Hilfe bei der Entleerung des LNG-Tanks
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Unsere Anlage arbeitet seit über einem Jahr störungsfrei. Die Kühlmethode ist die Kühlung mit gemischten Kältemitteln. Die tägliche Luftzufuhrmenge beträgt 600.000 Standardkubikmeter – doch in der Praxis wird kaum mit voller Leistung produziert. In letzter Zeit wird der Speicher ständig entleert. Die Temperatur des zugeführten Fluids liegt dabei drei bis vier Grad unter dem Normalwert vom letzten Jahr. Im Design sollten 0,8 % Stickstoff im Rohgas enthalten sein – aktuell liegt dieser Wert jedoch bei etwa 1,5 %. Im letzten Jahr lag er ebenfalls bei etwa 1 %. Am seltsamsten ist, dass der Druck hinter dem Durchflussventil des Speichers von Zeit zu Zeit abnimmt. Früher lag der Druck stets bei 1 Kilogramm – jetzt liegt er manchmal bei 0,8 oder 0,7 Kilogramm. Wenn der Druck sinkt, sinkt auch die Temperatur des LNG im Speicher. Gleichzeitig steigt der Druck im Speicher an. Der Druck vor dem Durchflussventil beträgt 4,1 Mpa. Meine Lieben, schaut mal, was der Grund ist
Der sinkende Druck im Speichertank deutet darauf hin, dass der Betriebsdruck des Tanks abnimmt. Wahrscheinlich ist die zu große Menge an entweichendem Gas dafür verantwortlich, dass der Druck im Tank sinkt. Gleichzeitig nimmt aufgrund des sinkenden Drucks auch die Menge an verdampfendem Gas zu, was über die Verarbeitungskapazität des BOG-Kompressors hinausgeht und zu einer instabilen Drucklage im Speicherbehälter führt.
Das kann wohl nicht der Grund sein – auch wenn der Tank nicht entleert wird, sinkt der Druck beim Einfüllen des Fluids, und das geschieht ohne jegliche Regelmäßigkeit
Denn die Flüssigkeit, die in den Tank eintritt, hat eine niedrigere Temperatur als die ursprüngliche Flüssigkeit im Tank – mit anderen Worten: Die eintretende Flüssigkeit kühlt den Tank ab. PV = NRT. Wenn die Temperatur des Gases, das ursprünglich im Speichertank gelagert war, sinkt, sinkt natürlich auch der Druck.
Wir sind bereits zuvor auf dieses Problem gestoßen. Im Großen und Ganzen lässt es sich so erklären: Da das BOG aus den Speichertanks zurückgewonnen wird und der Stickstoffgehalt in diesem Gas relativ hoch ist, besteht der größte Teil des zurückgewonnenen Gases aus Stickstoff. Bei einem Druck von 4,1 Mpa vor dem Drosselventil befindet sich das Gas im flüssigen Zustand. Wenn der Druck hinter dem Produktventil auf etwa 80 Kpa fällt, verdampft der flüssige Stickstoff – dabei wird Wärme aufgenommen. Dadurch sinkt die Temperatur des LNG auf etwa -163 °C. Hinter dem Produktventil entsteht somit eine Mischung aus gasförmigem und flüssigem Stoff. Der Wasserdruck, der in den großen Tank gelangt, sinkt, wodurch auch der Druck hinter dem Ventil sinkt. Man kann eigentlich ein Experiment durchführen: Den Kompressor zur Rückgewinnung des BOG abschalten – das heißt, das BOG nicht zurückgewinnen, sondern es direkt in die Flammrohranlage leiten. Nach einer Stunde kann man die Temperaturänderungen vor und hinter dem JT-Ventil beobachten. Dann wird man sofort erkennen, was passiert
Wie kann man diese Arbeitsbedingungen also verbessern? Senkung des Stickstoffgehalts im Rohgas? Soll der Speichertank stattdessen mit Einfüllung von oben versehen werden, um anschließend BOG abzusaugen? Unser BOG gelangt alle in das Gasversorgungssystem und wird nicht mehr in die Speichertanks verflüssigt. Aufgrund der Konstruktion kann pro Stunde nur etwa 400 Kubikmeter abgepumpt werden – das reicht überhaupt nicht aus. Ist es machbar, die Ausflusstemperatur im Überkühlungsbereich zu senken?
Da euer BOG direkt in das Gassystem geleitet wird, ohne dass er recycelt wird, wird es keine Anreicherung von Stickstoff geben. Das bedeutet entweder, dass der Stickstoffgehalt im Rohgas tatsächlich sehr hoch ist, oder dass die Isolierleistung der Speichertanks nicht gut genug ist – das lässt sich während der Stilllegung zur Wartung erkennen, wenn der LNG-Fluss in den Leitungen unterbrochen wird. Es ist auch möglich, die Temperatur im Kühlfach zu senken, doch das hat seinen Preis: Der Energieverbrauch steigt stark an. Ich empfehle, einen weiteren großen Kompressor anzuschaffen, um den BOG abzusaugen – mindestens 1000 m³ pro Stunde sollten es sein.
Die Wärmedämmung des Speichertanks ist in Ordnung; wenn kein Flüssigkeitseingang stattfindet, entsteht deutlich weniger Abgas als bei einem Flüssigkeitseingang. Der Stickstoffgehalt im Rohgas des Designs beträgt 0,8 %. Auch 1,1 % während des Betriebs stellen kein Problem dar. Derzeit ist die Gasversorgung jedoch nicht sehr stabil – in manchen Fällen kann der Wert auf 1,8 % ansteigen, im Durchschnitt liegt er bei etwa 1,5 %. Ein weiterer BOG-Generator wäre nicht möglich, da wir nur einen einzigen Boiler für das Brenngas haben, außerdem noch Ölheizungen sowie Heizgeräte, die mit Erdgas betrieben werden. Pro Stunde wird also nicht viel Gas verbraucht – etwa 400 Kubikmeter. Gibt es noch andere Methoden?
Die Temperatur in unseren Tanks liegt bereits bei -167 °C. Zudem müssen die Tanks mehrmals am Tag entleert werden. Früher lag der Verbrauch bei 1510 Tonnen pro Tag – jetzt liegt er fast bei 1600 Tonnen pro Tag. Das ist wirklich problematisch. Die Einfüllmenge wurde leicht angepasst, das hilft ein bisschen
Wie hoch ist dein Tonverbrauch? Hier beträgt der Stromverbrauch pro Tonne 580 kWh. Der Gas-Flüssigkeits-Verhältnis liegt bei 1360 m³/Tonne. Falls es in der Umgebung des Werks Industrie-, Handels- und Privatkunden gibt, könnte man in Erwägung ziehen, ihnen den BOG zu liefern – selbst zu einem günstigeren Preis
Ist das Gas-Liquid-Verhältnis wirklich so niedrig? Unter dem Begriff Tonverbrauch meine ich das Gas-Flüssigkeits-Verhältnis – in unserer Konstruktion liegt dieser Wert bei 1500. Es scheint, als ließe sich dieses Problem in kurzer Zeit nicht lösen