Перевозка природного газа морем - Транспорт книга

Главная

Транспорт
Перевозка природного газа морем

Развитие морского транспорта для перевозки сжиженного природного газа (СПГ). Конструкция грузовых танков. Главные двигатели судов СПГ. Коды и правила для газовозов. Физические свойства и состав СПГ. Опасности для персонала. Аварийные процедуры при пожаре.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Материал, представленный в этой книге, предназначен для слушателей ознакомительного курса по подготовке персонала для работы на судах-газовозах СПГ.
Общие вопросы перевозки сжиженных газов, а также работа некоторых судовых систем, которые прекрасно изложены в книге КДП С.П. Баскакова «Перевозка сжиженных газов морем», - здесь не рассматриваются.
Все операции и описания оборудования, которые изложены в этой книге, рассмотрены на примере концепции грузовой системы Газ Транспорт № 96 модифицированной, так как она, на мой взгляд, является наиболее сложной в технологическом отношении по с равнению с такими концепциями, как Техник Газ Марк III, MOSS и CS-1. А также на основании того, что все технологические операции с этими системами, являются только частью операций в системе, выбранной для этой книги.
Надеюсь, что краткий исторический экскурс, а также анализ экономических показателей, танкеров-газовозов СПГ с различными типами главных двигателей, будет также интересен для слушателей курса.
Перевозка с жиженного природного газа морем
Развитие морского транспорта для перевозки СПГ.
2.1 Физические свойства и состав СПГ.
2.2.1 Воспламеняемость смеси метана, кислорода и азота.
2.3.5 Поведение СПГ в грузовом танке
2.4 Свойства азота и инертного газа.
2.4.7 Характеристики инертного газа
2.5 Опасность низких температур для металла, меры безопасности.
3. Концепция конструкции грузовой системы.
3.1 Принципы системы содержания груза.
3.1.1 Конструкция изоляции и барьеров.
3.4 Опасные районы и газоопасные зоны.
4.3.1 Компрессоры высокой производительности.
4.3.4 Система контроля гидравлического удара.
4.3.6 Компрессоры низкой производительности
4.3.9 Система контроля гидравлического удара
4.3.11 Система масляного переборочного затвора.
4.8.5 Система сигнала очень высокого уровня.
4.8.6 Поплавковая система замера груза.
4.8.7 Индикатор крена - дифферента.
4.10 Система производства инертного газа и сухого воздуха.
4.11.1 Инфракрасная система газового анализа.
4.11.2 Система газового анализа каталитического сжигания.
4.12 Система аварийной остановка и защиты грузовых танков.
4.12.1 Соединение САО судно - берег.
4.12.2 Система контроля нагрузки швартовных соединений.
4.13 Система предохранительных клапанов.
4.13.1 Система предохранительных клапанов на грузовых танках.
4.13.2 Система ПК в пространстве первичной и вторичной изоляции.
5.2 Система подачи и контроля азота в первичную и вторичную систему изоляции
5.3.1 Подогреватель гликоля и система подогрева коффердама.
6.1 Заполнение азотом первичного и вторичного пространств изоляции.
6.1.1 Инертизация пространств первичной и вторичной изоляции.
6.1.2 Проверка во время эксплуатации.
6.1.3 Метод проверки надежности барьера.
6.1.5 Общий тест во время эксплуатации
6.1.7 Процедура проверки первой мембраны.
6.2 Операции при вводе в эксплуатацию
6.2.1 Первоначальная инертизация пространств изоляции.
6.2.3 Процедура инертизации танков.
6.2.4 Заполнение грузовых танков природным газом.
6.3.1 Сохранение охлажденных танков во время балластного перехода
6.4.3 Алгоритмы операций охлаждения и погрузки.
6.4.4 Последовательность операций при погрузке.
6.5 Переход в грузу со сжиганием и сжижение пара.
6.5.1 Переход с нормальным сжиганием газа
6.5.2 Переход с форсированным сжиганием газа.
6.5.3 Переход со сжижением пара (УПСГ для метана).
