Mietlösungen für Druckluft und Stickstoff für LNG-Projekte

Die verschiedenen Phasen des Lebenszyklus und die Anwendungen in einer LNG-Anlage

19. Mai 2017

Was ist LNG?

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LNG (Liquefied Natural Gas) oder verflüssigtes Erdgas ist Erdgas, das gekühlt wird, um sein Volumen zu verringern und sich bei -162 °C verflüssigt. Es handelt sich dabei um eine klare, farblose, geruchlose, ungiftige und nicht entflammbare Flüssigkeit. Bei atmosphärischem Druck beträgt das Verhältnis von Gasvolumina zum Flüssigkeitszustand etwa 620:1. Dies ermöglicht eine große Speicherkapazität. LNG wird nicht unter hohem Druck geliefert oder gelagert. Es wird bei -162 °C und bei atmosphärischem Druck +1 gelagert. Es besteht zum Großteil aus Methan, kann aber auch andere Gase wie Propan, Ethan, Butan, Pentan, Hexan oder Heptan enthalten. Wenn das LNG zu Erdgas verdampft wird, kann es zur Stromerzeugung oder Gasverteilung verwendet werden.

Der LNG-Prozess

Zuerst muss das Erdgas extrahiert werden. Dann gelangt es in der Regel über eine Pipeline von der Förderstätte zu einer LNG-Anlage. Sobald das Gas in der Anlage ankommt, beginnt die Verflüssigung: Das Gas wird auf -162 °C heruntergekühlt, wodurch das Volumen auf ein Sechshundertzwanzigstel reduziert wird. Dann wird das LNG von einem LNG-Terminal aus zu den Märkten transportiert. Sobald es dort eintrifft, wird es gelagert, wieder in Gas umgewandelt und in die lokale Verteilung eingespeist.

Phasen des Lebenszyklus und Anwendungen in einer LNG-Anlage

Sowohl während der Phasen von Bau und Vorinbetriebnahme als auch bei der Inbetriebnahme und schließlich beim Betrieb sind temporär Druckluft und Stickstoff erforderlich:

  • Während der Bauphase, in der das LNG-Modul sowohl am Standort als auch außerhalb davon gefertigt wird, sind das Ausblasen von Leitungen, pneumatische Prüfungen und Stickstoffspülungen übliche Anwendungsbereiche für Druckluftkompressoren und Trockner, Booster und Stickstoffgeneratoren. Die gleichen Geräte finden bei der Druckbeaufschlagung des Dachs, der pneumatischen Prüfungen und bei Stickstoffspülungen während der Tankkonstruktion vor Ort Anwendung. Während der Konstruktion von Anlegestegen für LNG-Tanker oder Produkt-Verladeeinrichtungen sind Druckluftkompressoren für Bohr- und/oder Pfahlrammarbeiten vonnöten.
  • Während der Vorinbetriebnahme und Inbetriebnahme werden Druckluftkompressoren und Trockner verwendet, um temporär Instrumentenluft bereitzustellen (und/oder Instrumente zu prüfen) und Druckluft zuzuführen. Um eine Hochdruck-Stickstoffanlage für Dichtheitsprüfungen fertigzustellen, kommen zudem Booster und Stickstoffgeneratoren zum Einsatz.
  • Wenn die Anlage in Betrieb ist, sollten sich die Kompressoren im Stand-by-Modus befinden, falls sie benötigt werden. Für Lackier- und Sandstrahlarbeiten sowie Ventilaufrüstungen ist trockene Druckluft unerlässlich. Daher sind Kompressoren und Trockner erforderlich. Für Stickstoffspülungen müssen zudem ein Booster und ein Stickstoffgenerator verfügbar sein.

Befassen wir uns nun im Detail mit den Mietlösungen für Druckluftanwendungen in einer LNG-Anlage.

