Prijevoz Ukapljenog Lng Plina

Capt. Goran Belamarić, MEng., Master Mariner Prijevoz ukapljenog LNG plina

1

PRIJEVOZ UKAPLJENOG LNG PLINA

U ovom priručniku dan je kratki, općeniti presjek prijevoza ukapljenih plinova sa

glavnim značajkama za pojedine terete, vrste brodova i radne postupke. Zbog velikog broja

različitih tereta, različitih karakteristika, postupaka i tehnologije prijevoza te prema njima i

specijaliziranih tipova brodova, teško je dati zajednički zaključak za sve.

Postoji velika razlika izmeĎu načina prijevoza i tretiranja LPG tereta i etilena s jedne

strane od prijevoza prirodnog ukapljenog plina s druge strane. MeĎutim, zajedničko svim

brodovima za prijevoz ukapljenih plinova je visoka tehnološka sloţenost, te zahtjev za

pojačanu sigurnost pri rukovanj opasnim teretima.

Kao što je već ranije rečeno, prijevoz ukapljenih plinova je samo jedan segment u industriji

ukapljenih plinova koja obuhvača ukapljivanje i skladištenje kod proizvoĎača, transport plina

u koji spada i prijevoz brodovima, te prihvat skladištenje, isparavanje i isporuka potrošaću.

Sami prijevoz brodovima uz popratne postupke npr. u LNG industriji čini 25 do 35% ukupnog

troška cijelog projekta.

Brodovi za prijevoz ukapljenih plinova već sada spadaju meĎu najsofisticiranije

brodove današnjice, a daljnjim razvojem kemijske industrije i sve većom primjenom

prirodnog plina kao sveobuhvatnog izvora energije budućnosti, usavršavati će se postojeći i

razvijati novi specijalizirani tipovi brodova prema novim saznanjima i vrstama tereta kojeg

prevoze.

Pripremio: Kap. Goran Belamarić, mag. ing., Master Mariner

Split, veljača, 2012.


1

1 . U V OD

Brodovi za prijevoz ukapljenih plinova su posebna vrsta tankera čiji tekući teret čini

odreĎena vrsta plinova ili mješavina plinova. Teret se dovodi u tekuće agregatno stanje,

odnosno ukapljuje, i u njemu se odrţava za vrijeme operacija ukrcaja i iskrcaja kao i

skladištenja tijekom prijevoza morem. S naglim razvojem petrokemijske industrije, a naročito s intenzivnijim iskorištavanjem

prirodnog plina, koji je energent s najbriim porastom potrošnje u svijetu, pojavio se problem

transporta plina do potrošača.

Visoki troškovi izgradnje, odrţavanja i korištenja kopnenih i podmorskih plinovoda,

kojima se plin transportira u plinovitom stanju pod velikim tlakom, uvjetovali su graničnu

udaljenost iznad koje je prijevoz plina u ukapljenom stanju brodovima ekonomski isplativ.

Prijevoz ukapljenih plinova brodovima je sama jedan dio lanca poslovanja s ukapljenim

plinovima koji obuhvača ukapljivanje i skladištenje kod proizvoĎača, prijevoz brodovima te

prihvat, skladištenje, isparavanje i isporuku potrosačima.

LNG u svijetu Prirodni plin, kao jedan od najvećih izvora energije moţe se naći svugdje u svijetu.

LNG dolazi iz drţava sa velikim rezervama prirodnog plina uključujući:

Alţir, Australiju, Oman, Katar, Brunej, Indoneziju, Libiju, Maleziju, Nigeriju i Trindad i

Tobago.

Najveće zalihe prirodnog plina nalaze se na Srednjem istoku.

Na svijetu trenutno ima 17 izvoznih terminala i 40 uvoznih i još više u planu za izgradnju.

LNG terminali nalaze se u:

Japanu, J. Koreji, Europi, kao i u SAD koji trenutno imaju 5 uvoznih terminala.

Japan Prema istraţivanju američkog ministarstva za energiju (EIA) Japan ima oko 1.4

bilijuna stopa kubnih prirodnog plina jer je domaća proizvodnja minimalna pa Japan uvozi

97% plina; sve u obliku LNG. To je većina globalne trgovine LNG, čineći Japan najvećim

uvoznikom LNG. Pošto Japan ima malo rezervi prirodnog plina i bez plinovoda za dostavu

plina iz ostalih zemalja on jako ovisi o uvoznom prirodnom plinu. Zbog zadovoljenja svojih

potreba Japan LNG uvozi iz Jugoistočne Azije (Malezija i Indonezija) a male količine sa

Aljaske. Prema EIA u Japanu je porasla potrošnja plina u gradovima za više od 70% u

posljednjih deset godina. Veliku ulogu u porastu od 25% potrošnje plina u Japanu ima i

industrija koja ga koristi u velikim količinama. Japanska vlada ima planove za daljnju

uporabu prirodnog plina sljedećih godina i postizanje konkurencije i smanjenje cijena. Gotovo

sav uvozni plin u Japanu se koristi za el. energiju i za industriju. Iako je Japan područje s

velikim rizikom od potresa, 24 od 40 LNG uvoznih terminala nalaze se blizu velikih gradova.

Negishi je prvi japanski LNG terminal, dovršen je 1969 god. Negishi je svoju prvu isporuku

LNG dobio od Keaia (Aljaska) koji još 1969 god. opskrbljuje dva japanska najveća

postrojenja (Tokio Electric Power Company i Tokio Gas). Još šest uvoznih terminala je

otvoreno tokom 1970 godine. Tokom tog desetljeća Japan počinje primati pošiljke iz Bruneja.


2

U 1980 još šest termina je počelo primati pošiljke iz Malezije i Australije. Još deset terminala

počelo je s radom tokom 90-tih godina, što čini ukupan broj od 23 LNG uvozna terminala u

Japanu. Rad je započeo i 24-ti terminal 2001 godine.

Južna Koreja

J.Koreja je drugi najveći uvoznik LNG u svijetu. Prema EIA J.Koreja uvozi 95%

prirodnog plina a LNG uvozi od 1986 god. Trenutno najviše LNG uvozi iz Indonezije,

Malezije i Katara sa malim udjelom Bruneja i Omana. Pošto J.Koreja trenutno ovisi o uvozu

LNG za zadovoljenje svojih potreba ona radi na razvoju iskorištavanja morskih izvora plina.

Prirodni plin koristi se u J.Koreji najviše za električni energiju i grijanje. Trenutno u J.Koreji

postoje tri uvozna terminala; u Pyonteaku i Inchonu, Kwangyangu.

Europa

Nekoliko drţava u Europi ima uvozne LNG terminale uključujući Belgiju, Grčku,

Tursku, Italiju (svi po jedan terminal), Francusku (2 terminala), Španjolsku (3 terminala).

Europa uvozi većinu LNG iz Alţira, ali i iz ostatka Afrike, Bliskog istoka i Trindad i Tobaga.

Prema EIA Francuska koja uvozi većinu LNG u Europi dovozi plin iz Nigerije. Većina LNG

iz Francuske se uvozi u Italiju. Portugal koji nema svoj LNG terminal većinu LNG uvozi iz

Španjolske. Na velikom broju projekata za LNG se radi u zemljama Europe. Velika Britanija

ima velike rezerve plina na moru; iako proizvodnja opada. Velika Britanija trenutno nema

uvoznih LNG terminala iako je njih nekoliko u planu za izgradnju.

Ukapljeni prirodni plin (engl. Liquedfied Natural Gas – LNG) i ukapljeni naftni

plinovi (liquedfied petroleum gases –LPG) su plinoviti ugljikovodici koji se dobivaju u

rafinerijama nafte i na bušotinama nafte i plina. Kod normalne temperature i tlaka su u

plinovitom stanju dok sniţenjem temperature i povećanjem tlaka prelaze u tekuće stanje.

Ukapljeni se plinovi normalno prevoze kao tekućine i to kod:

okolne temperature (brodovi za LNG pod tlakom)

atmosferskog tlaka (brodovi za prijevoz pothlaĎenog LNG)

niţe temperature i pod tlakom ( brodovi za prijevoz polupothlaĎenih ukapljenih

plinova).

Prilikom prijevoza LNG dolazi do isparavanja tereta i stvaranja zapaljivih para.

Glavni sastojak prirodnih plinova koji izbijaju iz zemlje je metan, a u manjim udjelima etan,

propan, butan, pentan i heksan, ovisno o geološkim geokemiskim i termo dinamičkim

uvjetima nastanka prirodnog plina. Sastojci koji ne pripadaju porodici zasićenih

ugljikovodika su dušik, ugljični dioksid, sumporni vodik, helij i vodena para, pa se zato

prirodni plin promatra kao smjesa plinova.


3

TABLICA 1.1.Sastav prirodnog plina u ovisnosti o nalazištu

Plin ALŢIR LIBIJA BRUNEI SJ.MORE IRAN ALJASKA

Metan 86, 3 68,8 88,0 85,9 96,3 99,5

Etan 7,8 19,4 5,1 8,1 1,2 0,1

Propan 3,2 9,1 4,8 2,7 0,4 0,0

Butan 0,6 3,5 1,8 0,9 0,2 0,0

Pentan 0,1 1,2 0,2 0,3 0,1 0,0

Heksan 0,0 0,0 0,1 0,5 1,3 0,4

Da bi se moglo rukovati sa prirodnim ukapljenim plinom a to uključuje: ukapljivanje,

skladištenje, ukrcaj, transport, iskrcaj, isparavanje i otpremu potrošačima, potrebno je :

odrediti bitne termofizičke karakteristike

odrediti metode za odreĎivanje tih karakteristika (računske i izravne)

Sve te operacije izvode se na različitim temperaturama i tlakovima a općenito

uključuju stvaranje dviju faza, tekuće i plinovite. Za odreĎivanje načina proizvodnje vaţno je

poznavanje faznog stanja i faznih promjena smjese u svakom konkretnom nalazištu prirodnog

plina.

Prirodnog plina ima na svim kontinentima . a najveća nalazišta nalaze se u USA-u,

bivšem SSSR-u, Srednjem istoku i Alţiru. Do 50-ih godina prošlog stoljeća USA-a su bile

jedini proizvoĎač prirodnog plina, a u drugoj polovici proizvodnju počinju i druge zemlje a

naročito na području bivšeg SSSR-a, Kanade, Alţira i druge.

U današnje vrijeme plin je jedan od glavnih energenata i koristi se u različitim

načinima iskorištavanja, u industriji, proizvodnje električne energije, kućanstvima, grijanu,

hlaĎenju, maloj privredi, kao i pogonsko sredstvo za automobile. Prema svjetskim

planiranjima o potrošnji energije prirodni plin će u sljedećih 40-ak godina biti na prvom

mjestu. Prednosti plina nad drugim energentima su:

idealno gorivo velike ogrjevne moći

manje onečišćenje okoline

Svjetske zalihe prirodnog plina procjenjuju se na 130*1012

m3

Osnovne grupe plinova koje se prevoze su:

- Prirodni plinovi (Natural Gases - NG) - dobiveni izravno na zemnim bušotinama a čine

ih metan i mješavina metana, etana, etilena, propana i butana s dominantnim udjelom

metana

- Petrokemijski plinovi ( Petroleum gases - PG ) - dobiveni kao nusprodukti prerade nafte

u rafinerijama kao što je butan, propan, butilen, izobutan, propilen i sl.

- Kemijski plinovi ( Chemical Gases - CG ) - dobiveni u kemijskoj industriji kao što su

amonijak, vinilklorid itd.

DovoĎenje plinova u tekuće agregatno stanje moţe se provesti preko tri osnovna principa:

- Stlačivanjem plina na temperaturi okoline iznad tlaka kondenzacije

- RashlaĎivanjem plina ispod temperature kondenzacije pri atmosferskom tlaku

- Kombinacijom prethodna dva postupka


4

Metan je prvi u grupi zasićenih ugljikovodika i sastoji se od jednog atoma ugljika i

četiri atoma vodika CH4. Na okolnom tlaku i temperaturi metan je u plinovitom stanju. Metan

u plinovitom stanju rjeĎi je od zraka, a relativna gustoća u odnosu na zrak koja iznosi 0.55.

Ukapljeni metan je rjeĎi od vode, a njegova relativna gustoća u odnosu na vodu na

temperaturi -161,5°C iznosi 0,42. Iz dijagrama eksplozivnosti gornja i donja granica

eksplozivnosti čistog metana u zraku pri okolnom tlaku su 5,24 odnosno 14,02.

Svojstva metana su :

temperatura samozapaljenja ……………………… 585°C

kritični tlak ……………………… 46 bar

kritična temperatura ………………………- 82 °C

gustoća ukapljenog metana ……………………… 425 kg/m3

vrelište ……………………… -161,5°C

Karakteristike pojedinih plinova u odnosu na tlak i temperatnru prikazane slijedećim

dijagramom:

Osnovne značajke ukapljenog plina kao brodskog tereta:


5

Sukladno značajkama plinova koji se prevoze kao brodski teret, pri projektu i eksploataciji

broda nailazi se na ozbiljne rizike kao sto su:

- Visoki tlakovi

- Niske temperature

- Zapaljivost i eksplozivnost

- Toksičnost

- Korozivnost

Zbog toga se ovi brodovi projektiraju, grade i eksploatiraju po izuzeto strogim sigurnosnim

kriterijima sadrzanim u International Gas Carrier Code, posebnim klasifikacijskim propisima

i propisima US Coast Guard.


6

4 .0 . PRI JE V OZ PR I R OD N O G U KA PL J E NOG

PL I N A B R ODOV I M A

4.1. POVJEST I RAZVOJ BRODOVA ZA PRIJEVOZ

UKAPLJENOG LNG-a

Komercijalne prednosti ukapljivanja plinova uočile su neke naftne kompanije,

ponajprije Shell, potkraj dvadesetih godina prošlog stoljeća. Postupak ukapljivanja (LPG –

liquefield petrolium gases / ukapljeni naftni plinovi) je jednostavan – dovoljno je odreĎeno

povećanje tlaka čime se volumen smanjuje otprilike 250 puta. Na tome se temelji ekonomska

opravdanost prijevoza pa su do 1939 godine četiri eksperimentalna broda osposobljena za

probnu plovidbu.

MeĎutim stanje prirodnog plina koji je uglavnom metan, nalazi se iznad kritičnog

stanja pri okolnim uvjetima. To znači da samo povećanje tlaka nije dostatno za ukapljivanje

plina, već je potrebno plin ohladiti do temperature zasićenja. Metan (LNG – liquefied natural

gas / ukapljeni prirodni plin) je prvi put laboratorijski ukapljen 1877 godine na temperaturu

otprilike -160°C pri atmosferskom tlaku.

Komercijalno ukapljivanje prirodnog plina ima svoje početke pri kraju tridesetih

godina prošlog stoljeća u SAD-u. LNG postrojenja sluţila su kao nadopuna pri vršnim

opterećenjima dnevne potrošnje plina. Za vrijeme smanjene potrošnje plin bi se ukapljivao, a

vračanjem u plinovito stanje s lakoćom bi se zadovoljila vršna opterećenja. Pri tom je

volumen akumulacijskih spremnika smanjen oko 600 puta.

LNG brodovi isključivo se grade za prijevoz LNG-a, a očekivani vijek trajanja im je

35 do 40 godina. Razlog tome je u vrlo zahtjevnim početnim investicijama pri gradnji

postrojenja za ukapljivanje, prihvatnih terminala i samih brodova. Od početka 1964. godine

svjetska LNG flota narasla je do 93 broda prevozeći oko 67,5 milijuna tona godišnje s

izvanrednim sigurnosnim rezultatima. Kako cijena sustava spremnika doseţe gotovo polovicu

vrijednosti cijelog broda, konstrukcije spremnika sveobuhvatno su zaštićene patentima. Danas

u svijetu postoje dvije osnovne izvedbe spremnika: sferična (Moss-izvedba) i membranska

izvedba. Najveći LNG brodovi imaju kapacitet veći od 135 000 m3 i cijene im seţu do 300

milijuna USD. Plin koji ispari ne ukapljuje se ponovno jer je to neisplativo, već izgara u

glavnim pogonskim kotlovima.


7

Slika 4.1. Prikaz ukracaja LNG tanker na terminalu


8

4.2. INSTALACIJA ZA UKRCAJ I ISKRCAJ LNG-a

Osnovna je zadaća te instalacije da omogući ukrcaj i iskrcaj tereta. Pokretni cjevovodi

su najvaţniji i najosjetljiviji dio ove instalacije. Nepokretni dio pokretnog cjevovoda spojen je

s konstrukcijom pristaništa i cjevovodom na terminalu.

Ti cjevovodi moraju omogućiti sigurnu vezu terminal-brod pri:

pomicanju broda zbog plime i oseke

pomicanju broda zbog balastiranja i debalastiranja

uzduţnom pomicanju broda uz pristanište.

Pri rukovanju LNG-om sigurnost je na prvom mjestu, a u indetificiranju potencijalnih

opasnosti za vrijeme ukrcaja i iskrcaja tereta pokretni su cjevovodi stavljeni na prvo mjesto,

Ova instalacija preko hidrauličkog sustava upravljanja i hidrauličkih spojki s prirubnicama

brodskih cjevovoda osigurava mogućnost brzog i sigurnog odvajanja brod-kopno u

slučajevima opasnosti. Osnovni dijelovi instalacije prikazani na slici 4.4. su:

postolje koje nosi cijelu teţinu pokretnog ukrcajnog cjevovoda te povezuje

cjevovode terminala i samog pokretnog cjevovoda

dva zglobno spojena cjevovoda

kontra utezi za ravnomjerno opterećenje cijelog sustava

okretne brtve u zglobovima instalacije

hidraulični sustav za upravljanje

kuglasti izolacijski hidraulično upravljani ventili i sigurnosna spojka zvana PERC

(Povered Emergency Relese Coupling)

hidraulične spojke za spoj s prirubnicama brodskih cjevovoda

drenaţni sustav koji omogućuje ispuhivanje cjevovoda dušikom

kontrolni sustav

prenosivi upravljački sustav koji omogućuje upravljanje instalacijom sa sigurne

udaljenosti.

Pomicanje pokretnog cjevovoda izvan radnog područja preko alarmnog i kontrolnog

sustava zaustavlja protok plina, izolira i prazni cjevovod. U ekstremnim slučajevima

pomicanje broda predviĎeno je djelovanjem sigurnosne spojke. Zadatak PERC jest zatvaranje

kugličnih ventila i odvajanje cjevovoda da bi se izbjegla veća oštećenja na pristanišnim i

brodskim instalacijama.


9

Slika 4.2. Prikaz ukrcaja tereta LNG tankera na platformi

Slika 4.3. Sigurnosna spojka


10

Slika 4.4. Prikljčak na pokretni cjevovod

1. postolje, 2. okretna brtva, 3. cjevovod, 4. okretna brtva, 5. cjevovod, 6. spojka za brodski

cjevovod, 7. kontra uteg, 8. kontra uteg, 9. uţnica, 10. čelično uţe

Slika 4.5. Radno područje pokretnih cjevovoda


11

Okretne brtve (swivel joint) najvaţniji su dijelovi instalacije. Ovaj karakteristični

način brtvljenja razvijen je na američkom raketnom programu Atlas gdje je korišten za ukrcaj

tekućeg kisika (-182°C). Tehničko rješenje koje se koristi za ukrcaj i iskrcaj LNG-a prikazano

je na slici 4.6. Nepropusnost je omogućena glavnim unutarnjim brtvama A i B te vanjskom

brtvom D. U točki C predviĎena je mogućnost kontrole propuštanjem izmeĎu dviju glavnih

brtvi. Trgovački naziv brtve je KEL-F, a ostaje fleksibilna na -162°C.

