What spray nozzles are used at LNG bunkering stations on ships?

LNG bunkering stations use two separate spray systems: flat-fan water curtain nozzles (60-80°, 6-10 L/min/m² at 2-6 bar) positioned downwind of the bunkering manifold to warm and dilute LNG boil-off vapor, and full-cone emergency deluge nozzles (10-20 L/min/m² at 2-5 bar) on the LNG fuel tank outer surface for structural thermal protection. All nozzles are 316L stainless steel with PTFE or stainless metal seals — standard EPDM seals fail by brittle fracture at LNG temperature of -162°C, well below EPDM's glass transition temperature of -40°C to -55°C.

Why is LNG boil-off gas dangerous at deck level during bunkering?

Cold methane vapor at LNG temperature (-162°C) has a density of approximately 1.8 kg/m³ — denser than air at 1.2 kg/m³ — so it sinks and pools in deck depressions, bilge openings, and enclosed spaces rather than rising and dispersing. It does not become lighter than air until it warms above approximately -110°C (the density crossover temperature). In pooled zones, methane concentration can reach the lower flammability limit (5% v/v) before gas detection triggers. Water curtain nozzles warm the vapor cloud above the density crossover temperature and dilute the concentration below 5% LFL within the bunkering station perimeter.

What seals must be used on spray nozzles in LNG bunkering systems?

PTFE (polytetrafluoroethylene) seals rated to -200°C or stainless metal seals with no elastomeric component must be used on all nozzles and fittings in LNG bunkering spray circuits. Standard EPDM elastomer seals have a glass transition temperature of -40°C to -55°C — well above LNG temperature of -162°C. When contacted by LNG during a spill event, EPDM seals become brittle and fracture instantly, failing the spray circuit at the moment it is most needed. This specification applies to all nozzles in the circuit regardless of whether they are expected to contact LNG in normal operation.

What are the design standards for LNG tank emergency deluge systems on ships?

LNG fuel tank emergency deluge systems on gas-fuelled ships are designed to NFPA 59A (Standard for the Production, Storage, and Handling of Liquefied Natural Gas) and the IGF Code (International Code of Safety for Ships Using Gases or Other Low-flashpoint Fuels). NFPA 59A Table 11.3 specifies the minimum deluge application rate for LNG tank structural protection. The IGF Code specifies safety requirements for gas-fuelled ships including protection of LNG fuel containment systems. Classification society requirements from DNV, Lloyd's Register, ABS, and ClassNK supplement these codes with vessel-type-specific requirements. System design and class submission is the operator's and system integrator's responsibility. NozzlePro is ISO 9001 certified for manufacturing.

What is the difference between flat-fan and full-cone nozzles for LNG vapor curtains?

Flat-fan nozzles are preferred for LNG boil-off vapor dispersion curtains because their flat sheet pattern produces a denser, more uniform droplet field per unit nozzle footprint than a full-cone from the same position, maximizing heat transfer from the water to the cold vapor cloud per liter of water flow. The flat sheet creates a continuous barrier wall with high droplet density that the vapor cloud must pass through, while a conical spray from an equivalent position leaves gaps between the conical fans. Full-cone nozzles are used for LNG tank emergency deluge where the objective is uniform surface wetting coverage over a large area — the symmetric cone pattern provides the coverage geometry that matches the cylindrical or spherical tank outer surface.

LNG Fuel Gas Supply Systeme (FGSS) Bunkern & Kühlen

Marine & Offshore — Grüne Schifffahrt & LNG

Sprühdüsen für
LNG-Bunkering, FGSS & kryogene Notkühlung

LNG als Schiffskraftstoff bringt zwei Herausforderungen im Bereich der Sprühtechnik mit sich, die im konventionellen Bunkerbetrieb keine Entsprechung finden. Während des Schiff-zu-Schiff- oder Terminalbunkerns wird unvermeidliches LNG-Boil-Off freigesetzt, das kalten, dichten Methandampf auf Deckhöhe abgibt – bei kryogenen Temperaturen schwerer als Luft, sammelt es sich in tiefer gelegenen Bereichen und Deckvertiefungen, wo es ein brennbares Gemisch mit der Luft bildet. Wasserschleier-Düsen um den Bunkermanifold beschleunigen die Erwärmung und Verteilung dieses Dampfes, bevor er eine Zündquelle erreicht. Gleichzeitig müssen die strukturellen Barrieren des LNG-Kraftstofftanks vor Strahlungswärme durch gleichmäßig abdeckende Deluge-Anlagen geschützt werden, die einen thermisch adäquaten Schutz gemäß NFPA 59A und IGC Code bieten.

