woensdag 25 januari 2017

GASTANKER.

EEN SCHIP OM VLOEIBARE

GASSEN UIT DE GAS- EN OLIE 

WINNING TE VERVOEREN

OVER ZEE.




GASTANKER.

Een gastanker is een tankschip ingericht voor het vervoer van vloeibaar gemaakt gas.

Het vervoer vangassen is na de WO-II sterk ontwikkeld en neemt nu nog steeds snel toe.
De techniek van het vervoer hangt in grote mate af van het soort gas en de te verschepen hoeveelheid.
De meest voorkomende gassen, welke voor bulktransport per schip in aanmerking komen zijn;
A. Liquefied petroleum gas (LPG); dit zijn producten van de olie-industrie. De meest voorkomende soorten zij: butaan (kookpunt - 1/2 graad C), propaan (kookpunt - 42,6 graad C).
B. Ammoniak (kookpunt - 33,4 G).
C. Liquefied natural gas (LNG); dit gas komt van de aardgasbronnen.De thans bekende voorraad bedraagt reeds 30% van het totaal bekende wereldvoorkomen aan energie. Het aardgas bestaat hoofdzakelijk uit methaan (kookpunt - 160 graad C). Sommige bronnen bevatten naast methaan ook een zeker percentage butaan en propaan, zogenaamd rijk gas.
Ook komen voor bulkvervoer in aanmerking: vinychloride, ethyleen en chloor. De vervoersstroom van deze gassen is echter niet zo groot als de andere gassen. Chloorvervoer vindt nu nog plaats in kleinere  schepen op korte reizen.


LPG-TANKERS.

(Tankers voor het vervoer van LPG en ammoniak.
Boven: voor geheel gekoelde lading, laagste temperatuur
min 48 graden C bij atmosferische druk, inhoud van 10.000 m³ tot 50.000 m³ en meer.
Onder: voor een geheel of gedeeltelijk gekoelde lading, laagste temperatuur min 48 graden C; hoogste druk bij volledige koeling ongeveer 1 - 2 atmosfeer, bij gedeeltelijke koeling ongeveer 5  - 9 atmosfeer; inhoud 500 tot ongeveer 9000 m³.)

Om het gas geschikt te maken voor vervoer wordt het door comprimeren en afkoelen in vloeibare toestand gebracht in installaties aan de wal. Bij een bepaalde temperatuur van de vloeistof behoort een bepaalde dampdruk van 1 atmosfeer absoluut, maar bij 20 graden C is de bijbehorende druk 6 ATA
(absolute druk).
Men noemt - 42,6 graden C de kooktemperatuur van propaan.
Bij een bepaalde temperatuur is het gas dus vloeibaar bij een bepaalde druk. Het blijkt dat kleine hoeveelheden het beste onder druk bij omgevingstemperatuur vervoerd kunnen worden, zoals in propaanflessen. Bij grotere hoeveelheden, bijvoorbeeld 500 m³ in coasters wordt het propaan 'semi refrigerated' vervoert, met andere woorden onder matige druk en matige temperatuur.


Zou men tanks construeren voor de volle druk van 6 ATA bi 20 graden C, dan blijkt dit in de praktijk oneconomisch te zijn door de hoge kosten en het grote gewicht van de tanks. De hoeveelheden die tegenwoordig vervoerd worden liggen in de orde van grootte van 20.000 tot 70.000 m³ en meer.
Het gas in deze schepen wordt 'fully refrigerated' vervoerd, dat wil zeggen op zodanige temperatuur (kookpunt) dat de dampdruk 1 ATA bedraagt. Het schip is in het geval dat lading in gekoelde toestand wordt vervoerd uitgerust met een koelinstallatie, welke het gas, dat door warmte instraling in de ladingtanks verdampt, weer terugbrengt in de vloeibare toestand.

De ladingtanks worden geconstrueerd volgens twee hoofdprincipes, te weten:



(Links; het Riged Tank System en rechts; het Membrame system.)




RIGID TANK SYSTEM.


Het zijn zelfdragende los in het schip geplaatste geïsoleerde tanks, welke op fundaties op de dubbele bodem rusten. De tanks worden op hun plaats gehouden door langsscheeps en dwarsscheeps geplaatste steunen.
Het meest voorkomende type is de bolvormige tank. Deze tank is van het ontwerp "Kvaer Moss". Vanwege de verbeterde ontwerpfactoren is voor dit type tank slechts een gedeeltelijk tweede barrière nodig in de vorm van een lekbak. De ladingtankruimte in dit ontwerp is meestal gevuld met droog inert gas. Bij toepassing van moderne methoden kan deze ruimte echter gevuld worden met droge lucht, op voorwaarde dat de ruimte inert kan worden gemaakt wanneer het dampdetectiesysteem het lekken van de lading aangeeft. Een beschermende stalen koepel bedekt de primaire barrière boven dekniveau en aan de buitenkant van de tank is isolatie aangebracht. De bolvormige tank wordt vrijwel uitsluitend op LNG-tankers toegepast; zelden in de LPG-handel.

