“Manuel Belgrano”
Trabajo Práctico: “Buques Gaseros”
Materia:
Carga y Estiba I
Profesor:
Marine, Guillermo.
Cadetes:
Di Virgilio, Miguel A; Dotremont, Cristian; Troncoso, Nicolás
II AÑO CUBIERTA
TRABAJO PRACTICO BUQUES GASEROS 1) Introducción. 2) Definiciones generales acerca de gases. 3) Transformación del gas a gas licuado. 4) LNG. 5) LPG. 6) Explosividad de los gases en el aire y otros riesgos. 7) Tipos de buques gaseros. 8) Diferentes formas existentes para la contención de la carga 9) Tipos de tanques. 10) Tipos de buques gaseros según normas de seguridad. 11) Sistemas y elementos que intervienen en el proceso de carga y descarga. 12) Sistemas de contención. 13) Sistemas de carga, operaciones, manipulación, línea de vapores, recirculación de la fase liquida, intertizacion. 14) Proceso de carga. 15) Embarque del GNL. 16) Finalización de la carga. 17) Transporte del GNL. 18) Descarga del GNL. 19) Proceso de descarga. 20) Finalización de la descarga.
1) INTRODUCCIÓN El gas natural y el gas de petróleo son materias que tienen múltiples aplicaciones, además de ser una excelente fuente de energía de cada día mas utilizada constituyen una valiosa materia prima para las industrias petroquímicas del mundo En los últimos 30 años, el progreso tecnológico ha permitido sacar el máximo provecho de numerosos gases, entre ellas las que se han podido aprovechar en el ámbito del transporte, ya que el gas natural, como el petróleo, rara vez se encuentra a proximidad de quienes desean comprarlo. Hay que llevarlo hasta el consumidor, algunas veces por gasoductos, pero generalmente por el mar. De ahí la construcción de buques cuyos proyectos figuran entre los más complejos, costosos y refinados concebidos hasta la fecha. En este documento se examinan las aplicaciones de gas natural y del gas de petróleo, los problemas relacionados con el transporte marítimo y de estos gases la manera en que han sido abordados.
2) DEFINICIONES GENERALES ACERCA DE GASES
Gas Natural: Es una mezcla de hidrocarburos (Ciertos compuestos
orgánicos sólo contienen dos elementos, hidrógeno y carbono, por lo que se conocen como hidrocarburos) que se encuentran en estado gaseoso en condiciones normales de temperatura y presión ambiente en los yacimientos petrolíferos. Este tipo de gas está compuesto fundamentalmente por metano e hidrocarburos más ligeros como el etanol, propano, butano, isobutano, pentano, hexano y pequeñas proporciones de anhídridos y nitrógeno. El metano es su principal p rincipal constituyente general mente superior al 50% Es un gas que está presente en la mayoría de los los pozos petróleo y también en yacimientos independientes con producción de gas. Aproximadamente un tersio se obtiene de yacimientos petrolíferos y los dos tercios de yacimientos netos de gas. El crudo de petróleo que emerge viene acompañado de un gran volumen de gas natural a un promedio de 50 metros cúbicos por metro cúbicos de petróleo Gas Licuado: En términos generales un gas licuado es la forma líquida de una sustancia que a temperatura ambiente y a presión atmosférica normales seria una gas .De acuerdo a los cambios térmicos los gases licuados pueden ser transportados vía marítima en función de sus tres variables temperatura presión y volumen. El gas
se transporta licuado porque es más fácil para manipularlo y por que ocupa menos espacio abordo
3) TRANSFORMACIÓN DEL GAS A GAS LICUADO La transformación de gas a líquido puede realizarse físicamente de dos maneras: Una aumentando la presión hasta un valor por debajo de lo que se denomina tensión de vapor, la otra consiste en disminuir la temperatura por debajo de la temperatura de ebullición. Por estos dos caminos es posible mantener un gas en estado líquido, pero es posible imaginar también la posibilidad de combinar métodos: La presión de vapor o tensión de vapor es la presión a la cual comienza la formación de vapor en la superficie de un liquido el valor de esta presión está relacionado con la temperatura cuando aumenta la temperatura disminuye la presión de vapor, esto se explica físicamente en el hecho de que al aumentar la temperatura aumenta la actividad molecular, produciéndose rozamiento y choque entre electrones que producen su abandono de la masa liquida El estado liquido de un gas está condicionado al mantenimiento de condiciones bastantes estrictas de presión y temperatura. Supongamos una masa de gas en estado liquido contenida en el interior de un tanque bajo ciertas condiciones de presiones varían. Si suponemos que la temperatura aumenta acercándose al punto de ebullición comenzara la emisión de gases, como hemos dicho el volumen del gas es mayor que el del liquido y si no existe forma de que ese gas escape se producirá un aumento de presión en el interior del tanque por otra parte el gas producido se mezclada con el aire dando lugar a la formación formación de una mezcla explosiva Los hidrocarburos en estado liquido tienen tendencia a transformase en vapor, se denomina volatilidad y se incrementa con la temperatura a determinada temperatura toda toda masa masa tiene a cambiar de estado como ocurre con el agua cuando a presión normal alcanza los 100ºc alcanza el punto de ebullición. Lo mismo pasa con los gases líquidos a determinada temperatura el gas liquido pasa a gaseoso. Para que se produzca una combustión debe darse una determinada proporción entre la cantidad de gases y la cantidad de aire Esta proporción esta tiene una cierta tolerancia que determina determina un límite inferior y un límite superior de inflamabilidad determinado rango de inflamabilidad.
4) GAS NATURAL LICUADO El Gas Natural Licuado (GNL), es gas natural que ha sido enfriado hasta su condensación en líquido, que en condiciones de presión atmosférica, se consigue a -161 ºC aproximadamente. Mediante este proceso de licuefacción se reduce su volumen en 610 veces aproximadamente. Esta reducción en volumen permite que el gas sea almacenado y transportado grandes distancias, lo cual no sería económicamente viable utilizando tuberías, además de problemas técnicos o políticos que significarían la construcción de éstas. Podemos distinguir cuatro procesos básicos en la cadena de valor v alor del LNG:
Exploración
Licuefacción y Almacenamiento
Transporte
Almacenamiento y Regasificación
En los últimos años el proceso de exploración ha avanzado significativamente, debido a un incremento tecnológico en el área. Esto ha permitido encontrar nuevas reservas en diferentes lugares del mundo, incluso en países donde no existe un mercado significativo de gas natural. En el proceso de licuefacción es necesaria la extracción de algunos componentes como el dióxido de carbono y agua, con tal de que estos no se solidifiquen a la temperatura de -161 ºC. Este proceso se descompone descompone en: CO2
Un proceso de extracción de
;
Un proceso de deshidratación y filtrado;
La licuefacción y almacenamiento en sí.
Esquema que representa la extracción de Dióxido de Carbono
Esquema que representa la deshidratación y el filtrado
Esquema que representa la licuefacción y almacenamiento Producto de estos procesos el GNL se compone principalmente de Metano.
5) GAS LICUADO DE PETRÓLEO El gas licuado de petróleo (LPG) es una expresión genérica para el propano, butano y mezcla de los dos y se produce por dos fuentes distintas, por el procesamiento del petróleo crudo en refinerías o como sub-productos de las plantas de productos químicos.
Para obtener líquido a presión atmosférica, la temperatura del butano debe ser inferior a -0,5°C y la del propano a -42,2°C. En cambio, para obtener líquido a temperatura ambiente, se debe someter al GLP a presión. Para el butano, la presión debe ser de más de 2 atmósferas. Para el propano, la presión debe ser de más de 8 atmósferas. Un litro de líquido se transforma en 272,6 litros de gas para el propano y 237,8 litros de gas para el butano. En su estado puro, tanto el butano como el propano son inodoros; sin embargo, para hacerlos más fácilmente detectable en el caso de fugas, se les añade un compuesto odorizador (sulfuro de mercaptano) que los hace perceptibles antes de que la mezcla GLP-aire pueda ser explosiva. Tanto el propano como el butano no son tóxicos, aunque al ser más pesados que el aire tienden a desplazarlo y pueden provocar la muerte por asfixia al impedir que el aire llegue a los pulmones y oxigene la sangre Proceso de separación y refinación
Propano: Se divide en propano puro y Propano Comercial.
Propano Puro: El Propano es un Hidrocarburo Saturado compuesto
de tres átomos de carbono y ocho átomos de hidrógeno. El Propano es gaseoso a Presión Atmosférica y temperatura ambiente, pero puede ser fácilmente licuado: a) Por incremento de la presi6n a temperatura ambiente. b) Por reducción de la temperatura a presión atmosférica. En particular, la temperatura de ebullición del propano puro a presión atmosférica es de -42 ºC. Propano Comercial: el Propano puede contener un 90º/o de propano, propene o sus mezclas y el resto de etano, butano o butane. También la concentración de los productos volátiles (etano y etene), está limitada a. ciertos porcentajes así como: La Presión del vapor del Propano a +5OºC, El propano comercial tiene propiedades físicas ligeramente a las del propano puro. En particular pueden ser notadas: a) una temperatura de ebullición normal del producto menor que la del propano puro y capaz de alcanzar la temperatura de -45ºC b) Una fase de vapor muy rica en productos volátiles (etanol y eteno) capaz de producir modificaciones sustanciales en las operaciones de las instalaciones de refrigeración. 6) EXPLOSIVIDAD DEL GAS EN EL AIRE Y OTROS RIESGOS La explosividad de un gas en el aire es caracterizada por tres factores esenciales llamados: 1) temperatura mínima de inflamabilidad.
2) energía de ignición necesaria para encender una mezcla de aire y gas.
Butano * Butano puro: El butano es un hidrocarburo saturado compuesto por 4 átomos de carbono y 10 átomos de hidrogeno (C4 H10) existen dos: el butano normal y el isobutano * Butano normal: El peso molecular es: 58 Butano normal y el isobutano son gaseosos a temperatura ambiente y a presión atmosférica pero puede ser licuado fácilmente. La temperatura de ebullición de los dos es la siguiente: Butano Normal: -0,6 grados centígrados.
Isobutano: -l1, 5 grados centígrados.
