Ako dodávateľ morských palivových nádrží LNG som bol svedkom prvej ruky transformačný vplyv skvapalneného zemného plynu (LNG) na námorný priemysel. Posun smerom k LNG ako morského paliva je poháňaný svojimi environmentálnymi výhodami, vrátane znížených emisií oxidov síry (SOX), oxidov dusíka (NOx) a tuhých látok, ako aj potenciálu na splnenie stále prísnejších globálnych predpisov. Integrácia palivovej nádrže LNG do návrhu plavidla však predstavuje jedinečné výzvy, najmä týkajúce sa stability plavidla. V tomto blogu preskúmam, ako morská palivová nádrž LNG ovplyvňuje stabilitu plavidla a úvahy, ktoré sme ako dodávatelia zohľadnili, aby sme zabezpečili bezpečnú a efektívnu prevádzku.
Pochopenie stability plavidla
Predtým, ako sa ponoríte do špecifických účinkov palivovej nádrže LNG na stabilitu plavidla, je nevyhnutné porozumieť základným zásadám stability. Stabilita plavidla sa týka schopnosti lode vrátiť sa do zvislej polohy po naklonení vonkajším silám, ako sú vlny, vietor alebo nakladanie nákladu. Existujú dva primárne typy stability: počiatočná stabilita, ktorá sa týka správania plavidla v malých uhloch sklonu a konečnej stability, ktorá sa týka jeho správania vo väčších uhloch.
Počiatočná stabilita sa zvyčajne meria metacentrickou výškou (GM), čo je vzdialenosť medzi ťažiskom (g) a metacentrom (M). Pozitívny GM naznačuje, že plavidlo je stabilné, zatiaľ čo negatívny GM naznačuje nestabilitu. Na druhej strane je konečná stabilita určená krivkou na pravú páku plavidla (GZ), ktorá ukazuje vzťah medzi uhlom sklonu a schopnosťou plavidla napraviť sa.
Vplyv morských LNG palivových nádrží na stabilitu plavidla
Váha
Jedným z najdôležitejších faktorov ovplyvňujúcich stabilitu ciev je hmotnosť a distribúcia palivovej nádrže LNG. LNG sa ukladá pri extrémne nízkych teplotách (-162 ° C) a vyžaduje si špecializované nádrže na udržanie skvapalneného stavu. Tieto nádrže sú zvyčajne vyrobené z vysoko pevných oceľových alebo kompozitných materiálov a môžu byť dosť ťažké, najmä ak sú úplne naložené.
Hmotnosť palivovej nádrže LNG a jej obsah prispieva k celkovému posunu plavidla, čo môže ovplyvniť jej prievan, orezanie a stabilitu. Umiestnenie palivovej nádrže v plavidle tiež zohráva rozhodujúcu úlohu pri určovaní jej vplyvu na stabilitu. Napríklad nádrž umiestnená nízko v trupu plavidla bude mať priaznivejší účinok na stabilitu ako nádrž umiestnená vysoko, pretože znižuje ťažisko plavidla.
Efekt voľného povrchu
Ďalším dôležitým faktorom je účinok voľného povrchu, ktorý sa vyskytuje, keď sa kvapalina v čiastočne naplnenej nádrži voľne pohybuje vo vnútri nádrže ako plavidlá. Tento pohyb vytvára posunutie gravitácie tekutiny, čo môže znížiť pravicový moment plavidla a zvýšiť riziko prevrhnutia.
Palivové nádrže LNG sú obzvlášť citlivé na účinok voľného povrchu kvôli ich veľkej veľkosti a nízkej hustote LNG. Aby sa toto riziko zmiernilo, dizajnéri často začleňujú usmerňovače alebo iné vnútorné štruktúry v nádrži, aby sa obmedzil pohyb kvapaliny a znížil plochu voľného povrchu. Správne postupy výplňovania a riadenia nádrže môžu pomôcť minimalizovať účinok voľného povrchu zabezpečením vyplnenia nádrže na primeranú úroveň.
Dynamické efekty
Okrem statických účinkov hmotnosti a voľného povrchu môžu mať palivové nádrže LNG aj dynamické účinky na stabilitu ciev. Tieto účinky sú spôsobené pokrmom LNG v nádrži, keď sa plavidlo stretáva vlny alebo iné vonkajšie sily. Sloshing môže vytvárať významné sily a momenty, ktoré môžu ovplyvniť pohyb a stabilitu plavidla, najmä pri rezonančných frekvenciách.
Na riešenie dynamických účinkov sloshingu dizajnéri používajú pokročilé numerické simulácie a testovanie modelu na predpovedanie správania LNG v nádrži v rôznych prevádzkových podmienkach. Na základe týchto výsledkov môžu optimalizovať dizajn nádrže a začleniť prvky, ako sú anti-slova zariadenia, aby sa znížil vplyv zasunutia na stabilitu plavidiel.
