Правила перевозки сжиженного газа
Сжиженный газ — легковоспламеняющийся и взрывоопасный груз, который имеет высокий класс опасности и требует особого подхода к транспортировки и хранению. Правила его перевозки четко прописаны в регламентах. Любая внештатная ситуация, будь то авария на дороге или дефект цистерны, может вызвать катастрофу.
Сжиженный газ перевозят в специальных емкостях, которые были аттестованы государством. Их проверяют перед каждым использованием, а также осматривают во время перевозки.
На чем перевозят сжиженный газ?
Сжиженный газ транспортируют на морских судах, автомобилях, по железной дороге. Для каждого из этих типов транспорта существуют свои ограничения и правила работы с опасным грузом. Однако в любом случае перевозка ОГ (в том числе, сжиженного газа) требует:
- тщательной проверки транспортного средства и цистерны (или иной емкости), в которой будет находиться газ;
- проверки и аттестации (если это необходимо) водителя или группы людей, отвечающих за управление ТС;
- оформления разрешения на провозку ОГ по определенным участкам;
- соблюдения правил безопасности во время движения, остановок, стоянки.
У персонала, отвечающего за доставку, при себе должны иметься инструкции по мероприятиям при чрезвычайной ситуации, документы на груз, контактные телефоны государственных служб, грузовладельца, непосредственного руководителя.
Перевозка сжиженного газа автотранспортом
Как правило, сжиженный газ доставляют по автомобильным дорогам до газозаправочной автомобильной станции (АЗС). Если газ нужен для иных целей и в больших объемах, применяют железнодорожный транспорт.
Сам автомобиль, на котором перевозят газ, должен быть исправен. Его оборудуют специальными знаками — на кабине и на задней части цистерны. Этот знак (наклейка) предупреждает других участников движения о перевозке опасного груза. На самой автоцистерне крупными буквами размещают надпись «ОГНЕОПАСНО». Здесь же фиксируют тип груза (например, сжиженный газ) и емкость цистерны. На саму емкость также наносят предупреждающие знаки.
Кроме цистерн для перевозки газа используют обычные грузовики с фургонами, иногда — даже легковой коммерческий транспорт. В этом случае газ помещают в баллоны. Такой груз считается опасным только при больших объемах. Например, если вы везете даже 299 литров пропана, вы можете ничего не оформлять, но уже с 300 литров о документах придется позаботиться.
В любом случае и баллоны, и цистерны проверяют перед отправкой.
Если водитель во время перевозки заметил, что цистерна или один из баллонов потеряли герметичность, он обязан сообщить об этом руководству, государственным службам и владельцу, а также вызвать помощь. Участок дороги, где находится автомобиль, необходимо перекрыть.
Перевозка сжиженного газа по железной дороге
При доставке по железной дороге действуют те же правила, что и при автоперевозке. Цистерны тщательно проверяют перед выездом и во время остановок, а если возникают подозрения в утечке газа, вызывают специальные службы. Емкости помечают специальными знаками и надписями.
При железнодорожной перевозке нельзя хранить сжиженный газ непосредственно в цистернах. Его помещают в емкость перед отправлением, а сразу после доставки цистерну разгружают, перекачивая в резервуар для хранения. Емкости для перевозки подвергаются воздействию внешних факторов: перегреваются на солнце, и при длительном хранении газ расширяется, создает избыточное давление, и цистерна взрывается.
Морская транспортировка сжиженного газа
При морской транспортировке риск, что взрыв или другая чрезвычайная ситуация затронет инфраструктуру, суда и людей, непричастных к перевозке газа, минимален. Тем не менее, пользуются таким способом доставки крайне редко — только в том случае, если по суше газ провезти нельзя.
Опасный груз перевозят в танкерах, на которых установлено несколько герметичных емкостей. Объем каждой емкости танкера-газовоза составляет тысячи кубометров, а общий объем — до 250 тысяч кубических метров. Сам танкер оборудуют системой пожаротушения и компрессором, который отвечает за температурный режим в емкостях с газом.
При морской перевозке важно обеспечить безопасность членов экипажа и позаботиться о минимальном риске взрыва или утечки. Если взрыв все же произошел, ждать спасательные службы придется долго.
Общие правила перевозки сжиженного газа
Сжиженный газ перевозится по правилам, установленным для доставки любых опасных грузов. В частности, водитель автомобиля должен соблюдать дистанцию, не делать лишних остановок, заправляться только там, где это оговорено. Пользоваться открытым огнем в кабине и рядом с автомобилем нельзя. При аварийной остановке необходимо установить опознавательные знаки.
Главное правило перевозки газа — постоянный контроль за состоянием цистерны. При малейшей утечке или перегреве возможен взрыв, поэтому емкость проверяют и при отправке, и во время запланированных остановок, а на танкере — регулярно, самостоятельно или с помощью специальных датчиков, которые установлены в емкостях.
www.wtransports.com
Перевозка сжиженного природного газа морским транспортом (газовозы)
развитие морского транспорта для перевозки сжиженного природного газа
Транспортировка морем сжиженного природного газа 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 сжиженного природного газа 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 сжиженного природного газа невелико, хотя недавно Испания и Китай заявили о своих намерениях начать строительство.
Однако ситуация на рынке сжиженного природного газа изменилась и продолжает изменяться очень быстро. Появилось много желающих попробовать себя в этом бизнесе.
В начале 1950-х годов развитие техники сделало возможным морскую транспортировку сжиженного природного газа на большие расстояния. Первым судном для перевозки сжиженного природного газа стал переоборудованный сухогруз «
первый в мире газовоз «Methane Pioneer»
В 1969 году, первое специальное судно для перевозки сжиженного природного газа было построено в Великобритании для осуществления рейсов из Алжира в Англию, которое получило название «Methane Princess ». Газовоз имел алюминиевые танки, паровую турбину, в котлах которой можно было утилизировать выкипевший метан.
газовоз «Methane Princess»
Технические данные первого в мире газовоза «Methane Princess»:
Построено в 1964 году на верфи «Vickers Armstong Shipbuilders» для компании-оператора «Shell Tankers U.K.»;
Длина — 189 м;
Ширина — 25 м;
Силовая установка — паровая турбина, мощностью 13750 л.с.;
Скорость — 17,5 узлов;
Грузовместимость — 34500 куб. м метана;
Размеры газовозов с тех пор изменились незначительно. В первые 10 лет коммерческой деятельности, они увеличились с 27500 до 125000 куб. м и в дальнейшем выросли до 216000 куб. м. 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 газа, 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.