−162°C LNG-Lagertemperatur — unterhalb dieser Temperatur verspröden und brechen Standard-EPDM- und NBR-Dichtungen; PTFE- oder Edelstahl-Metalldichtungen erforderlich

LFL 5% v/v UFL 15% v/v Methan-Entflammbarkeitsgrenzen in Luft — Dampfschleierdüsen müssen Boil-Off unter 5 % v/v am Bunkerstationsumfang verdünnen

Flachstrahlschleier Art der Wasserschleierdüse zur Dampfverteilung — dichte Flachstrahl-Sprühwand erwärmt und verdünnt LNG-Boil-Off effektiver als Vollkegel bei gleicher Durchflussrate

NFPA 59A / IGC Design-Frameworks für Brandschutz von LNG-Anlagen und Gasfrachtersicherheit — Deluge-System-Leistungsparameter, abgeleitet aus diesen Codes

ISO 9001 NozzlePro-Fertigungszertifizierung

Welche Sprühdüsen werden an LNG-Bunkerstufen auf Schiffen verwendet?

LNG-Bunkerstationen auf Dual-Fuel-Schiffen und LNG-Bunkerschiffen verwenden zwei separate Sprühsysteme für zwei unterschiedliche Gefahrenkontrollfunktionen. Wasserschleierdüsen – Flachstrahldüsenanordnungen, die um den LNG-Bunkermanifold und die Schlauchanschlusspunkte positioniert sind – erzeugen eine kontinuierliche Wassersprühwand, die während des Transfers freigesetzten LNG-Boil-Off-Dampf abfängt, den kalten, dichten Dampf erwärmt, um ihn über seinen Dichte-Luft-Übergangspunkt anzuheben, und die Methankonzentration am Umfang der Bunkerstation unter die untere Explosionsgrenze (5 % v/v) verdünnt. Separat dazu bieten feste Deluge-Düsenanordnungen an der LNG-Kraftstofftankstruktur einen thermischen Notfallschutz für die Tankisolierung und die strukturellen Barrieren, wenn ein Brand neben dem LNG-Lagerbereich auftritt.

Die kritische Materialspezifikation für alle Sprühdüsen in der LNG-Bunkerumgebung ist die Kompatibilität mit kryogenen Dichtungen. Die Düsenkörper verarbeiten Wasser mit Umgebungstemperatur und bestehen typischerweise aus Edelstahl 316L – das Wasser selbst erreicht keine kryogene Temperatur. Jede Düse oder Armatur im Kreislauf, die jedoch bei einem Leck oder Auslaufen von LNG-Sprühnebel oder kryogenen Umgebungstemperaturen ausgesetzt sein könnte, muss PTFE- oder Edelstahl-Metalldichtungen aufweisen. Standard-EPDM- und NBR-Elastomer-Dichtungen verspröden und brechen unter etwa −40 °C, was weit über der −162 °C-Temperatur von LNG liegt.

Warum ist LNG-Boil-Off-Gas auf Deckhöhe gefährlicher als Erdgaslecks unter Druck?

LNG-Boil-Off während Bunkervorgängen ist hauptsächlich Methan – das gleiche Gas wie Erdgas – mit einer unteren Entflammbarkeitsgrenze von 5 % v/v und einer oberen Entflammbarkeitsgrenze von 15 % v/v in Luft. Die spezifische Gefahr von LNG-Boil-Off auf Deckhöhe im Vergleich zu einem komprimierten Erdgasleck ist die Dichte: Methan bei Umgebungstemperatur (Siedetemperatur von -162 °C) hat eine Dichte, die etwa das 1,5-fache der Luft beträgt, bevor es sich auf Umgebungstemperatur erwärmt. Kalter Methandampf steigt daher nicht auf und verteilt sich nicht natürlich, wie es bei Umgebungstemperatur der Fall wäre – er sinkt ab und sammelt sich in Bilgenöffnungen, Deckabläufen, geschlossenen Deckbereichen und an jeder tief gelegenen Stelle innerhalb des Bunkerbereichs. In diesen Sammelzonen kann die Methankonzentration den entflammbaren Bereich erreichen, bevor ein Gasdetektionssystem Alarm auslöst, und eine Zündung durch Abgase eines Dieselgenerators, Entlüftung der Bordküche oder Festmachausrüstung kann zu einem Flammenbrand oder einer Verpuffung führen.

Wasservorhänge bekämpfen diese Gefahr durch zwei gleichzeitige Mechanismen: Der Wasserstrahl überträgt Wärme auf die kalte Dampfwolke, erhöht deren Temperatur und verringert deren Dichte, so dass sie aufsteigt und sich verteilt, anstatt sich zu sammeln; und die große Wasseroberfläche der Vorhangtröpfchen verdünnt die lokale Methankonzentration, indem sie Umgebungsluft in die Dampfwolke einzieht und mischt. Beide Mechanismen hängen davon ab, dass der Wasservorhang zwischen der LNG-Freisetzungsstelle und den nächsten Zündquellen oder Personalzugangswegen positioniert ist.

