Zbiornikowce LNG – różne typy i związane z nimi zagrożenia

Zbiornikowiec ze zbiornikami o kontrolowanej temperaturze, przeznaczony do transportu skroplonego gazu ziemnego (LNG), nazywany jest zbiornikowcem LNG lub statkiem LNG.

Oszacowano, że do tej pory opracowano około 360 zbiornikowców LNG (zaawansowanych i wyspecjalizowanych) do transportu LNG na całym świecie.

Statki te, w przeciwieństwie do innych zbiornikowców, posiadają system napędowy zasilany gazem ziemnym, dzięki czemu emitują mniej gazów cieplarnianych.

Zbiornikowce te powinny być w stanie wytrzymać wysokie ciśnienie, a temperatura wewnątrz tych zbiornikowców powinna być utrzymywana na poziomie około -163˚C.

Jako że gaz LNG ma być transportowany w postaci ciekłej, musi być transportowany w zbiornikach o wysokiej zdolności przenoszenia ciśnienia i niższej temperaturze wewnętrznej.

Zgodnie z wymaganiami dla statków LNG, mogą one być trzech typów, a mianowicie:

• całkowicie ciśnieniowe;
• półciśnieniowe i chłodnicze;
• i całkowicie chłodnicze.

Pierwszym na świecie gazowcem LNG był Methane Princess (Methane Pioneer) o nośności 5 034 DWT.

Methane Pioneer rozpoczął swój rejs 25 stycznia 1959 r. z Calcasieu River na wybrzeżu zatoki Luizjany do Wielkiej Brytanii. Przewiózł pierwszy na świecie ładunek oceaniczny LNG i dostarczył go bezpiecznie do Wielkiej Brytanii.

Related Read: Top 5 Zero-Emission Ship Concepts Of The Shipping World

Classification Of LNG Carriers

Statki LNG można sklasyfikować na cztery kategorie pod względem systemu hermetyzacji ładunku:

Moss( Spherical-Type A)

System ten nosi nazwę od firmy, która je zaprojektowała tj; The Norwegian Company Moss Maritime. Większość statków tego typu posiada 4-5 zbiorników. Zbiorniki te mają ciśnienie robocze 22 kPa (3.2Psi), które może być zwiększone w razie potrzeby.

Related Read: Największy na świecie statek transportowy LNG typu MOSS 'PACIFIC BREEZE’

IHI(Pryzmatyczny Typ B)

Samonośny pryzmatyczny zbiornik typu B został zaprojektowany przez Ishikawajima-Harima Heavy Industries i jest stosowany tylko na dwóch statkach. Rozwiązują one problem „sloshingu” nad membranowymi zbiornikami metanowców LNG. Ze względu na kilka incydentów w przeszłości, zbiorniki te zostały skonstruowane tak, aby wytrzymać wewnętrzne uszkodzenia powypadkowe spowodowane uwolnieniem wewnętrznego sprzętu.

Related Read: Different Types of Tankers: Extensive Classification of Tanker Ships

TGZ MARK III

Jest to projekt typu membranowego, który został zaprojektowany przez Technigaz. Składa się ona z gofrów, bariera pierwotna wykonana jest ze stali nierdzewnej o grubości 12mm, następnie membrana wtórna, po której następuje izolacja pierwotna, która jest na nowo połączona z izolacją wtórną. Wszystkie te bariery są podtrzymywane przez konstrukcję statku od zewnątrz.

GT96

Ta konstrukcja zaprojektowana przez Gaztransport składa się z pierwotnej i wtórnej membrany wykonanej z materiału Invar, który nie ma skurczu termicznego. Do izolacji użyto tu skrzynek ze sklejki wypełnionych perlitem, które są przepłukiwane azotem.

CS1

System kombinowany nr 1 został zaprojektowany przez Gaztransport & Technigaz. W tej konstrukcji zastosowano 2 najlepsze komponenty, a mianowicie systemy Mkll i No96. Bariera pierwotna zbudowana jest z Inwaru, a bariera wtórna z Triplexu. Do tej pory tylko 3 statki zostały wykonane przy użyciu tego systemu membranowego przez jedną stocznię.

