Как сжиженный газ вышел в море

Развитие газовой отрасли в США началось в второй половине 30-х годов – как и в СССР, но пошло оно своим путем.

В 1939 году компания East Ohio Gas Co снабжало газом Кливленд через два трубопровода длиной 250 километров и диаметром 300 мм. Поскольку сечения трубы не хватало для снабжения Кливленда зимой, когда потребление газа увеличивалось, было решено построить завод по сжижению, хранилища для хранения газа в сжиженном виде и установки по регазификации.

Идея была проста – в летнее время излишек поступающего газа сжижался и хранился до зимы, когда его испаряли и использовали, отправляя в тот же газопровод. Надо отметить, что геология понятия не имеет о потребностях людей в хранилищах газа в конкретных местах – она про нас, двуногих разумных, вообще вспоминает не часто. Не было ничего подходящего под землей вокруг Кливленда, вот и пришлось хранить газ на зиму в сжиженном виде, на ходу осваивая все необходимые технологии. Решение построить подобной завод было обусловлено экономическими расчётами – было дешевле построить завод по сжижению газа с танками для их хранения, чем строить ещё одну ветку газопровода для увеличения подачи только в зимние месяцы. Этот завод и был построен в 1941 году.

Сжиженный газ хранился в трёх сферических теплоизолированных танках (2’500 кубометров в каждом), под низким, почти атмосферным давлением. В 1943 году был построен ещё один, дополнительный танк, ёмкостью в 4’250 кубометров тороидальной формы (тор – это бублик, если кто-то забыл, как выглядит эта геометрическая фигура). Установка могла сжижать до 200 кубических метров жидкого натурального газа в день, используя каскадный цикл. В качестве хладагентов использовались аммиак, этилен и метан. Компрессорная станция насчитывала 6 поршневых компрессоров и использовала около 2’400 kW электроэнергии, регазификационная установка могла испарять до 115 кубиков жидкого газа в час. Подобные заводы для сжижения и хранения жидкого газа с целью использовать его в наиболее подходящее время, для сглаживания неравномерности потребления газа используются до сих пор (в основном в США) и называются – Peak Shaving Plant. Сейчас в США около 100 подобных установок.

Там же, в США, на том же заводе в Кливленде в 1944 году случилась первая и самая серьёзная по сей день, катастрофа, унёсшая 128 жизней. Количество раненых оценивалось от 200 до 400 человек. Основной причиной катастрофы послужил, неправильный выбор металла для танков. Американцы использовали сталь с содержанием никеля около 3,5%. Подобный сплав становится хрупким при криогенных температурах, что и привело к разрушению новопостроенного тороидального танка, с последующим разливом и пожаром, из-за которого взорвались ещё два танка. Неудачно спроектированная система дренажа добавила концентрацию массы испарявшегося газа и, как следствие, добавила тяжёлых последствий. Если говорить кратко — снесло пару кварталов города.

Эта катастрофа надолго затормозила развитие криогенных технологий в США. До сих пор противники СПГ приводят пример этой катастрофы при дискуссиях на тему развития СПГ в Штатах. Стоит заметить, что инженеры изначально знали о недопустимости использования такого сплава в конструкции танков. Однако время было военное, никеля не хватало, понадеялись на великое русское «авось», которое и в России-то срабатывает отнюдь не всегда, а вот в Америке, видимо, не прокатывает вовсе. Только в шестидесятых, с развитием космической индустрии, американцы снова стали развивать свою криогенную промышленность, и в этот раз уже больше прислушиваясь к инженерам.

Обучение газа плаванию

Первый намёк о перевозке сжиженного натурального газа морем появился в 1914 году, когда Годфри Кабот (Godfrey Cabot) оформил патент на баржу, способную перевозить жидкий газ. Нет никаких доказательств, что такая баржа была когда-либо построена, но сам патент доказывает, что идея уже появилась и была достаточно разработана – хотя бы для оформления. В начале 50-х, Union Stock Yards of Chicago выдвинуло проект, по которому сжиженнный газ из Луизианы, где газа в месторождениях было немало, можно было транспортировать в жидком виде в Чикаго по Миссисипи. Газ предполагалось использовать в мясной промышленности, как топливо.