Vier Anwendungssysteme

Dampfschleier, Tanklöschung, FGSS-Kühlung und Schutz der Bunkereinrichtung

Jedes Sprühsystem in einer LNG-Brennstoffanlage erfüllt eine andere Sicherheitsfunktion mit unterschiedlichen Düsenspezifikationen, Aktivierungslogiken und Designreferenzstandards. Sie müssen alle zusammen spezifiziert werden – ein Dampfschleier ohne eine ausreichende Tanklöschung lässt den strukturellen Schutz unvollständig; eine Tanklöschung ohne Dampfschleier lässt den Personalbereich der Bunkereinrichtung ungeschützt.

System 01

LNG Boil-Off Dampfdispersionsschleier

Flachstrahl-Wasserschleier — Erwärmung und Verdünnung von kaltem, dichtem Methandampf

Der Wasserschleier zur Dampfverteilung ist eine kontinuierliche Sprühwand aus Flachstrahldüsen, die um oder windabwärts des LNG-Bunkermanifolds und des Schlauchsattelbereichs positioniert ist. Ihre Funktion ist nicht die Brandunterdrückung – sie soll die Bildung einer brennbaren Dampfwolke verhindern, indem sie das freigesetzte LNG-Boil-Off-Gas erwärmt, bevor es sich auf Deckhöhe sammelt. Der Schleier aktiviert sich automatisch bei der Detektion einer Methankonzentration über einem definierten Sollwert (typischerweise 10–20 % der UEG, d.h. 0,5–1 % v/v Methan) oder manuell durch den Offizier, der für den Bunkervorgang verantwortlich ist.

Flachstrahldüsen in einer durchgehenden Vorhanganordnung – Flachstrahldüsen erzeugen einen dichten, flachen Wasserstrahl, der eine physische Barriere bildet, die die Dampfwolke durchdringen muss; die hohe Tröpfchendichte innerhalb des Flachstrahls maximiert die Wärmeübertragung auf den kalten Dampf pro Wasserdurchflussrate im Vergleich zu Vollkegelmustern mit gleichem Durchfluss

Sprühwinkel 60°–80° für Vorhangdüsen – der Flachstrahlwinkel ist so dimensioniert, dass er bei dem Düsenabstand zur Dampfquelle eine vollständige Vorhangabdeckung bietet, mit 10–15 % Überlappung zwischen benachbarten Düsenstrahlen, um Lücken zu vermeiden, durch die Dampf unverdünnt entweichen kann

Düsenpositionen auf der windabgewandten Seite des Bunkerverteilers — die vorherrschende Windrichtung an der Bunkerstation bestimmt die Platzierung des Vorhangs; der Vorhang muss sich zwischen der Dampfquelle und den nächsten Personalzugangswegen, Zündquellen und geschlossenen Räumen befinden; berücksichtigen Sie variable Windrichtungen bei Schiffen, die an mehreren Seiten anlegen

316L SS Düsenkörper — das Wasser im Schleierkreislauf hat Umgebungstemperatur; 316L SS ist ausreichend für die Meeresumwelt und die normale See- oder Süßwasserversorgung; PTFE-Dichtungen durchgängig im Falle eines kryogenen Lecks

Entwickelt gemäß SGMF (Society for Gas as a Marine Fuel) Bunkering Guidelines und den relevanten IGC- oder IGF-Code-Anforderungen — Logik zur Aktivierung des Vorhangs, Abdeckungsbereich und Durchflusskriterien sind im Handbuch für Bunkerverfahren des Schiffes und im LNG-Kraftstoffmanagementplan festgelegt; die Düsenhardware muss die Leistungsparameter in diesen Dokumenten erfüllen

Flachstrahl, 60°–80° 316L SS + PTFE Dichtungen Windabgewandt vom Verteiler

System 02

LNG-Kraftstofftank-Notlöschung

Thermischer Schutz der Strukturbegrenzung — gleichmäßige Abdeckung bei 10–20 L/min/m²

Der LNG-Kraftstofftank auf einem Dual-Fuel-Schiff – typischerweise ein Typ-C-Druckbehälter für kleine bis mittlere Anlagen oder ein Typ-B- oder Membrantank für große LNG-betriebene Schiffe – ist von einer vakuumisolierten Ummantelung oder Isolationsschicht umgeben, die das LNG bei –162 °C hält, indem sie den Wärmeeintrag auf die Boil-Off-Managementrate begrenzt. Im Falle eines Brandes neben dem LNG-Tankvolumen kann die Strahlungswärme des Brandes die äußere Oberfläche des Tanks erwärmen, den Wärmeeintrag in den Tank erhöhen, das Boil-Off beschleunigen und den Tankdruck erhöhen. Wenn der Druck die Einstellung des Tankentlastungsventils überschreitet, beginnt eine unkontrollierte Dampffreisetzung – die den angrenzenden Brand nähren oder neue Zündmöglichkeiten schaffen kann.