How Much Does An LNG Tanker Hold?

Double-hulled construction is used to build LNG Ships. Każdy statek składa się z czterech lub pięciu dużych zbiorników, które zatrzymują skroplony gaz. Zbiorniki te mogą mieć kształt kulisty (konstrukcja kuli Mossa) lub geometrycznej membrany (konstrukcja membranowa), a każdy z nich jest wykonany wielowarstwowo. Te warstwy zbiorników czynią je szczelnymi i pomagają w utrzymaniu niezbędnej chłodniejszej temperatury wewnątrz. Zbiornikowce te są również wyposażone w alarmy przeciwpożarowe i odpowiedni system izolacji.

Przed 2006 r. nośność gazowców LNG mieściła się zazwyczaj w przedziale 80-135 tys. metrów sześciennych. Jednak wraz z postępem technologicznym, w 2006 roku w Katarze zaczęto budować pierwsze statki LNG o pojemności ponad 200 i 266 tys. metrów sześciennych.

Na początku żegluga LNG była dość nieekonomiczna. Wynikało to z mniejszych rozmiarów kontenera LNG oraz wyższych kosztów podróży i innych wydatków. Ale wraz z postępem technologicznym i rozwojem większych statków LNG, wysyłka skroplonego gazu ziemnego stała się bardziej ekonomiczna, bezpieczniejsza i bardziej wydajna.

Related Read: Properties Of Membrane Tanks For Transportation Of LNG Cargo On Ships

Largest LNG Tanker In The World

Pierwszy znany zbiornikowiec był bardzo mały o pojemności zaledwie 5034 DWT, ale wraz z rozwojem technologii w rozwiniętych krajach na całym świecie, nastąpił rewolucyjny postęp w wielkości zbiornikowców LNG. Dlatego dziś mamy gazowiec o nośności 128900 DWT.

Katarski statekMOZAH, zbudowany w latach 2006-2007 i zwodowany w 2008 roku, jest dziś największym na świecie gazowcem LNG. Jego pojemność wynosi 266 000 metrów sześciennych, a rozmiary odpowiadają mniej więcej czterem boiskom piłkarskim (345 m długości i 53,8 m szerokości). Podczas specjalnej ceremonii zorganizowanej w stoczni Samsung Heavy Industries na wyspie Geoje, jej wysokość Sheikha Mozah Bint Nasser Al-Missned nadała nazwę pierwszemu największemu gazowcowi Q-Max LNG Carrier – „MOZAH”. Statek służy do przewozu LNG produkowanego przez Qatargas II (również Qatar Liquefied Gas Company Limited) do Europy. MOZAH pływa pod banderą Wysp Marshalla.

Hudong-Zhonghua, przedsiębiorstwo stoczniowe państwa chińskiego przy współpracy z norweskim towarzystwem ujawniło niedopracowany projekt, który prawdopodobnie zostanie ukończony do przyszłego roku. Obiecali oni zbudować w ramach tego projektu statek LNG o pojemności 270 000 metrów sześciennych. Jeśli zostanie on ukończony, stanie się największym na świecie gazowcem LNG.

Specyfikacja MOZAH:

• MOZAH, gazowiec LNG typu Q-Max ma długość około 1132 stóp lub 345 metrów, wraz z belką 53 m (174 stopy) i zanurzeniem letnim 12 m (39,4 stopy). Tak gigantyczne rozmiary gazowca i jego duża pojemność czynią jego rejsy opłacalnymi i efektywnymi.
• Tonaż brutto i efektywny tonaż nośny statku MOZAH wynoszą odpowiednio 163 922 GT i 128 900 DWT. Wysokie wartości DWT i GT pozwalają statkowi towarowemu na przewożenie 266 000 metrów sześciennych (9 400 000 stóp sześciennych) skroplonego gazu ziemnego w przybliżonej temperaturze -163 °C (-261 °F).
• Silnikiem napędzającym Mozę jest dwusuwowy, niskoobrotowy silnik wysokoprężny MAN B&W 7S70ME-C, sterowany elektronicznie. Całkowita moc wyjściowa silnika wartości do 43,540 kW (58,390 KM) @ 91 rpm.

