Transcript PRIJEVOZ UKAPLJENIH PLINOVA MOREM

PRIJEVOZ UKAPLJENIH PLINOVA MOREM
►
1.
FIZIKALNA SVOJSTVA PLINOVA
TEMPERATURA – za mjerenje temperature koriste se tri osnovne
ljestvice : KELVINOVA , CELZIJUSOVA I FAHRENHEITOVA
KELVIN je osnovao termodinamičku skalutemperature sa polazišnom
točkom APSOLUTNA NULA - 0°K = -273°C. To je temperatura kod
potpunog mirovanja molekula, odnosno kad je kinetička energija
gibanja molekula jednaka nuli.
CELZIJUSOVA ljestvica danas se najviše koristi. Definirana je
temperaturom ledišta vode 0°C i temperaturom vrelišta 100°C.
FAHRENHEITOVA ljestvica koristi se u zamljama angloameričkog j.
Područja. Ledište vode je 32 °F a vrelište 212°F.
PRIJEVOZ UKAPLJENIH PLINOVA MOREM
1.1. Temperatura smrzavanja – pri ovoj temperaturi fluid mjenja
agregatno stanje ( prelazi iz tekućeg u kruto)
1.2. Temperatura ključanja(isparavanja) – pri ovoj temperaturi fluid
počinje isparavati.
1.3. KRITIČNA TEMPERATURA PLINA- je ona temperatura iznad koje tvar
ne može biti ukapljena bez obzira na veličinu tlaka.
želimo li ukapiti plin , moramo ga ohladiti ispod kritične temperature.
PLINOM se smatra svaka tvar koja je pri 15°C i atmosferskom tlaku od
1 bara( 1,013 HPa) u plinovitom stanju
2. TLAK – djelovanje sile na jedinicu površine
osnovna jedinica za mjerenje tlaka je Pa- paskal .
Relativan tlak – Tlak plina u odnosu na atmosferski tlak. Ako je veći
imamo nadtlak, ako je manji imamo podtlak.
PRIJEVOZ UKAPLJENIH PLINOVA MOREM
3. VOLUMEN – pojam zauzimanja nekog prostora
- volumen (m3) – dimenzija nekog zatvorenog prostora
- Specifični volumen (m3/kg) volumen kojeg zauzima 1 kg nekog plina ili
tekućine
- Specifična gustoća (kg/m3) količina plina(tekućine) po m3.
PRIJEVOZ UKAPLJENIH PLINOVA MOREM
UKAPLJENI PLINOVI KOJI SE NAJČEŠĆE PREVOZE BRODOVIMA SU:
1.
UKAPLJENI PRIRODNI PLIN - LIQUEFIED NATURAL GAS LNG
2.
UKAPLJENI NAFTNI PLIN – LIQUFIED PETROLEUM GAS LPG
TO SU UGLJIKOVODICI KOJI SE DOBIVAJU NA BUŠOTINAMA NAFTE/
PLINA I U RAFINERIJAMA. KOD NORMALNE TEMPERATURE I TLAKA
OVE TVARI SU U PLINOVITOM STANJU DOK SE SNIŽAVANJEM
TEMPERATURE I POVEĆANJEM TLAKA MOGU DOVESTI U TEKUĆE
STANJE – UKALJENI PLIN.
UKAPLJENE PLINOVE BRODOVIMA MOŽEMO PREVOZITI NA 3 NAČINA:
1.
PRI OKOLNOJ TEMPERATURI ALI POVEĆANOM TLAKU
2.
PRI ATMOSFERSKOM TLAKU ALI PRI SNIŽENOJ TEMPERATURI
3.
PRI POVEĆANOM TLAKU I SNIŽENOJ TEMPERATURI
PRIJEVOZ UKAPLJENIH PLINOVA MOREM
KEMIJSKA SVOJSTVA UKAPLJENIH PLINOVA
-UKAPLJENI PLINOVI MOGU REAGIRATI NA RAZNE NAČINE
1.