Slika 4.6. Okretna spojka

Da bi se izbjegla mogućnost stvaranja leda u prstenima okretnih leţaja brtve, prije

početka hlaĎenja cjevovodi se propuhuju dušikom tlaka 50 mbar.

4.3. SUSTAVI ZA PRIRODNI UKAPLJENI PLIN

4.3.1 PRAVILA KONSTRUIRANJA SUSTAVA

Pri utvrĎivanju meĎunarodnih normi za osiguranje prijevoza i rukovanje LNG-om

najvaţnija je sigurnost. Norme ili pravila sadrţe karakteristike koncepcije i konstrukcije

brodova i svode se na minimum rizike kojima su izloţeni brodovi i posada s obzirom na vrstu

tereta koju prevoze. Od 1951. godine klasifikacijska društva i druge organizacije, uključujući,

i Američku obalnu straţu, rade na pravilima za prijevoz LNG brodovima. Najobuhvatniji

dokument bio je: Cod for the Construction and Equipment of Ships Carrying Liquefied Gases

in Bulk, a napravila ga je radna grupa Association of Classification Societes (IACS).

Dokument s rezolucijom A.328 1975. godine prihvatila je Intergovernmental Maritime

Consultative Organization (IMCO),danas International Maritime Organization (IMO). Sva

glavna klasifikacijska društva taj su dokument ugradila u svoja pravila. Sljedeći korak bila je

odluka IMO-a da ujedini Gas Carriers Code sa Bulk Chemical Code tj. da pravila ugradi kao

amandman u SOLAS iz 1974. godine, čineći tako novi dokument pod nazivom International

Gas Code IGC volume III SOLAS 1974. godine.

Pravila se stalno proširuju, striktna su i djeluju uvijek u svrhu povećanja sigurnosti.

Razlikuju se tri bitna pravila:


12

ne dovesti u kontakt LNG s materijalima koji na toj temperaturi postaju lomljivi

ne dopustiti stvaranje eksplozivne smjese ulaskom plina u prostor sa zrakom ili

ulaskom zraka u prostore s plinom

udaljiti sve zapaljive izvore iz područja gdje bi plin i zrak mogli doći u dodir.

Prvo pravilo usmjerava sve zahtjeve u vezi s konstrukcijom spremnika na korištenje

materijala otpornih na vrlo niske temperature, te na primjenu druge pregrade (membrane).

Druga pregrada je unutarnja pregrada sposobna zadrţati teret bez rizika za trup broda u

slučaju djelomičnog ili potpunog propuštanja tereta nekog spremnika. Drugo pravilo zahtjeva

korištenje nepropusnih cjevovoda ili cjevovoda s dvostrukom stjenkom, inertnog plina i

kontrole atmosfere u prostorima blizu tereta. Treće pravilo definira opasna područja u kojima

se instalira samo specijalna električna oprema (Intrinisc Safety Equipment).

Kao i svi, tako su i brodovi za prijevoz LNG-a izloţeni rizicima nasukavanja i sudara.

Da bi se spriječile posljedice takvih situacija, formuliran je odreĎen broj zahtjeva u odnosu na

stabilnost za slučaj proboja i u vezi sa zaštitom cjelovitosti spremnika i tereta s ukapljenim

plinom. Ti su zahtjevi rezultirali smještanjem spremnika tereta na odreĎenu udaljenost od

oplate broda. Norme definiraju njihove dimenzije i poloţaj spremnika u odnosu na oplatu.

Na brodovima za prijevoz LNG-a uz nasukavanje i sudare trup broda moţe biti

izloţen:

dinamičkom naprezanju tereta i spremnika,

toplinskom naprezanju zbog niske temperature tereta.

Zbog toga ovi brodovi imaju dvostruku oplatu koja:

ograničava posljedicu hipotetičkih oštećenja

poboljšava krutost broda što je povoljno i u pogledu flekcijskih naprezanja

membrane ili torzijskih naprezanja u slučaju samonosivih spremnika

stvara balastni prostor koji je na ovim brodovima osobito vaţan zbog povratnog

putovanja.

U uvjetima normalne eksploatacije toplinski tok koji prolazi kroz izolaciju moţe

proizvesti pad temperature dvostruke oplate od 5 do 10°C u odnosu na temperaturu okoline.

Usvojena je referentna temperatura od -18°C za okolni zrak, što znači da dvostruka oplata

mora podnijeti temperaturu od -28°C. To zahtjeva uporabu legiranih čelika, a u odreĎenim

hladnijim morima i grijanje zidova pregrade.

Zbog opasnosti koju predstavlja dodir tekućeg ukapljenog plina s dvostrukom oplatom

logično je bilo predvidjeti koncentričnu barijeru oko spremnika. Druga pregrada treba biti

takva da se moţe zadrţati teret u slučaju oštećenja prve pregrade. Pravilo druge pregrade

znatno komplicira i poskupljuje izradu ovih sustava. U slučaju sustava s membranom norme

zahtijevaju dvije membrane dok se u slučaju samonosivih spremnika dopušta uporaba

reducirane druge pregrade. Smanjivanje se sastoji u tome da se samo ispod i oko donjeg dijela

spremnika postavlja zaštitna oplata koja sprječava da moguća propuštanja doĎu u dodir s

oplatom broda.

Za LNG i ostale tankere, koji prevoze tekući teret, bilo bi potrebno proučiti utjecaj

micanja tereta. Micanje broda izaziva pomicanje tereta koji moţe postati sinkronizirani


13

uzrokovati udare na zidove tanka. Sinkrono ljuljanje tereta ili slosling već je prouzročilo

odreĎen broj oštećenja spremnika i crpki u sustavima s membranom. Taj se problem rješava

na razne načine:

smanjenjem slobodne površine tekućine u gornjem i donjem dijelu spremnika, što

je i ostvareno zarubljenim oblikom na vrhu i dnu spremnika s membranom

povećanjem broja spremnika, što povećava troškove po jedinici volumena

ojačavanjem donjeg djela jednog ili dvaju spremnika u kojim ostaje dostatna

količina tekućeg plina za povratno putovanje, sprječavajući tako sloshing zbog

niske razine u ostalim spremnicima

u eksploataciji, rizik od sloshinga smanjuje se ograničavanjem razine u

spremnicima pa se oni pri ukrcaju pune do maksimalne visine, dok se na

povratnom putovanju u njima ostavlja samo količina plina potrebna za njihovo

odrţavanje hladnima

kod sustava sa samonosivim prizmatičnim spremnicima taj se problem rješava

pregradama unutar njih.

Sustavi sa samonosivim sferičnim spremnicima nemaju ovaj problem zbog njihova

oblika. Stupanj sigurnosti prijevoza LNG-a ovisi o kvaliteti brodskog trupa, sustavu za

skladištenje, opremi i stručnosti osoblja. Različiti tipovi sustava, neuobičajene dimenzije i

veza izmeĎu sustava za skladištenje sa strukturom broda zahtjeva visoke tehničke ekspertize i

nove prilaze rješavanju tehničkih problema.

VRSTE BRODOVA ZA PRIJEVOZ UKAPLJENIH PLINOVA

Prema teretu kojeg prevoze, načinu ukapljivanja i uvjetima prijevoza, brodove za prijevoz

ukapljenih plinova (engl. Gas Carrier) moţemo svrstati u pet različitih kategorija:

1. Tankeri s potpuno stlačenim plinom

(engl. Fully pressurized ships) 2. Tankeri s djelomicno stlačenim i djelomično pothlaĎenim plinom

(engl. Semi-pressurized ships) 3. Tankeri za prijevoz etilena

(engl. Ethylene ships) 4. Tankeri za prijevoz potpuno rashlaĎenog LPG tereta

(engl. Fully refrigarated LPG ships) 5. Tankeri za prijevoz prirodnih plinova

(engl. LNG ships)

Specifičnosti u odnosu na druge brodove očituju se u:

- Tankovima tereta

- Sistemu za rukovanje teretom

- Propulzijskom postrojenju


14

TANKERI S POTPUNO STLAČENIM

(FULLY PRESSURISED SHIPS) PLINOM

Ovi brodovi prevoze teret na temperaturi okoline u tankovima izraĎenim od ugljičnog

čelika projektiranim za tlak do 17,5 bara i primarno se upotrebljavaju za prijevoz LPG i

arnonijaka Uglavnom su oprernljeni sa dva ili tri horizontalna cilindrična tanka iako ponekad

imaju i veći broj sfemih ili vertikalno postavljenih cilindričnih tankova. Omjer teţine tereta i

teţine tankova je, zbog male specificne teţine tereta, nepovoljan pa su ovi brodovi nepogodni

za veće nosivosti zbog drastičnog porasta teţine tankova. Sve to rezultira smanjenim

kapacitetom, do 3000 m³ ukapljenog plina. Medutim, posljednjih godina izgraĎen je odreĎeni

broj brodova većeg kapaciteta sa sfemim tankovima, kao što je par brodova kapaciteta 10 000

m³, sa pet sfemih tankova izgraĎenih u Japanu 1987. godine.

Bradovi za prijevaz plinava pod tlakam

• tanks tipa “C” (pressure vessel)

• „Carbon steel“ tankovi do 20 bara

• bez toplinske izolacije

• bez sustava za reukapljivanje plina

• bez „secundary barrier“

• teretni prostor ventiliran sa zrakom

• izkrcaj sa pumpama ili kompresoroma

• „Loading heater“ (za ukrcaj sa „Fully refrigerated terminals“)

TANKERI S DJELOMIČNO STLAČENIM

(SEMI-PRESSURISED SHIPS) PLINOM

Ovaj tip broda za prijevoz ukapljenih plinova je razvijen za optimalan prijevoz široke

palete plinova kao što su LPG, vinil klorid, propilen, izobutan itd. Nešto su većih dimenzija

od broda s potpuno stlačenim plinom, s kapacitetom tankova od 3000 m³ do 20000 m³ .

Tankovi su obično izraĎeni od čelika koji moţe podnijeti nisku temperaturu do -48°C, što je

temperatura pogodna za prijevoz većine kernijskih i LPG plinova.

Projektni tlak ovisi o vrsti tereta i temperaturi, a iznosi od 5 do 7 bara. Rashladno postrojenje

ili postrojenje za ukapljivanje para tereta pothladuje teret i odrţava radni pritisak.

Niţi tlak u odnosu na brod s potpuno stlačenirn plinom omogučuje manje debljine tankova

tereta, ali zbog odrţavanja niskih temperatura potrebna je toplinska izolacija tankova.


15

5.200 cu.m. brad za prijevaz djelamicna stlacenaglpatpuna rashladenag LPG NH3(Ammonia)

• “C” tip tankova – max. radni tlak. 5-7 bar

• bez „Secondary barrier“

• čelika koji moţe podnijeti nisku temperaturu do -48°C (za najveći broj LPG i

„Chemical gas“ terete)

• Mogu biti izgraĎeni od čelika ili aluminija – za ehylene (- 104 ºC)

• „Rrefrigeration plant“ & „Insulation required (for LPG, vinyl chlorid, propylene and

butadiene)

• Iakrcaj/ukrcaj kroz ureĎaj za rashlaĎivanje ili stlačivanje

TANKERI ZA PRIJEVOZ ETILENA

(ETHYLENE SHIPS)

Brodovi za prijevoz etilena su najsofisticiraniji brodovi za prijevoz ukapljenih plinova

u djelomično stlačenom stanju. Imaju mogućnost prijevoza, ne samo čitave palete LPG i

sličnih kemijskih tereta, nego i etilena potpuno pothlaĎenog na njegovu temperaturu vrenja od

-104°C pri atmosferskom tlaku.

Brodovi su konstruirani za prijevoz , ukrcaj i iskrcaj više različitih tereta istovremeno. Teret

se moţe zagrijavati ili hladiti tijekom ukrcaja, plovidbe i iskrcaja.

Osobine tih brodova su cilindrični ili sferni izolirani tankovi od nehrĎajuceg čelika ili aluminija koji mogu primiti teret pothlaĎen do temperature -104°C i maksimalnog tlaka od 4

bara radi čega je na brodu potrebno postrojenje za ukapljivanje para etilena. Ispod tankova je

dvodno, a bočno su balastni tankovi, što se zahtijeva za sve terete koji se prevoze ispod -

55°C. Kapacitet ovih brodova je od 1000 m³ do 12000 m³.

Mogu obavljati ukrcaj i iskrcaj na svim terminalima što ih svrstava u grupu najsvestranijih

brodova u pogledu rada s teretom.

• za ethylene ili LPGs ili „Chemical Gases“

• Tankovi tipa “C”

• bez „Secondary barrier“

• opremljen sa odvojenim postrojenjem visokog kapaciteta za reukapljivanje plina

• zahtjeva se potpuno dvostruka oplata (engl. double hull) za sve terete ispos – 55ºC (za

tankove tipa “A”, “B” or C”)


16

TANKERI ZA PRlJEVOZ POTPUNO RASHLAĐENOG LPG TERETA

(FULLY REFRlGARATED LPG SHIPS)

Brodovi za prijevoz potpuno rashlaĎenog plina prevoze teret pribliţno na

atmosferskom tlaku i projektirani su za prijevoz velikih količina LPG, amonijaka i

ugljikovodika kapaciteta od 20000 m³ do 100000 m³.

Obično imaju tri do šest tankova, najčešće prizmatienog oblika, razmještenih uzduţ

cijelog trupa broda. Prizmatični tankovi omogučili su maksimalno povečanje kapaciteta te na

taj način učinili ove brodove vrlo pogodnim za prijenos vrlo velikih količina tereta na velike

udaljenosti.

Tankovi su podijeljeni uzduţnom pregradom po sredini koja reducira slobodnu

površinu tereta koja negativno utječe na stabilitet broda.

Na ovim brodovima se koriste četiri različita sustava spremnika:

- Neovisni tankovi sa jednostrukom oplatom, dvodnom i hopper tankovima,

- Neovisni tankovi sa dvodnom i balastnim tankovima sa svake strane,

- Integralni tankovi - objedinjeni sa dvodnom i balastnim tankovima sa svake strane,

- Polu-membranski tankovi - objedinjeni sa dvodnom i balastnim tankovima sa svake

strane.

Tankovi su izraĎeni od čelika koji moţe podnijeti temperaturu do -55°C ovisno o teretu. Zbog

niskih temperatura tankovi se toplinski izoliraju a na brodu se ugraĎuje postrojenje za

reukapljivanje para tereta.

73.200 cu.m. Brod za prijevoz potpuno pothlaaenog LPG tereta

TANKERI ZA PRIJEVOZ PRIRODNIH PLINOVA (engl. LNG Ships)

PODJELA SUSTAVA

Tipovi spremnika

Spremnik za prijevoz ukapljenog prirodnog plina mora imati sljedeće karakteristike:

- treba spriječiti miješanje plina sa zrakom, kao i gubitak ukapljenog plina;

- biti toplinski izoliran kako bi se, u što je moguće većoj mjeri spriječilo zagrijavanje

ukapljenog prirodnog plina odnosno hlaĎenje trupa broda, što povećava krhkost čelika i

moţe dovesti do kolapsa unutarnje strukture broda;

- spremnik mora biti dovoljno velike čvrstoće da podnese hidrostatski tlak ukapljenog

prirodnog plina i mali predtlak koji se javlja unutar spremnika, te kako bi podnio eventualne

sudare s drugim brodovima ili kopnom.

Najveću pozornost pri konstrukciji spremnika za prijevoz ukapljenog prirodnog plina treba

pridati zapljuskivanju fluida unutar spremnika. Naime, tijekom plovidbe brod se naginje, a

gibanje se prenosi na fluid unutar spremnika koji udara o stijenke spremnika. Na mjestima

udar javlja se povećani tlak koji moţe oštetiti stijenku ili čak toplinsku izolaciju spremnika.


17

Svaki tip spremnika zato prolazi zahtjevna ispitivanja na propuštanje i čvrstoću prije puštanja

broda u uporabu.

Tijekom razvoja tehnologije prijevoza ukapljenog prirodnog plina, javile su se mnoge

eksperimentalne konstrukcije spremnika, ali industrija je ubrzo isključila iz primjene sloţene i

zahtjevne projekte pa su se zadrţala dva tipa spremnika: samonosivi neovisni i

membranski spremnici. Podjela spremnika za skladištenje ukapljenog prirodnog plina

prikazana je na slici.

Sustavi se mogu podijeliti na:

1. samonosive sustave (Sferični neovisni tankovi i Prizmatični neovisni tankovi)

2. sustave sa membranom (Membranski tankovi)

U uvjetima konkurencije na trţištu su se uspjela odrţati samo četiri sustava koji su se

dokazali u eksploataciji i kojih se brodovlasnici i brodogradilišta uglavnom drţe. To su:

Samonosivi, neovisni spremnici

Samonosivi, neovisni spremnici su teške, čvrste strukture, izraĎene tako da mogu

izdrţati tlakove pri prijevozu ukapljenog prirodnog plina. Mogu bili oblika prizme ili kugle.

Trup broda je osmišljen tako da podrţava masivne spremnike.

Samonosivi znači da stijenka spremnika u potpunosti preuzima opterečenja koja se

unutar spremnika javljaju zbog tlakova, a neovisni znači da se grade neovisno o trupu broda i

da trup broda sluţi samo za preuzimanje njihove teţine. Projektirani su da u plinskom dijelu

spremnika izdrţe pretlak od 0,7 bar. U praksi se, medutim, predtlak unutar spremnika odrţava

ispod 0,25 bar. Dijele se na dva tipa: tip A i tip B i tip C. Spremnicima tipa A bio je potreban

potpuni sekundami zaštitni zid oko spremnika, budući da analize naprezanja nisu bile

precizno izraĎene. Spremnici ovog tipa su bili ugraĎeni u brodove Methane Princess i

Methane Progress, a izradila ih je, kao i brodove, tvrtka Conch. Oba su broda imala probleme

s istjecanjem ukapljenog plina prilikom testiranja. Ti su problemi, zajedno s potpuno

promašenom konstrukcijom trećeg broda, uzrokovali prestanak izrade prizmatskih Conch

spremnika.

Tip C (Cilindrični) - LPG


18

Spremnici tipa B se dijele na prizmatske i kuglaste (tzv. Moss spremnike). Na tim su

spremnicima obavljene sveobuhvatne analize naprezanja, pa oko spremnika nije potreban

potpuni sekundarni, već samo djelomićni zaštitni zid u obliku posude za skupljanje

ukapljenog plina u slučaju istjecanja, koja se nalazi ispod spremnika.

4.5. SUSTAV SA SAMONOSIVIM PRIZMATIČNIM SPREMNICIMA

Prizmatski spremnici (tip B)

U postojećoj svjetskoj floti brodova za ukapljeni prirodni plin, samo dva broda imaju

prizmatske spremnike tipa B. To su brodovi Polar Eagle i Arctic Sun. Oba su sagraĎena 1993.

godine i plove izmeĎu Aljaske i Japana.

Spremnici su izraĎeni od slitine aluminija ili od nehĎajućeg čelika. Unutar spremnika se

nalaze pregrade načinjene od ploča povečane krutosti. Jedna okomita na nju i zadaća joj je

smanjivanje zapljuskivanja ukapljenog plina tijekom plovidbe. U tu svrhu su na unutarnjoj

strani stijenke zavarena rebra za učvršćenje konstrukcije (Presjek prizmatskog spremnika tipa

B prikazan je na slici). Spremnici leţe na potpornjima koji preuzimaju vertikalno opterećenje

usljed teţine spremnika. Postoje i bočni potpornji koji preuzimaju bočno opterećenje koje se

javlja kada se brod naginje na stranu.Tijekom ukrcaja i iskrcaja ukapljenog prirodnog plina,

mijenja se temperatura spremnika, što je uzeto u obzir pri konstrukciji, pa je omogućeno

termičko širenje i stezanje spremnika.