Related Read: Understanding The Design of Liquefied Gas Carriers

Dangers In LNG Ships

Główny eksport LNG odbywa się na zachodnich wybrzeżach, które wprowadzają tysiące tankowców LNG rocznie. Większość z tych tankowców przepływa przez wąskie drogi wodne i gęsto zaludnione obszary. Tak więc, zagrożenia na statkach LNG powinny być traktowane poważnie.

LNG jest w rzeczywistości, bezwonnym, bezbarwnym i nietoksycznym, schłodzonym gazem metanowym o temperaturze -162 °C, który w rzeczywistości jest łatwopalny, ale w kontakcie z powietrzem szybko przekształca się w pary, które łatwo się zapalają.

Pożar ten może urosnąć do 150 m wysokości i pali się przez długi czas. Główne zagrożenia związane ze statkami LNG to eksplozja, fumigacja, wycieki itp.

Najważniejsze zagrożenia związane ze statkami LNG opisano poniżej:

Wybuch

Najpoważniejszym zagrożeniem związanym ze statkami LNG jest eksplozja statków LNG. Płomienie LNG są bardzo wysokie i mają większy zasięg boczny. Wybuch nie tylko niszczy reputację statku, ale również powoduje straty nie do odzyskania, tj. utratę życia załogi statku.

Główne obszary ryzyka: Trzy główne obszary statku LNG są bardzo narażone na ryzyko wybuchu to – maszynownia, maszynownie i sprężarkownie ładunkowe. Obszary te muszą być wyposażone w systemy tłumienia ognia CO2. Systemy przeciwpożarowe powinny spełniać wymagania normy ISO 14520, a także być zgodne z kodeksami PFEER.

Prewencja: Wszystkie rodzaje urządzeń stosowanych do formowania gazowca LNG powinny być iskrobezpieczne i zatwierdzone z norm, co zapewni ochronę załogi przed niebezpieczeństwem wybuchu.

Personel i sprzęt dokonujący inspekcji statku powinien być odpowiednio prowadzony i wyposażony w systemy przeciwpożarowe. LNG jest gazem palnym, ale jest niebezpieczny w kontakcie ze źródłem zapłonu. Zgodnie z zapisami IMRRA (International Maritime Risk Rating Agency), z całkowitej liczby przewoźników LNG, 12,5% przewoźników zostało umieszczonych w kategorii ryzyka eksplozji w 2017 r.

Dziś w systemie tłumienia ognia stosowana jest inteligentna technologia ultradźwiękowa, która zapewnia większe bezpieczeństwo.

Studia przypadków: Ostatnie lata były świadkami wielu poważnych przypadków pożarów cystern. W marcu 2017 r. doszło do eksplozji chińskiego tankowca, w wyniku której statek został poważnie uszkodzony, a 3 członków załogi również zaginęło. W 2012 roku w środkowych Chinach doszło do eksplozji, w wyniku której życie straciło 5 członków załogi.

Related Read: 12 Types of Maritime Accidents

Ryzyko wybuchu chmury par

LNG bardzo szybko odparowuje, więc objętość gazowego LNG staje się 625 razy większa niż wcześniejsza objętość ciekłego LNG. Gdy tylko dojdzie do rozszczelnienia zbiornika LNG na statku LNG, wraz z wyciekiem skroplonego gazu ziemnego w powietrzu, rozpoczyna się jego początkowe gwałtowne parowanie, które natychmiast generuje dużą ilość pary wodnej.

