Noções Básicas de Regaseificação de GNL para Distribuidores
Como funciona a regaseificação de GNL à escala da distribuição: armazenamento, vaporização atmosférica, controle de pressão e temperatura e envio de gás.
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A regaseificação de GNL é o processo de aquecer gás natural liquefeito armazenado até voltar a gás com qualidade de rede. À escala da distribuição, o equipamento de regaseificação de GNL é uma cadeia composta por tanque criogênico, vaporizadores atmosféricos, controle de pressão e temperatura e envio de gás medido.
Esta introdução explica cada etapa em termos simples para um distribuidor que está começando no GNL. A regaseificação não é complicada assim que a sequência fica clara, mas o dimensionamento e o controle determinam se a instalação mantém pressão e temperatura estáveis ao longo do dia. As seções seguintes acompanham o gás desde o líquido armazenado até à entrega medida.
A KAF Cryogenics fornece o tanque de armazenamento e os vaporizadores atmosféricos que asseguram a maior parte da regaseificação, novos sob especificação ou usados certificados de estoque, para que um distribuidor possa ajustar a capacidade à demanda e não a um pacote fixo.
O que é a regaseificação de GNL?
A regaseificação de GNL é a conversão de gás natural liquefeito novamente em gás através da adição de calor. O GNL é armazenado a temperatura criogênica, perto de menos 162 graus Celsius, para que um grande volume de gás caiba num pequeno volume de líquido. Para o utilizar, o líquido é aquecido até retornar ao estado gasoso à pressão exigida pela rede.
À escala da distribuição, isto acontece numa estação satélite ou numa instalação de cliente abastecida por carreta rodoviária e não por gasoduto. A estação armazena o GNL, vaporiza-o conforme a demanda, controla a pressão e a temperatura e mede o gás à saída. A regaseificação é o centro dessa cadeia.
Como funciona o processo de regaseificação passo a passo?
O processo é uma sequência curta e ordenada. Cada etapa prepara o gás para a seguinte, e o dimensionamento de uma etapa define os requisitos das restantes.
- Armazenamento: o GNL é mantido frio num tanque criogênico com isolamento por vácuo
- Formação de pressão: a pressão do tanque sobe para que o líquido escoe até ao vaporizador
- Vaporização: um vaporizador atmosférico acrescenta calor e transforma o líquido em gás
- Controle de temperatura e pressão: o gás é regulado para as condições de envio
- Medição e odorização: o gás é medido e odorizado quando exigido
- Envio: o gás segue para a rede ou para o usuário industrial
Que equipamento exige a regaseificação à escala da distribuição?
O equipamento essencial é um tanque criogênico de armazenamento de GNL e um ou mais vaporizadores atmosféricos, apoiados por controle de pressão e temperatura, medição, odorização e sistemas de segurança. O tanque e os vaporizadores são os equipamentos maiores e definem a capacidade da instalação.
Os vaporizadores atmosféricos são a escolha habitual à escala da distribuição, porque retiram calor do ar circundante e não exigem combustível nem aquecimento elétrico. São simples de operar, embora acumulem gelo durante a utilização e sejam normalmente instalados em paralelo, para que um possa descongelar enquanto outro assegura a carga.
Como um vaporizador atmosférico regaseifica o GNL?
Um vaporizador atmosférico é um conjunto de tubos aletados. O GNL frio circula pelos tubos enquanto o ar passa sobre as aletas, transferindo calor que aquece o líquido até se tornar gás. Como o calor vem do ar, o vaporizador não tem custo de combustível associado ao próprio aquecimento.
Por que o gelo e a descongelação são importantes
À medida que o vaporizador funciona, a umidade do ar congela nas aletas sob a forma de gelo, o que reduz a transferência de calor ao longo do tempo. A estação gerencia esta situação alternando o serviço entre vaporizadores em paralelo, deixando uma unidade com gelo descongelar enquanto outra assegura o fluxo. Em climas frios, onde o calor ambiente é escasso e a formação de gelo é mais rápida, aumenta-se a capacidade de vaporização ou acrescentam-se mais unidades.
Como se dimensiona o equipamento de regaseificação?
O dimensionamento liga o armazenamento à demanda e a vaporização ao fluxo de pico. O tanque de armazenamento é dimensionado a partir da demanda média diária multiplicada pelos dias de autonomia pretendidos entre entregas, mais uma margem para picos de demanda e reserva. Os vaporizadores são dimensionados para o fluxo de envio de pico e não para a média, para que a instalação mantenha a pressão no dia de maior demanda.
A evaporação faz parte do cálculo do armazenamento. Os tanques criogênicos fixos modernos perdem aproximadamente entre 0,2 e 0,6 por cento do conteúdo por dia por evaporação estática, conforme a dimensão e o isolamento. Inclua esse valor na reserva de trabalho. Nos vaporizadores, considere o tipo de gás, a temperatura ambiente e o ciclo de descongelação, para que a capacidade nominal se confirme em condições reais.