Sustav izolacije sastoji se od ploča ekspandirane poliuretanske pjene i fleksibilnih brtvi koje

su izravno spojene na vanjsku površinu spremnika. Površina izolacije djeluje kao zaštitna

ograda, a posude za posušivanje koje su postavljene ispod dna, predstavljaju reduciranu drugu

pregradu. Prostor izmeĎu izolacije i brodskog trupa dostupan je za kontrolu i odrţavanje što

pridonosi visokom stupnju pouzdanosti ovih LNG spremnika. Podijeljeni su pregradama

uzduţno i poprečno, što otklanja probleme sloshinga pa nema ograničenja na visinu ukrcaja

tereta. Svi spremnici imaju dvije crpke, po jednu s obje strane nepropusne pregrade. Pregrade

imaju ventile koji omogućuju, u slučaju oštećenja jedne crpke, iskrcaj tereta pomoću druge.

Sustav izgaranja plina ima veliku fleksibilnost jer se količina plina prema kotlovima moţe

regulirati tlakom plina u spremnicima i potrebom za gorivom.


19

Slika 3.19. Sustav sa samonosivim prizmatičnim spremnicima

Slika 3.20. Presjek prizmatičnog spremnika tipa B

Sustav izolacije sastoji se od ploča ekspandirane poliuretanske pjene, pričvršćene na vanjski

zid spremnika razmjerno rasporeĎenim vijcima.

4.4.1 SUSTAVI SA SAMONOSIVIM SFERIČNIM SPREMNICIMA

Kuglasti spremnici (Mossovi spremnici)

Brodogradilište Moss Rosenberg Verft patentiralo je 1979. godine tehnologiju izrade

samonosivih, neovisnih, kuglastih spremnika. Finsko je brodogradilište Kvaerner Masa nakon

toga kupilo licencu za izgradnju brodova s ovim tipom spremnika, te se od tada ovi spremnici

nazivaju i Kvaerner-Moss spremnici (Tusiani, Shearer, 2007). Brodovi s Mossovim

spremnicima nemaju, zbog sferičnog oblika spremnika, u potpunosti iskorišten prostor u trupu

broda. To je negativno sa stajališta ekonomičnosti prijevoza, no ima i pozitivnu stranu zbog


20

jednostavnosti pregleda spremnika izvana. Kuglasti Mossovi spremnici su izraĎeni od ploča

legure aluminija te ploča čelika s 9% nikla, velikih debljina stijenke.

To su samonosivi spremnici koji imaju dvostruku stijenku i središnji prsten koji osigurava

integritet spremnika. Središnji prsten preuzima bočno opterećenje, a cilindar navaren na

prsten preuzima vertikalno opterećenje.

Gornji dio cilindra je od legure aluminija, a donji dio od čelika. Donji je dio cilindra navaren

na trup broda. Gornji aluminijski i donji čelićni dio cilindra spojeni su eksplozivnim varom.

Toplinska se izolacija sastoji od sloja izolacijskih ploča koje su pričvršćene na vanjsku

stijenku zakovicama. Ploče su načinjene od pjenaste smole fenola i poliuretanske

aluminijskim pločama.

Razvijeno je nekoliko različitih konstrukcija, zavisno od toga na koji je način riješeno

oslanjanje spremnika na dvostruku oplatu. Najveći komercijalni uspjeh od svih konstrukcija

ima Moss Rosenberg. Ekvatorijalni prsten je veza spremnika i nosača i predstavlja

najosjetljiviji dio sustava. Kod aluminijskih spremnika gornji dio nosača takoĎer je od

aluminija i spojen je s donjim čeličnim dijelom specijalno legiranim meĎuprstenom.

Svi noviji brodovi imaju spremnike od aluminija 5083-0. Za ovaj tip sustava

dopušteno je ukidanje druge pregrade na gornjem dijelu spremnika. Sekundarna pregrada je

ograničena na donji dio spremnika ispod kojeg se nalazi toplinski izolirana posuda, u koju

eventualna propuštanja dotječu kanaliziranim limovima, a prazne se crpkom. Prostor oko

spremnika podijeljen je na dva dijela: gornji dio i oko cilindričnog nosača i donji prostor

unutar cilindričnog prostora.

Izolacija se sastoji od ploča poliuretanske pjene, samonosiva je i pričvršćena

mnogobrojnim jednako rasporeĎenim vijcima. Budući da nije izravno povezana s površinom

spremnika, to omogućava otkrivanje mogućih propuštanja plina u meĎuprostoru i njegovo

nesmetano doticanje u donji dio sustava. Zaštitna oplata u meĎuprostoru od aluminijskih

ploča koje su integrirane s pločama poliuretanske pjene. Dilatacijske brtve izmeĎu ploča

ispunjene su komprimiranom izolacijskom vunom. Radi smanjivanja toplinskih gubitaka kroz

cilindrični nosač spremnika, nove gradnje imaju bimetalnu prelaznu brtvu (engl. Thermal

brake).

Prva generacija LNG tankera s ovim sustavom imala je pet spremnika promjera 36,6

metara i ukupnog kapaciteta 130000 m3. Noviji brodovi imaju po četiri spremnika promjera

39,46 metara kapaciteta 125000 m3.


21

Slika 4.7. Shema sustava Moss Rosenberg sa samonosivim sferičnim spremnicima

TABLICA 4.1. Karakteristike zone sustava Moss Rosenberg

Promjer

volumen

zona visina (mm) debljina(mm) težina (t)

7 1568 30

6 6013 28,5

5 9058 36

4U 2485 46

ekvator 1200 170

4L 2485 55

3 9053 46

2 6013 44

1 1568 47

Spremnik 607

Nosač 201

UKUPNO 808


22

Slika 4.9. Izgled Moss Rosenberg tankova na brodu

Na povratnom putovanju na ovim se sustavima, radi odrţavanja spremnika

ravnomjerno hladnima po cijeloj površini oni se rashlaĎuju ostavljenom količinom tereta. To

se ostvaruje sustavom za pulverizaciju, koji se sastoji od perforiranog cjevovoda smještenog

kruţno po gornjoj polovici spremnika. Cjevovod napaja jedna od crpki za posušivanje.

Tankovi tipa “C”

To su tankovi obično sferičnog ili cilindričnog (engl. Cylindrical) oblika sa

tlakovima na stijenke većim od 2 bara. Cilindrični tankovi mogu biti postavljeni

horizontalno ili vertikalno. Ovakav sustav čuvanja tereta se koristi za Gas Carrier-e tereta

pod polupritiskom i kod Gas Carrier-a sa teretom pod pritiskom.

U slučaju brodova za terete pod polu-pritiskom, tankovi se mogu koristiti i za potpuno

rashlaĎene terete, ako su tankovi graĎeni od čelika otpomih na niske temperature.

Tankovi tipa C graĎeni su u skladu sa pravilima za Gas Carrier-e i njihova opterećenja su

niţa u odnosu na druge vrste tankova. Zbog toga nije potrebna druga pregrada, a „Hold

Space“ moţe biti ispunjen inertnim plinom ili suhim zrakom.

U slučaju tipičnih brodova za teret pod potpunim pritiskom (gdje se teret prevozi pod

temperaturom okoline), tankovi mogu biti graĎeni za maksimalni radni pritisak od

otprilike 18 bar-a . Za brodove za terete pod polu-pritiskom teretni tankovi i oprema su

graĎeni za radni pritisak od otprilike 5 do 7 bar-a i vakuum od 0.5 bar-a. Čelik od kojeg su

graĎeni ovakvi tankovi moţe izdrţati temperature od -48º C za LPG ili -104º C za etilen.

„Fully pressurised“ brodovi: Pmax = 18 bar T = Tatm

„Semi-pressurised“ brodovi: Pmax = 5 – 7 bar / vacum = 0.5 bar

T = - 48 for LPG / - 104 za ethylene

„Ethylene carrier“ moţe se koristiti za prijevoz LPG

Teretni prostor se ispunjava sa Inertnim plinom ili suhim zrakom


23

4.4.2 SUSTAVI S MEMBRANOM

Drugi po uspješnosti sustav za prijevoz LNG-a jest onaj s membranom. Osnovu mu

čini tanka membrana od invara (Gaz Transport) ili od nehrĎajućeg čelika (Technigaz) koja je

u izravnom dodiru s teretom. Izolacija je smještena iza membrana, a štiti oplatu od niskih

temperatura te prenosi statička i dinamička opterećenja tereta na oplatu broda.

Spremnici membranskih sustava nisu samonosivi, a formirani su od membrana koje termičke

dilatacije kompenziraju bez naprezanja membrane.

Tip spremnika GT No. 96

Tip spremnika GT No. 96 se sastoji od dva sloja sanduka od šperploće u kojima se

nalazi materijal za toplinsku izolaciju (perlit); i dvije melalne membrane. Uloga metalnih

membrana je da sluţe kao primama i sekundarna prepreka istjecanju ukapljenog plina. Slojevi

melala i šperploće se izmjenjuju, tako da je primama membrana u kontaktu s ukapljenim

plinom, iza nje je sloj sanduka od šperploće, zalim sekundarna membrana, te na kraju drugi

sloj sanduka od šperploće koji je pričvršćen za trup broda. Melalne membrane, debljine 0,7

mm, načinjene su od Invara, legure ţeljeza i nikla, s udjelom ţeljeza 64% i nikla 36%. Ova je

legura izabrana zbog svojeg vrlo malog koeficijenla termičkog rastezanja. Presjek spremnika

GT No. 96 prikazanje na slici.


24

Slika 4.12 – Presjek izolacije sustava GT Gaz Transport – spremnika (model : No 96)

Tip spremnika Technigaz Mark III

Radi poboljšanja toplinske izolacije i korištenja raznih izolacijskih materijala Technigaz je

razvio Mark III sustav, koji koristi poliuretansku pjenu umjesto balse kao izolacjiskog

materijala, a Tripleks je trostruki sloj koji se sastoji od aluminijske folije izmeĎu dva sloja

tkanine od staklene vune. Spremnici Technigaz Mark III se sastoje od primame i sekundarne membrane, te topliaske

izolacije. Raspored membrana i slojeva izolacije je jednak onom kod tipa GT No. 96.

Primarna je membrana izradena od nehrĎajućeg čelika i naborana je kako bi se omogučilo

termičko rastezanje i skupljanje membrane. Debljina joj je 1,2 mm. Toplinska izolacija iza

primame membrane izraĎena je od slojeva sanduka od šperploće unutar kojih se nalazi

armirana poliuretanska pjena. Unutar izolacije nalazi se sekundama membrana, koja je

zapravo kompozitni malerijal načinjen od aluminijske folije i vlakana od fiberglasa. Presjek

spremnika Technigaz Mark III prikazan je na slici.


25

Slika Spremnik Technigaz Mark III

Tablica 1. Karakeristike membranskih spremnika GT No. 96 i Technigaz Mark III

Tip spremnika GTT CS1

Tip spremnika CS1 (Combined System 1), kojeg je projektirala tvrtka GTT, ne donosi

ništa revolucionarno u pogledu konslrukcije membranskih spremnika, već ujedinjuje

karakteristike spremnika No. 96 i Mark III. Primarna membrana koja je u doticaju s

ukapljenim prirodnim plinom je izraĎena od Invara, debljine 0,7 mm. Izolacija se sastoji od

dva sloja, izmeĎu kojih se nalazi sekundama membrana. Izolacija je izraĎena od drvenih

sanduka ispunjenih poliuretanskom pjenom. Sekundarna membrana je kompozitni materijal

načinjen od dva sloja mreţe od staklenih vlakana izmeĎu kojih se nalazi aluminijska folija. Na

slici je prikazan presjek spremnika GTT CS1.


26

Slika Spremnika GTT CS1

U tablici 2. prikazane su osnovne karakteristike spremnika

4.4.2.5. KARAKTERISTIKE MEMBRANSKIH SUSTAVA

Zbog sličnosti Gaz Transporta i Technigaz, opis opreme i instalacija ugraĎenih na

ovim brodovima moţe se izvesti paralelno. Ovdje će biti opisana instalacija na brodovima za

prijevoz 125000 m3 plina.

Spremnici su testirani na tlak od 0,245 bar i temperaturu -165°C, a ne podnose nikakav

podtlak, a imaju pretlak od 80 mbar. Ako je okolni tlak 990 mbar, u spremnicima se odrţava

na 1070 mbar, a ako je okolni tlak 1020 mbar, spremnici su na 1100 mbar. Spremnici tereta

integrirani su u strukturu broda i nalaze se izmeĎu strojarnice i pramčanog tanka goriva.

Odvojeni su poprečnim pregradama, a ograničeni dvostrukom oplatom i dvostrukim dnom.

Svaki spremnik ima na vrhu pozadi dom kapljevine s poklopcima za pristup u spremnik. Kroz

dom kapljevine polaze cjevovodi za ukrcaj i iskrcaj, temperaturne sonde, sonde mjerenja

razine i električni kabeli crpke za iskrcaj koje su smještene na dnu spremnika. Naprijed gore

na tanku nalazi se dom plina. Manji je doma kapljevine i omogućuje prolaz plina kroz

cjevovod i sigurnosne ventile. U spremnicima se nalaze po dvije električne crpke za iskrcaj,

crpke za posušivanje. Temperaturne sonde koje su razmještene po visini, ručni mjerači razine

s plovkom kapacitivni mjerač razine, alarm visine s plovkom i mjerač gustoće tereta.

Očitavanje i ispitivanje vrijednosti temperature, razine i gustoće je kompjuterizirano.


27

U prvom izolacijskom području iza membrane nalaze se cjevovodi razvoda dušika,

automatski sigurnosni ventili ispusta dušika i metana u slučaju eventualnog proboja

membrane, cjevovodi za uzimanje uzoraka za otkrivanje mogućeg propuštanja plin. Tu su

obično po dvije temperaturne sonde.

U drugom izolacijskom području takoĎer se nalazi cjevovod razvoda s dušikom sa

sigurnosnim ventilima, cjevovod uzimanja uzoraka otkrivanja propuštanja plina, temperaturna

sonda, sonda za otkrivanje vode u slučaju mogućeg prodora vode iz balasta. Izolacijska

područja drţe se pod pretlakom dušika 3-5 mbar.

Zbog sprječavanja sloshing-a kao posljedica niske razine tekućine u spremnicima, te mogućeg

ozbiljnog oštećenja membrana nivo tekućeg plina u spremnicima mora uvijek biti u

granicama kako je to prikazano na slici:

Armatura tanka

Pumpe za iskrcaj (2)

Pumpe za posušivanje

Temperaturne sonde – po visini

Senzori za mjerenje tlaka

Mjerači razine

Plovci za alarm visokog nivoa

Mjerači gustoće tereta

Armatura 1. izolacijskog područja

Cjevovod razvoda dušika ili suhog zraka (izolacijska područja pod pretlakom 3-5 mbar)

Aut.sig.ventili za ispust dušika ( 2N ) ili metan ( 4CH ) u slučaju proboja 1.membrane

Cjevovodi za uzimanje uzoraka

Temperaturne sonde (više njih)

Senzori za alarm u slučaju proboja

Armatura 2.izolacijskog područja

Cjevovod razvoda dušika ili suhog zraka

Aut.sig.ventili za ispust dušika ( 2N ) ili metan ( 4CH ) u slučaju proboja 2. membrane

Cjevovodi za uzimanje uzoraka

Temperaturne sonde (više njih)


28

Senzori za alarm u slučaju proboja

Senzori za slučaj proboja vode iz balasta

4.4.2.6. ISPITIVANJE NEPROPUSNOSTI MEMBRANSKIH SPREMNIKA

a) Ispitivanje nepropusnosti druge membrane sustava Technigaz-Mark I

Druga membrana sustava Mark I, koja je izraĎena od troslojnih drvenih ploča javorova

drveta, nepropusna je za tekući plin ali propusna za plin. Tu propusnost treba redovito

kontrolirati otprilike svako 3 godine.

Princip ispitivanja jest stvaranje razlike tlaka u prvom i drugom izolacijskom području

i mjerenje promjene tlaka u vremenu. Priprema ispitivanja sastoji se u osiguranju potpune

nepropusnosti drugog izolacijskog područja u odnosu na okolicu. Snaţnom vakuumskom

crpkom stvori se u drugom izolacijskom području podtlak od 530 mbar. Zaustavljanje crpke

označava početak testa. Rezultat ispitivanja jest krivulja porasta tlaka u drugom izolacijskom

području u odreĎenom vremenu. Dobivena krivulja usporeĎuje se s empirijski dobivenom

krivuljom i na osnovi toga donosi se zaključak o stanju ili propusnosti druge membrane.

Stupanj propusnosti karakteriziran je faktorom NPA (Normalized Prosity Area) , koji ne smije

biti viši od 14,15 cm2 za spremnike površine 5000 m

2.

U okviru ispitivanja potrebno je izmjeriti vrijeme za koje podtlak u drugom

izolacijskom području od 450 mbar opadne do vrijednosti 300 mbar. Izmjerena vrijednost

uvrštava se u izraz za izračunavanje NPA.

231021,1 m

tA

VNPA

sb

Gdje je :

V -volumen drugog izolacijskog područja

Abs -površina druge membrane

t -vrijeme

NPA -stupanj propusnosti druge membrane

Periodično praćenje stanja propusnosti druge membrane obuhvaća praćenje porasta

propusnosti u odnosu na ukupan broj toplinskih ciklusa od početka eksploatacije broda.

Toplinskim ciklusom smatra se promjena temperature sustava od -162°C te ponovno

zagrijavanje do 20°C.

b) Ispitivanja nepropusnosti prve membrane sustava Technigaz i Gaz Transport

Ispitivanje obuhvaća bojenje unutrašnjosti spremnika reaktivnom bojom i

ubrizgavanje smjese dušika i amonijaka ispod prve membrane. Moguća propuštanja na

unutrašnjosti spremnika izazivaju reakciju amonijaka i ostavljaju ljubičasti trag. U novije

vrijeme umjesto amonijaka upotrebljava se helij. Nepropusnost se moţe takoĎer ispitivati

ultrazvukom i infracrvenim kamerama. U oba slučaja u prvom u prvom izolacijskom području

mora se stvoriti podtlak od oko 500 mbar, dok je u spremniku tlak okolice. U slučaju

korištenja infracrvenih kamera, temperatura zraka u spremnicima mora biti viša od


29

temperature izolacijskog područja. Sva propuštanja odnosno strujanja zraka kroz membranu

registriraju se spomenutim sustavima.

4.6 USPOREDBA SUSTAVA ZA PRIRODNI PLIN

Iskustvo u eksploataciji sa sva četiri spremnika sustava je vrlo dobro. Dosada nije bilo

katastrofalnih oštećenja. UsporeĎivanjem sustava vidi se da svaki od njih ima odreĎene

specifične prednosti u odnosu na druge. Sustavi sa membranom bolje koriste prostor pa za

jednak kapacitet imaju manje dimenzije.

Zbog manje površine, sferični spremnici trebaju manje izolacije, ali im je ukupna

teţina s cilindričnim nosačima veća od sustava s membranom. Zbog većeg nadvoĎa, brodovi

sa sferičnim spremnicima trebaju veću snagu za propulziju, što znači veću potrošnju goriva i

slabije manevarske sposobnosti. U slučaju bočnog sudara ili nasukavanja, brodovi sa

sferičnim spremnicima u očiglednoj su prednosti.

Velika prednost sustava sa sferičnim i prizmatičnim spremnicima jest to da se izraĎuju

usporedno s konstrukcijom broda i zatim ugraĎuju, što smanjuje vrijeme isporuke broda.