Небольшой завод по сжижению газа был построен в Lake Charles, Louisiana, и дело оставалось за малым – построить судно, способное перевозить этот газ. И оно было построено! Судно представляло собой баржу с вместимостью груза 6’000 кубиков и громким именем – “Methane”.

Однако на никель решили поскупиться ещё раз – грузовые танки были сделаны из обычной стали с изоляцией из бальсы ВНУТРИ ТАНКОВ! Не нужно быть пророком, чтобы предсказать результаты подобного эксперимента. Ни один кубик жидкого газа так и не попал в Чикаго, к вящему огорчению местных мясных королей, и мафия тут была не причем. Как только залили груз, он добрался до стенок танка через изоляцию, и сталь танков, став хрупкой от криогенных температур, треснула. В этот раз, правда, не было людских жертв, и в конечном итоге кое-какая польза от этого проекта все же была извлечена. Тот завод по сжижению газа, который был уже построен, все-таки начал работать и через несколько лет здесь смогли отгрузить груз на первое удачное СПГ-судно.

В дело вступает Европа

История трансатлантических газовых рейсов началась с поиска Британским советом по газу способов поставить в Англию газ, которого там стало не хватать в связи с уменьшением добычи угля. Никакой трубопроводной сети от месторождений к конечному потребителю газа ещё не было. И сжижение газа показалось им неплохим выбором для доставки газа к удалённому потребителю. В 1957 году Constock Liquid Methane Corporation, совместное предприятие Union Stock Yard и Continental Oil Co, подписало соглашение с Британским газовым советом (British Gas Council) о переделке судна времён Второй Мировой войны типа “Либерти”, m/v “Normati” (по другим сведениям, «Marlin Hitch») в СПГ-танкер вместимостью в 5’000 кубометров.

Первый СПГ-танкер имел 5 грузовых призматических танков, свободно стоящих, сделанных из алюминия, с изоляцией из блоков дерева бальсы и уретана, облицованных фанерой из дуба.

Эти танки являлись предшественниками «самоподдерживающихся призматических танков типа «B». «Самоподдерживающиеся» – это значит, что их не надо ни на что опирать, они просто стоят в трюме на подставке, не опираясь на борта (ну, если совсем просто). В этот раз на никеле решили наконец не экономить. Трубопроводы были сделаны из нержавеющей стали с надлежащим содержанием никеля. В январе–феврале 1959 года первый в мире груз сжиженного природного газа был погружен в Lake Charles и благополучно довезён до Canvey Island (Thames estuary) в Англии. Имя этого первого успешного ЛНГ судна звучало символично – “Methane Pioneer”.

На фото в заголовке — этот самый “Methane Pioneer” на погрузке у терминала в Lake Charles.

В течении 14 месяцев это судно перевезло 7 грузов по тому же маршруту без особых проблем, доказав, что перевозка сжиженного природного газа морем возможна и даже может быть выгодной. Не обошлось и без трудностей. В первом же рейсе, трюма, где стояли танки, были затоплены водой, промокла и изоляция. Впрочем, все обошлось, и после устранения недостатков судно продолжило свою трудовую биографию, работало довольно долго и даже при выходе на «заслуженную пенсию» продолжало немалое время использоваться как хранилище газа. После подобного успеха подтянулись и последователи – Shell Petroleum, тоже организовал совместное предприятие с Constock уже в 1960, группа стала называться Conch Methane Company Limited, позже известная как просто Conch.

Государственный подход

Похожая компания была создана и во Франции – Methane Transport Company с активной поддержкой Gas de France, которая взялась координировать усилия нескольких французских судоверфей по созданию первого французского СПГ танкера. Французы подошли к делу более серьёзно, что и понятно – покойная ныне Gas de France на 82% была государственной компанией, потому и могла позволить себе финансирование научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, создание экспериментальных и опытно-промышленных образцов оборудования.

Сначала французы, взяв тот же тип Либерти – судно ”Beauvais”, установили на него три танка, каждый из них разной конструкции, сделанных из разных материалов (2 из алюминия, один из стали с 9% содержанием никеля), спроектированных и построенных разными верфями.

