Instalacje zasilania gazem CNG dla statków
Montowany na pokładzie magazyn gazu, wielostopniowa redukcja ciśnienia oraz automatyka i dokumentacja przeprowadzająca system przez klasyfikację — zaprojektowany z myślą o statkach zasilanych metanem pracujących w warunkach bałtyckich.
Bunkrowanie za pomocą kontenera, a nie węża
Statek spalający metan potrzebuje gazu na pokładzie, pod ciśnieniem silnika, w każdym stanie morza i w każdej temperaturze otoczenia, jaką osiągnie. Budujemy ten łańcuch od końca do końca: kontenery MEGC napełniane na lądowej stacji CNG i podnoszone na pokład za pomocą własnego dźwigu statku, stacja redukcji ciśnienia, która obniża ciśnienie z 250 barów do ciśnienia palnika, oraz logika wentylacji, wykrywania i wyłączania, która utrzymuje układ zgodnie z przepisami. Tankowanie to wymiana kontenera na nabrzeżu – brak statku bunkrującego, brak stałego zbiornika paliwa w kadłubie.
Sprzęt, który za nim stoi, pochodzi z tej samej rodziny, którą budujemy do użytku drogowego i stacjonarnego — patrz produkty i rozwiązania — zaprojektowany tutaj z myślą o poruszającym się pokładzie, o słonym powietrzu i dla towarzystwa klasyfikacyjnego, które przeczyta każdą linijkę dokumentacji.
Nasz obecny system morski znajduje się na wielofunkcyjnym statku roboczym zbudowanym przez Baltic Workboats dla Estońska Flota Państwowa (Riigilaevastik), klasyfikowane przez Lloyd’s Register.
Pokładowy magazyn gazu
Kontenery MEGC z butlami kompozytowymi pod ciśnieniem 250 barów, ułożone w stosy we wnękach pokładowych i zabezpieczone zamkami obrotowymi oraz napinaczami lin. Odciążenie termiczne i wentylacja kontenera są podłączone do komina wentylacyjnego podczas instalacji, dzięki czemu układ odprowadzania gazu jest gotowy do pracy w momencie, gdy kontener znajduje się na pokładzie.
Stacja redukcji ciśnienia
Cztery stopnie redukcji w ciągach roboczym i rezerwowym z automatycznym przełączaniem, każdy stopień wyposażony w własny reduktor, zawór szybko zamykający i zawór bezpieczeństwa. Punkty przedmuchiwania azotem pomiędzy etapami, zawory zamykające awaryjnie na całej długości i bezwstrząsowe wyrównanie przy rozruchu.
Podgrzewanie glikolu
Ciepło pobierane z wymiennika ciepła w maszynowni, odprowadzane na pokład w pętli DN50 i rozprowadzane przez uruchamiane zawory do wymiennika przed każdym etapem redukcji. Pompa obiegowa o zmiennej prędkości utrzymuje przepływ wymagany przez wymienniki.
Wentylacja i detekcja gazów
Wymuszona wentylacja komina wentylacyjnego na pokładzie, klapy przeciwpożarowe na każdym wlocie i wylocie oraz detektory metanu z trzema progami alarmowymi w każdym kanale: niskim, wysokim i bardzo wysokim. Alarmy są wywoływane lokalnie oraz w systemie monitorowania statku, z oddzielnymi trybami wentylacji podczas postoju przy nabrzeżu i na morzu.
Automatyzacja i integracja
Oprzyrządowanie do IAMCS statku poprzez Modbus, lokalny interfejs HMI z pełnym ręcznym sterowaniem rezerwowym i logiką awaryjnego wyłączania, która izoluje według stref, zamiast wyłączać całą instalację gazową na jednym sygnale.
Pakiet dokumentacji
P&ID, opis procesu, raport HAZID, macierz przyczynowo-skutkowa, lista alarmów z limitami, plan produkcji i jakości oprogramowania, procedura FAT, instrukcja obsługi i konserwacji oraz listy kontrolne połączeń i przed podnoszeniem, na podstawie których pracuje załoga.
Cztery etapy, bo gaz się ochładza
Spadek ciśnienia o każdy 1 bar powoduje ochłodzenie metanu o około pół stopnia – efekt Joule’a-Thomsona. Obniżenie ciśnienia z 250 barów do ciśnienia zasilania silnika w jednym stopniu spowodowałoby schłodzenie gazu znacznie poniżej temperatury dopuszczalnej dla regulatorów, uszczelek i stali na pokładzie, i spowodowałby oblodzenie stacji. Zatem redukcję dzieli się na cztery etapy, a każdy etap odzyskuje ciepło, zanim gaz dotrze do następnego.
Sposób podziału spadku ciśnienia pomiędzy etapy jest decyzją projektową, a nie standardowym produktem. Równoważenie sprawia, że każdy wymiennik ciepła jest wystarczająco krótki, aby pomieścić przestrzeń dostępną na pokładzie, podczas gdy całkowita moc grzewcza pozostaje taka sama.
