LNG Alma Terminali İşlemi
Bir LNG nakliye gemisinin varışında, LNG gemi boşaltma pompaları, sıvı faz gemi kolları ve boşaltma boru hatları aracılığıyla depolama tanklarına aktarılır. Boşaltma sırasında oluşan buharlaştırılmış gaz (BOG), tankların içindeki basıncı dengelemek için kısmen LNG gemisinin kargo tanklarına geri gönderilir. BOG'un bir diğer kısmı BOG kompresörleri tarafından sıkıştırılır ve daha sonra bir rekonstrüktörde yoğunlaştırılır. Yoğunlaştırılmış BOG, giden LNG ile birlikte, yeniden gazlaştırma için yüksek basınçlı tahliye pompaları tarafından buharlaştırıcıya pompalanır.
Buharlaştırıcı, LNG'yi gaz halindeki doğal gaza dönüştürür. Doğal gaz daha sonra basınç düzenlemesine tabi tutulur ve iletim boru hattı şebekesine gönderilmeden önce ölçülür. Ek olarak, BOG'u doğrudan güçlendirici kompresörler kullanarak, yeniden gazlaştırma sürecini atlayarak giden boru hattı basıncına sıkıştırmak da mümkündür.
LNG yeniden gazlaştırma/iletim sistemi, LNG depolama tankının içindeki dalgıç sıvı pompaları, bir rekonstrüksiyon cihazı, tankın dışında bulunan yüksek/düşük basınçlı deşarj pompaları, buharlaştırıcı ve ölçüm tesislerinden oluşur.
Normal çalışma koşullarında, yalnızca Açık Raf Buharlaştırıcı (ORV) / Entegre Tam Kapsamlı Buharlaştırıcı (IFV) çalıştırılır. Ancak, bakım veya acil tepe tıraşı sırasında, Dalgıç Yanmalı Buharlaştırıcı (SCV) paralel olarak çalıştırılabilir.
LNG Buharlaştırıcıların Sınıflandırılması
LNG alım terminallerinde buharlaştırıcılar hayati öneme sahip ekipmanlardır ve yapısal tasarımları kullandıkları ısı kaynağına göre farklılık gösterir.
1. Kullanım oranlarına göre vaporizatörler, baz yük vaporizatörleri ve tepe noktası tıraşlayan vaporizatörler olarak sınıflandırılabilir.
2. Isı kaynağının türüne göre buharlaştırıcılar, ortam buharlaştırıcıları (atmosferik hava, deniz suyu veya jeotermal su gibi kaynakları kullanan), proses buharlaştırıcıları (termal veya kimyasal işlemlerden elde edilen ısıyı kullanan) ve doğrudan ateşlemeli buharlaştırıcılar (yakıt yanmasıyla oluşan ısıyı kullanan) olarak sınıflandırılabilir.
Alıcı Terminallerde Bulunan Yaygın LNG Buharlaştırıcı Türleri
Hava Ortam Buharlaştırıcı (AAV)
Orta Sıvı Buharlaştırıcı (IFV)
Açık Raf Buharlaştırıcı (ORV)
Sualtı Yanmalı Buharlaştırıcı (SCV)
(1) Hava Ortam Buharlaştırıcı (AAV)
TheHava Ortam BuharlaştırıcıLNG'yi buharlaştırmak için ısı kaynağı olarak atmosferik havayı kullanır.AAV basit bir yapıya ve düşük işletme maliyetlerine sahiptir. Ortam havasını bağımsız olarak bir ısı kaynağı olarak kullanabilir, kirletici emisyonlarını ve gürültüyü tamamen önleyebilir. Ek olarak, üretim veya ev kullanımı için yoğuşmuş su ve erimiş buzlu su toplayabilir.
Ancak AAV'nin bazı dezavantajları vardır. Örneğin, düşük ortam sıcaklıklarında, ısıyı desteklemek için ek bir ısıtıcı gerekir. Ayrıca, vaporizatörün borularının yüzeyinde buzlanmayı önlemek için düzenli buz çözme işlemi de gereklidir.