конструкция грузовых танков газовозов
Первые суда для перевозки сжиженного природного газа имели грузовые танки типа Conch, но они не получили широкого распространения. Всего было построено шесть судов с этой системой. Она 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 куб. м, грузовые танки хотели сделать из никелевой стали, но эти разработки так и не воплотились в жизнь, так как были предложены более дешевые проекты.
Первые мембранные емкости (танки) были построены на двух судах-газовозах в 1969 году. Одна была выполнена из стали толщиной 0,5 мм, а другая из рифленой нержавеющей стали толщиной 1,2 мм. В качестве изоляционного материала использовался перлит и ПВХ блоки для нержавеющей стали. Дальнейшее развитие в процессе изменило конструкцию танков. Изоляция была заменена на бальсу и фанерные панели. Также уже отсутствовала и вторая мембрана из нержавеющей стали. Роль второго барьера играл триплекс из алюминиевой фольги, который покрывался стеклом с обеих сторон для прочности.
Но наибольшую популярность получили танки типа «MOSS». Сферические емкости этой системы были заимствованы у судов перевозящих нефтяные газы и очень быстро получили распространение. Причинами такой популярности являются самоподдерживающаяся дешевая изоляция и постройка отдельно от судна.
Недостатком сферического танка является необходимость охлаждать большую массу алюминия. Норвежская компания «
До конца 1990 годов, конструкция «MOSS» была доминирующей в строительстве грузовых танков, но в последние годы, в связи с изменением цен, почти две трети заказанных газовозов имеют мембранные танки.
Мембранные танки строятся только после спуска газовоза на воду. Это достаточно дорогая технология, а также занимает довольно длительное время постройки 1,5 года.
Так как основными задачами судостроения на сегодняшний день являются увеличение грузовместимости при неизменных размерах корпуса и уменьшение стоимости изоляции, в настоящее время для судов, перевозящих сжиженный природный газ, применяются три основных вида грузовых танков: сферический тип танка «MOSS», мембранный тип системы «Газ Транспорт № 96» и мембранный танк системы «Технигаз Mark III». Разработана и внедряется система «CS-1», которая является комбинацией вышеуказанных мембранных систем.
сферические танки типа MOSS
мембранные танки типа Технигаз Mark III на газовозе «LNG Lokoja»
Конструкция танков зависит от расчетного максимального давления и минимальной температуры. Встроенные танки — являются структурной частью корпуса судна и испытывают те же нагрузки, что и корпус газовоза.
Мембранные танки — не самоподдерживающие, состоят из тонкой мембраны (0,5-1,2 мм), которая поддерживается через изоляцию, приспособленной к внутреннему корпусу. Термальные нагрузки компенсируются качеством металла мембраны (никель, сплавы алюминия).
транспортировка сжиженного природного газа (СПГ)
Природный газ, это смесь углеводородов, которая после сжижения образует чистую без цвета и запаха жидкость. Такой СПГ как правило транспортируется и хранится при температуре близкой к точке его кипения около -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.
Для инженерных расчетов, конечно, берутся физические свойства метана, но для передачи, когда требуется точный подсчет тепловой ценности и плотности, — учитывается реальный композитный состав 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 приблизительно от 5 до 14 процентов по объему. Для уменьшения этого предела, перед началом погрузки воздух удаляется из танков при помощи азота до содержания кислорода 2 процента. В теории, взрыв не произойдет, если содержание кислорода в смеси ниже 13 процентов по отношению к процентному содержанию метана. Выкипевший пар СПГ легче, чем воздух при температуре -110С°, и зависит от состава СПГ. В связи с этим, пар будет устремляться 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.
заполнение грузовых танков природным газом
газоперерабатывающий терминал
Перед погрузкой, производится замена инертного газа на метан, так как при охлаждении, углекислый газ, входящий в состав инертного газа замерзает при температуре -60С° и образует белый порошок, который забивает форсунки, клапана и фильтры.
Во время продувки инертный газ замещается теплым газообразным метаном. Это делается для того, чтобы удалить все замерзающие газы и закончить процесс осушки танков.
СПГ подается с берега через жидкостной манифолд, где он поступает в зачистную линию. После чего он подается на испаритель СПГ и газообразный метан при температуре +20С° поступает по паровой линии наверх грузовых танков.
Когда 5 процентов метана определится на входе в мачту, выходящий газ направляется через компрессоры на берег или на котлы через линию сжигания газа.
Операция считается завершенной, когда содержание метана, замеренное наверху грузовой линии, превысит 80 процентов от объема. После заполнения метаном, грузовые танки охлаждаются.
Операция охлаждения начинается сразу же после операции заполнения метаном. Для этого использует СПГ подаваемый с берега.
Жидкость поступает через грузовой манифолд на линию распыла, и затем в грузовые танки. Как только охлаждение танков закончено, жидкость переключается на грузовую линию для ее охлаждения. Охлаждение танков считается законченным, когда средняя температура, за исключением двух верхних датчиков, каждого танка достигает — 130С° или ниже.
При достижении этой температуры и наличии уровня жидкости в танке, начинается погрузка. Пар, образующийся во время охлаждения возвращается на берег при помощи компрессоров или самотеком через паровой манифолд.
отгрузка газовозов
Перед стартом грузового насоса, сжиженным природным газом заполняются все выгрузные колонны. Это достигается при помощи насоса зачистки. Цель этого заполнения, — избежание гидравлического удара. Затем согласно руководства по грузовым операциям производится последовательность запуска насосов и очередность выгрузки танков. При выгрузке поддерживается достаточное давление в танках, чтобы избежать кавитации и иметь хорошее всасывание на грузовых насосах. Это достигается подачей пара с берега. При невозможности с берега подавать пар на судно, необходимо запустить судовой испаритель СПГ. Остановка выгрузки производится на заранее рассчитанных уровнях с учетом остатка, необходимого для охлаждения танков до прихода в порт погрузки.
После остановки грузовых насосов осушается линия выгрузки, и прекращается подача пара с берега. Продувка берегового стендера осуществляется при помощи азота.
Перед отходом продувается паровая линия азотом до содержания метана на уровне не более 1 процента от объема.
система защиты газовозов
Перед вводом в эксплуатацию судна-газовоза, после докования или длительной стоянки, грузовые танки осушают. Это делается для того, чтобы избежать формирования льда при охлаждении, а также избежать образования агрессивных веществ, в случае если влага соединится с некоторыми компонентами инертного газа, такими как окислы серы и азота.
