أساسيات إعادة تغويز LNG للموزعين

إعادة تغويز LNG هي عملية تسخين الغاز الطبيعي المسال المخزن ليعود غازاً بجودة الشبكة. وعلى نطاق التوزيع تتكون معدات إعادة تغويز LNG من سلسلة تضم خزاناً كرايوجينياً ومبخرات تعمل بالهواء المحيط لإضافة الحرارة، ثم التحكم في الضغط ودرجة الحرارة، ثم ضخاً مقيساً إلى شبكة أو مستخدم صناعي.

يشرح هذا التمهيد كل مرحلة بلغة واضحة للموزع الجديد على LNG. فإعادة التغويز ليست معقدة متى اتضح التسلسل، لكن تحديد الأحجام والتحكم هما ما يقرر ثبات الضغط ودرجة الحرارة في الموقع على مدار اليوم. وتتبع الأقسام أدناه مسار الغاز من سائل مخزن إلى تسليم مقيس.

توفر KAF Cryogenics خزان التخزين والمبخرات المحيطية التي تحمل معظم عبء إعادة التغويز، جديدة وفق المواصفة أو مستعملة معتمدة من المخزون، حتى يستطيع الموزع مطابقة السعة مع الطلب لا مع حزمة جاهزة ثابتة.

ما هي إعادة تغويز LNG؟

إعادة تغويز LNG هي تحويل الغاز الطبيعي المسال إلى غاز مرة أخرى بإضافة الحرارة. ويخزن LNG عند درجة حرارة كرايوجينية قريبة من ناقص 162 درجة مئوية، حتى يتسع حجم كبير من الغاز في حجم سائل صغير. ولاستخدامه، يسخن السائل حتى يعود غازاً عند الضغط الذي تحتاجه الشبكة.

وعلى نطاق التوزيع يحدث ذلك في محطة تابعة أو في موقع عميل يغذى بصهاريج برية لا بخط أنابيب. فالمحطة تخزن LNG وتبخره عند الطلب وتتحكم في الضغط ودرجة الحرارة وتقيس الغاز الخارج. وإعادة التغويز هي منتصف هذه السلسلة.

كيف تعمل عملية إعادة التغويز خطوة بخطوة؟

العملية تسلسل قصير ومرتب. وكل مرحلة تهيئ الغاز للمرحلة التالية، وتحديد حجم إحدى المراحل يفرض متطلبات المراحل الأخرى.

• التخزين: يحفظ LNG بارداً في خزان كرايوجيني بعزل تفريغي
• بناء الضغط: يرفع ضغط الخزان ليتدفق السائل إلى المبخر
• التبخير: يضيف مبخر بالهواء المحيط الحرارة ويحول السائل إلى غاز
• التحكم في درجة الحرارة والضغط: يضبط الغاز إلى ظروف الضخ
• القياس والتعطير: يقاس الغاز ويعطر حيثما يطلب ذلك
• الضخ: ينتقل الغاز إلى الشبكة أو إلى المستخدم الصناعي

ما المعدات التي تحتاجها إعادة التغويز على نطاق التوزيع؟

المعدات الأساسية هي خزان تخزين LNG كرايوجيني ومبخر واحد أو أكثر يعمل بالهواء المحيط، تدعمها أنظمة التحكم في الضغط ودرجة الحرارة والقياس والتعطير والسلامة. والخزان والمبخرات هما أكبر البنود وهما اللذان يحددان سعة الموقع.

والمبخرات بالهواء المحيط هي الخيار الشائع على نطاق التوزيع لأنها تسحب الحرارة من الهواء المحيط ولا تحتاج وقوداً ولا تسخيناً كهربائياً. وهي بسيطة في التشغيل، وإن كانت تتجمد أثناء الاستخدام، لذا تركب عادة على التوازي حتى يزيل أحدها الجليد بينما يحمل آخر الحمل.

كيف يعيد المبخر بالهواء المحيط تغويز LNG؟

المبخر بالهواء المحيط مجموعة من الأنابيب المزعنفة. يتدفق LNG البارد داخل الأنابيب بينما يمر الهواء فوق الزعانف، فينقل حرارة تسخن السائل حتى يصير غازاً. ولأن الحرارة تأتي من الهواء، فلا تكلفة وقود تشغيلية للحرارة نفسها.

