Сжиженный природный газ и запорная арматура для спг. Россия построит самые большие в мире танкеры-ледоколы, чтобы перевозить сжиженный газ с ямала Корабль газовоз

Суда длиной более 300 метров для перевозки сжиженного природного газа смогут прорезать лед толщиной до 2 метров.

До тех пор, пока не построены заводы на Луне или Марсе, будет трудно отыскать менее гостеприимное промышленное предприятие, чем «Ямал СПГ» — завод по переработке природного газа стоимостью 27 миллиардов долларов, расположенный на территории России в 600 километрах к северу от Полярного круга.

Зимой, когда солнце не появляется более двух месяцев, температура здесь достигает -25 на суше и -50 в ослепляющем тумане моря. Но в этой пустыне много ископаемого топлива, около — 13 триллионов кубических метров, что эквивалентно примерно 8 миллиардам баррелей нефти.

Поэтому «Ямал СПГ», контролируемый российским производителем природного газа «Новатэк» , собрал партнеров, чтобы потратить беспрецедентную сумму на новый вид транспортировки топлива.

Обычные танкеры все еще не могут пробиваться сквозь арктические льды Карского моря, несмотря на их таяние из-за глобального потепления. Использование небольших ледокольных судов в качестве эскорта для танкеров остается чрезвычайно дорогостоящим и трудоемким. Вот почему международное сотрудничество корабельных дизайнеров, инженеров, строителей и владельцев планируют потратить 320 миллионов долларов на создание минимум 15 трехсотметровых танкеров, способных самостоятельно пробиваться сквозь лед.

Судно должно будет выполнять свои задачи в чрезвычайно суровых условиях», — рассказал Bloomberg Мика Ховилайнен , специалист по ледоколам в Aker Arctic Technology Inc. , хельсинкской компании, занимающийся проектировкой кораблей. — Его системы должны работать правильно в очень широком диапазоне температур.

Эти танкеры — самые большие перевозчики газа из когда-либо построенных, их ширина составляет 50 метров. При полной загрузке каждый из них может нести чуть более 1 миллиона баррелей нефти. Все 15 смогут перевозить 16,5 миллионов тонн сжиженного природного газа в год — этого достаточно чтобы обеспечить половину годового потребления Южной Кореи и близко к возможностям Ямальского СПГ. Они отправятся на запад в Европу зимой и на восток в Азию летом, пройдя через двухметровый лед.

Ледоколы не ломают лед, как думают многие. Корпуса кораблей предназначены для сгибания края ледяной шапки и распределения веса равномерно по всей его поверхности. При движении во льду танкер пользуется своей кормовой частью, специально приспособленной для перемалывания толстого льда.

Испытания первого танкера состоялись в декабре прошлого года. При движении кормой вперед в толстом льду его скорость составила 7,2 узла (13,3 км/ч). Это первый корабль подобного типа, который проплыл по Северному морскому пути из Сибири в Берингов пролив за 6,5 дней.

Постройка таких кораблей является частью гораздо более крупной игры. «Это, пожалуй, самый большой шаг вперед в развитии Арктики», — заявил президент России Владимир Путин в декабре на старте первого танкера-газовоза на заводе «Ямал СПГ». Говоря о предсказании 18-го века поэта Михаила Ломоносова о прирастании Россиии Сибирью, Путин подчеркнул: «Теперь мы можем смело сказать, что Россия будет расширяться через Арктику в этом и следующем столетии. Здесь находятся крупнейшие запасы полезных ископаемых. Это место будущей транспортной артерии — Северного морского пути, который, я уверен, станет очень эффективным».

Для того чтобы прорубаться сквозь лед необходима огромные усилия, именно поэтому танкеры получили три генератора работающих на природном газе мощностью в 15 мегаватт. Любой из этих судов может «заряжать» около 35 тысяч стандартных американских домов.

Чтобы избежать чрезмерной работы генераторов, специальное подруливающее устройство, выпускаемое шведско-швейцарским инженерным гигантом ABB Ltd. , отключает двигатели от винтов. То есть, винты могут вращаться быстрее или медленнее, при этом не заставляя двигатель «выть», говорит Питер Тервиш , президент подразделения промышленной автоматизации ABB. По его словам, разделение двигателя и рабочей нагрузки пропеллера повышает эффективность использования топлива на 20 процентов. В качестве бонуса «вы получаете гораздо лучшую маневренность», говорит Тервиш. Никогда управление супертанкером не было столь простым.