6.6 Выгрузка с возвратом газа с берега.
6.6.1 Охлаждение жидкостной линии и стендера перед выгрузкой.
7.1.1 Увеличение давления в первом меж барьерном пространстве.
7.4 Пожар и аварийный отход от причала.
7.5 Установка аварийного грузового насоса.
1.0 Таблицы, диаграммы и рисунки к главам 1 - 7 61 - 101
1. С.П. Баскаков «Перевозка сжиженных газов морем», 2001
3. Mc Guire & White «Liquefied Gas Handling Principles On Ships and In Terminals», 2000
4. «Tanker Safety Guide Liquefied Gas», ICS, 1995
5. Ian Harper «Future development options for LNG marine transportation», 2002
6. Exmar «Cargo operational manual», 2002
7. Manfred Kuver «Evaluation of propulsion options for LNG carriers», 2002
8. Poten & Porturr «LNG in world market», 2004
Развитие морского транспорта для перевозки СПГ
Транспортировка морем СПГ всегда была только небольшой частью всей индустрии природного газа, которая требует больших вложений в разработку газовых месторождений, заводов по сжижению, грузовых терминалов и хранилищ. Как только первые суда для перевозки СПГ были построены, и показали себя достаточно надежно, то изменения в их конструкции и возникающие отсюда риски были нежелательны, как для покупателей, так и для продавцов, которые были основными лицами консорциумов.
Судостроители и судовладельцы также не проявляли особой активности. Количество верфей, строящих суда для перевозки СПГ невелико, хотя недавно Испания и Китай заявили о своих намерениях начать строительство.
Однако ситуация на рынке СПГ изменилась и продолжает изменяться очень быстро. Появилось много желающих попробовать себя в этом бизнесе.
В начале 1950-х развитие техники сделало возможным морскую транспортировку СПГ на большие расстояния. Первое судно для перевозки СПГ был перестроенный сухогруз «Marlin Hitch» типа «либерти», постройки 1945 года, в котором свободно стояли алюминиевые танки с внешней теплоизоляцией из бальсы. Оно было переименовано в «Methane Pioneer» и в 1959 году совершило свой первый рейс с 5000 м3 груза из США в Великобританию. Несмотря на то, что вода, проникшая в трюм, намочила бальсу, судно работало довольно долго, пока не стало использоваться как плавучее хранилище.
В 1969 году, первое специально построенное судно для перевозки СПГ было построено в Великобритании для рейсов из Алжира на Англию, и называлось оно «Methane Princess». Оно имело алюминиевые танки, паровую турбину, в котлах которой можно было утилизировать выкипевший метан. Размеры судов с тех пор изменились незначительно. В первые 10 лет коммерческой деятельности, они увеличились с 27500 м3 до 125000 м3 и к сегодняшнему дню до 145000 м3. Дальнейший рост грузовместимости до 216000 м3 намечается в наши дни. Первоначально, сжигаемый газ обходился судовладельцам бесплатно, так как из-за отсутствия УПСГ его надо было выбрасывать в атмосферу, а покупатель был одной из сторон консорциума. Доставить как можно больше СПГ, не было основной целью, как сегодня. Современные контракты, включают стоимость сожженного газа, и это ложится на плечи покупателя. По этой причине, использование газа как топлива или его сжижение стали основными причинами новых идей в судостроении.
В некоторых контрактах, продавец выставляет цену СПГ как CIF (цена, страховка, фрахт), в других как FOB (свободно на борту), покупатель платит за фрахт и поэтому заинтересован в его снижении, а значит в снижении объема его сжигания. Это, а также увеличение трампового рынка, приводит к конкуренции судов, а следовательно, к их конструктивному улучшению.
Первые суда для СПГ имели грузовые танки типа Conch, но они не получили широкого распространения. Всего было построено 6 судов с этой системой танков. Система базировалась на призматических самоподдерживающих танках, сделанных из алюминия с изоляцией из бальсы, которая в дальнейшем была заменена полиуретановой пеной. При строительстве судов большого размера, до 165000 м3 грузовые танки хотели сделать из никелевой стали, но эти разработки так и не воплотились в жизнь, так как были предложены боле дешевые проекты.
