LNG tartályhajók – különböző típusok és veszélyek

A cseppfolyósított földgáz (LNG) szállítására szolgáló, hőmérséklet-szabályozott tartályhajót LNG tartályhajónak vagy LNG hajónak nevezzük.

A becslések szerint a mai napig mintegy 360 LNG tartályhajót fejlesztettek ki (fejlett és speciális) az LNG szállítására, szerte a világon.

Ezeknek a hajóknak más tartályhajókkal ellentétben földgázzal működő meghajtási rendszerük van, így kevesebb üvegházhatású gázt bocsátanak ki.

Ezeknek a tartályhajóknak nagy nyomást kell elviselniük, és a tartályhajók belsejében a hőmérsékletet -163˚C körül kell tartani.

Mivel az LNG-gázt folyékony formában kell szállítani, ezért nagy nyomást elbíró és alacsonyabb belső hőmérsékletű hajókon kell szállítani.

Az LNG-hajókkal szemben támasztott követelmények szerint ezek háromfélék lehetnek:

• teljes nyomás alatt álló;
• félnyomású és hűtött;
• és teljesen hűtött.

A világ első LNG-hajója a Methane Princess (Methane Pioneer) volt, amelynek hordképessége 5.034 DWT volt.

A Methane Pioneer 1959. január 25-én indult útnak a Louisiana-öböl partján lévő Calcasieu folyóról az Egyesült Királyságba. A hajó szállította a világ első tengeri LNG-szállítmányát, és biztonságosan eljuttatta azt az Egyesült Királyságba.

Related Read:

Az LNG-szállítók osztályozása

Az LNG-hajók a rakománytároló rendszer szempontjából négy kategóriába sorolhatók:

Moss( Spherical-Type A)

Ez a rendszer a tervező cégről kapta a nevét, azaz; a norvég Moss Maritime cégről. Az ilyen típusú hajók többsége 4-5 tartállyal rendelkezik. Ezek a tartályok itt 22 kPa(3.2Psi) üzemi nyomással rendelkeznek, ami szükség esetén növelhető.

Related Read: A világ legnagyobb MOSS-típusú LNG-szállító hajója a “PACIFIC BREEZE”

IHI(Prismatic-Type B)

A B típusú önhordó prizmatikus tartályt az Ishikawajima-Harima Heavy Industries tervezte, amelyet csak 2 hajóban alkalmaznak. A membrános LNG-hordozó tartályok feletti “lötyögés” problémájára szolgálnak. A múltban történt számos incidens miatt ezeket a tartályokat úgy alakították ki, hogy a belső berendezések kiszabadulása miatt bekövetkező belső baleseti károkat elviseljék.

Related Read: A tartályhajók különböző típusai:

TGZ MARK III

Ez a Technigaz által tervezett membrán típusú kialakítás. Ez ostyákból áll, az elsődleges gát 12 mm vastagságú rozsdamentes acélból és a másodlagos membránból áll, amelyet egy elsődleges szigetelés követ, amely újból másodlagos szigeteléssel van ellátva. Mindezeket a gátakat kívülről a hajószerkezet támasztja alá.

GT96

Ez a Gaztransport által tervezett kialakítás egy Invar anyagból készült elsődleges és másodlagos membránból áll, amelynek nincs hőkontrakciója. Itt a szigeteléshez perlittel töltött rétegelt lemezdobozokat használnak, amelyeket nitrogéngázzal öblítenek.

CS1

A Gaztransport & Technigaz által tervezett 1. számú kombinált rendszert. Ebben a konstrukcióban a legjobb 2 komponenst, nevezetesen az Mkll és a No96 rendszereket használják. Itt az elsődleges sorompó Invarból és a másodlagos Triplexből épül fel. Mostanáig csak 3 hajó készült ezzel a membránrendszerrel 1 hajógyár által.

How Much Does An LNG Tanker Hold?

Double-hulled konstrukciót használnak az LNG hajók építéséhez. Minden hajó négy vagy öt nagy tartályból áll a cseppfolyósított gáz tárolására. Ezek a rakománytartályok lehetnek gömb alakúak (Moss sphere design) vagy geometriai membránosak (membrane design), és mindegyik tartály több rétegben készül. Ezek a tartályrétegek szivárgásmentessé teszik a tartályokat, és segítenek a szükséges hidegebb belső hőmérséklet fenntartásában. Ezek a tartályhajók tűzjelző berendezéssel és megfelelő szigetelőrendszerrel is fel vannak szerelve.

2006 előtt az LNG-hajók szállítókapacitása jellemzően 80-135 000 köbméter között mozgott. A technológia fejlődésével azonban 2006-ban Katarban épültek az első 200 és 266 000 köbméternél nagyobb kapacitású LNG-hajók.