Hava ısıtmasından kaynaklanan enerji girdisinin nispeten düşük olması nedeniyle, AAV yalnızca daha küçük kurulum ölçeklerine ve daha düşük LNG buharlaştırma gereksinimlerine sahip sistemler için uygundur.
(2) Ara Sıvı Buharlaştırıcı (IFV)
IFV, buzlanmanın etkilerini azaltmak için bir ara ısı transfer sıvısı kullanır. Yaygın olarak kullanılan ara sıvılar arasında propan, izobütan, freon ve amonyak bulunur.
Pratik uygulamalarda, bu buharlaştırıcı iki aşamada çalışır. İlk aşama LNG ile ara akışkan arasındaki ısı alışverişini içerirken, ikinci aşama ara akışkan ile ısı kaynağı akışkanı arasındaki ısı alışverişini içerir.
IFV küçük bir ayak izi kaplar ve istikrarlı buharlaşma oranları sağlayabilir. Dahası, deniz suyunun donma riski yoktur. Önemli avantajı, özellikle kojenerasyon (birleşik ısı ve güç) amaçları için enerjinin kapsamlı kullanımında yatmaktadır.
Bu tip buharlaştırıcılar, temel yük LNG buharlaştırma sistemlerinde yaygın olarak benimsenmiştir ve Japonya'daki alım terminallerinde önemli bir kullanım alanına sahiptir.
(3) Açık Raf Buharlaştırıcı (ORV)
ORV, ısı kaynağı olarak deniz suyunu kullanır ve tasarım basitliği, rahat kullanım ve kolay bakım sunar. Dünya çapında birçok LNG alım terminalinde kullanılan ana akım buharlaştırıcı türüdür.
Bir LNG ORV'nin mekanik yapısı basittir ve ana dış arayüzler arasında LNG girişi, buharlaştırılmış doğal gaz (NG) çıkışı ve deniz suyu girişi/çıkışı bulunur. Isı değişim boruları bir çerçeve yapısı içinde kurulur.
Buharlaştırıcının temel birimi, plaka benzeri bir yapılandırmada düzenlenmiş birden fazla tüpe sahip ısı transfer tüpüdür. Her tüp, bir tüp demeti plakası oluşturmak için bir gaz başlığına veya sıvı başlığına kaynaklanır ve birkaç tüp demeti plakası buharlaştırıcıyı oluşturur.
LNG alt ana borudan girer ve ısı değişimi için boru demeti içinde yukarı doğru akan, ayrı ayrı küçük ısı değişim borularına dağıtılır. Buharlaştırıcının tepesine bir deniz suyu dağıtım cihazı yerleştirilmiştir. Deniz suyu tepeden girer ve boru demetinin dış duvarı boyunca ince bir film olarak dağıtılır, ısıyı boruların içindeki sıvılaştırılmış doğal gaza aktarır, onu ısıtır ve buharlaşmaya neden olur. ORV minimum enstrümantasyon gerektirir ve bakımı kolaydır. Açık alev olmadan çalışır ve yüksek güvenlik standartları sağlar.
Ek olarak, dış buzlanma sorunlarını gidermek için SuperORV adı verilen bir varyasyon vardır. LNG'nin alt dağıtıcıdan iç tüpe girdiği ve ardından iç ve dış tüpler arasındaki halka şeklindeki boşlukta kademeli olarak buharlaştığı çift katmanlı ısı transfer tüpleri kullanır.
(4) Sualtı Yanmalı Buharlaştırıcı (SCV)
SCV esas olarak su banyosu, brülör, üfleyici, baca gazı enjeksiyon borusu, muhafaza, ısı değişim boru demeti ve bacadan oluşur. Yakıt gazı brülörün içinde yakılır ve yüksek sıcaklıktaki baca gazı alt egzoz borusu aracılığıyla su banyosuna boşaltılır ve su banyosunda türbülanslı hareket oluşturur.
Isı değişim tüplerinin içindeki LNG, yüksek derecede çalkalanmış suyla yeterli ısı değişimine uğrar ve bunun sonucunda ısıtma ve buharlaşma gerçekleşir. Yüksek hızlı baca gazı ve su banyosu arasındaki doğrudan temas ve yoğun ısı transferi nedeniyle, tüplerin dışındaki ısı transfer katsayısı yüksek olur ve bu da tekdüze su banyosu sıcaklığı sağlar.
