Наливные суда (танкеры, химовозы и газовозы). Танкеры для перевозки питьевой воды
Скоро главным достоянием России на мировом рынке станет не нефть, а вода
Фото: zmescience.com
Развитие человечества сопровождается увеличением населения Земли, а также растущими запросами в отношении ресурсов со стороны экономики. Одним из таких ресурсов является пресная вода, нехватка которой достаточно остро ощущается в ряде регионов Земли.
В частности, постоянного доступа к питьевому ресурсу не имеет более трети населения планеты, то есть более 2 млрд. человек. Ожидается, что в 2020 году нехватка воды будет выступать в качестве одной из основных проблем, препятствующих дальнейшему развитию человечества. По мнению экспертов ООН, в XXI веке вода станет более важным стратегическим ресурсом, чем нефть и газ, поскольку тонна чистой воды в аридном климате уже сейчас дороже нефти (пустыня Сахара и Северная Африка, центр Австралии, ЮАР, Аравийский п-ов, Центральная Азия).
Хотя общий объём водных запасов на Земле составляет около 1,4 миллиарда куб. км, объём запасов пресной воды – всего лишь ~35 миллионов куб. км, или 2,5% от общего объёма глобальных водных ресурсов. Из этих запасов пресной воды ~24 миллионов куб. км, или чуть более 68% от общего объема пресных вод, хранится в виде льда и вечных снегов в горных регионах, а также в Арктике и Антарктиде.
Около 8 миллионов куб. км пресной воды или 30,8% сосредоточено в виде подземных вод (подземные горизонты глубиной до 2000 м, почвенная влага, заболоченные угодья и вечная мерзлота). Эта категория пресноводных ресурсов составляет 97% от всех запасов пресной воды, потенциально доступных для использования человеком. Наконец, мировые озёра и реки с пресной водой содержат чуть более 100 тысяч куб. км или ~0.3% от мировых запасов пресной воды.
К засушливым областям мира относятся те территории, где выпадает менее 400 мм осадков в год. При таких значениях невозможно ведение сельского хозяйства без дополнительных источников воды. Это, в частности, такие страны как Индия и Пакистан (см. ниже), удалённые от моря части государств Ближнего Востока, а также – около двух третей Африканского континента.
Текущий момент
Недавно властями королевства Саудовская Аравия был представлен обширный план развития экономики, направленный на максимальное снижение нефтяной зависимости государства с ориентацией на нефтяную конъюнктуру и мировые цены на нефть. В планах саудовских властей – перестройка экономики на такие отрасли, как туризм, здравоохранение и информационные технологии. Также власти королевства собираются либерализовать рынок с целью привлечения зарубежных инвесторов. Что это – просто риторика, или отражение остроты наступившей экономической реальности? Есть ли возможность и у России, наконец, перейти от слов к делу и с минимальными издержками попытаться изменить и собственную экономическую модель?
Потребители пресной воды и особенности её мирового спроса
Говоря о промышленных нуждах водоснабжения, основными потребителями воды являются энергетика, металлургия, химическая промышленность, целлюлозно-бумажная промышленность, нефтеоргсинтез, орошаемое земледелие, а также коммунальное хозяйство. В последние годы, благодаря сланцевому буму и сопутствующей ему технологии фрекинга, большим потребителем пресной воды стала нефтедобывающая промышленность – в особенности, в Западном полушарии. Приведем данные о водоемкости этих отраслей экономики. Для производства 1 тонны стали требуется 20 кубометров воды, 1 тонны бумаги – 200 м3, 1 тонны химического волокна – 4 тыс. м3; стандартный блок мощность 1 млн. кВт требует 1 км3 воды в год, а блок такой же мощности на АЭС – порядка 1,6 км3, причем не менее 30% воды в тепло- и атомной энергетике теряется безвозвратно (испарение, в меньшей мере – фильтрация). Для производства 1 тонны зерна, продаваемого на мировом рынке, требуется 1 тыс. м3 воды (приходится ориентироваться на мировой рынок, поскольку очень велика дифференциация затрат на производство сельскохозяйственной продукции в разных странах и регионах мира). Удовлетворять потребности в технической пресной воде и нужды гидромелиорации за счет источников, расположенных даже в соседних бассейнах, экономически разорительно.
