LNG Tanker Boşaltım Sistemleri

LNG tankeri depolama tankına iki temel yolla boşaltılır: tankerin kendi basınç artırma düzeniyle buhar fazının basıncı yükseltilerek sıvı karşı tanka itilir ya da sıvı bir kriyojenik pompayla aktarılır. Pek çok tesiste bu iki yöntem birlikte, kontrollü biçimde kullanılır. Hangisinin seçileceği; tankerin donanımına, alıcı tankın tasarım basıncına ve o anki basıncına, boşaltım süresi beklentisine ve boşaltım sonunda ortaya çıkan buharın nasıl yönetileceğine bağlıdır.

Akışkandan bağımsız boşaltım mantığı, yani emme tarafı ve miktar doğrulaması, tanker boşaltım sistemleri sayfasında anlatılmıştır. Burada LNG'ye özgü karar noktaları ele alınır.

LNG tankerleri nerelere boşaltılır?

Kara tankeriyle taşınan LNG genellikle boru hattı gazına erişimi olmayan tüketim noktalarına ulaşır: sanayi tesislerinin uydu LNG depoları (satellite), LNG yakıt istasyonları, geçici veya uzak sahalar. Bu tesislerin önemli bir kısmı küçük ölçeklidir. Avrupa'da depolama kapasitesi 5 t ile 200 t arasındaki kara üstü LNG tesislerinin tasarımı EN 13645 başlıklı ayrı bir standardın kapsamındadır; daha büyük tesisler EN 1473 kapsamına girer. Boşaltım sisteminin kapasitesi ve otomasyon düzeyi de genellikle bu küçük ölçeğe göre belirlenir.

Basınç artırma ile boşaltım

LNG kara tankerlerinin bir kısmı, pompasız boşaltım için tasarlanmış basınç artırma serpantinleri (pressure build-up, PBU) ile donatılır. Tankerin altından alınan bir miktar sıvı bu serpantinde buharlaştırılıp tankın üst kısmına verilir; buhar fazının basıncı yükselir ve sıvı, basınç farkıyla alıcı tanka akar. Yöntemin başlıca avantajı basitliğidir: alıcı tarafta pompa, pompa soğutması ve pompa bakımı gerekmez.

Sınırları da aynı fiziğe dayanır. Akış, tanker ile alıcı tank arasındaki basınç farkı kadar sürer; alıcı tank dolarken basıncı yükseldikçe fark azalır ve boşaltım yavaşlar. Tankerde basınç yükseltmek için buharlaştırılan sıvı, kalan LNG'yi de ısıtır; boşaltım sonunda tanker yüksek basınçta ve buharla dolu kalır. Hakemli bir modelleme çalışması, tanker kamyonundan LNG istasyonuna altı farklı boşaltım yöntemini karşılaştırmış ve yalnızca basınç artırma ile yapılan aktarımın, incelenen durumlarda yüksek metan salımına yol açabildiğini göstermiştir.

Pompa ile boşaltım

Pompa kullanıldığında sıvı, basınç farkına bağlı kalmadan alıcı tanka basılır. Kriyojenik pompa alıcı tesiste, bir boşaltım skidi üzerinde ya da bazı mobil depolama çözümlerinde olduğu gibi alıcı ünitenin şasisinde bulunabilir. Pompanın sağlıklı çalışması için emişte kaynamaya yakın olmayan, yeterince soğuk sıvı bulunmalı; pompa ve emme hattı işletmeden önce soğutulmalıdır. Aynı modelleme çalışması, pompa ile kontrollü bir basınç artırmanın birlikte kullanıldığı aktarımın metan tahliyesi riskini en aza indirdiğini bildirir.

Pompa, boşaltım süresini alıcı tank basıncından bağımsız hale getirir; buna karşılık ek bir dönen ekipman, soğutma prosedürü ve elektrik altyapısı demektir. Karar, günlük tanker sayısı, izin verilen boşaltım süresi ve tesisin buhar tahliyesine yaklaşımı birlikte değerlendirilerek verilir.

Boşaltım yöntemlerinin karşılaştırması

Alıcı tankın basıncı ve buhar yönetimi

Boşaltımda sınırlayıcı ekipman çoğu zaman tankerden çok alıcı tanktır. Tanka giren sıvı, buhar fazını sıkıştırır ve tank basıncı yükselir; tankın tasarım basıncına yaklaşılması boşaltımı durdurur ya da emniyet vanasından tahliyeye yol açabilir. Bazı depolama tanklarında üstten ve alttan dolum hatları birlikte bulunur: üstten verilen soğuk sıvı buhar fazını soğutarak basıncı düşürme eğilimindedir, alttan dolum ise buharı sıkıştırır. İşletmeci bu iki hattı tank basıncına göre kullanır.

Tanker ile alıcı tankın buhar fazlarını birleştiren bir dengeleme hattı basınç farkını azaltabilir; ancak bu hat basınçla boşaltımın itici gücünü de azaltır ve ölçüm yapılıyorsa ticari hesaba etki eder. Boşaltım sırasında ve sonrasında oluşan buharın yakıt olarak kullanılması, sıkıştırılması veya yakılması gibi seçenekler BOG yönetimi kapsamındadır.

Teslim alınan miktar nasıl belirlenir?

Kara tankeriyle yapılan LNG teslimatlarında ticari miktar çoğu zaman dolum terminalinde, kantarla tartımla belirlenir ve dolum belgesiyle gelir. Alıcı tesis bu miktarı depolama tankı seviye ve basınç kayıtlarıyla karşılaştırarak operasyonel mutabakat yapar. Tankerde kalan sıvı ve buhar ile boşaltım sırasında tahliye edilen gaz, dolan ve teslim alınan miktar arasında fark yaratabilir; bu farkın nasıl ele alınacağı tedarik sözleşmesinde tanımlanmalıdır.