SCV hızlı ve kolay bir çözüm sunar
KarşılaştırılmasıLNG Buharlaştırıcılar
Günümüzde LNG alım terminalleri genellikle ORV, IFV, SCV ve AAV kullanmaktadır. AAV daha fazla kısıtlamaya sahiptir ve alım terminallerinde nispeten daha az kullanılmaktadır.
Açık Raf Buharlaştırıcı (ORV), ısı ortamı olarak deniz suyu kullanır ve Dalgıç Yanmalı Buharlaştırıcıya (SCV) kıyasla daha uygun maliyetlidir.
Ancak, ORV'nin deniz suyu alım ve deşarj çıkışları, deniz suyu boru hatları, deniz suyu pompaları ve deniz suyu arıtma ekipmanları dahil olmak üzere daha yüksek ilk ekipman yatırım maliyetleri getirdiğini dikkate almak önemlidir.
Temel yük LNG alım terminalleri için ORV birincil tercih olmalıdır. Ancak, ORV aşırı düşük deniz suyu sıcaklıkları, ekipman için zararlı maddeler içeren deniz suyu veya deniz çevre korumasını göz önünde bulundururken sınırlamalara sahiptir.
SCV nispeten daha düşük ilk yatırım gerektirir, daha küçük bir alan kaplar ve hızlı başlatma ve kapatmaya olanak tanır. Ancak SCV yakıt gerektirir ve bu da ORV'ye kıyasla daha yüksek işletme maliyetleriyle sonuçlanır.
Daldırılmış Alev Buharlaştırıcı (IFV), ısı değişimi için titanyum tüpler kullanır ve düşük deniz suyu kalitesinde bile güvenli ve istikrarlı bir çalışma sağlar. IFV ile ilgili temel zorluk, ara sıvıların seçimindeki önemli sınırlamadır.
Vaporizatör Seçimi
Buharlaştırıcıların seçimi, işleme kapasiteleri, uygulanabilirlikleri, güvenlik ve güvenilirlikleri, esneklikleri, yatırım maliyetleri, kullanım koşulları (temel yük, tepe tıraşlama, acil kullanım), çevresel faktörler ve iklim koşulları dikkate alınmalıdır. Belirli gereksinimlere bağlı olarak, uygun buharlaştırıcılar uygulama için ayrı ayrı veya kombinasyon halinde seçilebilir.
1. İşleme Kapasitesi:
Bir vaporizatörün işleme kapasitesi, alıcı terminalin tasarlanmış verimine uymalıdır. Terminal yalnızca "sıvı girişi, sıvı çıkışı" gerektiriyorsa ve doğal gaz yalnızca yerinde tüketim için kullanılıyorsa veya yıllık işleme hacmi küçükse ve yeterli alan varsa, Ortam Havası Vaporizatörleri (AAV) düşünülebilir.
2. Uyum ve Güvenilirlik:
Alıcı terminalin "işlevsel konumlandırması", ister taban yükü, ister tepe tıraşı veya her ikisinin bir kombinasyonu olsun, dikkate alındığında, vaporizatörün uyarlanabilirliği ve güvenilirliği kritik hale gelir. Sürekli ve güvenilir bir çalışma gerekiyorsa, vaporizatör seçimi, taban yükünün yanı sıra acil tepe tıraşı için de uygun olanları içermelidir, örneğin hızlı başlatma ve kapatmaya izin veren Submerged Combustion Vaporizers (SCV).
3. Çevresel Hususlar:
Alıcı terminali çevreleyen çevresel koşullar öncelikle dış sıcaklıklara (atmosferik ve deniz suyu sıcaklıkları dahil) ve deniz suyunun doğasına ve parametrelerine atıfta bulunur. Örneğin, Açık Raf Buharlaştırıcıları (ORV) seçerken deniz suyundaki katı parçacıkların çapı ve konsantrasyonu, ağır metal iyonlarının varlığı, pH değeri ve deniz suyunun diğer kimyasal özellikleri gibi faktörler dikkate alınmalıdır.