Das Notlöschsystem leitet Wasser gleichmäßig auf die äußere Oberfläche des Tanks, um die Strahlungswärmebelastung zu entfernen, bevor sie die äußere Oberflächentemperatur wesentlich erhöhen kann. Das Designziel ist, die äußere Oberfläche des Tanks unter einer definierten Temperaturobergrenze (typischerweise 50–80 °C) während des in NFPA 59A und dem IGF-Code festgelegten Designbrandszenarios zu halten.

Vollkegeldüsen für gleichmäßige Verteilungsabdeckung — die gesamte Außenfläche der LNG-Tankisolationsummantelung muss gleichmäßig benetzt werden; Vollkegeldüsen bieten eine symmetrische, überlappende Abdeckung von jeder Position; trockene Stellen werden nicht toleriert — jede unbenetzte Oberfläche entwickelt sich zu einem lokalen Hotspot

Auslegungsdurchflussrate 10–20 L/min/m² der Tankaußenfläche — diese Rate ergibt sich aus dem Wärmestrom des Auslegungsbrandszenarios und der Verdampfungskühlleistung des Wasserfilms; überprüfen Sie die spezifische Durchflussratenanforderung anhand der NFPA 59A Tabelle 11.3 oder dem entsprechenden IGF-Code für Ihren Tanktyp und Standort

Automatische Aktivierung bei Branderkennung oder manuelle Übersteuerung — das Deluge-System muss innerhalb der im Brandschutzplan des Schiffes definierten Reaktionszeit aktiviert werden; typischerweise automatische Aktivierung durch das Brandmeldesystem des LNG-Bereichs sowie manuelle Aktivierung von der Brücke und der LNG-Kraftstoffhandhabungsstation

316L SS Düsenkörper mit PTFE- oder Metall-Dichtungen — Düsen im Deluge-Kreislauf neben der LNG-Tankisolationsfläche können bei einem Tankbruch oder einem größeren Leckereignis kryogenen Temperaturen ausgesetzt sein; PTFE-Dichtungen behalten ihre Flexibilität und Dichtfähigkeit bei Temperaturen bis zu -200°C; Standard-EPDM wird unter -40°C steif und versagt durch Sprödbruch

Vollkegel, gleichmäßige Abdeckung 10–20 L/min/m² PTFE- oder Metalldichtungen — kein EPDM

System 03

FGSS-Anlagenkühlung & Ventilraum-Sprühanlagen

Kraftstoffgasversorgungssystem — Wärmetauscher- und Ventilstrangschutz

Das Brenngasversorgungssystem (FGSS) auf einem Dual-Fuel-Schiff umfasst den LNG-Verdampfer, Druckregelventile, Gas-Flüssigkeits-Abscheider und den Gasverteiler, der die Dual-Fuel-Motoren versorgt. Diese Komponenten befinden sich in einem speziellen FGSS-Raum oder Ventilstranggehäuse, das sowohl vor Brand als auch vor unbeabsichtigter kryogener Freisetzung geschützt werden muss. Der Verdampfer – der LNG von –162 °C auf die Betriebstemperatur des Motors erwärmt – verarbeitet sowohl kryogene Flüssigkeit auf der LNG-Seite als auch heißes Wasser, Dampf oder Glykol auf der Heizmediumseite, was seine unmittelbare Umgebung zu einem der extremsten thermischen Gradientenräume auf jedem Schiff macht.

Feste Sprühdüsen im FGSS-Raum zur Brandbekämpfung — der FGSS-Raum ist ein geschlossener Hochrisikobereich; Wassernebel- oder Deluge-Abdeckung des Verdampfers, der Druckbehälter und des Ventilstrangs bietet sowohl Brandbekämpfung als auch Anlagenkühlung in einem einzigen Ereignisreaktionssystem

Sprühnebel-Auffang und -Entwässerung bei kryogenem Austritt — der Boden des FGSS-Raums muss über eine ausreichende Drainage verfügen, um Wasser aus der Deluge-Aktivierung abzuleiten, ohne den Raum zu überfluten; die Positionen der Sprühdüsen und das Drainage-Design sind so koordiniert, dass Sprühwasser nicht aufstaut und kryogene Geräte in einer Weise berührt, die Dampf- oder Eisverstopfungen verursacht