Хотя танкеры сжиженного природного газа плавают уже около полувека, переправляя топливо с засушливого Ближнего Востока, до последнего десятилетия не было необходимости в специальных «ледовых» моделях, когда норвежский Snohvit и российские проект «Сахалин-2» впервые начали добычу газа в более холодных климатических условиях. Порт Ямальского СПГ, Сабетта , был спроектирован и построен в тандеме с кораблями, которые будут обслуживать его.

Эффективность морских перевозок российского СПГ может быть существенно увеличена благодаря применению новейших технологических разработок.

Выход России на мировой рынок СПГ совпал с появлением усовершенствованных технологий морской транспортировки сжиженного газа. В строй вошли первые суда-газовозы и приемные терминалы нового поколения, способные значительно сократить стоимость перевозки СПГ. Компания «Газпром» имеет уникальную возможность создать свою систему транспортировки сжиженного газа, используя новейшие достижения в этой области, и получить преимущества перед конкурентами, которым потребуется длительное время для технического перевооружения.

Учесть передовые тенденции

Запуск первого в России завода СПГ на Сахалине, подготовка к строительству еще более крупного производства на базе Штокмановского месторождения и разработка проекта завода СПГ на Ямале, включают морские перевозки сжиженного газа в список критически важных для нашей страны технологий. Это делает актуальным анализ последних тенденций в развитии морского транспорта СПГ, с тем, чтобы в разработку отечественных проектов закладывались не только существующие, но и перспективные технологии.
Из реализованных в последние годы проектов можно выделить следующие направления в повышении эффективности морских перевозок СПГ:
1. Увеличение вместимости LNG-танкеров;
2. Увеличение доли судов с танками мембранного типа;
3. Использование в качестве судовой энергетической установки дизельных двигателей;
4. Появление глубоководных LNG-терминалов.

Увеличение вместимости LNG-танкеров

На протяжении более чем 30-ти лет, максимальная вместимость LNG-танкеров не превышала 140-145 тыс. куб. м, что эквивалентно грузоподъемности 60 тыс. т СПГ. В декабре 2008 года в строй был введен LNG-танкер Mozah (Рис. 1), типа Q-Max, головной в серии из 14-ти судов, вместимостью 266 тыс. куб. м. По сравнению с крупнейшими существующими судами, его вместимость больше на 80%. Одновременно с постройкой танкеров типа Q-Max, на южнокорейских верфях были размещены заказы на строительство 31-го судна типа Q-Flex, вместимостью по 210-216 тыс. куб. м, что почти на 50% больше, чем у существующих судов.
По информации компании Samsung Heavy Industries, на верфи которой был построен Mozah, в обозримом будущем вместимость LNG-танкеров не превысит 300 тыс. куб. м, что связано с технологическими сложностями их постройки. Однако, увеличение вместимости судов типов Q-Max и Q-Flex достигнуто только за счет роста длины и ширины корпуса, при сохранении стандартной для крупных LNG-танкеров осадки в 12 метров, что определяется глубинами у существующих терминалов. В ближайшее десятилетие появится возможность эксплуатировать газовозы с осадкой 20-25 м, что позволит увеличить вместимость до 350 тыс. куб. м и повысить ходовые качества за счет улучшения гидродинамических обводов корпуса. Это также сократит стоимость строительства, так как большие по вместимости танкеры можно будет строить без увеличения размера доков и стапелей.
При организации экспорта СПГ из России необходимо оценить возможность использования судов увеличенной вместимости. Постройка судов вместимостью 250-350 тыс. куб. м позволит сократить удельные затраты на транспортировку российского газа и получить конкурентное преимущество на зарубежных рынках.