Ciśnienie projektowe
250 barów
Ciśnienie próbne
375 barów
Temperatura projektowa
−40 do +65°C
Rurociągi
AISI 316
Wymienniki ciepła dopasowane do posiadanego pokładu
Każdy stopień jest wstępnie podgrzewany przez wymiennik typu rura w rurze ze stali AISI 316 — rura wewnętrzna o wymiarach 25 × 2,5 mm wewnątrz płaszcza DN50 — zasilany z pętli glikolowej. Wewnętrzne turbulatory podnoszą całkowity współczynnik przenikania ciepła z 300 do 450 W/m²·K, co obniża najdłuższy wymiennik z ponad 17 m do poniżej 9 m i pozwala na dopasowanie go do rzeczywistej przestrzeni statku. Rurociąg grzewczy DN20 przebiega z prędkością około 1,1 m/s wewnątrz wełny mineralnej o grubości 50 mm: na odsłoniętym pokładzie w temperaturze -30°C izolacja ta znajduje się pomiędzy linią glikolu o temperaturze 80°C a stacją zamrożenia.
Bezpieczeństwo zaprojektowane na najgorszy dzień
Instalacja gazowa jest zbudowana tak, aby każda awaria miała bezpieczne miejsce do ujścia. Termiczne urządzenia nadmiarowe otwierają się w temperaturze 110 °C, a ciśnieniowe zawory nadmiarowe stacji odprowadzają gaz do tego samego komina wentylacyjnego na pokładzie, z dala od pomieszczeń mieszkalnych i wlotów powietrza. Awaryjne wyłączenie izoluje sekcję, a nie statek, zawory sterujące zamykają się w razie awarii, a zawory zwrotne utrzymują przepływ w jednym kierunku pomiędzy kontenerami, stacją i odbiorcami.
Ściany kontenera posiadają klasę A0, uszczelki drzwi są pęczniejące, a każda przestrzeń transportująca gaz jest wentylowana i monitorowana. Przed konserwacją linia jest izolowana, rozhermetyzowana i przepłukiwana azotem, a następnie ponownie poddawana działaniu azotu przed ponownym wprowadzeniem gazu, tak aby system nigdy nie przechodził przez mieszaninę palną po wyjściu z eksploatacji lub z powrotem do niej.
- 1Pojemniki do przechowywania gazu — trzy, ułożone jeden na drugim
- 2Komin wentylacyjny – komin kominowy pokładowy
- 3Platforma serwisowa i drabina dostępowa
- 4Przyłącze odpowietrzające kontenera, jedno na kontener
- 5Wieża wlotowa gazu – przyłącze bunkrowania
Numer referencyjny: Wielozadaniowy statek roboczy Baltic Workboats
System dostaw CNG na wielozadaniowym statku roboczym zbudowanym przez Baltic Workboats dla estońskiej floty państwowej (Riigilaevastik) jest od początku do końca nasz. Zasila metanem cztery silniki główne i kocioł gazowy. We wnęce pokładu znajdują się trzy mobilne kontenery magazynowe, każdy mieszczący 32 butle o pojemności 282 litrów i ciśnieniu 250 barów; są one zamieniane na nabrzeżu za pomocą dźwigu statku, dzięki czemu statek uzupełnia paliwo w czasie potrzebnym do podniesienia kontenera. Stacja redukcji ciśnienia obsługuje ciągi roboczy i rezerwowy z automatyczną przełącznicą, a cały system raportuje do systemu monitorowania i alarmowania statku.
Zakres rozciągał się od pierwszego planu P&ID, poprzez warsztat HAZID, matrycę przyczynowo-skutkową, listę alarmów, plan oprogramowania sterującego i fabryczne testy odbiorcze, aż po instrukcje i listy kontrolne, których używa załoga na pokładzie – przy czym cały system gazowy został sprawdzony przez Lloyd’s Register.
| Przedmiot | Specyfikacja |
|---|---|
| Magazynowanie gazu | 3 × mobilne kontenery magazynowe, każdy po 32 × 282 L butle kompozytowe |
| Ciśnienie robocze | 250 bar przy +15°C, ciśnienie próbne 375 bar |
| Konsumenci | 4 × silniki gazowe i 1 × kocioł gazowy |
| Redukcja ciśnienia | 4 etapy, ciągi roboczy i rezerwowy z automatyczną przesiadką |
| Wstępne podgrzewanie | Pętla glikolowa z wymiennika ciepła w maszynowni, łącznie 22 kW |
| Wykrywanie gazu | Detektory metanu z progami niskim, wysokim i bardzo wysokim w każdym kanale wentylacyjnym |
| Ulga i odpowietrzenie | Odciążenie termiczne w temperaturze 110 °C i zawory PRV poprowadzone do komina wentylacyjnego na pokładzie z klapami przeciwpożarowymi |
| Kontrola | Lokalny interfejs HMI z ręczną kopią zapasową, zintegrowany z IAMCS statku poprzez Modbus |
Zdjęcia: Robert Markus Liiv.
Zbudowany do zatwierdzenia
Kontenery posiadają atesty ADR, TPED i PED. Instalacja gazowa na pokładzie została zaprojektowana zgodnie z przepisami i przepisami Lloyd’s Register dotyczącymi klasyfikacji statków wykorzystujących gazy lub inne paliwa o niskiej temperaturze zapłonu, z klasyfikacją do obszarów niebezpiecznych i wyposażeniem o klasie EX w każdym pomieszczeniu przewożącym gaz. Przygotowujemy dokumentację techniczną, zasiadamy w warsztacie HAZID i odpowiadamy na uwagi zajęć do momentu akceptacji systemu.
- Ciśnienie robocze na pokładzie
- 250 bar
- Stopnie redukcji — ciąg roboczy i rezerwowy
- 4
- Odpowiedź na specyfikację
- 1 dzień
Planujesz konwersję na gaz lub budowę nowego statku zasilanego gazem?
Prześlij nam dane silnika, powierzchnię pokładu i obszar działania – odpowiemy w ciągu jednego dnia roboczego.