Sorgen Sie mit Panametrics für einen reibungslosen Ablauf der Verflüssigung

Als Leseliste speichern Veröffentlicht von Leah Jones, Digital Administrator LNG Industry, Freitag, 02. Juni 2023, 12:00 Uhr

Da der Bedarf an Gas steigt, während die Energiewende an Dynamik gewinnt und wir auf eine Zukunft mit weniger CO2-Ausstoß zusteuern, müssen die Betreiber die Menge des produzierten Gases erhöhen, bevor sie es verflüssigen. Ein Teil dieses Gases befindet sich in extrem kalten Gebieten, beispielsweise in Richtung Nordpol. An diesen Standorten befinden sich einige der größten unerschlossenen Erdgasquellen und Dutzende LNG-Verarbeitungsanlagen.

Im Jahr 2000 gab der US Geological Survey (USGS) an, dass fast ein Drittel der unentdeckten Öl- und Gasvorkommen der Erde in der Arktis liegen. Dies sind wilde, abgelegene Orte, an denen die Temperaturen regelmäßig auf bis zu -50 °C sinken. Die extremen Umgebungsbedingungen stellen auch eine erhebliche Herausforderung bei der LNG-Produktion und der Durchflussmessung dar.

Es ist kein Geheimnis, dass Erdgas auf das 600-fache Volumen komprimiert wird, um den Transport als LNG zu erleichtern. Unter den besten Bedingungen ist die Messung eine Herausforderung, da das Volumen eine Funktion von Druck und Temperatur ist, Faktoren, die in der Messtechnik verheerende Auswirkungen haben können. Die Panametrics-Technologie wird häufig in Verflüssigungszügen eingesetzt, auch in solchen unter extremen Bedingungen wie in der Arktis.

Bevor Erdgas in nationale Verteilungsnetze eingespeist werden kann, muss es für den Transport verflüssigt werden. LNG-Terminals stehen vor der Aufgabe, das Gas zur Verarbeitung zu empfangen, es innerhalb ihrer Anlage zu transportieren, zu lagern und schließlich das nun flüssige Produkt an Schiffe zu übergeben, die es auf den Markt bringen. Erdgas ändert seine physikalische Form innerhalb der Infrastruktur, die diese Vorgänge abwickelt, wenn sich die Temperatur- und Druckbedingungen ändern. Beispielsweise wird LNG in kryogenen doppelwandigen Tanks bei Drücken sehr nahe an seinem Siedepunkt gespeichert.

In diesen Tanks ist es größtenteils stabil. Sobald LNG jedoch beginnt, sich durch eine Pipeline zu bewegen, besteht die Gefahr, dass es in einen Zweiphasenstrom übergeht, wenn es auf dem Weg heiße Stellen gibt oder wenn der Druckabfall einen Teil der Flüssigkeit in Gas mit einem viel größeren Volumen umwandelt. Eine genaue Messung ist unerlässlich, um Produktverluste und nicht berücksichtigte Produkte zu minimieren. Innerhalb der LNG-Anlage arbeiteten die Ingenieure von Panametrics mit dem Kunden zusammen, um Situationen mit dem größten Potenzial für Produktverluste und dem größten Bedarf an Durchflussmessungen zu identifizieren. Der Bedarf konzentrierte sich auf den Transport von LNG, den Rückfluss von Boil-off-Gas (BOG) und die Fackelung.

Die LNG-Anlage wurde modular aufgebaut, um der rauen Umgebung standzuhalten. Dieser Ansatz sparte fast 30 % der Baukosten ein, schuf aber eine kompakte Infrastruktur ohne ausreichend lange gerade Strecken, eine Voraussetzung für die genaue Messung des Durchflusses mit Ultraschallmessgeräten. Für den Kunden war es eine der obersten Prioritäten, genaue Messungen zu erhalten, um LNG effizient zu exportieren. Die temperamentvolle Natur von LNG erfordert, dass es bei einer sehr niedrigen Temperatur (etwa -150 °C oder niedriger) gehandhabt wird. Jedes Mal, wenn LNG von einem Schiff zur Verarbeitungsanlage gelangt, muss etwas BOG in die entgegengesetzte Richtung geflogen werden, um das empfindliche Druckgleichgewicht aufrechtzuerhalten und die schnelle Freisetzung von LNG-Dämpfen, die als „Rollover“ bezeichnet wird, zu verhindern. Auch hier war eine präzise Messung erforderlich.