EI Butano Normal y el isobutano son menos densos que el agua y sus densidades a la temperatura de ebullición son: Butano Normal: 0,605
Isobutano: 0,595
El Butano Normal y el isobutano gaseosos son más pesados que el aire y sus densidades relativas con respecto al aire son 2 a temperatura ambiente y cerca de 2,2 a temperatura de ebullición,
*Butano Comercial:
El Butano Comercial puede consistir en un compuesto de hidrocarburo principalmente de: Butano Normal, Isobutano, butene y sus mezclas. La presión del vapor del butano comercial a 50 grados centígrados (positivo). No debe exceder de 8.5 hectopiezas absolutas. *Propileno:
El propileno es un hidrocarburo no saturado compuesto de tres átomos de carbono y seis átomos de hidrógeno (C3H6). El peso molecular del propileno es 42. Las propiedades físicas del propileno son muy parecidas a las del propano, las cuales corresponden a un hidrocarburo saturado, en particular su temperatura de ebullición de – 47,7 ºC y la densidad del líquido a esa temperatura es 0, 61. El propileno comercial contiene un 95% de propileno, y un 5% de propano principalmente. *Butadieno o Butene:
Descripción del Butadieno: El butadieno es un hidrocarburo no saturado compuesto de cuatro átomos de carbono y seis átomos de hidrógeno (C4H6). Existen dos isómeros: Sólo el butadieno es usado en la industria química. El peso molecular del butadiene es 54. El butadiene es gaseoso a temperatura ambiente pero fácilmente licuable. Su temperatura de ebullición e., de – 4,7ºC y la densidad a esa temperatura es de 0,64. E1 butadiene gaseoso es más pesado que el aire y su densidad relativa con respecto al aire es cerca de 2.
Gases Químicos Los gases químicos transportados comúnmente son el amoníaco„el
monómero de cloruro de vinilo, el óxido de etileno, el óxido de propileno y el cloro. Dado que estos gases no pertenecen a una familia en particular, sus propiedades químicas varían. *Amoniaco
Descripción del Amoníaco El amoníaco es un compuesto mineral que contiene un átomo de nitrógeno y tres de hidrógeno (NH3) con un peso molecular de 17. Está formado por la composición de materia orgánica o bien como unos subproductos de la destilación del carbón. Puede ser obtenido industrialmente por una síntesis bajo una gran presión (200 o 1000 atm) y alta temperatura {600º C o 200º C) por el proceso de Haber o Claude. El amoníaco comercial contiene el 99,5% de NH3, siendo la principal impureza el agua, Se presenta en estado gaseoso, bajo condiciones de temperatura y presión ambiente. Su temperatura de ebullición a presión atmosférica es de – 33ºC, y su densidad a esa temperatura es de 0,682. En estado líquido es alcalino incoloro, con un olor acre. El gas de amoníaco es más liviano que el aire y su densidad relativa con respecto al aire, se encuentra entre 0,6 y 0,8 dependiendo si se encontrara a + 15º C' o -33' C. Riesgos El amoniaco líquido en contacto con la piel, puede causar serios perjuicios por su acción cáustica. Si el liquidote amoniaco toma contacto con los ojos. Aun en relativa pequeña cantidad, puede resultar con ceguera permanente El amoniaco en estado gaseoso y en concentraciones livianas no es venenoso, pero produce una irritación y molestia. En cambio en concentraciones mayores puede causar la destrucción de la piel, especialmente de las mucosas puede causar la destrucción de la piel, especial mente las mucosas y sus membranas, así con los ojos y el tracto respiratorio. El olor del amoniaco puede ser detectado en el aire a una concentración de 50 p.p.m. (partes por millón de aire. El amoniaco liquido o gaseoso es corrosivo para el cobre, aleaciones de cobre y superficies galvanizadas. Guantes y ropa de protección deberán ser usadas cuando se realicen operaciones que puedan llegar a tener contacto con el amoniaco liquido. Uso El amoniaco es usado en grandes cantidades en la producción de fertilizantes nitrogenados. Este es empleado puro para la fertilización de la tierra.
El amoniaco en solución es usado para tratamientos especiales de las superficies metálicas, en la manufactura del papel, explosivos, nylon. Asimismo también es usado como gas refrigerante. *Cloruro de vinilo
El manómetro de cloruro de vinilo es un líquido incoloro con un olor dulce característico. Es altamente reactivo, auque no al agua, y se puede polimerizar ante la presencia del oxigeno el calor y la luz sus vapores son tóxicos e inflamables. Las aleaciones de aluminio el cobre la plata el mercurio y el magnesio no son adecuados para el servicio del cloruro de vinilo. Sin embargo los aceros son químicamente compatibles *Oxido de etileno y oxido de propileno
El oxido de etileno y el oxido de propileno, son líquidos incoloros con un olor parecido al éter. Son inflamables, tóxicos y altamente reactivos. En presencia de gases reaccionan peligrosamente con amoniaco. El hierro fundido el mercurio las aleaciones de aluminio el cobre las de plata y sus aleaciones el magnesio y algunos aceros inoxidables son inadecuados para el manejo de oxido de etileno el acero dulce y ciertos aceros inoxidables son adecuados como materiales de construcción para los óxidos de etileno y de propileno *Cloro
El cloro es un líquido amarillento que produce un vapor verde. Tiene un olor acre e irritante. Es altamente toxico pero no es inflamable aunque debería hacerse notar que el cloro puede soportar la combustión de otros materiales inflamables en forma muy parecida al oxigeno. Es soluble en agua formado una solución acida altamente corrosiva y puede formar reacciones peligrosas con todos los otros gases licuados En condiciones húmedas debido a su corrosión es difícil de contener. El cloro seco es compatible con el acero dulce acero inoxidable y el cobre.
7) TIPOS DE BUQUES: Buques semirefrigerados:
Estos buques incorporan tanques tipo C, con recipientes a presión diseñados para una presión máxima de trabajo de 5-7bar. Dichos barcos tienen una capacidad de hasta 7500 m3 y se usan principalmente para llevar gas licuado de petróleo. La reducción del espesor del tanque, debido a la menor presión, depende de la implementación de una planta de refrigeración y aislamiento del tanque. Los tanques se construyen de acero, capaces de resistir temperaturas de hasta -10ºC. Éstos pueden ser cilíndricos, cónicos, esféricos o bilobulares. Buques semipresurizados / totalmente refrigerados:
Dichos buques se construyen en tamaños que van desde los 1.500m3 hasta los 30.000m3, éste tipo de transporte de gas se ha desarrollado como medio óptico para transportar la gran variedad de gases, desde el GLP hasta el propileno y el butadieno. Los buques tanques gaseros de éste tipo, usan tanques de recipientes de presión tipo C, y por lo tanto no requieren de una barrera secundaria. Los tanques están hechos ya sea de aceros de baja temperatura para hacerse cargo de las temperaturas de transporte de -48 ºC que es adecuada para la mayoría de los cargamentos de GLP y gas químico, o de aceros o de aluminios de aleación especial para permitir el transporte de etileno a 104ºC. El flexible sistema de manejo de la carga semi-presurizada / totalmente refrigerada, esta diseñado para poder cargar, o descargar hacia instalaciones de almacenamiento, presurizado y refrigerado. Buques totalmente presurizados:
Estos buques son los más sencillos de todos los transportes de gas en términos de sistemas de contención y de equipo para manejo de carga llevan sus cargamentos a temperatura ambiente-. Deben usarse tanques de tipo C (recipientes a presión fabricados en acero al carbón con una presión de diseño de 17.5 bar., correspondiente a la presión del vapor de propano de 45 ºC). No es necesario el aislante térmico o la planta de re-licuado, el producto puede descargarse a través de bombas o compresores. Debido a su presión de diseño, los tanques son extremadamente pesados. Como resultado, los barcos totalmente presurizados tienden a ser pequeños con una capacidad de carga máxima de alrededor de 4.000 m3 y se usan para transportar principalmente gas licuado de petróleo y amoníaco. El lastre se lleva en dobles fondos y en los tanques laterales superiores. Debido a que estos barcos emplean sistemas de contención del tipo C, no se requiere de barrera secundaria y el espacio de bodegas debe ser ventilado con aire.
Buques para Gas Licuado de Petróleo totalmente refrigerados:
Los barcos totalmente refrigerados llevan sus cargas a presión aproximadamente atmosférica y de diseñan generalmente para transportar grandes cantidades de GLP y amoníaco. Se han usado cuatro sistemas diferentes de contención de la carga en los barcos totalmente refrigerados: tanques independientes con doble casco, de doble fondo y de tolva, tanques integrales y tanques de semi-membrana, teniendo éstos dos últimos un casco doble. Estos buques usan tanques de recipientes de presión tipo A, capaces de resistir una máxima presión de trabajo de 0.7 bar. Están construidos de acero de baja temperatura para permitir temperaturas de transporte de hasta -48ºC. Los barcos totalmente refrigerados van en tamaños desde 10.000m3 hasta 100.000m3. Un típico transporte de GLP totalmente refrigerado debe tener hasta seis tanques de carga, cada tanque adaptado con planchas transversales de lavado y un mamparo longitudinal en la línea central para mejorar la estabilidad. Los tanques están apoyados generalmente sobre cuñas de madera y unidos al casco para permitir la expansión y la contracción, así como para prevenir los movimientos del tanque bajo cargas estáticas y dinámicas. Los tanques están provistos también con cuñas anti-flotación. Debido a las condiciones de transporte de baja temperatura, debe adaptarse aislamiento térmico y planta de relicuado. Con frecuencia se utilizan calentadores de carga y bombas de esfuerzo para permitir la descarga hacia instalaciones de almacenaje presurizado. Los espacios de bodega deben ser inertizados cuando se llevan cargas inflamables. El lastre se lleva en dobles fondos y en los tanques laterales superiores o cuando existan, en los tanques de lastre laterales. Buques de Gas Licuado de Petróleo:
Los barcos de GNL (conocidos como metaneros) tienen doble casco en toda la longitud de carga, lo que proporciona espacio adecuado para lastre. Las membranas tienen una barrera secundaria completa, las esferas una protección tipo charola de goteo. Otra característica común a todos, es que queman la vaporización de la carga como combustible. Los futuros diseñados de barcos GNL tienden hacia la disposición de mayor aislamiento del tanque (para reducir la vaporización), una plancha de relicuado y propulsión con motor diesel. Los espacios de bodega alrededor de los tanques de carga se inertizan continuamente excepto en el caso de la contención esférica tipo B, donde los espacios vacíos se pueden llenar con aire, siempre y cuando existan medios adecuados para inertizar dichos espacios en el caso de que se detecte una fuga de carga.
