Βυτιοφόρο LNG για τη μεταφορά υγροποιημένου αερίου

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 10:23

Τα αποθέματα φυσικού αερίου στον κόσμο είναι τεράστια, αλλά τα περισσότερα κοιτάσματα βρίσκονται σε δυσπρόσιτα μέρη, απομακρυσμένα από βιομηχανικές περιοχές. Αυτό δεν είναι τόσο κακό - ένας αγωγός μπορεί να τοποθετηθεί στη στεριά ή στον βυθό της θάλασσας. Και για τη μεταφορά μέσω του ωκεανού, το αέριο μετατρέπεται σε υγρή κατάσταση. Ταυτόχρονα, ο όγκος μειώνεται σχεδόν εξακόσιες φορές, γεγονός που καθιστά δυνατή τη χρήση όχι μόνο αγωγών, αλλά και δεξαμενόπλοιων LNG ειδικού σχεδιασμού για τη μεταφορά αερίου.

Φορείς υγροποιημένου αερίου

Το LNG είναι φυσικό αέριο που ψύχεται στους -162°C, κατά τον οποίο αλλάζει από αέρια κατάσταση σε υγρή.

Οι περισσότερες από τις παγκόσμιες εξαγωγές υγροποιημένου αερίου πραγματοποιούνται στη διηπειρωτική αγορά με δεξαμενόπλοια δύο τύπων, που συντομεύονται ως CIS - υγροποιημένο αέριο πετρελαίου και LNG - υγροποιημένο φυσικό αέριο. Τα εξειδικευμένα πλοία διαφέρουν ως προς τον σχεδιασμό των δεξαμενών και είναι σχεδιασμένα για διαφορετικά φορτία: Τα δεξαμενόπλοια LPG μεταφέρουν υγροποιημένο προπάνιο, βουτάνιο,προπυλένιο και άλλα αέρια υδρογονανθράκων, δεξαμενόπλοια LNG - μεθάνιο. Μερικές φορές αυτά τα δεξαμενόπλοια ονομάζονται μεταφορείς μεθανίου. Η παρακάτω φωτογραφία δείχνει μια τομή του δεξαμενόπλοιου.

Διάταξη δεξαμενόπλοιου LNG

Τα κύρια εξαρτήματα ενός δεξαμενόπλοιου υγραερίου είναι μονάδες πρόωσης και άντλησης, διπλό κύτος για πρόσθετη αντοχή, πλώρη ώθηση, δεξαμενές υγραερίου και ισχυρές μονάδες ψύξης για τη διατήρηση της θερμοκρασίας του αερίου χαμηλή.

Κατά κανόνα, τέσσερις έως έξι απομονωμένες δεξαμενές τοποθετούνται στο κύτος του πλοίου, που βρίσκεται κατά μήκος της κεντρικής γραμμής του πλοίου. Το περιβάλλον των δεξαμενών είναι ένας συνδυασμός δεξαμενών έρματος, φραγμάτων - ειδικών διαμερισμάτων για την αποφυγή διαρροών αερίου από δεξαμενές και κενά. Αυτή η τοποθέτηση δίνει στο φορέα LNG σχεδιασμό διπλού κύτους.

Τα υγροποιημένα αέρια μεταφέρονται σε δεξαμενές υπό πίεση μεγαλύτερη από την ατμοσφαιρική πίεση ή σε θερμοκρασία σημαντικά χαμηλότερη από τη θερμοκρασία περιβάλλοντος. Ορισμένες δεξαμενές χρησιμοποιούν και τις δύο μεθόδους.

Τα βυτιοφόρα είναι εξοπλισμένα με δεξαμενές πίεσης 17,5 kg/cm2. Το αέριο μεταφέρεται σε κυλινδρικές ή σφαιρικές δεξαμενές από χάλυβα με κατάλληλη θερμοκρασία αποθήκευσης. Όλα τα δεξαμενόπλοια είναι κατασκευασμένα με διπλό πυθμένα.

Οι μεταφορείς αερίου είναι εξοπλισμένοι με ισχυρούς κινητήρες και είναι γρήγοροι. Ο τομέας της ορθολογικής εφαρμογής τους είναι πτήσεις μεγάλων αποστάσεων, κυρίως διηπειρωτικών, με μήκος μεγαλύτερο από3000 ναυτικά μίλια. Δεδομένης της ενεργού εξάτμισης του μεθανίου, το σκάφος πρέπει να ξεπεράσει αυτή την απόσταση με υψηλές ταχύτητες.