Иное дело – питьевое водоснабжение, здесь не только иные потребности, иные требования к качеству воды, но и иные возможности финансирования ее поставок. Однако и в этом случае решение проблемы – не в строительстве каналов межбассейновой переброски, а в сооружении трубопроводов (их протяженность в 300-400 км может оказаться вполне приемлемой), опреснении морской воды (особенно если опресненную воду смешивать с получаемой из пресноводных источников), перевозках воды танкерами и иными коммерческими транспортными средствами. Транспортировка бутилированной воды к рассматриваемым проблемам имеет и вовсе незначительное отношение в силу относительно малых объемов: даже при самых смелых предположениях о полном переходе только к бутилированной питьевой воде – порядка 10 км3 в год для гипотетического населения мира в 10 млрд. человек. (Стоит отметить, что в цене бутилированной питьевой воды на стоимость самой воды в среднем приходится не более 1%.) Но хозяйственно-питьевое водоснабжение населения такой численности по современным довольно жестким европейским нормам составит уже 700 км3 в год. В большинстве развивающихся государств мира для удовлетворения соответствующей потребности понадобится использование всех водных ресурсов страны.
В ближайшие 20 лет, учитывая современные тенденции роста населения и мирового хозяйства, следует ожидать увеличения потребности в пресной воде не менее чем на 100 км3 в год. Недостаток водных ресурсов будет увеличиваться из-за роста населения. Общая численность жителей планеты, составляющая на данный момент 6,6 млрд чел., ежегодно увеличивается приблизительно на 80 млн. Отсюда вытекает растущая потребность в питьевой воде, составляющая около 64 млрд. кубометров в год. К 2025 г. население Земли превысит 8 млрд. чел. (EPE). 90% из 3 млрд людей, на которые прирастет народонаселение мира к 2050 году, составят жители развивающихся стран, многие из которых расположены в районах, где нынешнее население не имеет надлежащего доступа к чистой воде и санитарии (ООН). Ожидается, что в будущем ежегодное глобальное потребление воды будет возрастать до 10-12% каждые 10 лет, достигнув значения 5,24 тыс. куб. км к 2025 году. Наиболее интенсивный рост потребления пресной воды, вероятно, будет наблюдаться в странах Африки и Ближнего Востока.
Китай
449 городов в Китае испытывают недостаток воды, из них 110 уже достигли критического уровня. Развитие китайской промышленности привело к повсеместному загрязнению водных ресурсов Поднебесной. По официальным данным, в стране загрязнено более 70% рек и 90% подземных вод. Экологи бьют тревогу, убеждая, что государство приближается к экологической катастрофе. Однако степень загрязнения некоторых районов страны «трудно вообразить даже в самых смелых фантазиях».
Индия и Пакистан
В Индии проживает 16% населения мира, при том что там доступны только 4% пресной воды планеты. Запасы воды у Индии и Пакистана находятся в недоступных местах — это ледники Памира и Гималаев, покрывающие горы на высоте выше 4000 м. Но нехватка воды в Пакистане уже сейчас так высока, что правительство всерьёз рассматривает вопрос о том, чтобы растопить эти ледники принудительно.
Израиль
Израиль страдает от острой нехватки пресной воды, а имеющиеся установки по опреснению работают еще не на полную мощность. В октябре 2009 г. Израиль возобновил переговоры с Турцией об импорте пресной воды из Турции в танкерах.
Иран
Уровень выпадающих в Иране осадков составляет ¼ от общемирового показателя, и ¾ страны находятся в зоне сухого и полусухого климата. За последние 40 лет потребление воды в Иране выросло как минимум в 2 раза. Правительство Ирана обеспокоено водной ситуацией, на конференциях по воде подчеркивается необходимость использования новых методов получения воды.
Кувейт
В Кувейте вообще нет пресных водоемов, а вода, залегающая глубоко под землей, тоже соленая. Есть водоопреснительный, водоочистительный заводы. Стоимость воды очень высока (расчёт см. ниже).
Как видно из нижеприведённой диаграммы, в группу стран с наибольшим дефицитом снабжения пресной водой на душу населения попали отнюдь не самые экономически несостоятельные страны. Более того, среди потенциальных потребителей российского водного экспорта будут находиться страны Аравийского полуострова, частично – Северной Африки, а также – Великобритания. Иными словами, профиль потенциального потребителя даёт основания за него побороться!
Если говорить о странах-«донорах» (см. таблицу ниже), то по абсолютному объёму Россия занимает второе место против Бразилии и первое – в Восточном полушарии. Хотя в расчёте на душу проживающего места мы находимся лишь на 28-м месте, надо иметь в виду, что в большинстве стран-лидеров совокупные объёмы возобновляемых источников воды столь малы, что эти страны нельзя считать крупными источниками соответствующих поставок. Как говорится, России сам бог велел становиться главным экспортёром пресной воды как минимум в Восточном Полушарии!
