Как заправляют пароходы

Как заправляют пароходы


Фото: Александр Таран
Инфографика: Татьяна Удалова

Суда — самые «прожорливые» и в то же время неприхотливые потребители топлива: для их заправки используют и дизель, и мазут, и смеси различных фракций углеводородов. Однако «всеядность» судовых двигателей сегодня все сильнее ограничивают экологические нормы. А жесткие требования безопасности при бункеровке — заправке судов топливом — позволяют минимизировать загрязнение морских вод нефтепродуктами

Судовое маловязкое топливо (СМТ) используется в судовых дизельных двигателях, как правило, средне- и высокооборотистых. В отличие от автомобильного дизеля, имеет более низкое цетановое число, а также более высокое содержание серы и вязкость.

В конце XIX — начале XX веков в качестве топлива на судах в основном использовался уголь. Его грузили в специальные отсеки — угольные ямы, или, иначе, бункеры (от англ. coal bunker). Отсюда и появился термин «бункеровка». Загрузка угля была довольно сложной операцией, требовавшей много времени и рабочей силы: его переносили на борт вручную, в мешках.

Швартовка танкера-бункеровщика к бункеруемому судну — ответственный и сложный процесс

Преимущества жидкого топлива, которое пришло на смену углю, — не только удобство транспортировки и хранения, но и более высокая теплотворность. Это позволило уменьшить размеры силовой установки при увеличении продолжительности рейсов без дозаправки. Использование жидкого нефтяного топлива также дало возможность увеличить скорость судов, а кроме того, снизило количество копоти в выхлопных газах. В начале XX века это было вопросом не столько экологии, сколько военной тактики: чем меньше черного дыма выходило из труб, тем ближе можно было подойти к противнику, оставаясь незамеченным.

Топливо будущего

Один из новых видов судового топлива, только набирающий популярность, — сжиженный природный газ (СПГ). СПГ производят, охлаждая природный газ до –160 °C. При сжижении объем газа уменьшается в 600 раз, что делает его удобным и безопасным для транспортировки.

Сейчас на СПГ работают лишь 80 из более чем 115 тыс. судов во всем мире. Основная часть газотопливных судов эксплуатируется в Норвегии, где уже более 10 лет работает NOx-фонд, стимулирующий судовладельцев к переходу на СПГ. В 2017–2018 годах с верфей будут сданы заказчикам еще около 200 новых газотопливных или двухтопливных (дизель и СПГ) судов. По оценкам специалистов, к 2020 году количество судов, потребляющих СПГ, превысит 500 единиц, а к 2030-му на новый вид топлива будет приходиться не менее 10% объема мировой бункеровки. Одно из главных преимуществ природного газа — его выдающиеся экологические показатели. Использование СПГ в качестве судового топлива позволит значительно снизить загрязнение окружающей среды оксидами серы и азота и выполнить экологические ограничения Международной морской организации (IMO), которые становятся все более жесткими.

«Газпромнефть Марин Бункер» также ведет работу по развитию морской инфраструктуры для бункеровок сжиженным природным газом: реализуется пилотный проект по созданию малотоннажного судна-бункеровщика СПГ для работы в российских портах Северо-Западного региона.

Сегодня на судах в качестве топлива используют светлые и темные нефтепродукты. К светлым относятся разные виды дизельного топлива, в частности судовое маловязкое топливо (СМТ). Судовой дизель отличается от автомобильного более низким цетановым числом*, более высоким содержанием серы и большей вязкостью. На Крайнем Севере также используется арктический дизель, предназначенный для работы при температуре до –50°C.

Темные нефтепродукты — это, в первую очередь, мазут, а также близкие к нему по вязкости, но отличающиеся более низким содержанием серы виды горючего — например, получаемый из газового конденсата так называемый компонент судового топлива (КСТ).

На все случаи жизни

Выбирая то, каким топливом заправить свое судно, судовладелец руководствуется несколько иными критериями, нежели автолюбитель. Более того, часто заливает не одно, а сразу несколько видов. Конечно, характеристики двигателя имеют значение, однако силовые установки судов, как правило, приспособлены для использования разного горючего. Куда более важный критерий — в какие воды направляется судно. Так, например, в зонах особого контроля за выбросами серы (SECA) в соответствии с Международной конвенцией по предотвращению загрязнения с судов (MARPOL) с 1 января 2015 года действуют жесткие ограничения: содержание серы в судовом топливе не должно превышать 0,1 %. К этим зонам сегодня относятся Балтийское и Северное моря, а также Атлантическое и Тихоокеанское побережья США и Канады. Это значит, что использовать обычный мазут в этих регионах нельзя. Допустимо лишь более дорогое и экологичное топливо — СМТ или КСТ. Однако после выхода в открытый океан судно переходит на мазут — все-таки он заметно дешевле, а расход топлива на судне исчисляется десятками тонн в сутки.