танк газовоза
Осушка танков производится сухим воздухом, который производит установка инертного газа без процесса сжигания топлива. Эта операция занимает около 24 часов для уменьшения точки росы до — 20С. Эта температура поможет избежать формирования агрессивных агентов.
Современные танки газовозов сконструированы с минимальным риском плескания груза. Судовые танки сконструированы так, чтобы ограничить силу удара жидкости. Они также обладают значительным запасом прочности. Тем не менее, экипаж всегда помнит о потенциальном риске плескания груза и возможном повреждении танка и оборудования в нем.
Для избежания плескания груза, поддерживается нижний уровень жидкости не более 10 процентов от длины танка, а верхний уровень не менее 70 процентов от высоты танка.
Следующая мера для ограничения плескания груза, это ограничение движение газовоза (качка) и те условия, которые генерируют плескание. Амплитуда плескания зависит от состояния моря, крена и скорости судна.
дальнейшее развитие газовозов
строящийся танкер для перевозки СПГ
Судостроительная компания «Kvaerner Masa-Yards» начала производство газовозов типа «Moss», которые значительно улучшили экономические показатели и стали почти на 25 процентов экономичнее. Новое поколение газовозов позволяет увеличить грузовое пространство с помощью сферических расширенных танков, не сжигать испарившийся газ, а сжижать его при помощи компактной УПСГ и значительно экономить топливо, используя дизель-электрическую установку.
Принцип работы УПСГ состоит в следующем: метан сжимается компрессором и посылается прямо в так называемый «холодный ящик», в котором газ охлаждается при помощи закрытой рефрижераторной петли (цикл Брайтона). Азот является рабочим охлаждающим агентом. Грузовой цикл состоит из компрессора, пластинчатого криогенного теплообменника, отделителя жидкости и насоса для возврата метана.
Испарившийся метан, удаляется из танка обыкновенным центробежным компрессором. Пар метана сжимается до 4,5 бара и охлаждается при этом давлении приблизительно до температуры — 160С° в криогенном теплообменнике.
Этот процесс конденсирует углеводороды в жидкое состояние. Фракция азота, присутствующая в паре не может быть сконденсирована при этих условиях и остается в виде газовых пузырьков в жидком метане. Следующая фаза сепарации происходит в отделителе жидкости, откуда жидкий метан сбрасывается в танк. В это время газообразный азот и частично пары углеводорода сбрасывается в атмосферу или сжигается.
Криогенная температура создается внутри «холодного ящика» методом циклического сжатия — расширения азота. Газообразный азот с давлением 13,5 бара сжимается до 57 бар в трехступенчатом центробежном компрессоре и при этом охлаждается водой после каждой ступени.
После последнего охладителя, азот идет в «теплую» секцию криогенного теплообменника, где он охлаждается до -110С°, и затем расширяется до давления 14,4 бар в четвертой ступени компрессора — расширителе.
Газ покидает расширитель с температурой около -163С° и затем поступает в «холодную» часть теплообменника, где он охлаждает и сжижает пар метана. Азот затем идет через «теплую» часть теплообменника, перед тем как поступить на всасывание в трехступенчатый компрессор.
Азотный, компрессорно-расширительный блок, является четырехступенчатым интегрированным центробежным компрессором с одной расширительной ступенью и способствует компактности установки, уменьшению стоимости, улучшению контроля охлаждения и снижению потребления энергии.
Итак, если кто-то желает устроится на работу на газовоз оставляйте свое резюме и как говориться: «Семь футов под килем».
korabley.net
Проблемы хранения и транспортировки сжиженного природного газа
Для того, чтобы понять насколько важно для российской экономики развивать и модернизировать одну из важнейших инфраструктурных частей энергетической отрасли – специальные хранилища для сжиженного природного газа (СПГ, — ред.) – необходимо сначала оценить все преимущества этого вида топлива.
СПГ представляет собой сжиженный метан, который был получен в результате охлаждения природного газа до температуры минус 168 градусов. Уникальные свойства метана позволяют веществу «сжаться» или уменьшится в размерах почти в 600 раз. Это привело к резкому сокращению транспортных расходов на перевозку СПГ. Его как нефть легко можно перевозить морским путем в специальных танках-резервуарах. Но существуют другие, технологические преимущества этого вида газа. К ним относятся:
- повышенная удельная теплота сгорания;
- высокий коэффициент полезного действия;
- экологичность
- более низкая стоимость (но только при транспортировке на расстояние до 2000 км. морским путем и 4000 км. по суше).
Эти очевидные достоинства сжиженного природного газа, превышающие аналогичные параметры нефти и угля, делают его в ближайшей перспективе более привлекательным.
Логистические схемы СПГ постоянно развиваются и оптимизируются. Возможность перевозить топливо через океаны и континенты делает его уникальным и значительно расширяет зону применения. При транспортировке морем используются резервуары огромных размеров. Они достигают высоты в 50 метров. Их заполнение осуществляется специальными судами. Танкер, который перевозит СПГ, имеет особенную конструкцию, отличную от судов, транспортирующих химические вещества или сырую нефть. На них, как правило, располагается два корпуса. Это необходимо для обеспечения безопасности в случае непредвиденных обстоятельств, таких как посадка на мель или столкновение с другим судном. В случае возникновения подобных инцидентов у танкера не будет опрокидывающего момента – он останется на поверхности воды и содержимое резервуаров не покинет своих емкостей.
Удобство сжиженного природного газа заключается главным образом в том, что в стране-поставщике он находится в специальных хранилищах, как правило, расположенных на побережье. А после транспортировки, прибыв к потребителю, при необходимости, он может быть превращен в состояние газа и закачан трубопроводную сеть.
Естественно, требования к терминалам, в которых хранится СПГ, достаточно жесткие и регламентированы многочисленными нормативными документами. При строительстве хранилищ для СПГ используется только сталь, причем с обязательным9% включением никеля. Этот выбор обусловлен следующими причинами: прочность конструкции и устойчивость к низким температурам. Подобный материал при возведении конструкций для хранения сжиженного природного газа применяется уже 63 года. Тогда для этих целей он был выбран из-за того, что не подвергался хрупкому излому при воздействии сверхнизких температурных режимов. А пониженный уровень углерода в стали и присутствие в ней никельного включения позволило металлу приобрести более прочностные характеристики и уникальные свойства, способствующие качественной сварке.
