LNG-tankskibe – forskellige typer og farer

Et tankskib med temperaturkontrollerede tanke, der er beregnet til transport af flydende naturgas (LNG), betegnes som LNG-tankskib eller LNG-skib.

Et skøn er, at der indtil nu er udviklet omkring 360 LNG-tankskibe (avancerede og specialiserede) til transport af LNG over hele kloden.

Disse skibe har i modsætning til andre tankskibe et fremdriftssystem, der er drevet af naturgas, og som derfor udleder færre drivhusgasser.

Disse tankskibe skal kunne tåle højt tryk, og temperaturen i disse tankskibe skal holdes på omkring -163˚C.

Da LNG-gassen skal transporteres i flydende form, skal den transporteres i skibe, der kan bære et højt tryk og har en lavere indvendig temperatur.

Som følge af kravene til LNG-skibene kan disse være af tre typer, nemlig:

• helt tryksat;
• semi-tryksat og nedkølet;
• og fuldt nedkølet.

Verdens første LNG-tankskib var Methane Princess (Methane Pioneer) med en dødvægt på 5 034 DWT.

Methane pioneer begyndte sin rejse den 25. januar 1959 fra Calcasieu-floden på Louisiana Gulf Coast til Det Forenede Kongerige. Det transporterede verdens første havladning af LNG og leverede den sikkert til Storbritannien.

Relateret læsning: Top 5 af de 5 mest emissionsfrie skibskoncepter i shippingverdenen

Klassificering af LNG-tankskibe

LNG-fartøjer kan inddeles i fire kategorier med hensyn til lastindkapslingssystem:

Moss (sfærisk type A)

Dette system er opkaldt efter det selskab, der har designet dem, nemlig det norske selskab Moss Maritime. De fleste af denne type skibe har 4-5 tanke. Disse tanke har et arbejdstryk på 22 kPa (3,2 Psi), som kan øges, hvis det er nødvendigt.

Relateret læsning: Verdens største LNG-transportskib af MOSS-typen ‘PACIFIC BREEZE’

IHI(Prismatic-Type B)

Den selvbærende prismatiske type B-tank er designet af Ishikawajima-Harima Heavy Industries, som kun er ansat i 2 fartøjer. De tager højde for problemet med “sloshing” over membran LNG-transporttankene. På grund af flere hændelser i fortiden blev disse tanke konstrueret til at kunne modstå interne ulykkesskader på grund af frigivelse af internt udstyr.

Relateret læsning: Forskellige typer af tankskibe: Omfattende klassifikation af tankskibe

TGZ MARK III

Dette er membrantypedesignet, som er designet af Technigaz. Dette består af vafler, den primære barriere består af rustfrit stål af 12 mm tykkelse og den sekundære membran efterfulgt af en primær isolering, som er en ny med sekundær isolering. Alle disse barrierer understøttes af skibets struktur udefra.

GT96

Dette design, der er designet af Gaztransport, består af primære og sekundære membraner, der består af et materiale Invar, som ikke har nogen termisk sammentrækning. Her anvendes krydsfinérkasser fyldt med perlite til isolering, som skylles med nitrogengas.

CS1

Det kombinerede system nr. 1 blev designet af Gaztransport & Technigaz. I dette design er de 2 bedste komponenter, nemlig Mkll- og No96-systemerne, anvendt. Her er den primære barriere bygget op af Invar og den sekundære af Triplex. Indtil nu er kun 3 skibe fremstillet med dette membransystem af 1 skibsværft.

Hvor meget kan en LNG-tankskib rumme?

Dobbeltskrogede konstruktioner anvendes til at bygge LNG-skibene. Hvert skib består af fire eller fem store tanke til opbevaring af flydende gas. Disse lastindkapslinger kan enten være kugleformede (Moss sphere design) eller geometriske membraner (membran design) og hver indkapsling er lavet i flere lag. Disse lag af tanke gør dem lækagesikre og bidrager til at opretholde den nødvendige kolde temperatur i tankene. Disse tankskibe er også udstyret med brandalarmer og et ordentligt isoleringssystem.

For 2006 lå LNG-tankskibenes lastekapacitet typisk i intervallet 80-135 000 kubikmeter. Men med den teknologiske udvikling blev de første LNG-skib med en kapacitet på over 200 og 266 000 kubikmeter i 2006 bygget i Qatar.