Gdy para ta miesza się z otaczającym ją powietrzem, po skropleniu w powietrzu tworzy zimną mgłę parową i biały dym. Następnie ulega rozcieńczeniu i ogrzaniu tworząc z powietrzem chmurę gazów palnych i osiąga stężenie wybuchowe (5% 15%), co prowadzi do wybuchu chmury parowej. Ta eksplozja chmury pary zmienia się w eksplozję wrzącej cieczy i w końcu wybucha jako zagrożenie pożarowe.

Ryzyko pożarowe: LNG jest wysoce wybuchowy i łatwopalny, gdy wchodzi w kontakt z atmosferą z punktem zapłonu 650. Jego płomienie szybko się rozprzestrzeniają i spalają dużą masę około dwukrotnie większą niż w przypadku benzyny lub innych olejów. Ma właściwość rerudescencji, ponownego wybuchu i trudno jest go wytępić.

Jako że LNG w tankowcu jest przechowywany w niższej temperaturze, powstają nadmierne naprężenia termiczne spowodowane miejscowym ochłodzeniem, co powoduje utratę plastyczności struktury kadłuba i powoduje kruche pęknięcia w strukturze kadłuba.

Related Read: What is Rollover Condition in Gas Carrier Ships?

LNG Spills:

Gdy LNG rozlewa się po wodzie, powoduje oparzenia kriogeniczne, asfiksję, dyspersję, pożary i eksplozje. Wszystkie te zjawiska są przedmiotem poważnych obaw w odniesieniu do bezpieczeństwa publicznego. Należy podjąć niezbędne środki bezpieczeństwa, aby uczynić podróż bezpieczniejszą.

Rozlewy LNG nie były uważane za niebezpieczne do czasu, gdy statek, na którym nastąpił rozlew, zderzył się z innym statkiem i spowodował eksplozję, ponieważ bez źródła zapłonu rozlany LNG nie jest szkodliwy, ponieważ szybko odparowuje z wody, nie powodując szkód dla środowiska naturalnego, jak również dla życia wodnego.

Podejścia do zmniejszenia konsekwencji rozlewów LNG: Potencjalne zagrożenia wynikające z wycieku LNG w drogach wodnych mogą być zmniejszone przy pomocy pewnych nowoczesnych technik lub kombinacji podejść, poprzez zastosowanie ulepszonego sprzętu bezpieczeństwa w zbiornikowcach LNG, poprzez właściwy nadzór i poprawę bezpieczeństwa statku oraz poprzez podjęcie środków ostrożności w różnych operacjach w celu zapobieżenia lub zmniejszenia wycieku.

Wybuchy (które zwykle mają miejsce w przestrzeniach zamkniętych), zdarzenia związane ze spalaniem i ich gwałtowne przejścia fazowe mogą potencjalnie prowadzić do wtórnych szkód związanych z wyciekiem LNG.

Poniżej przedstawiono sposoby zarządzania skutkami wycieków LNG:

• Systemy bezpieczeństwa i ochrony zarówno statku jak i terminalu, które obejmują poprawę nadzoru lub dozoru, unowocześnienie izolacji zbiornikowca i innych systemów ochrony przeciwawaryjnej zbiornikowca. Poprzez ulepszenie i modyfikację eskorty zbiornikowców LNG, rozszerzenie stref kontroli statku oraz poprzez ulepszenie operacji bezpieczeństwa w pobliżu portów i terminali. Należy ułatwić prawidłowe funkcjonowanie systemów reagowania w sytuacjach awaryjnych w celu zmniejszenia zagrożenia pożarowego i rozproszenia. Powinna istnieć właściwa koordynacja reagowania w sytuacjach awaryjnych i powinna ona umożliwiać właściwą komunikację z pozostałymi częściami statku.
• Utrzymanie statku w strefie bezpiecznej, tj. w obszarze oddalonym o ponad milę. Jeżeli odległość między przeszkodami, którymi mogą być inne statki lub jakiekolwiek przeszkody naturalne, a statkiem jest mniejsza niż pół mili, rozlew może spowodować spalenie statku i dlatego w takim przypadku należy unikać rejsu.

