NGL Dolum ve Boşaltım Skidleri

Bir NGL dolum veya boşaltım skidinin tasarım basıncı, taşınacak karışımların en uçucu olanının, sahada karşılaşılabilecek en yüksek sıcaklıktaki buhar basıncından ve bu basınca eklenen pompa, kompresör ve termal genleşme etkilerinden türetilir; emniyet donanımı da bu basınç zarfını ve olası sızıntı senaryolarını karşılayacak şekilde katmanlandırılır. LPG'de ürün tanımı görece dar olduğundan tasarım esası daha kolay sabitlenir. NGL'de ise aynı skidden etan oranı farklı karışımlar geçebileceği için tasarım girdisi tek bir ürün değil, bir bileşim aralığıdır.

Skid (ön montajlı taşıyıcı şase üzerinde sistem); sıvı ve buhar hatlarını, vanaları, emniyet elemanlarını, dolum kolu veya hortum bağlantılarını ve yerel kontrol panosunu tek bir paket halinde toplar. Dolum zincirinin genel akışı tanker dolum sistemleri sayfasında, NGL'de dolum ve boşaltım operasyonunun kendisi ise ilgili NGL sayfalarında anlatılmıştır. Bu sayfa paketin basınç esasına, emniyet katmanlarına ve tesisle arayüzüne odaklanır.

Tasarım basıncı neden tek bir üründen türetilmez?

Doğalgaz sıvıları, atmosfer basıncında gaz olan ve ancak basınç altında sıvı kalan hidrokarbonlardan oluşur. Karışımda etan payı arttıkça aynı sıcaklıktaki buhar basıncı yükselir; bütan ve daha ağır bileşenlerin payı arttıkça düşer. Skid bir gün etanca fakir, başka bir gün etanca zengin bir partiyi taşıyabiliyorsa, basınç esası en uçucu karışıma göre kurulmalıdır. Tasarım basıncını belirlerken birlikte değerlendirilen başlıca etkenler şunlardır:

·         En uçucu bileşimin buhar basıncı: Proje boyunca beklenen bileşim zarfının en hafif ucunda, güneş ışınımı dahil sahadaki en yüksek metal sıcaklığında hesaplanır.

·         Pompa kapalı vana basma yüksekliği: Emme tarafındaki basınca, pompanın akış yokken üretebileceği basınç eklenir; hat içinde kapanan bir vana bu durumu yaratır.

·         Kompresörle boşaltım: Buhar fazı basılarak sıvının itildiği düzenlerde kompresör çıkış basıncı ve kontrol sisteminin sınırlama ayarları dikkate alınır.

·         Kapana kısılmış sıvı: İki kapalı vana arasında kalan sıvı ısındığında hızla basınçlanır; her kapatılabilir bölümde termal tahliye ihtiyacı değerlendirilir.

·         Ani kapanma etkisi: Acil durdurma vanalarının hızlı kapanması hat içinde basınç darbesi oluşturabilir; kapanma süresi ve sırası bu etkiyle birlikte seçilir.

Belirlenen tasarım basıncı; flanş basınç sınıfına, vana gövdelerine, dolum kolu veya hortum anma basıncına, transmitter ölçüm aralıklarına ve emniyet vanası ayar değerlerine yansır. Skid tek başına değil, bağlandığı tanker ve depolama tankıyla birlikte bir basınç sistemi oluşturur. Bu nedenle skid tasarım basıncının, bağlanacak tankerlerin ve tankların tasarım basınçlarıyla uyumu ayrıca kontrol edilir; LPG tankerleri için tasarlanmış bir aracın etanca zengin bir NGL partisini taşıyıp taşıyamayacağı, tanker tarafının tasarım verileriyle teyit edilmelidir.

Basıncın ani düşürüldüğü durumlarda, örneğin bir hattın boşaltılmasında veya tahliye vanası açıldığında, hafif bileşenlerin buharlaşması ürünü ve boruyu belirgin biçimde soğutabilir. Etan oranı yüksek karışımlarda bu soğuma daha belirgin olabileceğinden, malzemelerin minimum tasarım sıcaklığı da bileşim zarfıyla birlikte değerlendirilir.

Emniyet katmanları

NGL skidlerinde emniyet, tek bir cihazın işi değildir; birbirini tamamlayan pasif ve aktif katmanlardan oluşur. Hangi fonksiyonun emniyet enstrümanlı sistem olarak tasarlanacağı ve hangi güvenlik bütünlük seviyesinin (SIL) gerekeceği, projeye özgü risk değerlendirmesinden türetilir; her projede aynı seviye varsayılmaz.

Acil durdurma tetiklendiğinde neyin hangi sırayla duracağı, bir sebep-sonuç matrisinde tanımlanır: pompa veya kompresör durdurulur, ESD vanaları basınç darbesini sınırlayacak sırayla kapanır, tanker tarafı ayrılır ve olay kaydı oluşturulur. Skid üzerindeki elektrikli ekipman, tesisin tehlikeli alan sınıflandırmasına uygun koruma yöntemiyle seçilir. Ayrı ayrı uygunluk belgesine sahip bileşenlerin bir araya getirilmesi, birleşimden doğabilecek yeni tutuşma risklerinin paket düzeyinde değerlendirilmesi ihtiyacını ortadan kaldırmaz.