Первые мембранные танки были построены на двух судах в 1969 году по технологии Газ Транспорт и Техник Газ. Одно из ИНВАР стали толщиной 0.5 мм, а другое из рифленой нержавеющей стали толщиной 1.2 мм. Они использовали перлит как изоляционный материал для ИНВАР стали, и ПВХ блоки для нержавеющей стали. Дальнейшее развитие изменило конструкцию TG. Изоляцию заменили на бальсу и фанерные панели. Отсутствовала и вторая мембрана из нержавеющей стали. Роль второго барьера играл триплекс из алюминиевой фольги, покрытой стеклом с обеих сторон для прочности.
В 1994 году GT и TG слились в одну компанию GTT и обе системы стали использоваться при постройке с одинаковым успехом. Это GT № 96 и TG Марк III. Идет работа и над новыми системами GT 2000 и CS-1 (комбинированная система).
Сферические танки системы MOSS были взяты с судов перевозящих нефтяные газы и очень быстро завоевали популярность.
Последние построенные суда с танками MOSS снабжены УПСГ, а также значительно улучшилось качество изоляции. При общем количестве судов СПГ около 170, половина из них имеет танки системы MOSS. В Японии построили два метановоза с танками своей собственной системой SPB.
Почему, несмотря на видимые недостатки,- большой вес и малый объем, танки типа MOSS пользуются популярностью?
Причины здесь две. Первая, - это то, что они самоподдерживающиеся с дешевой изоляцией, а вторая, - они могут быть построены отдельно от судна.
Мембранные танки GTT строятся только после спуска судна на воду, очень дорогие и время их постройки довольно большое, около 1.5 года.
Недостаток сферического танка в том, что необходимо охлаждать большую массу алюминия, так как они на порядок тяжелее мембранных танков. MOSS предложил для избежания этого внутреннюю изоляцию из полиуретановой пены, но это так и осталось на бумаге. До конца 1990-х, конструкция MOSS была доминирующей в строительстве грузовых танков, но в последние годы, в связи с изменением цен, почти две трети танков заказанных судов, - это GTT конструкции, которые разделяются примерно поровну между GT и TG.
Основные задачи судостроения на сегодняшний день, - это увеличение грузовместимости при неизменных размерах корпуса, уменьшение стоимости изоляции, уменьшение времени постройки судов.
В основном суда, перевозящие СПГ, оборудованы паровыми турбинами. Однако анализ показывает, что есть весомые экономические и экологические причины в пользу отказа от паровой турбины. В течение последних 40 лет, самый легкий путь для обработки выкипевшего газа, было его сжигание в котлах паровой установки. Последние разработки показали, что его можно использовать как топливо непосредственно в дизелях, или сжижать и возвращать в танки, тем не менее, паровая турбина остается основным выбором.
Система обычно состоит из двух котлов, подающих пар на турбины высокого и низкого давления, которые вращают вал через редуктор.
Электричество производится двумя паровыми генераторами и одним дизельным генератором.
Ее достоинства, - это несложное обслуживание, практическое отсутствие расходов на смазку, и способность сжигать мазут и газ в любой пропорции.
Система подачи выкипа очень проста, она позволяет избавляться от избытков газа его сжиганием, а затем сбросом излишка пара на конденсатор. Основной недостаток, - это низкая эффективность, высокая стоимость топлива и высокая эмиссия СО2. Размеры МО очень большие. Последнее время ощущается недостаток квалифицированных кадров.
Сегодня большинство судов СПГ работают по фиксированным контрактам. И только в 2001 году трамповый рынок СПГ составил 5% и ожидается его дальнейшее увеличение.
Увеличение трампового рынка означает, что будущие конструкции судов для СПГ должны быть гибкими. Во Франции и Корее уже построены суда нового поколения. Их эксплуатация должна подтвердить надежность изменения концепции главного двигателя для судов перевозящих СПГ.
