Buharlaşma Gazı (BOG) Ölçüm Sistemleri

Buharlaşma gazı (BOG), LNG depolama tanklarında ve transfer hatlarında çevreden gelen ısı nedeniyle sürekli oluşan gazdır. Bu gaz tankta birikirse basınç yükselir; bu yüzden çekilir ve kompresörle geri alınır, yeniden yoğuşturulur, yakıt olarak kullanılır, şebekeye verilir ya da son çare olarak fakele gönderilir. BOG ölçümü, bu yolların her birinden ne kadar gaz geçtiğini göstererek tank basıncının yönetimini, terminal enerji dengesini ve kayıpların izlenmesini mümkün kılar. Ölçülen akışkan sıvı LNG değil, düşük basınçlı ve çoğu zaman soğuk bir gazdır; bu da sayaç seçimini sıvı LNG ölçümünden tamamen ayırır.

Bu sayfa sürekli oluşan BOG'un ölçümüne odaklanır. Tanker dolumu sırasında yer değiştiren buharın hat tasarımı ve basınç dengesi LNG Buhar Dönüş Sistemleri sayfasında, gaz ölçüm istasyonlarının genel yapısı ise Doğalgaz Ölçüm İstasyonları sayfasında anlatılmıştır.

BOG hangi kaynaklardan oluşur?

LNG atmosfer basıncında tipik olarak yaklaşık −162 °C'de kaynar ve kendisinden sıcak her yüzeyle temas ettiği noktada buharlaşır. Terminalde BOG'u besleyen başlıca kaynaklar şunlardır:

·         Isı girişi: Tank yalıtımından, borulardan ve vanalardan sürekli giren ısı; beklemede bile BOG oluşmasının temel nedeni.

·         Transfer sırasında yer değiştirme: Tanker veya gemi dolumunda geri dönen buhar ile boşaltımda depolama tankında yer değiştiren gaz.

·         Soğutma işlemleri: Sıcak hat, kol veya tankerin LNG ile ilk temasında oluşan ani buharlaşma.

·         Proses kaynaklı enerji girişi: Pompalar ve sirkülasyon devreleriyle sisteme eklenen ısı ile basınç düşümlerinde oluşan ani buharlaşma (flaşlama).

Bu kaynakların ilki süreklidir, diğerleri ise operasyona bağlı dalgalanmalar yaratır. Sonuç olarak BOG debisi, tanker dolumu olmayan bir gecede düşük ve kararlı, yoğun transfer saatlerinde ise belirgin biçimde yüksek olabilir. Ölçüm sisteminin asıl zorluğu bu geniş aralıktır.

BOG nereye gider, ölçüm neden gerekir?

Bir regazifikasyon terminalinde BOG genellikle kompresörle sıkıştırılıp bir yoğuşturucuda yeniden sıvılaştırılır; alternatif olarak bir akış ölçer üzerinden fakele gönderilebilir. Küçük ölçekli tesislerde yakıt olarak kullanım veya doğrudan gaz tüketicisine verme seçenekleri öne çıkar. Her yolun ölçüm ihtiyacı farklıdır:

LNG ticari teslimine ilişkin bir sektör el kitabı, transfer edilen enerjinin hesabında karşı tarafa dönen gazın ve transfer sırasında yakıt olarak kullanılan LNG veya BOG'un dikkate alındığını belirtir. Bu nedenle BOG ölçümü yalnızca bir işletme göstergesi değildir; terminalin enerji dengesinde açıklanamayan farkları azaltan bir veri kaynağıdır.

BOG ölçümünü zorlaştıran özellikler

Tanka yakın noktada BOG, tank basıncına yakın düşük bir basınçtadır; bu nedenle ölçüm elemanının yaratacağı basınç kaybı küçük tutulmalıdır. Gaz tanktan çıktığı noktada çok soğuktur ve boru boyunca ısınır; ölçüm noktasındaki sıcaklık, sayaç gövdesinin ve transmitterlerin sıcaklık sınıfını belirler. Debi, bekleme ile transfer arasında geniş bir aralıkta değişir. Bunlara ek olarak BOG'un bileşimi sıvı LNG'den farklı olabilir: azot ve metan gibi hafif bileşenler buhar fazına daha kolay geçer. Bileşim değiştikçe gazın yoğunluğu ve ısıl değeri de değişir.