Χαρακτηριστικά σχεδιασμού δεξαμενής

Για την ασφαλή μεταφορά του υγροποιημένου φυσικού αερίου, απαιτείται η διατήρηση θερμοκρασιών στις δεξαμενές κάτω από -162 oC και υψηλή πίεση. Τα βυτιοφόρα είναι εξοπλισμένα με δεξαμενές μεμβράνης με πολυστρωματική μόνωση υψηλού κενού. Οι δεξαμενές μεμβράνης αποτελούνται από ένα πρωτεύον μεταλλικό στρώμα φραγμού, ένα μονωτικό στρώμα, ένα υγρό προστατευτικό στρώμα και ένα δεύτερο μονωτικό στρώμα. Ο σχεδιασμός των δεξαμενών και το πάχος του μεταλλικού κύτους των δεξαμενών εξαρτώνται από τη σχεδιαστική πίεση λειτουργίας, τη θερμοκρασία και τη μετατόπιση του δεξαμενόπλοιου. Υπό την πίεση του θαλασσινού νερού, τα τοιχώματα της δεξαμενής, ως μέρος του πλοίου, αντιμετωπίζουν τα ίδια φορτία με το κύτος του πλοίου.

Τα υγροποιημένα αέρια πετρελαίου μεταφέρονται επίσης σε σφαιρικές μεταλλικές δεξαμενές καλά μονωμένες για την αποφυγή διαρροής υπό υψηλή πίεση.

Ο κώδικας IGC ορίζει τρεις τύπους ανεξάρτητων δεξαμενών που χρησιμοποιούνται για τη μεταφορά αερίου: Α, Β και Γ. Τα δεξαμενόπλοια LNG είναι εξοπλισμένα με δεξαμενές κατηγορίας Β ή Γ, τα δεξαμενόπλοια LPG είναι δεξαμενές κατηγορίας Α.

Λειτουργίες φόρτωσης και εκφόρτωσης δεξαμενόπλοιων

Οι πιο επικίνδυνες επιχειρήσεις είναι η φόρτωση και εκφόρτωση δεξαμενόπλοιων. Το υγροποιημένο φυσικό αέριο είναι μια κρυογονική ουσία, το κύριο συστατικό της οποίας είναι το μεθάνιο. Εάν εισέλθει σε μη προετοιμασμένο διαμέρισμα φορτίου με μη συμμόρφωση με το καθεστώς θερμοκρασίας, το μείγμα μεθανίου με αέρα γίνεταιεκρηκτικό.

Οι διαδικασίες φόρτωσης δεξαμενόπλοιου ρυθμίζονται αυστηρά. Η δεξαμενή φορτίου στεγνώνει με αδρανές αέριο σε μια ορισμένη θερμοκρασία για να αποφευχθεί η συμπύκνωση υγρού αέρα μέσα στη δεξαμενή.

Μετά το στέγνωμα των δεξαμενών, το αμπάρι καθαρίζεται για να αφαιρεθούν τα υπολείμματα αδρανούς αερίου, μετά από το οποίο παρέχεται ξηρός θερμαινόμενος αέρας στο αμπάρι υπό πίεση.

Προηγείται η απευθείας έγχυση υγροποιημένου αερίου με πλήρωση της δεξαμενής με αδρανές αέριο για την απομάκρυνση του αέρα και την ψύξη των δεξαμενών. Ο μονωτικός χώρος των δεξαμενών μεμβράνης καθαρίζεται με υγρό άζωτο. Η φόρτωση ξεκινά όταν το σύστημα παροχής αερίου και η δεξαμενή ψύχονται σε θερμοκρασία κοντά σε αυτήν του LNG.

Στο λιμάνι προορισμού, το υγροποιημένο φυσικό αέριο μεταφέρεται στη δεξαμενή της ξηράς χρησιμοποιώντας μια υποβρύχια αντλία φορτίου που είναι εγκατεστημένη στο κάτω μέρος κάθε δεξαμενής φορτίου. Κατά την εκφόρτωση τηρούνται επίσης οι απαιτήσεις για τις συνθήκες θερμοκρασίας και υγρασίας όλων των γραμμών προκειμένου να αποφευχθεί ο σχηματισμός εκρηκτικού μείγματος μεθανίου με τον αέρα.