Расчётная цена вопроса
Для производства бутилированной питьевой воды используют два типа воды: природную, из экологически чистых регионов; артезианскую воду, очищенную с помощью систем водоподготовки. Себестоимость производства 1 куб. дециметра (1/10.000.000.000 куб. км) – или, по-другому, одного литра, питьевой воды в первом случае составляет порядка 0,5 центов (расчётная стоимость тары в пересчёте на объём), а во втором – порядка 2 центов (плюс стоимость очистки воды). Минимальная цена оптовой реализации 1 куб. дм питьевой воды составляет ориентировочно 4 цента, стоимость её транспортировки – порядка 1 цент за 1000 км. Итого чистый доход в первом случае составит 2,5 цента за 1 куб. дм*1000 км, во втором – 1 цент за 1 куб. дм*1000 км.
Всего Россия, согласно оценке ООН, обладает ёмкостью в размере 4,5 тыс. куб. км в год питьевой (или «предпитьевой») воды, или 45 триллионов кубических дециметров в год питьевой воды. Возьмём для простоты, что треть этих ресурсов является потенциально экспортируемой. Если принять среднюю дистанцию её транспортировки как 3000 км, то потенциальный минимальный чистый доход от продажи первого типа питьевой воды составит 0,005 доллара * 15 триллионов=$75 млрд в год! :///
teknoblog.ru
Наливные суда (танкеры, химовозы и газовозы) | Корабли, кораблики, суда
Получив в свое распоряжение средство для перевозки грузов по морю, человек сразу же столкнулся с проблемой пресной воды на судне. Сначала это была вода в бочках и глиняных сосудах, и по мере увеличения расстояний, на которые уходили корабли от родных берегов, проблема становилась все острее и острее.
Достаточно сказать, что через два – три месяца плавания в тропиках, когда живые животные съедались командой, а засоленное и копченое мясо большей частью портились, вода в бочках задыхалась и в ней начинали размножаться вредные бактерии. Люди, используя такую воду, через короткое время заболевали и даже умирали. Чтобы этого не происходило, суда должны были заходить в какие-то порты или подходить к необитаемым, порой совсем незнакомым островам, чтобы пополнить запасы воды. Этим очень ловко пользовались кровожадные безжалостные пираты, поджидая такие суда у известных им «водопоев».
Так было до тех пор, пока в 19 веке не появились суда со стальными корпусами. Сразу же моряки увидели, что такие суда могут перевозить такую нужную для экипажа воду в специально выделенных для этого отсеках. Эти отсеки назвали «танками». Танк – это отсек, часть стенок которого – это сам корпус судна. Кроме танков на судах есть и цистерны, то есть емкости, которые не касаются корпуса. В таких танках есть вентиляция и поэтому вода долго не портится. Чтобы еще дольше хранить воду, поверхность стенок танках белится специальным известковым раствором, а в наше время красится специальными красками, предупреждающими развитие в воде болезнетворных бактерий.
Так была решена проблема перевозки воды для команды и с изобретением паровой машины – для котлов, так как воды для них понадобилось очень много! С переводом котлов на мазут вместо угля, а кроме того, когда появились дизельные двигатели, в танки стали заливать топливо для них – мазут и дизельное топливо.
Появление судов со стальными корпусами решило не только эту проблему. С самых древних времен человек торговал такими товарами как масло и вино. Перевозились так же, в глиняных больших сосудах или деревянных бочках. Теперь же люди получили возможность перевозить эти грузы в танках. Практически сразу с появлением паровых машин появились суда, которые специально предназначались для перевозки топлива.
Например, когда военная эскадра отправлялась в дальний поход, вместе с ней шли несколько тяжелых танкеров с топливом, пополняя запасы военных кораблей. Вслед за военными, идею подхватили и коммерсанты. Небольшие наливные суда повезли вино, масло, нефть и просто пресную воду туда, где ее не было.
Первые танкера были грузоподъемностью 100 – 500 тонн, потом, вслед за появлением более мощных двигателей стали появляться танкера на 1000 тонн и с каждым годом все большей и большей грузоподъемности. К середине 20 века некоторые танкера достигали грузоподъемности 10 тысяч тонн.