A kezdetekben az LNG szállítása meglehetősen gazdaságtalan volt. Ennek oka az LNG-szállító konténer kisebb mérete, valamint a magasabb utazási és egyéb költségek voltak. A technológia fejlődésével és a nagyobb méretű LNG-hajók fejlesztésével azonban a cseppfolyósított földgáz szállítása gazdaságosabbá, biztonságosabbá és hatékonyabbá vált.

Kapcsolódó olvasmány:

A világ legnagyobb LNG-tartályhajója

Az első ismert tartályhajó nagyon kicsi volt, mindössze 5034 DWT, de a technológia fejlődésével a fejlett országokban világszerte forradalmi előrelépés történt az LNG-hordozók méretében. Ezért van ma már 128900 DWT-s LNG-hajó.

A katariMOZAH hajó, amelyet 2006-2007-ben fejlesztettek ki és 2008-ban bocsátottak vízre, ma a világ legnagyobb LNG-hajója. Kapacitása 266 000 köbméter, mérete pedig körülbelül négy futballpályának felel meg (345 m hosszú és 53,8 m széles). A Samsung Heavy Industries Geoje-szigeti hajógyárában rendezett különleges ünnepségen őfelsége Sheikha Mozah Bint Nasser Al-Missned “MOZAH” névre keresztelte az első legnagyobb Q-Max LNG-hordozót. A hajó a Qatargas II (szintén Qatar Liquefied Gas Company Limited) által termelt LNG-t szállítja Európába. A MOZAH a Marshall-szigetek lobogója alatt hajózik.

A kínai állam hajóépítő cége, a Hudong-Zhonghua a norvégiai székhelyű társaság közreműködésével egy fejlesztés alatt álló projektet mutatott be, amely valószínűleg jövőre készül el. Azt ígérték, hogy a projekt révén egy 270 000 köbméter kapacitású LNG-hajót építenek. Ha elkészül, ez lesz a világ legnagyobb LNG-hordozója.

A MOZAH műszaki adatai:

• A MOZAH, a Q-Max LNG-hajó hossza körülbelül 1132 láb vagy 345 méter, 53 m (174 láb) szélesség és 12 m (39,4 láb) nyári merülés mellett. A hordozónak ez az óriási mérete és nagy kapacitása nyereségessé és hatékonnyá teszi az utazást.
• A MOZAH hajó bruttó űrtartalma és tényleges hordképessége 163 922 BT és 128 900 DWT. A DWT és BT magas értékei lehetővé teszik, hogy a teherhajó 266.000 köbméter (9.400.000 köbláb) cseppfolyósított földgázt szállítson megközelítőleg -163 °C (-261 °F) hőmérsékleten.
• A Mozah meghajtására használt motor 2 MAN B&W 7S70ME-C kétütemű, elektronikusan vezérelt, alacsony fordulatszámú dízelmotor. A motor teljes kimenő teljesítménye 43,540 kW (58,390 lóerő) @ 91 rpm.

Kapcsolódó olvasmány:

Veszélyek az LNG-hajókon

Az LNG jelentős exportja a nyugati partokon történik, ami évente több ezer LNG-tartályhajót vezet be. E tartályhajók többsége keskeny vízi utakon és sűrűn lakott területeken halad át. Tehát az LNG-hajók veszélyeit komolyan kell venni.

Az LNG valójában szagtalan, színtelen és nem mérgező, -162 °C-on hűtött metángáz, amely valójában gyúlékony, de levegővel érintkezve gyorsan gőzzé alakul, amely könnyen lángra kap.

Ez a tűz akár 150 m magasra is nőhet és sokáig ég. Az LNG-hajók fő veszélyei a következők: robbanás, gázosítás, kiömlés stb.

Az LNG-hajók néhány fő veszélye az alábbiakban ismertetjük:

Robbanás

Az LNG-hajók legsúlyosabb kockázatot generáló veszélye az LNG-hajók robbanása. Az LNG lángjai nagyon magasak és nagyobb oldalirányú hatósugárral rendelkeznek. A robbanás nemcsak a hajó hírnevét rontja, hanem helyrehozhatatlan veszteséget is okoz, azaz a hajó legénységének életét veszti.

Főbb kockázati területek: Az LNG-hajó három fő területe fokozottan ki van téve a robbanásveszélynek: a gépház, a motorterek és a rakománykompresszorok helyiségei. Ezeket a területeket CO2 tűzoltó rendszerrel kell ellátni. A tűzvédelmi rendszereknek meg kell felelniük az ISO 14520 szabvány követelményeinek és a PFEER-kódoknak is.

Megelőzés: Az LNG-hordozó kialakításához használt valamennyi berendezéstípusnak gyújtószikramentesnek kell lennie, és a szabványok alapján jóváhagyottnak, így biztosítva a személyzet védelmét a robbanásveszély ellen.

