prijevoz ukapljenog prirodnog plina
DESCRIPTION
Sve o prijevozu LNG brodomTRANSCRIPT
SVEUČILIŠTE U RIJECI
POMORSKI FAKULTET U RIJECI
SEMINARSKI RAD
PRIJEVOZ UKAPLJENOG PRIRODNOG PLINA
Profesor: Student:
Sadrzaj:
UVOD 2
1. UKAPLJENI PRIRODNI PLIN 3
1.1. NASTANAK UKAPLJENOG PRIRODNOG PLINA 3 1.2. SVOJSTVA UKAPLJENOG PRIRODNOG PLINA 3 1.3. OPASNOSTI UKAPLJENOG PRIRODNOG PLINA 5
1.3.1. Zapaljivost prirodnog plina 51.3.2. Opasnosti od niske temperature ukapljenog prirodnog plina 61.3.3. Postupci prevencije požara 7
2. KONSTRUKCIJA BRODOVA ZA UKAPLJENI PRIRODNI PLIN 7
2.1. IMO PRAVILNIK (IGC CODE) 7 2.2. NEOVISNI TANKOVI 9
2.3. MEMBRANSKI TANKOVI 10
3. SIGURNOSNI SUSTAVI NA BRODOVIMA SA UKAPLJENIM PRIRODNIM PLINOM 10
3.1. ESD SUSTAV 103.2. SUSTAV DETEKCIJE CURENJA PLINA 123.3. SUSTAV NADZORA TLAKA U TANKOVIMA TERETA 12
4. PROTUPOŽARNA ZAŠTITA NA LNG BRODOVIMA 14
4.1. UZBUNJIVANJE 14 4.2. SREDSTVA ZA GAŠENJE UKAPLJENOG PLINA 14
ZAKLJUCAK 16
LITERATURA 17
1
Uvod
Prvi prijevoz ukapljenog prirodnog plina morem obavljen je 1959. godine iz Sjedinjenih
Američkih Država prema Velikoj Britaniji teretnim brodom prerađenim posebno za prijevoz
plina nazvanim Methane Pioneer kapaciteta 5000m³. Od tada pa do današnjih dana ukapljeni
prirodni plin je kao brodski teret prevezen u preko 40 tisuća putovanja bez nijednog gubitka
tereta ili veće nezgode. Iako po svojim karakteristikama kao vrlo zapaljiv i opasan plin,
reputaciju jednog od najsigurnijih tereta može zahvaliti prvenstveno sigurnosnim te
konstrukcijskim rješenjima rukovanja teretom koja su od samih početaka korištena u ovoj
grani industrije. Na brodovima za prijevoz ukapljenog prirodnog plina (LNG brodovi)
konstrukcijska rješenja se očituju u različitim načinima konstrukcije brodskih tankova što ima
za posljedicu drukčiji pristup pri rukovanju teretom. Sigurnosna rješenja koja se primjenjuju
pri rukovanju teretom su u velikoj većini ista, a cilj im je spriječiti curenje plina u atmosferu,
protupožarna zaštita, te zaštita ljudskih života te broda i terminala za prekrcaj ukapljenog
prirodnog plina.
Ukapljeni prirodni plin (Liquefied Natural Gas) predstavlja čist oblik energije koji
može osigurati sadašnji nivo industrijske proizvodnje i potrošnje energije, te značajno
smanjiti zagađenje koje uzrokuje upotreba drugih fosilnih goriva poput sirove nafte i
ugljena. Potreba za smanjenjem negativnog utjecaja na okolinu postalo je glavni
razlog povećane potrošnje prirodnog plina. Zbog velike zemljopisne udaljenosti
između područja proizvodnje i potrošnje pojavila se potreba za transportom velikih
količina prirodnog plina. Prijevoz prirodnog plina od samih je početaka predstavljao
zbog svojih specifičnosti, kako ekonomski tako i tehnički problem ove industrije.
Transport prirodnog plina cjevovodima predstavlja prevelik trošak, a ponegdje zbog
zemljopisnih te političkih uvjeta nije ni izvediv. Prijevoz prirodnog plina morem, iako
prepoznat kao jedan od ekonomski najefikasnijih, nije pratio potražnju za prirodnim
plinom. Zbog vrlo zahtjevnih karakteristika (vrlo niska temperatura i zapaljivost)
skladištenja te prijevoza plina brodovima tehnologija koja je bila dostupna sredinom
20 stoljeća nije pružala veće mogućnosti za razvoj transporta morem.