Paketin içeriği: standart kapsam ve projeye bağlı eklemeler

Tesis ile skid arasındaki arayüz

Ön montajlı paketin sahadaki başarısı, arayüzlerin erken tanımlanmasına bağlıdır. NGL skidinde özellikle tahliye kolektörü veya fakel bağlantısı önemlidir: kolektördeki karşı basınç, emniyet vanası tipinin ve ayarının seçimini etkiler. Buna ek olarak proses bağlantılarının basınç sınıfı ve malzemesi, azot ve enstrüman havası beslemeleri, enerji ve topraklama, tesisin acil durdurma ve gaz algılama sistemleriyle sinyal alışverişi ile kontrol sistemine aktarılacak veriler teknik şartnamede tanımlanır. Basınç testi ve kilitlemelerin fonksiyon testinin hangi aşamada ve nerede yapılacağı da bu şartnamenin konusudur.

TLY Enerji'nin katkısı

TLY Enerji, NGL dolum ve boşaltım skidi projelerinde bileşim verileri ve saha koşullarından hareketle ekipman seçimine ve sistem tasarımına mühendislik desteği verir. Proje kapsamına bağlı olarak enstrüman, vana ve pompa tedariki, PLC tabanlı kontrol ve kilitleme mantığının konfigürasyonu, sistem entegrasyonu, saha montajı, test ve devreye alma ile bakım ve teknik destek hizmet kapsamına girebilir. Paketin hangi bölümlerinin TLY tedarik sınırında kalacağı, teknik şartname üzerinden projeye özel olarak netleştirilir.

Skid tanımı için gerekli NGL verileri

·         Beklenen bileşim zarfı; özellikle en yüksek etan ve en düşük ağır bileşen içeriği

·         Sahadaki en yüksek ve en düşük ortam sıcaklıkları, skidin güneşe maruz kalıp kalmayacağı

·         Bağlanacak tankerlerin tasarım basıncı ve bağlantı tipleri

·         Depolama tanklarının tasarım basıncı ve buhar hattı imkânı

·         Yalnız dolum, yalnız boşaltım veya her ikisi; hedef transfer süresi ve debi

·         Tahliye kolektörü veya fakel sisteminin varlığı ve karşı basıncı

·         Tehlikeli alan sınıflandırması, tesisin ESD ve gaz algılama altyapısı

·         Mevcut yardımcı hizmetler: azot, enstrüman havası, enerji

İlgili sayfalar

·         NGL tanker dolum sistemleri: NGL dolumunun LPG dolumundan ayrıldığı operasyonel noktalar.

·         NGL tanker boşaltım sistemleri: Tesis girişinde NGL kabulü, basınç yönetimi ve transfer yöntemi.

·         LPG dolum ve boşaltım skidleri: Daha dar ürün tanımına sahip LPG için ön montajlı paket kapsamı.

·         NGL ölçüm skidleri: Skide eklenecek sayaç ve karşı basınç kontrolünün seçimi.

·         LPG terminallerinde ESD ve emniyet kilitlemeleri: Basınçlı sıvılaştırılmış gaz transferinde emniyet fonksiyonlarının genel yapısı.

NGL skidleri hakkında sorular

LPG için tasarlanmış bir skid NGL transferinde kullanılabilir mi?

Ancak NGL bileşim zarfının en uçucu ucu, skidin tasarım basıncı ve malzeme sıcaklık sınırları içinde kalıyorsa kullanılabilir. Etan içeriği arttıkça buhar basıncı yükseldiği için LPG esasıyla seçilmiş flanş sınıfı, emniyet vanası ayarları veya hortum anma basıncı yetersiz kalabilir. Bağlanan tanker ve tankların da aynı kontrolden geçmesi gerekir; karar mevcut tasarım verileriyle yapılan bir değerlendirmeye dayanmalıdır.

ESD vanalarının kapanma süresi neden önemlidir?

Çok yavaş kapanan bir vana sızıntı durumunda dışarı çıkan ürün miktarını artırır. Çok hızlı kapanan bir vana ise sıvı hattında basınç darbesi yaratarak boru, hortum veya bağlantılarda aşırı yüke yol açabilir. Bu nedenle kapanma süresi ve vanaların kapanma sırası, hat uzunluğu, debi ve bağlı ekipmanın dayanımı birlikte değerlendirilerek belirlenir.

Kopma kaplini varsa ESD vanalarına yine de gerek var mı?

Evet. Kopma kaplini, tankerin bağlıyken hareket etmesi gibi mekanik bir ayrılma durumunda devreye girer ve iki tarafı kapatarak dökülmeyi sınırlar. ESD vanaları ise gaz algılama, yangın, operatör müdahalesi veya proses sapması gibi farklı tetikleyicilerle hatları ayırır. İki katman farklı senaryolara yanıt verdiği için birbirinin yerine geçmez.

Skid için SIL seviyesi önceden belirlenebilir mi?

Genel bir varsayımla belirlenmemelidir. Güvenlik bütünlük seviyesi, tesisin yerleşimine, envanter miktarına, operatör varlığına ve diğer koruma katmanlarına bağlı olarak risk değerlendirmesiyle türetilir. Aynı skid iki farklı tesiste farklı seviyeler gerektirebilir. Tasarımın başında gereksinim belirsizse, emniyet fonksiyonları ileride yükseltilebilecek bir mimariyle planlanabilir.

Etan oranı yüksek bir partiye geçildiğinde skidde neler kontrol edilir?

Öncelikle yeni bileşimin en yüksek sıcaklıktaki buhar basıncının skid ve bağlı ekipmanın tasarım sınırları içinde kalıp kalmadığı kontrol edilir. Ardından sayacın ve pompanın sıvı fazda kalması için gereken karşı basınç ve emme koşulları, emniyet vanası ayarları ve basınç düşümünde oluşabilecek soğuma değerlendirilir. Değişiklik, işletme prosedürlerine ve kontrol sistemi ayarlarına da yansıtılmalıdır.