Pneumatische Prüfung

Pneumatische Prüfungen werden durchgeführt, um die strukturelle Integrität des Behälters oder der Rohrleitungen zu prüfen, wenn aus verschiedenen Gründen kein hydrostatischer Test möglich ist. In der Regel muss für die Prüfung kritischer Systeme hochwertige Druckluft verwendet werden. Pneumatische Prüfungen werden immer beliebter, da Systeme immer komplexer werden und nicht mit Wasser in Berührung kommen dürfen.

Trocknen

Um einen ordnungsgemäßen Betrieb der Anlage zu ermöglichen und die Bildung von Hydrat in der Leitung oder im System zu vermeiden, müssen alle kälteerzeugenden Rohrleitungen und LNG-Tanks gründlich getrocknet werden. Für die Pipeline-Trocknung ist ölfreie und trockene Druckluft erforderlich. Bei der Trocknung des LNG-Behälters muss extrem trockene, ölfreie Druckluft in den Behälter geführt werden, um feuchte Luft durch die Behälterentlüftungen auszuspülen.

Stickstoffspülung

Stickstoff ist ein inertes Gas und wird verwendet, um eine Schutzatmosphäre für einen LNG-Tank zu schaffen. Der Sauerstoffgehalt in LNG-Tanks muss vor der Inbetriebnahme begrenzt werden, damit er nicht mit den Kohlenwasserstoffen reagiert und explosive Gemische bildet. Um den LNG-Tank zu spülen, darf der Sauerstoffgehalt in allen Tankräumen höchstens 8 % betragen: Dafür kann entweder flüssiger Stickstoff oder ein Stickstoffgenerator vor Ort verwendet werden. Die Logistik von Flüssigstickstoff und der Umgang mit riesigen Mengen davon an einem entfernten Projektstandort ist immer eine Herausforderung. Daher ist es vorzuziehen, vor Ort Stickstoff durch Membrantechnologie zur Verfügung zu haben. Ein modernes Vermietungsunternehmen, das sich auf Druckluft spezialisiert hat, kann die komplette Stickstoffanlage inklusive der Zuluftkompressoren nebst der Stickstoff-Membraneinheit bereitstellen, um Stickstoff mit einer Reinheit von bis zu 99 % zu produzieren. Die wichtigsten Stärken von Stickstoffanlagen im Vergleich zu Flüssigstickstoff sind:

  • Stickstoffgenerator vor Ort vermeidet den großen Logistikaufwand, den Stickstoff in Tankern an den Standort zu transportieren.
  • Kosteneinsparungen bei Transportkosten, insbesondere wenn der Standort weit abgelegen ist.
  • Kosteneinsparungen beim Gesamtprojekt, insbesondere wenn die erforderliche Stickstoffmenge beträchtlich ist.
  • Kann kontinuierlich und ohne Unterbrechungen genutzt werden.
  • Der Betrieb wird nicht durch externe, marktbestimmende Faktoren beeinträchtigt (z. B. Mangel an Flüssigstickstoff).
  • Es ist viel sicherer als die Verwendung von flüssigem Stickstoff.

Stickstoff-Helium-Dichtheitsprüfung

Sie wird im Allgemeinen während der Vorinbetriebnahme einer LNG-Anlage zum Überprüfen von Behältern durchgeführt. In der Regel werden Systeme mit einer Mischung aus 1 % Helium und 99 % Stickstoff unter Druck gesetzt. Die Druckbeaufschlagung erfolgt in mehreren Schritten bis zum normalen Betriebsdruck oder bis zu 95 % der Einstellung des Überdruckventils. Danach wird das System geprüft. Dazu werden mithilfe von Helium, das als Tracergas fungiert, alle Lecks gemeldet. Jedes Leck wird unter Verwendung eines Massenspektrometers erkannt. Da Helium die kleinste Molekülgröße aufweist, kann damit sogar ein sehr kleines Leck erkannt werden.

Ein paar abschließende Worte: Denken Sie immer daran, Ihr Vermietungsunternehmen für Druckluft- und Stickstofflösungen zu fragen, ob es Erfahrung mit einem LNG-Projekt hat. Die Zusammenarbeit mit einem weithin bekannten Unternehmen ist immer vorzuziehen und vermeidet Überraschungen und Probleme.

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