2
1. UKAPLJENI PRIRODNI PLIN
1.1. NASTANAK UKAPLJENOG PRIRODNOG PLINA
Nastanak prirodnog plina vezuje se uz dvije teorije. Organska teorija se zasniva
na vjerovanju da je prirodni plin nastao od nakupina ostataka biljaka, bakterija,
morskih trava i slično. Te nakupine su se gomilale tisućama godina na dnu mora i
rijeka te su bile prekrivane naslagama mulja. Pomicanja Zemljine kore uzrokovala su
pomicanje ostataka biljaka, bakterija i drugih dublje u unutrašnjost Zemlje gdje su se
ti ostaci postupno razgrađivali pod visokim tlakom i temperaturom. Metan je nastajao
na dubini od oko 1000m dok su se na većim dubinama organski ostaci razgrađivali
na razne organske sastojke. Nakon toga razgrađivanje ugljikovodika dovelo je do
stvaranja nafte i mineralnih ulja.
Druga teorija nastanka prirodnog plina pretpostavlja da je za vrijeme nastanka
Zemljine kore došlo do umetanja velikih količina metana iz atmosfere u Zemljinu
koru. Po ovoj teoriji velike količine prirodnog plina se još nalaze u unutrašnjosti
Zemlje.
Prirodni plin se može naći u: podzemnim bušotinama koje sadrže velike količine
plina, te na velikim naftnim poljima uz naftu. Na naftnim poljima prirodni plin se može
nalaziti pomiješan sa sirovom naftom ili može biti u obliku plina iznad površine sirove
nafte.
1.2. SVOJSTVA UKAPLJENOG PRIRODNOG PLINA
Najvažnije fizičko svojstvo ukapljenog prirodnog plina je temperatura ključanja pri
atmosferskom tlaku od 1 bar ili 101,3kPa. Važna fizička svojstva su kritična
temperatura i tlak, te relativna gustoća tekućine i pare ukapljenog prirodnog plina pri
atmosferskom tlaku.
Prirodni ili zemni plin je plin bez boje, mirisa, nekorozivan i neotrovan.
Prirodni plin je smjesa nekoliko plinova, a njegov najveći i najvažniji sastojak je
metan koji čini oko 90 posto prirodnog plina što nije uvijek pravilo. Naime postotak
metana varira od 70% pa do 99,5% što sve ovisi o načinu ukapljivanja odnosno o
mjestu proizvodnje. U sastavu zemnog plina imamo još: etan, propan, butan te dušik.
3
Udio ovih plinova uvelike ovisi o mjestu proizvodnje ukapljenog prirodnog plina pa na
primjer udio etana može varirati od 1% do 20% kao što je slučaj u Libiji. Smatra se
da je ukapljeni prirodni plin sa Aljaske najkvalitetniji .
Prijelaz iz plinovitog u tekuće agregatno stanje se događa na atmosferskom tlaku
koji odgovara temperaturi od minus 161.5˚C. Ova temperatura je temperatura vrelišta
i predstavlja prijelaz agregatnog stanja iz tekućeg u plinovito stanje.
Procesom ukapljivanja odnosno pretvaranja prirodnog plina u tekućinu se postiže
da ukapljeni plin zauzima oko 600 puta manje prostora nego što bi ga zauzimao u
plinovitom stanju. Da bi se pristupilo procesu ukapljivanja prirodni plin se mora
pročistiti od težih komponenti bez obzira na njegovo podrijetlo.
Tablica 1. Fizička svojstva ukapljenih plinova.
Naziv
ukapljenog
plina
Temperatura
ključanja
[°C]
Kritična
temp.
[°C]
Kritični
tlak
[bar]
Rel. gustoća
tekućine
(H2O=1)
Rel.
gustoća
pare
(zrak=1)
metan -161,5 -82,5 44,7 0,427 0,554
etan -88,6 -32,1 48,9 0,54 1,048
propan -42,3 -96,8 42,6 0,583 1,55
n-butan -0,5 153 38,1 0,6 2,09
Izvor: Golar LNG training manual
Plin izvučen iz nalazišta naziva se sirovi plin, te ga se mora osloboditi nečistoća
da bi mogao ići u proces ukapljivanja. Sirovi zemni plin oslobađa se toksičnih plinova
(ugljičnog dioksida i vodikov sulfid). Zemni plin nakon čišćenja nečistoća i toksičnih
sastojaka prolazi proces ukapljivanja i skladištenja u posebnim tankovima. Procesom
ukapljivanja stvaraju se prvi preduvjeti za transport prirodnog plina brodovima.
Prijevoz ukapljenog prirodnog plina morem vrši se na atmosferskom tlaku i
temperaturi od -161.5˚C .