Когда была открыта нефть на аравийском полуострове, танкерный флот стал развиваться стремительно. Нефть в колоссальных количествах перевозилась из Персидского залива в Америку, Японию и судов все больше и больше не хватало для перевозки тех объемов нефти, которые продавались и покупались в мире. И вот тогда, в начале 70-х годов прошлого, 20 века начался бум строительства так называемых супер-танкеров.
Лидерами в создании супер-танкеров явились США и Япония. Начав с танкеров на 50–70 тысяч тонн, вскоре они построили танкеры на 150, 250, 350 и, наконец, 500 тысяч тонн!
Что такое танкер, перевозящий от 250 и больше тысяч тонн, представить довольно трудно. Достаточно вспомнить, что тяжело нагруженный железнодорожный состав берет примерно 50 ЖД цистерн по 60 тонн в каждой , то есть 3000 тонн, следовательно в танкер на 300 тысяч тонн входит примерно 5000 железнодорожных цистерн или больше 100 тяжеловесных железнодорожных состава.
Размеры такого танкера очень впечатляют. Длина примерно 350 метров, ширина – примерно 60 метров, а осадка (на сколько судно погружено в воду) – примерно 16-17 метров. Чтобы представить себе что это такое реально, давайте прикинем, каковы размеры стандартного пятиэтажного дома на 4 подъезда. Они такие: длина 70 метров, ширина 12 метров и высота – 16 метров
Итак, строим наш танкер: в длину (350 метров) нужно поставить 5 таких домов по 70 метров, в ширину (60) – тоже 5 домов шириной по 12 метров. В высоту – пять этажей.
Представили себе пароходик такой, размеров в 20 подъездов длиной шестиэтажный дом шириной в пять таких домов? И эта махина плавает по морям и океанам и управляет ею экипаж в 15 – 18 человек всего. Ездят они по палубе на мотороллерах или велосипедах – кому как нравится. А загружается такой танкер и выгружается за 1,2 – 2 суток всего!
Для таких огромных судов нужны специальные причалы, которые обычно выступают далеко в море. Такие танкеры очень серьезно обеспечиваются разными службами, чтобы не произошло катастрофы – столкновения или посадки на камни. Такие катастрофы ужасны по своим последствиям для природы. Потом, как-нибудь, мы поговорим о таких катастрофах. Их было уже несколько на нашей планете.
Кроме таких гигантов по-прежнему нужны и танкеры поменьше, способные перевозить разные грузы. Это и известные уже нам нефтепродукты, масла, вино, но сегодня существуют и так называемые химовозы, которые перевозят очень опасные химические вещества, нужные для химической промышленности и зачастую являющиеся ядами. Эти суда – особые и сделаны они так, чтобы ни в коем случае не допустить разлива этих веществ или даже попадания паров этих вещей в атмосферу.
А еще в последние десятилетия появились суда, перевозящие даже сжиженный газ в страны, куда невозможно или очень далеко тянуть трубопроводы.
(Виктор Федоров)
www.friendship.com.ru
Наливные суда (Танкеры)
Наливными судами, или танкерами, называют суда, предназначенные для транспортировки жидких грузов. К таким грузам относятся главным образом нефть и нефтепродукты, но танкеры могут перевозить также пищевое масло, вино, жидкий газ и жидкую серу, различные кислоты и т. д.. Первые суда, пригодные для транспортировки жидкостей без упаковки, появились в конце XIX — начале XX в. Они были разделены на несколько относительно небольших танков, в которых перевозили нефть или другие жидкие грузы. Первые танкеры легко было отличить от других судов того времени по очертаниям, так как они не имели на борту грузовых средств, машинное отделение находилось в корме, а надстройка - посередине судна, но ближе к носу (см. рисунок b).