I begyndelsen var skibstransporten af LNG ret uøkonomisk. Det skyldtes LNG-transportcontainernes mindre størrelse og de højere rejse- og andre udgifter. Men med den teknologiske udvikling og udviklingen af LNG-fartøjer af større størrelse blev transporten af flydende naturgas mere økonomisk, sikrere og mere effektiv.

Relateret læsning: Den første kendte tankskib var meget lille på kun 5034 DWT, men med udviklingen af teknologien i de udviklede lande rundt om i verden skete der en revolutionerende udvikling i størrelsen af LNG-tankskibe. Derfor har vi i dag et LNG-tankskib med 128900 DWT.

MOZAH-skibet fra Qatar, der blev udviklet i 2006-2007 og søsat i 2008, er i dag verdens største LNG-tankskib. Det har en kapacitet på 266 000 kubikmeter og en størrelse, der svarer til ca. fire fodboldbaner (345 m længde og 53,8 m bredde). Ved en særlig ceremoni, der blev afholdt på Samsung Heavy Industries’ skibsværft på Geoje Island, navngav hendes højhed Sheikha Mozah Bint Nasser Al-Missned det første største Q-Max LNG-tankskib “MOZAH”. Skibet anvendes til at transportere LNG produceret af Qatargas II (også Qatar Liquefied Gas Company Limited) til Europa. MOZAH sejler under Marshalløernes flag.

Hudong-Zhonghua, et skibsbygningsfirma i en kinesisk stat i samarbejde med et norsk baseret selskab, afslørede et underudviklingsprojekt, som sandsynligvis vil blive afsluttet inden næste år. De har lovet, at de gennem dette projekt vil bygge et LNG-skib med en kapacitet på 270.000 kubikmeter. Hvis det bliver færdigt, vil det blive verdens største LNG-fartøj.

Specifikationer for MOZAH:

• MOZAH, et LNG-tankskib af Q-Max, har en længde på ca. 1 132 fod eller 345 meter, sammen med en 53 m (174 fod) bredde og en 12 m (39,4 fod) sommerdybgang. Denne kæmpestørrelse og den høje kapacitet gør transportskibet rentabelt og effektivt.
• Bruttotonnagen og den effektive dødvægtstonnage for MOZAH-skibet er henholdsvis 163 922 GT og 128 900 DWT. De høje værdier for DWT og GT gør det muligt for fragtskibet at transportere 266 000 kubikmeter (9 400 000 kubikfod) flydende naturgas ved en temperatur på ca. -163 °C (-261 °F).
• Den motor, der anvendes til at drive Mozah, er 2 MAN B&W 7S70ME-C to-takts dieselmotor med lavt omdrejningstal, som er elektronisk styret. Motorens samlede udgangseffekt er på 43,540 kW (58,390 hestekræfter) ved 91 omdrejninger pr. minut.

Relateret læsning: Forståelse af designet af LNG-tankskibe

Farer i LNG-skibene

Den store eksport af LNG foregår på vestkysterne, som introducerer tusindvis af LNG-tankskibe om året. De fleste af disse tankskibe passerer gennem smalle vandveje og tætbefolkede områder. Så farerne i LNG-skibe bør tages alvorligt.

LNG er faktisk lugtfri, farveløs og ugiftig, afkølet metangas ved -162 °C, som egentlig er brandfarlig, men når den kommer i kontakt med luft, omdannes den hurtigt til dampe, som let bryder i brand.

Denne brand kan vokse op til 150 m højt og brænde i lang tid. De største farer ved LNG-skibe er- Eksplosion, fumigering, spild osv.

Nogle af de største farer ved LNG-skibe er kort beskrevet som følger:

Eksplosion

Den alvorligste risiko, der genererer fare ved LNG-skibe, er eksplosion af LNG-skibe. LNG-flammerne er meget høje og har større lateral rækkevidde. Eksplosionen skader ikke kun skibets omdømme, men forårsager også uoprettelige tab, dvs. tab af liv for skibets besætning.

Væsentlige risikoområder: De tre hovedområder i LNG-skibet er meget udsat for eksplosionsrisiko: maskinrum, motorrum og lastkompressorrum. Disse områder skal være forsynet med CO2-brandslukningsanlæg. Brandsystemerne skal opfylde kravene i ISO 14520 og også overholde PFEER-koderne.