περιβαλλοντική ασφάλεια

Αυστηρά πρότυπα ασφαλείας ορίζονται από τον Διεθνή Κώδικα για την Κατασκευή και τον Εξοπλισμό Πλοίων που Μεταφέρουν Υγροποιημένα Αέρια Χύδην (Κώδικας IGC). Οι διεθνείς κανονισμοί καλύπτουν σχεδόν κάθε πτυχή της ασφάλειας αυτών των σκαφών, καθώς και τα πρότυπα εκπαίδευσης του πληρώματος.

Το ρεκόρ ασφάλειας πλοίων LNG έχει μια αξιοζήλευτη ιστορία. Από το 1959, όταν ξεκίνησε η εμπορική μεταφορά LNG, δεν υπήρξε ποτέ ούτε ένας θάνατος στο πλοίο,συνδέονται με το υγροποιημένο φυσικό αέριο. Υπήρξαν οκτώ θαλάσσια περιστατικά που σχετίζονται με την τυχαία διαρροή υγροποιημένου φυσικού αερίου σε όλο τον κόσμο.

Τον Ιούνιο του 1979, στο Στενό του Γιβραλτάρ, το τάνκερ El Paso Kaiser προσέκρουσε στους βράχους με ταχύτητα 19 κόμβων με φορτίο 99.500 m3. Το σκάφος υπέστη σοβαρές ζημιές στον πυθμένα σε όλο το μήκος των χώρων φορτίου, αλλά οι δεξαμενές μεμβράνης δεν υπέστησαν ζημιές και δεν χύθηκε υγροποιημένο φυσικό αέριο.

Πλοήγηση δεξαμενόπλοιων μέσω των στενών

Τα στενά είναι το πιο επικίνδυνο μέρος για τη ναυσιπλοΐα, επομένως, για την κατασκευή τερματικών σταθμών παραγωγής και λήψης υγροποιημένου αερίου, επιλέγουν μέρη στις παρυφές των ηπείρων, αποφεύγοντας δύσκολες διαδρομές μεταφοράς και βυτιοφόρα που εισέρχονται στις εσωτερικές θάλασσες.

Κάποτε, η Ουκρανία ανακοίνωσε την πρόθεσή της να κατασκευάσει έναν τερματικό σταθμό λήψης υγροποιημένου φυσικού αερίου στην περιοχή της Οδησσού, προκειμένου να διαφοροποιήσει τις πηγές προμήθειας φυσικού αερίου στη χώρα. Η Άγκυρα αντέδρασε αμέσως σε αυτό.

Η συνεχής διέλευση επικίνδυνων εμπορευμάτων υγροποιημένου φυσικού αερίου μέσω των Δαρδανελίων και του Βοσπόρου με δεξαμενόπλοια LNG μπορεί να προκαλέσει σοβαρή περιβαλλοντική ζημιά. Αυτά τα στενά είναι από τα κορυφαία πιο επικίνδυνα στον κόσμο: ο Βόσπορος βρίσκεται στην τρίτη θέση, τα Δαρδανέλια είναι στην πέμπτη θέση. Σε περίπτωση μεγάλου ατυχήματος, οι συνέπειες για τη Θάλασσα του Μαρμαρά και την πυκνοκατοικημένη Κωνσταντινούπολη μπορεί να είναι καταστροφικές.

Διεθνής Αγορά LNG

Ένας στόλος εξειδικευμένων πλοίων συνδέει εγκαταστάσεις παραγωγής και επαναεριοποίησης LNG σε όλο τον κόσμο για να δημιουργήσει ένα ασφαλές, αξιόπιστο και αποτελεσματικό δίκτυομεταφορά υγροποιημένου φυσικού αερίου. Τα πλοία μεταφοράς μεθανίου είναι εξοπλισμένα με προηγμένη τεχνολογία ανίχνευσης διαρροών, συστήματα απενεργοποίησης έκτακτης ανάγκης, προηγμένα συστήματα ραντάρ και εντοπισμού θέσης και άλλες τεχνολογίες που έχουν σχεδιαστεί για να διασφαλίζουν την ασφαλή και αξιόπιστη μεταφορά αερίου.

Το υγροποιημένο φυσικό αέριο αντιπροσωπεύει πλέον περισσότερο από το 35% του διεθνούς εμπορίου φυσικού αερίου, με συνεχώς αυξανόμενη ζήτηση.