4
1.3. OPASNOSTI UKAPLJENOG PRIRODNOG PLINA
Brodovlasnik treba razraditi program informiranja posade o rizicima s kojima se
mogu susresti pri radu s teretom, a koji obuhvaćaju:
- opasnosti od požara koju može prouzrokovati prirodni plin na palubi
- opasnosti od požara koju može prouzrokovati prirodni plin u strojarnici
- opasnosti od kontakta s niskim temperaturama ukapljenog prirodnog plina
- opasnosti od gušenja ili oštećenja dišnih organa.
Da bi se postigla dostatna razina učinkovitosti posade u takvim slučajevima,
posada treba biti odgovarajuće osposobljena i uvježbana.
Najveće opasnosti prirodnog plina po ljudske živote i okoliš su njegova
zapaljivost te niska temperatura pri prijevozu i skladištenju.
Operacija prekrcaja svih ukapljenih plinova pa tako i prirodnog plina je
predviđena da osoblje ne bude izloženo opasnostima koje uzrokuje plin kao brodski
teret odnosno da plin ne izađe iz brodskih tankova i cjevovoda. Ovdje je potrebno
naglasiti da je pravilno rukovanje plinom kao teretom odnosno poznavanje
sigurnosnih zakonitosti ukapljenih plinova glavni faktor u reduciranju nesreća.
1.3.1. ZAPALJIVOST
Najopasnija stavka kod ukapljenog prirodnog plina je zapaljivost njegovih para
odnosno nastanak zapaljive smjese plina i zraka. Zapaljiva smjesa je koncept po
kojem se određuje minimalna i maksimalna koncentracija zapaljivog plina u zraku.
Minimalna koncentracija zove se donja granica zapaljivosti (lower flammable limit) te
maksimalna koncentracija zapaljivog plina koje se zove gornja granica zapaljivosti
(upper flammable limit). Zapaljivost ukapljenog prirodnog plina se mjeri prisutnošću
metana u atmosferi. Smatra se da zapaljiva smjesa postoji ako je u zraku (kisik oko
21%) izmjereno od 5 do 14 posto Metana.
Mjere protupožarne zaštite na brodovima i terminalima su na visokom nivou te se
provode kroz tehnička rješenja te sigurnosne procedure prilikom operacija tereta.
Operacije prekrcaja tereta moraju biti unaprijed isplanirane na taj način da se
izbjegne svako curenje plina van sustava tereta i stvaranje zapaljive smjese te da se
5
posveti posebna pozornost kontroliranju ukapljenog plina u brodskim tankovima i
cjevovodu.
Slika 1. Prostiranje oblaka zapaljivog plina
Izvor: Golar LNG training manual
Slika prikazuje najvjerojatniji izgled zapaljivog oblaka te njegovo širenje pod
utjecajem vjetra.
1.3.2. OPASNOSTI OD NISKE TEMPERATURE UKAPLJENOG PRIRODNOG PLINA
Opasnosti kontakta ukapljenog prirodnog plina ili produkta njegovih isparavanja
sa ljudskim organizmom možemo podijeliti na:
- kontakt ukapljenog plina sa kožom
- kontakt udisajem plina niske temperature.
U slučaju dodira ukapljenog prirodnog plina sa kožom, ekstremno niska
temperatura će izazvati smrzavanje tkiva, jaku bol i vrlo vjerojatno trajno oštećenje
tkiva te postoji mogućnost da unesrećena osoba izgubi svijest i padne u šok.
Smatra se da prirodni plin nije otrovan te da u slučaju da se udahne neće izazvati
nikakve posljedice na ljudski organizam u pogledu toksičnosti. Međutim ako se
udahnu pare prirodnog plina pri niskim temperaturama velika je vjerojatnost da će
doći do ozbiljnih oštećenja dišnih putova. Pare prirodnog plina, ako se udahnu,
nemaju negativnih učinaka na ljudski nervni sistem.
6
U slučaju dodira sa vodenom površinom ili morem ukapljeni prirodni plin će zbog
velike razlike u temperaturi isparavati u velikim količinama. Kontakt ukapljenog
prirodnog plina sa materijalima od kojih je proizvedena brodska oplata izazvao bi
lomljenje oplate zbog velikih temperaturnih stresova koje bi uzrokovala temperatura
od minus 161.5˚C na kojoj se prirodni plin prevozi. Lomljenje oplate izaziva svojstvo
metala da pri niskim temperaturama dolazi do tzv. krhkih lomova kod kojih jednom
kada dođe do napuknuća izazvanog niskom temperaturom za daljnji lom materijala
nije potrebna skoro nikakva energija te se on lomi sam.