Три разных насоса были установлены в каждый танк – два погружных deepwell насоса и один погружной системы Картер. Кстати, до сих пор, старые LNG-шники называют все погружные насосы Картерами, хотя они уже давно производятся другими производителями. Перестройка была закончена в 1962 году. В течении шести месяцев французы испытывали свой пароход на крепость и выясняли надёжность и преимущества друг перед другом вот этих разных танков, материалов и оборудования. Согласитесь – очень здравый подход показали французы в данном конкретном случае. Только после того как экспериментальный образец был всесторонне изучен, французы приступили к постройке первого нормального СПГ-парохода, вместимостью 25’000 кубиков. Заказ на первый французский ЛНГ был сделан фирмой Gaz Marine – совместным предприятием между Gas de France, Gazocean, Bennet Corporation и несколькими банками. Судно было сдано в 1965 году и названо “Jules Verne” (Жюль Верн). Судно было использовано на перевозке СПГ из Arzew в Алжире в Гавр во Франции в течении 20 лет.

На “Jules Verne” было семь вертикальных цилиндрических танков с коническим дном и эллипсовидным верхом. Танки были изготовлены из стали с содержанием никеля 9%, изоляция танков была сделана с использованием перлита насыпью. На танках в изоляции была использована дополнительная мембрана на случай утечки, что стало позже стандартом для СПГ-танков.


Вот это французский танк на “Jules Verne” в разрезе.

Испарение груза достигало 0.27% от всего груза в день — но испарявшийся газ не пропадал, он использовался как топливо для главной силовой установки парохода – паровых котлов. Конечно, иногда излишний газ просто выбрасывался в атмосферу, особенно во время простоев. Самым обычным делом было наблюдать СПГ-пароход возле пирса с горящим факелом газа на первой мачте. “Jules Verne” был списан и разрезан только в 2008, отработав 43 года и сделав тысячи рейсов.

Английские насосы и суда

Почти в то же время, в феврале 1962 года, Британская Газовая Корпорация (British Gas Corporation) заказала 2 судна для обеспечения 15-летнего контракта, подписанного с Алжиром по снабжению 100 миллионов кубических футов (2,8 млн кубометров) природного газа в день. Суда назывались “Methane Princess” и “Methane Progress”, каждый вместимостью 27’400 кубиков, они были построенные на судоверфях Vickers Shipbuilding, Barrow-In-Furness и Harland & Wolff, Belfast. Оба судна были оборудованы танками так называемого Conch дизайна. Это были призматические, самоподдерживающиеся танки, сделанные из алюминия с внутренними переборками. Изоляция была сделана из древесины бальсы и стеклополотна в роли дополнительной мембраны. Для следующих судов с танками этой серии изоляцию поменяли с бальсы на полиуретановую пену.

Испарение груза в день достигало до 0.33% от объёма всего груза. Чтобы ограничить бесполезную потерю груза, удерживая при этом низкое давление в танке, было решено и это судно сделать пароходом, излишний газ сжигать в котлах. Оба судна были построены и переданы владельцам в 1964 году. “Methane Progress” был отправлен на слом в 1986 году, “Methane Princess” – в 1997, после 22 и 32 лет службы соответственно.

Занимательно, что оба парохода были списаны не из-за технического состояния, а только потому, что размер этих судов не оправдывал себя экономически на сложившимся рынке. Всего же с танками системы Conch было построены 6 судов, а потом прогресс в дизайне танков отправил их в почётную отставку.

Все три парохода были оборудованы погружными электрическими насосами. Это насосы, где насос и мотор встроены в один корпус и находятся прямо на дне танка, погруженные в жидкий газ. Охлаждение мотора и насоса как раз и происходит за счет протока холодного жидкого газа через них. Изначально многие считали подобные насосы ненадёжными для работы в столь низких температурах, однако жизнь доказала, что подобная конструкция является оптимальной для СПГ-судов, случаи отказа погружных насосов на СПГ-судах, чрезвычайно редки.