Увеличение доли мембранных танкеров

В настоящее время на LNG-танкерах используются два основных типа грузовых танков (резервуаров, в которых перевозится СПГ): вкладные сферические (система Kvaerner-Moss) и встроенные призматические мембранные (система Gas Transport - Technigas) . Вкладные сферические танки имеют толщину 30-70 мм (экваториальный пояс - 200 мм) и изготавливаются из алюминиевых сплавов. Они устанавливаются («вкладываются») в корпус танкера без соединения с корпусными конструкциями, опираясь на днище корабля через специальные опорные цилиндры. Призматические мембранные танки имеют форму, близкую к прямоугольной. Мембраны изготавливаются из тонкого (0.5-1.2 мм) листа легированной стали либо инвара (сплав железо-никель) и являются лишь оболочкой, в которую загружается сжиженный газ. Все статические и динамические нагрузки через слой теплоизоляции передаются на корпус судна. Безопасность требует наличия основной и вторичной мембраны, обеспечивающей сохранность СПГ на случай повреждения основной, а также двойного слоя теплоизоляции - между мембранами и между вторичной мембраной и корпусом корабля.
При вместимости танкера до 130 тыс. куб. метров использование сферических танков более эффективно, чем мембранных, в диапазоне 130-165 тыс. куб. м их технико-экономические характеристики примерно равны, при дальнейшем увеличении вместимости использование мембранных танков становится предпочтительным.
Мембранные танки примерно вдвое легче, чем сферические, их форма позволяет использовать корпусное пространство корабля с максимальной эффективностью. Благодаря этому, мембранные танкеры имеют меньшие размеры и водоизмещение в расчете на единицу грузоподъемности. Они дешевле при постройке и экономичнее в эксплуатации, в частности, за счет более низких портовых сборов и платы за проход через Суэцкий и Панамский каналы.
В настоящее время, танкеров со сферическими и мембранными резервуарами примерно поровну. Благодаря росту вместимости, в ближайшем будущем мембранные танкеры будут преобладать, среди строящихся и планируемых к постройке судов их доля около 80% .
Применительно к российским условиям, важной особенностью судов является возможность эксплуатации в арктических морях. По мнению специалистов, сжатия и ударные нагрузки, возникающие при преодолении ледовых полей, опасны для мембранных танкеров, что делает рискованным их эксплуатацию в тяжелых ледовых условиях. Производители мембранных танкеров утверждают обратное, приводя расчеты, что мембраны, особенно гофрированные, обладают высокой деформативной податливостью, что исключает их разрыв даже при значительном повреждении корпусных конструкций. Однако нельзя гарантировать, что мембрана не будет пробита элементами этих самых конструкций. Кроме того, судно с деформированными танками, даже сохранившими герметичность, не может быть допущено к дальнейшей эксплуатации, а замена части мембран требует длительного и дорогостоящего ремонта. Поэтому, проекты ледовых LNG-танкеров предусматривают применение вкладных сферических танков, нижняя часть которых отстоит на значительном удалении от ватерлинии и подводной части борта.
Необходимо рассмотреть возможность постройки мембранных танкеров для вывоза СПГ с Кольского полуострова (Териберка). Для завода СПГ на Ямале, по всей видимости, могут быть использованы только суда со сферическими танками.

Применение дизелей и бортовых установок по сжижению газа

Особенностью судов новых проектов стало применение в качестве главных двигателей дизельных и дизель-электрических установок, более компактных и экономичных, чем паровые турбины. Это позволило существенно сократить расход топлива и уменьшить размеры машинного отделения. До недавнего времени, LNG-танкеры оснащались исключительно паротурбинными установками, способными утилизировать испаряющийся из резервуаров природный газ. Сжигая испарившийся газ в паровых котлах, турбинные LNG-танкеры покрывают до 70% потребности в топливе.
На многих судах, в том числе типов Q-Max и Q-Flex, проблема испарения СПГ решена за счет размещения на борту установки для сжижения газа. Испарившийся газ вновь сжижается и возвращается в резервуары. Бортовая установка для повторного сжижения газа заметно удорожает LNG-танкер, но на линиях значительной протяженности ее применение считается оправданным.
В перспективе, проблема может быть решена за счет снижения испаряемости. Если для судов, построенных в 1980-х гг., потери на испарение СПГ составляли 0.2-0.35% от объема груза в сутки, то на современных судах это показатель ниже примерно вдвое - 0.1-0.15% . Можно ожидать, что в ближайшее десятилетие уровень потерь на испаряемость будет снижен еще в два раза.
Можно предположить, что в условиях ледового плавания LNG-танкера, оснащенного дизельным двигателем, наличие бортовой установки по сжижению газа является необходимым, даже при сниженном уровне испаряемости. При плавании в ледовых условиях, полная мощность двигательной установки будет использоваться только на части маршрута и в этом случае объем испарившегося из резервуаров газа превысит возможности двигателей по его утилизации.
Новые танкеры для перевозки СПГ должны оснащаться дизельными двигателями. Наличие бортовой установки для сжижения газа, по всей видимости, будет целесообразно как при работе на наиболее протяженных маршрутах, например, на восточное побережье США, так и при челночных рейсах с полуострова Ямал.