316L SS Düsenkörper im gesamten FGSS-Raum — die kombinierte chemische Umgebung (LNG-Dampf, Heizmedium des Verdampfers, Spuren von Gasodorierung) und die Möglichkeit kryogener Umgebungstemperaturen während eines Lecks machen 316L SS zur korrekten Mindestspezifikation; PTFE-Dichtungen für alle Ventil- und Düsenanschlüsse

FGSS-Raum-Gasdetektionsverriegelung mit Sprühsystem — das Sprühsystem sollte bei normalem FGSS-Betrieb nicht kontinuierlich aktiviert werden; Gasdetektion bei definierten Konzentrationsschwellen liefert das Aktivierungssignal, das einen echten Notfall vom normalen Gerätebetrieb unterscheidet

Feste Anordnungen — FGSS-Raum 316L SS + PTFE Dichtungen Gasdetektionsverriegelung

System 04

Ship-to-Ship LNG-Bunkering — Schutz des Manifoldbereichs

Bunkerschiff zu Empfängerschiff — ESD, Vorhang- und Drainagekoordination

Das Schiff-zu-Schiff (STS) LNG-Bunkern – bei dem ein LNG-Bunkerschiff LNG an ein Dual-Fuel-Kreuzfahrtschiff, eine Fähre oder einen Containerschiff liefert – ist die am häufigsten verwendete Bunkermethode in Häfen ohne spezielle LNG-Terminalinfrastruktur. Die Bunkerverbindung erfolgt über einen kryogenen flexiblen Schlauch oder einen Marine-Lade-Arm zwischen den beiden Schiffen, die beide auf dem Wasser in Bewegung sind und relativen Bewegungen unterliegen, die die Schlauchverbindung belasten. Die Sprühschutzsysteme sowohl auf dem Bunkerschiff als auch auf dem Empfängerschiff müssen im vor Beginn des Betriebs vereinbarten Gemeinsamen Bunkerplan koordiniert werden.

Dampfschleierdüsen an beiden Schiffen an der Schlauchverbindungsstelle – sowohl der Lieferkrümmer des Bunkerschiffs als auch der Bunkerladekrümmer des empfangenden Schiffs erfordern eine lokale Dampfschleierabdeckung; die Dämpfe von jeder Verbindungsstelle sind sowohl während des Verbindens, Trennens als auch bei jedem Zwischen-ESD-Ereignis gefährdet

Integration des Not-Aus (ESD)-Systems mit Sprühaktivierung – wenn das ESD-System ausgelöst wird (durch Gasdetektion, Schlauchspannungsalarm oder manuelle Aktivierung), muss die Dampfschleiersprühung gleichzeitig mit dem Schließen des ESD-Ventils aktiviert werden, um die Dampffreigabe aus dem Schlauch nach dem Schließen zu steuern

Trockenkupplungs-Ablasssprühung – nach dem Schließen des ESD behält die Trockenkupplung ein kleines Volumen LNG, das verdampft, wenn die Kupplung abläuft; eine lokalisierte Sprühdüse an der Kupplungsfläche beschleunigt die Erwärmung und Dispersion dieses Ablassdampfes während der Kupplungstrennsequenz

Die SGMF-Bunkerrichtlinien legen die minimale Sprühfläche und Durchflussrate für jede Bunkerstationskategorie fest – überprüfen Sie, ob das Düsenanordnungskonzept den im SGMF-konformen Bunkerverfahrenshandbuch des Schiffes festgelegten minimalen Sprühfluss (typischerweise 6–10 L/min/m² der geschützten Fläche) erreicht

Beide Schiffe – koordiniert ESD-Verriegelung 316L Edelstahl + PTFE-Dichtungen

Deep Dive – Das kritische Materialdetail

Versagen von Kryo-Dichtungen: Warum Standard-Elastomere nicht in LNG-Sprühkreisläufen verwendet werden können

Die Düsenkörper in einem LNG-Bunkersprühsystem fördern Wasser mit Umgebungstemperatur – nicht LNG. Die Anforderung an die Kryo-Dichtung betrifft nicht das, was die Düse im Normalbetrieb fördert. Es geht darum, was mit dem Dichtungsmaterial während eines Worst-Case-Kryo-Leckageereignisses passiert, wenn der Sprühkreislauf dem Kontakt mit LNG oder den extrem niedrigen Umgebungstemperaturen ausgesetzt sein könnte, die durch eine große Kryo-Freisetzung an Deck entstehen.

Der Elastomerversprödungsmechanismus bei kryogenen Temperaturen

Elastomer-Dichtungen – EPDM, NBR (Nitril) und ähnliche Gummiverbindungen – erhalten ihre Dichtfunktion durch die viskoelastischen Eigenschaften der Polymerketten: Bei Betriebstemperatur sind die Ketten ausreichend beweglich, um sich unter der Kompressionslast des Fittings an die Gegenfläche anzupassen und eine gasdichte Schnittstelle zu schaffen. Dieses viskoelastische Verhalten hängt vollständig davon ab, dass das Polymer oberhalb seiner Glasübergangstemperatur (Tg) liegt – der Temperatur, unterhalb derer die Polymerketten ihre Beweglichkeit verlieren und das Material steif und spröde wie Glas wird.