Como se controlam a pressão e a temperatura no envio de gás?
Depois da vaporização, o gás tem de sair à pressão certa e a uma temperatura que a rede aceite. Uma etapa de regulação reduz e mantém o gás à pressão de envio, enquanto a temperatura é gerida assegurando que o vaporizador está dimensionado para que o gás saia suficientemente quente e não ainda frio.
Uma vaporização subdimensionada ou uma unidade coberta de gelo pode deixar sair gás demasiado frio, o que os equipamentos a jusante podem não tolerar. É por isso que o dimensionamento dos vaporizadores e o esquema de serviço e reserva são centrais para uma instalação estável, e não uma questão secundária.
Que requisitos de segurança e certificação se aplicam ao equipamento de regaseificação?
A segurança abrange toda a instalação: alívio de pressão no tanque e na tubulação, detecção de gás e um sistema de parada de emergência, com implantação e proteção contra incêndio segundo a regulamentação local. Quanto ao equipamento, o código de equipamentos sob pressão depende do mercado de destino. A PED 2014/68/EU aplica-se para marcação CE na Europa e a ASME Section VIII é o código dos Estados Unidos, com a EN 13458 para recipientes criogênicos fixos.
O serviço a baixa temperatura exige ainda ensaios de impacto, ou Charpy V notch, dos materiais, para evitar a fratura frágil abaixo de cerca de menos 150 graus Celsius. A KAF fabrica segundo a PED e a ASME e detém a ISO 9001, a ISO 14001 e a ISO 3834-2 para qualidade em soldagem, fornecendo os documentos com o equipamento.
Como deve um novo distribuidor planejar o equipamento?
Comece pelo perfil de demanda e pelo intervalo de entrega, dimensione o armazenamento e a vaporização em função disso e especifique depois o controle, a medição e a segurança em torno destes. Decida entre uma fabricação nova sob especificação e um tanque usado certificado de estoque, pesando o prazo de entrega frente à data fixa do projeto.
A fabricação nova demora habitualmente meses, ao passo que um tanque usado certificado em estoque pode ser expedido em semanas. As unidades usadas certificadas são inspecionadas, submetidas a ensaios não destrutivos e a testes de vácuo e de pressão, e vendidas com dossiê documental e garantia escrita, por isso uma unidade de estoque pode ser comparada com uma fabricação nova em termos reais.
Perguntas frequentes
O que é a regaseificação de GNL?
A regaseificação de GNL é a conversão de gás natural liquefeito novamente em gás com qualidade de rede, através da adição de calor. O GNL é armazenado frio, perto de menos 162 graus Celsius, e depois aquecido num vaporizador até retornar ao estado gasoso à pressão exigida pela rede.
Que equipamento é necessário para regaseificar GNL?
À escala da distribuição são necessários um tanque criogênico de armazenamento de GNL, vaporizadores atmosféricos, controle de pressão e temperatura, medição, odorização e sistemas de segurança. O tanque de armazenamento e os vaporizadores são os equipamentos maiores e definem a capacidade da instalação.
Como funciona um vaporizador atmosférico?
Um vaporizador atmosférico faz passar GNL frio por tubos aletados enquanto o ar circula sobre as aletas, transferindo calor que aquece o líquido até se tornar gás. Não necessita de combustível nem de aquecimento elétrico para a vaporização, mas acumula gelo durante a utilização e exige uma rotação de descongelação.
Como se dimensiona o equipamento de regaseificação?
Dimensione o tanque de armazenamento a partir da demanda média diária multiplicada pelos dias de autonomia entre entregas, mais reserva, e dimensione os vaporizadores para o fluxo de envio de pico e não para a média. Considere a evaporação no armazenamento e o tipo de gás, a temperatura ambiente e a descongelação na vaporização.
Qual é a taxa de evaporação numa instalação de regaseificação?
Os tanques criogênicos fixos modernos perdem aproximadamente entre 0,2 e 0,6 por cento do conteúdo por dia por evaporação estática, conforme a dimensão e o isolamento. Os tanques maiores apresentam uma perda percentual inferior, devido à melhor relação entre área de superfície e volume.
Que certificação precisa o equipamento de regaseificação?
Utilize a PED 2014/68/EU para o mercado europeu ou a ASME Section VIII para o mercado dos Estados Unidos, com a EN 13458 para recipientes criogênicos fixos. O código correto depende do mercado de destino, e os materiais para baixa temperatura exigem ensaios de impacto Charpy.
Posso comprar equipamento de regaseificação usado?
Sim. A KAF fornece tanques de armazenamento e vaporizadores usados certificados de estoque, que podem ser expedidos em semanas, frente aos meses da fabricação nova. Cada unidade é inspecionada, submetida a ensaios não destrutivos e a testes de vácuo e de pressão, e vendida com dossiê documental e garantia escrita.
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