1 - машина для очистки танков 2 - насос
До 1954 г. все танкеры имели две надстройки: относительно высокую и короткую среднюю и более низкую и длинную кормовую. Надстройки были соединены друг с другом переходным мостиком с леерами, который обеспечивал сообщение между этими частями судна, так как главная палуба танкера лишь немного возвышается над водой и при бурной погоде затопляется волнами. В 1954 г. был построен шведский танкер «Оцеанус» дедвейтом 24,5 тыс. т, который первым из судов этого типа имел надстройку только в корме. Одновременно с повышением грузоподъемности увеличивалась длина танкеров; это вызывало все большие трудности при управлении судном из расположенной в корме надстройки, обеспечивавшей лишь ограниченную видимость по курсу судна. Поэтому надстройки становились все выше, а для более длинных судов вновь вернулись к двум надстройкам. Только благодаря использованию промышленного телевидения (установке телевизионной камеры на носовой мачте) стало, наконец, возможным перемещение надстройки в корму. Размеры новых танкеров росли очень быстро. Если в начале 50-х гг. самое большое судно этого типа имело дедвейт 40—50 тыс. т, то в конце 50-х гг. этот параметр уже превысил 100 тыс. т; в середине 60-х гг. был построен танкер дедвейтом более 200 тыс. т; в 1968 г. был преодолен предел 300 тыс. т, а в 1973 г. в эксплуатацию были сданы суда, дедвейт которых был лишь немногим меньше 500 тыс. т (танкеры «Глобтик Лондон», «Глобтик Токио» дедвейтом по 483 тыс. т).
Погрузка нефти и других жидких грузов производится мощными насосами, расположенными в насосных станциях портов. Для разгрузки на танкерах устанавливают насосы производительностью в несколько тысяч тонн в час и прокладывают системы трубопроводов, имеющих клапаны и блокировку. Во время рейса в грузу, особенно если груз имеет большую плотность, а наружная температура низка, большие массы нефти приходится подогревать, чтобы получить вязкость, позволяющую производить перекачку. Для подогрева используется водяной пар; он течет через трубопроводы, погруженные в танки. Поэтому на танкерах устанавливают паровые котлы иногда очень большой производительности. Особой проблемой является необходимость максимальной защиты морской окружающей среды при повреждении наружной обшивки танкера. Другой очень важный вопрос эксплуатации - безопасность танкеров. В балластных рейсах танкеры подвергаются особой опасности, так как из остатков нефти в танках образуются летучие газы. Поэтому танки должны тщательно очищаться и дегазироваться.
Судно для перевозки сжиженных газов (газовоз)
a - газовоз со сферическими танками. b - поперечное сечение танка.
seaships.ru
Проблема доставки пресной воды решена
В этом году 22 марта уже двадцатый раз по решению Генеральной Ассамблеи ООН был отмечен Всемирный день воды. Данные ООН свидетельствуют, что из-за потребления недоброкачественной воды каждый четвертый житель планеты наносит вред своему здоровью, более того есть даже целые населенные пункты. В тоже время, по мнению ученых к 2025 году более 3 миллиардов жителей планеты будут страдать от недостатка воды, а дефицит пресной воды к тому времени увеличится до 2 триллионов куб. метров в год.
Решение проблемы нехватки пресной воды нашел французский инженер Жорж Мужен, который уже в течение сорока лет без устали отстаивает свой проект «Айсберг», доказывая, что айсберг это не просто глыба льда, а огромный запас пресной воды сформировавшейся 12 тысяч лет назад и которой чище на земле не существует.
Жорж Мужен знаком с айсбергами не понаслышке. Многие годы он потратил на изучение плавучих ледяных гор, побывал в Антарктике и Арктике, ходил по морю и летал на воздушном шаре. И чем больше он наблюдал за айсбергами, тем сильнее загорался идеей своей жизни - добыча айсбергов в Антарктике позволит удовлетворить потребность в воде всего населения планеты. Ежегодно 350 миллионов тонн льда откалываются от Гренландии, и тает в соленой воде океана. Почему бы не воспользоваться малой частью того, что нам предлагает сама природа. Каждый айсберг это миллионы кубометров пресной воды, а в масштабах мира это сущая капля.Получать воду из айсбергов это уже не секрет для жителей Канады, а вполне реализуемая идея. Недалеко от Ньюфаундленда некоторые предприимчивые «охотники», откалывают несколько кубических метров льда от айсберга, и доставляют свой ценный груз канадской компании, которая выпускает ледяную водку «Canadian Iceberg Vodka». Дело в том, что уникальность воды из айсберга в том, что ей не нужна обработка, а при смешивании со спиртом получается водка с превосходным вкусом.
Сегодня канадские компании экспортируют чистейшую разлитую в бутылки воду из айсбергов, хотя объемы производства еще довольно скоромны. Но те айсберги, которые не дают покоя Жоржу Мужену, бесследно исчезают, отделившись от ледников севернее Гренландии, является одним из самых обширных источников пресной воды на планете.
Для Жоржа Мужена несколько тысяч литров разлитые в бутылки ледяной воды ни что по сравнению с его мечтой. Опытный морской инженер давно лелеет свою незабвенную мечту - поймать айсберг и отбуксировать его туда, где людям не хватает пресной воды.