Появление глубоководных LNG-терминалов

Первый в мире рейдовый терминал по приему и регазации СПГ, Gulf Gateway, вошел в строй в 2005 году, став также первым терминалом, построенным в США за последние 20 лет. Рейдовые терминалы размещаются на плавучих сооружениях или искусственных островах, на значительном удалении от береговой черты, нередко - за пределами территориальных вод (так называемые оффшорные терминалы). Это позволяет сократить сроки строительства, а также обеспечить удаление терминалов на безопасное расстояние от береговых объектов. Можно ожидать, что создание рейдовых терминалов в ближайшее десятилетие значительно расширит возможности Северной Америки по импорту СПГ. В США действует пять терминалов и существуют проекты строительства еще примерно 40-ка, из них 1/3 - рейдовых.
Рейдовые терминалы могут принимать суда со значительной осадкой. Глубоководные терминалы, например, Gulf Gateway, вообще не имеют ограничений по осадке судов, проекты других предусматривают осадку до 21-25 м. В качестве примера, можно привести проект терминала BroadWater. Терминал предлагается расположить в 150 км северо-восточнее Нью-Йорка, в защищенном от волн проливе Лонг-Айленд. Терминал будет состоять из небольшой каркасно-свайной платформы, установленной на глубине 27 метров и плавучей установки по хранению и регазации (Floating Storage and Regasification Unit - FSRU), длиной 370 и шириной 61 метр, которая одновременно будет служить причалом для LNG-танкеров с осадкой до 25 метров (Рис. 2 и 3) . Проекты ряда береговых терминалов также предусматривает обработку судов с увеличенной осадкой и вместимостью 250-350 тыс. куб. м.
Хотя далеко не все проекты новых терминалов будут реализованы, в обозримом будущем большая часть СПГ будет ввозится в Америку через терминалы, способные принимать LNG-танкеры с осадкой более 20 м. В более отдаленной перспективе, аналогичные терминалы будут играть заметную роль в Западной Европе и в Японии.
Постройка в Териберке отгрузочных терминалов, способных принимать суда с осадкой до 25 м, позволит получить конкурентное преимущество при экспорте СПГ в Северную Америку, а в перспективе и в Европу. В случае реализации проекта завода СПГ на Ямале, мелководность Карского моря у побережья полуострова исключает применение судов с осадкой более 10-12 метров.

Выводы

Заказ сразу 45-ти сверхкрупных LNG-танкеров типов Q-Max и Q-Flex изменил сложившиеся представления об эффективности морских перевозок СПГ. По информации заказчика этих судов, Qatar Gas Transport Company, увеличение единичной вместимости танкеров, а также ряд технических усовершенствований, позволит сократить затраты на транспортировку СПГ на 40%. Стоимость постройки судов, в расчете на единицу грузоподъемности, на 25% ниже. В этих судах еще не реализован весь набор перспективных технических решений, в частности увеличенная осадка и улучшенная теплоизоляция танков.
Каким же будет «идеальный» LNG-танкер ближайшего будущего? Это будет судно вместимостью 250-350 тыс. куб. м СПГ и осадкой более 20 м. Мембранные резервуары с улучшенной теплоизоляцией сократят испаряемость до 0.05-0.08% от объема перевозимого СПГ в сутки, а бортовая установка по сжижению газа практически полностью исключит потери груза. Дизельная энергетическая установка обеспечит скорость около 20 узлов (37 км/ч). Постройка еще более крупных судов, обладающих всем комплексом перспективных технических решений, позволит сократить стоимость перевозки СПГ вдвое по сравнению с существующим уровнем, а затраты на постройку судов - на 1/3.

Снижение стоимости морских перевозок СПГ будет иметь следующие последствия:

1. СПГ получит дополнительные преимущества перед «трубным» газом. Расстояние, на котором СПГ эффективнее трубопровода, сократится еще на 30-40%, с 2500-3000 км до 1500-2000 км, а для подводных трубопроводов - до 750-1000 км.
2. Увеличатся расстояния морских перевозок СПГ, логистические схемы станут более сложными разнообразными.
3. У потребителей будет возможность диверсифицировать источники СПГ, что увеличит конкуренцию на этом рынке.