REAKCIJE U KONTAKTU S VODOM – NASTAJU HIDRATI, stavraju se
kristali leda koji pri iskrcaju mogu oštetiti pumpe tereta
2.
REAKCIJE SA ZRAKOM – stvaranje nestabilnih spojeva koji mogu
eksplodirati
3.
REAKCIJE S DRUGIM TERETOM ILI MATERIJALIMA
4.
REAKCIJA SA SAMIM SOBOM – polimerizacijom se oslobađa velika
količina temperature
5.
KOROZIJA – upotrebom odgovarajućih materijala za isgradnju
sustava tereta može se spriječiti korozija
PRIJEVOZ UKAPLJENIH PLINOVA MOREM
EFEKTI NISKIH TEMPERATURA
1.
2.
KRHKI LOM ( BRITLE FRACTURE) – većina materijala i legura pri
niskim temperaturama postaju tvrđi i neelastični. Mijenja se kristalna
struktura materijala pa oni ne mogu podnijeti statička, dinamička i
termička opterečenja. Na mjestima gdje su temperature izrazito
niske upotrebljavaju se specijalne legure čelika, bakar, nikal i
aluminij jer su elastični pri niskimtemperaturama.
PROPUŠTANJE (spillage) – propuštanje, curenje tereta bi svakako
trebalo spriječiti zbog opasnosti za posadu( nastajanje smrzotina,
udisanje para) i zbog krhkog loma. U slučaju curenja ukapljenog
plina treba postupati u skladu s njegovim osobinama.
PRIJEVOZ UKAPLJENIH PLINOVA MOREM
3. POTHLAĐIVANJE
4. HLADNA MJESTA- u slučaju oštećenja izolacije dolazi do djelovanja
niskih temperatura na nezaštićene djelove.
5. FORMIRANJE LEDA – nastajanjem leda može doći do oštećenja cijevi,
ventila i pumpi.Spriječava se kontroliranim dodavanjem antifriza.
PRIJEVOZ UKAPLJENIH PLINOVA MOREM
Brodovi za prijevoz ukapljenih plinova
1.
2.
3.
BRODOVI ZA PRIJEVOZ POTPUNO POTHLAĐENIH UKAPLJENIH
PLINOVA- ovi brodovi služe za prijevoz METANA – LNG i to na
temperaturi -163°C, odnosno LPG na temperaturi od -47°C do -55°C
ovisno o udjelu ETANA
BRODOVI ZA PRIJEVOZ UKAPLJENOG PLINA POD TLAKOM – manjih
su dimenzija . Projektni tlak tankova iznosi 17 bara
BRODOVI ZA PRIJEVOZ POLUPOTHLAĐENIH UKAPLJENIH PLINOVA
tankovi na ovakovim brodovima mogu prevoziti terete pod tlakom i
od takvih materijala da mogu podnijeti niske temperature do - 50°C.
PRIJEVOZ UKAPLJENIH PLINOVA MOREM
BRODOVI ZA PRIJEVOZ PRIRODNOG UKAPLJENOG PLINA – LNG
CARRIER
Porastom potražnje prirodnog plina počeli su se masovno proizvoditi
LNG brodovi. Do sredine prošle godine oceanima je plovilo 337 LNG
broda uglavnom kapaciteta 120000 m3 do 140000 m3.
Dva su osnovna tipa tankova na brodovima za prijevoz LNG:
a. Samonosivi tankovi
b. Membranski tankovi
Danas se na brodovima načešće upotrebljavaju membranski tankovi
prizmatičnog oblika radi bolje iskoristivosti prostora ( Moss type) dok
su samonosivi tankovi sferičnog oblika bolje riješenje kad je u
pitanju sigurnost radi većeg međuprostora (Gaz transport &
Technigaz)
1.
PRIJEVOZ UKAPLJENIH PLINOVA MOREM
MOSS tankovi su sferičnog oblika. Na brodu obično postoji 4 – 5 ovakvih
tankova. Vanjski dio tanka presvučen je debelim izolaciskim slojem.