Несмотря на тщательную подготовку экипажа и чётко написанные инструкции, все три парохода прошли через ряд поломок и несчастных случаев. В основном все эти случаи были связаны с переливом груза во время грузовых операций, а также с утечками груза из трубопроводов грузовых систем. Подобные разливы груза на палубу, не предназначенную для криогенных температур, приводили к тому, что сталь становилась хрупкой (brittle fracture) с развитием трещин по бортам и палубе. Так же, все три судна столкнулись и с частичным затоплением грузовых трюмов, вследствие течей в корпусе. Впрочем, ни в одном из этих случаев, изоляция танков не была повреждена.

Но все описанное было только началом развития технологии СПГ-судов, «зарей эпохи», которую мы наблюдаем сейчас.

А что же в СССР — спросите вы меня. А ничего. СССР всё это было не интересно. Вот, скажем, СССР понадобилось хранить буферный запас газа на зиму — ну ОК, первое подземное хранилища газа в СССР сделано на месте выработанных месторождений газа под Куйбышевом, и это сразу 3 млрд кубометров активного объема с таким же количеством газа буферного, обеспечивающего необходимый уровень давления. Давайте посмотрим, что по этому поводу говорит калькулятор при взятой с потолка цене газа в 100 долларов за 1’000 кубометров – это 300 миллионов долларов, которые бесполезно загнаны под землю, чтобы остаться там навсегда. Это, разумеется, не считая расходов на обеспечение работы газопровода в течение всех тех лет, когда этот буферный объем закачивался под землю. СССР богатый, ему денег не жалко.

Такая же ситуация и с транспортировкой — популярные в СССР магистральные газовые трубопроводы длиной тысячи километров это гигантские вложения с долгим сроком окупаемости. У коммерсантов совершенно иной подход – постараться обойтись минимумом расходов, сократить сроки, добиться как можно более быстрой окупаемости всех инвестиций.

Отдельная «ирония судьбы» – то, что теперь технологии трубопроводного газа и его подземного хранения стали конкурентами технологий, связанных с СПГ. Кто из них в конечном итоге окажется победителем, может показать только время. Спрос на природный газ в мире растет в среднем (за вычетом лет экономических кризисов) на 2,4% в год, спрос на СПГ почти на 10%, но при этом приходится учитывать еще массу обстоятельств – географию, климат, плотность населения и уровень его платежеспособности, уровень развития промышленности и так далее.

В интересное время живем – пару десятков лет тому назад о такой конкуренции, которая неизбежно приводит к ускорению развития технологий, никто и мечтать-то не мог!

Источник материала
Настоящий материал самостоятельно опубликован в нашем сообществе пользователем Proper на основании действующей редакции Пользовательского Соглашения. Если вы считаете, что такая публикация нарушает ваши авторские и/или смежные права, вам необходимо сообщить об этом администрации сайта на EMAIL abuse@newru.org с указанием адреса (URL) страницы, содержащей спорный материал. Нарушение будет в кратчайшие сроки устранено, виновные наказаны.

You may also like...

новее старее
Уведомление о
Russian
Russian

Посмотрел цены на газ для Европы в 1970 году.
Цена за 1000 кубов равна ~16$.
Сколько стоило 1000 кубов в1958 году не искал, но наверняка ещё дешевле.
К тому же, газ закачивался не абы куда, а в уже истощённые газовые месторождения, у которых имелась необходимая инфраструктура.
И только к 1985 году, цена за 1000 кубов по тихой год от года достигла стоимости ~130$.
Это я к тому, что нельзя вот так вот постфактум делать выводы о правильности принятия решений 70 лет тому назад.
Одно дело урвать по быстрому, другое зайти основательно, и на долго.
Опять же, приводя пример расточительности нужно не с потолка брать цыфры, а из справочников, на худой конец хотя бы в википедию заглянуть что ли, сравнить альтернативные методы доставки, просчитать разницу.
Автор не допускает мысли, что то поколение не мыслило сиюминутной выгодой, оно просто решало поставленные задачи методами, которые наверняка были просчитаны не одним институтом, и вполне возможно те решения были просто более дальновидными?
Как так получилось, что не нужные и убыточные трубопроводные магистрали почему-то сейчас, в 21 веке актуальны как никогда?

https://ru.m.wikipedia.org/wiki/Подземное_хранение_газа

https://www.calc.ru/dinamika-Gas.html

Henren
Henren

А давайте прикинем стоимость доллара, не говоря уж о фунте, в 1958 году.