Buques para el transporte de etileno:
Los barcos etileno tienen capacidades que van desde 1.000m3 hasta 30.000m3. Este gas se transporta normalmente totalmente refrigerado a su punto de ebullición de presión atmosférica de -104ºC. Si se usan tanques de recipientes de presión tipo C, no se requiere de barrera secundaria. Los tanques tipo B requieren una barrera secundaria parcial, los tanques tipo A requieren una barrera secundaria total y debido a la temperatura de trasporte de la carga de -104ºC, no se puede usar el casco como barrera secundaria separada. En este tipo de barco se adapta aislante y una planta de relicuado de alta capacidad. El lastre se lleva en los tanques de doble fondo y en los tanques laterales. También se requiere de un casco doble completo para todas cargas que se lleven a menos de -55ºC, ya sean tanques tipo A, B o C.
8) DIFERENTES FORMAS EXISTENTES PARA LA CONTENCIÓN DE LA CARGA Tanques de membrana:
El sistema de membrana de contención de carga está basado en barreras principales muy delgadas, o membranas, que son soportadas a través del aislante por el casco del buque. Estos tanques carecen de sustentación propia y están formados por una delgada capa o membrana proyectada para soportar las dilataciones y las contracciones sin que esto le imponga un esfuerzo excesivo. La membrana no excederá en general de 1mm de espesor y se le da soporte mediante el aislamiento que existe entre dicha membrana y el casco. Ante la necesidad de guardar temperaturas muy bajas en los gases licuados embarcados, se han construido metaneros con tanques integrados con un volumen en sus reservorios o cubas de 125000 a 130000m3 total y aún de mayor tamaño. Estos buques poseen sus instalaciones y cubas adaptadas al transporte de gases licuados (GNL) a la temperatura de -165ºC, mediante un aislamiento interior y exterior de la cuba, denominado “membrana GAZ TRANSPORT”.
Las naves estás concebidas con doble fondo, doble casco y doble cubierta superior. Este sistema de contención está comprendido por una barrera principal invar, de 0.5mm de espesor unida a la superficie interna (fría) de cajas de madera triplay con relleno de perlita de 200mm de espesor, empleada como aislante; éstas van unidas como la capa interior de una barrera secundaria
invar idéntica de 0.5mm de espesor y cajas de triplay rellenas de perlita de 200mm de espesor para aislante secundario. Otro tipo de membrana es el sistema TECHNIGAZ, que presenta una barrera principal (primaria) de acero inoxidable de 1.2mm de espesor con corrugaciones elevadas o “waffles”, para permitir la expansión y la
contracción. El aislamiento que apoya las membranas principales consiste de paneles de madera balsa laminada entre dos capas de triplay. Tanques de semi-membrana:
Carecen de sustentación propia cuando contienen carga. Están formados por una capa, a algunas de cuyas partes se apoyan, a través de su aislamiento, en la estructura del casco. Las partes redondeadas de esta capa, unidas a las que tienen soporte están proyectadas de modo que acepten también las dilataciones y las contracciones. Tanques integrales:
Son los que forman parte estructural del casco del buque y están sometidos del mismo modo que la estructura del buque al esfuerzo impuesto por las cargas que actúan sobre ésta. Estos tanques sólo pueden utilizarse para el trasporte de productos cuyo punto de ebullición no sea inferior a -10ºC. Tanques independientes:
Son tanques auto-sustentables que no forman parte del casco del buque ni contribuyen a su resistencia. Esto los dota de libertad de movimiento siendo fijados por medio de estructuras – guías laterales y verticales-, las primeras para la protección del movimiento longitudinal, y los segundos tienden por objeto establecer una protección contra los movimientos transversales ocasionados por los balances, y están constituidas por una estructura vertical de acero, situada en la medianía de cada extremidad del tanque, sujeta mediante pernos a unos esfuerzos ubicados en el cofferdam correspondiente. Tanques de aislamiento interno:
Son los que carecen de sustentación propia y están formados por materiales de aislamiento térmico que contribuye a la contención de la carga a los cuales da soporte la estructura de la parte interior adyacente del casco o la de un tanque independiente. La superficie interior del aislamiento está expuesta a la carga. Hay dos clases de tanques de aislamiento interno. Los tanques de tipo 1 son aquellos en que el aislamiento o una combinación de aislamiento y de uno o más forros interiores actúan conjuntamente como barrera primaria y secundaria.
9) TIPOS DE TANQUES
Tipo A:
Los tanques del tipo A se construyen de superficies planas. Son aptos para la condición de carga full refrigerada dado que su máxima presión de espacio de vapor es de 0.7bar. Poseen barrera secundaria para poder garantizar la seguridad en el caso de una fuga del tanque de carga. Esta barrera es una característica de de los tanques tipo A capaces de transportar cargas por debajo de los -10ºC.
Tipo B:
Los tanques del tipo B se construyen a partir de superficies planas o de tipo de recipiente a presión. Éstos solo requieren una barrera secundaria parcial que consiste generalmente de una charola de goteo y una barrera de salpicaduras. El espacio de bodega en este diseño se llena normalmente de gas inerte seco, pero puede ventilarse con aire, siempre que se haya alcanzando la inertización de los espacios en el caso de que un sistema de detección de vapor detecte una fuga de carga.
Tipo C:
Los tanques del tipo C son los que se ajustan a los criterios correspondientes a los recipientes de presión. Los recipientes cilíndricos se pueden montar ya sea vertical u horizontalmente. Este tipo de sistemas de contención se usa siempre en los transportes de gas líquido semirefrigerado y totalmente presurizado; también se usa comúnmente para transporte full refrigerado. Para un buque full presurizado los tanques se diseñan a una presión de trabajo de 17bar o más.
Puntos notables de control ambiental en los sistemas de tuberías de la carga y en el interior de los tanques
Se instalara un sistema de tuberías que permita desgasificar sin riesgos cada tanque de carga y, también sin riesgos, purgarlo con gas de la carga cuando se halle desgasificado. La disposición del sistema será tal que la
posibilidad de que queden bolsas de gas o de aire después de la desgasificación o de la purga sea mínima. Se proveerá un número suficiente de puntos de muestreo de gas por cada tanque de carga a fin de monitorizar adecuadamente los procesos de purga y desgasificación. Las conexiones destinadas al muestreo de gas Irán provistas de válvulas y de tapas que las cierren por encima de la cubierta principal. Para gases inflamables el sistema quedara dispuesto de modo que sea mínima la posibilidad de que en el tanque de carga haya una mezcla inflamable en cualquier momento de la operación de desgasificación realizada con un agente inertizador como etapa intermedia. Además, el sistema permitirá purgar el tanque de carga con un agente inertizador antes de que se llene con carga gaseosa o liquida, sin permitir que en ningún momento haya en su interior una mezcla inflamable. En los sistemas de tuberías que puedan contener carga se podrá efectuar la desgasificación y la purga prescriptas en anteriormente. El gas inerte utilizado para estas operaciones podrá ser suministrado desde tierra o desde el buque.
10) TIPOS DE BUQUES GASEROS SEGUN NORMAS DE SEGURIDAD VIGENTE: Los del tipo 1G:
Usados para transportar productos que exigen la aplicación de medidas preventivas de un rigor máximo; Los del tipo 2G: Usados para transportar productos que exigen “importantes” medidas
preventivas; Los del tipo 2PG:
Son de eslora igual o inferior a 150mts que exigen también la adopción de “importantes”, pero cuya carga es transportada en tanques de tipo C
proyectados para soportar a una gama de temperaturas igual o superior a 55º C. Los del tipo 3G:
Proyectados para transportar productos que exigen la adopción de “medidas preventivas moderadas”.
11) SISTEMAS Y ELEMENTOS QUE INTERVIENEN EN EL PROCESO DE CARGA Y DESCARGA *ALMACENAMIENTO Y REGASIFICACION
El GNL se gasifica a través de la planta de regasificación. A su llegada al Terminal en estado liquido, primero es bombeado a un tanque de almacenamiento de doble-pared (a presión atmosférica), similar al usado en la planta de licuación, y después es bombeado a alta presión a través de diferentes partes de la Terminal donde es calentado en un ambiente controlado. Los tanques de almacenamiento del GNL se construyen de doble pared con aislamiento intermedio, con capacidades que van desde los 50.000 m3 hasta los 150.000 m3. El diámetro de estos tanques es del orden de los 60 a 70 metros. Se suele emplear un techo de aluminio, resistente a baja temperaturas. El GNL se calienta circulándolo por tuberías con aire a la temperatura ambiente o con agua de mar, o circulándolo por tuberías calentadas por agua. Una vez que el gas es vaporizado se regula la presión y entra en la red de gasoductos como gas natural.
Forma de aislar el Gas: La técnica de “cubas integradas” con destino a buques que transportan
GNL, está basada en la construcción de un doble casco en que se aplica un revestimiento aislante y dos membranas estancas. Este revestimiento tiene dos objetos: A) Impedir que la estructura del buque se encuentre sometida a temperaturas peligrosas. B) Limitar la proporción de evaporación del cargamento. Los reglamentos de las sociedades de Clasificación imponen a los buques que transportan gases licuados como cuba de retención en la eventualidad de una perdida o fuga. El revestimiento que se detalla, separa el líquido del cargamento del doble casco por la integración de una membrana primaria que se halla en contacto con el líquido transportado, un aislamiento primario, una membrana secundaria y un aislamiento secundario (en contacto con el doble casco). Los aislamientos soportan la presión de GNL líquido y la transmiten al doble casco. La membrana sólo tiene un papel de estanqueidad. El revestimiento integrado, puede describirse como dos capas de “ladrillos” trabados aplicados al doble casco del buque. Una membrana fina y plana está interpuesto entre las dos barras de “ladrillos”. Otra membrana
idéntica a la presente es aplicada contra la capa exterior de los mismos. Los “ladrillos” están constituidos por cajones de contrachapado,
reforzados interiormente por unos tabiques longitudinales y transversales. Esos cajones están llenos de perlitas con siliconas (materia aislante pulverulenta, difusada por volatilización del agua de combinación contenida en las partículas de mineral de perlita triturado, a una temperatura comprendida entre 800ºC y 1200ºC). Las dimensiones de los cajones son: la longitud de 1mt, y el espesor en función de la proporción de evaporación que no se desea pasar. Válvulas de alivio:
La IMO requiere por lo menos de dos válvulas de alivio de presión de igual capacidad adaptadas a cualquier tanque de carga con capacidad superior a los 20m3. En capacidades menores, una es suficiente. Los tipos de válvulas que se adoptan normalmente son válvulas con resorte de compensación o válvulas de alivio operadas por piloto. Éstas últimas se pueden encontrar en los tanques tipo A, B y C, mientras que las válvulas de alivio con resorte de compensación se usan generalmente sólo en los tanques tipo C. El uso de las válvulas de alivio operadas por piloto en los tanques tipo A, aseguran una operación precisa en condiciones de baja presión prevalecientes mientras que su uso en los tanques tipo C, por ejemplo, permite lograr ajustes de válvulas de alivio usando la misma válvula. Esto se puede hacer cambiando el resorte piloto. Existen otros tipos de válvulas piloto para ajustes de “presión de ajuste” y “pr esión de evacuación”.
