Le transfert de chaleur vers le GNL dans les citernes cargaison pendant les opérations commerciales et pendant le voyage, génère l’évaporation naturelle du gaz (Boil-Off). Cette évaporation doit être évacuée pour éviter l’augmentation de la pression des cuves et éviter d’endommager le système de confinement (membranes) très sensible à la variation de pression. La pression relative des cuves pendant l’exploitation normale du navire varie entre 50mb et 170 mb, au-delà de cette échelle plusieurs systèmes de sécurité se déclenchent pour protéger les membranes de confinement :
• A -10 mb : Ouverture des soupapes de sûreté en dépression.
• A 20 mb : Stop par sécurité des compresseurs (High Duty et Low Duty) et de toutes les pompes (déchargement, assèchement, fuel-gas).
• A 45 mb : Alarme de pression basse (consigne opérateur).
• A 180 mb : Pression prise sur le collecteur vapeur (correspondant à une moyenne des cuves), qui conditionne l’ouverture de la régulatrice de rejet des évaporations au mât de dégazage avant. (consigne opérateur).
• A 220 mb : Alarme de pression haute (réglable par l’opérateur).
• A 250 mb : Ouverture des soupapes de sûreté en surpression.
Au-delà de l’isolation thermique des cuves, le boil-off dépend de plusieurs paramètres :
– La composition du GNL détermine ses propriétés physiques, ainsi selon la provenance et le procédé de liquéfaction de gaz, une courbe de bulle est propre à chaque gaz. Sans oublier l’évolution de la composition du gaz pendant le transport suite à l’évaporation de certains gaz en premier comme l’azote par exemple (Voir Le diagramme P, H du méthane en annexe).
– Un navire chargé ou un navire sur ballast affecte le boil-off, ce dernier est très important une fois le navire chargé, pendant le voyage chargé et selon la demande de la machine en gaz, l’augmentation de la consigne « pression cuves » pour les compresseurs diminue ce phénomène.
– Etat de la mer : le roulis et le tangage génèrent le phénomène de sloshing qui favorise le boil-off.
En général on parle de Boil-off Rate qui désigne le taux d’évaporation journalière exprimé en % et est calculé par le constructeur des cuves.
L’objectif de la chaîne gaz est de garder la pression cuve dans une plage admissible et d’alimenter la machine avec une pression et une température précises.
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