zontik
zontik

Не, Змей, этим комментом, а точнее ссылкой к нему Russian, если автора не умыл, то заставил сомневаться в его объективности, так как «Первая в мире опытная закачка газа в истощенное газовое месторождение была проведена в 1915 г. в Канаде (месторождение Уэлленд-Каунти), первое промышленное ПХГ ёмкостью 62 млн м³ было создано в 1916 г. в США (газовое месторождение Зоар, район г. Буффало).» а «в В России первое ПХГ в истощенном месторождении было создано в 1958 г.» т.е. капиталисты на 43 года дольше юзают ПХГ, чем коммунисты.
И ПХГ на 23 года появилась раньше ЖИЖИ, а ещё в мировой структуре «более 600 подземных хранилищ газа общей активной ёмкостью порядка 340 млрд м³. Потребление в европе газа в год составляет около 500 млрд м³, т.е. этих хранилищ овер дох… везде в Америке в России в Канаде и Европе, так что не только коммунисты «бесполезно загоняют газ под землю, чтобы оставить там там навсегда» что статья на Вики (как экспрес источник) и подтверждает .
и ещё прикол «При строительстве Северо-Ставропольского ПХГ в хадумском горизонте создан долгосрочный резерв, который может быть отобран из хранилища после периода отбора» Тобишь газ оставленный «навсегда» можно отобрать 0_О правда не везде и не весь, но это сильно уменьшает убытки.
Стоимость доллара фунта и прочих фантиков вообще роли не играет, есть соотношение литры нефти/унция золота или м³/унция золота, вот там и зырить надо, дешевело или дорожало черное золото и голубое топливо.
А что экономичнее жижа и ПХГ, тут считать надо Долго долго, у ПХГ капитальные затраты ниже, жижа здорово экономит ресурс газа, но 10% энергии газа уходит на его сжижение. Так что неизвестно слаще ли хрен редки. Хотя научно доказано, что сахара в хрене больше.

Sagamor
Sagamor

Сейчас в соляные подземные копи Калининграда загоняют газ.
Сайт http://invest.gazprom.ru/about/projects/kstorage/

Калининградское ПХГ расположено в отложениях каменной соли, возраст которых более 230 млн лет. Соляные пещеры являются идеальными по герметичности резервуарами. Соляной купол не только непроницаем для газа — соль обладает способностью самостоятельно «заживлять» трещины и разломы. При строительстве ПХГ в отложениях каменной соли в подходящем по высоте пласте соли бурятся скважины, через которые в соляные пласты подается вода для вымывания полости необходимого объема.
В сентябре 2013 г. ООО «Газпром инвест» завершено строительство 1 очереди Калининградского ПХГ и введены в эксплуатацию два подземных резервуаров с геометрическим объемом 460 000 куб. м, с суммарным активным объемом газа 70 млн куб. м. Торжественное мероприятие по вводу в эксплуатацию прошло при участии Председателя Правления ОАО «Газпром» Алексей Миллера и Губернатора Калининградской области Николая Цуканова.
В настоящее время работы по строительству Калининградского ПХГ продолжаются, и уже начато строительство еще 3-х подземных резервуаров. Их ввод в эксплуатацию позволит довести к 2019 г. геометрический объем ПХГ до 2 млн куб. м с активным объемом закачанного газа до 261 млн куб. м.

Henren
Henren

Ну я-то знаю, сколько стоило золото и в курсе стабильной цены на нефть на протяжении второй сотни лет. Но и фунтик с долларом тогда обеспечивались золотом, если кто не в курсе. Золотое обеспечение доллара отменили в 73-м, вот тут цена-то и поехала. Точнее, началось печатание ничем не обеспеченных бумажек. Но жить на эти бумажки, нарисованные, было все равно нельзя. Стали жить в долг. Сегодняшний кризис имеет долговую природу.

Арматур Батыр
Арматур Батыр

Завтра, 6 июля, наша планета пройдет афелий — самую удаленную от Солнца точку своей орбиты. Мы это никак не увидим и не ощутим, признаются астрономы.

