Водный транспорт сжиженных газов.

Значительное развитие в нашей стране зон производств сжиженных газов при нефтепро­мыслах и на нефтеперерабатывающих заводах, многие из которых тяготеют к морским и речным бассейнам, а также организация новых районов потребления сжиженного газа, значительная часть которых близко расположена к действующим морским и речным портам, создают реальные предпосылки для транспортировки сжи­женного газа морскими и речными судами. Развитие этого вида транспорта сжиженных газов становится особенно перспектив­ным, если сочетать строительство портовых баз хранения сжи­женного газа с трубопроводным транспортом этих газов на ГНС в районы сосредоточенного потребления.

Морской и речной транспорт сжиженных газов в специально для этого приспособленных судах получил значительное распро­странение за рубежом. В ряде стран накоплен значительный опыт по этому виду перевозок, представляющий определенный интерес. Для водных перевозок сжиженных газов применяют как специ­ально приспособленные для этого танкеры, так и баржи.

Грузоподъемность некоторых танкеров достигает 12 тыс. т и более. Резервуары обычного типа для сжиженных газов, размещаемые на судне, имеют преимущественно цилиндрическую форму. В эксплуатации находятся также сферические резервуары.

Для перекачки сжиженного газа из судовых резервуаров в прибрежные хранилища обычно применяют двух- и трехступен­чатые центробежные насосы в сочетании с компрессорами. Цилиндрические резервуары располагают в зависимости от типа судна как горизонтально, так и вертикально.

За рубежом в настоящее время для перевозки сжиженных газов исполь­зуют не только специальные танкеры, но и обычные грузовые судна, переобору­дованные для перевозки такого груза, полезной грузоподъемностью от 60 до 150 т. Заполнение и опорожнение резервуаров на судне осуществляется, как правило, при помощи одного или двух компрессоров, установленных на судне. Кроме того, на судне имеется насос, обеспечивающий давление на выходе до 2,5МПа.

Наряду с широко применяемыми резервуарами, наполненными сжиженными газами под давлением, в последние годы получает распространение перевозка сжиженных газов в изотермических резервуарах. Значительное снижение затрат металла на сооруже­ние таких резервуаров в сравнении с толстостенными резервуа­рами обычного типа и применение несложной технологической схемы охлаждения делают изотермические резервуары более эко­номичными в эксплуатации. Существенной технологической осо­бенностью транспорта в изотермических резервуарах является на­личие рефрижерационной системы; резервуары в данном случае могут быть изготовлены из обычной углеродистой стали. Для теп­ловой изоляции наружной поверхности могут быть использованы специальные синтетические материалы. Применение изотермиче­ских хранилищ, особенно на крупных судах, позволяет гораздо ра­циональнее использовать как рабочую площадь судна, так и его грузоподъемность. Это вызвано тем, что изотермические танкеры, в которых сжиженный газ находится под атмосферным давлением, намного легче стандартных цилиндрических резервуаров, рассчи­танных на значительное рабочее давление.

На основании изложенного можно сделать вывод, что в на­стоящее время существует три типа судов для транспорта сжи­женных газов:

— танкеры с резервуарами, работающими под давлением. Ре­зервуары этих танкеров рассчитываются на максимальную упру­гость паров продукта при 45 °С, что составляет около 1,6 МПа;

— танкеры с теплоизолированными резервуарами под пони­женным давлением (полуизотермические). Сжиженный газ транс­портируется при промежуточном охлаждении (от —5 до +5 °С) и пониженном давлении (0,3—0,6 МПа);

— танкеры с теплоизолированными резервуарами под давле­нием, близким к атмосферному (изотермические). В изотермиче­ских резервуарах (танкерах) сжиженные газы транспортируются при давлении, близком к атмосферному, и низкой относительной температуре (—40 °С для пропана, аммиака; —103 "С для этана, этилена и —161 °С для сжиженного природного газа).

По форме устанавливаемых на танкере резервуаров газовозы могут быть разделены на танкеры, оборудованные сферическими, цилиндрическими и прямоугольными резервуарами.

Рисунок 2.3.1. Схема хранения сжиженных газов при атмосферном давлении и отрицательной температуре

Принципиальная схема транспортных изотермических резер­вуаров представлена на рис. 2.3.1. Хранилище состоит из цилиндрического вертикального тонкостенного стального резервуара 1, компрессора 2, теплообменника 3 и конденсатора 4. Сжиженный газ находится в резервуаре под давлением 1—5 кПа, при температура в верхней части резервуара, соответствующей этому давлению Температура в нижней части резервуара вследствие гидростатического давления будет несколько выше. Резервуар изолирован шлаковатой толщиной 200—250 мм. Испаряющийся в результате теп­лового притока извне газ проходит через теплообменник 3, сжимается в компрессоре 2 до давления 0,4—0,9МПа (абс.) (в за­висимости от химического состава газа н температуры внешней среды), конденсируется при этом давлении в конденсаторе 4 и че­рез теплообменник 3

Рисунок 2.3.2. Схема размещения резервуаров для сжиженного газа на морском танкере

направляется обратно в резервуар. Расход энергии на поддержание низкой температуры в тысячетонном резервуаре в наиболее невыгодных условиях—хранение пропанн при наружной температуре 25 °С—составляет 60—100кВтч/сут В резервуаре вместе со сжиженным газом хранится диэтиленгликоль, который имеет такую же температуру, как и сжиженный газ. При заливке газа в резервуар диэтиленгликоль вытесняется через теплообменник слива—наполнения 5 в бак гликоля 6. В теплообменнике при заполнении резервуара происходит охлаж­дение сжиженного газа и нагрев гликоля. При отборе сжижен­ного газа из резервуара происходит обратный процесс—гликоль из бака 6 перетекает в резервуар и по пути в теплообменнике 5 охлаждается. Возможно применение контактного теплообменника вместо поверхностного.

На рис. 2.3.2, а показана схема размещения на танкере цилиндрических резервуаров под давлением для сжиженного газа. В этом случае эффективно используется только '/з площади судна. Схема танкера со специальными изотермическими резервуарами для перевозки сжиженного газа показана на рис. 2.3.2, б. Площадь этого судна, примерно такая же, но полезная грузоподъемность по сжиженному газу в 3 раза больше.