Существуют несколько вариантов такого изменения:
2. Двух топливный дизель электрический движитель
4. Комбинированные системы движения.
Мы рассмотрим два первых варианта, как наиболее перспективные модели ГД.
Большинство судов сегодня двигаются при помощи одного дизеля, - испытанная и одобренная система. Основное достоинство, - это высокая эффективность, на 60% больше, чем у турбины. Небольшое помещение МО и сравнительно низкая начальная стоимость.
Это также низкая стоимость излишков, по сравнению с паровой турбиной.
В случае неисправности дизеля, установленный на его валу электромотор, работающий от дизель-генератора, сможет вращать винт, что позволит судну двигаться с безопасной скоростью. Это уже сделано на некоторых судах химовозах.
Другое достоинство, - это количество доставленного СПГ в порт выгрузки. Оно значительно увеличивается, так как прекращается его сжигание. Один из потенциальных недостатков, - увеличение NOx и SOx эмиссии, так как ГД работает на мазуте, однако количество СО2 снижается .
Двух топливный дизель-электрический движитель, где дизеля могут использовать газ как топливо. Газ впрыскивается в воздушный приемник и к нему добавляется небольшое количество топлива в камере сгорания для воспламенения смеси газ/воздух. Здесь можно применить только MDO, полное переключение на которое, возможно в течение одного оборота дизеля. Система очень экологична. При использовании СПГ получается очень небольшое количество NOx и SOx и без твердых частиц продуктов сгорания.
Уменьшится и количество СО2, приблизительно на 100000 м3 в год по сравнению со стандартной паровой установкой.
Четыре дизеля вращают генераторы, которые вырабатывают электроэнергию для главных электромоторов и других потребителей.
Это дает высокую гибкость при различных операций. Общая потребляемая мощность меньше, чем в других системах движителей из-за этой гибкости. Здесь отпадает необходимость системы ГД - Редуктор - Вал. Дизеля могут располагаться на более высокой палубе, что уменьшит размер МО.
Даже в случае неисправности 2-х дизелей, судно будет иметь возможность двигаться с 75% построечной скорости. На судне с грузовместимостью 145000м3, оно сможет взять на 5000м3 больше груза, чем с паровой турбиной. Недостаток этой системы, - более высокая начальная цена и потеря некоторой эффективности в процессе генерирования электроэнергии.
На примере судна с грузовместимостью 145000 м3 произведем сравнение характеристик при различных системах движителя.
Рисунок В4 показывает разницу в грузовместимости, которая может быть достигнута при различных вариантах использования движителя. Скорость выкипа 0.15 % в сутки.
Груз (100% - дизель- электрический)
Осадка (пар / дизель-электрический)
График В5 и таблицы В6 и В7 показывают количество необходимой энергии, начальной стоимости и эффективности различных систем.
Разница в потребляемой мощности не большая из-за различных потерь между винтом и машиной или турбиной. Так как дизель-электрический вариант производит электроэнергию, потеря эффективности больше, чем для механического вращения винта.
Таблица В6 . Сравнение эффективности движителей
Сравнение первоначальной стои мости в млн. дол. США . (2002 г.)
Рисунок В8 , показывает стоимость расходуемого топлива в процентном соотношении со «стандартным» судом, расходы которого принимаются за 100%.
На рисунках В9, В10, и В11 показаны сравнения экономических показателей «стандартного» судна с судами на разных направления , на которых используются различные типы двигателей.
Рисунок В12, показывает пример возможностей УПСГ. Кривая показывает потребность в СПГ для дизель-электрического движителя при заданной скорости и скорости выкипа 0,15% в день, что составляет около 100 тонн в сутки для судна вместимостью 142000 м3.
Заштрихованная часть к верху от кривой, обозначает чрезмерное выпаривание. Если, для примера, судно работает со скоростью 18 узлов, тогда 25 тонн лишнего выкипа будет теряться каждый день, если на судне отсутствует УПСГ. Чем ниже скорость эксплуатации судна, тем выгоднее иметь на борту УПСГ. Это делает судно более гибким к выбору топлива в будущем, в случае резкого повышения цен на него.