Las válvulas de alivio del tanque de carga descargan hacia uno o más tubos verticales de ventilación. Deben proporcionarse drenes del tubo de ventilación y chequearse regularmente, para constatar que no existe acumulación de agua de lluvia, etc. en el tubo. La acumulación del líquido tiene el efecto de alterar el ajuste de la válvula de alivio debido a la resultante de mayor contrapresión. Los Códigos IMO requieren que todas las tuberías o componentes que puedan estar aislados cuando estén llenos de líquido, sean provistos de válvulas de alivio que permitan la expansión térmica del líquido. Éstas válvulas se pueden descargar, ya sea hacia los tanques de carga mismos o, alternativamente pueden ser llevados a un tubo vertical de ventilación mediante depósitos de recolección de líquido, en algunos casos, con protección de interruptor de nivel y una fuente de evaporación de líquido.
Válvulas de presurización de gases Bombas de carga:
Las bombas de carga adoptadas a bordo de los buques tanques gaseros refrigerados, son normalmente del tipo centrífugo, ya sea de pozo profundo o sumergidas, que operan solas o en serie con una bomba de refuerzo montada en cubierta donde se requiere calentar la carga al descargar hacia un almacenaje de presión desde un recipiente refrigerado. Algunos buques presurizados descargan el producto presurizado a los tanques y requieren bombas de refuerzo para auxiliar en el trasiego de la carga hacia tierra. Las bombas disponen de un sistema de seguridad que para automáticamente la descarga cuando la presión excede cierto valor según el tipo de carga. Además las bombas no se pueden poner en marcha si no está funcionando previamente el mecanismo de lubricación. Las bombas centrífugas sumergidas, muy usadas en los buques gaseros, constan de un motor eléctrico trifásico cuyo estator se encuentra en un recipiente estanco al que se conecta la corriente eléctrica. El rotor se fija dentro del estator y acciona el mecanismo impulsor de forma que la bomba y su motor estén completamente sumergidos dentro del tanque de carga. El suministro de corriente eléctrica al motor requiere especiales medidas de seguridad para evitar chispas en la zona de la carga por cuyo motivo, los conductores pasan a través de tubos de acero especial, uno para cada fase, sellados en ambos extremos. Al objeto de comprobar el aislamiento eléctrico, estas tuberías deben ser probadas con un megahometro antes de poner en marcha las bombas. El sistema lleva un dispositivo de seguridad que bloquea el motor cuando el mecanismo impulsor trabaja en vacío por falta de carga y otro que también para el motor cuando hay sobrecarga de corriente por estar la bomba bloqueada o haber sido dañadas las paletas por algún objeto extraño. Las Bombas de Pozo Profundo:
Son del tipo más común de bomba de carga para los transportes de GLP. Es operada eléctrica o hidráulicamente por un motor que va embridado por fuera del tanque. El eje motor es guiado en cojinetes de carbón dentro del tubo de descarga y estos cojinetes son a su vez lubricados y enfriados por el flujo hacia arriba para salir por el tubo de descarga. Las Bombas Sumergidas:
Se usan en todos los transportes de GNL y en muchos de los transportes mayores de GLP totalmente refrigerados. El montaje de la bomba y el motor eléctrico se acoplan y se instalan en el fondo del tanque de carga; la energía es suministrada al motor de la bomba a través de cables de cobre o de acero inoxidable forrados, que pasan a través de un sello hermético al gas en el fondo del tanque y terminan en una caja de distribución a prueba de flamas. Las bombas sumergidas y sus motores se enfrían y lubrican por
la carga, y son por lo tanto susceptibles a dados por pérdida de proporción de flujo. Las Bombas de Refuerzo o boosters:
Son también de tipo centrífugo y pueden ser ya sea bombas de línea vertical (montadas sobre cubierta en línea adecuada de descarga e impulsadas por un motor eléctrico de “seguridad aumentada”) o
alternativamente, bombas horizontales instaladas sobre cubierta o en el cuarto del compresor de carga, impulsando a través de un mamparo hermético al gas por un motor eléctrico. Las bombas en general están adaptadas con un sello mecánico doble que es lavado a chorro de metanol y presurizado entre los sellos.
Bomba de carga (deepwell cargo pump)
Compresores de gas
Los compresores se encontrar divididos en: Reciprocantes:
Son del tipo libres de aceite. Cuando está operando, debe proporcionarse enfriamiento para el cárter, para las crucetas y para la chumacera. Normalmente, un sistema de circulación de glicol/agua dulce de ciclo cerrado, sufre el calor cuando la compresora está parada y el enfriamiento cuando la misma está funcionando.
De tornillo:
Pueden ser máquinas secas libres de aceite o inundadas de aceite. En las máquinas secas los rotores de tornillo no hacen contacto físico, sino que se mantienen engranados y son impulsados por engranajes externos. Debido a los efectos de fuga a través de los espacios libres entre los rotores son necesarias altas velocidades para mantener una buena eficiencia (1200rpm).
¿Cómo utilizar un compresor? No deberá haber líquido en el intercambiador de calor.
El aceite deberá tener el nivel correcto y la tasa de lubricación del pasa mamparo, debe estar llena y con la válvula abierta. El agua de enfriamiento para el enfriador de aceite, debe estar circulando. La válvula de retorno de aceite del separador de aceite debe estar cerrada. El calentador de aceite, debe estar trabajando, y el aceite debe estar a temperatura adecuada. Se debe revisar, la maniobra de vapores que se desea realizar, luego el compresor se arranca con la válvula de descarga abierta y aspiración cerrada. Tan pronto como el manómetro de aspiración indique un vacío, se abre lentamente la válvula de aspiración, observando que la presión de aceite se eleve junto con la presión de aspiración. Se debe vigilar que la presión de descarga no se eleve en forma anormal, lo que indicaría alguna obstrucción. Si ello ocurre, se cierra la válvula de aspiración y se detiene el compresor para chequear toda la maniobra. Además de vigilar las presiones de aspiración y descarga, la temperatura, la presión de aceite y la presión en el condensador, también debe vigilarse estrechamente la temperatura de las cabezas de los cilindros.
Si están demasiado frías, indican una succión húmeda, que significa que el vapor está arrastrando gotas de líquido provenientes del enfriamiento del intercambiador, el cual se encontrara con demasiado líquido. Estas gotas que entran al compresor, se evaporan y consumen todo el calor ganado por compresión, cansando el enfriamiento de las cabezas de los cilindros. Se debe detener el compresor, buscar y eliminar la causa del exceso de líquido. Después de funcionar algún tiempo, y cuando el fondo del separador de aceite está caliente, se abre la válvula automática de retorno de aceite al carter. Si esta válvula se abre demasiado rápido, estando el separador frío, retornará aceite saturado con gas.
Tanques de lastre:
Los buques gaseros disponen de un sistema de tanques de lastre que cumplen dos misiones, por una parte se utilizan para conseguir las condiciones necesarias de asiento y estabilidad del buque específicamente durante el viaje sin cargamento y además sirven de barrera de aislamiento cuando el barco va cargado. Generalmente se construyen con los siguientes tanques de lastre: A) Tanques laterales, situados entre los depósitos de la carga y los costados del buque. B) Tanques de doble fondo, situados entre los tanques de carga y la quilla del buque. C) Tanques altos, situados entre los depósitos de la carga y la cubierta. D) Cofferdams, separan los tanques de carga, departamento de máquinas por una parte y de la proa por la otra. E) Peaks de proa y popa, son tanques situados fuera del espacio de carga y que son utilizados para lastre y combustible. Calentadores de carga:
Al descargar cargamentos total o parcialmente refrigerados hacia tanques de almacenamiento presurizados a tierra, es frecuentemente necesario calentar la carga para evitar la posibilidad de hacer quebradizos los tanques y la tubería de tierra por bajas temperaturas.
Los calentadores de carga son normalmente del tipo de casco horizontal y tubo intercambiador, montado sobre cubierta. El agua de mar se usa comúnmente como medio calefactor a través de tubos con la carga pasando por los tubos. Los calentadores están típicamente diseñados para elevar la carga de propano totalmente refrigerada desde -45ºC a -5ºC; sin embargo debe hacerse notar que la proporción de flujo de carga a la que esta elevación de temperatura se puede lograr, se puede reducir en forma significativa en áreas de agua de mar fría.
Plantas de relicuado:
Con excepción de los gaseros totalmente presurizados, deben proporcionarse medios para controlar la presión del vapor de la carga de los tanques, tanto durante la carga como durante la navegación. En el caso de los buques tanques de GLP y de gases químicos, se adapta alguna forma de planta de relicuado; esta planta se diseña específicamente para desarrollar las siguientes funciones esenciales: Para enfriar los tanques de carga y la tubería asociada antes de cargar. Para relicuar el vapor de carga generado por evaporación instantánea. Para mantener o reducir la temperatura y presión de la carga dentro de los límites de diseño prescriptos del sistema de carga durante la navegación. Existen dos tipos principales de plantas de relicuado:
A) Ciclos directos: donde el vapor de la carga evaporado o desplazado es comprimido, condensado y regresado al tanque. (no se puede emplear para ciertos gases). B) Ciclos indirectos: se emplea un sistema de refrigeración externa, para condensar el vapor de carga sin que sea comprimido. Este ciclo es relativamente poco común ya que requiere, para ser eficaz, de un refrigerante muy río y de grandes superficies. Proceso de licuefacción.
