Краткое введение в безопасность и эксплуатацию газовозов.

Природный газ представляет собой смесь углеводородов, которая при сжижении образует бесцветную, не имеющую запаха и прозрачную жидкость. Сжиженный природный газ (СПГ) обычно транспортируется и хранится при температурах, близких к его точке кипения при атмосферном давлении (примерно –160 °C).

СПГ — это жидкая форма природного газа, используемая в качестве топлива в газовых плитах, бытовых обогревателях и электростанциях. При повышении температуры СПГ возвращается в газообразное состояние. Без охлаждения природный газ невозможно сжижать. Многие страны экспортируют СПГ морским путем, в то время как другие его импортируют; Соединенные Штаты занимаются как экспортом, так и импортом.

Сам по себе СПГ не горит; он может воспламеняться только в смеси с воздухом в виде паров. СПГ становится огнеопасным, когда его объемная концентрация в воздухе достигает 5–15%. В замкнутом пространстве такая смесь может взрываться и гореть.

СПГ — это криогенное вещество, физический контакт с которым или его утечка могут представлять опасность для персонала и оборудования. Природный газ опасен тем, что может вызвать удушье. Основным компонентом СПГ является метан, который при попадании в грузовой отсек при температуре окружающей среды быстро испаряется, увеличивая внутреннее давление и делая воздух воспламеняющимся.

Кроме того, грузовые танки будут быстро остывать, что создаст значительную тепловую нагрузку на корпус танка и систему трубопроводов. Чтобы избежать повреждений, подготовку к погрузке груза следует проводить после стоянки судна в доке.

Во время стоянки в сухом доке все резервуары танкера-газовоза поддерживаются в состоянии дегазации. После выхода из сухого дока судно должно быть готово к погрузке груза, для чего необходимо уделить первоочередное внимание нескольким ключевым аспектам.

В процессе сжижения СПГ уменьшается до примерно 1/600 своего первоначального объема, что делает его транспортировку более экономичной. Однако, поскольку СПГ содержит большое количество легковоспламеняющихся веществ, при неправильном обращении он может стать чрезвычайно опасным.

СПГ менее плотный, чем нефть, поэтому для его хранения требуется в два-три раза больше пространства. Чтобы сократить потерю места, некоторые норвежские проектировщики разместили танки под трюмом и построили защитные коффердамы для их удержания. Другие размещают резервуары на палубе, чтобы в случае утечки газ можно было безопасно выпустить в атмосферу. Руководящие принципы ИМО не запрещают размещение резервуаров для СПГ под трюмами судов, однако Береговая охрана США считает такое решение требующим тщательного анализа.

Фактический состав СПГ варьируется в зависимости от его источника и процесса сжижения, но основным компонентом всегда остается метан, а также присутствуют небольшие количества более тяжелых углеводородов, таких как этан, пропан, бутан и пентан. Кроме того, он может содержать небольшое количество азота.

Для точных расчетов теплотворной способности и плотности следует использовать конкретные свойства на основе фактического композиционного анализа. Во время обычного морского рейса тепло передается грузу СПГ через изоляцию грузового трюма, что приводит к испарению части груза.

Состав СПГ изменяется по мере его кипения: более легкие компоненты имеют более низкие температуры кипения при атмосферном давлении и испаряются первыми. В результате соотношения азота и метана в выгруженном СПГ ниже, чем в загруженном, тогда как соотношения этана, пропана и бутана несколько выше, поскольку метан и азот испаряются раньше по сравнению с более тяжелыми газами.

Что произойдет, если сжиженный природный газ (СПГ) просочится в воду?

1. Резервуары СПГ быстро испаряются (быстрее, чем резервуары аналогичного размера на суше).

2. Утечка СПГ на корпус судна или внутрь него может привести к хрупкому разрушению материалов, таких как углеродистая и низколегированная сталь.

3. СПГ может претерпеть «быстрый фазовый переход», что может привести к физическому взрыву паров (не горению).

4. Образование лужи СПГ может сопровождаться возгоранием.

5. В результате может сформироваться облако СПГ, что приведет к обратному удару пламени.

Ниже приведены одни из руководящих принципов обработки грузов СПГ:

1. Система герметизации: Используются мембранные технологии или технологии Мосса Розенберга для герметизации СПГ при криогенных температурах (-160°C) и изоляции груза от конструкции судна.

2. Риски утечки: Утечка СПГ может привести к удушью, криогенным ожогам, повреждению судна, а также к рискам пожара и взрыва.

3. Подготовка к загрузке: При погрузке СПГ в грузовой отсек при температуре окружающей среды происходит бурное испарение, что может увеличить внутреннее давление и сделать воздух воспламеняющимся.

4. Процедуры погрузки: Перед погрузкой необходимо обсудить и соблюдать процедуры подготовки судна, провести обмен информацией и заполнить контрольный список безопасности.

5. Процедуры разгрузки: СПГ перекачивается на берег насосами, при этом давление в грузовом танке снижается, а в береговом резервуаре — повышается.

6. Транспортировка СПГ: Груз перемещается с берега через мидель- или кормовые коллекторы в грузовые трюмы через бункеровочные трубы.

7. Оборудование для погрузки и разгрузки: Все насосы и трубопроводы на газовозах должны быть в хорошем состоянии и четко промаркированы.

8. Система трубопроводов: Трубопровод СПГ состоит из криогенных труб из нержавеющей стали, соединяющих грузовые танки с общим трубопроводом.

9. Испытание газоизмерительного оборудования: Суда должны быть оснащены переносным газоизмерительным оборудованием, и персонал должен знать его назначение и ограничения.

10. Перевозка СПГ-танкерами: Во время рейса важно поддерживать давление в грузовых трюмах и контролировать температуру груза.

11. Балластный рейс: Необходимо учитывать остойчивость судна при одновременных операциях погрузки/дебалластировки или разгрузки/балластировки, следя за распределением груза и балласта.