Анализ показывает, что есть веские причины для отказа от паровой турбины.
Дизель электрическое судно с УПСГ, возможно является наиболее обещающим решением для текущего и будущего судостроения судов для СПГ, особенно в уменьшении эмиссии NOx, SOx, CO2, гибкость в выборе топлива и развития перевозок СПГ
Существуют три различных кода для газовозов:
Код для существующих судов перевозящих сжиженный газ наливом (построенных до 31 декабря 1976)
Код для постройки и оборудования судов перевозящих сжиженный газ наливом (суда построенных после 31 декабря 1976, но до 1 июля 1986)
Международный код постройки и оборудования судов, перевозящих сжиженный газ наливом (суда построенные после 1 июля 1986)
Оригинальный IGC MSC.5(48) был изменен MSC.30(61), который действует с 1 октября 1994, и MSC.32(63) + MSC.59(67), оба действуют для судов построенных после 1 июля 1998.
Certificate of Fitness (COF) - сертификат годности к перевозке сжиженных газов наливом, - его наличие на борту обязательно для газовозов, а проформа приведена в приложении к IGC Коду.
Сжиженный газ, - это жидкая форма вещества, которое при обычной температуре (окружающей среды) и атмосферном давлении находится в газообразном состоянии.
Жидкость с давлением паров , превышающем 2,8 бар абс. (40 psi ), при температуре 37.8 (100 F ), называется сжиженным газом (для транспортировки).
Точка кипения может быть настолько низка, что вещество трудно перевозить методом, отличным от перевозки сжиженных газов
Давление паров, опасность для человека и огнеопасность, - определяющие факторы
В IGC Гл.19, приведен список веществ, обозначенных как сжиженные газы при транспортировке морем.
Некоторые из них указываются как в IGC, так и в BCH и IBC кодах.
Давление паров ( бар абсолютное) при
Точка кипения при атмосферном давлении (С)
USCG внес некоторые изменения в определение понятия сжиженный газ, изменив давление 2.8 бар на 1.76 бар. Это изменение не было одобрено ММО, хотя и не встретило особых возражений.
Некоторые правила вообще не внесены в МГК, так, например замещение воздуха в воздушном шлюзе (3.6.1), хотя оно и предполагается как 12 объемов в час.
Также предполагается, что межбарьерное пространство должно быть снабжено осушительной системой для откатки соответствующей жидкости в случае утечки или повреждения танка. Такое оборудование должно возвращать откатанный груз в танк.
Глава 4 МГК включает положение для оценки изоляции и противостояния стали корпуса, в целях расчета конструкции, подразумевая, что грузовой танк и вторичный барьер, если установлен, соответствуют расчетной температуре груза и расчетным температурам окружающего воздуха и воды???
Глава 4 также дает возможность администрации устанавливать более высокие или низкие температуры окружающей среды:
Для Аляски Воздух (5 узлов) - 29С (-20Ф)
Код требует, чтобы грузовая система судна перевозящего сжиженный газ, была способна выдерживать полное давление паров груза или иметь средства поддерживать давление в танках ниже безопасного установочного давления. Для судов метановозов эта система должна выполнять эту функцию не менее 21 дня. Есть несколько способов работы такой системы,- сжижение пара, сжигание в котле или каталитическом подогревателе, использование пара как топливо, комбинация этих методов. Использование испарившегося газа для метановозов ограничено. Использование нефтяных газов как топлива запрещено, так как они тяжелее воздуха.
2.1 Физические свойства и состав СПГ
Природный газ, это смесь углеводородов, которая после сжижения образует чистую без цвета и запаха жидкость. Такой СПГ обычно транспортируется и хранится при температуре близкой к точке его кипения при атмосферном давлении, - приблизительно -160С.
В реальности состав СПГ различен и зависит от источника его происхождения и процесса сжижения, но основной компонент это конечно метан. Другими составляющими могут быть, - этан, пропан, бутан, пентан и возможно небольшой процент азота.