A) Etapa de extracción de CO2: Se realiza la purificación del gas por adsorción del dióxido de carbono (CO2) y el agua existentes en el mismo, por medio de la aplicación de una corriente inversa de solución de momoetanol-amina (MEA). B) Etapa de deshidratación y filtrado: Se le extrae la humedad al gas hasta lograr valores menores a 1ppm. Luego se realiza un filtrado para extraer trazas de mercurio y partículas sólidas, y además se produce la separación de los hidrocarburos pesados por condensación parcial. C) Etapa de licuefacción y almacenamiento: Se produce el enfriamiento necesario para su licuefacción. El GNL producido se envía al tanque de almacenamiento, el cual lo mantiene a su temperatura de licuefacción, operando a una presión de 20 a 70bar. El GNL es almacenado en tanques de paredes dobles a presión atmosférica, que más bien es un tanque dentro de otro. El espacio anular entre las dos paredes del tanque está cubierto con un aislante. El tanque interno en contacto con el GNL, está fabricado de materiales especializados para el servicio criogénico y la carga estructural creada por el GNL. Estos materiales incluyen 9% de acero, níquel, aluminio y concreto prensado. El tanque exterior está fabricado generalmente de acero al carbono y concreto prensado. Sistema de gas inerte:
El gas inerte se usa en los buques tanques gaseros para inertizar los espacios vacíos y los tanques de carga de purgado. Las embarcaciones para GNL generalmente están provistas con facilidades de almacenamiento para nitrógeno líquido. Sin embargo, la cantidad de nitrógeno es rara vez suficiente para las operaciones de purgado de tanques y se usa principalmente para inertizar los espacios entre barreras. Cuando se requiere inertizar o purgar los buques GNL, el nitrógeno o el gas inerte generado por combustión son suministrados generalmente desde tierra o chalanes. Muchos buques gaseros tienen la capacidad de generar su propio gas inerte, ésta producción se basa en dos técnicas: Gas inerte producido al quitar el oxígeno del aire por medio de absorción o separación física. Gas inerte producido por combustión de diesel marino o gasoleo. Sistema Glicol:
El uso de agua sólo como un enfriador o calentados medio en sistemas de carga de bajas temperaturas es impracticable porque puede congelarlo y causar bloqueos o roturas de tuberías. Donde las bobinas o calentadores son esenciales durante las operaciones de la planta para ciertas cargas, una mezcla de Glicol etileno y agua es normalmente usada. El sistema glicol se usa en las siguientes aplicaciones: A) Como un sistema refrigerador para los compresores de carga de apoyo. B) Como una unidad de compresión de carga de succión de gas supercalentado, para prevenir la condensación de la precompresión. Para las camisas calentadas en transmisores de presión diferenciales ajustados a los condensadores y a los receptores para prevenir el calentamiento. Como un compresor lubricante de aceite caliente para vaporizar refrigerantes que puedan contaminar al aceite. Para enfriar en dos niveles a los compresores refrigerantes. Inyección de alcohol:
Si el vapor de agua es mezclado con el vapor de carga en un ciclo de relicuación, el agua va a condensar con la carga en el condensador; en la mayoría de los casos va a quedarse en suspensión como un líquido libre. Provisto con una temperatura de condensación debajo de los 0ºC. La cantidad de hielo formado en la válvula de expansión va a depender de la cantidad de agua libre presente, de la temperatura de condensación, y de la presión diferencial a través de la válvula de expansión. Para prevenir o reducir la formación de hielo, algunas plantas relicuadoras están equipadas con un sistema de inyección de alcohol. El alcohol es
guardado en un tanque ajustado con una bomba capaz de devolver comparativamente altas presiones. Cuando el hielo se forma en la válvula de expansión, la línea de inyección es abierta y el alcohol es bombeado adentro hasta que desaparezca. Debería notarse que si hay agua presente en la carga, hay un peligro en las válvulas y bombar en el sistema de congelamiento de la carga, con daños subsecuentes. En tales casos, un anti-congelador debería ser agregado. Limites de llenado:
Ningún tanque de carga se llenara tanto que el líquido ocupe más del 98% de su capacidad, a la temperatura de referencia, indicada en el tercer párrafo. El volumen máximo al cual se podrá llenar un tanque de carga será el dado por la formula siguiente: VL =0,98V
Donde definimos como: VL= Volumen máximo al cual se podrá llenar el tanque V= Volumen del tanque PR= Densidad relativa de la carga a la temperatura de referencia PL= Densidad relativa de la carga a la temperatura y a la presión correspondientes a la operación de cargar La administración podrá autorizar un limite de llenado superior al limite de 98% en 15.1 y 15.2 a la temperatura de referencia, teniendo en cuenta la forma del tanque, la disposición de las válvulas aliviadoras de presión, la precisión obtenida en la indicación de nivel y de temperatura y la diferencia existente entre las temperaturas que correspondan respectivamente a la operación de cargar y la presión del vapor de la carga, a la presión de tarado de las válvulas aliviadoras de presión, a condición de que se cumplan las condiciones especificadas antes. Solamente a los efectos del presente tema, temperatura de referencia significa: A) La temperatura correspondiente a la presión de tarado de las válvulas aliviadoras de presión, cuando no se haya provisto lo necesario para controlar la presión y la temperatura del vapor de la carga tal como se indica antes; B) La temperatura de la carga que, bien al final de la operación de cargar, bien durante el trasporte o mientras se efectué la descarga, sea la
mas elevada, cuando se haya provisto lo necesario para controlar la presión y la temperatura del vapor de la carga tal como se indica anteriormente. Si esta temperatura de referencia es causa de que el tanque de carga se llene completamente de liquido antes de que la carga alcance una temperatura que corresponda a la presión del vapor de la carga a la presión de tarado de las válvulas aliviadoras de presión prescriptas antes, se instalaran un sistema aliviador de presión complementario que cumpla con lo dispuesto anteriormente. Sloshing:
Es el fenómeno por el cual un fluido con superficie libre en movimiento, contenido en un tanque, genera una carga dinámica sobre la estructura del mismo. .El fenómeno del Sloshing no es, ni mucho menos, exclusivo del campo de la Ingeniería Naval. Su consideración está presente en el proyecto de buques y otras estructuras flotantes.
12)
Sistemas de Contención
Los buques están diseñados, construidos y equipados para el transporte de gas natural licuado (LNG) en cuatro tanques de membrana a – 163ºC y una presión absoluta de 1.060 milibares de acuerdo con los requerimientos de IMO. El sistema de contención de la carga es de tipo membrana, de acuerdo con la patente y la última versión No.96 tipo E2 de GazTransport & Technigaz (GTT). El sistema de contención de la carga, sistema de manejo de carga y estructura del buque están diseñados para las siguientes condiciones: Densidad del LNG: 460 kg/m3 para el diseño general del buque 500 kg/m3 para el escantillonado de los tanques de carga y de las bombas de carga Densidad del metano puro: 425 kg/m3 Temperatura mínima de diseño: -163ºC. Temperatura del agua de mar: de 0ºC a +32ºC. Temperatura del aire: de – 18ºC a +45ºC.
Presión ambiental: de 950 a 1.050 mbar (a). Rango de presión: de – 10 a +250 mbar (g). La principal características del sistema de contención y aislamiento empleado en este buque es el uso de un mismo metal – Invar- tanto para la membrana primaria como la secundaria. El aislamiento está formado por dos capas de cajas de aglomerado llenas de perlita, fijadas al casco con ayuda de adaptadores mecánicos soldados. Las membranas de Invar están compuestas de tracas, formadas por chapas de 0,7 mm de espesor y 530 mm de anchura, con los bordes doblados, colocadas una junto a otra y soldadas por resistencia.
13)
SISTEMA DE CARGA
Para las operaciones de carga y descarga, cada buque dispondrá de dos colectores de líquido y un colector de vapor común para todos los tanques. Se dispondrán además cuatro colectores de líquido y una conexión de vapor a tierra. Cada tanque dispondrá de un colector de líquido, un colector de vapor y un colector de agotamiento y enfriamiento. Las tuberías de líquido terminarán en el fondo y al final de cada tanque, y las líneas de vapor se conectarán en lo alto de cada tanque de carga. El equipo de carga está formado por: • Bombas de carga: 8 x 1.800 m3/h a 150 mca, marca Ebara. • Stripping/Enfriamiento: 4 x 50 m3 a 145 mca, marca Ebara. • Compresores de alta: 2 x 30.000 m3/h. • Compresores de baja: 2 x 8.000 m3/h a – 40ºC. • Dos calentadores principales. • Vaporizador principal. • Vaporizador forzado. • Válvulas de alivio: dos por cada tanque de carga y otras dos por
cada espacio de aislamiento. • Crossover: 4 x 16” ANSI 150 col. líquida 1 x 16” ANSI 150 col.
vapor. • Cuatro postes ventilació n. • Tubería de carga AISI 316 L con aislamiento en cubierta. • Generadores de gas inerte de 15.000 Nm3/h. • Generador de nitrógeno: 2 x 120 Nm3/h a presión de descarga de
8bar g. Tuberías y Válvulas:
La firma Cálculos y Proyectos Procal ha contribuido a la construcción de estos buques montando los sistemas de tuberías GRE (Epoxy reforzado con fibra de vidrio) Bondstrand por primera vez en el mundo en Cámara de
Máquinas. La tubería ha sido suministrada por Ameron y elaborada por Procal. Esta firma ha sido responsable del montaje, pruebas de taller, pruebas a bordo y pruebas de funcionamiento, suministrando los elementos adicionales para entrega llave en mano y colaborando con Ameron en el cálculo de esfuerzos para el dimensionamiento de soportes.
Tuberías tipo GRE Otros equipos y sistemas: Generador de Gas Inerte.
Generador de Nitrógeno.
Custody Transfer System.
Válvulas de cierre rápido.
Sistema de detección de incendios en los tanques.
Sistema de detección de gases.
Potabilizador y esterilizador.
Disponen estos buques de un avanzado sistema de detección y extinción de incendios en todos sus espacios. La instalación de detección es de la marca Autronica. Por su parte, Unitor ha suministrado los siguientes sistemas y equipos:
Sistema CI por cortina de agua, para protección exterior de la superestructura y domos de la cubierta principal.
Sistema de CO2 para locales de maquinaria.
Sistema de espuma de alta expansión para cámara de máquinas.
Sistema local a base de agua para protección de elementos de alto riesgo en cámara de máquinas. Sistema modular a base de polvo químico para cubierta principal y colectores de carga y descarga .Material portátil de salvamento y lucha contraincendios.
Operaciones: a) Manipulación de la carga líquida. b) Línea de vapores o de la fase gaseosa. c) Recirculación de la fase líquida. d) Inertización por nitrógeno. e) Cool-down o refrigeración de tanques y líneas. f) Warm-up o calentamiento de tanques. g) Relief o suspiro de vapores de líquidos bloqueados. h) Relief o suspiro de tanques de carga y compresores. i) Compresores para el vapor del boil-off o gases vaporizados.