A hajót vizsgáló személyzetet és berendezéseket megfelelően kell irányítani és tűzoltó rendszerekkel kell ellátni. Pedig az LNG gyúlékony, de gyújtóforrással érintkezve veszélyes. Az IMRRA (International Maritime Risk Rating Agency) nyilvántartása szerint az összes LNG-szállító hajó közül 2017-ben a hajók 12,5%-a került a robbanásveszélyes kategóriába.

A tűzoltó rendszerben manapság intelligens ultrahangos technológiát alkalmaznak, amely nagyobb biztonságot nyújt.

Egyedi tanulmányok: Az elmúlt években számos súlyos tartályhajó-tűz volt tapasztalható. Egy kínai tartályhajó 2017 márciusában felrobbant, ami súlyos károkat okozott a hajóban, és a személyzet 3 tagja is eltűnt. 2012-ben Kína középső részén történt robbanás, amelynek következtében a legénység 5 tagja életét vesztette.

Kapcsolódó olvasmány: A tengeri balesetek 12 típusa

Gőzfelhőrobbanás kockázata

A LNG nagyon hamar elpárolog, így a gáznemű LNG térfogata a folyékony LNG korábbi térfogatának 625-szörösére nő. Amint az LNG-hajó LNG-tartálya szivárog, a cseppfolyósított földgáz levegőbe szivárgásával annak kezdeti villámgőzölgése megindul, és azonnal nagy mennyiségű gőz keletkezik.

Amikor ez a gőz a környező levegővel keveredik, a levegőben való lecsapódás után hideg gőzködöt és fehér füstöt képez. Ezután felhígul és felmelegszik, hogy a levegővel gyúlékony gázfelhőt képezzen, és robbanásveszélyes koncentrációt (5% 15%) ér el, ami gőzfelhőrobbanáshoz vezet. Ez a gőzfelhőrobbanás forró folyadékrobbanássá alakul át, és végül tűzveszélyként tör ki.

Tűzveszély: Az LNG erősen robbanékony és gyúlékony, amikor a légkörrel érintkezik, gyulladáspontja 650. Lángjai gyorsan terjednek és nagy tömegben égnek el, körülbelül kétszer akkora tömegben, mint a benzin vagy más olajok. Visszalángoló, újrarobbanó tulajdonsággal rendelkezik, és nehéz elfojtani.

Mivel az LNG-t a tartályhajóban alacsonyabb hőmérsékleten tárolják, a helyi lehűlés miatt túlzott hőfeszültségek keletkeznek, ami a hajótest szerkezetének alakíthatóságának elvesztését eredményezi, és törékeny töréseket hoz létre a hajótest szerkezetében.

Kapcsolódó olvasmány:

LNG kiömlés:

Az LNG kiömlése a víz fölé kriogén égési sérüléseket, fulladást, szóródást, tüzet és robbanást okoz. Ezek mind a közbiztonság szempontjából komoly aggodalomra adnak okot. Meg kell hozni a szükséges biztonsági intézkedéseket az utazás biztonságosabbá tétele érdekében.

A kiömlő LNG-t addig nem tekintették veszélyesnek, amíg egy kiömlő hajó össze nem ütközik egy másik hajóval, és robbanás nem következik be, mert gyújtóforrás nélkül a kiömlő LNG nem káros, mivel a vízből gyorsan elpárolog, és nem okoz kárt a környezetben, valamint a vízi élővilágban.

Az LNG kiömlés következményeinek csökkentésére irányuló megközelítések: Az LNG-szállító tartályhajókon jobb biztonsági felszereléssel, megfelelő felügyelettel és a hajó biztonságának javításával, valamint a különböző műveletek során a szivárgás megelőzésére vagy csökkentésére tett óvintézkedésekkel csökkenthetők a vízi utakba történő LNG-szivárgásból eredő potenciális veszélyek bizonyos modern technikák segítségével vagy a megközelítések kombinációjával.

A robbanások (amelyek általában zárt térben történnek), az égési események és azok gyors fázisátmenete potenciálisan az LNG kiömléséből eredő másodlagos károkhoz vezethetnek.

A következők a megközelítések az LNG kiömlés következményeinek kezelésére:

• A hajó és a terminál biztonsági és védelmi rendszerei, amelyek közé tartozik a felügyelet vagy felügyelet javítása, a tartályhajó szigetelésének és a tartályhajó egyéb állóvédelmi rendszereinek korszerűsítése. A vontatóhajók, a hajószemélyzet és a hajók számára jobb felügyeletet kell biztosítani.
• Az LNG-tartályhajók kíséretének javításával és módosításával, a hajó ellenőrzési zónáinak kiterjesztésével, valamint a kikötők és terminálok közelében végzett biztonsági műveletek javításával. Megfelelő ellenőrzést kell biztosítani a tengeri kikötési és kirakodási rendszereknek.
• El kell könnyíteni a vészhelyzeti reagáló rendszerek megfelelő működését a tűz- és szóródási veszélyek csökkentése érdekében. Megfelelő vészhelyzeti reagálási koordinációnak kell lennie, és lehetővé kell tennie a megfelelő kommunikációt a hajó többi oh részével.
• Tartsák a hajót biztonságos zónában, azaz egy mérföldnél távolabb eső területen. Ez biztonságos utazást eredményez, de bizonyos rendelkezéseket be kell tartani, ha a távolságot fél mérföldre vagy egy mérföldre kell csökkenteni, Ha az akadályok, amelyek lehetnek egy másik hajó vagy bármilyen természetes akadály, és a hajó közötti távolság kevesebb, mint fél mérföld, akkor a kiömlés leégetheti a hajót, és ezért az utazást ebben az esetben el kell kerülni.

Ezek a kockázatcsökkentő technikák a nagy kockázatú zónákban hasznosak, ahol az élet- és vagyoni károk maximálisak, és amelyeket nem lehet pótolni. Ha a cseppfolyósított gázok robbanása megfékezhető, akkor a kiömlő gázok kis mértékben vagy egyáltalán nem okoznak kárt a tengeri környezetben, mivel a legtöbb cseppfolyósított gáz a nem szennyező, tiszta és nem mérgező termék.

A cseppfolyósított gázok kiömlése során csak arról kell gondoskodni, hogy tengervízzel hígítva nagy mennyiségű gőz keletkezhet, és ezek a gőzök tűzkitörést vagy robbanást, illetve bizonyos egészségügyi kockázatokat okozhatnak.

Kapcsolódó olvasmány: Hogyan működik az LNG-terminál?

4. Füstölés:

Ez az a folyamat, amikor a hajó gépházából vagy más zsúfolt részeiből származó cseppfolyósított földgázt összekeverik a töltött levegővel úgy, hogy az fulladást okoz és mérgezővé teszi a környezetet. Ez leggyakrabban az cseppfolyósított földgáz kiömlésének következménye. Az LNG-tartályhajók füstölésének csökkentése érdekében a következő típusú berendezéseknek megfelelő működési állapotban kell lenniük:

• Kézi elzárószelep
• Szűrő
• Gőzelvonó szabályozó
• Kettős elzáró mágnesszelep
• Elektronikus fojtószelep

A megfelelő szellőzés és kipufogószelepek is csökkenthetik a gázosítás hatását, mivel a füstölőszerek a külső környezetbe jutnak. Az LNG-tartályhajók füstölésének kockázata azért is kisebb, mert az LNG-tartályok 8 rétegű szigetelőanyagból állnak.

A cseppfolyósított földgázzal foglalkozó hajózási ipar az 1960-as évek óta konténerekben szállít ömlesztett mennyiségű cseppfolyósított gázt. 1964 óta több mint 33000 utat jegyeztek fel, amelyek szinte mind a hét kontinenst lefedik. A cseppfolyósított földgáz tengeri hajókon történő szállítása bizonyos veszélyeket rejt magában, amelyek elsősorban a következők: LNG-szivárgás, robbanás és gázosítás. Ezek közül a robbanás a legveszélyesebb, ami miatt az LNG-hajókat úszó bombáknak tekintik, mivel az általuk okozott robbanás néha súlyosabb, mint egyes atombombák robbanása.

Kapcsolódó olvasmányok:

Az LNG azonban megfelelően szállítható, ha megelőző intézkedéseket tesznek. Az egyéb folyékony üzemanyagok, például a benzin, a dízel stb. által okozott veszélyek sokkal nagyobbak az LNG-hez képest. A cseppfolyósított földgáz nem okoz kárt a vízi élővilágban, mert elpárolog (ha nincs gyújtóforrás), amint az LNG a víz fölé kerül.

Az LNG-szállító ipar kifogástalan biztonsági adatokkal rendelkezik. Az LNG-t rendkívül jónak tartják a nagy szállítási és szállítási anyagok között.

Disclaimer: A szerzők ebben a cikkben kifejtett nézetei nem feltétlenül tükrözik a Marine Insight véleményét. A cikkben felhasznált adatok és diagramok, amennyiben felhasználásra kerültek, a rendelkezésre álló információkból származnak, és azokat nem hitelesítették semmilyen törvényes hatósággal. A szerző és a Marine Insight nem állítja, hogy azok pontosak, és nem vállal felelősséget azokért. A nézetek csak véleményt képviselnek, és nem jelentenek semmilyen iránymutatást vagy ajánlást az olvasó által követendő lépésekre vonatkozóan.

A cikk vagy a képek a szerző és a Marine Insight engedélye nélkül semmilyen formában nem reprodukálhatók, másolhatók, oszthatók meg vagy használhatók fel.