Spremnici se konstruiraju pod kontroliranim uvjetima okolice. Kvalitetnija je kontrola za

vrijeme konstruiranja, dok je mogućnost kontrole membranskih sustava ograničena. Sustavi

sa samonosivim aluminijskim spremnicima mogu podnijeti veće tlakove plina te ga koristi

prema potrebi goriva. U slučaju oštećenja crpki, tlak se moţe koristiti za iskrcaj tereta.

Prednost ovih sustava je i da mogu biti punjeni do bilo koje visine, za razliku od membranskih

sustava kod kojih se mora striktno poštovati visina tekućine u spremnicima. Ako se zbroje

prednosti i nedostaci svih sustava vidi se da su:

Prednosti samonosivih sustava sa sferičnim spremnicima:

manji rizik oštećenja pri sudaru ili nasukavanju

povoljniji uvijeti gradnje (nezavisno od trupa broda) i bolja kontrola gradnje

bolja mogućnost kontrola

mogućnost punjenja do svih visina

oblik omogućuje bolje sakuplanje tereta, veća mogućnost skupljanja isparenog

plina, bolja kontrola iskrcaja

mogućnost iskrcaja tereta bez crpki

podnose veće tlakove

Prednosti membranskih sustava:

manje dimenzije

manja potrebna propulzijska snaga

manja potrošnja goriva

manje nadvoĎe

veći kapacitet kapaciteti za Membranski tip konstantno mijenjaju i rastu tako da danas imamo

narudzbe za brodove kapaciteta i do 260 000 m3

, dok postoji konstrukcijski

problem za Moss tip gdje su dimenzije i kapacitet dosegli svoj maksimum.


30

MATERIJALI ZA IZRADU TANKOVA TERETA

Zbog niskih temperatura tereta i zahtijevanih mehaničkih svojstava materijala na tim

temperaturama moguće je za izradu tankova tereta koristiti slijedeće materijale:

Veličina skladišnog prostora brodova za ukapljeni prirodni plin

Veličina skladišnog prostora brodova za ukapljeni prirodni plin se povečavala od početka

gradnje tih brodova. Nakon što je 1970. godine zatvoren Sueski kanal, počeo je razvoj i

izgradnja većih brodova zbog toga što je prijevoz plina brodovima isplativiji na veće

udaljenosti. Uz to se i potraţnja za ukapljenim prirodnim plinom jako povečavala. U tom je

razdoblju skladišni prostor sa 70000 m3 povećan na 140000 m

3, što je sve do nedavno ostala

gornja granica. Veličina broda je odreĎena i lukom u kojoj se iskrcaje ukapljeni plin. Tako je

brod nove generacije zapremnine 210000 m3 , tip Q-flex, prilagoĎen za pristajanje u gotovo

svim većim lukama gdje se nalaze terminali za uplinjavanje ukapljenog prirodnog plina, pa

mu otuda i naziv „Flex" od engleske rijeci „flexible". U svijetu trenutno postoji dvadeset i

osam Q-flex brodova, a ugovorena je izgradnja jos jednog do 2012. Godine. Svi Q-flex

brodovi su u vlasnistvu katarskih tvrtki. Q-flex brodovi pogonjeni su diesel motorima.

Opremljeni su sustavom za ponovno ukapljivanje isparenog plina. Tip spremnika u Q-flex

brodovima je membranski. Veličina skladišnog prostora im je izmeĎu 209000 m3 i 217000

m3.

Brodovi za ukapljeni prirodni plin tipa Q-max takoĎer su u vlasništvu katarskih tvrtki, a dosad

ih je izgraĎeno devet. Veličina Q-max brodova ograničena je veličinom luke Ras Laffan u

Kalaru. Još je pet Q-max brodova naručeno. Skladišni prostor im je izmedu 255000 m3 i

266000 m3. Spremnici su membranski, a brodovi se pokreću diesel motorima. TakoĎer su

opremljeni sustavom za ponovno ukapljivanje isparenog plina.


31

Povečanje volumena skladišnog prostora

Na slici je prikazano je povečanje volumena skladišnog prostora brodova za ukapljeni

prirodni plin s vremenom, a u tablici 4., podjela brodova za ukapljeni prirodni plin ovisno o

veličini skladišnog prostora za membranske i kuglaste tipove spremnika.

Tablica. Podjela brodova za ukapljeni prirodni plin po veličini skladišnog prostora za

membranske i kuglaste tipove spremnika

*Navedeni se podaci temelje se na različtim izvorima. Svako brodogradilišie ima neznatno

različite specifikacije, koje se mijenjaju ovisno o tipu spremnika. Svi Q-flex i Q-max brodovi

imaju ugraden sustav za ponovno ukapljivanje isparenog plina, pa za njih nije navedena

količina isparenog plina


32

3 .0 . OPE R A CI J E ZA U KR C A J I I S KR C A J L N G

PL I N A N A BR OD U

SUSTAV ZA UKAPLJIVANJE I OPREMA ZA RUKOVANJE TERETOM

Sustav rukovanja teretom na brodovima za prijevoz ukapljenih plinova je odreĎen brojnim

operacijama u vezi s ukrcajem i iskrcajem kao i tretiranjem tereta tijekom plovidbe.

Kada se ukapljeni plin prevozi potpuno ili djelomično pothlaĎen, toplina iz okoline prodire kroz

izolaciju u tankove tereta i uzrokuje isparavanje tekućine. Te se pare tereta mogu tretirati na različite

načine.

Kod LPG i etilenskih brodova, pare tereta se ponovno ukapljuju rashlaĎivanjem i vračaju u tank.

LNG brodovi nisu opremljeni postrojenjem za ukapljivanje jer je to postrojenje na tim brodovima

komplicirana i skupo pa se ispareni teret koristi kao pogonsko gorivo.

RADNI POSTUPCI

Radni postupci na brodovima za prijevoz ukapljenih plinova su odreĎeni brojnim operacijama

u svezi ukrcaja , iskrcaja i odrţavanja tereta tijekom plovidbe, kao i vrstama tereta koje

prevoze. Neki od plinova pod odreĎenim uvjetima mogu kemijski reagirati s okolinom pa je

neobično vaţno prije ukrcaja atrnosferu u tankovima prilagoditi odreĎenom teretu, naročito

prilikom promjene tereta.

Zbog navedenog, potrebno je da brodar dade precizna upustva o stanju tankova po dolasku u

luku, za sve plinove koji se nalaze na brodu kao i o samom brodu zbog ukrcaja.

U radne postupke spada:

Inspekcija tankova

Sušenje

Inertiranje

Purgiranje inertnih plinova parama tereta

PothlaĎivanje tankova

Ukrcaj

Odrţavanje tereta tijekom plovidbe

Iskrcaj

Mijenjanje tereta

Cijela kontrola operacija sa plinom vrši se iz „Kontrolne sobe“ koja je opremljena

alarmnim, kontrolnim, sigurnosnim, telekontrolnim i komunikacijskim ureĎajima za pravilno,

sigurno i pregledno rukovanje operacijama na LNG tankerima. Kontrolna soba smještena je s

desne strane, na sredini ili u nadgraĎu broda.

Najvaţniji ureĎaji koji se nalaze u kontrolnoj sobi su:

sinoptika cjevovoda tereta i ventila

prekidači crpki za iskrcaj

sinoptika balastnih cjevovoda i ventila

load master kompjutor

prijamni moduli otkrivanja plina u zraku alarmima


33

analizatori (2) otkrivanja plina u izolacijskim područjima

kopjutorskim sustav kontrole razine, temperature i gustoće tereta

sustav za sigurnosno zatvaranje zasuna (emergency shut down system)

pokazivač tlaka i temperature izolacijskih područja

pokazivač tlaka i razine u spremnicima

alarmi otkrivanja vode u drugom izolacijskom području.

INSPEKCIJA TANKOVA

Za brodove koji dolaze direktno iz brodogradilišta ili s remonta, prije bilo kakve operacije s

teretom, tankovi tereta koji su prazni, zagrijani na ternperaturu okoline i ispunjeni zrakom,

moraju se temeljito pregledati i očistiti te pregledati da li je sva potrebna oprema propisno

osigurana.

Tek kada inspekcija bude kompletno završena tankovi tereta se zatvaraju i moţe početi

postupak sušenja.

SUŠENJE

Sušenjem sistema tereta uklanja se vodena para i zaostala vlaga iz tankova, pumpi i

cjevovoda. Smrznuta voda u pumpama i ventilima moţe rezultirati njihovim zastojem i

oštećenjem a u tankovima moţe rezultirati stvaranjem hidrata u doticaju s pojedinim teretima.

Jedna od metoda sušenja se zasniva na propuhivanju sistema suhim zrakom. Kompresorima se

siše vlaţni zrak i vodi do rashladnika u kojem hlaĎenjem zraka kondenzira vodena para iz

vlaţnog tanka. Zatim se zrak zagrijava na temperaturu okoline i vrača kroz sistem u tank.

Proces kontinuirano traje dok postotak vlage ne bude u skladu s propisanim vrijednostima.

Za sušenje sistema moţe se koristiti inertni plin kada je sušenje sastavni dio procesa

inertiranja. Ova metoda ima prednosti jer se istovremeno smanjuje količina vlage i uspostavlja

inertna atmosfera u tanku.

Nedostatak ovog sistema je relativno velika potrošnja inertnog plina.

INERTIRANJE TERETNOG PROSTORA

Nakon sušenja, zrak iz tankova , cjevovoda i pripadajuće opreme mora se zamijeniti inertnim

plinom. Primarna svrha inertiranja je sprječavanje nastajanja eksplozivnih smjesa tijekom

ukrcaja para tereta. Za tu svrhu, koncentracija kisika se mora reducirati s 21 % na maksimalno

5 %.

Drugi razlog inertiranja je taj što se za neke od mnogih kemijskih reaktivnih plinova, npr.

vinil klorid, zahtijeva koncentracija kisika manja od 0.1 % da se izbjegne kemijska reakcija

kisika s nadolazećim pararna tereta.

Za etilen, sadrţaj kisika ne smije biti manji od 0.5 % da bi se osigurala kemijska čistoća i ne

manji od 0.3 % za butanid da se spriječi polimerizacija i formiranje peroksida.

Postoje dva postupka za inertiranje tankova tereta: istiskivanje i razrjeĎivanje. Metoda

istiskivanjem se zasniva na upuhivanju «teţeg» inertnog plina ispod «lakšeg» plina u tanku

malom brzinom da se spriječi turbulencija. Lakši plin s vrha tanka se istiskuje u atmosferu.

Prednost ove metode je mala potrošnja inertnog plina i relativno kratko vrijeme potrebno za

inertiranje. RazrjeĎivanje se vrši upuhivanjem inertnog plina i miješanje s plinom u tanku.


34

Kako nije moguće idealno istiskivanje ni idealno razrjeĎivanje najefikasnija je kombinacija

istiskivanja i razrjeĎivanja kada su tankovi pod vakumom.

Inertni plin različitih količina i kvalitete se moţe dovoditi s obale ili moţe biti proizveden na

brodu različitim metodama kao sto su:

- Izgaranjem goriva u generatorima inertnog plina

- Razgradnjom amonijaka i naknadnim izgaranjem produkata razgradnje

- Dobivanje čistog dušika ukapljivanjem i frakcionom desilacijom zraka

- Isparavanjem tekućeg dušika uskladištenog u bocama pod tlakom

- Nitrogen je kao inertni plin i koristi se za pročiščavanje kod LNG idrugih petrokemijskih

postrojenja u cilju odstranjivanja kisika, te izbjegavanja mogućeg poţara i eksplozije

Operacije ubrizgavanja inertnih plinova ili čišćenje mogu se vršiti na moru ukoliko je

brod za to opremljen ili u luci. Čišćenje plinova ispuhivanjem za vrijeme dok je brod vezan u

luci strogo je zabranjeno, pa bi terminali trebali biti opremljeni cjevovodom za povrat plinova.

Svrha inertiranja spremnika je sprječavanje miješanja zraka sa parom opasnih tereta i

da bi se otklonila opasnost od eksplozije, koja bi se mogla dogoditi u smjesi metana i zraka za

vrijeme inertiranja mora se stalno kontrolirat količina kisika u tanku. Koncentracija kisika

nakon završenog inertiranja ne smije prijeći 5% volumena i normalno bi trebala biti u rasponu

od 1.5-2% Inertiranjem se istiskuje suhi zrak koji se nalazi u spremnicima.

Na slici 3.1. prikazan je dijagram izvoĎenja operacija inertiranja s postocima plina i

kisika koji se moraju poštovati.

Kako bi se izbjegla opasnost od poţara i eksplozije na LNG tankerima, atmosfera

teretnih tankova ni u kojem trenutku ne smije sadrţavati eksplozivnu smjesu prirodnog plina i

kisika. Odnos metana, kisika i inertnog plina prikazan je na slici 3.1.

Os apscisa predstavlja smjesu inertnog plina i metana, bez prisutnosti kisika, a os ordinata

smjesu kisika i inertnog plina, bez prisutnosti metana. Krajnja točka osi ordinata C, s

koncentracijom kisika od 20,9% i bez prisutnosti metana, predstavlja običan zrak. Svaka

točka na dijagramu predstavlja odreĎenu koncentraciju metana, kisika i inertnog plina,

izraţenu u postocima volumena. Primjerice, točka X predstavlja smjesu od 4% kisika, 10%

metana i 86% inertnog plina (ostatak). Vaţno je napomenuti da je potrebna minimalna

koncentracija kisika od 12,2%, u bilo kojoj smjesi, da bi proces izgaranja uopće bio moguć.

Nakon operacije zagrijavanja, u teretnim tankovima nalazi se plinovita smjesa metana i

ostalih plinova iz tablice 1, koju pribliţno predstavlja točka B (slika 23), no zbog nedostatka

kisika i koncentracije metana iznad gornje granice eksplozivnosti, proces izgaranja nije

moguć. Ukoliko bi se u tom trenutku u tankove počeo upuhivati čisti zrak, sastav atmosfere

mijenjao bi se po duţini BC , i u trenutku kad bi se koncentracija metana spustila ispod 14,0%

volumena (gornja granica eksplozivnosti), svaki izvor plamena u tanku izazvao bi eksploziju

katastrofalnih razmjera. Površina prikazana trokutom ΔDEF prikazuje zapaljive smjese

metana i kisika, i ukoliko sastav atmosfere odgovara bilo kojoj točki iz tog trokuta, postoji

opasnost od eksplozije.

Kako bi osigurali da se, za vrijeme prozračivanja teretnih tankova, atmosfera ni u jednom

trenutku ne naĎe u zapaljivoj zoni ΔDEF, potrebno je inertiranjem sniziti koncentraciju

metana u tanku. Inertiranjem se u tankove postupno upuhuje inertni plin, koji sadrţi oko 0,5%

kisika, pri čemu se koncentracija metana smanjuje po duţini HB (slika 3.1.). U trenutku kada

koncentracija metana u atmosferi tanka padne ispod 14% moguće je započeti prozračivanje

upuhivanjem čistog zraka. Do trenutka kada koncentracija kisika u atmosferi tanka dosegne

13% volumena, koncentracija metana već će biti ispod donje granice eksplozivnosti i duţina


35

HC , koja prikazuje sastav atmosfere za vrijeme prozračivanja, samo će tangirati opasno

područje. Duţina GC predstavlja kritične smjese metana i kisika, jer sve smjese, koje se

nalaze lijevo od nje, nisu sposobne za proces izgaranja.

Teoretski bi bilo nuţno inertiranjem smanjiti koncentraciju metana u tanku samo ispod

gornje granice eksplozivnosti, prije operacije prozračivanja. MeĎutim, moţe se dogoditi da

miješanje inertnog plina i metana nije homogeno unutar cijelog tanka. Uvijek postoji opasnost

od akumulacije metana ispod pregrada i unutar slijepih prostora u tanku, pa se inertiranje u

praksi nastavlja sve dok se koncentracija metana u tanku ne spusti ispod 2% volumena. Tada

sa sigurnošću moţemo ustvrditi da je potpuno sigurno započeti upuhivanje zraka u tankove,

bez opasnosti od stvaranja eksplozivne smjese.

U slučaju odlaska broda na suhi dok ili da osoblje ulazi u spremnike istom se

instalacijom u spremnike upuhuje suhi zrak dok postotak O2 i CO ne doĎe u zadovoljavajuće

područje. Pri ovoj operaciji metan se ispušta preko ispusnog jarbola u zrak.

Slika 3.1 Dijagram eksplozivnosti / Dijagram operacije inertiranja

Za razliku od ostalih brodova koji za inertiranje tankova koriste ispušne plinove iz brodskih

kotlova, inertni plin na LNG tankerima proizvodi posebno konstruirano postrojenje.

Postrojenje za proizvodnju inertnog plina (Inert Gas plant, IG plant) proizvodi inertni plin

kontroliranim izgaranjem lakog dizelskog goriva s malim postotkom sumpora.

Kapacitet klasičnog postrojenja na LNG tankeru Moss-Rosenbergove izvedbe je oko

5000m3/h, uz potrošnju od 400kg dizel goriva na sat. Specifična priroda LNG–a i brodova za

njegov prijevoz, zahtijevaju inertni plin posebne čistoće, bez vlage i primjesa sumporovih i

dušikovih spojeva, koji u dodiru s vodom mogu stvoriti korozivne spojeve. Sastav inertnog

plina, proizvedenog u posebnom postrojenju LNG tankera, prikazan je u tablici 3.


36

Tablica 3 – Sastav inertnog plina LNG tankera

generatora u kojem izgara dizel gorivo

Rootovih puhala (2) , dobave 12 000 m3/h i tlaka 250 mbar

toranj za pranje

sustav za ohlaĎivanje s kompresorom i isparivačem freona R22

sušila ispunjenih kuglicama aktivnog aluminija.

Točka rosišta inertnog plina je -45°C, a postotak kisika treba biti 4%. Postupak

proizvodnje inertnog plina traje 48 sati.

Načelo rada postrojenja za proizvodnju inertnog plina prikazano je na slici 24. Pumpa

dizel goriva opskrbljuje postrojenje gorivom pri konstantnom tlaku od 10 bara, koji se

odrţava regulacijskim ventilom. Izgaranje smjese lakog dizel goriva i zraka odvija se u

posebnom loţištu, zaštićenom duplom oplatom i vodenom košuljicom. Sustav za upravljanje

postrojenjem nadzire koncentraciju kisika u proizvedenom plinu, i u slučaju odstupanja od

dopuštene vrijednosti od 0,5 do 1,0% volumena, prigušuje recirkulacijski ventil kompresora

zraka. Recirkulacijski ventil kontrolira protok zraka prema loţištu, čime se regulira sastav

smjese zraka i goriva, a samim time i proces izgaranja. Bitno je tokom proizvodnje

koncentraciju kisika drţati iznad 0,5% volumena, jer u slučaju niţeg postotka kisika, dolazi

do nepotpunog izgaranja i proizvodnje značajne količine čaĎe i ugljik monoksida.

Nakon izgaranja u loţištu, inertni plin prolazi kroz pročistač, gdje prolazi proces

pročišćavanja i hlaĎenja u kontaktu sa suprotnim mlazom morske vode (slika 24). Morsku

vodu za pročistač i vodenu košuljicu loţišta dobavlja posebna pumpa kapaciteta oko

1000m3/h pri tlaku od 2 bara ili čak jedna od balastnih pumpi, ovisno o konstrukciji broda.

Prolaskom kroz pročistač, inertni se plin hladi na temperaturu od otprilike 3C iznad

temperature morske vode i oslobaĎa većine korozivnog sumporovog oksida (SO2). MeĎutim,

nakon izlaska iz pročistača, inertni plin je skoro 100% zasićen vodenom parom i sadrţi veliku

količinu vodenih kapljica, koje su nepoţeljne u teretnom sustavu. Prolaskom kroz separator,

iz inertnog se plina odvajaju slobodne kapljice vode.