Manipulación de la carga liquida Está constituido por una línea de acero inoxidable que corre de proa a popa y enlaza con los tanques y con las tomas de tierra del manifold, que de babor a estribor está situado al centro del buque. Consta de tuberías asistidas por válvulas para: (cargado/descargado por estribor al muelle). (cargado/descargado por babor al muelle). En cada domo o tope del tapín de cada tanque hay dos caídas en tubería que, arrancando de la línea principal, se ramifican en otras en el interior de cada tanque. Para el servicio de cada uno de los tanques parciales en que suelen ser divididos los principales por un mamparo a fin de evitar un peligroso movimiento del liquido que contiene, como consecuencia del rolido. Tanto la línea principal de cubierta como las de caída vertical, además de para la manipulación de la carga, se emplean también como líneas de aspiración de vapores durante el warm-up (calentamiento), de inertización con N2 en fase gaseosa y para el suministro de aire en la operación de aireación. Línea de vapores o fase gaseosa: Tubería de acero inoxidable y servida en los brazos manifold por las tuberías, estribor y babor, respectivamente.
Su principal objeto es formar la segunda sección del circuito cerrado al operar en carga/descarga: Durante la carga, el GNL en fase líquida se embarca a través de las lineas de carga para gases, el gas vaporizado en los tanques se devuelve a la terminal a través de la linea de fase gaseosa que corresponda. Durante la descarga, el GNL en fase líquida se descarga a la terminal a través de las CMA que correspondan según se esté operando por babor o estribor, y de los tanques de tierra se devuelve a bordo el gas vaporizado en los mismos a través de la lìnea de fase gaseosa correspondiente. Además, durante la travesía este sistema alimenta los compresores de gas con combustible constituido por los vapores del boil-off o gases que se van formando en los tanques por vaporización natural. También proporciona, durante el warm-up anual, la alimentación de una alta presión (1.1 kg/cm2) a la elevada temperatura de 100º C con destino al sistema de calentamiento.
Recirculación de la fase líquida: Este sistema permite enviar GNL para alimentar la operación de cool down (enfriamiento) cuando el buque está en la mar y también para mandar GNL a los eyectores si durante las operaciones de descarga se averiasen las dos bombas que sirven cada tanque. Todas sus tuberías están construidas en acero inoxidable. 1) La línea de recirculación proa-popa o principal. 2) Válvulas que sirven los diferentes ramales de este sistema. 3) Alimentación del anillo cool-down de enfriamiento de la zona del fondo del tanque. 4) Alimentación anillo cool-down de enfriamiento de la zona intermedia del tanque. 5) Alimentación del anillo cool-down de enfriamiento de la zona alta o del tope del tanque. 6) Alimentación del anillo cool-down de enfriamiento del tapín. 7) Alimentación del eyector para descargas de emergencia. 8) Alimentación de N2 al interbarrier, a través del bypass. 9) Descarga de la bomba del interbarrier, 10) Descarga del eyector. 11) Descarga de la bomba principal de babor 12) De llenado del tanque, secciones de estribor y babor, respectivamente. Descargas de las bombas de recirculación, babor y estribor. 13) Descargas de la bomba principal de estribor. 14) De warm-up o calentamiento del tanque.
15) Espacio outerbarrier o de bodega, con la línea de inertización servida por el bypass.
Inertización con nitrógeno: En la parte de proa del buque suelen llevar los metaneros el cuarto de nitrógeno que está equipado con dos tanques de almacenamiento de N2, en fase líquida de – 195º C, capaces, en el buque tipo elegido, para una provisión de 22.000 litros. Por medio de un sistema totalmente automatizado se genera la fase gaseosa del N2 que, a través de la línea d/ que corre de proa a popa, se envía a donde sea necesario. Con las tuberías de carga/descarga del manifold hay otra que permite hacer las necesarias provisiones de N2. Cool-Down:
Este sistema se emplea, previamente al comienzo de las operaciones de carga, para enfriar los tanques (parcialmente calientes) hasta una temperatura próxima a la de carga de – 162º C o anualmente después de una revisión periódica en que es imprescindible el calentar los tanques para su revisión. Para proceder al cool-down de un tanque, este sistema cuenta con ramales de tubería de 1.5” que van desde los brazos “manifold” de la fase líq uida al domo de cada tanque y de allí alimentan unas boquillas pulverizadoras que van en unas tuberías en anillo separadas en cuatro niveles en el interior de los tanques. Warm-Up:
En el interior de cada una de las secciones, babor y estribor, de cada tanque, van dos líneas; una, en el fondo, a ras del plan; otra, a unos 2/3 del puntal del tanque. Su objeto es proporcionar GNL, previamente circulado por la unidad de calentamiento, a través de la línea de la fase gaseosa. Este sistema se usa manualmente para calentar los tanques hasta la temperatura ambiente, previamente al inertizado de los mismos y subsiguientes operaciones de aireación e inspección. Relief o suspiro de vapores líquidos bloqueados:
Este sistema tiene por objeto el evitar la formación de presiones excesivas a medida que el GNL se vaporiza en los tanques y vuelve a la temperatura ambiente. A tal fin, todas la secciones de líneas comprendidas entre cada dos válvulas, en ambas fases – líquida o gaseosa- van provistas de válvulas relief de alivio que conducen a la línea principal de gas, f. En el centro del buque, otra válvula relief o de alivio va comunicada en forma de cruz a la línea principal de alivio, para que no pueda
sobrecargarse de presión la línea de vapores en el supuesto de que todas las válvulas de ventilación de los cuatro tanques estén cerradas. Relief o suspiro de tanques de carga y compresores:
Las válvulas de relief de los tanques de carga y del cuarto de compresores – que está situado al centro del buque- descargan, como las del párrafo anterior, a la línea principal de vapores, y de allí a la atmósfera a través de los venteadores situados en la parte alta de dos mástiles situados uno a proa y otro hacia la medianía del buque. Compresores Boil-Off:
El GNL vaporizado en forma natural en los tanques de carga pasa a la línea principal de la fase gaseosa y, a través de ella, se envía a los compresores y calentadores.
14)
PROCESO DE CARGA
A la llegada del buque al puerto de carga, normalmente llevará en sus tanques una pequeña cantidad de GNL, las líneas de carga libres de aire y humedad y una temperatura en tanques de, o por debajo, -160º C con un gradiente máximo de 30º C entre el topo del tapín y el plan del tanque. Si la temperatura de tanques a la llegada fuese superior a esos – 160º C debe procederse al cool-down, o enfriamiento de los tanques en la mar antes de la llegada, para asegurarse de que al ponerse el buque a la carga están suficientemente fríos tanto los tanques como las líneas “domo” y
manifold, y además, que el gradiente no exceda de esos 30º C al objeto de lograr una mayor velocidad de carga y no incurrir en demoras por no poner el buque a disposición de los cargadores. Si la llegada al puerto de carga fuese después de una varada o de una parada del buque por revisiones, reparaciones o inspección (en que es preceptivo calentar, inertizar y airear los tanques), se arribará con los tanques y líneas inertizados y a temperatura ambiente. Y como después de una revisión no queda GNL, como es lógico, en los tanques de carga, antes de comenzar las operaciones de carga se procederá al cool-down, con una primera cantidad de GNL que nos enviarán de la terminal de carga.
El proceso carga es el siguiente: El buque debe aproximarse al atraque de forma que en la última posición quede con el manifold enfilado con los brazos de carga de la terminal. Sobre cubierta y proximidades de los tanques de carga no debe haber más personal que el oficial de carga (segundo mando de a bordo y relevo principal del capitán), para indicar al puente cuándo la posición antes indicada se ha alcanzado. El buque debe estar con el asiento apropiado para que el GNL vaya entrando por igual en la línea principal de la fase líquida y en los tanques. Mientras se hace la conexión manifold-brazos de tierra, se establece la comunicación telefónica buque-terminal y sondan o miden tanques el primer oficial (tercer mando de abordo y relevo nato del oficial de carga), un representante de la terminal y otro de aduanas; del mismo modo se procede al finalizar la carga para, por comparación determinar la cantidad de carga embarcada. Durante las operaciones de carga nadie deberá deambular por o en las proximidades de los tanques de carga, ni utilizar ningún equipo no relacionado con la manipulación de la carga, y respetar en todo momento las consignas de seguridad. Todo el personal vinculado a las operaciones de carga tiene que estar familiarizado con la situación y funcionamiento del equipo de C.I., que debe encontrarse en todo momento en condición satisfactoria y en disposición de inmediato uso. Las bombas descarga de la terminal bombearán GNL desde los tanques de almacenamiento de tierra y tuberías de conexión, a través de los brazos manifold y de sus válvulas, según se cargue por babor o por estribor, y de ahí, previa alineación de válvulas, se manda el GNL a los tanques de carga de a bordo. Los compresores de a bordo deben parase antes de la llegada del buque a puerto, y después, haciéndolos trabajar a media presión, enviarán a tierra los gases, que desplazará el producto a la llegada al interior de los tanques de carga, según sea el caso de cargar por babor o por estribor. De esta forma, las operaciones de carga se realizan en circuito cerrado, y, consecuentemente, no puede haber ningún escape de GNL a la atmósfera; ni por supuesto, necesidad de ventear a través de vàlvulas por los atmosféricos de los mástiles de venteo. a) La capacidad de las bombas de la terminal permite terminar las operaciones de carga en unas diez horas, estando capacitadas para trabajar a una presión aproximada de 80 psi en la máxima velocidad de carga, requiriéndose para ello el funcionamiento simultáneo de tras bombas. A velocidad reducida tan sólo se opera con una bomba trabajando a una velocidad de carga equivalente al bombeo de unos 7.000 G/min., es decir, unos 10.000 barriles/hora. Si la velocidad descendiese por debajo de los
5.000 barriles/hora, la bomba se pararía automáticamente. Cuando el producto en los tanques ser esté aproximando al nivel de “topeo” se
reducirá la velocidad de carga para topear, a velocidad lenta. b) Las válvulas de seguridad de la línea principal de la fase líquida están timbradas a 150 psi, que nunca debe alcanzarse ni aun en el caso de tener todas las válvulas de carga de tanques cerradas. Del manejo de válvulas, secuencia de carga y comienzo/final de estas operaciones responde el oficial de carga ante el capitán. Dicho oficial deberá anotar en el Libro de carga todas las incidencias, registrando en el todas las fases de la operación, variaciones en el ritmo de carga, y paradas y comienzos con las razones que las motivaron. Carga en un tanque simple:
Se requiere indispensablemente de: Analizador de gases.
Nitrógeno (N2) y alarmas.
Suministros de “aire motor” y “aire instrumentos”.
Manómetros de presión en tanques.
Registradores, de temperaturas en tanques.
Registradores, de temperaturas en el casco.
El teledeep, bajando los flotadores de las sondas hasta el nivel del GNL, con objeto de estabilizar la temperatura de la cinta y asegurar unas lecturas correctas. Se activará asimismo el sistema acústico para comprobar o sustituir, cuando fuere necesario, cualquiera de las sondas o alguna de las escalas del teledeep.