U slučaju dodira ukapljenog prirodnog plina sa oplatom broda treba usmjeriti
vodeni snop na mjesto dodira da rasprši tekući plin te da izazovemo isparavanje
plina. Ovaj postupak treba izbjegavati u slučaju požara jer izaziva isparavanje i brzo
stvara povećanje zapaljive smjese.
1.3.3. POSTUPCI PREVENCIJE POŽARA
Osnova prevencije nastanka vatre i eksplozije na brodu je odvajanje izvora
isparavanja zapaljivih sredstava od izvora zapaljenja.
Nakon stvaranja eksplozivne smjese, eksploziju neće izazvati samo korištenje
uistinu sigurne električne opreme za koju pouzdano znamo da neće proizvesti
električnu iskru koja bi mogla zapaliti takvu eksplozivnu smjesu.
Svi zahtjevi koje postavljaju dozvole za toplinske radove moraju se promatrati,
uključujući primjenu protupožarne straže, povremena testiranja prostorne atmosfere
na isparavanja ugljikovodika i redovite preglede (inspekcije) koje treba provoditi
zapovjednik stroja ili drugi kvalificirani časnici.
Članovi posade trebaju biti svjesni mogućnosti nakupljanja vodika u katodno
zaštićenim balastnim tankovima. Vodik će se nakupljati u gornjem dijelu tanka, te će
tako predstavljati neposrednu opasnost od eksplozije kada se tank otvori.
Mjere predostrožnosti, koje se odnose na uklanjanje mogućih izvora zapaljenja,
moraju se strogo poštivati pri otvaranju i ulasku u balastne ili teretne tankove.
2. KONSTRUKCIJA BRODOVA ZA UKAPLJENI PRIRODNI PLIN
2.1. IMO PRAVILNIK (IGC CODE)
7
Cjelokupna konstrukcija brodova za prijevoz ukapljenih plinova, pa tako i onih za
prijevoz ukapljenog prirodnog plina propisana je pravilima Međunarodne Pomorske
Organizacije (International Maritime Organization) i odnosi se na sve brodove bez
obzira na njihovu veličinu. Za brodove građene poslije lipnja 1986.godine skup
pravila te kasnijih dodataka nazvan Međunarodni Pravilnik za Konstrukciju i Opremu
na Brodovima za Prijevoz Ukapljenih Plinova (IGC code) je uveden u SOLAS
konvenciju te je postao obvezujući za sve nove brodove poslije tog datuma. IGC
pravilnik je propisao najvažnije sigurnosne zahtjeve za rukovanje plinom kao teretom
ali i kategorizirao brodove u odnosu na vrstu ukapljenog plina koji se prevozi. Za
razliku od drugih vrsta brodova i tereta koji prevoze, tankeri za prijevoz ukapljenih
plinova se razlikuju po načinu konstrukcije i rukovanja teretom za vrijeme putovanja,
a to se najbolje vidi po različitim vrstama brodskih tankova koji su usvojeni pri
prijevozu ukapljenih plinova. Brodovi za prijevoz ukapljenog prirodnog plina su
klasificirani po IGC pravilniku kao 2G tip broda a poznajemo više rješenja
konstrukcije brodskih tankova od kojih su najpoznatiji Kvaerner Moss neovisni
tankovi te Gaz Transport & Technigaz membranski tankovi. Ono što povezuje sve
koncepte konstrukcije brodskih tankova je da se ukapljeni prirodni plin u tekućem
agregatnom stanju prevozi pri temperaturama od oko -160˚C te da je tlak u
tankovima malo iznad atmosferskog tlaka. Glavni dijelovi tankova za prijevoz
ukapljenog prirodnog plina su:
- primarna barijera koja je u direktnom dodiru sa tekućim plinom
- sekundarna barijera (na membranskim brodovima)
- temperaturna izolacija
- međuprostor (u nekim sustavima ispunjen dušikom)
- potporne strukture koje podupire navedene elemente.
IGC pravilnik dijeli brodske tankove koji se koriste pri prijevozu tereta ukapljenog
prirodnog plina na neovisne i membranske tankove. Iako neovisni tankovi imaju svoje
prednosti pogotovo u pogledu sigurnosti, membranski brodovi u novije vrijeme zbog
niže cijene izrade, kraćeg vremena isporuke te nižih troškova prolaska kroz Sueski
kanal bilježe prevlast u narudžbama novogradnji.
8
2.2. NEOVISNI TANKOVI
Neovisni tankovi su u potpunosti samo-potporni i ne čine dio brodskog trupa.