Für EPDM liegt die Tg je nach spezifischer Formulierung bei ca. −40°C bis −55°C. Für NBR liegt die Tg bei ca. −30°C bis −40°C. Die LNG-Temperatur beträgt −162°C – 110°C bis 130°C unter der Glasübergangstemperatur dieser gängigen marinen Dichtungsmaterialien. Eine EPDM- oder NBR-Dichtung, die mit LNG in Kontakt kommt, verliert ihre Dichtfähigkeit nicht allmählich – sie wird augenblicklich zu einem spröden, keramikähnlichen Material, das unter den sehr geringen Kompressionslasten eines Standardrohrfittings bricht. Der Bruch erzeugt lose Fragmente und einen Leckagepfad, der das Entweichen von LNG ermöglicht und möglicherweise das Ereignis speist, das die ursprüngliche Leckage verursacht hat.

Das Leckage-Szenario, das eine falsche Dichtungsspezifikation offenbart

Im Normalbetrieb fördern die LNG-Bunkersprühdüsen Wasser mit Umgebungstemperatur und kommen nie mit LNG in Kontakt. Die EPDM-Dichtungen funktionieren einwandfrei. Das Szenario, das die falsche Spezifikation offenbart, ist ein LNG-Spill auf Deck während des Bunkerns – der Spill kommt mit den Sprühdüsenkörpern und deren Fittings in Kontakt, bevor das Sprühsystem aktiviert wird. EPDM-Dichtungen in diesen Fittings gefrieren und brechen innerhalb von Sekunden nach dem LNG-Kontakt, wodurch der Sprühkreislauf von einem intakten Notfallsystem zu einer Quelle zusätzlicher Leckage an jedem Dichtungsfehlerpunkt wird. Die korrekte Spezifikation – PTFE-Dichtungen, die bis −200°C ausgelegt sind, oder metallische Edelstahldichtungen ohne Elastomere – kostet bei der Installation geringfügig mehr und erhält die Integritäts des Sprühkreislaufs während des Ereignisses aufrecht, für das das Sprühsystem installiert wurde.

Positionierung der Dampfschleierdüse: Die Dichte-Crossover-Abstandsberechnung

Kalter Methandampf bei −162°C hat eine Dichte von ca. 1,8 kg/m³ – dichter als Luft mit 1,2 kg/m³ unter Standardbedingungen. Wenn sich der kalte Dampf erwärmt, nimmt seine Dichte ab; bei ca. −110°C sinkt die Dichte des Methandampfs unter die Dichte der Umgebungsluft und der Dampf beginnt zu steigen, anstatt sich zu sammeln. Der Wasserschleier muss dem Dampf genügend Wärme zuführen, um ihn über diese Dichte-Crossover-Temperatur innerhalb des Abstands vom LNG-Freisetzungspunkt bis zur ersten potenziellen Zündquelle oder dem belegten Raum zu erhöhen.

Die Wärmeübertragungsrate vom Wasserschleier zum kalten Dampf hängt von der Tröpfchenoberfläche pro Volumeneinheit des Schleiers ab (was der Hauptgrund ist, warum Flachstrahldüsen Vollkegeldüsen vorgezogen werden: Ihr flacher Strahl erzeugt ein dichteres, gleichmäßigeres Tröpfchenfeld pro Einheit der Düsenfläche als ein konischer Sprühstrahl aus der gleichen Position), der Temperaturdifferenz zwischen den Wassertröpfchen und dem kalten Dampf (die am Punkt des ersten Kontakts groß ist – ca. 163°C, wenn das Schleierwasser Umgebungstemperatur hat) und der Kontaktzeit zwischen der Dampfwolke und den Schleiertropfen. Die Schleierdurchflussrate und Düsenpositionierung müssen aus der konstruktiven LNG-Freisetzungsrate und dem Abstand zur nächsten Zündquelle berechnet werden – eine Berechnung, die für jede Bunkerstationsgeometrie spezifisch ist.

