אתגרים קיצוניים בטעינה ופריקה של LNG -
חידושים טכנולוגיים ויישומים תעשייתיים של זרועות טעינה-נמוכות בטמפרטורה
כחלק חשוב מאנרגיה נקייה, האחסון וההובלה של גז טבעי נוזלי (LNG) מסתמכים על סביבת טמפרטורה-נמוכה במיוחד של -163 מעלות. בקישור הטעינה והפריקה של LNG, זרוע הטעינה בטמפרטורה-נמוכה היא הציוד המרכזי המחבר את ספינת ההובלה, משאית הטנק ותחנת הקבלה. הוא צריך להתמודד עם אתגרים קיצוניים מרובים כמו שבירות בטמפרטורה נמוכה במיוחד, בקרת הולכת חום וכשל באיטום בו זמנית. רמתו הטכנית משפיעה ישירות על איכות הפיתוח של תעשיית ה-LNG.
פריצת הדרך של חומרים בטמפרטורה-נמוכה היא הבסיס לזרועות טעינת LNG למימוש פעולות בטמפרטורה-נמוכה במיוחד. מכיוון שחומרי מתכת רגילים יעברו התפרקות חמורה בסביבת הטמפרטורה הנמוכה במיוחד של -163 מעלות, החומרים העיקריים של זרועות הטעינה של LNG משתמשים בדרך כלל בפלדת אל חלד אוסטניטית או בסגסוגת אלומיניום. לחומרים אלה יש קשיחות מעולה-בטמפרטורה נמוכה והם יכולים לשמור על יציבות מבנית בטווח הטמפרטורות של -196 מעלות עד +50 מעלות. זרועות הטעינה ימיות של LNG בקוטר גדול משתמשות בעיקר בסגסוגת אלומיניום לבניית גוף הזרוע, מה שלא רק מפחית ביעילות את משקל הציוד ומשפר את הגמישות התפעולית, אלא גם משפר עוד יותר את עמידות החומר להתפרקות בטמפרטורה נמוכה באמצעות תהליך מיוחד של טיפול בחום.
עיצוב מבנה הבידוד התרמי הוא טכנולוגיית הליבה לבקרת הולכת חום ומניעת גיזוז LNG. זרוע הטעינה של LNG מאמצת מבנה בידוד ואקום דו-שכבתי-. הצינור הפנימי משמש להובלת LNG, ונוצרת שכבת בין ואקום בין הצינור החיצוני לצינור הפנימי כדי למזער את הולכת החום. במקביל, טכנולוגיית עטיפת בידוד תרמי רב-שכבתית מאומצת בחלקי מפתח כגון ממשקי צינור ומפרקים סיבוביים כדי לשפר עוד יותר את אפקט הבידוד התרמי. באמצעות תכנונים אלה, ניתן לשלוט בקצב הגיזוז של LNG במהלך הטעינה והפריקה ברמה נמוכה ביותר, מה שמבטיח יעילות תחבורה והימנעות מסיכונים בטיחותיים הנגרמים מלחץ הגיזוז מוגבר.
השדרוג המקיף של מערכת הבטיחות הוא ערובה חשובה לזרועות טעינת LNG. ציוד כזה מצויד בשסתום חירום-נמוך במיוחד, והאטמים שלו עשויים מחומרים מיוחדים עמידים לטמפרטורות-נמוכות במיוחד, שיכולים להשיג איטום אמין בסביבה של -163 מעלות. במקביל, הציוד משולב עם חיישן ניטור דרגות ואקום כדי-לנטר בזמן אמת את מצב הוואקום של שכבת הבידוד התרמי. ברגע שדרגת הוואקום יורדת, מופעלת מיד אזעקה כדי למנוע החמרה של הולכת חום המובילה לכמות גדולה של גיזוז LNG. בשיטות היישום של פרויקטים של תחנות קליטת LNG בחו"ל, זרועות הטעינה המקומיות בטמפרטורה{10}}נמוכה הבינו בהצלחה את פריקת ה-LNG ב-163 מעלות, ושיעור הדליפה של רכיבי הליבה הוא בסדר גודל טוב יותר מהסטנדרטים הבינלאומיים, מה שמראה את החוזק הטכני של זרועות הטעינה המקומיות בטמפרטורה נמוכה.
שדרוג חכם הוא מגמת הפיתוח של זרועות טעינת LNG. עם התקדמות בניית הנמל החכמה, זרועות הטעינה של LNG משלבות בהדרגה טכנולוגיות כגון זיהוי ויזואלי, עגינה אוטומטית ושלט רחוק. זרועות טעינת LNG ימיות חכמות יושמו בהצלחה בנמלים מקומיים, תוך מימוש פעולה בלתי מאוישת של תהליך הטעינה והפריקה. מפעילים יכולים להנפיק מרחוק הוראות "עגינה בלחיצה אחת" דרך הפלטפורמה החכמה, והציוד משלים אוטומטית את העגינה המדויקת עם אוגן הספינה. זמן הפעולה מתקצר ביותר מ-60% בהשוואה לתפעול ידני מסורתי. בנוסף, היישום של טכנולוגיית התאומים הדיגיטליים יכול לממש בזמן אמת סימולציה- של מצב תפעול וחיזוי תקלות על ידי בניית מודל וירטואלי של הציוד, מה שמשפר מאוד את תפעול הציוד ואת יעילות התחזוקה.
עם האצת מעבר האנרגיה העולמי, הביקוש ל-LNG ממשיך לגדול, והדרישות הטכניות לזרועות טעינה בטמפרטורה-נמוכה משתפרות ללא הרף. בעתיד, זרועות טעינת LNG יתפתחו לקראת קוטר גדול יותר, אינטליגנציה גבוהה יותר וביצועי בידוד תרמי טובים יותר. באמצעות חדשנות טכנולוגית, הם יקדמו את הפיתוח הבטוח והיעיל של תעשיית ה-LNG ויספקו תמיכה חזקה להחלפת אנרגיה נקייה.
