Что будет при крушении танкера СПГ?

Почему СПГ перевозят газовозами?

Один из трендов современной энергетики – рост производства и потребления сжиженного природного газа (СПГ). Главная причина – экологичность, поэтому появляется все больше и больше проектов двигателей, работающих на этом “зеленом” топливе.

Сжиженный природный газ получают его сжатием в 600 раз и охлаждением. Чем масштабнее производство – тем ниже удельная стоимость продукции. Поэтому в России сейчас активно проектируются и строятся крупнотоннажные заводы по сжижению газа.  СПГ хранится в огромных изотермических резервуарах единичным объемом.

Резервуары СПГ
Резервуары СПГ на заводе “Ямал СПГ”. Фото пресс-службы ПАО “НОВАТЭК”

Например, на “Ямал СПГ” эксплуатируются резервуары объемом 160 000 м³ каждый (диаметр 82,2 м и высота 43,1 м). Каждый такой резервуар почти в полтора раза выше и немного меньше в диаметре крупнейшего в Европе цирка – Большого Московского государственного цирка на проспекте Вернадского!

Большой Московский государственный цирк на проспекте Вернадского
Большой Московский государственный цирк на проспекте Вернадского

Такие исполинские размеры обусловлены опять-таки экономикой – изотермический резервуар – дорогое сооружение и большие объемы снижают стоимость хранения.

Экономически целесообразно перевозить природный газ в виде СПГ, чем качать по трубам, если расстояние больше нескольких тысяч километров. Именно поэтому от огромных заводов по сжижению газа ценный продукт перевозят огромными газовозами до крупнейших потребителей (Япония, Китай, Корея и др.).

А что случится при разрушении такого судна из-за шторма, столкновения с подводными/надводными объектами или при террористической атаке? Поговорим об этом подробнее.

Пожарная опасность СПГ

Учитывая объемы производства и перевалки, СПГ крайне опасное с пожарной точки зрения вещество. И проблема не столько в высокой удельной теплоте сгорания, сколько в том что это криогенная жидкость. Температура его кипения -158…-163 °C. Если происходит  разгерметизация резервуара СПГ и он проливается в воду происходит страшная вещь – сжиженный газ мгновенно испаряется. Проблема в том, что вода с температурой даже +4 ºС очень горячая относительно температуры кипения СПГ (превышает ее на 160 ºС).

Визуально можно сравнить эффект с попаданием воды в кипящее подсолнечное масло.

Небольшое уточнение: вместо масла в нашем случае будет вода, а вместо воды – СПГ. И разница температур кипения сжиженного природного газа и температуры воды в случае будет примерно на 20-25% больше (т.е. реакция еще интенсивнее). Почему появился такой огненный шар? Вода испраряется и выбрасывает вверх мельчайшие капли горящего масла. Из-за диспергирования капель масла площадь горения в сотни разы увеличивается и соответственно, во столько же раз увеличивается скорость горения.

Что будет если вытечет тысяча кубов СПГ? Никто не знает. На сегодняшний день есть лишь результаты испытаний в районе Мэплин Сэндс, Англия, в начале 1980-х годов. Объем выброса СПГ составил всего 37 м³. Протяженность облака составила более 130 м.

Пролив СПГ на море

Далее в результате эксперимента подожгли это облако и протяженность горения воздуха составила почти 300 м.

Сегодня построены и бороздят моря газовозы единичной вместимости более 200 000 м³ и даже более.  Что будет при крушении таких судов – остается лишь моделировать. Проведение результатов на сопоставимых объемах дело настолько сложное и дорогое, что их проведение – вопрос кооперации государств.

При этом есть несколько интересных публикаций с оценками масштабов  такой аварии.

Публикация Г.Н. Куприна и И.М. Абдурагимова

В журнале “Пожаровзрывобезопасность” №4 от 2014 года опубликована статья “Нерешенные проблемы пожаровзрывобезопасности энергоресурсов (СУГ и СПГ) как оборотная сторона успехов энергетической стратегии Российской Федерации” (ссылка на документ в конце поста).

Вот цитата, в которой говорится о последствия внезапного тотального разрушения резервуара содержащего до 100 тыс. м³:

“… самые приблизительные, прикидочные расчеты не исключают возможности взрыва мощностью в десятки и даже сотни килотонн в тротиловом эквиваленте. По мощности этот взрыв эквивалентен десятку взрывов, осуществленных США в Хиросиме и Нагасаки!!!

Тем более что при определеных погодных условиях и воспламенении такого грандиозного парогазовоздушного облака близе к его геометрическому центру характер и режим распространения пламени могут перейти в детонацию или режим взрыва вакуумной бомбы!”

Отчет Дж. Хэйвенса

В 2005 году был опубликован подробный (на 53 страницы) и интересный отчет доктора Джерри Хэйвенса “Оценка потенциальных угроз общественным интересам в связи с планируемым размещением импортного терминала СПГ в порту Лонг-Бич”.

В нем описаны результаты моделирования и последствия пролива чуть более 11 000 м³ сжиженного природного газа при аварии судна, объясняется это тем, что примерно половина груза типового газовоза.  Причиной может быть:

  • случайное столкновение судов;
  • террористический акт.

Американское бюро судостроения (ABS) и Sandia National Laboratories  приводят радиус зоны получения термального ожога либо получения серьезных травм или неизбежной гибели всех людей. Автор отчета указывает такой минимальный (!) радиус в 3 мили или 4,8 км.

По мнению автора:

“Следует еще раз подчеркнуть, что 3-мильный радиус опасных последствий от разлива 3 млн. галлонов СПГ в водную среду мы называем минимальным, что вовсе не означает, что людям, которые в такой ситуации будут находиться за пределами трехмильной зоны, ничего угрожать не будет. Возможные
последствия от взрыва облака, которое образуется от смеси воздуха с испарениями закипевшего СПГ, практически никто не рискнет ограничить какими-либо рамками.
Есть веские основания полагать, что 3-мильным радиусом опасные последствия могут не ограничиться. Велика вероятность «каскадного» развития события, когда с разрушением одной емкости танкера, пожаром и взрывом СПГ при попадании в водную среду начнут разрушаться и другие секции танкера с таким грузом. И это неминуемо приведет к полному уничтожению судна и выходу всего объема СПГ в водную среду с поистине катастрофическими
последствиями для района аварии.”

Заключение

СПГ – не только перспективное экологичное топливо, но и источник колоссальной потенциальной опасности. По всей видимости, безопасность объектов производства, транспортировки и регазификации – проблема не только пожарной безопасности, но и в значительной степени противотеррористической защиты.

Вероятно, тушить сжиженный природный газ можно только небольшие розливы, например, в границах каре резервуаров. А вот чем тушить – вопрос открытый.

Список литературы:

1 И.М. Абдурагимов, Г.Н. Куприн. Нерешенные проблемы пожаровзрывобезопасности энергоресурсов (СУГ и СПГ) как оборотная сторона успехов энергетической стратегии Российской Федерации. Журнал “Пожаровзрывобезопасность”, 2014, том 23, №4.

2 Отчет доктора Джерри Хэйвенса “Оценка потенциальных угроз общественным интересам в связи с планируемым размещением импортного терминала СПГ в порту Лонг-Бич”

Понравилось? Поделитесь с коллегами!

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.