Подобные терминалы используются в мире уже практически 60 лет. Они постоянно совершенствуются. Сегодня, например, применяются конструкции, использующие своеобразную двойную стену: внутренняя, как и положено, изготовлена из стали с содержанием никеля, а вот внешняя может иметь альтернативные виды материалов. Это может быть железобетонная или бетонная конструкция. Между внутренней и внешней поверхностью терминала для хранения сжиженного природного газа располагается специальный теплоизоляционный материал, роль которого компенсировать разницу температур. Более того, резервуар, имеющий внешнюю стенку из бетона, дополнительно комплектуется углеродистой сталью. Это позволяет не растекаться жидкости в случае ее протечки. Крышка резервуара выполнена из алюминия.
Из-за разницы давления жидкости внутри емкости, которая имеет различные показатели и уменьшается снизу-вверх, толщина внутренней стенки резервуара также изменяется. Если в нижней части она может быть в пределах 25-30 мм, то в верхних значениях этот показатель, как правило, составляет 10 мм. Вся погрузочно-разгрузочная инфраструктура (трубы) терминала используется в зоне верхней крышки объекта.
Но возможности металлургической промышленности в части создание таких мощных прокатных листов ограничены. Поэтому их собирают вместе, соединяя в виде кольца. Количество колец определяет высоту хранилища. Они соединяются между собой посредством сварки. Интересно, что процесс строительства терминала начинается с установки верхних тонких колец, опускаясь вниз. Хранилище высотой в 38 метров, при диметре 65 метров включает в себя 13 колец различной толщины. Если используется стальной лист размером 3Х9 м, то для того, чтобы замкнуть кольцо понадобится 22 элемента.
При строительстве резервуара для сжиженного природного газа выполняется от 250 до 350 сварных соединений (швов). Все сварочные работы, как правило, проводятся под открытым небом или внутри бетонной конструкции. Сварка составных частей осуществляется в специально оборудованном большом производственном помещении. Требования к качеству сварочных работ соответствуют нормативным регламентам, которые предусматривают 100% проверку всех сварных соединений и швов. Их обследование, как правило, осуществляется посредством рентгеновского контроля. Если на снимке (рентгеновском) обнаружены повреждения или дефекты, такие как непровары, трещины, наличие шлаков и др., то происходит качественная вышлифовка и дополнительный ремонт с применением электродов (штучных) диаметром 2.5 и 3,2 мм. После проведения ремонтной операции проводится повторная дефектоскопия рентгеновскими лучами.
Многочисленные эксперты и специалисты полагают, что за сжиженным природным газом будущее мировой энергетической отрасли. Терминалы для хранения СПГ строятся по всему миру. Они требуют высокой квалификации кадров, которые не только их возводят, но и обслуживают. Необходимо помнить, что подобные сооружения являются крайне опасными объектами и должны соответствовать всем нормам промышленной безопасности.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
1cert.ru
Природный газ и способы его транспортировки. Справка
В настоящее время основным видом транспортировки природного газа является трубопроводный. Газ под давлением 75 атмосфер движется по трубам диаметром до 1,4 метра. По мере продвижения газа по трубопроводу он теряет энергию, преодолевая силы трения как между газом и стенкой трубы, так и между слоями газа. Поэтому через определённые промежутки необходимо сооружать компрессорные станции (КС), на которых газ дожимается до 75 атм.
Чтобы энергетически обеспечить транзит газа по трубопроводу, дополнительно нужен так называемый «технический», или, используя правильный термин, топливный газ, необходимый для работы газоперекачивающих станций.
Для транспортировки газа в сжиженном состоянии используют специальные танкеры — газовозы.
Это специальные корабли, на которых газ перевозится в сжиженном состоянии при определенных термобарических условиях. Таким образом, для транспортировки газа этим способом необходимо протянуть газопровод до берега моря, построить на берегу сжижающий газ завод, порт для танкеров, и сами танкеры. Такой вид транспорта считается экономически обоснованным при отдаленности потребителя сжиженного газа более 3000 км.
В сфере сетевого газа поставщики жестко привязаны к потребителям трубопроводами. И цены на поставки определяются долгосрочными контрактами. Примерно такие же отношения сложились сегодня и в секторе СПГ. Около 90% СПГ тоже реализуется на основе долгосрочных контрактов.
Поставщики СПГ выигрывают за счет экономии на морских перевозках. При благоприятных условиях цена поставки газа танкером может быть ниже цены поставки по газопроводу почти на порядок. Сравнение транспортных расходов с использованием СПГ и газовозов показывает, что при увеличении расстояния транспортировки расходы увеличиваются гораздо более низкими темпами, подтверждая привлекательность нового рынка сжиженного природного газа. Напротив, прокладка как наземных, так и подводных трубопроводов с ростом расстояний увеличивает себестоимость традиционного природного газа гораздо быстрее.
ria.ru
Перевозка СПГ сухопутным транспортом | LNGas.ru
Первые автомобильные перевозки сжиженного природного газа в США относятся к середине 60-х годов. В это время еще не было создано специальных конструкций автомобильных цистерн, предназначенных для транспортировки жидких газов. Перевозки носили в основном экспериментальный характер и производились в модернизированных емкостях, сооруженных для перевозок жидкого водорода и азота. Ограничен был также круг потребителей сжиженного газа, которые находились в различных концах страны.
Бурный рост числа потребителей и объема поставок сжиженного газа поставил вопрос о создании специально оборудованных автомобильных цистерн для перевозок большого количества жидкого газа. При разработке конструкции емкостей необходимо было учесть ряд условий, например уложиться в рамки установленных габаритов для прицепа с тягачом. В связи с этим максимальная длина автомобиля с прицепом должна была составлять не более 12,2 м, ширина – 2,44 м.
Принимали во внимание также тип перевозки. В этом случае учитывали маршрут трассы, а также, являются ли поставки транзитными или предназначены для одного потребителя. Кроме всего этого, конструкция автомобиля для перевозок сжиженного газа должна утверждаться Министерством транспорта. Первые автоцистерны для перевозок сжиженного газа были ограничены как в габаритах, так и в весе.
С того времени, как были установлены ограничения в весе и габаритах автоцистерн для перевозки жидких газов, предпочтение стали получать цистерны с повышенным рабочим давлением, более 2,8 кг/см2. Применение их дало возможность производить слив жидкого газа без использования специальных откачивающих насосов. Однако автомобильные перевозки сжиженнсго газа оставались малоэкономичными, так как легко воспламеняющиеся и взрывоопасные криогены требовали установки дорогостоящего оборудования, а также наличия средств борьбы с пожарами.
Один из главных факторов, которые необходимо разрешить, — определение оптимальности рабочего давления в цистерне. С учетом накопленного опыта эксплуатации наиболее приемлемым оказалось давление примерно 4,9 кг/см2.