Prostor izolacije ispunjen je inertnim plinom _ dušikom. Taj prostor se
neprekidno testira na bilo kakvu prisutnost metana odnosno hladnih
mjesta koja bi ukazala na curenje.
Ovakav tank pojačan je u svom najširem dijelu s potpornim prstenom
koji je postavljen na zaštitnu košuljicu kako bi se težina prenijela na
brodski trup. Za vrijeme operacija s teretom tank se može raširiti
odnosno stegnuti za 2 stope usljed velikih promjena temperature.
radi efekta niske temperature svi spojevi tanka sa cijevima moraju biti
fleksibilni.
U praksi se kod tankera sa Moss sferičnim tankovima nakon iskrcaja
ostavlja oko 5-10% tereta u jednom tanku , koji kasnije služi za
pothlađivanje ostalih tankova i sustava tereta prije ukrcaja da ne bi
došlo do stresa materijala usljed velikih i naglih promjena temperatura.
PRIJEVOZ UKAPLJENIH PLINOVA MOREM
To se radi i iz razloga jer procedura pothlađivanja tankova bez upotrebe
vlastitog tereta traje i do 36h, Pa se na ovaj način brod može
pripremiti za ukrcaj i prije dolaska u luku.
TECHNIGAZ MARK III MEMBRANSKI TANKOVI TANKOVI
Membrane ovih tankova izrađene su od nehrđajućeg čelika i to od više
manjih djelova kako bi mogle apsorbirati promjene temperature. Iza
stjenke tankova nalaze se slojevi izolacije obučeni u foliju. :
1.
LNG
2.
Membrana od inox-a debela 1.2 mm
3.
Primarna izolacija
4.
Folija
5.
Sekundarna izolacija
6.
Oplata broda
PRIJEVOZ UKAPLJENIH PLINOVA MOREM
MATERIJALI KOJI SE KORISTE ZA GRADNJU TANKOVA I SUSTAVA TERETA
SU:
1.
Monel ( Cu 30 Ni 70)
2.
Inconel(Ni 78 Cr 15 Fe 7)
3.
Aluminij ( 99,8 %)
4.
AG4MC(Al 95 Mg 4 Mn 0,4 Cr o,2)
5.
Bakar – aluminij ( Cu 91 Al 9)
6.
Bakar- nikal ( Cu 70 Ni 30)
7.
Inox 18/8 ( Cr 18 Ni 8)
8.
Invar (Ni 36)
9.
9 % nikal čelik
PRIJEVOZ UKAPLJENIH PLINOVA MOREM
IZOLACIJSKI MATERIJALI
Mineralni ( azbest, mineralna vuna, staklena vuna, perlit)
Organski (vuna,pamuk, pluto , filc)
Sintetički ( polistirol, PVC, poliuretanska pjena)
PRIJEVOZ UKAPLJENIH PLINOVA MOREM
OPERACIJE S TERETOM
1.
Gas free tank – prije operacije ukrcaja tank bi terbao biti gas free
odnosno ispunjen zrakom kako bi se mogla obaviti inspekcija tanka,
cijevi i pumpi tereta.
2.
Nakon toga slijedi inertiranje tankova na jedan od već spomenutih
načina. Inertni plin ne smiije imati više od 4% kisika, a također bi
bilo poželjno da je potpuno suh ( da se spriječi nastanak kristala
leda prilikom krcanja tereta)
3.
Tada slijedi Gas –up i cooldown operacija. To radimo zbog toga da
se tank tereta postupno ispuni plinom (teretom) koji će izbaciti
inertni plin u atmosferu i na taj način spriječiti zaleđivanje CO2 koji
se nalazi u inertnom plinu. Zaleđivanje bi dovelo do oštećenja pumpi
tereta pri iskrcaju.
PRIJEVOZ UKAPLJENIH PLINOVA MOREM
3. Sada je plin u tanku zagrijan na oko 20°C, a inertni plin se izpuhuje iz
tanka pomoću HD kompresora (heavy duty).