Soğuk gazın yoğunluğu ve diğer özellikleri, geniş sıcaklık ve basınç aralıklarını kapsayan hesaplama yöntemleriyle bulunur. Isıl değer ise bileşimden hesaplanır; bileşimin nasıl belirleneceği, yani sabit bir değer mi yoksa gaz kromatografıyla çevrim içi analiz mi kullanılacağı, ölçümün amacına göre seçilir.

Teknoloji ve ölçüm noktası seçiminde kriterler

Tek bir sayaç tipi bütün BOG noktaları için uygun değildir. Ultrasonik gaz sayaçları düşük basınç kaybı ve geniş ölçüm aralığıyla öne çıkar; bu sayaçlara ilişkin standartlar tek fazlı, homojen gaz akışını esas alır. Fakel hattı gibi sıfıra yakın ve çok değişken akışlarda farklı ölçüm prensipleri de değerlendirilir. Seçim; basınç, sıcaklık, debi aralığı ve ölçüm amacı birlikte ele alınarak yapılmalıdır.

Proses ölçümü mü, ticari ölçüm mü?

Terminal içi BOG ölçümlerinin çoğu proses kontrolü ve enerji dengesi amaçlıdır. BOG bir müşteriye veya başka bir tesise veriliyorsa ölçüm ticari nitelik kazanabilir ve hangi yasal metroloji çerçevesinin uygulanacağı ayrıca değerlendirilir. Örneğin gaz yakıt ölçüm sistemlerine ilişkin OIML R 140, debi sınırının yanı sıra mutlak işletme basıncı 2 bar ve üzerindeki sistemleri kapsar; tank basıncına yakın bir BOG hattı bu kapsamın dışında kalabilirken kompresör sonrasındaki bir teslim noktası kapsama girebilir. Uygulanacak çerçeve, ölçüm noktasının koşullarına, ülke mevzuatına ve sözleşmeye göre belirlenir.

Kontrol sistemiyle bağlantı

BOG debisi tek başına anlamlı bir veri değildir; tank basıncı, kompresör kapasite kontrolü, yoğuşturucuya giden LNG miktarı ve fakel vanasının konumuyla birlikte değerlendirildiğinde işletmeye yön verir. Bu verilerin PLC veya SCADA üzerinde aynı zaman tabanında kaydedilmesi, transfer operasyonlarının BOG yükü üzerindeki etkisini ve fakele giden miktarın nedenini sonradan analiz etmeyi kolaylaştırır.

TLY Enerji'nin BOG ölçümündeki rolü

TLY Enerji, BOG ölçüm noktalarında proses koşullarının değerlendirilmesi ve uygun ölçüm teknolojisinin belirlenmesiyle başlayan mühendislik desteği sunar. Proje kapsamına göre akış ölçer, basınç ve sıcaklık transmitteri ile proses gaz kromatografı tedariki, montaj ve devreye alma, PLC ve SCADA üzerinden izleme ve raporlama bu desteğin parçası olabilir. Tedarik sınırı her projede teknik şartname üzerinden netleştirilir.

BOG ölçüm noktası için hazırlanması gereken veriler

·         Ölçülecek BOG yolu: kompresör emişi, yakıt hattı, şebeke teslimi veya fakel

·         Bekleme ve transfer dönemleri için beklenen minimum ve maksimum debi

·         Ölçüm noktasındaki basınç ve sıcaklık aralığı, izin verilen basınç kaybı

·         Gaz bileşimi bilgisi veya bileşimin değişkenliği hakkında veriler

·         Ölçümün amacı: kontrol, enerji dengesi, emisyon raporlama veya ticari paylaşım

·         Mevcut hat çapı, düz boru imkânı ve tehlikeli alan sınıflandırması

·         Kontrol sistemine aktarılacak veriler ve kayıt gereksinimleri

İlgili sayfalar

·         LNG buhar dönüş sistemleri: Dolum sırasında yer değiştiren buharın BOG sistemine taşınması ve basınç dengesi.