Forebyggelse: Alle typer udstyr, der anvendes til at udgøre LNG-tankskibet, skal være egentlig sikkert og godkendt i henhold til standarderne og dermed sikre beskyttelse af besætningen mod eksplosionsfare.

Personale og udstyr, der inspicerer skibet, skal være korrekt vejledt og forsynet med brandslukningssystemer. LNG er dog ikke brændbart, men det er farligt, når det kommer i kontakt med en antændelseskilde. Ifølge optegnelser fra IMRRA (International Maritime Risk Rating Agency) blev 12,5 % af de samlede LNG-tankskibe placeret i eksplosionsrisikokategorien i 2017.

I dag anvendes smart ultralydsteknologi i brandslukningssystemet og garanterer større sikkerhed.

Case Studies: De seneste år har været vidne til mange alvorlige tilfælde af tankskibsbrande. Et kinesisk tankskib eksploderede i marts 2017, hvilket resulterede i alvorlige skader på skibet, og 3 besætningsmedlemmer blev også savnet. I 2012 var der en eksplosion i det centrale Kina, som resulterede i tab af 5 besætningsmedlemmers liv.

Relateret læsning: 12 typer søulykker

Risiko for dampskyeksplosion

LNG fordamper meget hurtigt, så volumenet af gasformig LNG bliver 625 gange større end det tidligere volumen af flydende LNG. Så snart LNG-tanken på LNG-skibet lækker, med lækage af flydende naturgas i luften, starter dens indledende flashfordampning og genererer en masse damp øjeblikkeligt.

Når denne damp blandes med den omgivende luft, danner den kold dampdåge og hvid røg efter kondensation i luften. Derefter fortyndes og opvarmes den og danner en brændbar gassky med luften og når eksplosive koncentrationer (5% 15%), hvilket vil føre til en dampskyeksplosion. Denne dampskyeksplosion ændres til en eksplosion af kogende væske og bryder til sidst ud som brandrisiko.

Brandrisiko: LNG er meget eksplosivt og brandfarligt, når det kommer i kontakt med atmosfæren med et antændelsespunkt på 650. Dens flammer forplanter sig hurtigt og brænder en stor masse, der er ca. dobbelt så stor som benzin eller andre olier. Det har en egenskab af redescens, reeksplosion, og det er vanskeligt at udrydde det.

Da LNG i tankskibet opbevares ved en lavere temperatur, opstår der overdrevne termiske spændinger på grund af lokal afkøling, hvilket resulterer i tab af skrogstrukturens duktilitet og giver sprøde brud i skrogstrukturen.

Relateret læsning:

LNG-spild:

Når LNG spildes over vandet, forårsager det kryogene forbrændinger, kvælning, spredning, brande og eksplosioner. Det er alt sammen noget, der giver anledning til stor bekymring med hensyn til den offentlige sikkerhed. Der bør træffes de nødvendige sikkerhedsforanstaltninger for at gøre rejsen mere sikker.

LNG-spild blev ikke betragtet som farligt, før et skib med spild kolliderer med et andet skib og eksploderer, fordi spildt LNG uden en antændelseskilde ikke er skadeligt, da det hurtigt fordamper fra vandet og ikke skader miljøet og vandlevende organismer.

Anganger til at reducere konsekvenserne af LNG-spild: De potentielle farer fra et LNG-udslip i vandveje kan reduceres ved hjælp af visse moderne teknikker eller en kombination af metoder ved at anvende forbedret sikkerhedsudstyr i LNG-tankskibe, ved korrekt overvågning og forbedring af skibets sikkerhed og ved at træffe forholdsregler i forbindelse med forskellige operationer for at forhindre eller mindske et udslip.

Eksplosioner (som normalt finder sted i lukkede rum), forbrændingshændelser og deres hurtige faseovergang kan potentielt føre til sekundære skader som følge af udslip af LNG.