MEMBRAME SYSTEM.

Deze tanks zijn geïntegreerd met de scheepsconstructie. Het zijn zelfsupporting primatische tanks die conventionele interne versteviging hebben. In het voorbeeld is de tank omgeven door een huid van schuimisolatie. Waar perlietislatie wordt gebruikt, zou dit de gehele ladingtankruimte vullen. Deze isolatie wordt afgedekt door speciaal dun plaatmateriaal (membraan) dat vloeistof dicht aan elkaar gelast wordt.
De maximaal toelaatbare tankontwerpdruk voor dit systeem is 0,7 barg (manometer drukmeting ten opzichte van de huidige atmosferische druk); dit betekend dat ladingen vervoerd moeten worden in volledig gekoelde toestand op of nabij atmosferische druk (normaliter beneden de 0,25 barg). Op dergelijke tankers staat de ruimte tussen de ladingtank ( soms aangeduid als de primaire barrière en de secundaire barrière bekend als de ladingtankruimte. Wanneer ontvlambare ladingen worden vervoerd moeten deze ruimten worden gevuld met inert gas om te voorkomen dat er ontvlambare atmosfeer ontstaat in geval van lekkage van de primaire barrière.

Het laden van de lading geschiedt volgens een bepaalde werkwijze. Eerst worden de tanks met zuurstofarm gas, inertgas, gevuld om explosie gevaar te vermijden.


INERT GAS.

Inert gas is zuurstofarm ( 1 à 1,5 %zuurstof) gas, dat gebruikt wordt om ladingtanks van gastankers of olietankers mee te vullen alvorens deze worden beladen, opdat zich tijdens het laden nimmer een explosief mengsel in de tank zal bevinden. Inert gas kan aan boord worden geproduceerd door verbranding van de zuurstof in de lucht (uitlaatgassen). Het wordt, na gewassen en gedroogd te zijn, naar de tanks gevoerd.


LADEN EN LOSSEN.


Het ladinggas wordt vervolgens eerst door middel van een verdamoer op 10 graden C gebracht en via sproeileidingen in de tanks toegelaten. Zodra het inertgas verdreven is, via gasmasten afgevoerd, worden de tanks ingekoeld door de temperatuur van het ingevoerde gas geleidelijk te verlagen, totdat het gas in vloeibare toestand op volle laadsnelheid kan worden aangevoerd.
Eveneens wordt gezorgd dat de ruimte tussen de scheepsconstructie en de tanks (void spaces) in het geval van de 'rigid tank' geheel gevuld is met inert gas. Indien er een kleine in de tankwand zou ontstaan, is er nog geen gevaar van een explosief gasmengsel. In het geval van membraantanks wordt inert gas door de poreuze isolatie gevoerd.

Het lossen geschiedt met in de tanks geplaatste dompelpompen of deepwellpompen van specuaal materiaal. Na de lossing zal het schip in het algemeen in ballast terug moeten varen naar een laadhaven. Teneinde geen tijd te verliezen met het opnieuw inkoelen van de tanks in de laadhaven, vaart het schip terug met een kleine restlading in iedere tank. De koelinstallatie houdt de verdamping bij, zodat het schip onmiddellijk met de belading kan beginnen.

Voor de jaarlijkse dokking moet het schip gasvrij worden gemaakt. Eveneens zal dit moeten gebeuren wanneer een ander soort gas geladen moet worden om contaminatie van de lading te voorkomen.


LNG-TANKER.

( Tankers voor het vervoer van LNG. 
Boven: ladingtanks geconstrueerd volgens het membraan systeem.
Onder: zelf-dragende tanks. In beide gevallen is de maximum inhoud 100.000 m³ en de laagste werktemperatuur - 160 graden C.)

In principe wijken de LNG-tankers niet veel af van de LPG-tankers.
Ook hier onderscheidt men men tanks van het rigid type en het membraan type. Er bestaat een aantal gepatenteerde uitvoeringsvormen voor de tanks en het gasbehandelingssysteem.
Enkele zijn: Conch, Gastransport, Moss, Conch Ocean.
De werktemperatuur is echter zeer laag, - 160 graden C, hetgeen zwaardere eisen aan het tankmateriaal stelt.
Rigid tanks dienen bijvoorbeeld van aluminium og 9% nikkelstaal geconstrueerd te worden. Membraan tanks worden van 18-8% chroomnikkelstaal of 36% nikkelstaal gemaakt, afhankelijk van het gekozen type. Het blijkt bij dit type schip oneconomisch te zijn het door warmte straling in de tanks weer vloeibaar te maken en in de tanks terug te voeren. Het ontwikkelde gas behoeft niet geheel afgeblazen te worden door de gasmasten, maar wordt als ketelbrandstof voor de voortstuwingsinstallatie gebruikt. 
Een speciale installatie brengt het door verdamping ontwikkelde gas op de juiste druk en temperatuur.


