LNG Dolum ve Boşaltım Skidleri

Ön montajlı bir LNG dolum ve boşaltım skidi, depolama tankı ile kara tankeri arasındaki kriyojenik transferin sıvı hattını, buhar dönüş bağlantısını, soğutma (cool-down) devresini, acil kapama vanalarını ve bu hatları izleyen enstrümanları tek bir taşıyıcı şase üzerinde toplar. Skidin gerçek değeri, bu ekipmanların sahada tek tek kurulması yerine önceden bir araya getirilmesi ve sahadaki bağlantı noktalarının açıkça tanımlanmasıdır. Bu nedenle bir LNG skidi değerlendirilirken ilk soru, hangi işlevlerin şasenin üzerinde, hangilerinin tesis tarafında kalacağıdır.

Pompa, sayaç, kontrol vanası ve dolum kolundan oluşan genel dolum zinciri Tanker Dolum Sistemleri sayfasında anlatılmıştır. Bu sayfa, o zincirin LNG'nin kriyojenik doğası nedeniyle nasıl paketlendiğine ve skidin saha arayüzlerine odaklanır. Dolum prosesinin adımları LNG tanker dolum sayfasında, basınçla veya pompayla boşaltım kararı ise LNG tanker boşaltım sayfasında ele alınır.

LNG skidini sıradan bir sıvı transfer skidinden ayıran nedir?

Sıvılaştırılmış doğalgaz (LNG), bileşimine bağlı olarak atmosfer basıncında tipik olarak yaklaşık −162 °C'de kaynar. Daha sıcak bir yüzeyle temas ettiği her noktada buharlaşmaya başlar. Bu tek özellik skid tasarımının neredeyse her kararını etkiler: borular ve vanalar ortam sıcaklığından kriyojenik sıcaklığa kadar tekrar tekrar soğuyup ısınır, ısıl büzülme boru desteklerinde ve flanşlarda hesaba katılır, yalıtım hem ısı girişini hem de dış yüzeyde buzlanmayı sınırlamak için gerekir. Skid üzerinde kapalı kalabilecek her sıvı cebi, ısındığında basınç yükselmesi riski taşır.

Ölçüm tarafında da durum farklıdır. Sayaçlar tek fazlı akışta sağlıklı çalışır; LNG hattında ise soğuma tamamlanmadan önce sıvı ile buhar birlikte akar. Hattın önceden soğutulması ve ölçüm hattı boyunca güvenilir ısı yalıtımı, iki fazlı akışı ölçümden uzak tutmanın başlıca yollarıdır.

Skid üzerinde toplanan işlev grupları

Soğutma devresi ve teslim miktarının korunması

Transfer başlamadan önce skid üzerindeki hatlar LNG sıcaklığına yaklaştırılır. Bu aşamada oluşan buhar ve sıcak borudan geçen ilk akış, hem pompanın hem de sayacın çalışmasını bozabilir. Yasal metroloji belgesi OIML R 117-1:2019, LNG ölçüm sistemlerinde ürünün sayaçta sıvı kalmasını ve miktarın kütle olarak gösterilmesini ister; sayacın akış aşağısında, akış göstergesi bulunan bir sirkülasyon veya soğutma devresine izin verir. Skid tasarımında bu, soğutma hattının nereden ayrılacağı ve soğutma sırasında geçen ürünün teslim edilen miktara nasıl karışmayacağı sorusuna dönüşür. Kriyojenik sayaç seçimi ve sıfır ayarı gibi konular Kriyojenik Ölçüm Skidleri sayfasındadır.

Skide sayaç konulup konulmayacağı ayrı bir karardır. LNG ticari teslim uygulamalarına yönelik bir sektör el kitabı, kara tankerine yüklenen LNG kütlesinin genellikle kantarda dolu ve boş tartımla belirlendiğini, Coriolis ve ultrasonik sayaçlarla dinamik ölçümün küçük ölçekli uygulamalarda giderek yaygınlaştığını belirtir. Kriyojenik servis için sayaç üreticileri özel sensör seçenekleri sunar; ancak veri sayfasındaki doğruluk sayacın kendisine aittir, soğutma, yalıtım ve hesaplama katkılarını içeren sistem belirsizliğini göstermez.