Сжиженный газ используется как для покрытия пиков неравномерности газопотребления, так и в качестве буферного топлива и сырья в случае временного отключения газопровода.
При автомобильных перевозках сжиженного газа большое внимание уделяется обеспечению их взрывобезопасности и системам контроля при сливе, наливе и транспортировки газа. На цистерне устанавливают два манометра, по которым водитель контролирует давление в емкости во время перевозок. Датчик уровня жидкости, типа дифференциального манометра, откалиброван в дюймах вод. ст. На блоке трубопроводов цистерны имеется таблица перевода показаний дифманометра в галлоны и тыс.куб.футов. Предусмотрена система дистанционного контроля за заполнением и опорожнением емкости.
При сливе жидкого газа часть его пропускается через регазификатор, после чего возвращается в цистерну. При этом оператор ведет постоянный контроль за давлением в цистерне, доводит его до заданной величины, после чего открывает краны и сливает жидкий газ.
Ряд компаний широко внедряет вычислительную технику в практику организации поставок. В частности, разработана программа расчета графика проведения планово-профилактического ремонта автомобилей дня транспортировки сжиженного газа.
При конструировании автоцистерн для СПГ целесообразно учесть опыт, накопленный при конструировании цистерн для перевозок других жидких газов – водорода, азота, кислорода, аргона.
Исследования показали, что перевозка СПГ в железнодорожных цистернах весьма выгодна.
Железнодорожные перевозки жидкого кислорода, азота, аргона ведутся уже давно. По конструкции железнодорожные цистерны для жидких газов почти такие же, как и автомобильные.
Довольно широко применяется в США перевозка в железнодорожных цистернах жидкого этилена.
Надежная тепловая изоляция транспортных средств для СПГ от окружающей среды обусловлена тем, что температура окружающего воздуха на 200°С выше температуры перевозимой жидкости. Тепловая изоляция уменьшает потери от испарения. Кроме того, недопустимо по правилам техники безопасности бесконтрольное испарение газа во время перевозки. Хорошая изоляция является залогом экономически оптимальных условий транспортировки криогенных жидкостей.
Изоляция первых транспортных цистерн производилась путем заполнения порошком, например диатомитом или карбонатом магния, изоляционного пространства. Существует способ изолирования емкости порошком под вакуумом. Эффективность изоляции за счет создания вакуума в изоляционной полости между наружной оболочкой и внутренней стенной цистерны увеличилась в 10 раз. Теплопроводность этой изоляции составляет около 10-3 ккал/м·ч·°С. Кроме того, вакуумная изоляция обладает следующими преимуществами: уменьшается толщина тепловой изоляции; при заданном максимальном диаметре цистерны увеличивается емкость последней за счет роста диаметра ее внутреннего бака, толщина стенки внутреннего бака цистерны может быть небольшой из-за малого повышения давления во время транспортировки в газовом пространстве над перевозимой жидкостью.
Наружная оболочка.цистерны рассчитывается на атмосферное давление. Размеры этой оболочки, представляющей из себя цилиндрический бак с большим моментом сопротивления, позволяют использовать ее как шасси самонесущего седельного полуприцепа.
Опыт показывает, что цена цистерны с вакуумной порошковой изоляцией лишь немного выше, а иногда даже ниже, чем цистерна, изолированной только порошком.
С целью обеспечения долговечности вакуумной порошковой изоляции необходимо проведение контрольных испытаний при изготовлении оболочки цистерны. Контрольные испытания включают испытание ультразвуком цилиндра и днищ, исследование под рентгеном сварных швов и обнаружение утечки с помощью гелия посредством масс-спектрометра как внутренних, так и наружных стенок цистерны, а также трубопроводов, смонтированных между обеими цистернами.
В ФРГ сконструировано два различных типа автомобилей-цистерн для дорожного транспорта сжиженных газов. Один из них состоит из тягача и седельного прицепа-цистерны и рассчитан на перевозку 18 тонн жидкого азота. Эти седельные автопоезда-цистерны используются на маршрутах между производственным центром и переливными станциями или же крупными потребителями.
Транспортировку жидкого газа с переливной станции к различным потребителям производят в так называемых разводных автоцистернах с полезным грузом 6,6 тонн.
Показатель надежности теплоизоляции характеризуется теплотой парообразования, измеренной у выходящих газов без давления с наполнением жидким азотом. Для производственного использования существенным является тот факт, что прирост давления во время езды за счет испарения жидкости в паровом пространстве внутренней цистерны при закрытых клапанах значительно ниже 0,05 кг/см2/ч.
Нагрузки, возникающие во время движения, в особенности у шарнирных соединений рамной неcущей системы,подвергались испытаниям на статическое и динамическое напряжение – удлинение.
Железнодорожные вагон-цистерны для транспортировки криогенных жидкостей эксплуатируются с давних пор. В таблице представлены характеристики железнодорожного вагона (исполнение 1) и вагона-цистерны (исполнение 2) для транспортировки жидкого метана. Обе вагон-цистерны изолированы вакуумной порошковой изоляцией.
| Железнодорожные вагон-цистерны для перевозки криогенных жидкостей | ||
| Наименование | Исполнение | |
| 1 | 2 | |
| Геометрический объем внутренней цистерны, л | 24500 | 54000 |
| Максимальная грузоподъемность, т | 27 жидкого кислорода | 19,4 жидкого метана |
| Максимальное рабочее давление внутренней цистерны, кг/см2 | 2 | 2 |
| Испарение в день,% объем. | 1,2 | 1,6 |
| Габариты | ||
| длина от буфера до буфера, мм | 13000 | 16700 |
| высота, включая шасси, мм | 3950 | 4160 |
| число осей | 4 | 4 |
Арматура на вагон-цистерне для перевозки жидкого метана такая же, что и на автоцистернах дорожного транспорта. На железнодорожных цистернах не предусмотрен центробежный насос. Опорожнение происходит за счет статического избыточного давления или стационарным насосом, который откачивает из цистерны жидкий метан.
Транспортировка жидкого газа в вагон-цистернах по железной дороге имеет преимущества в отношении транспортных расходов при доставке достаточно больших количеств жидкого газа на расстояние свыше 400 км в течение длительного времени.
Иногда криогенная жидкость газифицируется прямо из автоцистерны. Жидкий азот откачивается специальным агрегатом, состоящим из поршневого насоса и испарителя, и питает газопровод. Такого рода устройства хорошо оправдали себя при ремонтах трубопроводов.