Der dritte Bereich, der eine sorgfältige Messung erfordert, ist der Umgang mit überschüssigem Gas. Aufgrund des Verflüssigungsprozesses wird überschüssiges Gas (hauptsächlich Methan) durch einen Fackelkamin abgelassen, wo es aus Sicherheitsgründen verbrannt wird. Je nachdem, wo es freigesetzt wird, kann das überschüssige Gas, das zur Fackel gelangt, einen großen Strömungsgeschwindigkeitsbereich haben – von 0,03 m/s bis 100 m/s. bis zu 100+ m/Sek. – und Temperatur – von -160°C bis +300°C – was die Messung zu einer großen Herausforderung macht.

Als die Herausforderungen erkannt wurden, kam die Erfahrung von Panametrics mit ähnlichen LNG-Projekten zum Tragen. Das Unternehmen machte sich sofort an die Arbeit an einer technischen Analyse, die eine Überprüfung isometrischer technischer Zeichnungen und numerischer Strömungsdynamik zur mathematischen Modellierung der Umgebung umfasste.

Diese Arbeit führte zu einem Plan, der individuell auf die Bedürfnisse dieser speziellen LNG-Anlage zugeschnitten war und sich stark auf den LNG-Durchflussmesser Sentinel von Panametrics stützte, die neueste Ergänzung seiner Reihe fortschrittlicher Ultraschall-Durchflussmesser für die LNG-Messung. Sowohl für die BOG- als auch für die Fackelmessungen wurden die alten Gas- und Fackelmessgeräte verwendet, von denen weltweit mehrere Tausend im Einsatz sind. Der Plan und die branchenführende Expertise von Panametrics im Bereich LNG schufen ein vertrauensvolles Umfeld mit dem EPC-Unternehmen und dem Kunden.

Ventile, Winkelstücke, Steuerventile und andere Rohrleitungskomponenten begrenzen die Anzahl der geraden Leitungen in einer LNG-Anlage und können Strömungsstörungen verursachen. Aufgrund der engen Konfiguration dieser Anlage waren mehr als die übliche Anzahl davon vorhanden, sodass sie in die verfügbare Grundfläche passten.

Um den völlig unzureichenden Geradeausläufen entgegenzuwirken, die aufgrund nicht vollständig entwickelter Strömungsprofile zu Messfehlern führen, hat Panametrics unser 4-Pfad-Messgerät Sentinel LNG-Durchflussmessgerät ausgewählt, das mit unglaublicher Geschwindigkeit und Genauigkeit auf Änderungen der Durchflussrate reagiert. Der Durchflussmesser erweitert den Einsatz der Ultraschalltechnologie auf kryogene Anwendungen zur Messung von LNG mit unschlagbarer Leistung, Zuverlässigkeit und Sicherheit und kann bis auf ±0,25 % des Messwerts kalibriert werden. Insgesamt wurden 26 Sentinel-Einheiten installiert.

Panametrics verfügt über eine nachgewiesene Erfolgsbilanz bei BOG-Messungen in ähnlichen LNG-Projekten. Für dieses Projekt empfahl das Unternehmen seinen XGM868i, der dank Ultraschalltechnologie außergewöhnlich gut mit niedrigem Druck und kryogenen Bedingungen zurechtkommt. Durch die Wahl dieses Messgeräts ist gewährleistet, dass Druckabfälle vermieden werden und der erforderliche Gleichgewichtsdruck aufrechterhalten wird.

Die raue Umgebung der Region erforderte auch besondere Rücksichtnahme auf den Umgang mit Fackeln. Um sicherzustellen, dass sein Produkt dieser Aufgabe gewachsen ist, führte Panametrics zusätzlich zur Verwendung seiner XGF868i-Fackelelektronik umfangreiche Tests unserer Wandler durch, um sie extremen Temperaturzyklen auszusetzen. Das Unternehmen schuf künstliche Umgebungen mit flüssigem Stickstoff und speziellen Öfen und testete die Geräte bei -190 °C und dann bei +300 °C. Die Wandler funktionierten in beiden Extrembereichen und ermöglichten Zertifizierungen für alle Standards für Gefahrenbereiche bei gleichzeitiger Gewährleistung eines zuverlässigen Betriebs.

www.bakerhughes.com/panametrics

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Das kongolesische Ministerium für Kohlenwasserstoffe hat eine Kooperationsvereinbarung mit Technip Energies unterzeichnet, die eine Ausweitung der Zusammenarbeit der Parteien in den Bereichen Offshore- und Onshore-Energieentwicklung vorsieht.

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