4. Tankovi su sada ispunjeni metanom koji je u plinovitom stanju.
5. Sada u tankove ubacujemo ukapljeni plin pomoču raspršivača kako bi
pothladili tank dok se temperatura ne snizi na -140°C. Plin koji je
ispario sustavom cjevovoda vraća se na terminal kako bi se ponovo
ukapio ili ispustio u atmosferu.
6. Operacija ukrcaja sad može početi. Tankove punimo do 98%. Plin koji
ispari vraćamo na terminal pomoću HD kompresora.
7. Temperatura tereta u tanku iznosi -162 do -164°C
PRIJEVOZ UKAPLJENIH PLINOVA MOREM
Pri prijevozu LNG morem dolazi do isparavanja tereta jer ni jedna izolacija
nije savršena. Računa se da oko 0.1 do 0.25 % tereta ispari svaki dan
putovanja.
Dio para tereta može se upotrijebiti kao pogonsko gorivo( za strojeve koji
su opremljeni sustavom za izgaranje metana),
Teret koji je ispario može se ponovno ukapiti ili ispustiti u atmosferu.
Ponovno ukapljivanje plina zasniva se na kriogenskom rashladnom
principu gdje se koristi dušik N za postizanje temperatura ispod vrelišta
metana. Kriogenička temperatura ukapljivanja metana postiže se
zatvorenim ciklusima kompresije i ekspanzije dušika u plinovitom
stanju. (temp. Vrelišta dušika je -190°C).
PRIJEVOZ UKAPLJENIH PLINOVA MOREM
OPREMA ZA RUKOVANJE TERETOM
1.
CJEVOVODI
2.
PUMPE ZA TERET
2.1. URONJENA PUMPA S DUGOM OSOVINOM
2.2. FIKSNA URONJENA PUMPA
2.3. PRENOSNA URONJENA PUMPA
2.4. PUMPE MONTIRANE NA PALUBI
2.5. PUMPE ZA PROSTORE IZMEĐU TANKOVA
3.
KOMPRESORI –najvažniji dio sistema za pothlađivanje
3.1. STAPNI
3.2. VIJČANI
3.3. CENTRIFUGALNI
PRIJEVOZ UKAPLJENIH PLINOVA MOREM
4. IZMJENJIVAČI TOPLINE
4.1. ISPARIVAČI
4.2. GRIJAČI
4.3. KONDENZATORI
4.4. SUŠIONICI
4.5. HLADNJACI
5. SIGURNOSNI UREĐAJI – SIGURNOSNI VENTILI
6. VENTILI
6.1. KONTROLNI VENTIL
7. FILTERI
8. EKSPANZIONI SPOJEVI
9. PROTUPOŽARNE MREŽICE
10. VENTILACIJSKE GLJIVE
PRIJEVOZ UKAPLJENIH PLINOVA MOREM
IGC KODEKS – je sastavni dio SOLAS KONVENCIJE I PRIMJENJUJE SE OD 1986.
GLAVA VII. DIO C. PRIJEVOZ UKAPLJENIH PLINOVA U RASUTOM STANJU
Glava1 – opće odredbe
Glava2 – otpornost broda na oštećenje i razmještaj tankova za teret
Glava3 – raspored prostora na brodu
Glava4 – prostor za smještaj tereta
Glava5 – brodovi s uređajem za tlačenje tereta, tlačni vodovi, vodovi za tekuće i
plinovite tvari
Glava6 – materijali za izvedbu
Glava7 – kontrola tlaka i temperature
Glava8 – sustavi za ventiliranje tankova tereta
Glava9 – kontrola tankova i prostora oko njih
Glava10 – električne instalacije
Glava 11 – zaštita od požara i gašenje požara
PRIJEVOZ UKAPLJENIH PLINOVA MOREM
Glava12 – mehanička ventilacija teretnog prostora
Glava13 – instrumenti za mjerenje i utvrđivanje prisutnosti plina
Glava14 – osobna zaštita
Glava15 – granica krcanja tankova za teret
Glava16 – upotreba tereta za gorivo
Glava17 – posebni uvjeti
Glava18 – obvezni radni postupci
Glava 19 – sažetak minimalnih uvjeta.