По расчетам ученых, Земля в 19:46 по московскому времени окажется в самой отдаленной от Солнца точке своей орбиты. Это расстояние 152 095 566 километров. Нахождение в афелии означает, что у Солнца будет наименьший видимый диаметр.

Sagamor
Sagamor

О как! Washington Post причислила США к странам с ухудшающейся демократией…за последние два года США «стремительно и беспрецедентно» опустились в рейтинге либеральных демократий.
несмотря на почти равный доступ к власти мужчин и женщин в США, люди со средним уровнем дохода ограничены в этом отношении. По данному показателю Соединенные Штаты занимают самое низкое 75-ое место среди всех западных стран.
________
Гм-м! Мы знаем, что бывает со странами у которых не хватает демократии.

alex_cr
alex_cr

Ага, рано или поздно туда прилетают пендобомберы с демократизирующими бомбами унутре. Считаете, СГА готовы к полномасшатабному вторжению самое в себя? К гражданской, тэкскээть, войне? ))

Sagamor
Sagamor

Не секрет это. FEMA давно уже приготовила места хранения домов-автоприцепов, городков с быстровозводящимися и готовыми домиками, пластиковыми гробиками на большое количество народа.
Вот Вам фоточка подобного склада FEMA.
comment image
Черненькое это гробики. Стопка, один на другом. Вместимость 6 персон.
Персонал концлагерей ФЕМА (ещё при Обаме ) прошёл переподготовку, пополнил запасы топлива, проверил работоспособность генераторов.
А это карта с размещением с координатами этих концлагерей
comment image
Погуглить по теме FEMA, много что станет понятным. Есть фото готовых заведений с колючей проволокой и вышками. Не хватает только клиентов.
_______
Они явно ждут реализации сценария игры Фоллаут либо после яд. войны, либо природного катаклизма с «Жёлтым камнем» Йеллоустоуна, а может и другого чего

Henren
Henren

Там наверняка знают о радиации не хуже меня, поэтому сценария Фоллаута они не опасаются. А вот гражданская война — это вполне вероятно.

alex_cr
alex_cr

Да-да, известные вещи. Я, собссно, не зря в конце поставил )), т.е. «сарказм».

Владимир
Владимир

>>либо природного катаклизма с «Жёлтым камнем» Йеллоустоуна

Не будет никакого жёлтого камня, успокойтесь уж)))
Там всё мёртво.

Sagamor
Sagamor

Там достаточно явно сеператистских штатов с желанием отвалить от Америки.
Один Техасс с его нефтегазозапасами и кучей стрелковки чего стоит.

alex_cr
alex_cr

И с превесьма серьезными настроениями насчет «Либералы, плывите к буям с ВелЫкого Техассу» ))

Sagamor
Sagamor

По данным консалтинговой фирмы Evercore ISI, спустя десятилетие после восхождения Мак-Клендона (был самым высокооплачиваемым руководителем из сланцедобывающих компаний. Хе-хе! Вместо того, чтобы управлять компанией, которая нацелена на продажу нефти и газа, он по существу проворачивал недвижимость: приобретал в лизинг участки для бурения, а затем перепродавал их в пять-десять раз дороже. Это, как объяснил Мак-Клендон, было намного выгоднее, чем «попытка добывать газ ». Разновидность бизнеча торговля минеральными правами (лицензиями на добычу нефти-газа). Сами участки оставались при этом в собственности прежних владельцев.)

Wall Street Journal сообщила, что «энергетические компании (с 2007 г.) потратили на $280 млрд. больше, чем они получили от операций». То есть, если кто не понял, то сланцевая афера стоила 280 млрд долларов убыткам всем тем, кто в нее поверил. Но это еще не конец. Конец будет хуже.
_____
Иногда лохи признаются, что они лохи:
Австралийская BHP Billiton Ltd (BHP), крупнейшая в мире горнодобывающая компания, признала, что совершила ошибку, вложившись в американскую сланцевую добычу. Надеется распродать все активы в этом году.
_____
Как не стало Бармалеев, всё худею и худею!

Henren
Henren

Ливийская сланцевая нефть внезапно закончилась, вместе с бармалеями. Которых убил Путин. Он во всем виноват!

Чтобы добавить комментарий, надо залогиниться.