Te techniki zmniejszania ryzyka są pomocne w strefach największego zagrożenia, w których szkody dla życia i mienia są maksymalne i których nie można uzupełnić. Jeżeli eksplozja gazów skroplonych może być kontrolowana, wówczas rozlew powoduje niewielkie lub żadne szkody dla środowiska morskiego, ponieważ większość gazów skroplonych to produkty niezanieczyszczające, czyste i nietoksyczne.

Jedyną rzeczą, na którą należy zwracać uwagę podczas rozlewu gazów skroplonych jest to, że mogą one tworzyć duże ilości oparów po rozcieńczeniu wodą morską, a te opary mogą spowodować wybuch pożaru lub eksplozji lub pewne zagrożenia dla zdrowia.

Related Read: How Does LNG Terminal Works?

4.Fumigacja:

Jest to proces mieszania skroplonego gazu ziemnego z maszynowni lub innych zatłoczonych części statku z naładowanym powietrzem tak, aby spowodować uduszenie i uczynić środowisko trującym. Jest to najczęściej skutek wycieków LNG. W celu ograniczenia fumigacji zbiornikowców LNG następujące rodzaje dostarczonego wyposażenia powinny być w odpowiednim stanie technicznym:

• Ręczny zawór odcinający
• Filtr
• Regulator poboru oparów
• Podwójny zawór elektromagnetyczny odcinający
• Elektroniczny korpus dławiący

Również odpowiednia wentylacja i zawory wydechowe mogą zmniejszyć efekt fumigacji poprzez uwalnianie fumigantów do środowiska zewnętrznego. Ryzyko fumigacji tankowców LNG jest również mniejsze, ponieważ zbiorniki LNG są wykonane z 8-warstwowego materiału izolacyjnego.

Od lat 60-tych XX wieku żegluga skroplonego gazu ziemnego przewozi duże ilości skroplonego gazu w kontenerach. Od 1964 roku odnotowano ponad 33000 rejsów obejmujących prawie wszystkie siedem kontynentów. Transport LNG za pośrednictwem statków morskich wiąże się z pewnymi zagrożeniami, do których należą przede wszystkim Wycieki LNG, Eksplozję i Fumigację. Spośród nich najbardziej niebezpieczna jest eksplozja, z powodu której statki LNG są uważane za pływające bomby, ponieważ czasami eksplozja spowodowana przez nie jest bardziej dotkliwa niż eksplozja niektórych bomb atomowych.

Related Read: What is Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion (BLEVE)?

Ale LNG może być transportowany prawidłowo, jeśli zostaną podjęte środki zapobiegawcze. Zagrożenia powodowane przez inne paliwa płynne, takie jak benzyna, olej napędowy itp. są znacznie większe w porównaniu do LNG. Skroplony gaz ziemny nie powoduje szkód dla życia wodnego, ponieważ odparowuje (jeśli nie ma źródła zapłonu) natychmiast po rozlaniu LNG nad wodą.

Przemysł żeglugowy LNG ma nieskazitelne wyniki w zakresie bezpieczeństwa. LNG jest uważane za wyjątkowo dobrze spośród wszystkich dużych materiałów transportowych i żeglugowych.

Zrzeczenie się odpowiedzialności: Poglądy autorów wyrażone w tym artykule niekoniecznie odzwierciedlają poglądy Marine Insight. Dane i wykresy, jeśli zostały użyte, w artykule zostały zaczerpnięte z dostępnych informacji i nie zostały uwierzytelnione przez żaden organ ustawowy. Autor i Marine Insight nie twierdzą, że są one dokładne i nie ponoszą żadnej odpowiedzialności za nie. Poglądy stanowią jedynie opinie i nie stanowią żadnych wytycznych ani zaleceń co do sposobu postępowania czytelnika.

Artykuł lub obrazy nie mogą być powielane, kopiowane, udostępniane lub używane w jakiejkolwiek formie bez zgody autora i Marine Insight.

.