Флотские мазуты получают смешением остаточных нефтепродуктов (мазут, гудрон, тяжелые газойли вторичных процессов) и дизельных фракций. По сравнению с топочными мазутами, они обладают меньшей вязкостью и более низким содержанием механических примесей и воды.

Тяжелые мазуты хорошо выполняет свою функцию после выхода судна из порта, когда оно движется полным ходом. Если же возникает потребность в совершении маневров и, соответственно, быстрой смене режимов работы главного двигателя, его переводят на более легкое топливо, причем делают это заранее, чтобы промыть топливную систему от тяжелого и вязкого мазута.

Плавучая заправка

Еще одно отличие морской бункеровки от автомобильной заправки состоит в том, что не судно идет на заправочную станцию, а она сама подходит к судну. Заправка в данном случае — это судно-бункеровщик, небольшой танкер, который везет с собой запас топлива.

Судно-бункеровщик в разрезе

Как и на АЗС, на бункеровщике обычно есть несколько видов горючего: дизель, КСТ, мазут с разным содержанием серы (от 1,5 до 4 %). Топливо хранится в специальных емкостях — танках, причем под каждый вид выделен один или несколько танков — так, чтобы одно топливо не смешивалось с другим. Если небольшое количество более легких нефтепродуктов попадет в мазут, ничего страшного не случится. А вот если мазут попадет в дизельное топливо, оно уже не будет соответствовать предъявляемым к нему высоким требованиям. Так что, если по каким-то причинам танк необходимо перевести под более легкое топливо, его потребуется подвергнуть специальной очистке.

За исключением танков для топлива и установленного на палубе специального крана для подачи топливного шланга, бункеровщики мало чем отличаются от сходных по размеру сухогрузов. Отличие состоит в особых требованиях к пожарной безопасности (к примеру, на борту запрещены сварочные работы) и к подготовке экипажа (требуется свидетельство о прохождении курса по работе на танкерах). Кроме того, такие суда проходят ежегодные освидетельствования со стороны органов портового контроля и морского регистра. Вместимость бункеровщиков может быть разной — от нескольких сот до десяти и более тысяч тонн. Что касается судов «Газпромнефть Шиппинга» — бункеровочной дочки «Газпром нефти», ее суда способны перевозить от 2,5 до 7 тыс. тонн топлива.

Впрочем, в бункеровке нет каких-то строгих ограничений по размерам заправщиков: бункеровщиком при необходимости может стать и огромный танкер, перевозящий нефтепродукты. В этом случае, учитывая его размеры, не он будет швартоваться к бункеруемому судну, а наоборот.

Перевалочный пункт

Прежде чем топливо попадет на бункеровщик, его необходимо доставить с нефтеперерабатывающего завода. Как правило, нефтепродукты с НПЗ перевозят по железной дороге в цистернах. Затем они попадают на терминал, где перекачиваются в резервуары. И если с дизельным топливом никаких особых сложностей не возникает, то слить из цистерн мазут — не такая простая задача, ведь при температуре ниже, чем 20–30°C (в зависимости от марки мазута), он находится в них в застывшем состоянии. Чтобы извлечь его из цистерны, в нее подают такой же мазут, только предварительно нагретый. Постепенно в том месте, куда попадает струя горячего топлива, мазут «оттаивает» и становится текучим. Некоторые цистерны оборудованы «паровой рубашкой» — специальной полостью, пропуская горячий пар через которую, можно дополнительно разогревать цистерну целиком. Это особенно актуально в сильные морозы.

Мазут попадает в резервуары терминала нагретым до 55–65°C. За счет теплоизоляции такая температура сохраняется в них в течение нескольких дней, поэтому для последующей перевалки на бункеровщик дополнительно разогревать мазут не нужно. Если же топливо хранится долго и начинает остывать, его можно снова нагреть, пропустив через теплообменник. Впрочем, обычно в этом нет необходимости: продолжительность хранения нефтепродуктов на терминале не превышает 3–5 дней.

К зонам особого контроля за выбросами серы (SECA) в соответствии с Международной конвенцией по предотвращению загрязнения с судов (MARPOL) относятся Балтийское и Северное моря, а также атлантическое и тихоокеанское побережья США и Канады

На причал, к которому подходит бункеровщик, топливо подается по трубопроводу или подвозится в автоцистернах (если резервуары расположены далеко от причала). Во время погрузки бункеровщик окружают бонами — специальными заграждениями, которые плавают в воде и не позволяют нефтепродуктам распространяться по акватории, если произошел аварийный разлив. На этот случай на причале также хранится запас сорбента — вещества, которое упрощает сбор нефтепродуктов с поверхности воды.