Također ova vrsta tankova ne pridonosi čvrstoći trupa broda. Po IGC pravilniku
nezavisni tankovi podijeljeni su u tri različita tipa: A, B i C. Na brodovima za prijevoz
ukapljenog prirodnog plina koristi se tip B neovisnog tanka. Ova vrsta tankova može
biti izrađena od ravnih ili sferičnih ploha. Zbog niskih temperatura i velikih termalnih
razdora koje trpi materijal od kojih su izrađeni tankovi ovaj tip neovisnih tankova je
predmet detaljnijih analiza razdora. Najčešće se pri primjeni neovisnog tanka B tipa
na brodovima za prijevoz ukapljenog prirodnog plina koristi sferični tank konstruiran
od strane Kvaerner Moss kompanije. Zbog činjenice da je brodski tank samo-
potporan i odvojen od brodskog trupa termalni stresovi se ne prenose direktno na
brodski trup. Količina ukapljenog prirodnog plina ukrcana u neovisni tank B tipa
djeluje svim svojim opterećenjima na samo-potporni tank i njegovu potpornu
strukturu te je potrebno dodatno pojačati te dijelove konstrukcije. Zbog sferičnog
oblika sva opterećenja koja se prenose na strukturu tanka se ravnomjernije
raspoređuju, a zbog toga i imaju slabiji utjecaj na konstrukciju tanka.
Slika 2. Kvaerner Moss neovisni tank B tipa
9
Izvor: Golar LNG training manual
Neovisni tank B tipa je zbog svoje konfiguracije i simetričnosti konstrukcije tanka
priznat od strane Međunarodne Pomorske organizacije i IGC pravilnika kao tank sa
najvećom razinom sigurnosti jer su analize i proračuni pokazali da i ako dođe do
pukotine na strukturi tanka B tipa, takva pukotina će se vrlo sporo širiti i curenje
tekućeg ukapljenog plina će biti svedeno na minimum.
2.3. MEMBRANSKI TANKOVI
Membranska konstrukcija tanka se bazira na principu primarne membrane i
termalne izolacije koja podupire barijeru te sekundarne membrane koja mora
spriječiti i zadržati prirodni plin ako primarna membrana popusti. Membrane su
dizajnirane na taj način i od takvih materijala (Invar) da se sva opterećenja nastala od
termalnih stresova kompenziraju i ne ugrožavaju strukturu tanka. Postoje dvije vrste
membranskih tankova koje su zasebno razvijane od kompanija Gaz Transport i
Technigaz te su sustavi izgradnje tanka dobili imena po tim kompanijama.
Membranski tank bolje prati oblik broda te se na taj način može bolje iskoristiti
brodski trup i ukrcati veću količinu tereta što je i cilj svakog brodovlasnika.
Membranski brodovi trebaju upola manje vremena od brodova sa Kvaerner Moss
neovisnim tankovima za ohladiti stjenke tankova pri dolasku broda na ukrcajni
terminal što smanjuje troškove broda i vrijeme provedeno na terminalu. Opterećenje
koju ukapljeni plin prenosi na membranu tanka dolazi do izražaja u situaciji kada je
tank djelomično napunjen te zbog utjecaja vremenskih prilika na gibanje tereta u
tanku (nevrijeme, mrtvo more) odnosno učinka slobodnih površina dolazi do
povećanog pritiska na primarnu membranu. Ovaj učinak (poznatiji kao Sloshing)
predstavlja jedan od najvećih ograničavajućih čimbenika membranskih brodova jer
zbog sigurnosti sustava brodskih tankova klasifikacijski zavodi dozvoljavaju ukrcaj
membranskih tankova samo do 30% i iznad 70% obujma tanka.
3. SIGURNOSNI SUSTAVI NA BRODOVIMA
3.1. ESD SUSTAV (SUSTAV HITNE OBUSTAVE)
10
Sustav hitnog obustavljanja operacije tereta je predviđen uglavnom za situacije
kada je brod u ukrcajnom ili iskrcajnom terminalu. Naime u trenutcima prekrcaja velik
dio opreme kako brodske tako i one na obalnom terminalu koja služi pri prekrcaju
započinje s radom spajajući se u jedan sustav koji je do tada bio odvojen. Također
prepumpavanje ukapljenog prirodnog plina kroz cjevovode predstavlja najranjiviji dio
operacije tereta te je u slučaju potrebe ili nenadanih okolnosti (opasne nepravilnosti u
radu sustava za teret, curenje iz spojki cjevovoda, visok tlak u cjevovodu, požar i
slično) nužno imati mogućnost zaustavljanja cijele operacije brzo i na jednostavan
način. Postoje tri tipa ESD sustava za spajanje brodskog i obalnog sistema: optički,
električni i zračni sistem. ESD sustav aktiviraju sljedeće situacije:
- aktivacija od strane odgovorne osobe. Odgovorna osoba kada procjeni da
situacija izmiče kontroli može aktivirati ESD sustav pritiskom na dugme.