Sušenje inertnog plina i daljnje odvajanje vlage odvija se u dva stupnja. U prvom stupnju

inertni plin prolazi kroz hladnjak, gdje u dodiru s rashladnim freonom R417A, dolazi do

hlaĎenja i zasićenja inertnog plina vodenom parom.

Vodena se para kondenzira na rashladnim cijevima hladnjaka i odvodi izvan broda

posebnim cjevovodom. Inertni plin na izlasku iz hladnjaka ima temperaturu rosišta od oko

5C. Drugi stupanj sušenja sastoji se od adsorbera napunjenog aluminom i silica gelom.

Alumina i silica gel su higroskopni materijali, koji za sebe veţu vlagu iz inertnog plina, koji

Kemijski

element

Oznaka

elementa Udio/%

Kemijski

element

Oznaka

elementa Udio/ppm

Dušik N2 85,0 Ugljik monoksid CO 100

Ugljik dioksid CO2 14,0 – 14,5 Dušikovi oksidi NOX 65

Kisik O2 0,5 – 1,0 Sumporovi oksidi SOX 2

Temperatura rosišta –45ºC Količina čaĎe po ljestvici

Bacharacha, 0 do 9 0


37

struji kroz adsorber (slika 24). Adsorber se sastoji od dvije jedinice kojima rukuje sustav

automatskog upravljanja. Dok jedna jedinica suši inertni plin, druga se regenerira prolaskom

vrućeg zraka pri temperaturi od 180 do 190C, koji za sebe ponovo veţe vlagu iz alumine i

silica gela, i time suši adsorber. Adsorber samostalno radi u ciklusima od 4 do 5 sati i postiţe

temperaturu rosišta inertnog plina od –45C.

Slika 24 – Shematski prikaz postrojenja za proizvodnju inertnog plina

Kompresor inertnog plina tlači inertni plin prema teretnom sustavu, pri tlaku od oko 0,3

bara. Prije ulaska u sami teretni sustav, paramagnetski analizator provjerava postotak kisika u

inertnom plinu. Ukoliko je postotak kisika izvan dozvoljenih granica, sustav automatskog

upravljanja zatvara dobavu inertnog plina na palubu i ispušta defektni inertni plin u atmosferu

(slika 24). Djelovanjem na recirkulacijski ventil kompresora zraka, sustav automatskog

upravljanja poboljšava proces izgaranja i proizvodi inertni plin ţeljene kvalitete.


38

Na palubi se nalaze filtri inertnog plina, koji se sastoje od fine mreţice sa 60 do 80 otvora

po inču duţine (mash 60, 80). Zadaća filtra je spriječiti ulazak krutih primjesa inertnog plina u

unutrašnjost teretnog sustava. Krute primjese uglavnom potječu od komadića hrĎe iz

unutrašnjosti cjevovoda i smrvljene alumine i silica gela iz adsorbera. Indikatori tlaka na

ulazu i izlazu iz filtra koriste se za provjeru protoka i prohodnosti filtra (slika 24).

Nakon procesa proizvodnje i pročišćavanja, inertni plin pri temperaturi od 20 do 40C

ulazi u teretni sustav. Pošto je inertni plin dosta teţi od para prirodnog plina (koje imaju

koeficijent gustoće od 0,55 u odnosu na zrak), za dobar proces inertiranja potrebno je inertni

plin upuhivati u dno teretnog tanka. Na taj se način teţi inertni plin akumulira na dnu, dok se

lakše pare prirodnog plina, preko cjevovoda pare tereta na vrhu tanka, ispuštaju u atmosferu

(slika 25). Na ovaj se način operacija inertiranja obavlja metodom istiskivanja (displacement

method), uz minimalno miješanje atmosfere.

Tokom operacije inertiranja poţeljno je drţati što niţi tlak u tankovima, kako bi se

pospješio kapacitet kompresora inertnog plina. Savjetuje se čak pokrenuti i jedan kompresor

velike dobave, kako bi se tlak u tanku drţao izmeĎu 15 i 20 milibara. Za vrijeme operacije

potrebno je svakih sat vremena mjeriti koncentraciju prirodnog plina u tanku. Za tu svrhu na

kupoli tanka postoje cjevčice za uzorke, koje se proteţu na različite visine unutar tanka.

Pomoću detektora zapaljivog plina (combustible gas meter) provjerava se koncentracija

prirodnog plina na različitim visinama u unutrašnjosti tanka. Čim se koncentracija prirodnog

plina u tanku spusti ispod 2% volumena, smatra se da je operacija inertiranja uspješno

obavljena i da je sigurno započeti prozračivanje teretnih tankova.

Iako inertni i prirodni plin imaju različite gustoće, do odreĎenog miješanja ipak dolazi, pa

je za dobro inertiranje potrebna izmjena otprilike dvostrukog volumena teretnih tankova, za

što je na LNG tankeru Moss–Rosenbergove izvedbe potrebno otprilike 48 sati.

Tokom operacije inertiranja vrlo je vaţno u potpunosti osloboditi od zapaljivog prirodnog

plina sve elemente teretnog sustava. Na kupoli tanka nalaze se sigurnosni ventili, izvodi

sustava za mjerenje razine tereta, spojevi za manometre i sigurnosne ventile (slika 3) koji se

nalaze u samom vrhu tanka, iznad usisa cjevovoda pare tereta (slika 25). Kako ne bi došlo do

opasne akumulacije manje količine prirodnog plina, svi takvi dijelovi opreme imaju posebne

čepiće za propuhivanje. Čim se mjerenjem utvrdi da je u samoj kupoli tanka koncentracija

prirodnog plina ispod 2% volumena, sve čepiće, manometre i sigurnosne ventile potrebno je

otvoriti i propuhati inertnim plinom iz tanka. Propuhivanje opreme obično traje desetak

minuta, pošto se radi o relativno malom volumenu. Čim se mjerenjem utvrdi da iz opreme

izlazi inertni plin, čepići i manometri mogu se vratiti na mjesto.

Prije zaustavljanja postrojenja za proizvodnju inertnog plina, potrebno je još inertirati i

brodske cjevovode, u kojima se isto tako nalazi zapaljivi prirodni plin. Pošto LNG cjevovod

opskrbljuje teretni sustav inertnim plinom, potrebno je samo skinuti slijepe zaklopke i na

kratko otvoriti ventile na kolektoru, kako bi se zaostali prirodni plin iz LNG cjevovoda

ispustio u atmosferu. Otvaranjem ventila koji na kolektoru spajaju LNG cjevovod i cjevovod

za pothlaĎivanje, moguće je propuhati čitav cjevovod za pothlaĎivanje, sve do samih sapnica.

Prilikom propuhivanja tlačnog cjevovoda pumpi, treba voditi računa da se tlačni ventil ne

otvara preko 25%, kako ne bi došlo do brzog strujanja inertnog plina kroz pumpu. Vrtnja

pumpe zbog prolaska suhog inertnog plina moţe izazvati oštećenje leţaja zbog nedostatka

podmazivanja.


39

Inertiranje cjevovoda pare tereta obavlja se na sličan način. Potrebno je nakratko otvoriti

ventile na kolektoru i skinuti slijepe zaklopke. Otvaranjem svih ventila u kompresorskoj

stanici obavlja se inertiranje kompresora, zagrijača i isparivača. Inertiranje cjevovoda traje

svega 10–tak minuta, pošto ukupni volumen svih brodskih cjevovoda rijetko prelazi 100m3,

dok je kapacitet postrojenja za proizvodnju inertnog plina oko 5000m3/h.

Tek nakon što su svi dijelovi opreme: cjevovodi, kompresori i zagrijači inertirani i sadrţe

manje od 2% volumena prirodnog plina, moţe se zaustaviti postrojenje za proizvodnju

inertnog plina. Brod je tada potpuno inertiran i više se ne smatra brodom za prijevoz opasnih

tereta (dangerous cargo vessel). Isto tako moguće je započeti s radovima na palubi i teretnom

sustavu, koji uključuju zavarivanje i korištenje alata za rezanje čelika, uz uobičajene mjere

sigurnosti.

Zadovoljavajući sastav inertuog plina proizvedenog generatorom inertuog plina moţe se

postići samo kada generator radi u optimalnim uvjetima. MeĎutim, iako inertni plin neće

podrţati gorenje, nećistoće, ugljični dioksid, ugljični monoksid i sumpor dioksid mogu

kemijski reagirati kod nekih plinova i zato je nepogodan za te plinove. To je naročito slučaj

kod amonijaka, koji reagira sa ugljičnim dioksidom formirajući karbonat, bijeli kristalni prah

koji moţe uzrokovati blokiranje ureĎaja za regulaciju i druge opreme. Sadrţaj ugljičnog

dioksida moţe se reducirati u dodatnom pročistaću, ali je za rad s amonijakom ipak

neprihvatljiv.

Upotreba čistog dušika za inertiranje je skuplja, ali je dušik tehnički i općenito prihvatljiviji i

pogodan za purgiranje svih plinova. Dušik se općenito dobiva sa kopna i skladišti, dok neki

brodovi imaju i postrojenje za proizvodnju dušika.

MeĎutim količina dušika proizvedenog na brodu nije dostatna za inertiranje svih tankova.

Prvenstveno je namijenjen za inertiranje meĎubarijemih prostora, a za tankove se koristi dušik

s kopna ili inertni plin dobiven u generatorima.

Zbog strogih mjera zastite okoline, odnosno sprječavanja onečišćenja zraka u lukama,

vakumiranjem tankova smanjuje se količina inertnog plina koji se ispušta u atmosferu.


40

Slika 25 – Inertiranje teretnih tankova

PURGIRANJE INERTNIH PLINOVA PARAMA TERETA

Inertni plin se istiskuje iz tankova pomoću para tereta koje se dovode u tank na temperaturi

okoline. Istiskivanje se vrši sve dok se na ispustu tanka ne detektiraju pare tereta.

Inače, purgiranje parama tereta je potrebno jer na temperaturi tereta, inertni plin odnosno

dušik i ugljični dioksid su iznad svoje kritične temperature i ne mogu se ukapljiti u

postrojenju za ukapljivanje.

Kod brodova koji prevoze ukapljeni plin u potpuno rashlaĎenom ili polustlačenom stanju

obično je moguće purgiranje parama tereta još na moru. Ti brodovi su opremljeni s palubnim


41

spremnicima koji sadrţe isti ukapljeni plin kao i teret koji će se prevoziti. Ukapljeni plin iz

palubnih spremnika vodi se u isparivač, gdje isparava, a zatim upuhuje kroz vrh ili dno tanka i

istiskuje inertni plin.

Drugi način, dobave para tereta je s terminala na kopnu.

STAVLJANJE SPREMNIKA POD TLAK PLINA

Kod ovog postupka dolazi do istiskivanja inertnog plina koji se zamjenjuje metanom.

Na taj način se odstranjuje mogućnost kondenziranja vlage pri hlaĎenju spremnika. Tekući

plin dolazi na brod, prolazi kroz isparivač i zagrijač i zatim ide prema spremnicima. Plin se

uvodi preko domova plina s vrha spremnika dok inertni plin izlazi preko cjevovoda ukrcaja na

dno spremnika, pri čemu razlika gustoća bitno pridonosi izmjeni. Pri ovoj operaciji brod je

spojen s instslalacijom na zemlji preko traversa tj. platforma za iskrcaj na sredini broda na

kojoj se spajaju brodski cjevovodi s hidrauličkim pokretnim cjevovodima terminala.

Operacija traje 12 sati

Slika 3.4. Shema operacije stavljanja spremnika pod tlak plina

POTHLAĐIVANJE TANKOVA

Svrha ove operacije je polagano sniţavanje temperature u unutrašnjosti spremnika.

PothlaĎivanje tankova tereta kao i cijelog sistema na brodovima koji prevoze teret u

rashlaĎenom stanju je nuţno da se reduciraju naprezanja u strukturi uzrokovana lokalnim

temperaturnim razlikama. Nakon purgiranja parama tereta stijene tankova imaju mnogo veću

temperaturu od tereta koji će se ukrcati.

Najraširenija metoda pothlaĎivanja tankova je da se purgiranje vrši ukapljenim plinom koji se

ubrizgava kroz sapnice na vrhu tanka. Raspršeni ukapljeni plin isparava oduzimajući toplinu

stjenkama tanka. Proces teće sve dokle se na dnu tanka ne formira tanak sloj ukapljenog plina.


42

Vrijeme pothladivanja je odredeno brodskim postrojenjem za ukapljivanje a tipičan odnos je

od 3-6°C na sat. Većini velikih brodova za prijevoz tereta u potpuno pothlaĎenom stanju,

kojima su tankovi prazni, su potrebna dva dana za purgiranje i pothlaĎivanje. Kad brod u

balastu dolazi u luku za ukrcaj ili ostane više dana na sidru spremnici se ugriju na temperaturu

iznad dopuštene za ukrcaj LNG-a. Zbog toga se namjemo ostavi manja količina tereta tekućeg

LNG-a u tankovima pomoću kojeg se tankovi odrţavaju pothlaĎeni. Tekući plin se crpkom za

iskrcaj cjevovodom raspršuje po spremnicima. Operacija se vrši neposredno prije ulaska u

luku da bi brod bio spreman za ukrcaj.

Već pri hlaĎenju plin moţe početi izgarati u kotlovima.

Ukoliko je brod spojen na terminal, ukapljeni plin dolazi s terminala pod tlakom od 3

bar i cjevovodom raspršivanja ide u spremnik. Raspršivanje se obavlja po obodu vrha

spremnika. Spremnici se hlade 10°C/h dok se ne postigne temperatura -145°, kad se moţe

početi sa ukrcajem tereta. Tlak plina njima regulira se kompresorom terminala, kojim se višak

plina vrača na terminal. HlaĎenje traje oko 16 sati.

Slika 3.5. Shema operacije hlaĎenja spremnika

UKRCAJ TERETA

Nakon što se temperatura stjenki tanka snizi do potrebnih vrijednosti, zapčnje se s ukrcajem

tereta. Teret se ukrcava preko traverza kojima se hidraulički pokretni cjevovodi spojeni s

brodskim cjevovodima brzo zatvornim zasunima. Kontrolu nad tim zasunima imaju brod i

terminal. Prije operacije obavezno se testira zatvaranje zasuna aktiviranjem nekih od

sigurnosti (Emergency Shut Down (ESD)). Postepeno se otvara ventil na glavnom cjevovodu

za ukrcaj a zatvara ventil za dovod para tereta kroz mlaznice na vrhu tanka, usmjerujući na taj

način protok tekučine na dno tanka. Ukrcaj tereta počinje malom dobavom tekućeg plina pod

niskim tlakom da se cjevovodi pomalo ohlade, a zatim se tlak povećava do 4 bar.

Prilikom ukrcaja ukapljenog plina, potrebno je uzeti u obzir smjestaj, pritisak,

temperaturu i volumen tankova na kopnu kao i postupke za ukrcaj na terminalu. Brodovi za

prijevoz potpuno rashladenih tereta obično se krcaju iz tankova koji su potpuno pothlaĎeni i


43

pod tlakom od oko 60 milibara (0,6 bara). Pri tom tlaku, ukapljeni plin moţe imati

temperaturu i nešto visu od temperature isparavanja pri atmosferskim uvjetima.

Energija pumpanja tereta, iz tankova na obali u tankove na brodu, pretvara se u toplinu, a s

toplinom koja prodire kroz izolaciju rezultira povečanjem temperature odnosno isparavanjem

tereta. Da bi se odrţavao tlak u dozvoljenim granicama, tako ispareni teret se odvodi

povratnim cjevovodom natrag na obalu ili se ukapljuje u brodskom postrojenju za

ukapljivanje.

Brodovi koji prevoze potpuno stlačeni teret dolaze na terminal s tankovima koji su na

atmosferskom tlku. Najprije im se dostavljaju pare tereta s kopna za purgiranje tankova a

zatim i tekući teret koji se ukrcaje kroz cjevovod na dnu i na vrhu tanka.

Tijekom ukrcaja, nivo tereta u tanku se mora paţljivo motriti posebno u tankovima s velikom

slobodnom površinom. Ukapljeni plin se cjevovodima spušta na dno spremnika. Posebna paţnja poklanja se

kraju ukrcaja jer se spremnici pune do 98% razine. U slučaju prelijevanja veće količine

tekućeg plina na palubi moţe doći do puknuća njezinog lima. Tlak plina regulira se radom

kompresora terminala i odrţava se na apsolutnom tlaku oko 1100mbar.

Tankovi su opremljeni sistemom alarma koji sprječavaju ukrcaj preko dozvoljene razine.

Pri ukrcaju i podizanju razine tekućeg plina u spremnicima dolazi do intenzivnijeg

hlaĎenja izolacijskih područja, pa u njih treba povećati dodavanje dušika da ne bi došlo do

podtlaka.

Nakon ukrcaja, a prije odvajanja, pokretni hidraulični cjevovodi se propuhuju dušikom

s terminala. ZaleĎene prirubnice sa spojnicama polijevaju se morskom vodom dok se ne

odlede. Kad se brod odvoji od terminala, cijelu količinu isparenog plina preuzima brod.

Slika 3.6. Shema operacije ukrcaja


44

ODRŢAVANJE TERETA TIJEKOM PLOVIDBE

Kako ukapljeni plinovi u tankovima isparavaju, zbog topline koja proĎe kroz izolaciju,

brodsko postrojenje za ukapljivanje mora raditi i tijekom plovidbe da bi se tlakovi i

temperature odrţavali unutar dozvoljenih granica.

Pod odrţavanjem tereta tijekom plovidbe se smatra:

- Odrţavanje količine tereta unutar projektnih granica

- Odrţavanje temperature

- Mijenjanje temperature prema odreĎenim zahtjevima

Teret se odrţava ponovnim ukapljivanjem para tereta ili korištenjem para tereta kao goriva za

propulziju na brodovima za prijevoz prirodnog ukapljenog plina.

Propisi ne dozvoljavaju da se LPG pare koriste kao gorivo pa je na tim brodovima pare tereta

ukapljuju i vračaju u tank kroz sapnice na vrhu tanka, tuširajući ispareni plin hladnom

tekućinom smanjujući isparavanje i temperaturu tereta. Zbog mogućih nepovoljnih uvjeta

tijekom plovidbe, potrebno je konstantno pratiti rad postrojenja za ukapljivanje a posebnu

pozomost treba posvetiti sprječavanju prodora tekuće faze u kompresore pri ljuljanju broda.

Temperatura tereta tijekom plovidbe se moţe i mijenjati prema vrsti i osobinarna spremnika

na obali, da bi brod na terminal došao spreman za iskrcaj.

3.6 RAZVOD PLINA PREMA KOTLOVIMA

Ispareni plin skuplja se kroz domove u kolektoru plina, odakle dalje ide na usisnu

stranu jednog kompresora. Stanje plina na usisu kompresora je:

tlak od 80 do 100 mbar

temperatura -145°C

Kompresor tlači plin kroz zagrijač, gdje se zagrijava do 20°C, prema strojarnici do

plamenika na glavnim vodovima. Uz cjevovod plina prema kotlovima ide i cjevovod dušika.

Sustavom ventila i regulacije omogućen je slijed operacija propuhivanja cjevovoda dušikom,

a zatim plinom prije stavljanja u rad plamenika plina. Kompresor plina stavlja se u rad kad

brod vozi punom snagom. Tlak plina u spremnicima regulira se mijenjanjem broja okretaja

kompresora. Sustav regulacije je pneumatski, jer zbog sigurnosti u prostoru kompresora plina

ne smije biti električne opreme.