Boşaltım noktasında sayaçla ölçüm yapılacaksa, OIML R 117-1:2019'un LNG ölçüm sistemlerine ilişkin gereklilikleri burada da yol göstericidir: sayaçtaki ürün ölçüm boyunca sıvı kalmalı, miktar kütle olarak gösterilmeli ve tanker ile tank arasında bir buhar bağlantısı varsa dönen buhar ölçülüp düşülmelidir. Kriyojenik sayaç skidinin tasarımı ayrı bir sayfada ele alınmıştır.

Bağlantı, ayırma ve güvenli bitiş

Boşaltım hortumları kriyojenik esnek hortumlara özgü standartlara göre seçilir. İşlem bitiminde hortum ve bağlantı hattındaki sıvı güvenli biçimde boşaltılmadan ve hat temizlenmeden ayırma yapılmamalıdır; iki kapalı vana arasında kalan LNG ısındıkça basınç oluşturacağı için bu bölümlerin boşaltılması ve basınç tahliyesi tasarımda öngörülmelidir. Azot ile temizleme ve inertleme arayüzleri, acil durdurma (ESD) ve acil ayrılma düzeni ilgili skid ve emniyet sayfalarında ayrıntılandırılmıştır.

TLY Enerji'nin boşaltım projelerindeki katkısı

TLY Enerji, LNG tanker boşaltım tesisleri için sistem tasarımı, pompa, vana ve enstrüman tedariki, mühendislik, montaj, devreye alma ve bakım hizmetleri sunar. Proje kapsamına göre alıcı tank basıncı ve seviyesinin izlenmesi, boşaltım hattındaki sıcaklık ve basınç ölçümleri, pompa koruma kilitlemeleri ve PLC tabanlı kontrol bu kapsamda yer alabilir. Mevcut tank, buharlaştırıcı ve BOG ekipmanıyla arayüzler proje başında netleştirilir.

Boşaltım sistemi için paylaşılması gereken bilgiler

·         Alıcı tankın hacmi, tasarım basıncı ve normal işletme basıncı

·         Gelen tankerlerin basınç artırma donanımı ve bağlantı düzeni

·         Hedef boşaltım süresi ve aylık teslimat sıklığı

·         Pompa kullanımına ilişkin tercih ve mevcut elektrik altyapısı

·         Tanktaki üstten ve alttan dolum hatlarının durumu

·         Buhar tahliyesi ve BOG kullanımına ilişkin tesis politikası

·         Teslim alınan miktarın nasıl doğrulanacağı: dolum belgesi, tank ölçümü veya sayaç

İlgili sayfalar

·         Tanker boşaltım sistemleri: Emme tarafı ve teslim alınan miktarın doğrulanmasına genel bakış.

·         LNG dolum ve boşaltım skidleri: Pompa, vana ve bağlantıların ön montajlı skid olarak tedariki.

·         Buharlaşma gazı (BOG) ölçüm sistemleri: Boşaltım sırasında ve sonrasında oluşan buharın ölçümü ve yönlendirilmesi.

·         LNG buhar dönüş sistemleri: Tanker ile tank arasındaki buhar dengeleme hattının etkileri.

·         LNG tanker dolum sistemleri: Teslim miktarının belirlendiği dolum tarafındaki süreç.

LNG boşaltımı hakkında sık sorulan sorular

Basınçla boşaltım mı pompayla boşaltım mı daha uygundur?

Tek bir doğru yanıt yoktur. Basınç artırma ile boşaltım basittir ve alıcı tarafta pompa gerektirmez; ancak alıcı tank basıncı yükseldikçe yavaşlar ve tankeri yüksek basınçta bırakır. Pompa süreyi kısaltır ve basınç yönetimini kolaylaştırır, fakat soğutma ve bakım gerektiren ek bir ekipmandır. Teslimat sıklığı, tank tasarım basıncı ve buhar tahliyesi politikası birlikte değerlendirilmelidir.

Boşaltım sırasında alıcı tankın basıncı neden yükselir?

Tanka giren sıvı, tanktaki buhar fazını sıkıştırır; ayrıca hat ve bağlantılardan gelen ısı bir miktar buharlaşmaya yol açar. Basınç tankın tasarım sınırına yaklaşırsa boşaltım durdurulmalı veya buhar kontrollü biçimde yönetilmelidir. Tanktaki üstten dolum hattı, buhar fazını soğutarak bu artışı sınırlamaya yardımcı olabilir.

Tankerden gelen LNG miktarı boşaltımda yeniden ölçülmeli mi?

Zorunlu değildir. Ticari miktar çoğu zaman dolum terminalinde kantarla belirlenir ve dolum belgesiyle gelir. Alıcı tesis, depolama tankı seviye kayıtlarıyla operasyonel mutabakat yapar. Sözleşme boşaltım noktasında ölçüm öngörüyorsa, sayaçta sıvının tek fazda kalması ve varsa buhar bağlantısından dönen miktarın düşülmesi gerekir.

Boşaltım bitince hortum neden hemen ayrılmaz?

Hortum ve bağlantı hattında kalan LNG ısındıkça buharlaşır ve kapalı bir bölümde basınç oluşturur. Ayırmadan önce hattaki sıvının güvenli şekilde boşaltılması, gerekiyorsa hattın temizlenmesi ve basıncın tahliye edilmesi gerekir. Bu adımlar hem personel güvenliği hem de gaz salımının önlenmesi açısından boşaltım prosedürünün parçasıdır.