- aktivacija u slučaju požara na tankovima tereta.
- vrlo visok nivo u tanku za teret. ESD sustav se aktivira u slučaju da je nivo u
bilo kojem tanku tereta dosegne 99.5% volumena tanka.
- prekid strujnog napajanja sustava za teret ili djela sustava za teret
- pad tlaka hidrauličnog ulja u sistemu daljinskog upravljanja ventilima
- aktivacija ESD sustava od strane obalnog osoblja.
Bitno je napomenuti kako na nekim brodovima zatvaranje ukrcajnih ventila na
tankovima tereta nije sastavni dio ESD sustava ali zatvaranje tih ventila je dio
sustava za zaštitu tankova tereta.
Na nekim terminalima ESD sustav je podijeljen na dvije razine i to na sljedeći način:
ESD 1
Kad je aktiviran ovaj nivo sustava on će obustaviti rad sve brodske opreme za
teret ali može (ako je tako dizajniran) ostaviti brodske ventile u cjevovodu za teret
otvorenima.
ESD 2
Ovo predstavlja obustavu rada cjelokupnog sistema za teret, zaustavljanje
cjelokupne opreme za teret sa zatvaranjem svih ventila tereta na brodu. Oprema na
terminalu također prestaje s radom s tim da je zatvaranje ventila na strani terminala
postupno da se izbjegne nastanak visokog tlaka u cjevovodu te pucanje cjevovoda
tereta.
11
3.2. SUSTAV DETEKCIJE CURENJA PLINA
Sustav otkrivanja plina na brodovima za prijevoz plinova je od velike važnosti te
ga propisuje i Međunarodna Pomorska Organizacija u svom pravilniku (IGC code).
Pravilnik traži da je ovakav sustav postavljen na brodu kao fiksna instalacija sa
pripadajućim zvučnim i vizualnim upozorenjima u slučaju otkrivanja curenja plina.
Ekran za praćenje rada sustava te uređaj za detekciju plina mora biti smješten na
mjestima koja su pod stalnom prismotrom (zapovjednički most, kontrolna soba za
teret, kontrolna soba stroja). Uređaji za otkrivanje su smješteni u sljedećim
prostorima na brodu:
- prostor za kompresore tereta
- prostor pogonskih motora za kompresora tereta
- zatvorenim prostorima uz tankove tereta (prostori među membranama)
- zračnim komorama
- zaštitnim cjevovodima za dopremu prirodnog plina u strojarnicu
- nastambama za posadu.
Smještaj uređaja za otkrivanje curenja plina mora odgovarati gustoći plina koji se
prevozi. Ovo u praksi znači da bi plinovi teži od zraka trebali imati uređaje za
otkrivanje smještene što je moguće niže u prostorijama, a plinovi poput metana i
amonijaka koji su lakši od zraka bi trebali imati senzore smještene što je moguće
više. IGC pravilnik traži da vremenski interval između dva analiziranja istog prostora
nije veći od 30minuta. Alarm bi se trebao aktivirati kada koncentracija zapaljivog plina
dosegne 30% donje granice zapaljivosti.
3.3. SUSTAV KONTROLE TLAKA U TANKOVIMA TERETA
12
Nakon ukrcaja ukapljenog prirodnog plina u tankove tereta dolazi do izmjene
topline i prirodnog isparavanja prirodnog plina. Ukratko zbog prodora vanjske topline
kroz izolaciju koja ne može biti sto posto efikasna dolazi do porasta temperature
ukapljenog prirodnog plina te isparavanja. Naime poznato je da se ukapljeni prirodni
plin prevozi pri atmosferskom tlaku na temperaturi od oko -161˚C.
Da bi se spriječilo nekontrolirano isparavanje ukapljenog prirodnog plina u
tankovima tereta koje nastaje zbog stalnog priljeva topline izvana potrebno je višak
isparavanja tereta kompresorima za teret putem cjevovoda stalno odvoditi i tako
održavati tlak i temperaturu tereta u tankovima u skladu sa traženjima naručioca
tereta ili brodovlasnika. Osobito je važno da tlak u brodskim tankovima ne prijeđe
sigurnosne granice nadtlaka i podtlaka jer prekoračenje vrijednosti može dovesti do
oštećenja na stjenkama tanka
Nadtlak u tankovima tereta nastaje procesom isparavanja ukapljenog prirodnog
plina, a zadaća sustava je održati tlak u sigurnosnim granicama. Maksimalni
dopušteni tlak u tankovima tereta je 25kPa a na toj vrijednosti su postavljeni i
sigurnosni ventili u tankovima. U plovidbi kompresori za teret višak plina iz tankova
usmjeravaju na grijače plina te poslije zagrijavanja plin se odvodi u brodske kotlove
te se izgaranjem pretvara u pogonsko sredstvo i koristi na parnoj turbini broda. Kad
je brod privezan za terminal tlak u tankovima se regulira slanjem viška para tereta
prema terminalu gdje se taj višak izgara na posebno izgrađenoj baklji. Na
terminalima gdje LNG tanker izvodi operaciju iskrcaja ukapljenog plina u brodskim
tankovima tereta zbog pada razine tereta dolazi do podtlaka te je potrebno održavati
tlak u tankovima tereta na brodu pomoću kompresora sa terminala. U situaciji kada
brod vrši iskrcaj teret ukapljenog prirodnog plina prema terminalu u tankovima
terminala dolazi do većeg isparavanja te oni slanjem male količine plina održavaju
tlak u tankovima broda u sigurnosnim granicama.