Spezifizieren Sie PTFE-Dichtungen oder Edelstahl-Metalldichtungen an jeder Düse, jedem Fitting und jedem Ventil im LNG-Bunkersprühkreislauf – machen Sie keine Ausnahmen basierend auf "diese Komponente wird im Normalbetrieb nicht mit LNG in Kontakt kommen"; das Leckage-Szenario ist genau der Zeitpunkt, an dem normale Betriebsannahmen nicht gelten
Berechnen Sie die Dampfschleierabdeckung aus der Design-LNG-Freisetzungsrate in Ihrem Bunkerverfahrenshandbuch – die Design-Freisetzungsrate zur Bemessung des Schleiers ist typischerweise die maximale Schlauchdurchflussrate, nicht die durchschnittliche Transferrate; der Schleier muss die schlimmstmögliche Freisetzung vor dem ESD-Schluss bewältigen
Überprüfen Sie die Überflutungsrate des LNG-Tanks gemäß NFPA 59A Tabelle 11.3 oder dem IGF-Code-Äquivalent für Ihren spezifischen Tanktyp – Typ-C-Druckbehälter, Typ-B-Tanks und Membrantanks haben unterschiedliche thermische Eigenschaften und können unterschiedliche erforderliche Überflutungsraten haben; wenden Sie keine einzelne Durchflussratenannahme auf alle LNG-Tanktypen an
Testen Sie das Sprühsystem vor jeder Bunkeroperation im vollen Durchfluss als Teil der Vor-Bunker-Checkliste – die Konsequenzen der Entdeckung einer blockierten Düse oder eines defekten Ventils während einer tatsächlichen LNG-Freisetzung sind weitaus größer als der Zeitaufwand eines Funktionsprüfung vor dem Betrieb
Nehmen Sie die Aktivierung des Sprühsystems in das ESD-Testprogramm bei jedem geplanten Wartungsintervall auf – die ESD-zu-Sprüh-Aktivierungsverriegelung ist eine kritische Sicherheitsfunktion; testen Sie die gesamte Kette von der Gasdetektion oder manuellen ESD-Aktivierung über das Öffnen des Sprühventils bis zur Bestätigung des Düsenflusses bei jeder geplanten Schiffswartung

Produktauswahlhilfe

LNG-Sprühsystem Düsenwahl nach Funktion

Kontaktieren Sie NozzlePro mit Ihrer Bunkerstationsgeometrie, Ihrem LNG-Tanktyp und der Oberfläche, den Abmessungen des FGSS-Raums und dem Design-Referenzstandard. Die Durchflussrate des Dampfschleiers und die Tankflutabdeckung müssen anhand Ihres spezifischen Schiffslayouts berechnet werden – nicht anhand allgemeiner LNG-Industrie-Standardwerte.

System / Funktion	Düsentyp	Druck / Durchfluss	Kritisches Erfordernis	Material
LNG-Boil-Off-Dampfdispersionsvorhang – Bunkerverteiler	Flachstrahl, 60°–80°, Vorhang-Array	2–6 bar / 6–10 L/min/m²	Dichter Flachstrahlvorhang; leeseitig des Verteilers; 10–15% Überlappung zwischen den Fächern; durchgehende PTFE-Dichtungen; ESD- und Gasdetektionsverriegelung	316L Edelstahl + PTFE-Dichtungen
LNG-Kraftstofftank-Notüberflutung – Außenfläche	Vollkegel, gleichmäßige Verteilung	2–5 bar / 10–20 L/min/m²	Keine trockenen Stellen auf der Tankaußenfläche; NFPA 59A / IGF-Code-konforme Abdeckung; PTFE- oder Edelstahl-Metalldichtungen – kein EPDM; automatische Brandmeldeaktivierung	316L Edelstahl + PTFE- oder Metalldichtungen
FGSS-Raum-Feuerlöschung und Anlagenkühlung	Hochdrucknebel oder Vollkegel-Überflutung	2–60 bar / pro FGSS-Raumvolumen	Vollständige FGSS-Raumabdeckung; 316L Edelstahl; PTFE-Dichtungen; Gasdetektionsverriegelung; Koordination der Bodenentwässerung; keine Sprühpfützen auf kryogenen Geräten	316L Edelstahl + PTFE-Dichtungen
STS-Bunkerung – Schlauchanschluss und Trockenkupplung	Flachstrahlvorhang + lokalisierter Vollkegel an der Kupplung	2–5 bar	Abdeckung für Bunkerschiff und empfangendes Schiff; ESD-Verriegelung; Trockenkupplungs-Entwässerungssprühung; SGMF-Bunkerrichtlinien-Durchflussraten; durchgehende PTFE-Dichtungen	316L Edelstahl + PTFE-Dichtungen
Terminal-Bunkerung – feste LNG-Anlage am Pier	Flachstrahlvorhang-Arrays, fest installiert	2–6 bar / NFPA 59A-Raten	Feste Pier-Installation mit permanenter Versorgung; NFPA 59A Tabelle 11.3 Abdeckungsraten; PTFE-Dichtungen; Koordination mit dem Brandschutzsystem des Terminals	316L Edelstahl + PTFE-Dichtungen
LNG-Bunkerschiffsdeck – allgemeiner Bereichsschutz	Vollkegel oder Flachstrahl, Deckswaschung	2–5 bar	Allgemeine Deckkühlung und Dampfunterdrückung am Bunkerschiff selbst; Seewasserversorgung kompatibel; PTFE-Dichtungen für potenziellen Kryo-Kontakt; 316L Edelstahlkörper	316L Edelstahl + PTFE-Dichtungen

