoru s nedodržaním teplotného režimu, zmes metánu so vzduchom sa stanevýbušnina.

Postupy nakladania cisterny sú prísne regulované. Nákladná nádrž sa suší inertným plynom pri určitej teplote, aby sa zabránilo kondenzácii vlhkého vzduchu vo vnútri nádrže.

Po vysušení nádrží sa náklad prečistí, aby sa odstránili zvyšky inertného plynu, a potom sa do nákladného priestoru pod tlakom privádza suchý ohriaty vzduch.

Priamemu vstrekovaniu skvapalneného plynu predchádza naplnenie zásobníka inertným plynom, aby sa odstránil vzduch a ochladili nádrže. Izolačný priestor membránových nádrží je preplachovaný tekutým dusíkom. Plnenie sa spustí, keď sa systém dodávky plynu a nádrž ochladia na teplotu blízku teplote LNG.

V prístave určenia sa skvapalnený zemný plyn prečerpáva do pobrežnej nádrže pomocou ponorného nákladného čerpadla inštalovaného na dne každého nákladného tanku. Pri vykládke sú dodržané aj požiadavky na teplotné a vlhkostné pomery všetkých vedení, aby sa predišlo vzniku výbušnej zmesi metánu so vzduchom.

Bezpečnosť životného prostredia

Prísne bezpečnostné normy stanovuje Medzinárodný kódex pre stavbu a vybavenie lodí prepravujúcich skvapalnené plyny vo veľkom (IGC Code). Medzinárodné predpisy pokrývajú prakticky každý aspekt bezpečnosti týchto plavidiel, ako aj štandardy výcviku posádky.

Záznam o bezpečnosti lode na skvapalnený zemný plyn má závideniahodnú históriu. Od roku 1959, keď sa začala komerčná preprava LNG, na palube nedošlo k žiadnemu úmrtiu,spojené so skvapalneným zemným plynom. Vo svete došlo k ôsmim námorným incidentom súvisiacim s náhodným únikom skvapalneného zemného plynu.

V júni 1979 v Gibr altárskom prielive narazil tanker El Paso Kaiser do skál rýchlosťou 19 uzlov s nákladom 99 500 m3. Plavidlo utrpelo ťažké poškodenie dna po celej dĺžke nákladných priestorov, ale membránové nádrže neboli poškodené a nedošlo k úniku skvapalneného zemného plynu.

Navigácia tankerov cez úžiny

Prielivy sú najnebezpečnejším miestom pre plavbu, preto si na výstavbu terminálov na výrobu a príjem skvapalneného plynu vyberajú miesta na okrajoch kontinentov, pričom sa vyhýbajú zložitým prepravným trasám a tankerom vstupujúcim do vnútrozemských morí.

Ukrajina svojho času oznámila svoj zámer postaviť v Odeskej oblasti terminál na príjem skvapalneného zemného plynu s cieľom diverzifikovať zdroje dodávok plynu do krajiny. Ankara na to okamžite zareagovala.

Stála preprava nebezpečného tovaru so skvapalneným zemným plynom cez Dardanely a Bospor na tankeroch s LNG môže spôsobiť vážne škody na životnom prostredí. Tieto prielivy patria medzi najnebezpečnejšie na svete: Bospor je na treťom mieste, Dardanely na piatom mieste. V prípade veľkej havárie môžu byť následky pre Marmarské more a husto obývaný Istanbul katastrofálne.

Medzinárodný trh LNG

Flotila špecializovaných plavidiel spája zariadenia na výrobu a opätovné splyňovanie LNG po celom svete a vytvára tak bezpečnú, spoľahlivú a efektívnu sieťpreprava skvapalneného zemného plynu. Lode na prepravu metánu sú vybavené najmodernejšou technológiou detekcie úniku, núdzovými systémami vypnutia, pokročilými radarovými a polohovacími systémami a ďalšími technológiami navrhnutými na zabezpečenie bezpečnej a spoľahlivej prepravy plynu.

Skvapalnený zemný plyn v súčasnosti predstavuje viac ako 35 % medzinárodného obchodu so zemným plynom so stále rastúcim dopytom.

Niektoré štatistiky

Odvetvie LNG dnes na celom svete zahŕňa:

• 25 LNG terminálov a 89 LNG závodov funguje v 18 krajinách na piatich kontinentoch. Katar je svetovým lídrom vo výrobe LPG pred Indonéziou, Malajziou, Austráliou a Trinidadom a Tobagom.
• 93 prijímacích terminálov a závodov na opätovné splyňovanie v 26 krajinách na štyroch kontinentoch. Japonsko, Kórea a Španielsko sú poprednými dovozcami LPG.
• Na celom svete je v súčasnosti v prevádzke asi 550 tankerov na skvapalnený zemný plyn.

Líder v konštrukcii tankerov na LNG

Historicky asi dve tretiny svetovej flotily tankerov na metán postavili Juhokórejčania, 22 % Japonci, 7 % Číňania a zvyšok Francúzsko, Španielsko a Spojené štáty. Úspech Južnej Kórey je spojený s inováciami a cenou. Juhokórejskí stavitelia postavili prvé metánové tankery triedy ľadoborec. Postavili aj najväčšie LNG tankery triedy Q-Flex a Q-Max s nosnosťou 210 000 a 260 000kubických metrov pre katarskú spoločnosť na prepravu plynu „Nakilat“. Charakteristickým znakom lodí triedy Q je umiestnenie zariadenia na skvapalňovanie zemného plynu priamo na palube obrej lode. Loď je 345 metrov dlhá a 53,8 metra široká.

Projekt Yamal LNG

Dňa 29. septembra 2014 sa uskutočnilo slávnostné položenie tankera, ktorý si objednala ruská lodná spoločnosť Modern Commercial Fleet, ktorá sa špecializuje na prepravu energetických nosičov, na prepravu skvapalneného zemného plynu v rámci projektu Yamal LNG. Ide o unikátne plavidlá ľadovej triedy Arc7 s maximálnymi možnými rozmermi pre priblíženie sa k prístavu Sabetta na polostrove Yamal.

Tankery Yamal LNG určené na prepravu plynu z poľa South Tambeyskoye z Arktídy do Európy a Ázie a na plavbu v drsných klimatických podmienkach Arktídy sú dvojčinné plavidlá podľa konštrukcie: prova je určená na plavbu na otvorenom priestranstve voda a korma slúži na plavbu v ťažkých ľadových podmienkach.

V súčasnosti je vyrobených päť takýchto lodí. Vedúca loď Christophe de Margerie. Vlastnené spoločnosťou Sovcomflot.

Na svojej úplne prvej obchodnej plavbe tanker LNG z Ruska stanovil historický rekord: po prvýkrát v histórii námornej dopravy prešla obchodná loď cez Severnú námornú cestu bez sprievodu ľadoborca.