Это станет значительным шагом на пути к формированию единого глобального газового рынка, вместо двух существующих сегодня локальных рынков СПГ - Азиатско-Тихоокеанского и Атлантического. Дополнительный импульс к этому даст модернизация Панамского канала, которую планируется завершить к 2014-2015 гг. Увеличение размеров шлюзовых камер в канале с 305х33.5 м до 420х60 м, позволит крупнейшим LNG-танкерам свободно перемещаться между двумя океанами.
Увеличение конкуренции требует от России максимально использовать новейшие технологии. Цена ошибки в этом вопросе будет крайне высока. LNG-танкеры, в силу высокой стоимости, эксплуатируются по 40 и более лет. Заложив в транспортные схемы морально устаревшие технические решения, «Газпром» на десятилетия вперед подорвет свои позиции в конкурентной борьбе на рынке СПГ. Напротив, обеспечив перевозки между глубоководным отгрузочным терминалом в Териберке и рейдовыми терминалами в США с помощью крупнотоннажных судов с увеличенной осадкой, российская компания превзойдет конкурентов из Персидского залива по эффективности поставок.

Завод СПГ на Ямале не сможет использовать наиболее эффективные LNG-танкеры в силу мелководности акватории и ледовых условий. Лучшим решением, вероятно, станет фидерная система транспортировки, с перевалкой СПГ через Териберку.
Перспективы широкого использования морских перевозок при экспорте газа, ставит на повестку дня вопрос об организации строительства LNG-танкеры в России, или хотя бы участия российских предприятий в их постройке. В настоящее время, ни одно из отечественных судостроительных предприятий не располагает проектами, технологиями и опытом строительства таких судов. Более того, в России нет ни одной верфи, способной строить крупнотоннажные суда. Прорывом в данном направлении может стать приобретение группой российских инвесторов части активов компании Aker Yards, распологающей технологиями строительства LNG-танкеров, в том числе ледового класса, а также верфями в Германии и на Украине, способными строить крупнотоннажные суда.

Гранд Елена

Al Gattara (тип Q-Flex)

Mozah (тип Q-Max)

Год постройки

Вместимость (брутто регистровых тонн)

Ширина (м)

Высота борта (м)

Осадка (м)

Объем танков (куб. м)

Тип танков

сферические

мембранные

мембранные

Кол-во танков

Двигательная установка

паротурбинная

дизельная

Современный танкер для перевозки сжиженного природного газа (СПГ) корейской постройки.

Желтые конструкции на палубе - верхняя часть грузовых танков.

Значки под клюзом показывают, что имеется бульб и подруливающее устройство.

В районе миделя традиционно расположены грузовые манифолды.

В белой надстройке в районе грузовой палубы находится помещение грузовых механизмов (компрессорная). Сами же грузовые насосы - погружные, расположены в танках.

Ходовой мостик довольно таки прост для современного очень дорогого судна и не выглядит "навороченным" - стандартный комплект.

Колонка рулевого со штурвалом. Голубенькая рукоятка, расположенная справа от штурвала - резервный способ управления рулевой машины, в случае отказа "следящего" режима.

Идем по приборам! На современных судах давно уже ввели т.н. навигационную панель (conning display), куда сводится различная информация о движении судна.

ПУГО - пост управления грузовыми операциями.

Управление клапанами, насосами, компрессорами и прочей лабудой осуществляется с помощью компьютерных терминалов. Судно оборудовано централизованной системой автоматики. Над консолью расположены мониторы системы видеообзора - установлено несколько камер как снаружи судна, так и в некоторых внутренних помещениях.

Т.н. грузовой компьютер. С его помощью старпом расчитывает остойчивость и прочие элементы безопасности судна для разных режимов загрузки/балластировки, как для морского перехода, так и для стоянки в порту и для грузовых операций.

Панель контроля за работой грузовых насосов - давление после насоса, рабочий ток приводного двигателя. Внимательный зритель обратит внимание, что ампераж весьма мал, рабочий ток находится где-то в пределах 60 ампер и, соответственно, насосы имеют малую мощность. Однако, следует заметить, что это судно оснащено высоковольтной электростанцией с номинальным напряжением 6,600 вольт, что в произведении дает такую же мощность, как у насоса малого напряжения но большого тока. Повышение напряжения также дает весьма позитивный эффект на габариты оборудования и сечения кабелей.

Взглянем на палубу, убедимся, что ничего особо интересного там не просматривается. ;-)

Заглянем в машинное отделение. Судно построено по новомодной тендеции дизель-электрохода. Поэтому имеет всего лишь вспомогательный котел.

Установлено 4 дизель-генератора. Приводные дизельные двигатели работают на двойном топливе. Основной режим работы - на газе, с добавлением небольшого количества дизтоплива для обеспечения дизельных процессов.

Генераторы много выше человеческого роста.

В качестве гребных двигателей используются электродвигатели. Так выглядит трансформатор для одного из них.

Установлено два гребных двигателя.

Но работают они на один вал через редуктор.