Azot, tahliye ve emniyet vanası çıkışları

Kriyojenik hortum veya kol tankere bağlanmadan önce içindeki havanın, transfer bittikten sonra ise içinde kalan LNG ve gazın uzaklaştırılması gerekir. Bu işlemler için skide genellikle azot besleme ve tahliye bağlantıları eklenir; hangi yöntemin kullanılacağı işletmenin prosedürüne ve tesisin azot altyapısına bağlıdır. Emniyet vanalarının çıkışları ve tahliye noktaları, tesisin havalandırma, fakel veya BOG başlığından hangisine bağlanacaksa ona göre borulanır. Kaynama sıcaklığındaki LNG buharı ilk anda havadan ağırdır ve ısındıkça yükselir; bu nedenle tahliye noktalarının yeri ve yönü yerleşim çalışmasında ayrıca değerlendirilir.

Saha bağlantıları ve tedarik sınırı

Karada kurulan büyük LNG tesislerinin tasarımını ele alan EN 1473, tesis sınırlarını tanımlarken kara tankeri ve vagon dolum ve boşaltım bağlantılarını buhar dönüşleriyle birlikte sayar. Depolama kapasitesi 5 t ile 200 t arasındaki küçük tesisler ise EN 13645 kapsamındadır. Skid ölçeğinde aynı mantık, her arayüzün kimin sorumluluğunda olduğunu yazılı hale getirmek demektir. Tipik saha bağlantıları şunlardır:

·         Depolama tankından veya pompa çıkışından gelen sıvı hattı

·         Depolama tankının buhar boşluğuna ya da BOG başlığına giden dönüş hattı

·         Azot besleme hattı ile havalandırma veya fakel başlığı

·         Pnömatik vanalar için enstrüman havası ve elektrik beslemesi

·         Terminal acil durdurma sistemi, gaz ve düşük sıcaklık dedektörleriyle sinyal arayüzü

·         Topraklama, tanker konum ve bağlantı izinleri

·         Kantar, terminal otomasyonu veya SCADA ile veri alışverişi

Tedarik sınırı çizilirken şu sorular netleşmelidir: dolum kolu veya hortum skidin parçası mı, pompa skid üzerinde mi yoksa tank içinde mi, saha borulamasının yalıtımını kim yapacak ve skid hangi boyutta tek parça taşınabilir. Bu cevaplar, sahada yapılacak kriyojenik kaynak ve yalıtım işinin miktarını doğrudan belirler.

Uygunluk değerlendirmesinde skidin bütünü

Skid üzerindeki bir sayacın, vananın veya transmitterin kendi onayı, bütün skidin uygunluğunu tek başına göstermez. Avrupa'daki ATEX uygulama kılavuzu, ekipmanları işlevsel bir bütün halinde birleştiren tarafın bu montajın üreticisi sayıldığını ve birleşimden doğan ek tutuşma tehlikelerini değerlendirmesi gerektiğini açıklar. Tehlikeli alan sınıflandırması, emniyet fonksiyonlarının risk değerlendirmesiyle belirlenmesi ve basınçlı ekipman gereksinimleri de proje şartnamesi ve geçerli mevzuata göre ele alınır. Deniz transferi için geliştirilen belgeler kara tankeri skidine doğrudan uygulanmaz: örneğin deniz transfer kolları için eski EN 1474-1 geri çekilmiş, yerini EN ISO 16904 almıştır ve bu belge gemi–kıyı arayüzü içindir.

TLY Enerji'nin bu projelerdeki katkısı

TLY Enerji, LNG tanker dolum ve boşaltım tesisleri için sistem tasarımı, enstrüman, vana ve pompa tedariki, mühendislik, montaj, devreye alma ve bakım hizmetleri sunar. Skid projelerinde bu, proses verilerinden hareketle ekipman seçimini, soğutma ve ESD sekanslarının kontrol sistemine aktarılmasını, sahada montaj ve devreye almayı kapsayabilir. Skidin imalatını kimin yapacağı ve tedarik sınırı her projede teknik şartname üzerinden birlikte belirlenir.