لماذا يهم الجليد وإزالته

مع تشغيل المبخر تتجمد رطوبة الهواء على الزعانف في صورة جليد، وهو ما يقلل انتقال الحرارة مع الوقت. وتدير المحطة ذلك بتناوب الخدمة بين مبخرات متوازية، فتترك الوحدة المتجمدة تزيل جليدها بينما تحمل وحدة أخرى التدفق. وفي المناخات الباردة، حيث تقل حرارة الهواء ويتسارع التجمد، تزاد سعة التبخير أو تضاف وحدات إضافية.

كيف تحدد أحجام معدات إعادة التغويز؟

يربط تحديد الأحجام التخزين بالطلب والتبخير بتدفق الذروة. فيحدد حجم خزان التخزين من متوسط الطلب اليومي مضروباً في عدد أيام الاستقلالية التي تريدها بين التوريدات، مضافاً إليها هامش لطلب الذروة والاحتياطي. أما المبخرات فتحدد أحجامها وفق تدفق الضخ عند الذروة لا وفق المتوسط، حتى يحافظ الموقع على الضغط في أعلى أيام الطلب.

والتبخر جزء من حساب التخزين. فالخزانات الكرايوجينية الثابتة الحديثة تفقد نحو 0.2 إلى 0.6 بالمئة من محتواها يومياً بالتبخر الساكن، حسب الحجم والعزل. أدخل ذلك في احتياطي التشغيل. وبالنسبة إلى المبخرات، احسب نوع الغاز ودرجة حرارة الهواء المحيط ودورة إزالة الجليد حتى تصمد السعة المصنفة في الظروف الحقيقية.

كيف يتحكم في الضغط ودرجة الحرارة عند الضخ؟

بعد التبخير يجب أن يغادر الغاز عند الضغط الصحيح وعند درجة حرارة تقبلها الشبكة. فمرحلة تنظيم الضغط تخفض الغاز إلى ضغط الضخ وتثبته عنده، بينما تدار درجة الحرارة بالتأكد من أن حجم المبخر يكفي ليخرج الغاز دافئاً بما يلزم لا بارداً.

فالتبخير غير الكافي أو الوحدة المتجمدة قد يجعلان الغاز يغادر شديد البرودة، وهو ما قد لا تتحمله المعدات في المصب. ولهذا يكون تحديد حجم المبخرات وترتيب التشغيل والاحتياط جوهر استقرار الموقع لا تفصيلاً لاحقاً.

ما متطلبات السلامة والشهادات لمعدات إعادة التغويز؟

تشمل السلامة الموقع كله: تنفيس الضغط على الخزان والأنابيب، وكشف الغاز، ونظام إيقاف طارئ، مع تخطيط الموقع والحماية من الحريق وفق الكود المحلي. وعلى مستوى المعدات نفسها، يعتمد كود أوعية الضغط على سوق الوجهة. فـ PED 2014/68/EU ينطبق مع علامة CE في أوروبا، وASME Section VIII هو كود الولايات المتحدة، مع EN 13458 للأوعية الكرايوجينية الثابتة.

كما تتطلب الخدمة عند درجات الحرارة المنخفضة اختبار صدم، أو Charpy V-notch، للمواد لتجنب الكسر الهش تحت نحو ناقص 150 درجة مئوية. وتبني KAF وفق PED وASME وتحمل شهادات ISO 9001 وISO 14001 وISO 3834-2 لجودة اللحام، وتسلم الوثائق مع المعدات.

كيف ينبغي للموزع الجديد أن يخطط للمعدات؟

ابدأ من ملف الطلب وفترة التوريد، وحدد أحجام التخزين والتبخير وفقهما، ثم ضع مواصفات التحكم والقياس والسلامة حولهما. وقرر بين تصنيع جديد وفق المواصفة وخزان مستعمل معتمد من المخزون، موازناً بين مدة التسليم والتاريخ الثابت للمشروع.

فالتصنيع الجديد يستغرق عادة أشهراً، بينما يمكن شحن خزان مستعمل معتمد متوافر في المخزون خلال أسابيع. والوحدات المستعملة المعتمدة تخضع للفحص واختبارات NDT واختباري التفريغ والضغط، وتباع مع ملف وثائق وضمان مكتوب، فيمكن مقارنة وحدة من المخزون بتصنيع جديد على أسس حقيقية.

الأسئلة الشائعة

مقالات ذات صلة

• قائمة معدات محطة LNG الفرعية
• كيف تحدد حجم المبخر الهوائي المحيطي
• تحديد حجم خزان التخزين الكرايوجيني
• شراء خزانات تخزين LNG الجديدة والمستعملة
• خزانات تخزين LNG
• المنتجات الكرايوجينية