Типичный состав СПГ указан в таблице 2.1а, а физические свойства составляющих в таблице 2.1б. Для инженерных расчетов, конечно, берутся физические свойства метана, но для передачи, когда требуется точный подсчет тепловой ценности и плотности, - учитывается реальный композитный состав СПГ.
Таблица 2.1а. Физические свойства СПГ
Во время морского перехода, тепло передается СПГ через изоляцию танка, вызывая испарение части груза, так называемое выкипание. Состав СПГ изменяется за счет выкипания, так как более легкие компоненты, имеющие низкую температуру кипения, испаряются первыми. Поэтому, выгружаемый СПГ имеет большую плотность, чем тот, который грузился, ниже процент содержания метана и азота, но выше процент содержания этана, пропана, бутана и пентана.
Предел воспламеняемости метана в воздухе (21% О2) приблизительно от 5.3 до 14% по объему. Для уменьшения этого предела, перед началом погрузки воздух удаляется из танков при помощи азота до содержания кислорода 2%. В теории, врыв не произойдет, если содержание кислорода в смеси ниже 13% по отношению к процентному содержанию метана. Для безопасности, на практике, инертизация продолжается пока содержание кислорода не будет ниже 2%. Причина этого будет объяснена позже.
Выкипевший пар СПГ легче, чем воздух при температуре -110С, или выше,- зависит от состава СПГ. В связи с этим, пар будет стремиться уйти вверх над мачтой и быстро рассеиваться. Когда холодный пар смешан с окружающим воздухом, смесь пар/воздух будет хорошо видна как белое облако из-за конденсации влаги в воздухе. Обычно принято считать, что предел воспламеняемости смеси пар/воздух не распространяется слишком далеко за пределы этого белого облака.
Температура самовоспламенения метана, то есть минимальная температура нагрева газа, при которой он самовоспламеняется без постороннего источника открытого огня, - 595С.
Критическая температура метана - 82.5С, а критическое давление 43 бар абс.
Температура кипения метана увеличивается при увеличении давления, и это изменение показано на диаграмме для чистого метана. Это давление конечно выше, чем при перевозке метана на судне. Присутствие тяжелых компонентов в СПГ увеличивает температуру кипения для заданного давления. Отношение между температурой кипения и давлением СПГ будет приблизительно следовать параллельно линии чистого метана.
Плотность паров метана значительно меняется в зависимости от температуры, и при температуре около -100С она равна плотности воздуха (при плотности воздуха 1.27 кг/м3 при 15С).
2.2.1 Воспламеняемость смеси метана, кислорода и азота
При любых операциях на судне, перевозящем СПГ, недопустимо смешивание метана и воздуха. Отношение между газом и воздухом в смеси и воспламеняемостью возможных комбинаций метана, воздуха и азота показано на диаграмме 2.2.2а.
Вертикальная ось A-B представляет смесь кислорода и азота без метана, в пределах от 0% кислорода (100% азота) в точке А, до 21% кислорода(79% азота) в точке В, которая представляет собой атмосферный воздух.
Горизонтальная ось А-С представляет собой смесь метана и азота без кислорода, в пределах от 0% метана(100% азота) в точке А и 100% метана в точке С (0% азота).
Каждая точка диаграммы в треугольнике АВС представляет собой смесь всех трех компонентов, - метана, азота и воздуха, каждые в своей пропорции к общему объему.
Эти пропорции могут быть сняты с диаграммы в любой точке. Для примера точка D:
Диаграмма состоит из трех главных секторов.
1. Зона воспламеняемости EDF, каждая точка внутри этой зоны представляет собой горючую смесь.
2. Зона HDFC. Любая смесь компонентов представленная точкой внутри этой зоны способна формировать горючую смесь с воздухом, но содержит слишком много метана, чтобы воспламениться без него.
3. Зона ABEDH. Любая смесь компонентов представленная точкой внутри этой зоны не способна формировать горючую смесь при смешивании с воздухом.