45

Slika3.7. Shema razvoda plina po kotlovima

ISKRCAJ TERETA

Postupak iskrcaja ovisi o tipu broda, vrsti i stanju tereta kao i o osobinama sprenmika na

terminalu. Osnovni načini iskrcaj a su:

- Iskrcaj pomoću kompresora

- Iskrcaj pomoću kompresora i «Booster“ pumpi na palubi

- Iskrcaj pomoću „Deepwell“ pumpi ili električnih uronjenih pumpi

- Iskrcaj pomoču „Deepwell“ pumpi i «Booster“ pumpi na palubi

Iskrcaj pomoću kompresora se koristi kod brodova koji prevoze ukapljeni plin u potpuno

stlačenom stanju.

Teret se tlači pomoću kompresora kojem je usis u drugom teretnom tanku. Ako brod ima

samo jedan tank, usis para tereta se osigurava s obale ili iz malog palubnog spremnika. Mnogi

manji brodovi koji prevoze ukapljeni plin u potpuno stlačenom stanju imaju samo jedan

kompresor namijenjen iskrcaju. Ovaj način iskrcaja je neučinkovit i spor te je ograničen samo

na manje brodove.

Iskrcaj pomoću kompresora i «Booster“ pumpi na palubi je u širokoj upotrebi na brodovima

koji imaju postrojenje za ukapljivanje para tereta jer nije potreban dodatni kompresor za

iskrcaj.

«Booster“ pumpe se zahtijevaju za velike udaljenosti izmeĎu broda i tankova na terminalu ili

kada se mora povečati pritisak tekućeg tereta.

MeĎutim, mnogi brodovi za prijevoz ukapljenih plinova u djelomično stlačenom stanju i

glavnina brodova za prijevoz u potpuno rashlaĎenom stanju imaju sistem iskrcaja pomoću


46

odvojenih pumpi za svaki tank sa ili bez pripadajućih «Booster“ pumpi za upotrebu na

terminalima koji zahtijevaju veće pritiske.

Kada se iskrcaje potpuno rashlaĎeni teret u sprenmike na kopnu koji su pod tlakom, potrebno

je teret zagrijati. Iskrcaj se vrši pomoću «Booster“ pumpe i zagrijača tereta u seriji s pumpom

tereta. Teret se zagrijava cirkulacijom morske vode u zagrijaču smještenom na palubi. Treba

obratiti pozomost na protok i temperaturu morske vode na ulazu i izlazu iz zagrijača, da

tijekom iskrcaja ne bi došlo do zaleĎivanja.

„Deepwell“ i uronjene pumpe pogonjene elektromotorom imaju mnoge prednosti pred

kompresorima:

- Tankovi se mogu dimenzionirati prema nizim pritiscima

- Fleksibilnije su i ekonomičnije u uporabi

- Primjenjive za širu paletu tereta

Nedostatak pumpi je nemogućnost praţnjenja tanka ispod „Neto pozitivne količine usisa“.

MeĎutim taj nedostatak je nevazan ako će se ponovno prevoziti isti teret u rashlaĎenom

stanju, jer zaostali teret sluţi za odrţavanje niske temperature u tankovima. Poslije spajanja brodskih cjevovoda s terminalskim i provjere svih elemenata zaštite

počinje njihovo hlaĎenje. U tu svrhu uputi se jedna od crpki s otvorenim obilaznim vodom i

cjevovod se pomalo hladi, kao pri ukrcaju tereta, oko 1 sat. Poslije hlaĎenja upućuju se

postupno ostale crpke. Operacija iskrcaja traje 15 sati. Tlak u spremnicima moţe se regulirati

na dva načina. Prvi je da terminal svojim kompresorom isporučuje plin u spremnike, a drugi

da brodski isparivač radi i isporučuje plin u spremnike. Iskrcaj se obavlja električnim crpkama

koje su smještene na dno svakog spremnika. Pri kraju iskrcaja pazi se da crpke ne ostanu bez

tekućine koja ih podmazuje; obično se jedna zaustavi na 1 metar visine i iskrcaj se završi

drugom.

U slučaju oštećenja prve membrane i prodora tekućeg plina u prvo izolacijsko

područje, spremnik i to izolacijsko područje moraju se prazniti istodobno. Naime ako razina u

izolacijskom području ostane viša od one u spremniku, membrana se moţe odvojiti od nosača.

Spremnik se zato pomalo prazni crpkom za iskrcaj, a plin koji isparava u izolacijskom

području usisava se kompresorom plina koji u ovom slučaju radi kao vakuumska crpka kroz

za to predviĎeni cjevovod.

Nakon iskrcaja, brod ponovno preuzima kontrolu nad tlakom u spremnicima. U njima

se ostavlja dovoljna količina LNG-a da bi ostali hladni do luke ukrcaja.


47

Slika 3.8. Shema operacije iskrcaja

MIJENJANJE TERETA

Ako slijedeći teret nije kompatibilan s prethodnim, potrebno je tankove dovesti u „Gas Free“

stanje, odnosno atmosfera u tankovima mora bili podobna za vizualni pregled i inspekciju. To

se posebno zahtijeva kod prijevoza kemijskih plinova kao sto je vinil klorid ili etilen dok kod

izmjene propana i butana „Gas Free“ stanje nije potrebno.

Redoslijed za dobivanje atmosfere bez plinova u tanku je slijedeći:

~ Uklanjanje zaostalog tekućeg tereta

~ Zagrijavanje tanka parama tereta

~ Inertiranje tanka

~ Ventilacija

Prva operacija koja se mora izvršiti je odstranjivanje zaostalog tekućeg tereta iz tankova i

drugih dijelova sistema tereta. Na LPG brodovima na palubi se obično nalazi poseban

spremnik u kojeg se sakuplja zaostali tekući teret i zaostale pare tereta, koje se kasnije koriste

za purgiranje. Kada su svi tankovi očisceni od zaostalog tereta, tankovi se inertiraju inertnim

plinom dopremljenim s obale ili iz generatora inertnog plina na brodu i nakon toga ventiliraju

zrakom.

Ulazak u tankove je moguć s opremom za disanje tek kada koncentracija kisika dostigne 20%.

TakoĎer su potrebna zaštitna sredstva i oprema jer nakon prijevoza amonijaka, koncentracija

manja od 0.5% je opasna za izloţene dijelove tijela.


48

P U T O V A N J E U B A L A S T U

Na samom početku moramo razlučiti dvije vrste putovanja u balastu kod brodova za prijevoz prirodnog ukapljenog plina, a to su putovanje:

- s teretom (with heel)

- bez tereta without heel)

Ova podjela je primarna jer nalaţe sam bit putovanja kod ove vrste brodova. Prije svega moramo napomenuti da se teret koristi i za pogon ovih brodova, jer za pogon koriste parne turbine. Iako je moguće ploviti samo pomoču teškog goriva u večini slučajeva se koristi optimalni omjer para tereta i teškog goriva pa samim tim u večini slučajeva brodovi ostavljaju heel koji koriste tijekom balasnog putavanja za pogon, a samim tim koriste i za pothlaĎivanje tankova prije dolaska u luku da bi ispunili nominalne uvijete za slijedeći ukrcaj.

Isto tako moramo naglasiti da postoji razlika i u samim brodovima za prijevoz ukapljenog prirodnog plina jer se uvelike razlikuju kako izgledom tako i u tehničkom pgledu.

Razlika izmeĎu membranskog i moss tipa mijenja i same procedure vezane za operacije s

teretom jer su uvijeti za početak ukrcaja samog tereta uvelike različiti.

Kod membranskog tipa glavni i osnovni uvijet je temperatura na samom dnu tanka koja mora

biti minimalno -130°C i niţa, dok kod moss tipa postoji cijeli niz uvijeta koji se moraju

zadovoljiti da bi počeo sam ukrcaj.

Moss tip tankera zahtijeva temperaturu od -120°C na samom ekvatoru tanka i taj uvijet se

mora ispuniti jer u protivnom moţe doći do teţih oštećenja taknka, pa samim tim i cijelog

broda.

Da bi se postigla gore navedena temperatura brod tijekom balsnog putovanja odrţava

temperaturu u tankovima sprejanjem, da bi dolaskom u luku bio spreman za operacije ukrcaja.

Sprejanje se vrši na slijedeči način:

Svaki tank ima svoju sprej pumpu koja je u prosjeku kapaciteta 50m³, ali na samom početku

putovanja se odredi u kojem će se tanku ostaviti heel dovoljan za naredno putovanje.

Taj izabrani tank nam sluţi za odrţavanje temperature svih tankova, iako i u ostalim

tankovima ostane neka neznatna količina tereta koja nam nije dovoljna da bi se odrţala

temperatura koja je potrebna za početak ukrcaja.

Da bi startali sprej pumpu moramo izvršiti pripremu samog cijevovoda i odgovarajućih

ventila kako nebi došlo do oštećenja kako same pumpe tako cijevi i ventila.

Startanjem sprej pumpe u sistem (cijevovod) dolazi teret koji cijevovodom ide na posebno

dizajnirane prskalice koji teret raspršuju unutar stijenke tanka.

Kod ove operacije moramo paţljivo motriti temperature ekvatora koja ne smije priječi -9°C

po satu, da bi se izbjegli temperaturni stresovi koji mogu napraviti teška oštečenja na tanku.

Isto tako moramo paţljivo motriti i tlak u tankovima koji se jako brzo podiţe, pa je u

ekstremnim situacijama potrebno i ispuštanje.

Novi moderni brodovi imaju automatizirani sistem gore navedene procedure kojem se zadaju

parametri, a sve ostalo sistem radi automatski.


49

3.7. ISPARAVANJE ZAOSTALOG DIJELA TERETA

GRIJANJEM I GRIJANJE SPREMNIKA

Isparivanje neiscrpenog dijela tereta jest pred operacija inertiranja. Ovom se

operacijom vrući plin temperature 30°C upuhuje u spremnik u kojem još ima LNG-a, i to u

zatvorenom krugu. Plin se usisava na vrhu spremnika na domovima plina i kompresorom šalje

prema zagrijačima, odakle se ugrijan šalje na dno spremnika. Isparavanje plina se na taj način

ubrzava što uzrokuje i brzi porast tlaka plina u spremnicima. Plin se ispušta u zrak ili izgara u

kotlovima. Za to se koristi veći kompresor i dva zagrijača. Prije početka operacije potrebno je

spojiti cjevovode plina i tekućine posebno predviĎenim koljenom na mjestu spajanja dvaju

cjevovoda. Nakon isparavanja tekućeg plina nastavlja se grijanje spremnika istim

cjevovodom, sve dok se ne postigne temperatura od 0 do 15°C potrebna za početak

inertiranja.

Slika 3.9. Shema operacije grijanja spremnika

3.8.1 ISPARIVANJE ZAOSTALOG DIJELA TERETA IZ SAMO

JEDNOG SPREMNIKA I NJEGOVO GRIJANE

U ovom slučaju se postupa kao i u prethodnom, ali se plin šalje samo u ţeljeni

spremnik. Usisava se iz svih spremnika i tako regulira njihov tlak. Plin izgara nesmetano. Kao

i u prethodnom slučaju, potrebno je spojiti cjevovode plina i tekućine.


50

3.8. RAZVOD DUŠIKA

Na brodovima za prijevoz prirodnog ukapljenog plina dušik se koristi:

za izolacijska područja, koja se drţe pod pretlakom dušika od 5 mbar,

za propuhivanje cjevovoda plina prema kotlovima,

za labirintne brtvenice kompresora plina,

za gašenje mogućeg poţara na cjevovodima ispusnih jarbola.

Na svim LNG tankerima nalazi se jedan veći ili dva manja spremnika tekućeg dušika.

Veličina spremnika ovisi o veličini tankera. Dušik se iz spremnika cjevovodom razvodi do

svih navedenih potrošača. Sustav skladištenja sastoji se od:

spremnika

ormara upravljanja i nadzora

isparivača

zagrijača

Karakteristike skladištenja dušika na LNG tankeru od 125 000 m3 ukapljenog plina su:

volumen spremnika 70 m3

tlak u spremniku od 2 do 3 bar

temperatura -196°C

koeficijent isparavanja 0,3% na dan.

Spremnik je napravljen od dva koncentrična plašta. Unutarnji, koji prima ukapljeni

dušik je od nehrĎajućeg čelika, a vanjski plašt od ugljičnog čelika. MeĎuprostor je pod

vakuumom i ispunjen je izolacijskim materijalima (perlitom).

Ormar upravljanja obuhvaća regulacijski ventil tlaka, te elemente za mjerenje razine u

spremniku.

Isparivač sluţi za isparivanje ukapljenog dušika i podizanje tlaka u spremniku.

Postavljen je s donje strane spremnika gdje tekući dušik dolazi slobodnim padom. Zagrijač je

napravljen kao zračni izmjenjivač topline kroz koji prolazi dušik u plinovitom stanju i grije se

do 15°C.


51

Slika 3.10. Shema razvoda dušika

3.9.1 OPSKRBA DUŠIKOM IZOLACISKIH PODRUČJA

Izolacijska područja membranskih sustava ispunjena su dušikom, čiji se pretlak

odrţava od 3 do 5 mbar. Dušik u izolacijskim područjima predstavlja mjeru zaštite, kojom se

sprječava stvaranje eksplozivne smjese zraka i eventualnog propuštenog plina. Drugi razlog

prisutnosti dušika jest nemogućnost kondenzacije vlage i stvaranje leda, koji bi izazvao

pomicanje sustava izolacije i membrana. Sustav razvoda dušika u izolacijska područja sastoji

se od:

redukcijskog ventila od 3 do 5 mbar

cjevovoda prema spremnicima

sigurnosnih ventila na cjevovodima, čije je otvaranje podešeno na 12,3 mbar

sekcijskih ventila

automatskih odušnih ventila udešenih od 5 do 7 mbar.

Dušik iz spremnika, redukcijskim ventilom, sekcijskim ventilima, i cjevovodima

odlazi na dno svakog izolacijskog područja. U slučaju oštećenja prve membrane i prodora

plina, u izolacijskim područjima došlo bi do naglog porasta tlaka ali i do automatskog

otvaranja odušnih ventila.

Na sustavima sa sferičnim spremnicima dušik se šalje prema gornjem i donjem

izolacijskom području. Sigurnosni ventili štite izolaciju od nadtlaka te u slučaju povišenog

tlaka višak dušika odvode prema području reducirane druge pregrade.


52

SIGURNOSNI ASPEKTI

Brodovi za prijevoz ukapljenih plinova zbog svojih specifičnosti su vodeći brodovi u pogledu

sigumosti. Statistički podaci o nezgodama ukazuju da se nezgode na brodu dogaĎaju deset

puta više za vrijeme lučkih operacija nego na moru. Zbog toga, posebnu pozomost treba

posvetiti operacijama ukrcaja i iskrcaja ukapljenih plinova glede sigumosti što je zajednička

odgovomost broda i terminala.

Duţnost zapovjednika broda je da upozna svoje časnike i posadu s njihovim duţnostima.

Zapovjednik ili casnik kojeg on imenuje, odgovoran je za sigurnost broda kao i za sve

aktivnosti vezane za rukovanje teretom.

Budući da se brodovi meĎusobno razlikuju u specifičnim detaijima, terminali moraju biti

opremljeni

opremom, dovoljno fleksibilnom, da bi udovoljili potrebama različitih brodova.

Suradnja broda i terminala mora početi prije dolaska broda na terminal.

Razmjenjuju se informacije o gazu i trimu broda prije dolaska i nakon završetka ukrcaja ili

iskrcaja, dubini veza i strani broda kojom će se privezati, opremi za vez, maksimalnom kutu i

brzini uplovljenja, stanju brodskih tankova tereta i broda općenito.

Sve mjesne odredbe i pravila terminala za sigurnost trebaju se uskiaditi izmeĎu broda i

osoblja terminala. Predstavnik terminala pruţa informacije vezane za pravila i odredbe na

terminalu, postupke za dobivanje dozvole za rad, opasnostima tereta koji će se krcati, način

pozivanja u pomoć poţarne i liječnicke sluzbe, policije i drugih sluţbi za slučaj opasnosti.

MeĎusobno se obavjestava o raspoloţivosti protupoţame opreme na terminalu i tankeru i

dogovara poduzimanje akcija u slučaju poţara i drugih opasnosti.

Prije početka samih operacija rukovanja teretom potrebno je izmijeniti i dodatne informacije

vezane za tu aktivnost. Izmjenjuju se informacije o vrsti, temperaturi i karakteristici tereta,

raspoloţivosti terminala s plinskim povratnim cijevima, bilo kakvim ograničenjima terminala,

količini tereta, maksimalnoj normi ukrcaja / iskrcaja, redoslijedu ukrcaja / iskrcaja, stanju

tankova tereta itd.

U pripreme vezane za sigurnu manipulaciju teretom spada osiguravanje prikladnog tlaka i

stanja tankova, kao i kontrola ispravnosti svih ureĎaja i instrumenata.

Jos prije ulaska tankera na terminal, brodske protupoţarne cijevi trebaju biti razvučene i

spojene na glavni protupoţarni cjevovod. Jedna pumpa bi morala odrţavati tlak u glavnom

protupoţarnom cjevovodu za vrijeme trajanja operacija rukovanja teretom.

IMO pravila propisuju da svi brodovi moraju biti opremljeni sistemom za daljinsko

upravljanje automatskim brzo-zatvarajućim ventilima, koji iskljućuju ventile za regulaciju

protoka plinovitog i tekućeg protoka.

Ventili moraju funkcionirati od momenta kada su potpuno otvoreni do potpunog zatvaranja u

svim mogućim uvjetima, čak i u slučaju nestanka struje, u najkraćem mogućem roku.

Za vrijeme dok je tanker privezan za terminal, potrebno je odrţavati spremnost za rad glavnog

motora, kormilarskog ureĎaja i druge opreme neophodne za manevriranje, kako bi se brod

mogao što brţe udaljiti s veza u slučaju hitnog upozorenja.


53

5 . 0 . M JE R N I I S I GU R N OSN I U R E Đ AJ I N A

S U S T A V IM A ZA PR I R OD N I U KA PL J E NI PL I N

5.1. KONTROLA TLAKA

Svaki spremnik je zaštićen od previsokog i preniskog tlaka sigurnosnim ventilima. U

kontrolnoj sobi, na kontrolnoj ploči postoje: pokazivači tlaka, registratori, alarmi visokog

tlaka od 190 mbar, alarmi niskog tlaka od 15mbar i alarm vrlo niskog tlaka od 5 mbar, koji

zaustavlja kompresor.

5.2. KOMPJUTORSKI SUSTAV

Sustav obuhvaća šest područja: mjerenje razine, gustoće i temperature, alarme,

očitavanje i ispisivanje podataka. Oprema sustava moţe se podijeliti na dva dijela.

Prvi dio obuhvaća opremu koja se nalazi u spremnicima, gdje su smješteni mjerni elementi za

razinu, temperaturu , gustoću te za alarme visoke i niske razine. Drugi dio opreme nalazi se u

kontrolnoj sobi tereta i obuhvaća kontrolnu jedinicu, digitalne pokazivače i ispisivač

podataka.

Sustav omogućava precizna mjerenja, stalno očitavanje i ispisivanje razine,

temperature i gustoće tereta u svim spremnicima. Alarmni ureĎaji istim sustavom omogućuju

alarme niske i visoke razine. Sustav zadovoljava uvjete sigurnosti, jer njegova oprema u

slučaju oštećenja u rizičnim područjima ne moţe proizvesti iskru.

5.3. MJERENJE RAZINE

Omogućeno je kapacitativnim sondama sastavljenim od tri segmenta rasporeĎena po

cijeloj visini spremnika od 26m. Sonde su istodobno povezane s alarmima 85% i 97%.