По мнению инженера, переместить айсберг несложно, надо всего лишь изменить место, где он растает. В конечном итоге такова судьба всех айсбергов.
Жорж Мужен уже сорок лет работает над своим проектом транспортировки айсбергов. И теперь он готов выйти на новый рубеж. В офисе компании «Dassault Systèmes» ему удалось собрать своих единомышленников - давних друзей и коллег, океанографов и метеорологов. Их целью стало доказать возможность буксировки через Атлантику айсберга весом 7 миллионов тонн.
Компания «Dassault Systèmes» специализируется на трехмерном моделировании научных проектов в условиях виртуальной реальности. Компания разработала программу под названием «Страсть к инновациям» с целью оказания помощи инновационным проектам, с предоставлением накопленного технического опыта, и мощных решений для 3D моделирования.
Несколько десятков лет, когда Жорж Мужен вместе с коллегами уже пытались реализовать проект транспортировки айсберга, мало кто воспринял эту затею всерьез. Но сегодня виртуальная реальность позволяет проверить любые свежие идея даже самые невероятные.
В основу моделирования лег сценарий транспортировки айсберга подобранного рядом с канадским побережьем острова Ньюфаундленд в принадлежащие Испании воды близ Канарских островов.
Для начала специалисты выяснили, какой именно айсберг можно транспортировать, ведь образец должен выдержать путешествие через Атлантику. Айсберги бывают острогранными, глыбообразными, длинновидными и сферическими. Однако для транспортировки больше всего подходят плоские айсберги, получившие название за свою плоскую верхушку. Этот тип айсберга менее подвержен переворачиваниям.
Второе что учли инженеры это параметры айсберга. Это можно легко сделать с помощью сонара установленного в корпусе дистанционно управляемого аппарата, разработанного океанографами института National Research Council Institute for Ocean Technology. Благодаря этому устройству ученые получили точную информацию, скрытую под поверхностью айсберга.
После чего полученные данные были введены в программу, которая рассчитала компьютерную модель айсберга. На основе этих параметров ученые впервые получили достаточно реалистичную форму айсберга.
С помощью виртуальной реальности системы панорамного проецирования на три гигантских экрана ученые смогли осмотреть айсберг со всех сторон, окунувшись в небывалое интерактивное путешествие в реальном времени. Иммерсивная система вывода 3D изображения с пространственным звучанием ощутимо усиливает восприятие. Так что инженеры полностью погрузились в трехмерную реальность. До сих пор именитые специалисты по арктическим льдам ни разу не приближались к айсбергам так близко.
Но основной проблемой для инженеров стала разработка эффективной системы защиты айсберга. Последствия попадания его в теплые широты вполне предсказуемы. Так как же можно свести к минимуму таяние айсберга. Чтобы он не таял нужно свести к минимуму контакт между льдом и водой для этого его необходимо защитить водонепроницаемым синтетическим материалом бизимом. Этот материал уже давно используется для предотвращения таяние ледников на горных склонах зимних курортов.
Основным элементом защиты станет плавучая оболочка (юбка) длиной 1 км и 12 метров высотой. Ее задача обеспечить защиту айсберга от эрозии, вызываемой волнами. В техническом смысле таким образом можно защитить погруженную часть айсберга от таяния. Сама поверхность идеально белая она отражает солнечные лучи, поэтому основное внимание приковано к боковым местам айсберга и его подводной части. Процесс развертывания защиты будет происходить следующим способом - мешки, закрепленные под юбкой в качестве балласта, выполненные из синтетического материала, будут постепенно разматываться один за другим. В результате получится полностью изолирующая юбка, охватывающая контуры айсберга.
Итак, с помощью мощных программных средств 3D моделирования инженерам удалось решить непростую проблему защиты айсберга от таяния в пути. Для начала они построили гидравлическую модель для расчета потоков воды вокруг айсберга, затем ввели термическую модель для учета теплового обмена. Все это сделано для расчета эффективности защитной водной прослойки между айсбергом и защитной оболочкой, которая по своему принципу действия напоминает двойной стеклопакет. Результаты дали представление о том, что таяние айсберга замедляется.