Skid teklifi için netleştirilmesi gerekenler

·         Skidin görevi: yalnız dolum, yalnız boşaltım veya her ikisi; aynı anda kaç tanker bağlanacağı

·         Depolama tankının tipi, işletme basıncı ve toplam LNG kapasitesi

·         Hizmet verilecek tanker tipleri, bağlantı ölçüleri, hortum mu kol mu kullanılacağı

·         Hedef transfer süresi ve pompanın konumu

·         Miktarın kantarla mı, sayaçla mı, yoksa ikisiyle mi belirleneceği

·         Dönen buharın bağlanacağı nokta ve mevcut BOG sisteminin kapasitesi

·         Azot, enstrüman havası, enerji ve acil durdurma arayüzleri

·         Tehlikeli alan sınıflandırması, yerleşim ve nakliye kısıtları

İlgili sayfalar

·         LNG tanker dolum sistemleri: Skidin içinde çalıştığı dolum prosesi ve kriyojenik şartların sürece etkisi.

·         LNG tanker boşaltım sistemleri: Basınçla veya pompayla boşaltım kararının skid düzenine etkisi.

·         Kriyojenik ESD ve emniyet sistemleri: Skid üzerindeki acil kapama vanalarının bağlı olduğu emniyet katmanları.

·         Kriyojenik ölçüm skidleri: Skide sayaç eklendiğinde ölçüm hattının tasarımı.

·         Tanker dolum sistemlerinin genel yapısı: Akışkandan bağımsız dolum zinciri ve bileşenleri.

LNG skidleri hakkında sık sorulan sorular

Aynı skid hem dolum hem boşaltım için kullanılabilir mi?

Vana düzeni akış yönünü değiştirecek şekilde tasarlanırsa kullanılabilir. Ancak boşaltımın tanker basıncı artırılarak mı yoksa pompayla mı yapılacağı hat düzenini, buhar bağlantılarının yönünü ve kontrol sekansını değiştirir. Skide sayaç konulacaksa, sayacın iki yönde ölçüm yapıp yapmayacağı ve soğutma devresinin her iki çalışma şeklinde nasıl kullanılacağı da baştan tanımlanmalıdır.

LNG skidinde sayaç bulunması zorunlu mu?

Zorunlu değildir. Kara tankerlerinde teslim edilen LNG kütlesi yaygın olarak kantarda dolu ve boş tartımla belirlenir. Sayaç; dolum sırasında miktarın anlık izlenmesi, otomatik durdurma veya sözleşmenin dinamik ölçümü öngörmesi halinde eklenir. Sayaç eklendiğinde ürünün ölçüm sırasında sıvı kalması, soğutma akışının teslim miktarından ayrılması ve dönen buharın nasıl hesaba katılacağı tasarıma dahil edilmelidir.

Soğutma devresi neden skidin standart parçası sayılır?

Sıcak bir hattan geçen LNG hızla buharlaşır ve hat soğuyana kadar sıvı ile gaz birlikte akar. Bu durum pompada çalışma sorunlarına, sayaçta hatalı okumaya ve ani basınç dalgalanmalarına yol açabilir. Soğutma devresi hattın kontrollü biçimde LNG sıcaklığına getirilmesini sağlar ve oluşan buharın uygun bir başlığa gönderilmesine imkân verir. Bu nedenle kriyojenik transfer skidlerinde soğutma, isteğe bağlı bir ek değil temel bir işlevdir.

EN 1474 standardı kara tankeri skidleri için kullanılabilir mi?

EN 1474 serisi deniz transfer sistemleri içindir. Transfer kollarını ele alan EN 1474-1 geri çekilmiş ve yerini EN ISO 16904 almıştır; bu belge kıyı terminallerindeki deniz transfer kollarının tasarımını ve testini kapsar. Transfer hortumlarına ilişkin EN 1474-2 de deniz uygulamasına yöneliktir. Kara tankeri skidlerinde karada kurulu LNG tesislerine ilişkin belgeler, proje şartnamesi ve geçerli mevzuat esas alınır.