Poseban ureĎaj s plovkom uključuje alarm na 98% visine.

Slika 5.1. Shema mjerenja razine u spremniku


54

5.4. RUČNO MJERENJE RAZINE

Ručno mjerenje razine omogućeno je ureĎajem koji se sastoji od cilindra, vrpce,

brojčanika i plovka. UreĎaj je prikazan na slici 5.2. U slici se nalazi mehanizam s oprugom

koji odrţava stalnu zategnutost vrpce i plovka. Vrpca od nehrĎajućeg čelika (ili invara za

GazTronsport sustave), prolaskom preko nazubljenog brojčanika omogućava vrlo precizno

mjerenje koje je mjerodavno pri preuzimanju tereta.

Slika 5.2. Shema ureĎaja za mjerenju razine u spremniku

5.5. MJERENJE TEMPERATURE

Omogućeno je s devet termootpornih sonda u svakom spremniku: jedna na domu

plina, šest na visini, po jedna lijevo i desno straga na dnu spremnika. Po tri sonde nalaze se u

izolacijskim područjima, po jedna iza svake membrane i jedna na dvostrukoj oplati. Jedna

sonda nalazi se u svakom koferdamu. Sve sonde su spojene s kompjuterskim sustavom.

5.6. MJERENJE GUSTOĆE

Mjerenje gustoće omogućeno je mjernim elementima koji se nalaze na dnu svakog

spremnika i kontrolne jedinice. Mjerni elementi povezani su s kontrolnom jedinicom koja ima

dva višeţilna koaksijalna kabela. Glavni dijelovi mjernog elementa su plovak i

elektromagnetski svitak. Kontrolna jedinica sastoji se od pretvaračkog oscilatora, faznog

detektora i signalnog procesora. Mjerno područje ureĎaja je od 0,42 do 0,68 kg/m3.


55

5.7. OTKRIVANJE VODE

Otkrivanje u drugom izolacijskom području kontrolira se dvjema sondama. Voda na

elektrodama sonde uspostavlja strujni krug koji daje alarm u kontrolnoj sobi tereta. Skupljanje

vode i stvaranje leda u drugom izolacijskom području moglo bi izazvati pomicanje izolacije i

membrane.

5.8. OTKRIVANJE PLINA

Sustav se sastoji od dva dijela:

1. otkrivanje plina u izolacijskim područjima

2. otkrivanje plina u zraku u okolici rizičnih područja

5.8.1. OTKRIVANJE PLINA U IZOLACIJSKIM PODRUČJIMA

Otkrivanje plina u prvom i drugom izolacijskom području spremnika ukapljenog plina

naziva se i otkrivanje plina u dušiku, budući da su izolacijska područja ispunjena dušikom.

Otkrivanje plina u izolacijskim područjima ne utječe na sigurnost izgaranja plina u kotlovima.

Sustav se sastoji od:

dvaju analizatora koji rade na načelu upijanja infracrvenog zračenja,

vakuumskih malih crpki, koje usisavaju uzorke plina iz izolacijskih područja,

cjevovoda od izolacijskih područja do instalacije u kontrolnoj sobi, sigurnosnih

filtara i ventila,

instalacije sa sustavom elektroventila, releja i sinoptike koja omogućuje preglednu

kontrolu svakog izolacijskog područja.

Uzorak se uzima na vrhu i na dnu svakog izolacijskog područja. To za svaki spremnik

čini 4 kontrolne točke. Ciklički elektrorelej zadrţava se na svakoj točki po 45 sekundi, od

čega 43 sekunde kontrola uzoraka a 2 sekunde ispiranje analizatora. Centralna izolacija ima

dva analizatora koji su baţdareni od 0 do 5%CH4 i od 0 do 100% CH4 u dušiku. Analizatori

daju alarm ako je koncentracija plina veća od 30% L:E:L (Low Elxplosion Limit) tj. oko 1,5%

CH4 i stalno rade. Analizatorima od 0 do 5%CH4 radi se samo dok je uzorak manji od 5%.

Ako uzorak prijeĎe 5% elektro ventil zaustavlja njegov prolaz kroz analizator i na taj način ga

štiti od pregrijavanja, te uključuje analizator od 0 do 100% CH4.

Načini rada analizatora

Dvije iste zavojnice od nikal-kroma ţice pod naponom su istosmjerne struje 2,6 V i

griju se do točke imitiranja infracrvenog zračenja. To se zračenje provodi kroz ćeliju uzorka i

ćeliju usporeĎivanja optičkim putem do osjetilnog detektora. Detektor pretvara optički signal

u električni koji se zatim pojačava da bi se mogao očitati.

5.8.2. OTKRIVANJE PLINA U ZRAKU

Plin se otkriva ureĎajem koji je namijenjen otkrivanju i mjerenju količine plina u

zraku u rizičnim područjima. UreĎaj se sastoji od dva dijela:


56

1. detektora postavljenog u rizičnom području

2. prijamnog modula smještenog u kontrolnoj sobi.

Ta dva dijela povezana su kabelom.

Način otkrivanja plina

Prisutnost zapaljivog plina otkriva se sondom detektora koja se sastoji od dvije

platinasta ţice. Jedna ţica detektora je katalizator, a druga kompenzator , čiji je zadatak

ujednačiti promjenu temperature i vlage. Kontaktom sa zapaljivim plinom na razini ţice

detektora (katalizatora) dolazi do katalitičkog izgaranja što uzrokuje egzotermnu reakciju. Ta

reakcija proizvodi promjenu temperature ţice time i promjenu otpora. Promjena otpora,

proporcionalna koncentraciji plina u zraku rizične okolice, pojačava se i pokazuje na

galvanometru na prednjoj strani prijamnog modula.

Krugom mjerenja očitava se koncentracija plina, a krugom alarma postavljaju se

pragovi alarma i djelovanje sustava sigurnosti. Sustav detekcije sastoji se od 12 detektora

baţdarenih od 0 do 100% L.E.L. Alarm je na 30% L.E.L.

Detektori su rasporeĎeni po strojarnici, u prostoru kompresora plina, prostoru

propulzera, na ulazima s lijeve i desne strane broda, jedan iznad spremnika kondenzacije

povrata pare iz zagrijača plina i jedan u kontrolnoj sobi rukovanja teretom. Otkrivanje plina u

strojarnici zaustavlja njegovo izgaranje u kotlovima.


57

6 . 0 . PR OT U PO ŢA R N I U R E Đ A J I I OPR EM A

MeĎunarodna konvencija o zašiti ljudskih ţivota na moru (SOLAS) iz 1960. godine, s

izmjenama iz 1966., 1969. i 1974., sadrţi pravila o mjerama za zaštitu ljudskih ţivota na

moru. Konvencija propisuje, u obliku pravila, pojedinosti protupoţarne opreme, s obzirom na

vrstu i veličinu broda te njegovu namjenu. Zahtjev za protupoţarnim ureĎajima i opremom na

brodovima za prijevoz ukapljenih plinova navedeni su u poglavlju XI. "Code For The

Construction And Equipment Of Ships Carrying Gases In Bulk", koje je izdao IMO.

Protupoţarni ureĎaji na brodovima mogu se podijeliti na:

ureĎaj za detekciju poţara

ureĎaj i oprema za gašenje.

6.1. UREĐAJI ZA OTKRIVANJE POŢARA

Zadatak ovih ureĎaja je pravodobno otkrivanja početka poţara te njegovo

signaliziranje na komandnom mostu i kontrolnoj sobi strojarnice. Način otkrivanja poţara

temelji se na pojavi dima i plamena te efektu topline.

Toplinski detektori aktiviraju se velikom promjeno temperature rizičnog prostora.

Dimni detektori otkrivaju sami početak poţara i omogućuju pravodobnu intervenciju.

Detektori plamena na infracrveno zračenje

6.2. UREĐAJI I OPREMA ZA GAŠENJE POŢARA

6.2.1. PRENOSIVI UREĐAJI ZA GAŠENJE POŢARA

Prenosivi ureĎaji za gašenje poţara rasporeĎeni su po brodu tako da su uočljivi i lako

dostupni u slučaju potrebe. Vrsta punjenja treba odgovarati mjestu i vrsti mogućeg uzroka

poţara, a svi su označeni brojevima koji su uneseni u odgovarajuće planove rasporeda

protupoţarne opreme. Teţina ovih ureĎaja je do 16 kg, a obično su punjeni pjenom, prahom

ili CO2.

6.2.2. PROTUPOŢARNE INSTALACIJE S MORSKOM VODOM

Prednosti gašenja morskom vodom su: neograničene raspoloţive količine vode,

mogućnost gašenja i hlaĎenja okolice poţara čime se moţe spriječiti njegovo širenje.

Brodovi za prijevoz prirodnog ukapljenog plina imaju tri protupoţarne pumpe. Dvije

su dobave 90 m3/h i smještene su u strojarnici. Sigurnosna protupoţarna crpka dobave 140

m3/h nalazi se u prostoru pramčanog poprečnog propelera, a napaja se električnom energijom

s pomoćne razvodne ploče. Sve crpke napajaju brodski protupoţarni kolektor iz kojeg se

napajaju sva protupoţarna mjesta u strojarnici i na palubi. Tlak u kolektoru je od 8 do 10 bar.

Iz protupoţarnog kolektora moţe se napajati kolektor za stvaranje vodene zavjese nadgraĎa te

oko kontrolne sobe tereta i prostora kompresora plina. Svrha stvaranja vodene zavjese jest

djelotvorna zaštita i hlaĎenje površina na koje bi se poţar mogao proširiti.


58

Na ovim je brodovima predviĎena i četvrta crpka koja napaja poseban kolektor

raspršivanja vode na domovima spremnika i oko ventila ukrcaja i iskrcaja. Kolektori se mogu

po potrebi spajati za to predviĎenim ventilima. Za vrijeme ukrcaja i iskrcaja tereta, jedna od

protupoţarnih crpki stalno radi. Strana broda ispod traverze preko koje se obavlja operacija

ukrcaja ili iskrcaja, stalno se oplahuje vodom iz protupoţarnog kolektora. Na taj se način štiti

oplata broda u slučaju propuštanja ukapljenog plina.

6.2.3. PROTUPOŢARNE INSTALACIJE S DUŠIKOM

Uporaba dušika kao preventivne mjere i kao sredstva za gašenje poţara na brodovima

za prijevoz ukapljenog prirodnog plina jedna je od IMO-vih zahtijevanih dodatnih

mogućnosti. U preventivne mjere uporabe dušika spadaju inertiranje izolacijskih područja,

propuhivanje kolektora napajanja kotlova plinom prije ili poslije stavljanja u rad plamenika.

Dušik kao sredstvo za gašenje poţara moţe se koristiti za gašenje plamena na jarbolu

predviĎenom za ispuštanje plina u zrak.

6.2.4. PROTUPOŢARNE INSTALACIJE S UGLJIČNIM DIOKSIDOM

(CO2) NISKOG TLAKA

Ugljični dioksid kao protupoţarno sredstvo na brodovima za prijevoz ukapljenog

prirodnog plina moţe se koristiti u:

strojarnici

prostoru kompresora plina i prostoru elektromotora

prostor za proizvodnju inertnog plina.

Ugljični dioksid je uskladišten u tekućem stanju u spremniku, kojemu se niska

temperatura odrţava pomoću posebne instalacije za hlaĎenje. Ako se CO2 plin koristi za

gašenje poţara u strojarnici, količina dovedenog plina mora biti najmanje jednaka većem od

slijedećih volumena:

40% ukupnog volumena najveće prostorije u koju je uključeno i grotlište do visine na

kojoj njegova horizontalna površina iznosi najmanje 40% tog prostora,

35% ukupnog volumena najveće prostorije gdje je uključeno i grotlište.

Za primjenu tih odnosa uzima se specifičan volumen plina CO2 od 0,56 kg/m3. Za LNG

brodove kapaciteta spremnika 125000 m3 karakteristike instalacije su:

količina od 15000 – 18000 kg

tlak u spremniku 21 bar

temperatura 17°C.

Spremnik je izoliran slojem poliuretanske pjene debljine 100 mm i zaštićen izvana

aluminijskom oplatom, a isto kao i instalacija ima sigurnosne ventile. Puštanje plina

predviĎeno je:

s komandnog mosta

iz prostora skladištenja CO2

iz prostora skladištenja.


59

Prije puštanja plina, obavještavaju se električnim alarmom članovi posade da napuste

prostore zahvaćene poţarom. Pri puštanju plina aktivira se pneumatski zvučni alarm koji se

nalazi na samim cjevovodima razvoda.

6.2.5. PROTUPOŢARNE INSTALACIJE S UGLJIČNIM DIOKSIDOM

(CO2) VISOKOG TLAKA

Ta je instalacija predviĎena za gašenje poţara u pramčanom spremištu i prostoru

poprečnog pramčanog propelera. Plin se nalazi u bocama, karakteristike su mu:

kapacitet 67 l

masa 45 kg

tlak 150 bar

Stalni cjevovod mora biti takav da 85% propisanog volumena plina moţe biti

ispušteno za najviše dvije minute. Za prostor od 1415 m3, koliko iznosi na LNG tankeru od

125000m3, potrebna količina plina je 900kg. Broj potrebnih boca s plinom je 20. Temperatura

u prostoru skladištenja ne smije prelaziti 60°C. Otvaranje ventila na bocama omogućeno je

pilot ventilom, koji propušta komprimirani dušik na pneumatski cilindar koji otvara kabelima

povezane ventile svih boca. Boca s dušikom, za pilot ventil, je pod tlakom od oko 200 bar.

6.2.6. INSTALACIJE ZA GAŠENJE POŢARA PJENOM

Instalacija je predviĎena za gašenje poţara na platformama plamenika, prostora

zagrijača i crpki goriva kaljuţe strojnice. UreĎaji za proizvodnju i raspršivanje pjene su

nepomični. Razlikuju se dvije vrste instalacija. Starije kod kojih se pjena stvara mješavinom

koncentrata pjene, jedinice za miješanje koja se sastoji od dozatora i Venturijeve cijevi te

cjevovoda.

Nove instalacije imaju spremnik od 4000 L u kojem se nalazi voda i 5% emulzije, a

stavlja se pod tlak pomoću boca (4) dušika tlaka 200 bar. Upućivanje instalacije je ručno.

6.2.7. ISTALACIJE ZA GAŠENJE POŢARA PRAHOM

Gašenje poţara prahom predviĎeno je na glavnoj palubi. Razlikuju se dvije vrste

rasporedom i veličinom odreĎenih instalacija. Instalacija se moţe sastojati od više manjih

stanica kapaciteta 750 kg iz kojih se napajaju, fleksibilnim cijevima spojeni, prenosivi bacači

praha dobave od 350kg/min. Dvije od tih stanica moraju biti smještene na lijevoj i desnoj

traverzi, a opremljene su topovima za izbacivanje praha dobave od 1000kg/min. Za

izbacivanje praha koriste se boce dušika kapaciteta 50 l i tlaka 200 bar. Druga je mogućnost

dva veća spremnika, koji su smješteni jedan u nadgraĎe broda a drugi u pramčanom

spremištu. Povezani su cjevovodom sa stanicama fleksibilnim cijevima i prenosivim

bacačima praha. I ovom slučaju predviĎene su dvije neovisne stanice na traverzama.

Automatski se zatvaraju glavni ventili plina na svakom plameniku te cjevovod plina

ispire dušikom. Redovito odrţavanje podrazumijeva periodična baţdarenja uz test pomoću

uzorka plina. Uz to je potrebno redovito čistiti sonde detektora.


60

7 . PR OPU L ZI J S KA POS T ROJ E N J A N A

B R OD OV I M A ZA PR I J E V OZ PR I R OD N O G

U KA PL J E N OG PL I N A

Na izbor tipa strojarnice na LNG brodovima najviše utječu:

mogućnost iskorištenja isparenog plina za propulziju broda

mogućnost izgaranja plina kada je glavni pogonski stroj zaustavljen

sigurnost izgaranja plina.

Moguća rješenja strojarnice na brodovima za prijevoz ukapljenog prirodnog plina

mogla bi se podijeliti na:

parnoturbinska propulzijska brodska postrojenja

propulzijska postrojenja s plinskom turbinom

dizelska motorna postrojenja s mogućnošću izgaranja prirodnog plina

kombinirana propulzijska postrojenja.

Zbog praktičnosti i sigurnosti izgaranja plina u brodskim parnim kotlovima svi do sada

izgraĎeni brodovi za prijevoz ukapljenog prirodnog plina, uključujući i brodove u izgradnji,

imaju parnoturbinsku propulziju.

MeĎutim, razlika ukupne iskoristivosti parnog postrojenja (0,3) i dizelskog motornog

postrojenja (0,5) upućuje na primjenu velikih sporohodnih dvotaktnih dizelskih motora i

dizelskih električnih postrojenja s više srednje okretnih dizel motora.

7.1 PARNOTURBINSKA PROPULZIJSKA POSTROJENJA NA

BRODOVIMA ZA PRIJEVOZ PRIRODNOG UKAPLJENOG

PLINA

Razlog primjene parnih kotlova i turbina na ovim brodovima jest:

korištenje isparenog metana kao goriva u brodskim parnim kotlovima pri čemu se

ispareni plin iz spremnika cjevovodima i kompresorima vodi prema kotlovima,

odrţavajući na taj način stalni tlak u spremnicima.

izbjegavanje instaliranja ureĎaja za ukapljivanje koji su vrlo skupi, komplicirani i

trebaju vrlo mnogo energije.

Parna postrojenja na brodovima za prijevoz ukapljenog plina, za razliku od klasičnih

parnoturbinskih postrojenja, imaju:

mogućnost izgaranja plina u glavnim brodskim kotlovima,

sustav odvoĎenja viška pare, proizvedene izgaranjem viška isparenog plina, u

glavnom kondenzatoru.


61

7.1.1. SUSTAV IZGARANJA

Dvije vijčane crpke opskrbljuju plamenike teškog goriva oba kotla. Goriva se

raspršuju pomoćnom parom tlaka 13 bar i temperature 215ºC. Potrošak pare je 240 kg/h.

Svaki kotao ima po tri plamenika teškog goriva oko kojih su kruţno rasporeĎeni plinski

plamenici.

Slika 7.5. Shema razvoda plina po plamenicima

Karakteristike plamenika:

maksimalna dobava goriva plamenikom 1460 kg/h,

maksimalna dobava plina plamenikom 1176kg/h,

minimalna dobava goriva plamenikom 155kg/h,

minimalna dobava plina plamenikom 294 kg/h,

tlak goriva od 1 do 30 bar,

tlak plina od 0, 040 do 0,8 bar.

Jedan od uvjeta za početak izgaranja metana jest da rade sva tri plamenika.

Sustavom ventila i nizom operacija reguliranih programiranjem, prije početka paljenja

prvog plamenika na jednom od kotlova, cjevovod se propuhuje dušikom, a zatim i samim

plinom. Ako su zadovoljene sve mjere zaštite moţe se upaliti prvi plamenik, a zatim i ostala

dva. Poslije svakog zaustavljanja izgaranja plina, cjevovod se automatski propuhuje dušikom.


62

Sustav regulacije izgaranja napravljen je tako da se odrţava pare na vrijednosti od 60

bar, djelujući na dobavu goriva i plina. Tlak goriva moţe se smanjivati samo do odreĎene

minimalne vrijednosti od 1,5 bar.