Седельный тягач-автоцистерна для перевозки жидкого природного газа с 1965 г. эксплуатируется в ФРГ. Он транспортирует природный газ с атлантического побережья Франции в северную Швейцарию на расстоянии 1000 км. В зависимости от исходного состояния транспортируемого жидкого газа и температуры воздуха во время перевозки давление в цистерне составляло от 0,4 до 0,5 кг/см2 в течение 100 ч, что доказывает возможность перевозки без потерь даже на дальние расстояния.
Максимально возможное количество СПГ, транспортируемое седельным тягачом с прицепом, 12,5 тонн. Этот вес ограничивается максимально допустимыми габаритами единиц подвижного состава дорожного транспорта ФРГ.
| Данные седельных автопоездов с цистернами для транспортировки жидкого метана | ||
| Параметр | Исполнение | |
| A | B | |
| Геометрический объем внутренней цистерны, л | 19200 | 33000 |
| Геометрическая емкость, л | 16400 | 29200 |
| Грузоподъемность по СПГ, т | 7 | 12,4 |
| Максимальное рабочее давление внутренней цистерны, кг/см2 | 4 | 2,9 |
| Максимально допускаемый общий вес седельного автопоезда с цистерной,т | 26 | 32 |
| Порожний вес седельного автопоезда с цистерной, т | 10 | 12,8 |
| Габариты, м | ||
| длина | 13,2 | 15,0 |
| высота | 3,5 | 3,8 |
В таблице приведены данные, характеризующие тягачи-автоцистерны для перевозки сжиженного природного газа, находящиеся в эксплуатации в ФРГ с 1965 года.
Источник: «Производство и использование сжиженных газов за рубежом (Обзор зарубежной литературы)» (Москва, ВНИИОЭНГ, 1974)
lngas.ru
Способы транспортировки СПГ
Поиск ЛекцийВ настоящее время основным видом транспортировки природного газа является трубопроводный. Газ под давлением 75 атмосфер движется по трубам диаметром до 1,4 метра.По мере продвижения газа по трубопроводу он теряет энергию, преодолевая силы трения как между газом и стенкой трубы, так и между слоями газа.Поэтому через определённые промежутки необходимо сооружать компрессорные станции (КС), на которых газ дожимается до 75 атм.
Чтобы энергетически обеспечить транзит газа по трубопроводу, дополнительно нужен так называемый«технический», или, используя правильный термин, топливный газ, необходимый для работы газоперекачивающих станций.
Для транспортировки газа в сжиженном состоянии используют специальные танкеры — газовозы.
Это специальные корабли, на которых газ перевозится в сжиженном состоянии при определенных термобарических условиях. Таким образом, для транспортировки газа этим способом необходимо протянуть газопровод до берега моря, построить на берегу сжижающий газ завод, порт для танкеров, и сами танкеры.Такой вид транспорта считается экономически обоснованным при отдаленности потребителя сжиженного газа более 3000 км.
Сравнение транспортных расходов с использованием СПГ и газовозов показывает, что при увеличении расстояния транспортировки расходы увеличиваются гораздо более низкими темпами, подтверждая привлекательность нового рынка сжиженного природного газа. Напротив, прокладка как наземных, так и подводных трубопроводов с ростом расстояний увеличивает себестоимость традиционного природного газа гораздо быстрее.
Транспортировка сжиженных газов может осуществляться не только в баллонах, но и в цистернах, наливных судах и по трубопроводам.
Транспортировка сжиженных газовна большие расстояния осуществляется чаще всего в металлических сосудах. Если качество изготовления этих сосудов высокое, то потери вследствие испарения невелики. Сосуды состоят из двух концентрических шаров, вставленных друг в друга.
Транспортировка сжиженных газовпо железным дорогам осуществляется в специальных железнодорожных цистернах, представляющих собой цилиндрический сварной сосуд со сферическими днищами. Цистерна смонтирована на четырехосной платформе.В верхней части цистерны имеется люк, на фланце которого крепится фланец с размещенными на нем узлами наполнения и слива сжиженного газа, узлами контроля уровня сжиженного газа в цистерне, предохранительным клапаном. Эти узлы закрываются специальным колпаком, который перед отправкой в рейс цистерн должен быть опломбирован. Пломбируются также пробки сливных и наливных вентилей.
Длятранспортировки сжиженных газовот заводов-поставщиков до заводов-потребителей — и газораспределительных баз и от них до мелких потребителей имеется большой парк транспортных средств. Только парк железнодорожных цистерн составляет около 10 тыс. цистерн, а баллонов различного объема находится в обращении более 40 млн. шт.
Длятранспортировки сжиженных газов в больших количествах (более 5 т) должны использоваться специальные железнодорожные и автомобильные цистерны.
Безопасностьтранспортировки сжиженного газапо трубопроводам во многом зависит от технически грамотной организации обслуживания трассы. Обслуживание магистральных трубопроводов должно осуществляться специальными службами. Лица, допущенные к техническому обслуживанию трубопроводов, установленного на нем оборудования и приборов, должны иметь необходимые теоретические и практические знания по специальности и технике безопасности и сдать экзамены квалификационной комиссии. Проверка знаний осуществляется не реже одного раза в год. Обслуживание трубопровода должно осуществляться по специальным инструкциям, в которых указываются объем эксплуатации, характер ремонтных работ, методы использования средств связи и правила по технике безопасности. Персонал, занимающийся обслуживанием трубопроводов сжиженного газа, должен быть оснащен спецодеждой и инструментом во взрывобезопас-ном исполнении. Переключение задвижек, подтяжка сальников должны производиться плавно, без ударов и рывков. Не допускается использование ломов и крюков для переключения запорных устройств.
Безопасностьтранспортировки сжиженного газапо трубопроводам во многом зависит от технически грамотной организации обслуживания трассы. Магистральные газопроводы обслуживают специальные службы. Лица, допущенные к техническому обслуживанию трубопроводов, установленного на них оборудования и приборов, должны иметь необходимые теоретические и практические знания по специальности и технике безопасности. Обслуживающий персонал сдает экзамены квалификационной комиссии. Проверку знаний проводят не реже 1 раза в год. Обслуживание трубопровода должно осуществляться по специальным инструкциям, в которых указываются объем работ по эксплуатации, характер ремонтных работ, методы использования средств связи и правила по технике безопасности.
Притранспортировке сжиженных газовот завода-поставщика к КБ по трубопроводу на всех его участках должно поддерживаться давление выше упругости паров сжиженного газа при максимально возможной температуре
Притранспортировке сжиженного газав автоцистернах должны соблюдаться все требования действующих Правил автомобильных перевозок. Цистерна и прочее оборудование на автомашине должны быть закреплены так, чтобы при движении автомашины они не могли смешаться.
