Un'analisi delle diverse fasi del ciclo di vita di un impianto di GNL e delle applicazioni
19. maggio 2017
Che cosa è il GNL?
Il processo del GNL
In primo luogo il gas naturale deve essere estratto, poi in genere viene trasferito dalla risorsa in un impianto GNL tramite un tubo. Una volta che il gas arriva all'impianto, inizia il processo di liquefazione: il gas viene raffreddato a 259,6 °F, e il suo volume si riduce di 620 volte. Successivamente il GNL viene trasportato da un terminale GNL alle aree di mercato. Una volta arrivato, viene immagazzinato, rigassificato e collegato alla distribuzione locale.
Fasi del ciclo di vita di un impianto di GNL e applicazioni
Aria e azoto temporanei sono presenti dalla fase di costruzione del progetto fino a quella che precede la messa in funzione, alla messa in funzione e al funzionamento definitivo:
- nella fase di costruzione durante la fabbricazione del modulo GNL fuori sede e in loco, soffiaggio di linea, test pneumatici e spurgo dell'azoto sono applicazioni comuni per compressori d'aria ed essiccatori, booster e generatori di azoto. La stessa attrezzatura deve essere utilizzata per la pressurizzazione del tetto, i test pneumatici e lo spurgo dell'azoto durante la costruzione del serbatoio in loco. Durante la costruzione dell’impianto di carico del prodotto/molo GNL, i compressori d'aria devono essere utilizzati per la perforazione e/o l'infissione di pali.
- Durante la fase che precede la messa in funzione e di messa in funzione, i compressori d'aria e gli essiccatori vengono utilizzati per fornire aria temporanea alla strumentazione (e/o per testare gli strumenti) e anche per il soffiaggio dell'aria. Per completare la verifica di perdite di azoto ad alta pressione, vengono aggiunti booster e generatori di azoto.
- Quando l'impianto è operativo, i compressori devono rimanere in standby nel caso in cui siano necessari. Per la verniciatura, la sabbiatura e l'aggiornamento delle valvole, l'aria compressa essiccata è essenziale, pertanto sono necessari compressori ed essiccatori. Per lo spurgo dell'azoto, è necessario aggiungere un booster e un generatore di azoto a un compressore e a un essiccatore.
Ora esaminiamo più dettagliatamente le principali applicazioni dell'aria a noleggio in uno stabilimento di GNL.
Test pneumatici
I test pneumatici vengono eseguiti per verificare l'integrità strutturale del serbatoio o delle tubazioni quando per vari motivi non è possibile eseguire un test idrostatico. In genere, è richiesto l'utilizzo di aria di alta qualità per testare i sistemi più importanti. I test pneumatici si stanno diffondendo sempre di più poiché stanno diventando sempre più avanzati e l'acqua non è tollerata.
Essiccazione
Spurgo dell'azoto
L'azoto, in quanto gas inerte, viene utilizzato per creare un'atmosfera inerte in un serbatoio di GNL. Il contenuto di ossigeno nei serbatoi GNL deve essere limitato prima della messa in funzione e dell'avviamento, in modo che non reagisca con gli idrocarburi e generi miscele esplosive. Per spurgare il serbatoio GNL, il criterio di tolleranza richiesto prevede al massimo l’8% di ossigeno in tutti gli spazi del serbatoio. È possibile utilizzare azoto liquido o un sistema di generazione di azoto in loco. La logistica dell'azoto liquido e la gestione di enormi quantità di azoto in un sito remoto sono sempre difficili, pertanto è preferibile disporre di azoto in loco utilizzando la tecnologia a membrana. Un'azienda all’avanguardia specializzata nel noleggio di aria può offrire un sistema di generazione di azoto completo con compressori d'aria uniti all'unità a membrana per azoto in grado di produrre azoto con una purezza del 99%. I punti di forza principali delle unità di azoto rispetto all'azoto liquido sono:
- il sistema di generazione di azoto in loco, evitando tutti i problemi logistici legati all'installazione delle cisterne.
- Risparmio sui costi di trasporto soprattutto se il sito si trova in una posizione remota.
- Risparmio sui costi di progettazione complessivi, soprattutto quando la quantità di azoto richiesta è notevole.
- Possono essere utilizzate costantemente e senza interruzioni.
- L'operazione non è influenzata dai fattori esterni che guidano il mercato (ad es.: carenza di azoto liquido).
- E' molto più sicuro dell’utilizzo di azoto liquido.
Verifica delle perdite di azoto-elio
Questa operazione viene in genere eseguita per testare i serbatoi durante la fase che precede la messa in funzione di qualsiasi impianto di GNL. In genere gli impianti sono pressurizzati con una miscela costituita per l’1% da elio e per il 99% da azoto. La pressurizzazione avviene in diversi passaggi fino alla normale pressione di esercizio o fino al 95% dell'impostazione della valvola di sfiato. Il sistema viene quindi testato e le eventuali perdite vengono segnalate utilizzando l’elio come gas tracciante. Qualsiasi perdita viene rilevata utilizzando uno spettrometro di massa. Poiché l'elio ha dimensioni molecolari più piccole, è possibile rilevare anche perdite molto esigue.
Infine, è bene ricordarsi di chiedere sempre al proprio fornitore di aria compressa e azoto a noleggio se ha esperienza in progetti GNL: è preferibile scegliere sempre un'azienda di fama mondiale che vi eviterà sorprese ed emicranie.