Følgende er tilgange til håndtering af konsekvenserne af LNG-spild:

• Sikkerheds- og sikkerhedssystemer for både skib og terminal, som omfatter forbedring af overvågning eller tilsyn, opgradering af tankskibets isolering og andre standoff-beskyttelsessystemer på tankskibet. Slæbebåde, skibsbesætninger og skibe bør forsynes med forbedret overvågning.
• Ved forbedring og ændring af LNG-tankskibseskorte, udvidelse af fartøjets kontrolzoner og forbedring af sikkerhedsoperationer i nærheden af havne og terminaler. Der bør foretages korrekt kontrol af offshore fortøjnings- og losseanlæg.
• Den korrekte funktion af nødberedskabssystemer med henblik på at reducere brand- og spredningsrisici bør fremmes. Der bør være en ordentlig koordinering af nødberedskabet, og det bør give mulighed for ordentlig kommunikation med resten af skibet.
• Hold skibet i en sikker zone, dvs. i et område, der er mere end en sømil væk. Det resulterer i en sikker rejse, men visse bestemmelser bør følges, hvis afstanden skal reduceres til en halv til en sømil, Hvis afstanden mellem forhindringer, som kan være et andet skib eller en naturlig forhindring, og skibet er mindre end en halv sømil, kan udslippet brænde af på skibet, og derfor bør rejsen undgås i det tilfælde.

Disse risikoreducerende teknikker er nyttige i større risikofyldte områder, hvor skaderne på liv og ejendom er maksimale, og som ikke kan genopbygges. Hvis eksplosionen af flydende gasser kan kontrolleres, forårsager udslippet en lille eller ingen skade på havmiljøet, da de fleste flydende gasser er det ikke-forurenende, rene og ugiftige produkt.

Det eneste, der skal tages højde for under udslip af flydende gasser, er, at det kan skabe store mængder damp, når det fortyndes med havvand, og disse dampe kan forårsage et brandudbrud eller en eksplosion eller visse sundhedsrisici.

Relateret læsning: Hvordan fungerer LNG-terminalen?

4.Fumigation:

Det er en proces, hvor flydende naturgas fra maskinrummet eller andre overfyldte dele af skibet blandes med den ladede luft, så den forårsager kvælning og gør miljøet giftigt. Det er mere almindeligt et resultat af LNG-udslip. For at reducere gasning af LNG-tankskibe bør følgende typer udstyr være i korrekt funktionsdygtig stand:

• Manuel afspærringsventil
• Filter
• Damptrækningsregulator
• Dual shutoff solenoidventil
• Electronic Throttle Body

Også korrekt ventilation og udluftningsventiler kan reducere effekten af gasning ved at frigive gasningsmidlerne til det eksterne miljø. Risikoen for fumigering af LNG-tankskibe er også mindre, fordi LNG-containere består af otte lag isolerende materiale.

Siden 1960’erne har skibsindustrien for flydende naturgas sendt bulkmængder af flydende gas i containere. Der er registreret mere end 33 000 rejser siden 1964, som dækker næsten alle syv kontinenter. Der er visse farer ved at transportere LNG med skibsfartøjer, som hovedsagelig omfatter følgende: LNG-spild, eksplosion og gasdannelse. Ud af disse er alle eksplosioner de farligste, og derfor betragtes LNG-skibene som flydende bomber, fordi de undertiden kan forårsage en eksplosion, der er mere alvorlig end eksplosionen af nogle atombomber.

Relateret læsning: Hvad er Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion (BLEVE)?

Men LNG kan transporteres korrekt, hvis der træffes forebyggende foranstaltninger. Farer forårsaget af andre flydende brændstoffer som f.eks. benzin, diesel osv. er meget større end ved LNG. Flydende naturgas forårsager ingen skade på vandlevende organismer, fordi den fordamper (hvis der ikke er nogen antændelseskilde til stede), så snart LNG’en spildes over vand.

LNG-transportindustrien har upåklagelige sikkerhedsresultater. LNG anses for at være ekstremt godt blandt alle de store transport- og skibsfartsmaterialer.

Disclaimer: Forfatternes synspunkter, der kommer til udtryk i denne artikel, afspejler ikke nødvendigvis Marine Insights synspunkter. Data og diagrammer, hvis de anvendes i artiklen, er hentet fra tilgængelige oplysninger og er ikke blevet bekræftet af nogen lovpligtig myndighed. Forfatteren og Marine Insight hævder ikke, at de er nøjagtige, og påtager sig ikke noget ansvar for dem. Synspunkterne udgør kun meninger og udgør ikke retningslinjer eller anbefalinger om nogen form for handling, som læseren skal følge.

Artiklen eller billederne må ikke reproduceres, kopieres, deles eller bruges i nogen form uden tilladelse fra forfatteren og Marine Insight.