Притранспортировке сжиженных газов от завода-поставшика к потребителю по трубопроводу на всех участках должно поддерживаться давление выше упругости паров сжиженного газа при максимальной возможной температуре.
Притранспортировке сжиженных газовв автоцистернах необходимо соблюдать все требования действующих правил автомобильных перевозок.
Притранспортировке сжиженного газав автоцистерне необходимо периодически во время следования проверять давление в ней по манометру.
Газы можно транспортировать по-разному: автоперевозки, морские перевозки, ж/д перевозки.
В морских перевозках используют суда-газовозы
Рекомендуемые страницы:
poisk-ru.ru
3. Морская перевозка сжиженных газов.
3.1. Номенклатура. Транспортные особенности грузов, находящихся в двухфазном состоянии.
Обычно, говоря о сжиженных газах, мы имеем в виду вещества, которые при нормальном атмосферном давлении и температуре окружающей среды находятся в газообразном состоянии. Наиболее важной характеристикой сжиженных газов, которая часто используется в процессе их переработки и транспортировки, является давление насыщенных паров, характеризующее равновесное состояние жидкостной и газовой фаз груза при заданной температуре.
ИМО с целью классификации грузов, перевозимых на танкерах, определяет понятие «сжиженный газ» следующим образом:
Сжиженным газом называется жидкость, абсолютное давление насыщенных паров которой при t°= 37,8°C составляет не менее 2,8 кг/см2.
Дополнительной характеристикой сжиженных газов является температура насыщения паров при атмосферном давлении, или температура кипения.
Температура кипения при атмосферном давлении определяет возможные условия транспортировки груза.
Ряд химических грузов, не являющихся сжиженными газами (этиленоксид), также включен в Газовый Кодекс по своим свойствам.
Сжиженные газы, перевозимые морем, можно разделить на шесть основных групп:
LPG — Liquefied Petroleum Gases (сжиженные нефтяные газы),
NGL — Natural Gas Liquids (природный газовый конденсат),
LEG — Liquefied Ethylene Gas (сжиженный этилен),
LNG — Liquefied Natural Gas (сжиженный природный газ),
NH3 — Ammonia (аммиак),
Cl2 — Chlorine (хлор).
В основе деления грузов на такие группы лежат различные характеристики газов, а также их температура кипения при атмосферном давлении, химическая совместимость с другими газами и материалами конструкций судна, токсичность, взрывоопасность и другие свойства.
Значения абсолютного давления паров и температуры кипения для некоторых газов.
Название газа | Давление насыщения паров при + 37,8°С (100 F) | Температура кипения при aтмосферном давлении, °С |
Метан | Газ (t критическая -82° С) | -161 |
Пропан | 12,9 | -43 |
Бутан | 3.6 | -0,5 |
Аммиак | 14,7 | -33 |
Винилхлорид | 5,7 | -14 |
Бутадиен | 4,0 | -5 |
Этиленоксид | 2,7 | 10,7 |
Сжиженные нефтяные газы (LPG). Газы, сопутствующие нефти и добываемые вместе с ней из газонефтяных месторождений. Эти газы либо полностью растворены в нефти, где образуют нефтегазовый пласт, либо растворены частично (более тяжелые углеводороды), а часть газов собирается над нефтью, образуя газовую «шапку». LPG производят в результате крекинг-процесса из природного газа или из сырой нефти путем дистилляции на нефтеперерабатывающих заводах. Примерно 1—3% сырой нефти составляют нефтяные газы.
Термин «сжиженные нефтяные газы» используют в нефтяной индустрии для обозначения целой группы углеводородов или их смесей, большей частью состоящих из пропана и бутана. Однако такое определение недостаточно точное, поскольку каждый из различных типов углеводородов может стать жидкостью при ряде условий. По общепринятым меркам к числу сжиженных нефтяных газов относят обычно следующие:
• пропан,
• пропилен,
• нормальный бутан,
• изобутан,
• бутилен.
Все эти газы имеют температуру кипения при атмосферном давлении от 0 до —50°С. Нефтяные газы используют в основном как сырье для химической промышленности, а также в качестве топлива.
Природный газовый конденсат (NGL), или, как его еще называют, мокрый газ, обычно находится в растворенном состоянии в сырой нефти. При ее очистке и стабилизации происходит его отделение. Газовый конденсат представляет собой смесь этана, пропана, бутана и тяжелых углеводородов, причем состав газа может меняться в зависимости от вида нефтяного месторождения. В основном природный конденсат используют для производства этилена.
Сжиженный этилен (LEG). В природе в свободном состоянии практически не встречается, однако в химической и нефтяной промышленности его получают как побочный продукт производства при переработке натурального газового конденсата, сырой нефти или нефтяных газов. Температура кипения этилена при атмосферном давлении —104°С, поэтому часто его называют еще «холодным газом».
Основное применение этилен находит в химической промышленности при производстве множества продуктов, таких как пластик, полиэтилен, полиэтиленовая пена, стирол, пищевые красители, используют его также при сварке и резке металла.
Сжиженный природный газ (LNG), т. е. газ, добываемый из чисто газовых месторождений; природный газ представляет собой сухой газ без тяжелых углеводородов и представляет собой смесь различных газов, которые находятся в земле в виде месторождений, так же как и нефть. В основном природный газ состоит из метана (95—98%), содержит и небольшие примеси неорганических газов: азот, углекислый газ, окислы серы, пары воды. Температура кипения метана при атмосферном давлении около —164° С.
Промышленное применение метан нашел в качестве топлива взамен угля или нефти, а также при производстве минеральных удобрений и аммиака.
Аммиак (NH3) не встречается в природе в свободном виде, его производят сжиганием нефти и газа, а также при каталитических процессах при обработке природного газа. Температура кипения аммиака при атмосферном давлении составляет —33°С. Свое основное применение аммиак находит при производстве минеральных удобрений, пластмасс, красителей, взрывчатки и различных чистящих жидкостей.
Хлор (Cl2) в свободном виде в природе не встречается, однако он может быть довольно легко получен искусственным путем, например при электролизе раствора обычной поваренной соли. Температура кипения хлора при атмосферном давлении —34°С.
Промышленное применение хлор нашел в химической индустрии и в целлюлознобумажной промышленности как отбеливатель.
В дополнение к вышеперечисленным газам существует множество различных химических веществ, которые в силу своих свойств также перевозятся на судах-газовозах.