Нефтеперерабатывающие заводы, как правило, поставляют ограниченное количество наиболее ходовых видов топлива. Если горючее с нужными характеристиками отсутствует, оно может быть приготовлено на бункеровочном терминале или прямо на бункеровщике путем смешения легких и тяжелых компонентов. Так из стандартного мазута с вязкостью 380 сантистокс можно приготовить мазут с более низкой вязкостью, разбавляя его светлыми нефтепродуктами.

Наполнив танки топливом, судно-бункеровщик идет бункеровать другие суда. Рейс может оказаться достаточно продолжительным и занять несколько дней. Планирование рейса — отдельная непростая логистическая задача. Необходимо учесть, как долго каждое из судов, подавших заявку на бункеровку, будет находиться в порту и в какое время его можно будет бункеровать. Некоторые пароходы стоят в порту 2–3 дня, другие швартуются лишь на несколько часов, при этом заправлять судно можно только после того, как оно прошло таможенный контроль.

Точный расчет

Обычно бункеровка происходит, когда судно стоит у причала, хотя в некоторых случаях суда бункеруются на рейде** и даже на ходу. На самом деле, пришвартованное к причалу судно можно забункеровать и с берега — из автоцистерны, однако такой способ используется нечасто. Наиболее распространенный вариант — заправка с танкера-бункеровщика, который подходит и швартуется к борту судна.

Двигатель крупнотоннажного судна расходует в среднем около 40 тонн топлива в сутки. На непродолжительный переход, например из Петербурга в порты Европы и обратно, потребуется около 800 тонн, на более длительное плавание через океан — примерно 2,5 тыс. тонн.

Швартовка судов друг к другу — ответственный и сложный процесс. Иногда они встают вплотную, иногда, если есть риск задеть какое-то оборудование на борту, между ними устанавливаются специальные кранцы*** или буксир. Затем — на случай аварийного разлива — выставляют боны. Как правило, их устанавливают в носовой и кормовой частях судов, однако в зависимости от порта правила могут различаться.

Топливный шланг подается на бункеруемое судно с помощью крана

Перед тем как начать бункеровку, количество топлива на борту бункеровщика необходимо измерить. Для этого используется специальная рулетка, определяющая расстояние до поверхности жидкости в танке. Зная общий объем танка, а также температуру и плотность топлива, можно получить его массу. После бункеровки эту процедуру повторяют.

Средняя скорость, с которой топливо перекачивается с одного судна на другое, — 200–250 м3 (примерно 170–220 тонн) в час. В среднем двигатель крупнотоннажного судна расходует около 40 тонн топлива в сутки. На непродолжительный переход, например из Петербурга в порты Европы, потребуется около 800 тонн. Те же, кто идет через океан, берут больше — примерно 2,5 тыс. тонн. Нетрудно подсчитать, что на бункеровку, как правило, уходит несколько часов. Впрочем, процесс может занять и целые сутки.

Заливают обычно ровно столько топлива, сколько нужно, чтобы дойти до пункта назначения и вернуться назад. Еще 15–20 % (больше или меньше, в зависимости от времени года и региона) — штормовой запас на случай погодных сюрпризов. Лишнего не берут, ведь это уменьшит количество коммерческого груза, а значит, и прибыль судовладельца. Кроме того, у таможни могут возникнуть вопросы: не предназначены ли эти излишки для перепродажи.

Главный риск при бункеровке — аварийные разливы топлива. Чтобы их избежать, обе стороны внимательно следят за тем, как происходит процесс бункеровки, и, если что-то пойдет не так, насосы немедленно останавливают. Если же утечка все-таки произошла и горючее попало в воду, к ликвидации последствий подключаются аварийно-спасательные службы порта. Они используют специальные суда-нефтемусоросборщики, которые пропускают через себя верхний слой воды, снимая с нее пленку нефтепродуктов.

* Цетановое число — характеристика воспламеняемости дизельного топлива, определяющая период задержки горения рабочей смеси (промежуток времени от впрыска топлива в цилиндр до начала его горения). Чем выше цетановое число, тем меньше задержка и тем более спокойно и плавно горит топливная смесь

** Рейд — часть акватории порта, предназначенная для якорной стоянки судов

*** Кранец швартовый (судовой) — это устройство, которое используется для амортизации ударов корпуса судна о причал или другое судно в процессе швартовки или буксировки. Это устройство должно обеспечить передачу нагрузок на возможно большую площадь борта и тем самым исключить его повреждение или остаточную деформацию

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