(Een opengewerkt model van een gastanker met membraan tanks.)

 Van de totaal benodigde hoeveelheid calorieën voor de voortstuwing kan 80% (maximum 90%) door de verdampte LNG geleverd worden, terwijl 20 % (min. 10%) aangevuld moet worden met normale stookolie.
De reden hiervoor is dat de brander voor de stookolie als waakvlam fungeert en in ieder geval moet branden, terwijl al naar gelang het gevraagde vermogen meer of minder LNG toegevoegd wordt naar een speciaal voor LNG ontworpen brander. Hierdoor wordt voorkomen dat bij stagnatie in de LNG-toevoer gevaarlijke situaties kunnen ontstaan.


(Overzicht van het tankdek van een LNG-tanker met het membraan systeem. duidelijk zijn de gasmasten of mastraisers  te zien.)

Bestaat het voortstuwingswerktuig uit een dieselmotor, dan is ook hier een zo genaamde 'dual fuel' versie beschikbaar. het zal duidelijk zijn dat bij het varen met gereduceerd vermogen een deel van het beschikbare gas door de gasmast in de atmosfeer moet worden afgeblazen. Er zijn installaties in ontwikkeling om het gas te verbranden, voordat het wordt afgeblazen.

Het laden en lossen gaat in principe volgens de zelfde  werkwijze als bij de LPG-tankers. De pompen zijn in het algemeen elektrische dompelpompen van een speciaal materiaal. Ook hier wordt de tank met inertgas gevuld, vóórdat met de belading wordt begonnen.
Aangezien de LNG-tankers slechts één lading vervoeren, komt het gasvrij maken voor ladingwisseling niet voor. Voor de jaarlijkse dokbeurt moet uiteraard wel gasvrij gemaakt worden.


GASTANKVAART GESCHIEDENIS.

Het eerste schip (links) dat speciaal voor het vervoer van gas was ingericht was de in 1931 in Engeland gebouwde tanker 'Agnita' (3552 brt) van de Petroleum Mij. La Corona (later Shell tankers). Behalve voor het vervoer van propaan onder druk, waren deze tanks ook ingericht voor het vervoer van geconcentreerd zwavelzuur.
De 'Agnita' werd in 1941 tot zinken gebracht door de Duitsers.

In de periode van 19348 tot 1950 werden de tankers 'Frasca' (2670 brt) en 'Manuela'(2676 brt)
(rechts) van de Curaçaose Scheepvaart Mij. ingericht voor het vervoer van vloeibaar butaangas, naast andere vloeistoffen en in 1951 volgde de 'Rebecca' voor het zelfde doel.
In 1947 werd een voormalig schip van het C1-type bij de Bethlehem Steel Co. verbouwd tot een gastanker de "Natalie O. Warren'van 7298 brt die in vijf ruimen niet minder dan 68 cilindervormige tanks had en daarmee 3000 ton butaan kon vervoeren. In 1959 werd de Amerikaanse 'Methane Pioneer' van 5058 brt eveneens ingericht voor het vervoer van vloeibaar gas; zij werd daartoe voorzien van vijf rechthoekige aluminium tanks, geïsoleerd door een dikke laag balsahout.

 In januari 1962 kwam in Japan de 'Bridgestone Maru'van 20516 brt gereed bij de Mitsubishi Heavy Industries te Yokohama. Dit schip had een laadvermogen van ongeveer 16400 metrieke tonnen. het was het eerste schip dat was ingericht om gekoeld gas te vervoeren.
De eerste grote in Europa gebouwde gastanker was de 'Paul Endacott' van 19.077 brt, bestemd voor de Trelleborg S.S. Co. en in 1964 door Kockums gebouwd.

De grootste Nederlandse gastanker (boven) tot dusver is de 'Antilla Cape' van 19.654 brt van de Rederij Volharding te Willemstad, een dochter maatschappij van de de Nederlandse Scheepvaart Unie (NSU). Dezx gastanker kan 29.540 m³ gas en/of ammoniak vervoeren en werd in augustus 1968 opgeleverd door de A.G. Weser-Werft te Bremerhaven.

De lading capaciteit van LNG-tankers beweegt zich nog steeds in een stijgende lijn.
De schepen die in de periode van 1969/1970 gereed zijn gekomen variëren van 40.000 tot 72.000 m³.
Na 1971 zijn er schepen gereed gekomen van 40.000 tot 120.000 m³.
De lijn van grote blijft zich doorzetten na 1976.
De grootste tot nu toe gebouwd is de 'Prelude' van Shell met een capaciteit van 266.000 m³; een lengte van 345 meter en breedte van 53,8 meter.
Het is een opslagtanker waarop tevens het gas vloeibaar wordt gemaakt voor overslag in transport tanker. Het fabriekschip komt ten noorden van Australië boven het 'Prelude' gasveld te liggen. Tot nu het duurste schip in deze klasse.

Geen opmerkingen:

Een reactie plaatsen