U slučaju da se tlak u brodskim tankovima opasno približi granici od 25kPa,
sustav zaštite tanka će otvoriti glavni odušni ventil i preko glavnog odušnika tlaka
(obično je to odušnik na tanku broj 1 jer je najudaljeniji od nastambi posade i
strojarnice) ispustiti višak plina u tankovima
Podtlak u brodskim tankovima može nastati pri operaciji iskrcaja zbog pada
razine tereta a time i tlaka u tanku. U ovoj situaciji pozitivan tlak u brodskim
tankovima održava se slanjem viška plina iz tankova terminala i u ovoj proceduri vrlo
važnu ulogu igra komunikacija između broda i terminala. Ako s terminala ne možemo
13
dobiti dovoljno plina da održimo tlak brodskih tankova u sigurnim granicama moramo
smanjiti protok i brzinu iskrcaja te po potrebi i zaustaviti iskrcaj.
4. PROTUPOŽARNA ZAŠTITA NA LNG BRODOVIMA
4.1. UZBUNJIVANJE
Svaki brod mora imati na mjestu pristupno svima izvješen opis dužnosti članova
posade u slučaju požara. Ove dužnosti moraju pročitati i upoznati se sa svojim
dužnostima svi članovi posade. Postupak u slučaju nastanka vatre je:
- oglasiti alarm
- procijeniti da li vatra prijeti izravno osoblju i mogućnosti širenja vatre
- skupiti posadu i protupožarnu grupu za gašenje
- pokušati izolirati gorivu tvar i hladiti dodirne zapaljive površine
- upotrijebiti odgovarajuće protupožarno sredstvo pri gašenju
4.2. SREDSTVA ZA GAŠENJE UKAPLJENOG PLINA
Voda se ne bi smjela usmjeravati u požar koji je uzrokovan ukapljenim plinom jer
ona predstavlja dodatnu toplinu koja uzrokuje jače isparavanje plina te može pojačati
snagu požara. Voda zbog prisutnosti te određenih karakteristika nikako nije medij koji
ćemo odbaciti u slučaju požara ukapljenog plina. Možemo je koristiti za hlađenje
rubnih prostora te može pružiti vodenu zaštitu protupožarnoj grupi pri prilazu izvoru
plamena. Fiksni sistemi zaštite na principu vodene zavjese ugrađuju se na brodove
za ukapljeni plin pri zaštiti nadgrađa, tankova, čamaca za spašavanje i slično.
Prah kao protupožarno sredstvo je propisan od strane pravilnika Međunarodne
Pomorske Organizacije te se nalazi kao fiksni sustav na svim brodovima za ukapljeni
plin. Sustav za gašenje prahom mora biti dizajniran da se može doseći svaki dio
prostora za teret. Također prah se upotrebljava pri gašenju požara na manifoldu te
se može uporabiti u slučaju požara na odušniku tankova tereta.
14
Visoko ekspanzivna pjena, kad se usmjeri prema gorućem spremniku ukapljenog
prirodnog plina vrlo učinkovito smanjuje veličinu plamena i topline te smanjuje i
isparavanje. Upravo sposobnost da smanji isparavanje je vrlo djelotvorno u
ograničavanju nastalog požara. Nedostatak ovog načina protupožarnog djelovanja je
da se mora stalno djelovati pjenom i stvoriti i do metra visok pokrivač da bi se
obuzdala vatra i širenje plamena. Djelovanje pjene neće ugasiti požar ukapljenog
plina tako da iako postoje prednosti visoko ekspanzivna pjena se ne koristi na
brodovima za gašenje požara ukapljenog plina.