Se pondrá el panel MIMIC (grafica de cargas) en el cuadro de control de carga, comprobando también las alarmas acústicas y visuales y probando, en la consola de carga, todas las válvulas automáticas que se vayan a utilizar.
15)
EMBARQUE DEL GNL
Una vez calculada la cantidad de GNL que haya en los tanques, remanente del último viaje en condición de carga, y alineadas las válvulas, se avisa a la terminal de que el buque está en disposición de comenzar la carga. En tierra, el personal de la terminal dispondrá los brazos de carga adecuadamente para facilitar la retirada de las bridas ciegas desde la plataforma de conexión. De haber agua en dicha plataforma, es decir, en las drip pans o bandejas recogedoras de goteos criogénicos que van bajo enjaretado, se escurrirán. El personal de la terminal despresurizará los brazos abriendo las correspondientes válvulas atmosféricas, una por brazo y después avisarán a bordo para que el personal de plataforma de carga (oficial de carga de máquinas, bombero y nostramo) desmonte las bridas ciegas y conecte los brazos de carga al manifold, presurizados con N2. Efectuada la conexión, el responsable de la terminal avisará a su control, y al del buque, que a pie de muelle se está en disposición de comenzar a cargar. En el cuarto de control de carga el oficial de carga acusará recibo y comunicará a tierra que el buque también está listo para comenzar la carga. Comprobando, tanto de a bordo como de tierra, que los compresores de a bordo están listos, Se abre la válvula para permitir el embarque del liquido.
Se abren las válvulas de aspiración de compresores,
Se abren las válvulas para permitir el trasiego del vapor a tierra.
Se arrancan compresores,
Quedando así, el buque en disposición de recibir el cargamento en su fase líquida, devolviendo a los tanques de almacenamiento de tierra la fase gaseosa, desplazada por el GNL al llegar finalmente al interior de los tanques de carga. Cool-Down de los brazos de carga:
El personal de la terminal es el responsable del enfriamiento de los brazos de carga, y lo efectúan despegando una válvula by-pass situada alrededor de la válvula de carga de tierra, para circular GNL por el circuito. En diez o quince minutos se habrá formado hielo sobre los brazos, y cuando esto sucede se abrirá en banda la válvula by-pass mencionada. Esta operación durará tan sólo de treinta a cuarenta minutos, y durante este intervalo la tripulación vigilará cuidadosamente las instalaciones,
recorriendo las líneas de carga, por si hubiera pérdidas o fugas de producto. Se tendrán en disposición de inmediato uso varias drip pans portátiles por lo que pudiera suceder. Cuando los brazos de carga están completamente fríos se procederá a comprobar la consola portátil, que, como se dijo, actúa a distancia bloqueando las válvulas de carga de tierra. De la terminal pedirán que se haga esa comprobación abriendo y cerrando ligeramente las válvulas de carga por operación desde la consola portátil, que se instalará en la base de la conexión buque-tierra. En cuanto el responsable en el muelle de la terminal haya comprobado su correcto funcionamiento, su control arrancará una de las tres bombas de carga a una velocidad promedio de 3.500 gal/min, como mínimo, y nunca menos de cuanto por debajo de esa cantidad la bomba se pararía automáticamente. Una vez verificadas las líneas y equipos y se tenga la plena seguridad de que las condiciones de funcionamiento son óptimas, el oficial de carga pedirá a la terminal que arranquen las otras dos.
Seguridad a la hora de cargar Se mantendrá guardia permanente tanto en el cuarto de control de carga como sobre cubierta, que será recorrida infatigablemente, por el oficial de carga de máquinas y por el bombero, dando las novedades encontradas al oficial de carga para que éste, desde el centro neurálgico de las operaciones, las coordine. En el Libro de Carga se dejará constancia de las incidencias producidas, anotando hora, clase y circunstancias de las mismas. 16)
FINALIZACION DE LA CARGA
Una vez que se haya alcanzado en todos los tanques el fill level correspondiente, se pasará de inmediato aviso a la terminal para que pare la carga, parándose asimismo los compresores de a bordo y cerrándose las válvulas de babor o estribor, segun corresponda. Seguidamente se procede a purgar las líneas y brazos manifold, enviando los restos a uno de los tanques: A) En la consola portátil se cierran todas las válvulas de tierra. El personal de la terminal cerrará entonces la válvula del brazo-manifold de vapores y pedirá al cuarto de control de carga que se cierre la válvula de babor o estribor, según se haya cargado. Se paran compresores. B) El personal de tierra abrirá las válvulas de purgado de cada uno de los brazos, dejándola abierta cuando menos unos tres minutos. El GNL
escurrirá a un blow down drum., o receptor de purgas de la terminal, y el correspondiente a la caída de los brazos hacia bordo escurrirá hacia las líneas que lo conducirán al tanque (a*). Seguidamente se cerrarán las válvulas de purgado. Se cierran las válvulas de trasiego, segùn se estuviese cargando por babor o estribor, y se despega la válvula crossover o de cruce de la línea de vapores. En tierra se abrirá la válvula de N2 en cada brazo de carga, presurizándolos. Después pedirán al cuarto de control de carga que despeguen a bordo las valvulas, para despresurizar las líneas de la fase líquida de a bordo, volviéndose a cerrar y repitiendo esta operación por lo menos tres veces. La posición final de estas valvulas será: cerrada. En tierra abrirán en banda la válvula atmosférica de ventilación, una por brazo. Y cuando los brazos estén despresurizados y las conexiones a temperatura adecuada de manipulación manual, se desconectan los brazos, se les colocan las bridas ciegas y, una vez retirados los brazos, cerrarán los de tierra las válvulas atmosféricas anteriores y presurizarán los brazos con N2 dejándolos en esta condición hasta un nuevo servicio. Se puede apurar el calentamiento de las conexiones para disponerlas a temperatura adecuada de manipulación, aplicándoles agua de baldeo para descongelarlas y calentarlas. Después de medir, es decir, de sondar los tanques de carga, los flotadores de las sondas varec se suben a su posición alta y se trinca todo el sistema a son de mar.
17)
TRANSPORTE DEL GNL
Tanto cargados como en lastre se tendrán en cuenta los mismo condicionamientos, por cuanto en los viajes en lastre en demanda del puerto de carga los metaneros llevan siempre determinada cantidad de GNL en sus tanques de carga para cubrir necesidades tales como: recirculación, warm-up, combustible. Etc. Durante el viaje están en funcionamiento continuo los registradores y alarmas, y como en el cuarto de control de carga no hay vigilancia permanente, se instala en el puente de gobierno, que está bajo vigilancia las veinticuatro horas del día, un duplicado de las alarmas más interesantes. El oficial de guardia, en cuanto oiga una alarma, se aproximará al panel correspondiente para entrar en conocimiento de cuál es la condición de alarma producida, pues son acústicas y luminosas, procediendo en consecuencia. Además avisará inmediatamente al oficial de carga y de estimarlo pertinente, al propio capitán. Durante todo el viaje, ya sea en lastre o cargados, estará en funcionamiento un compresor y un calentador, con objeto de enviar los gases procedentes de la vaporización natural del GNL en el interior delos tanques a la sala de calderas para su consumo (una vez pasados por el calentador). Esta operación se realizará tan sólo estando el buque en la mar y navegando a régimen normal. Y cuando el maquinista de guardia reciba una orden de maniobra por el telégrafo de máquinas, deberá para inmediatamente el sistema consumo-gas accionando el mando correspondiente de emergencia. Bajo ningún concepto deberá utilizarse el consumo-gas como combustible suplementario cuando el buque esté maniobrando. Por lo menos dos veces por día el oficial de guardia hará un recorrido de inspección por todas las líneas, domos, válvulas, compartimentos accesibles, equipos, etc. Anotando en el Diario las horas de las inspecciones y las condiciones observadas; también cubrirá, en impresos apropiados facilitados por los armadores, las sondas de GNL en tanques.
Precauciones a tener en cuenta Alarmas: Las principales son 27, y todas ellas deberán estar ajustadas a sus condiciones límite de trabajo.
Hay que comprobarlas diariamente, observando en el registrador las condiciones reales. Su diagrama se reemplazará cuando sea necesario. Temperatura:
La alimentación de aceite, a la bomba correspondiente, debe hacerse a unas 15 o 16 gotas/minuto.
Aire motor:
Sondas: Diariamente se anotarán los niveles de cada tanque de
carga, usando las escalas tilt board en los impresos apropiados. Sacar una impresión de sus información a 08 horas 00 minutos y 20 horas 00 minutos.
Logger:
Presiones: Comprobar
diariamente las de carga y seguridad. El buque debe llegar a puerto con 1 psi o inferior de vapor, no pudiendo descargarse a la atmósfera dentro de los límites de puerto. Por ello debe buscarse esa presión en la mar y antes de estar dentro de puntas. Si la presión aumenta en exceso durante la maniobra, y no se puede ventear, puede disminuirse el volumen de los vapores bombeando GNL lentamente sobre la superficie de los tanques de carga. Es muy importante en estas condiciones del viaje el vigilar las temperaturas de los tanques de carga, desde el fondo de cada tanque hasta su parte alta. El oficial de carga vigilará cuidadosamente ese gradiente térmico, y en el caso de que excediese de 30º C deberá proceder inmediatamente al cool-down o enfriamiento de las estructuras del tanque o tanques afectados. El tanque debe ser enfriado hasta tener un gradiente de no más de 30º C entre su plan y la parte alta. Viaje en lastre:
Aproximadamente una hora antes de la llegada y, necesariamente, antes de dar comienzo a las operaciones de carga, es preceptivo el proceder al cool-down de la línea de líquido, para paliar los esfuerzos dimanantes de cambios tan altos de temperatura. Se emplean para ello las bombas de recirculación, haciendo circular el GNL por todas las líneas de la fase líquida.
Llegada en lastre al puerto:
Durante la travesía: En esta condición es fundamental el vigilar
atentamente las condiciones de presión en el interior de los tanques de carga. El venteo libre, es decir, el dejar salir a la atmósfera los gases generados en los tanques por vaporización natural del GNL, no está permitido dentro de los límites del puerto. Bilateralmente, entre la terminal y el buque se estipula que estos barcos deben llegar al muelle de descarga con una presión máxima en tanques de 1 psi. Por tanto, será preferible asegurar que la misma sea de 0,6 o 0.8 psi para evitar contratiempos que, si siempre son desagradables,
en estos casos pueden suponer que el buque entre en demoras al tener que salir fuera de puntas a ventear. En cuanto se pare el sistema de consumo-gas, sobrevendrá un aumento de presión, pero no hay que preocuparse en exceso, por cuanto descenderá inmediatamente que se empiece la descarga, como resultado de la baja temperatura de saturación del GNL.