·         LNG ticari teslim ölçüm sistemleri: Enerji bazlı ticari hesapta dönen gaz ve BOG'un yeri.

·         LNG send-out ölçüm sistemleri: Şebekeye verilen gazın ölçümü ve terminal enerji dengesi.

·         Yakıt gazı şartlandırma ve ölçüm skidleri: BOG yakıt olarak kullanıldığında şartlandırma ve tüketim ölçümü.

·         Doğalgaz kalite ölçüm ve analiz sistemleri: Bileşim ve ısıl değerin çevrim içi belirlenmesi.

BOG ölçümüyle ilgili sık sorulan sorular

BOG ile buhar dönüşü aynı şey midir?

Hayır. BOG, depolama ve transfer sırasında ısı girişi nedeniyle sürekli oluşan gazın genel adıdır ve kompresör, yoğuşturucu, yakıt kullanımı veya fakel üzerinden yönetilir. Buhar dönüşü ise dolum sırasında tankerde yer değiştiren buharı ayrı bir hatla depolama tarafına geri taşıyan kapalı bir bağlantıdır. Dönen buhar tesis tarafına ulaştığında BOG sisteminin yüküne eklenir; bu yüzden iki sistem birlikte tasarlanır ama aynı işlevi görmez.

BOG, sıvı LNG sayacıyla ölçülebilir mi?

Hayır. Sıvı LNG sayaçları tek fazlı sıvı akışı için seçilir ve ürünün sayaçta sıvı kalması beklenir. BOG ise gaz fazındadır ve gaz ölçüm prensipleriyle ölçülür. Aynı hatta sıvı ve gazın birlikte bulunması her iki ölçümü de bozar. Bu nedenle sıvı transfer hattı ile BOG hattı ayrı ölçüm noktaları olarak ele alınır ve her biri kendi koşullarına göre tasarlanır.

BOG ölçüm noktası kompresörden önce mi sonra mı olmalı?

İkisinin de avantajı vardır. Kompresör öncesinde gaz tank basıncına yakın ve soğuktur; ölçüm tank kaynaklı toplam BOG'u gösterir ancak basınç kaybı ve düşük sıcaklık sayaç seçimini sınırlar. Kompresör sonrasında basınç daha yüksek ve sıcaklık daha kararlıdır, fakat fakele veya başka yollara ayrılan gaz bu noktadan geçmeyebilir. Karar, ölçümün hangi soruya yanıt vereceğine göre verilir.

BOG için gaz kromatografı gerekli midir?

Her zaman gerekli değildir. Ölçüm yalnızca kompresör kontrolü veya basınç yönetimi içinse hacim ya da kütle debisi yeterli olabilir. BOG enerji dengesine giriyor, yakıt olarak faturalanıyor veya başka bir tarafa veriliyorsa, bileşim ve ısıl değerin nasıl belirleneceği önem kazanır. BOG bileşimi sıvı LNG'den farklı olabileceği için sıvı analizinin sonucunu BOG'a uygulamak her durumda doğru olmayabilir.

Küçük ölçekli uydu LNG tesislerinde BOG ölçümü gerekir mi?

Gereklilik, BOG'un nasıl değerlendirildiğine bağlıdır. BOG tesisin kendi tüketimine veriliyorsa bu tüketimin ayrıca ölçülmesi istenebilir. Havalandırma veya fakele gönderilen miktarlar emisyon ve kayıp takibi açısından izlenebilir. Ölçüm yapılmıyorsa tank basıncı ve stok değişimi üzerinden dolaylı tahmin yapılır; ancak bu yöntem kısa süreli dalgalanmaları göstermez. Yerel mevzuat ve işletme hedefleri kararı belirler.