Ugljični dioksid se skladišti na brodovima u bocama pod tlakom te se posebnim
cjevovodima dovodi u prostore koje je zahvatio požar. Prostori prije ispuštanja
ugljičnog dioksida moraju biti u potpunosti zatvoreni, a prije ispuštanja CO2 moramo
biti sigurni da su svi napustili prostor. Iako pri korištenju u zatvorenim prostorima ima
svojih prednosti ugljični dioksid ima i nedostataka. Gašenje požara ugljičnim
dioksidom se temelji na načelu istiskivanja kisika koji podržava gorenje te je važno
biti siguran da je sve osoblje napustilo prostor u koji će biti ispušten ugljični dioksid.
Ovo nekad predstavlja problem posebno kada se radi o prostoru strojarnice. Drugi
nedostatak je što ugljični dioksid prilikom ispuštanja može prouzrokovati elektricitet i
kao takav predstavlja opasnost da zapali gorivu smjesu. Nakon što smo ispustili
ugljični dioksid u zatvoreni prostor moramo granične prostore održavati hladnima,
obično koristeći vodenu zavjesu.
Za korištenje bilo kojeg od ovih sistema potrebno je dobro poznavati prednosti i
nedostatke svakog od njih. Brzina u protupožarnom djelovanju je ponekad vrlo bitan
čimbenik posebno kada se radi o spašavanju ljudskih života, pa se uvježbavanju
djelovanja vatrogasnih grupa na brodovima pridaje posebna pozornost. Iskustvo
kompanija koje su pretrpjele požare na brodu kazuju da se pravodobnom akcijom
posade može spriječiti veća nesreća. Uvježbavanje posada se obavlja i na obali u
simuliranim uvjetima požara gdje se osoblje upoznaje sa rukovanjem protupožarnih
sustava i učinkom koji imaju na vatru. Pravilno održavanje brodskih sustava za
gašenje i nadzor održavanja treba posvetiti posebnu pažnju jer predstavlja važnu
stavku u sigurnosti posade i broda.
15
ZAKLJUCAK
Prijevoz ukapljenog prirodnog plina morem i sama industrija koja potražuje
prirodni plin doživljava velik rast u proteklim godinama, a svi pokazatelji najavljuju da
će trend razvoja potrajati. Naručuju se brodovi sve većih kapaciteta i novih
tehnologija a sve to zahtijeva posade spremne za rukovanje ovim brodovima.
Iako je zbog visokog stupnja tehnološke zaštite ovih brodova rizik nesreće
smanjen na minimum visok stupanj uvježbanosti posade bio je jedan od najvažnijih
razloga zbog kojih se gubitak broda i tereta koji prevoze ukapljeni prirodni plin nikad
nije dogodio. Nagli rast flote posljednjih godina uzrokovao je nedostatak posada sa
iskustvom na brodovima za ukapljeni prirodni plin i prisilio je brodovlasnike na
snižavanje kriterija pri odabiru posade. Uz to zbog želje za profitom brodogradilišta
posebno ona na istoku stalno skraćuju vrijeme izrade broda što dovodi u pitanje
kvalitetu izrade, a time i sigurnost pri rukovanju sustavima za teret.
Napominje se da upravo ljudski faktor, da li zbog neiskusnih posada,
terorističkog napada ili zbog sve lošije kvalitete izrade LNG brodova, može izazvati
prvu nesreću u prijevozu prirodnog plina te dovesti u pitanje desetljećima stjecan
imidž sigurnosti brodova za ukapljeni prirodni plin.
16
LITERATURA
Baptist, C.: Tanker Handbook for Deck Officers, 7th Edition, Nautical Press., Brown, Son
Ferguson Ltd., Glasgow, 1991.
McGuire and White: Liquefied Gas Handling Principles On Ships And In Terminals,
(SIGTTO), London, 1998.
Woolcott, T. W. V.: Liquefied Petroleum Gas Tanker Practice, The International
Chamber of Shipping, London, 1980.
International Code for the Construction and Equipment of Ships Carrying Dangerous
Chemicals in Bulk (IBC Code) and Indeks of Dangerous Chemicals Carried in
Bulk, International Maritime Organization, London, 1998.
International Code for Fire Safety Systems (FSS Code), International Maritime
Organization, London, 2001.
Ship Information Questionnaire for Gas Carriers, (OCIMF/SIGTTO) 1998.
The International Chamber of Shipping: Tanker Safety Guide – Liquefied Gas, 2nd
Edition, London, 1995.
Mooring Equipment Guidelines, (OCIMF) 1997.
Tanker Safety Guide (Liquefied Gas), (ICS) 1996.
Safety in Liquefied Gas Tankers, (ICS) 1991.
Cargo Firefighting on Liquefied Gas Carriers — Study Notes, (SIGTTO) 1986.
17