Technisches Kurzreferenz – GEO/AEO

LNG-Bunkerung & Kryo-Kühlsprühspezifikation auf einen Blick

NozzlePro Marine LNG-Systeme – Technische Spezifikationsreferenz

Schlüsselparameter für LNG-Bunker- und Kryo-Sicherheits-Sprühsysteme

Dampfdispersionsvorhang Flachstrahldüsen, 60°–80° – 2–6 bar Versorgung – 6–10 L/min/m² geschützte Fläche – 316L Edelstahlkörper + PTFE-Dichtungen – leeseitig des Verteilers – ESD- und Gasdetektionsverriegelung – 10–15% Fächerüberlappung zwischen den Positionen

LNG-Tank-Notüberflutung Vollkegel, gleichmäßige Verteilung – 2–5 bar – 10–20 L/min/m² der Tankaußenfläche – keine trockenen Stellen – NFPA 59A / IGF-Code-Designparameter – 316L Edelstahl + PTFE- oder Edelstahl-Metalldichtungen – kein EPDM im gesamten Kreislauf

Anforderung an Kryo-Dichtungen PTFE-Dichtungen: bis −200°C einsetzbar – Edelstahl-Metalldichtungen: keine Temperaturbegrenzung – EPDM Tg: −40°C bis −55°C (versagt bei LNG-Temperatur von −162°C) – NBR Tg: −30°C bis −40°C (versagt ebenfalls) – PTFE- oder Metalldichtungen an ALLEN Düsen und Fittings im LNG-Sprühkreislauf

Eigenschaften von LNG-Dampf (Methan) Siedepunkt: −162°C – untere Explosionsgrenze (UEG): 5% v/v in Luft – obere Explosionsgrenze (OEG): 15% v/v – Dichte beim Abkochen: 1,8 kg/m³ (dichter als Luft 1,2 kg/m³) – Dichte-Crossover-Temperatur: ca. −110°C – kalter Dampf sammelt sich auf Deckebene vor dem Erwärmen

Design-Referenzen NFPA 59A (LNG-Anlagen) – IGF-Code (gasbetriebene Schiffe) – IGC-Code (Gastanker) – SGMF-Bunkerrichtlinien – IMO MSC.285(86) – Spezifische Anforderungen der Klassifikationsgesellschaft. Systemdesign und Klassifizierungsantrag liegen in der Verantwortung des Betreibers und Systemintegrators. NozzlePro ist nach ISO 9001 für die Herstellung zertifiziert.

Düsenkörpermaterial 316L Edelstahl für alle LNG-Bunker- und FGSS-Sprühpositionen – Wasser hat im Normalbetrieb Umgebungstemperatur; Kryo-Temperatureinwirkung nur bei Leckageereignissen – alle Dichtungen aus PTFE oder Edelstahl, unabhängig von der erwarteten Betriebstemperatur im Normalbetrieb

Materialien für LNG-Bunker- und Kryo-Sprühdienst

Alle NozzlePro LNG-Sprühdüsen werden nach ISO 9001 hergestellt. Systemdesign, Klassifikationsgesellschafts-Einreichung und Einhaltung gesetzlicher Vorschriften liegen in der Verantwortung des Betreibers und Systemintegrators. NozzlePro liefert Hardware gemäß den angegebenen Leistungsparametern.

316L Edelstahlkörper (alle LNG-Sprühpositionen) PTFE-Dichtungen – ausgelegt bis −200°C (Standard für LNG) Edelstahl-Metalldichtungen (maximale Kryo-Zuverlässigkeit) Kein EPDM oder NBR in LNG-Sprühkreisläufen Duplex 1.4462 für hochkorrosive Positionen erhältlich ISO 9001 zertifizierte Fertigung

Marine Hub

Das Dichtungsmaterial, das im Normalbetrieb versagt, wird es nie tun. Das, was bei einem Leckageereignis versagt, ist der Spezifikationsfehler.

PTFE- oder Edelstahl-Metalldichtungen an jeder Komponente im LNG-Bunkersprühkreislauf – nicht nur an den Düsen, die dem LNG am nächsten sind. Kontaktieren Sie NozzlePro mit Ihrem Bunkerstationslayout, der Tankoberfläche, den FGSS-Abmessungen und dem Design-Referenzstandard.

Senden Sie Ihre LNG-Sprühspezifikation Brandschutz- & Sicherheitsdüsen anzeigen