Предположим, что точка Y на оси кислород-азот соединена с точкой Z на оси метан-азот прямой линией. Если смесь кислород-азот в точке Y смешать со смесью метан-азот в точке Z, смесь, полученная в результате, будет представлена точкой X, которая, двигаясь от Y к Z, будет добавлять количество смеси Z. В этом примере точка Х, представляющая изменение состава, проходит через зону воспламенения EDF, то есть когда содержание метана в смеси между 5.5% в точке М, и 9.0% в точке N.
Применяя это к процессу инертизации грузового танка перед охлаждением, предполагаем, что танк наполнен воздухом, точка В. Азот добавляется до тех пор, пока содержание кислорода не уменьшится до 13% , точка G. Добавление метана, изменит состав смеси вдоль линии GDC, которая не проходит через зону воспламенения, но почти касается ее в точке D. Если содержание кислорода еще уменьшить, перед добавлением метана, до любой точки между 0% и 13%, то изменение смеси добавлением метана никогда не пройдет через зону воспламенения. Поэтому теоретически необходимо добавлять азот в танк до уменьшения содержания кислорода в нем до 13%. Однако, на практике, содержание кислорода уменьшается до 2%, так как достичь полностью равномерной смеси в танке не возможно.
Когда танк наполненный метаном, начинают заполнять азотом, перед продувкой воздухом, необходимо выполнить похожую процедуру. Предположим, что азот добавляется в танк содержащий метан в точке С, до содержания метана 14% в точке Н. При добавлении воздуха, состав смеси будет двигаться по линии HDB, которая касается зоны воспламенения в точке D, но не проходит через нее. По тем же причинам, что были изложены выше, содержание метана в танке понижается до 5%, так как на практике, равномерная смесь метана и азота может не получиться.
Процедуры для избежания прохождения через зону воспламенения можно подытожить следующим образом:
1. Танки и трубы, содержащие воздух должны быть продуты азотом перед метаном до содержания кислорода в них не более 5% или ниже.
2. Танки и трубы, содержащие метан, должны быть продуты азотом перед воздухом до содержания метана в них не более 5% или ниже.
Для этих целей на судне должен быть OXIMETR & TANKSCOPE.
· Кипение метана очень быстрое, из-за большой разницы в температурах воды и жидкого метана.
· СПГ быстро распространяется на большую площадь, что ведет к огромной скорости испарения, до тех пор, пока оно не закончится(Rapid Phase of Transition RPT).
· Сплошной слой льда не формируется.
· При некоторых условиях, при концентрации метана менее 40%, возможны беспламенные взрывы при соприкосновении с водой. Это является результатом пограничного феномена, когда СПГ местами сильно перегревается, до начала быстрого кипения. Однако, коммерческий СПГ содержит большее количество метана чем 40%, и потребуется некоторое время, до достижения такой концентрации.
· Взрывоопасное облако СПГ и воздуха может простираться на большие дистанции понизу, при отсутствии топографических препятствий, которые создают турбулентность, так как только при температуре - 100С метан легче воздуха.
1. Если не произошло мгновенного воспламенения разлива СПГ, формируется облако пара. Оно длинное, тонкое, сигарообразное и при некоторых метеоусловиях может пройти значительное расстояние, пока концентрация уменьшится до безопасных пределов. Это очень важно, так как при воспламенении огонь распространяется в направлении источника разлива. Холодный пар тяжелее воздуха, и поэтому вначале стелется по поверхности. Рассеивание облака напрямую зависит от погодных условий.
2. Особая опасность исходит от облака СПГ когда оно воспламеняется. Выделяется огромное количество теплоты. Вызванные этим ожоги летальны для людей оказавшихся внутри облака или вблизи его. Даже на некотором расстоянии от этого огненного шара люди страдают от тепловой радиации.
При больших концентрациях метан приводит к удушению. Метан это насыщенный, предельный углеводород, очень летучий, нерастворимый в воде и поэтому не является сильным загрязнителем воды и воздуха. Из ряда алканов. При высоких температурах и под воздействием ультрафиолетового излучения вступает в реакцию с галогенами, такими как хлор, бром и т.д. Хлорметан используется в холодильной промышленности. При определенной температуре и давлении могут образовываться гидраты, физическое соединение с водой.