И когда айсберг обернут тканью, можно приступить к его транспортировке. Но как буксировать глыбу льда весом около 7 миллионов тонн. Технология транспортировки айсбергов уже детально изучена жителями Ньюфаундленда. Каждый год у побережья Канады на защиту нефтедобывающих платформ тратятся миллионы долларов. Пик сезона айсбергов приходится в период с апреля по июнь. Нефтяные компании нанимают мощные буксиры, чтобы сместить айсберги с курса на несколько градусов, исключая угрозу столкновения.
В этом методе самое главное свести к минимуму сопротивление воды при буксировке, для этого тяговое усилие лучше всего прикладывать вдоль длинной оси айсберга. Однако во избежание парусного эффекта и раскачивания айсберга позади буксира предпочтительнее транспортировать айсберг, с приложением силы перпендикулярной его самой длинной стороне.
С задачей буксировки айсберга весом эквивалентным 24 супертанкерам лучше всего справится специализированное судно для развозки якорей. Они отличаются от буксиров большим тяговым усилием около 360 тонн. Но тяговое усилие при буксировке айсберга не является определяющим фактором. Задача судна всего лишь корректировать движение и направлять айсберг, а не тянуть его за собой.
Первым этапом буксировки айсберга является разворачивание гигантской сети схожей по принципу кошелькового невода, которая имеет две функции: защита и буксир глыбы льда. Логически стоит предположить, что для огромного айсберга понадобиться несколько буксиров, но расход топлива на эту операцию будет очень большим. Поэтому вся сложность буксировки состоит в том, чтобы ее проделать только с одним буксиром. Для этого надо заставить природу выполнить большую часть работы. Судно не станет тянуть айсберг, а скорее будет помогать ему в естественном дрейфе. Для принудительного дрейфа необходимо максимально эффективно пользоваться течением, ветром и волнами, а не бороться с ними корректируя дрейф в нужном направлении.
Кроме того для снижения расхода топлива на судне можно использовать уже не новую идею применения паруса в виде воздушного змея площадью 300 кв. м, развернутого над судном и удерживающего на тросе. Такая система позволит снизить расход горючего больше чем на 30 процентов.Проходя в среднем полторы мили в час, транспортирующий айсберг будет доставлен на Канарские острова, например остров Тенерифе через 4 месяца. Прибыв в пункт назначения, и потеряв всего 30 процентов своей массы, на транспортировку будет потрачено около 4000 тонн топлива. Но глыба льда может обеспечить жителей острова пресной водой целый год, не считая дешевую техническую воду.
Используя компьютерную модель инженеры доказали, что доставка айсберга реальна. Проект транспортировки айсберга стал демонстрацией возможностей человека и его способности повлиять на окружающую среду. На нашей планете наступил период глобального потепления. Мировое население растет, и проблема доступа к питьевой воде становится как никогда актуальной. Для ее решения прилагаются все усилия от строительства установок опреснения, до установления квот на потребление. Так почему бы не использовать воду нескольких айсбергов, чтобы смягчить обстановку в самых засушливых регионах. Я надеюсь, что уже через несколько лет мечта Жоржа Мужена вероятнее всего осуществиться. Его идея заслуживает величайшего внимания.
korabley.net
Морские перевозки наливных грузов
Ежедневно по всему миру в различные пункты назначения отправляются огромные морские танкеры, доставляющие нефть, кислоты, спирты, вино, растительное масло и многое другое. Морские суда активно используются для доставки наливных грузов, в список которых кроме нефти и нефтепродуктов входят пищевые продукты, сжиженные газы и химические вещества. Наливными принято называть все жидкие грузы, загружаемые в трюмы морских судов наливом без использования тары.
Сейчас танкеры перевозят основную массу добываемого «черного золота». То, что нефтепродукты доставляются морским путем, объясняется географическим расположением важных районов и добычи, и потребления нефтепродуктов. Кроме того, морские перевозки наливных грузов позволяют отказаться от затрат на упаковку товара.
Морские перевозки наливных грузов сопряжены с целым рядом сложностей и опасностей, как правило связанных с химическими свойствами транспортируемых веществ. Любая жидкость – это особенный груз, наделенный уникальной вязкостью, плотностью, летучестью. При хранении, перевозке, погрузке и разгрузке жидких веществ должны приниматься особые меры предосторожности. Значительная часть наливных материалов огнеопасна, взрывоопасна, токсична и способна электризоваться. Перед отправкой товара важно убедиться в том, что получатель располагает необходимым оборудованием для безопасного слива полученного груза.