Просторный лифт обслуживает машинное отделение. Помимо этого установлен еще лифт обычных габаритов на жилых палубах надстройки.

Насосы.

Для управления частотой вращения гребных электродвигателей установлены частотные конвертеры. Тиристорные модули в них имеют водяное охлаждение. Чтобы в случае возможной протечки электрические компоненты не повредились, соленость (проводимость) воды находится под контролем.

ЦПУ - центральный пост управления. Как и в ПУГО - управление посредством компьютерных терминалов. Система единая с ПУГО - как уже говорил выше, система автоматики централизованная.

Экран контроля за электростанцией. Судно на якоре, так что работает всего лишь один генератор на 19% мощности. Отсутсвие оптимальной нагрузки на дизель генераторы при стоянках - один из недостатков электроходов.

Ну и напоследок немного сладенького. Вид грузового танка этого газовоза изнутри. Вдалеке видна колонна с грузовыми насосами и измерителями уровня. Может создаться впечатление, что танк выложен кирпичиками. Но это не так. Просто мембрана имеет некоторое подобие гофра.

Вот так это выглядит вблизи.

А здесь можно посмотреть на весь бутерброд изоляции танка.

На этом обзор завершу.

Да, получилось весьма коротко. Но если есть интерес, позже могу сделать немного более подробный обзор старейшего на сегодня в мире газовоза с подобной мембранной конструкцией, а также другого современного газовоза с альтернативной конструкцией грузовых танков (сферические).

Который предназначен для перевозки сжиженного природного газа и, несомненно, лучшим в техническом оснащении считается газовоз, типа Liquefied Natural Gas Carrier (LNGC ) «British Emerald » . Он стал флагманом серии состоящей из четырех однотипных кораблей британского танкерного флота: «British Ruby», «British Sapphire» и «British Diamond» .

Газовозы принадлежат британской компании «BP Shipping Limited », которая играет ведущую роль на мировом рынке природного газа, предлагая прогрессивные методы в доставке столь ценного ресурса к клиентам.

Все построены в 2008 году на верфи «Hyundai Heavy Industries » в Южной Корее. При разработке проекта судна инженеры руководствовались принципами: экономичность и безопасность.

Первый принцип был реализован благодаря новой концепции DFDE (dual-fuel diesel-electric), что означает два топлива в одной дизель-электрической установке. Технология DFDE позволяет для двигателей использовать в качестве топлива пары перевозимого газа, и кроме этого дизельное топливо как стандартное. Эта технология не нова, но прежде она не использовалась на таких . Такая новация придаёт газовозу уникальность. Новая электромеханическая система при установке обходится дороже, но уже через год окупается за счет высокой эффективности газовоза .

Этот принцип позволяет значительно сократить расходы на дизельное топливо, которое используется на судах такого класса, а также уменьшить выброс вредных веществ в атмосферу. Безопасность газовоза в первую очередь была достигнута за счет двойного корпуса.

самый большой газовоз в мире

газовоз «British Emerald»


газовоз «British Diamond»

газовоз «British Sapphire»

газовоз «British Ruby»

танк газовоза

газовоз «British Emerald» в терминале

Во-вторых, на газовозе предусмотрена система, которая охлаждает газ в емкостях до температуры - 160 градусов по Цельсию, тем самым, переводя его в жидкое состояние, следовательно, уменьшая объем в пропорции 600:1 и летучесть, что позволяет перевозить газ более выгодно и безопасно. Эта система позволила освободить место, которое в процессе было использовано для увеличения полезного объёма. К тому же корпус показал высокие гидродинамические характеристики, что значительно уменьшило сопротивление воды.

Четыре газовых супертанкера могут беспрепятственно войти в 44 порта и более 50 терминалов по всему миру. Они заменяют восемь предыдущих «сверстников».

Технические данные газовоза «British Emerald» :
Длина - 288 м;
Ширина - 44 м;
Осадка - 11 м;
Дедвейт - 102064 тонн;
Судовая силовая установка - четыре дизель-электрических двигателя «Wartsila »;
Скорость - 20 узлов;
Дальность плавания - 26000 миль;
Экипаж - 29 человек;

Запасы природного газа в мире огромны, но большая часть месторождений находится в труднодоступных местах, удаленных от промышленных районов. Это полбеды - трубопровод на суше или по дну морскому проложить можно. А для транспортировки через океан газ переводят в жидкое состояние. При этом объем уменьшается почти в шестьсот раз, что позволяет использовать для транспортировки газа не только трубопроводы, но и танкеры СПГ специальной конструкции.