По транспортным характеристикам сжиженные газы (СГ) резко отличаются от других, в том числе и наливных грузов. Сжиженные газы являются насыщенными (кипящими) жидкостями и в процессе транспортировки находятся в двухфазном состоянии (жидкость — газ). Давление паров внутри емкости зависит от температуры жидкой фазы. Плотность СГ с изменением температуры меняется больше, чем у других жидких грузов. Сжиженный газ легко переходит в газообразное состояние, забирая необходимую для этого теплоту парообразования из окружающей среды. Переход вещества в газообразное или жидкое состояние зависит от давления, температуры и объема газа. Благодаря сравнительной простоте фазового перехода сжиженные газы обладают преимуществами жидкости при транспортировке и хранении и преимуществами газа — при потреблении. Давление внутри емкости со сжиженным газом остается постоянным независимо от количества жидкости в сосуде при условии постоянства температуры жидкой фазы. При интенсивном отборе паров сжиженного газа из емкости температура жидкости снижается, падает давление в емкости.
Некоторые физические свойства газов могут создавать опасности при их транспортировке.
Воздействие низких температур (Brittle fracture). Многие металлы и материалы под воздействием низких температур могут изменять свои свойства. При температуре ниже 0°С механические характеристики корабельной стали ухудшаются. У обычной корабельной стали при температурах ниже —10°С меняется структура металла, ослабляются связи между атомами в кристаллической решетке, в результате чего металл теряет пластичность, прочность и в результате растрескивается даже без явного внешнего механического воздействия.
Добавка к стали никеля или использование специальных алюминиевых сплавов в конструкциях грузовых танков и трубопроводов позволяет обрабатывать грузы с очень низкими температурами кипения (-164° С для метана).
Всплескивание груза (Sloshing). Поскольку сжиженный газ обладает всеми свойствами жидкости, то при его транспортировке должное внимание необходимо уделять воздействию свободной поверхности жидкости на остойчивость судна. Более того, при неполном заполнении танка грузом и значительной свободной поверхности жидкости в танке гидродинамические удары, возникающие в танке, могут привести к разрушению как устройств и механизмов внутри танка, так и самого танка. Именно для уменьшения гидродинамических ударов и воздействия свободной поверхности жидкости грузовые танки больших газовозов имеют продольную переборку или же сужающуюся верхнюю часть. Всплескивание груза может привести также к образованию внутри груза пузырьков воздуха, которые увеличивают электростатический заряд в танке.
Переворачивание груза (Rollover). Переворачивание груза — это процесс быстрого самопроизвольного перемешивания сжиженного газа в танке, который происходит в результате температурного расслоения груза и образовавшейся разницы плотности слоев.
Практически все жидкие углеводороды подвержены переворачиванию в той или иной степени. Однако наиболее ярко оно проявляется у криогенных жидкостей. Самым опасным грузом в этом смысле является природный газ (LNG). Его способность к спонтанному перемешиванию зависит от фракционного состава, температуры и давления, при которых происходит его обработка и хранение.
Если при хранении сжиженного газа в береговых емкостях или в грузовых танках газовоза происходит отбор выпара компрессорными установками, то за счет испарения понижается температура поверхностного слоя жидкости, в результате чего слегка повышается его плотность. Таким образом, слой жидкости вблизи поверхности танка становится несколько тяжелее, чем жидкость на нижних уровнях танка. Как только расслоение по плотности достигнет критической величины (обычно разность температур должна составить 5—7° С), поверхностный слой груза моментально как бы проваливается в глубь танка. Такое спонтанное перемешивание представляет значительную опасность для больших судов с мембранными или полумембранными танками, поскольку при перемешивании теплый груз оказывается у поверхности, усиливается его парообразование, значительно и резко повышается давление в танке. В лучшем случае это приведет к срабатыванию предохранительных клапанов, а в худшем — к разрушению танка.
Для возникновения перемешивания не требуется никаких внешних воздействий — вибрации или подачи дополнительного груза в танк, достаточно лишь небольшого изменения температуры внутри груза, и под действием силы тяжести произойдет быстрое перемешивание содержимого танка.
Для того чтобы избежать переворачивания, необходимо регулярно перемешивать груз с помощью грузовых насосов.
Статическое электричество.
Существует три этапа, последовательно приводящих к возникновению опасности воспламенения горючих смесей при воздействии статического электричества, а именно:
• разделение заряда;
• накопление заряда;
• разряд статического электричества.
При электризации тел заряды не создаются, а только разделяются: часть отрицательных зарядов переходит с одного тела на другое.
Всякий раз, когда в контакт входят два неоднородных материала, на поверхности, разделяющей эти материалы, происходит разделение заряда. Эта поверхность может разделять два твердых тела, твердое тело и жидкость или две несмешивающиеся жидкости.
Интенсивное разделение зарядов происходит в результате таких действий, как:
• прохождение потока жидкости через трубы или мелкоячеистые фильтры,
• осаждение частиц твердого тела или несмешивающейся жидкости через другую жидкость,
• выброс мелких капель или частиц из сопла,
• всплескивание или взбалтывание жидкости при ее соприкосновении с твердой поверхностью,
• сильное трение друг о друга некоторых материалов.
Когда заряды разъединяются, между ними образуется большая разность потенциалов. При этом в окружающем пространстве также происходит распределение разности потенциалов, иначе говоря, формируется электрическое поле.
Ранее разделенные заряды стремятся вновь соединиться между собой и нейтрализовать друг друга. Этот процесс известен как релаксация заряда. Если один из материалов или оба эти материала, несущие электростатический заряд, обладают низкой токопроводностью, то повторное соединение зарядов затруднено и данный материал аккумулирует (накапливает) заряд на себе.
Существуют следующие формы электростатических разрядов.
Корона — ионное излучение голубоватого цвета. Его можно увидеть на острых углах или вантах при некоторых погодных условиях. Это сияние известно под названием «Огни Святого Эльма». Такое излучение не несет в себе достаточно энергии для возникновения пламени.
Северное, или полярное, сияние — это слабые лучи, сформированные из очень маленьких искр, испускаемых заряженными острыми углами или выступами конструкций в направлении заряженных облаков или тумана. Такое свечение может возникнуть в танках супертанкеров, оно также не несет в себе достаточной энергии для возникновения пламени.
Искра возникает только в том случае, если напряженность электрического поля достигает некоторой критической величины. Ионный луч увеличивается с повышением напряженности поля, и конечный результат такого увеличения — возникновение настоящей искры. При большой напряженности поля образуется разряд, более известный как молния. Однако если мы поместим в электрическое поле заземленный проводник, то возникнет искровой разряд, достаточный для воспламенения смеси даже при малых величинах напряженности поля.
studfiles.net