Рост объемов нефти и других наливных грузов, перевозимых по морю, неизбежно приводит к росту количества химических веществ, попадающих в воду. Поэтому многими странами одобрена международная конвенция МАРПОЛ 73/78, предписывающая принятие технических мер по обеспечению гарантированной безопасности окружающей среды. В частности, в документе перечислены правила упаковки, размещения и хранения вредных веществ на морских судах. Конвенция разделяет все наливные грузы на 3 большие группы:
- нефть и всевозможные нефтепродукты;
- вредные вещества, представляющие опасность для акватории моря;
- неопасные жидкие вещества.
Кроме того, нефтепродукты разделяются на темные и светлые, вязкие и маловязкие, летучие и нелетучие, легковоспламеняющиеся и застывающие при высоких температурах. Вязкость вещества оказывает значительное влияние на скорость грузовых операций и на наличие «мертвых» остатков после откачки всего груза. Температура застывания позволяет оценить необходимость подогрева груза перед перекачкой.
Морские перевозки наливных грузов выполняются разными по типу кораблями. Конструктивные различия между морскими судами, перевозящими нефть, воду, молоко, сжиженный газ, асфальт или бумажную массу, очень велики. Первые суда для наливной перевозки нефти, построенные в конце 19 в., сократили стоимость транспортировки в 3 раза по сравнению с поставками в бочках. С тех пор флот активно развивался и модернизировался. Сейчас основной своей задачей кораблестроители считают увеличение грузовместимости судна при сохранении его размеров.
Из-за низкой эффективности доля малотоннажных судов заметно уменьшается, а крупнотоннажных – увеличивается. Известно, что стоимость перевозки барреля нефти обратно пропорциональна вместимости морского судна. Поэтому огромные супертанкеры категории ULCC, способные перевозить более 320 тыс. т., доставляют нефть из портов Среднего Востока в Мексиканский залив. Такие маломаневренные гиганты не способны зайти во многие порты и разгружаются в открытом море возле специальных насосных станций. Малотоннажные танкеры обычно выполняют специальные морские перевозки наливных грузов, например битума.
Ужесточение требований к безопасности перевозок оказало влияние на развитие кораблестроения. Суда, осуществляющие морские перевозки наливных грузов, стали изготавливать с двойным корпусом, с системами мойки и очистки отсеков и др. В 2008 г. была полностью запрещена перевозка тяжелого топлива на судах с однослойным корпусом.
Для транспортировки наливных грузов наиболее востребованы танкеры. Это самый эффективный способ доставки, при котором большая грузоподъемность судна сочетается с низкой стоимостью перевозки. Однопалубные суда способны перевозить до 400 тыс. т. нефти или других материалов. Их грузовая часть разделяется продольными и поперечными перегородками на танки (отсеки), которые заполняют жидким грузом. С палубой отсеки соединены узкими люками. При помощи насосного отделения танкера производится откачка груза. Для исключения попадания химических веществ в морскую воду судно оснащается двойными бортами и днищем. В некоторые суда можно одновременно загружать несколько разновидностей наливных грузов.
Для транспортировки различных сжиженных газов используются морские газовозы. Такие суда, перевозящие бутан, метан, аммиак и другие газы, оборудуются вкладными цистернами, имеющими сферическую, цилиндрическую или прямоугольную форму. Для организации перевозки сжиженных газов используются 3 метода: под давлением, под давлением с охлаждением и с охлаждением до жидкого состояния. Например, цистерны прямоугольной формы применяются для перевозки метана, охлажденного до -160оС. Для исключения опасности взрыва при смешивании паров газа с воздухом, цистерны должны быть полностью герметичны. Процедура погрузки и разгрузки выполняется при помощи насосов, компрессоров и трубопроводов.
Для транспортировки по морю важна не только сохранность груза, но и соблюдение сроков доставки. Компания «Боргер», оказывающая услуги по организации морских перевозок, поможет четко согласовать все операции, производимые при загрузке, транспортировке и выгрузке наливных грузов. Профессионалы подготовят необходимые документы и составят договор об ответственности морского перевозчика за состояние перевозимого наливного груза.
Сегодня мировые моря и океаны бороздят более 4 тыс. танкеров и множество газовозов, большая часть которых является собственностью частных компаний. Нефтяные корпорации и крупные компании заключают с хозяевами судов договоры фрахтования и получают право на перевозку грузов. Это экономически выгодно и перевозчикам, и заказчикам. Кроме того, морские пути нередко оказываются короче судоходных. Поэтому интенсивность высокорентабельных перевозок наливных грузов по морю не снижается уже много лет.
bor-ger.ru