Танкеры для перевозки сжиженных газов

СПГ - природный газ, охлажденный до температуры -162° C, при которой он переходит из газообразного в жидкое состояние.

Большая часть мирового экспорта сжиженного газа осуществляется на межконтинентальном рынке танкерами двух типов, обозначаемых аббревиатурами СНГ - сжиженный нефтяной газ и СПГ - сжиженный природный газ. Специализированные суда отличаются конструкцией резервуаров и предназначены для разных грузов: танкеры СНГ перевозят сжиженные пропан, бутан, пропилен и другие углеводородные газы, танкеры СПГ - метан. Иногда эти танкеры называют метановозами. На фото ниже изображение танкера в разрезе.

Компоновка танкера для перевозки СПГ

Основными составляющими конструкции танкера для перевозки сжиженных газов являются силовые и насосные установки, двойной корпус для дополнительной прочности, носовые двигатели, резервуары для сжиженного газа и мощные холодильные установки для поддержания низкой температуры газа.

Как правило, в корпусе судна размещаются от четырех до шести изолированных танков, расположенных вдоль осевой линии судна. Окружение резервуаров представляет собой комбинацию балластных цистерн, коффердамов - специальных отсеков для исключения утечек газа из танков и пустот. Такое размещение придает танкеру-газовозу СПГ конструкцию типа двойного корпуса.

Сжиженные газы перевозят в резервуарах под давлением, которое выше атмосферного, или при температуре, существенно ниже температуры окружающей среды. В конструкции некоторых резервуаров используются оба метода.

Танкеры укомплектованы резервуарами под давлением 17,5 кг/см 2 . Газ перевозится в цилиндрических или сферических стальных резервуарах с соответствующей температурой хранения. Все танкеры строятся с двойным дном.

Танкеры-газовозы обеспечиваются мощными двигателями и отличаются быстроходностью. Область их рационального применения — это дальние, преимущественно трансконтинентальные, рейсы, протяженностью более 3000 морских миль. Учитывая активное испарение метана, судно должно преодолевать это расстояние на высоких скоростях.

Особенности конструкции резервуаров

Для безопасной транспортировки сжиженного природного газа требуется поддерживать в танках температуру ниже -162 о С и высокое давление. Танкеры комплектуют мембранными резервуарами с высоковакуумной многослойной изоляцией. Мембранные резервуары состоят из первичного барьерного металлического слоя, изоляционного слоя, жидко-защитного слоя и второго изоляционного. Конструкция резервуаров и толщина металлического корпуса танков зависит от расчетного эксплуатационного давления, температуры и водоизмещения танкера. Под давлением морской воды стенки танка, являясь частью судна, испытывают те же нагрузки, что и корпус корабля.

Сжиженные нефтяные газы также транспортируются в сферических металлических, хорошо изолированных во избежание утечки резервуарах под высоким давлением.

Код IGC определяет три типа независимых резервуаров, используемых для транспортировки газа: А, В и С. Танкеры СПГ комплектуются резервуарами категории В или С, емкости танкеров СНГ соответствуют категории А.

Операции по загрузке и разгрузке танкеров

Наиболее опасными являются операции по загрузке и разгрузке танкеров. Сжиженный природный газ - криогенное вещество, основной компонент которого метан. При попадании в неподготовленный должным образом грузовой отсек с несоблюдением температурного режима смесь метана с воздухом становится взрывоопасной.

Процедуры загрузки танкера строго регламентированы. Грузовой танк сушат инертным газом определенной температуры для предотвращения конденсации влажного воздуха внутри резервуара.

После просушки танков продувают трюм для удаления остатков инертного газа, после чего в трюм подается сухой нагретый воздух под давлением.

Непосредственно закачке сжиженного газа предшествует заполнение резервуара инертным газом для удаления воздуха и охлаждения танков. Изоляционное пространство мембранных танков продувается жидким азотом. Погрузку начинают, когда система подачи газа и танк будут охлаждены до температуры, близкой к температуре СПГ.

В порту назначения сжиженный природный газ передается в береговой резервуар с помощью погружного грузового насоса, установленного на дне каждого грузового танка. При выгрузке также соблюдаются требования по температурному и влажному режиму всех линий во избежание образования взрывоопасной смеси метана с воздухом.

Экологическая безопасность

Жесткие стандарты безопасности установлены Международным Кодексом постройки и оборудования судов, перевозящих сжиженные газы наливом (Кодекс IGC). Международные правила охватывают практически все аспекты безопасности этих судов, а также стандарты подготовки экипажа.