Úvahy o návrhu pre morské LNG palivové nádrže
Ako dodávateľ námornej LNG palivovej nádrže úzko spolupracujeme s lodnými a námornými architektmi, aby sme zabezpečili, že naše nádrže sú navrhnuté tak, aby spĺňali špecifické požiadavky na stabilitu každého plavidla. Tu sú niektoré z kľúčových úvah o návrhu, ktoré berieme do úvahy:
Typ nádrže a konfigurácia
K dispozícii je niekoľko typov palivových nádrží LNG, vrátane nádrží typu A, typu B a typu C, z ktorých každý má vlastné výhody a nevýhody, pokiaľ ide o stabilitu. Nádrže typu A sú zvyčajne prizmatické tvary a sú navrhnuté tak, aby boli neoddeliteľnou súčasťou trupu plavidla, zatiaľ čo nádrže typu B sú nezávislé nádrže, ktoré sú podporované štruktúrou plavidla. Nádrže typu C majú valcový alebo sférický tvar a sú navrhnuté tak, aby odolali vyšším tlakom.
Výber typu a konfigurácie nádrže závisí od rôznych faktorov vrátane veľkosti plavidla, prevádzkových podmienok a regulačných požiadaviek. Napríklad menšie plavidlá môžu mať úžitok z používania nádrží typu C, ktoré sú kompaktnejšie a ľahšie sa inštalujú, zatiaľ čo väčšie nádoby môžu vyžadovať nádrže typu A alebo typu B, aby vyhovovali ich potrebám skladovania paliva.
Štrukturálna integrita
Okrem stability je na zabezpečenie bezpečnej prevádzky rozhodujúca aj štrukturálna integrita palivovej nádrže LNG. Nádrž musí byť navrhnutá tak, aby odolala extrémnym teplotám a tlakom spojeným s ukladaním LNG, ako aj dynamickým zaťaženiam generovaným sloshingom a inými vonkajšími silami.
Na zabezpečenie štrukturálnej integrity používame pokročilé dizajnérske a výrobné techniky, ako je analýza konečných prvkov (FEA) a počítačom podporovaná výroba (CAM), na optimalizáciu štruktúry nádrže a zabezpečenie toho, aby spĺňala najvyššie bezpečnostné normy. Vykonávame tiež rozsiahle postupy testovania a kontroly kvality na overenie výkonnosti nádrže za rôznych prevádzkových podmienok.
Bezpečnostné systémy
Nakoniec do našich palivových nádrží LNG začleňujeme celý rad bezpečnostných systémov, aby sme chránili pred potenciálnymi nebezpečenstvami, ako sú úniky, požiare a výbuchy. Tieto systémy zahŕňajú senzory detekcie úniku, ventily na zmiernenie tlaku a systémy potlačenia požiaru, ktoré sú určené na rýchle a efektívne a efektívne reagovať na mimoriadne udalosti.
Okrem týchto aktívnych bezpečnostných systémov tiež navrhujeme naše nádrže s pasívnymi bezpečnostnými prvkami, ako sú dvojité steny a izolácia, aby sme poskytli ďalšiu vrstvu ochrany pred netesnosťami a tepelným poškodením.
Záver
Záverom je, že integrácia morskej palivovej nádrže LNG do návrhu plavidla predstavuje jedinečné výzvy z hľadiska stability. Hmotnosť a distribúcia nádrže, účinok voľného povrchu a dynamické účinky slzovania môžu mať významný vplyv na stabilitu a bezpečnosť plavidla. Ak však vezmeme do úvahy tieto faktory a úzko spolupracujú s staviteľmi lodí a námornými architektmi, môžeme navrhovať a dodávať palivové nádrže LNG, ktoré spĺňajú špecifické požiadavky na stabilitu každého plavidla.
Ako aPalivová nádrž na morskú LNGDodávateľ, sme odhodlaní poskytovať našim zákazníkom kvalitné, spoľahlivé a bezpečné palivové nádrže LNG, ktoré spĺňajú najvyššie priemyselné normy. Ak máte záujem dozvedieť sa viac o našich produktoch alebo diskutovať o svojich konkrétnych požiadavkách, neváhajte nás kontaktovať. Tešíme sa na spoluprácu s vami, aby sme vám pomohli dosiahnuť vaše ciele v námornom priemysle.
Odkazy
- Medzinárodná námorná organizácia (IMO). (2017). Medzinárodný bezpečnostný kódex pre lode využívajúce plyny alebo iné palivá s nízkym obsahom Flashpoint (kód IGF).
- Lloydov register. (2016). Usmernené poznámky o skvapalnenom zemnom plyne ako morského paliva.
- DNV GL. (2015). Pravidlá pre klasifikáciu lodí - časť 7, kapitola 6, oddiel 10: Systémy paliva s skvapalneným plynom.