Контакт с СПГ или материалами, охлажденными до его температуры, около -160С, уничтожает все живое.
Большинство металлов теряют свою гибкость при таких температурах. СПГ может вызвать хрупкий разлом (BRITTLE FRACTURE)многих металлов. В случае разлива СПГ на палубу судна, высоко термальное напряжение, генерируемое ограниченной возможностью стального листа сжиматься, приводит к его разрушению.
2.3.5 Поведение СПГ в грузовом танке
1. При погрузке в грузовые танки, давление в паровой фазе поддерживается предельно постоянным, немного выше атмосферного давления.
2. Внешнее тепло, проходящее через изоляцию танка, генерирует восходящие потоки внутри жидкого груза, подогретый СПГ поднимается наверх и кипит.
3. Тепло, необходимое для испарения исходит из СПГ и пока происходит постоянный отток пара для поддержания давления, СПГ остается при температуре кипения.
4. Если давление пара уменьшить откачиванием большего количества, чем выкипает, - температура СПГ уменьшится. Для того, чтобы сделать давление эквивалентное его температуре, кипение СПГ усиливают, тем самым, увеличивая передачу тепла от СПГ пару.
5. СПГ это смесь нескольких компонентов с различными физическими свойствами, в частности способностью испарения,- более легкие фракции испаряются быстрее. Пар, производимый в процессе кипения, содержит большее количество легких составляющих, чем СПГ.
6. Характеристики СПГ, температура кипения, плотность, тепловая ценность имеют тенденцию к увеличению во время рейса.
2.4 С войства азота и инертного газа
Азот используется для заполнения изоляционных пространств, для продувки грузовых труб, тушения пожара в вентиляционной мачте и для герметизации газовых компрессоров.
На судах, где имеется установка повторного сжижения метана, азот используется как охлаждающий агент.
Он производится либо испарением жидкого азота, доставляемого с берега, либо при помощи судовых генераторов азота, принцип действия которых основан на фильтрации азота и кислорода из воздуха при помощи мембран или фильтров.
Азот наиболее распространенный газ в природе, так как его содержание в атмосфере около 79%.
При комнатной температуре, азот без цветный и без запаха газ. Его плотность близка к плотности воздуха, 1.25 кг/м3 при стандартных условиях.
Жидкий азот имеет температуру -196С при атмосферном давлении, плотность 810 кг/м3 и теплоту испарения 199 кдж/кг.
Удельный вес жидкости при темп. Кипения кг/м3
Удельный вес пара при 15С и 1 атм.абс.кг/м3
Отношение объемов газа и
Перевозка природного газа морем книга. Транспорт.
Реферат На Тему Готелі України
Реферат На Тему Философские Учения О Познании
Контрольная работа: Депозитні операції комерційних банків
Шпаргалки На Тему Влияние Pr На Общественность
Доклад по теме Герман Мелвилл
Лексико-семантическая группа глаголов со значением чувств
Могу Писать Сайт Сочинение Егэ
Сочинение По Картине Мастерская Художника
Практическая Работа Неопределенный Интеграл
Контрольная работа: Социальная политика как системная социальная технология
Курсовая работа по теме Роль государства в стимулировании экспорта
Реферат по теме Стресс и его значение для организма
Курсовая работа по теме Развитие государственного управления на примере города Кузнецка
Реферат: Совершенствование маркетинговой деятельности предприятия в сфере ИТ-услуг
Доклад: Получение, использование цемента и его продуктов. Скачать бесплатно и без регистрации
Сочинение О Родном Крае 9 Класс
Реферат: Бизнес-план Открытие нового мебельного магазина
Курсовая работа по теме Государство, право, религия
Дипломная Работа Скачать Бесплатно
Реферат: Историческая справка жанра натюрморт
Условия активизации профессионального роста руководителя образовательного учреждения - Педагогика статья
Характеристика та експертиза м'яса забійних тварин - Маркетинг, реклама и торговля дипломная работа
История завода "Infiniti" - Транспорт презентация