7.1.2 MJERE ZAŠTITE PRI IZGARANJU PLINA

S pripremom, kontrolom i izgaranjem plina, posredno ili neposredno povezani su:

komandni most. Na mostu se nalaze alarmi za otkrivanje plina i alarmi ispravnog rada

kompresora plina te mogućnost zaustavljanja izgaranja plina u kotlovima;

kontrolna soba rukovanja teretom. U kontrolnoj sobi nalaze se kontrolni ormari

otkrivanja plina, alarmi ispravnog rada kompresora plina, pokazivači temperature i

tlaka plina te pare koja se koristi za pogon kompresora i za grijanje plina.;

prostor kompresora. U tom prostoru smješteni su kompresori plina, zagrijači plina,

regulacijski ventil ispusta plina u zrak, sigurnosni (glavni) ventil plina, ventil

automatskog propuhivanja cjevovoda dušikom i plinom;

strojarnica. U kontrolnoj sobi stroja smješteni su alarmi za otkrivanje plina, prekidači

za paljenje plamenika plina, prekidači glavnih ventila plina i prekidači rada

kompresora plina. Na platformi plamenika su: prekidač za ručno propuhivanje

cjevovoda dušikom, prekidači glavnih ventila plina i prekidači plamenika plina. Ispod

prekidača je sinoptika pomoću koje se prati slijed rada ventila za propuhivanje

dušikom i plinom.

spremnik tekućeg dušika nalazi se na glavnoj palubi.

Elementi zaštite koji automatski zatvaraju ventile plina i zaustavljaju izgaranje plina u

generatorima pare su:

zaustavljanje jednog ili obaju usisnih ventilatora iznad platforme plamenika

gašenje plamena na jednom od plinskih plamenika

niski tlak plina (40 mbar)

prevelika dobava pare po jednom generatoru pare (60 t/h)

otkrivanje prisutnosti plina u strojarnici

niska razina kotla

nizak tlak goriva

zatvaranje ventila goriva na jednom od plamenika

zatvaranje registra zraka na jednom od plamenika

premala dobava zraka za izgaranje

prenizak tlak pare za raspršivanje goriva

sigurnosno zaustavljanje rada kotlova.


63

7.1.3. SUSTAV ZA ODVOĐENJE VIŠKA PARE U GLAVNI

KONDEZATOR

Sustav se sastoji od cjevovoda pare koji polazi od glavnog kolektora pregrijane pare,

brzo zatvorenog ventila na koji su spojeni zaštitni elementi, prigušnog ventila 62/2 bar i

sustava ubrizgavanja vode s reguliranjem temperature. Za ubrizgavanje se koristi tlak crpke

kondenzata glavnog kondenzatora. Kad tlak u glavnom kolektoru pare naraste na 62 bar,

sustav reguliranja djeluje na redukcijski ventil koji ekspandira koji ekspandira paru u

cjevovod u cjevovod prema glavnom kondenzatoru. Istodobno dva regulacijska ventila

temperature tako ekspandirane pare ubrizgavaju vodu za ohlaĎivanje. Ventili rade kaskadno,

prvo se otvara manji, a u slučaju veće dobave pare otvara se veći. Sustav je prikazan na slici

7.6.

Zaštitni elementi kondenzatora koji djeluju na brzo zatvorni ventil su:

previsok tlak kondenzatora

visoka temperatura kondenzatora

prevelika dobava pare

previsok tlak pare

previsoka temperatura pare

nizak tlak crpke morske vode.

Karakteristike sustava za ohlaĎivanje pare prikazane su u tablici 7.1.

TABLICA 7.1. Karakteristike sustava za ohlađivanje pare

Prsten + sapnica Sapnica

Maksimalno Normalo Maksimalno Normalo

Dobava (t/h) 80 66 20 1,7

Tlak (bar) 3 2,05 0,13 0,05

Temperatura ( C ) 490 490 484 484

Dobava (t/h) 104 86 26 22

Tlak (bar) 2 1,4 0,12 0,05

Temperatura ( C ) 120 120 120 120

Sustav hlaĎenja čine dva dijela:

1. dio sa sapnicom, ima ubrizgavanje i raspršivanje i troši 5 t/h vode

2. prstenasti dio, ima samo ubrizgavanje vode i troši 19 t/h vode.


64

Slika 7.6. Sustav za odvoĎenje viška pare u glavni kondenzator

7.2.PROPUL0ZIJSKA POSTROJENJA S PLINSKOM

TURBINOM

Ta se mogu vrlo dobro prilagoditi korištenju isparenog plina pri voţnji. MeĎutim,

zaustavljanjem propulzijskog stroja cijelu količinu isparenog plina treba ukapljivati ili

odvoditi u poseban damping sustav. Sustav napajanja je dvostruk. Tekuće gorivo bi se

koristilo pri upućivanju i zaustavljanju turbine, dok bi se plin koristio pri voţnji punom

snagom, uz izgaranje minimalne količine goriva. Napajanje plinske turbine plinom zahtjeva

komprimiranje na oko 15 bar i zagrijavanje od 250ºC. Hladni plin se iz spremnika pomoću

niskotlačnog kompresora i preko zagrijača plina dovodi na usisnu stranu visokotlačnog

centrifugalnog ili stapnog kompresora.

Slika 7.7. Shema pripreme plina prije ulaska u plinsku turbinu


65

Slika 7.8. Pogonsko postrojenje s plinskim turbinama i električnim prijenosom snage:

a-plinske turbine; b-generatori; c-reduktor; d-pogonski elektromotori; e-dizelski generatori;

f –transformatori; g-frekventni pretvarači ; k-damping sustav

Nepraktičnost uporabe plinske turbine za izravni pogon osovine broda upućuje na

postrojenja s električnim prijenosom snage sinkronim generatorima i pogonskim

elektromotorima. Jedno od mogućih postrojenja prikazano je na slici 7.8.

Novija istraţivanja predviĎaju ugradnju plinskih turbina zajedno s dizelskim motornim

postrojenjima.

7.3. PROPULZIJSKA POSTROJENJA S DIZELSKIM

MOTORIMA

Glavni razlozi zbog kojih se na LNG tankerima još ne koriste dizelski motori su:

potreba ugradnje odvojenog damping sustava za cijelu količinu isparenog plina ili

instalacije za ukapljivanje plina

nezadovoljavajuće riješen način uvoĎenja plina u motor.

Dizelski motori s mogućnošću izgaranja plina i teškog goriva mogu se podijeliti na dva

načina. Prva podjela je s obzirom na način napajanja motora plinom:

upuhivanje plina na niskom tlaku

ubrizgavanje plina na visokom tlaku.

Prvi način već je ispitan i bio je ugraĎen na LNG/LPG tanker VENATOR, a zbog

problema sa ispiranjem nije dalje korišten. Drugi način ubrizgavanja još je u razvoju. On

dopušta sigurno izgaranje isparenog plina, ali zahtjeva veliku instalaciju za visokotlačno

komprimiranje plina od 250 do 300 bar. Potrebna snaga za ubrizgavanje je oko 6% ukupne

snage motora.

Druga podjela je na osnovi broja okretaja motora:


66

sporohodni dizel motori,

srednjehodni dizelski motori.

7.3.1. POSTROJENJA SA SPOROHODNIM DIZELSKIM MOTOROM

Najjednostavniji način izvedbe dizelskog motornog postrojenja mogla bi biti ugradnja

jednog sporohodnog dvotaktnog motora s mogućnošću izgaranja plina uz minimalnu količinu

teškog goriva (5%). Kompleksnije ili ekonomičnije rješenje nudi tvrtka Mitsubishi, a

prikazano je na slici 7.10.

Slika 7.9. Brodsko propulzijsko postrojenje s sporohodnim dizel motorom


67

Slika 7.10. Propulzijsko postrojenje sa sporohodnim dizelskim motorom

Iskorištenje ispušnih plinova u plinskoj turbini i kotlu na ispušne plinove utječe na

povećanje ekonomičnosti pogona, a mogućnost propulzije plina predviĎeno je samo za voţnju

pramcem. Za voţnju krmom, upućivanje, zaustavljanje i manevriranje motorom predviĎeno je

samo dizel gorivo. Na taj su način izbjegnuti mogući problemi s ne izgorenim plinom u

ispušnom kolektoru motora. S izgaranjem plina počinje se pri povećanju broja okretaja i

voţnji punom snagom. Regulacijom je omogućeno:

izgaranje minimalne količine goriva za izgaranje potrebne količine plina,

izgaranje cijele količine plina uz dodatne potrebne količine goriva.


68

Slika 7.11. Dijagram odnosa potrošnje teškog goriva i plina

7.3.2. POSTROJENJA SA SREDNJOHODNIM DIZELSKIM

MOTORIMA

Postrojenje sa srednjeookretnim dizelskim motorima obuhvaćalo bi dva motora koji

bi reduktorom bili spojeni na glavnu osovinu.

U izgaranju prirodnog plina u srednjookretnim motorima već postoji dugogodišnje

iskustvo. Nije potreban visokotlačni kompresor jer se plin uvodi u motor na tlaku od 2 do 3

bar. Motori bi imali stalan broj okretaja, a promjene propulzijskih potreba omogućavao bi

vijak sa zakretnim lopaticama.

Slika 7.12. Postrojenje sa srednjookretnim dizelskim motorom

7.3.3. DIZELSKA ELEKTRIČNA POSTROJENJA

Jedno od izglednijih rješenja u budućnosti prijevoza LNG-a moglo bi biti dizelsko

električno propulzijsko postrojenje. Ono bi imalo četiri ili šest dizelskih generatora, ovisno o

energetskim potrebama i količini raspoloţivog plina. Električna energija bi se dovodila na

propulzijske elektromotore frekventivnim pretvaračima koji omogućuju promjenu broja

okretaja. Takva su postrojenja već ugraĎena na velike putničke brodove.


69

Slika 7.13. Shema dizelskoga električnoga propulzijskoga postrojenja

Dio viška isparenog plina u slučaju zaustavljenog propulzijskog stroja trošili bi

električni potrošači, a ostatak bi se odvodio prema dampimg sustavu, koji moţe biti izveden

na dva načina:

zagrijavanje slatke vode u električnim kotlovima te predaja topline morskoj vodi u

izmjenjivačima topline. Prednost ovoga duţeg načina pretvorbe energije jest

smanjivanje količine topline koja se odvodi u more. U ovom slučaju od ukupnog

viška raspoloţive energije u more se odvodi 50%, dok u slučaju izgaranja plina u

kotlovima brodskog parnog postrojenja to iznosi 85%.

Transformacija energije u Froude hidrauličnim kočnicama.

7.4. KOMBINIRANA BRODSKA PROPULZIJSKA

POSTROJENJA

Kombinirana brodska postrojenja uglavnom su kombinacije srednjookretnih dizelskih

motora i plinskih turbina s električnim i mehaničkim prijenosom snage. Moţe se razlikovati

nekoliko rješenja. na slici 7.14 prikazano je postrojenje sa dva srednjookretna dizelska

motora, plinska turbina i dva elektromotora za propulziju.


70

Slika 7.14. Kombinirano pogonsko postrojenje I:

a-dva srednjookretna motora, b-plinska turbina, c-reduktor, d-propulzijski elektromotori

(6600 V), e-frekventivni pokrivač, f-dizelski generatori, g-turbo generatori, i-transformator

6600/440V, h-električni potrošači, j-damping sustav

Slika7.15. Kombinirano propulzijsko postrojenje II

a-srednjookretni motor; b-plinska turbina; c-reduktor; d-propulzijski elektromotori (6600V);

e-frekventni pretvarač; f-dizelski generatori, g-turbo generator, i-transformator 6600/440V,

h-električni potrošači, j-damping sustav


71

Na slici 7.15 prikazano je postrojenje s jednom većim srednjookretnim dizelskim

motorom i plinskom turbinom s mehaničkim prijenosom snage.

Slika 7.16. Kombinirano propulzijsko postrojenje III:

a-srednjookretni motor, b-plinska turbina, c-reduktor, f-dizelski generatori, g-turbo

generator, h-električni potrošači, j-damping sustav

7.5. BRODSKE INSTALACIJE ZA UKAPLJIVANJE

ISPARENOG PLINA

Uz sva postrojenja s dizelskom motornom propulzijom, kao rješenje problema isparenog

plina ili viška isparenog plina, mogla bi biti ugraĎena instalacija za ukapljivanje plina.

Instalacije se mogu podijeliti na:

instalacije s potpunim ukapljivanjem isparenog plina,

instalacije s djelomičnim ukapljivanjem jer ova instalacija zahtjeva samo 1000 kW

dodatne snage, koja bi ukapljivala samo 30% ukupne količine isparenog plina.

7.5.1. BRODSKE INSTALACIJE ZA POTPUNO UKAPLJIVANJE

ISPARNOG PLINA

Rashladno sredstvo zatvorenog ciklusa jest dušik. Učinak hlaĎenja rashladnog

sredstva, potrebnog za ukapljivanje isparenog plina, dobije se u ekspanzijskoj turbini.

Ukapljivanje prirodnog plina obavlja se u izmjenjivaču topline ili kondenzatoru (cold box),

gdje se toplina kondenzacije predaje hladnom dušiku. Ekspanzija dušika visokog tlaka u

turbini 6 oslobaĎa se dio mehaničke energije koja se moţe iskoristiti za pogon kompresora 2.

Za pogon cijele instalacije koristila bi se električna energija dobivena pomoćnim dizelskim

motorima. Za veće brodove potrebna je dodatna snaga od 5000 kW.


72


73

Slika 7.17 Brodske instalacije za potpuno ukapljivanje isparenog plina:

1. pogon radijalnog kompresora, 2. kompresor, 3. izmjenjivač topline,4. crpka, 5.

separator, 6. ekspanzijska turbina, 7. Spremnik

7.5.2. BRODSKE INSTALACIJE ZA DJELOMIČNO UKAPLJIVANJE

ISPARENOG PLINA

Osnovna ideja djelomičnog ukapljivanja jest korištenje niske temperature isparenog

plina za njegovo vlastito djelomično ukapljivanje. Shema instalacije prikazana je na slici 7.18.

Slika 7.18. Brodske instalacije za djelomično ukapljivanje isparenog plina:

1- kompresor isparenog plina,

2- kompresor ciklusa,

3- izmjenjivač plina,

4- separator,

5- ekspanzijski ventil,

6- spremnik


74

7.6. INSTALACIJA ZA PRISILNO ISPARIVANJE PLINA

Osnovna je zadaća instalacije osigurati potrebne količine plina, ovisno o potrebama

glavnog propulzijskog stroja.

Slika 7.19. Instalacije za prisilno isparavanje ukapljenog plina:

1. spremnik,2. crpka, 3. isparivač, 4. kompresor, 5. zagrijač, 6. kotlovi, 7. turboreduktor,

8. kondenzator

Instalacija ne zahtjeva posebnu investiciju budući da njezini elementi već postoje u

sklopu potrebnih ureĎaja za rukovanje teretom. Sustavom regulacije usklaĎen je rad crpke i

isparivača

PREGLEDI I POTVRDE

Potvrda o sukladnosti (Certificate of Fitness)

Brod koji je u skladu sa starijim pravilima (Existing Ship Code ili GC Code) trebao bi nakon

pregleda dobiti Potvrdu sposobnosti za prijevoz tekućih plinova (Certificate of Fitness for the

Carriage of Liquefied Gases in Bulk). Ona vrijedi, u skladu sa rezultatom pregleda, za period

od 5 godina ukoliko brod u tom razdoblju ne mijenja zastavu.

Ukoliko je brod graĎen u skladu sa novim IGC pravilima, nakon pregleda dobija

MedunaroĎnu potvrdu o sposobnosti za prijevoz tekućih plinova (International Certificate of

Fitness for the Carriage of Liquefied Gases in Bulk).

Ovakve potvrde dokazuju da su na brodu ispunjeni osnovni zahtjevi za sigumoscu i sadrţe

listu tereta koje brod smije prevoziti. Tijekom eksploatacije brodovi se moraju redovno

pregledavati da bi i dalje ostali u skladu sa Potvrdom o sposobnosti.

Pregledi potrebni da bi se zadrţala pravomočnost Potvrde o sposobnosti:


75

- početni pregled, prije nego što brod otpočme prevoziti teret (Initial Survey)

- periodični pregled prije isteka 5 godina koliko vrijedi Potvrda o sposobnosti

(Periodical Survey)

- prijelazni pregled, izmeĎu periodičnih pregleda (Intermediate Survey)

- godisnji pregled (Annual Survey)

- dodatni pregled, nakon ozbiljnijih nesreća ili vaţnih promjena na brodu

ZA KL J U Č A K

Jedan od glavnih energenata u svijetu je prirodni plin. Prema svjetskim planiranjima o

potrošnji energije predviĎa se da će prirodni plin u slijedećih četrdesetak godina postati i

glavni izvor energije. S obzirom na navedeno ali i s obzirom na činjenicu na svojstva plina

kao što su upaljivost, eksplozivnost, otrovnost itd. cilj ovog diplomskog rada bio je detaljno

obraditi prijevoz ovog vaţnog energenta.

Tankeri za prijevoz ukapljenih plinova su brodovi s vrlo sloţenim sustavom za

rukovanje teretom. Nigdje u trgovačkoj mornarici ne moţe se naići na takvu koncentraciju

raznih ureĎaja unutar sustava za rukovanje teretom. U ovom radu obraĎene su operacije koje

prethode ukrcaju tekućih plinova, ukrcaj, prijevoz morem, iskrcaju, s naglaskom na osobitosti

prijevoza ukapljenih prirodnih plinova (LNG), izmjena tereta kao i proračun optimalne

debljine izolacije spremnika. Izračunom proračuna optimalne debljine izoalcije, u ovom

diplomskom radu utvrdio sam da se dobiveni rezultati podudaraju s rezultatima proračuna iz

instrukcijskih knjiga pa se ovaj rad moţe koristiti i kao stručna literatura. Pouzdan i siguran

rad sustava tereta tankera za prijevoz ukapljenih prirodnih plinova moguće je postići samo uz

dobro poznavanje svih elemenata koji čine taj sustav.

Analizirajući poloţaje terminala za uvoz i distribuciju prirodnog plina u Europi

zaključujem da Hrvatska ima jako povoljan geostrateški poloţaj koji joj pruţa mogućnost

ukljućivanja u opskrbu srednjeg dijela Europe prirodnim plinom. Otvaranje terminala za uvoz

i distribuciju prirodnog plina bi doprinjelo bi se gospodarskom rastu i odrţivom razvoju te bi

u svakom slučaju to značilo orijentiranost Hrvatske k svom najvećem prirodnom bogastvu -

moru.


76

L I TE R A T U RA

1. Bruno Borozan: LNG, Energetika marketing, Zagreb 1999.

2. Priijevoz ukapljenih plinova morem, Pomorski fakultet Rijeka, Pomorski fakultet

Rijeka 1992.

3. Z.Prelec: Brodski generatori pare, Školska knjiga Zagreb 1990.

4. F.Bošnjaković: Nauka o toplini II, tehnička knjiga Zagreb, 1976.

5. V.Ozretić:Brodski pomočni strojevi i ureĎaji, Riječka tiskara, Rijeka 1978.

6. Mr. B.Borozan - "LNG" 7. www.energy.ca.gov

8. Ţeljko Kurtela: Prijevoz ukapljenih plinova, Naše more, br. 41. 1994

9. Ţeljko Kurtela: Teretni sustav tankera za prijevoz ukapljenih plinova, Naše more, br.

42. 1995.

10. The LNG observer 1991, Institute Of Gas Tehnology, Chicago, 1991.

11. Cargo Containement System, Gas Transport presentation, External Document 1056

Trappes, 1993.

12. Coutray, R., Diesel-Electric Propulsion For LNG Carriers, GEC Alsthom Tehnical

Rewiew No 16 – 1995.

13. " DNV - LNG presentation Brodosplit" – DNV

14. " GAS CARRIERS" - A Fairplay Publication

15. " SORTA 2002" - Zbomik radova

http://www.energy.ca.gov/

Documents

Prijevoz Ukapljenog Lng Plina