18)
DESCARGA DEL GNL
La descarga de GNL se efectúa por medio de dos bombas eléctricas, waterproof, que forman parte del equipo de cada uno de los tanques. Tienen una capacidad unitaria de 2.200 gal/min a una presión de 91 psi, lo que permite una velocidad en las operaciones de descarga de 25.000 barriles/hora como máximo. En los tanques, las bombas están dispuestas para la descarga independiente de las secciones, babor y estribor, de los mismos. Si una de ella quedara fuera de servicio por, avería, se pueden descargar ambas secciones con una sola bomba (abriendo las válvulas sluice, según sea el tanque de que se trate). Si ambas bombas, por la razón que fuere, quedaran fuera de servicio, la descarga del tanque afectado se realizaría a través de su eyector. Los tanques de almacenamiento de la terminal, para la recepción del cargamento, están normalmente constituidos por dos tanques aislados y una capacidad de 630.000 barriles. De a bordo se envía a tierra el GNL por medio de las mencionadas bombas sumergidas, y los compresores de la terminal devuelven al buque los vapores desplazados por el GNL al entrar en los tanques de almacenamiento, efectuándose la descarga en ciclo cerrado y a una velocidad de unos 25.000 barriles/hora.
¿Como operar? Enfriamiento de la línea de GNL.
Drenaje de líneas, escurriéndolas a los tanques de carga. Sondaje o medición oficial de los tanques, operación en la que intervienen, como al momento de la carga, el primer oficial y los representantes de terminal y aduanas. Conexión de los brazos de tierra al manifold. Enfriamiento de los tres brazos de carga (dos de fase líquida y el central de fase gaseosa). Comienzo de la descarga, previa alineación de válvulas y una vez cumplimentados los requerimientos del caso. Final de la descarga, con escurrido de líneas, desconexión de brazos de carga y medición oficial de tanques. Cálculo de la cantidad descargada o entregada.
Antes de llegar al puerto: Mediante el sistema de lastre se apopará el buque, escorándolo ligeramente a babor, con objeto de facilitar el escurrido de las líneas de la fase líquida. Ininterrumpidamente vienen funcionando a bordo durante el viaje los siguientes subsistemas: De N2 y alarmas.
De alimentación de “aire motor” y “aire instrumentos” Indicador y alarma de presión de la línea de la fase gaseosa. Alta y baj.
Indicador de presión de la línea de vapores.
Analizador de gases.
Logger, es decir, panel de control y registro de datos.
Alarmas de los indicadores de nivel de GNL.
Paradas de emergencia de las bombas de carga.
Actuadores de las válvulas de carga.
Válvulas manifold, de líquido y vapor.
Los Subsistemas que deben ser minuciosamente verificados a fin de contrastar su buen estado de funcionamiento antes de comenzar las operaciones de descarga. Los flotadores de las sondas varec se deben bajar hasta el nivel del GNL en cada tanque, para enfriar cinta y flotador y asegurar la máxima exactitud en las lecturas. Con la necesaria antelación a la llegada se debe enfriar la línea de la fase líquida, escurriendo después las líneas para una perfecta medición inicial de los tanques de carga. Los compresores deberán parase; no obstante, deberá comprobarse que la CV-07, de comunicación de la línea de vapores con el compresor, está cerrada y que la CM-05, de alimentación de gas a la línea del GNL, situada sobre el cuarto de compresores y las CJ-01 y CJ- 02, de “echazon” o jettison, están también cerradas.
El oficial de carga de máquinas, con el megger o amperímetro, verificará todos los circuitos de las bombas de carga para asegurarse de que la resistencia de aislamiento está por encima de 1 megaohmio.
Se deberá alinear las válvulas: Cuando el buque esté listo, en todas sus circunstancias, para comenzar las operaciones de descarga, el oficial de carga presentará la carta de disposición a fin de que se proceda a la conexión de brazos y no incurrir en demoras. El personal de la terminal, a pie de muelle, dispondrá los brazos en posición conveniente para facilitar la retirada de las bridas ciegas. Los brazos de tierra, que desde el último servicio han quedado presurizados a 1 atmósfera con GN, se purgarán con N2 a fin de asegurar la no entrada de aire en su interior y eliminar el riesgo de mezclas explosivas; seguidamente los despresurizarán y pasarán aviso al cuarto de control de carga de que pueden proceder a bordo a desmontar las bridas ciegas. Retiradas éstas, se presentan las conexiones, y antes de fijarlas se efectuará una segunda purga con N2. Se establece el enlace telefónico buque-terminal, e inmediatamente el oficial de carga es informado de que la terminal está en disposición de que se proceda al cool-down de los brazos de descarga de tierra. Finalizado el cool-down, y cuando de la terminal avisen de que se puede comenzar la descarga, se abren las válvulas y se alista una de las bombas principales de carga; puede parase la bomba de recirculación según corresponda. 19)
PROCESO DE DESCARGA:
Con los brazos de descarga fríos, las líneas del buque también y las instalaciones de tierra en disposición de recibir el cargamento, previa conformidad en las mediciones oficiales de tanques y la seguridad de que hay suficiente presión de vapores de retorno o que puede haberla inmediatamente: Se abren, si no lo estaban ya, las valvlas de descarga en bombas y se arranca una de las bombas de descarga par poner las líneas de a bordo en presión y verificar las líneas por si hubiera pérdidas o fugas, y en caso de detectar alguna, parar rápidamente la bomba, escurrir la línea y reparar. Abrir una de las dos válvulas de fase líquida segun se realice la descarga por babor o estribor. Después de veinte minutos, tiempo que el GNL necesita para llegar a los tanques de almacenamiento de tierra, avisarán de la terminal al oficial de carga de que van a arrancar el compresor para enviar los vapores generados
por la llegada del GNL al interior de dichos tanques. Durante ese intervalo, el oficial de carga deberá estar atento a la bomba en funcionamiento. Una vez arrancado el compresor de tierra la terminal avisarán al buque para dar comienzo a la descarga. El vapor retornará al buque a través de la valvula de vapor reguladora, del control de presión y timbrada a 2 psi,. Los tanques de a bordo no necesitarán vapores mientras la presión en su interior no baje de ese valor. Arrancar más bombas de descarga de acuerdo con la velocidad de descarga que desee la terminal, regulada por valvulas. Las bombas se irán arrancando una a una, para ir aumentando paulatinamente el ritmo de la descarga; tener la seguridad de que todo el sistema funciona bien y tenga el oficial de carga la correspondiente conformidad de la terminal.
20) Finalización de la descarga: A medida que en los tanques de carga se vayan alcanzando las sondas, fijadas de antemano en función del GNL que los armadores hayan dispuesto dejar a bordo como remanente para recirculación y combustible, se pararán las bombas de descarga correspondientes. Como la descarga por las razones apuntadas, no han comenzado simultáneamente en todos los tanques, estas sondas se irán alcanzando escalonadamente y, en consecuencia, por lo que el oficial de carga deberá anotar los diferentes ritmos de la descarga y avisar a la terminal del final de la operación con una hora de antelación. Instantes antes de la parada de la última bomba, se comunicará a la terminal esta circunstancia. En la terminal cerrarán la válvula de bloqueo de tierra, y el GNL que queda en las líneas circulará por ellas a bordo en circuito cerrado. Este es el procedimiento normal de descarga, condicionado a que los tanques de almacenamiento de tierra tengan capacidad suficiente como para permitir una descarga continua, pero en algunos casos ello puede no suceder, y entonces de terminal están obligados a avisar al oficial de carga con suficiente antelación para que a bordo procedan a disminuir la velocidad de trasiego, de la siguiente forma: 1. El primer aviso será para reducir a la mitad el ritmo de descarga; es decir, que si trabajando a máxima capacidad están en funcionamiento ocho bombas, el oficial de carga parará cuatro para que la velocidad de descarga quede reducida a 12.500 barriles/hora.
2. Al segundo aviso el responsable de la terminal solicitará una reducción de velocidad a un cuarto de la total; es decir, que el oficial de carga dejará en funcionamiento tan sólo dos bombas: velocidad resultante, 6.250 barriles/hora. 3. Al tercer aviso el oficial de carga parará también las dos bombas que tiene en funcionamiento. Entre los dos avisos primeros deberán transcurrir unos treinta minutos. El responsable en el muelle de la terminal cerrará las válvulas de los brazos de tierra y avisará a bordo de que está en disposición de proceder al drenaje de los mismos; el oficial de carga abrirá entonces la valvula de llenado del tanque para facilitar el escurrido de brazos y líneas. Para esto, en la terminal harán pasar vapores procedentes del blown down drum de tierra a la parte superior de los brazos por las válvulas atmosféricas de los mismos; el GNL existente en la caída de los brazos hacia el buque pasará al interior del tanque anteriormente mensionado, y el de la caída de los brazos hacia tierra se escurrirá hacia la terminal por medio de sus purgas, pasando al blown down drum el GNL y quedando los brazos de tierra llenos de vapores de metano, por lo que será necesario purgarlos con N2 y, una vez cerradas las purgas y las válvulas de ventilación, presurizados con el mismo gas inerte. El soplado y presurización se hace enviando N2 de a bordo a través de las NV, que finalizada esta operación, se cerrarán, y el oficial de carga será notificado por la terminal para que proceda abrir en banda las válvulas del manifold, para dejar pasar la presión de los brazos a las líneas del buque. Luego se cerrarán las válvulas del manifold. Esta operación quedará terminada cuando se repita el proceso tres veces, quedando dichas válvulas, en posición de cerradas. Se procede del mismo modo con los tres brazos, es decir, con los dos de la fase líquida y con el central de la fase gaseosa. En previsión de una elevación de presión por vaporización de GLN en la línea de la fase líquida, deberá regularse por medio de válvulas, hasta que las presiones se hayan igualado con las líneas ya calientes; después, cerrar esas válvulas. Finalmente, el hombre responsable de la terminal despresurizará todos los brazos abriendo las válvulas de ventilación, y cuando estén despresurizados lo comunicará al oficial de carga para comenzar aflojando las conexiones y después proceder a la desconexión de los brazos, colocación de las bridas ciegas y retirada de los brazos a su posición normal de arranche. Convendrá, para acelerar esta fase operacional, apurar el calentamiento de los brazos de carga en la zona de conexiones por medio de agua salada de baldeo, con objeto de descongelar las juntas y permitir su manipulación al quedar a temperatura manejable.