Μερικά στατιστικά

Σήμερα, η βιομηχανία LNG παγκοσμίως περιλαμβάνει:

• 25 τερματικοί σταθμοί LNG και 89 μονάδες LNG λειτουργούν σε 18 χώρες σε πέντε ηπείρους. Το Κατάρ είναι παγκόσμιος ηγέτης στην παραγωγή LPG, μπροστά από την Ινδονησία, τη Μαλαισία, την Αυστραλία και το Τρινιντάντ και Τομπάγκο.
• 93 τερματικοί σταθμοί υποδοχής και μονάδες επαναεριοποίησης σε 26 χώρες σε τέσσερις ηπείρους. Η Ιαπωνία, η Κορέα και η Ισπανία είναι οι κορυφαίοι εισαγωγείς υγραερίου.
• Περίπου 550 δεξαμενόπλοια υγροποιημένου φυσικού αερίου λειτουργούν αυτήν τη στιγμή σε όλο τον κόσμο.

Ηγέτης στην κατασκευή δεξαμενόπλοιων LNG

Ιστορικά, περίπου τα δύο τρίτα του παγκόσμιου στόλου δεξαμενόπλοιων μεθανίου κατασκευάστηκαν από τους Νοτιοκορεάτες, το 22% από τους Ιάπωνες, το 7% από τους Κινέζους και το υπόλοιπο από τη Γαλλία, την Ισπανία και τις Ηνωμένες Πολιτείες. Η επιτυχία της Νότιας Κορέας συνδέεται με την καινοτομία και την τιμή. Οι Νοτιοκορεάτες κατασκευαστές κατασκεύασαν τα πρώτα δεξαμενόπλοια μεθανίου κατηγορίας παγοθραυστικών. Κατασκεύασαν επίσης τα μεγαλύτερα δεξαμενόπλοια LNG της κατηγορίας Q-Flex και Q-Max με νεκρό βάρος 210.000 και 260.000κυβικά μέτρα για την εταιρεία μεταφοράς φυσικού αερίου του Κατάρ «Nakilat». Ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα των πλοίων κλάσης Q είναι η τοποθέτηση μιας μονάδας υγροποίησης φυσικού αερίου απευθείας πάνω στο γιγάντιο πλοίο. Το πλοίο έχει μήκος 345 μέτρα και πλάτος 53,8 μέτρα.

Yamal LNG Project

Στις 29 Σεπτεμβρίου 2014, πραγματοποιήθηκε μια πανηγυρική τελετή για την κατάθεση ενός δεξαμενόπλοιου που παρήγγειλε η ρωσική ναυτιλιακή εταιρεία Modern Commercial Fleet, η οποία ειδικεύεται στη μεταφορά ενεργειακών μεταφορέων, για τη μεταφορά υγροποιημένου φυσικού αερίου στο πλαίσιο του έργου Yamal LNG. Πρόκειται για μοναδικά σκάφη της κατηγορίας πάγου Arc7 με τις μέγιστες δυνατές διαστάσεις για την προσέγγιση στο λιμάνι της Sabetta στη χερσόνησο Yamal.

Σχεδιασμένα για τη μεταφορά φυσικού αερίου από το κοίτασμα South Tambeyskoye από την Αρκτική στην Ευρώπη και την Ασία και την πλοήγηση στις σκληρές κλιματολογικές συνθήκες της Αρκτικής, τα τάνκερ Yamal LNG είναι σκάφη διπλής δράσης από τη σχεδίασή τους: η πλώρη είναι για ναυσιπλοΐα σε ανοιχτό χώρο νερό και η πρύμνη είναι για πλοήγηση σε δύσκολες συνθήκες πάγου.

Επί του παρόντος, έχουν κατασκευαστεί πέντε τέτοια πλοία. Πρωτοποριακό πλοίο Christophe de Margerie. Ανήκει στη Sovcomflot.

Στο πρώτο του εμπορικό ταξίδι, ένα δεξαμενόπλοιο LNG από τη Ρωσία σημείωσε ιστορικό ρεκόρ: για πρώτη φορά στην ιστορία της ναυτιλίας, ένα εμπορικό πλοίο πέρασε τη διαδρομή της Βόρειας Θάλασσας χωρίς συνοδεία παγοθραυστικού.