Ekonomik Hususlar
Buharlaştırıcıların yatırım maliyeti, alıcı terminale yapılan genel yatırımın önemli bir bölümünü oluşturur. Buharlaştırıcıları seçerken, sabit yatırım ve işletme maliyetleri arasında kapsamlı bir karşılaştırma yapılmalıdır.
Open Rack Vaporizer (ORV) büyük miktarda deniz suyu kullanır ve deniz suyu için belirli kalite gereksinimleri vardır. Daha yüksek yatırım ve kurulum maliyetlerine sahiptir ancak daha düşük işletme maliyetlerine sahiptir.
İlk yatırım, buharlaştırıcı ekipmanı, deniz suyu alım ve deşarj çıkışlarını destekleyen, deniz suyu boru hatları, deniz suyu pompaları ve deniz suyu arıtma ekipmanı maliyetlerini içerir. İşletme maliyetleri ayrıca ısı transfer yüzeylerine korozyon koruma kaplamalarının yeniden uygulanması için aralık ve masrafları da dikkate almalıdır.
Submerged Combustion Vaporizer (SCV) ile karşılaştırıldığında, ORV deniz suyunu kullanır ve işletme tüketimi esas olarak deniz suyu pompalarının elektrik tüketiminden oluşur. Bu nedenle, avantajı önemli ölçüde daha düşük işletme maliyetlerinde yatmaktadır, iki tip arasındaki işletme maliyeti oranı yaklaşık 1:10'dur.
SCV, genel yatırım ve kurulum maliyetleri, kompakt boyut ve operasyonel esneklik açısından öne çıkıyor. Ancak, SCV'nin ölümcül dezavantajı yüksek işletme maliyetleridir.
Uygun deniz suyu çevre koşullarında, ORV kullanımı açıkça en güvenilir ve maliyet açısından en uygun seçenektir.
Ancak deniz suyu kalitesinin ORV'de kullanılan malzemeler üzerinde ciddi olumsuz etkisi varsa (örneğin deniz suyunda yüksek konsantrasyonda büyük askıda katı maddeler bulunması, ısı transfer yüzeylerindeki korozyon koruma kaplamasını önemli ölçüde etkileyebilir ve hizmet ömrünü kısaltabilir), ORV seçilmemelidir.
Çözüm
Her gazlaştırıcı türünün kendine özgü avantajları ve dezavantajları ve ayrıca onlar için uygun olan belirli çalışma ortamları vardır. LNG alım terminallerindeki çeşitli koşulları ele almak için, ilgili güçlü yanlarını kaldıraçlayabilen ve içsel sınırlamaları telafi edebilen 1-2 tür gazlaştırıcıyı birleştirmek iyi bir seçimdir.
Tipik olarak, gazlaştırıcılar yapılandırılırken, genellikle 1-2 türlerinin bir kombinasyonu gerekir. Şu anda, gazlaştırıcılar seçilirken ORV+SCV yapılandırması tercih edilir.
Açık raf buharlaştırıcı (ORV), büyük işleme kapasiteleri ve düşük işletme maliyetleri olan alıcı terminaller için uygundur. Dalgıç yanma buharlaştırıcı (SCV), nispeten daha yüksek işletme maliyetlerine sahiptir ancak daha düşük ilk yatırım ve güvenilir çalışma gerektirir.
Deniz suyunun yüksek oranda tortu içermesi veya istenilen kimyasal özellikleri karşılamaması durumunda alternatif olarak ara akışkan buharlaştırıcı (AFV) düşünülebilir.
Şu anda Çin'de 22 LNG alım terminali faaliyette olup, kıyı şeridi boyunca 13 tane daha yapım aşamasındadır. LNG alım terminallerinin inşası, ülkemizdeki LNG kaynaklarının ithalatını büyük ölçüde teşvik edecektir.
Gazlaştırıcılar LNG alım terminallerinin vazgeçilmez bir bileşeni olup, gazlaştırıcıların doğru seçimi terminal operasyonlarının emniyetini, güvenilirliğini ve ekonomik yönlerini doğrudan etkiler.