Рекорд безопасности перевозки сжиженного природного газа на судах имеет историю, которой можно позавидовать. С 1959 года, когда началась коммерческая транспортировка СПГ, на борту ни разу не произошло ни одной смерти, связанной с сжиженным природным газом. В мире произошло восемь морских инцидентов, связанных с аварийным разливом сжиженного природного газа.

В июне 1979 года в Гибралтарском проливе танкер "Эль-Пасо Кайзер" врезался в скалы на скорости 19 узлов с грузом 99 500 м 3 . Судно получило тяжелые повреждения днища по всей длине грузовых помещений, однако мембранные резервуары не пострадали, и сжиженный природный газ не был разлит.

Навигация танкеров через проливы

Проливы - самое опасное место для навигации, поэтому для строительства терминалов по производству и приему сжиженного газа выбирают места на окраинах континентов, избегая сложных транспортных путей и захода танкеров во внутренние моря.

В свое время Украина заявила о намерении построить терминал для приема сжиженного природного газа в Одесской области с целью диверсификации источников поставок газа в страну. На это немедленно отреагировала Анкара.

Постоянный транзит сжиженного природного газа опасных грузов через Дарданеллы и Босфор на танкерах СПГ может нанести серьезный экологический ущерб. Эти проливы входят в топ самых опасных в мире: Босфор - на третьем, Дарданеллы - на пятом месте. В случае крупной аварии последствия для акватории Мраморного моря и густонаселенного Стамбула могут оказаться катастрофическими.

Международный рынок СПГ

Флот специализированных судов связывает предприятия по производству и регазификации СПГ во всем мире для создания безопасной, надежной и эффективной сети транспортировки сжиженного природного газа. Суда-метановозы оснащены современной технологией обнаружения утечек, системами аварийного отключения, передовыми радиолокационными и системами позиционирования, и другими технологиями, предназначенными для обеспечения безопасной и надежной транспортировки газа.

Сжиженный газ в настоящее время составляет более 35 % международной торговли природным газом, при этом спрос на него постоянно растет.

Немного статистики

На сегодняшний день индустрия сжиженного природного газа во всем мире включает:

  • 25 терминалов по производству СПГ и 89 заводов по сжижению газа работают в 18 странах на пяти континентах. Катар является мировым лидером по производству сжиженного газа, опережая Индонезию, Малайзию, Австралию и Тринидад и Тобаго.
  • 93 терминала приема и регазификационные установки в 26 странах на четырех континентах. Япония, Корея и Испания являются ведущими импортерами сжиженного газа.
  • В настоящее время по всему миру эксплуатируется около 550 танкеров для транспортировки сжиженного природного газа.

Лидер строительства танкеров СПГ

Исторически около двух третей мирового флота танкеров-метановозов было построено южнокорейцами, 22 % - японцами, 7 % - китайцами, а остальные - Францией, Испанией и США. Успех Южной Кореи связан с инновациями и ценой. Южнокорейские строители построили первые танкеры-метановозы ледокольного класса. Они же построили самые большие танкеры СПГ класса Q-Flex и Q-Max дедвейтом 210 000 и 260 000 кубических метров для Катарской газотранспортной компании "Накилат". Отличительной особенностью судов класса Q является размещение завода по сжижению природного газа непосредственно на борту судна-гиганта. Длина корабля составляет 345 метров, ширина 53.8 метров.

Проект "Ямал СПГ"

29 сентября 2014 года состоялась торжественная церемония закладки танкера, заказанного российской судоходной компанией "Современный коммерческий флот" , специализирующейся на транспортировке энергоносителей, для перевозки сжиженного природного газа по проекту "Ямал СПГ". Это уникальные суда ледового класса Arc7 с максимально возможными для подхода к порту Сабетта на полуострове Ямал габаритами.

Предназначенные для транспортировки газа Южно-Тамбейского месторождения из Заполярья в Европу и Азию и навигации в суровых климатических условиях Заполярья, танкеры СПГ "Ямал" по конструкции являются судами двойного действия: носовая часть для плавания в открытой воде, а корма - для навигации в сложной ледовой обстановке.

В настоящее время построено пять таких судов. Головное судно Christophe de Margerie. Принадлежит компании "Совкомфлот".

В первом же коммерческом рейсе танкер СПГ из России установил исторический рекорд: впервые за историю судоходства торговое судно прошло по Северному морскому пути без сопровождения ледокола.