LC in LNG Solutions

LNG

Stratification Prediction and
Roll-over alarm system

LC Engineers & Consultants BV (LC) is de enige ontwikkelaar en leverancier van de Stratificatie- en Roll-over voorspellingssoftware genaamd “LNG Expert”, vanaf nu beschikbaar in de nieuwste versie 6.1. Deze software oplossing is ontwikkeld in nauwe samenwerking tussen LC en het wereldwijde R&D centrum van Engie GDF–Suez in Saint-Denis-Frankrijk en is de enige werkelijk gevalideerde geavanceerde besturingsmodule gebaseerd op ruim 30 jaar ervaring met gedrag van LNG in echte processen.

“De enige werkelijk gevalideerde geavanceerde besturingsmodule gebaseerd op ruim 30 jaar ervaring met gedrag van LNG in echte processen.”

ENGIE GDF Suez

LNG Expert is ontwikkeld in nauwe samenwerking tussen LC en het wereldwijde R&D centrum van Engie GDF–Suez in Saint-Denis, Frankrijk.

Wat is LNG?

LNG is in feite een niet-bestaande vloeistof. Het is een natuurlijk, niet-homogeen gas in een evenwichtstoestand, waarbij elke component zijn eigen kookpunt en dichtheid heeft.

VOL LNG

gem

Kookpunt

grad. C

Dichtheid

kg/m3

  • 94,7
  • 4.8
  • 0.4
  • 0.06
  • 0.01
  • 0.02
  • 0.01
  • Methaan
  • Ethaan
  • Propaan
  • Butaan
  • Pentaan
  • Stikstof
  • Overig
  • Gemiddeld

CH4

C2H6

C3H8

C4H10

C5H12

N2

-162 °C

450 kg/m3

Temperatuur en dichtheid

Het temperatuur en dichtheid evenwicht hangt af van de chemische samenstelling en dampdruk.

Chemische samenstelling

avg

Kookpunt

grad. C

Druk

bar

  • Puur water
  • Puur water
  • Puur water
  • Zeewater
  • LNG bron 1
  • LNG bron 2
  • (rho = 1.00)
  •  
  •  
  • (rho = 1.025)
  • (rho = 465
  • (rho = 448)
  • 1 bar
  • vacuum
  • 2 bar
  • 1 bar
  • 1 bar
  • 1 bar

Factoren van invloed op LNG

Gemiddelde laag temperatuur en dichtheid worden beïnvloed door:

Factor 01
Chemische samenstelling
van LNG en dampdruk

Factor 02
Warmtelekken via bodem,
zijkanten en dak

Factor 03
Ratio [tank volume]
tot [werkelijke LNG inhoud]

Factor 04
Ratio [tank hoogte]
tot [tank diameter]

Factor 05
Druk in het damp
afhandelingssysteem

Fase 1

Fase 2

Fase 3

Fase 4

Stratificatie ontwikkeling

01
Gestratificeerde LNG

  • De opgeslagen LNG vertoont een continue verdamping aan de oppervlakte, de originele chemische samenstelling van de tank inhoud verandert, waardoor de bijhorende dichtheid en temperatuur mee zullen veranderen.
    De lichtere componenten zullen eerst verdampen, gevolgd door de zwaardere componenten.
  • Dit verdampings process zal een relatief stabiele temperatuur behouden, terwijl de gemiddelde dichtheid (gecorrigeerd door de veranderende samenstelling) zal toenemen als gevolg van zowel verdampingsgas als warmtelekken.
  • De bovenlaag wordt “zwaarder”.

02
Tussenlaagse penetratie

  • Echter, de onderlaag wordt ook onderworpen aan warmtelekken via de zij- en onderkant, maar wordt door de bovenlaag geïsoleerd van het verdampingsoppervlak.
  • Bijgevolg is dat de onderste laag geleidelijk opwarmt, waardoor de aanvankelijke hogere dichtheid zal dalen (“raakt oververhit”). De onderste laag zal “lichter” worden.
  • Hoewel in eerste instantie de onderste laag volledig geïsoleerd is van het bereiken van de bovenste laag, zal er een langzame maar gestage penetratie van onderlaag moleculen in de bovenlaag plaatsvinden.

03
Roll-Over

  • “Roll-over” zelf wordt veroorzaakt door de ontwikkeling van de genoemde “stratificatie”.
  • De verschillende oorspronkelijke gehaltes LNG (verschillende temperatuur / dichtheid / chemische samenstelling karakteristieken) bereiken uiteindelijk een toestand van dichtheid nivellering, waarbij de onderste laag snel zal kunnen mengen met de bovenste laag.
  • Hierdoor zal alle geaccumuleerde oververhitting in de onderste laag worden vrijgegeven via vrije oppervlakte verdamping.
  • Dit resulteert in het genereren van overmatig verdampingsgas, wat kan leiden tot een overdruk in de gasfase van de tank, afhankelijk van de werkelijke belasting van de dampbehandelings apparatuur en aanvullend vrijgekomen verdamping.

04
Homogeen evenwicht

  • De LNG in de opslagtank zal terugkeren naar een nieuwe, homogene evenwichtstoestand van temperatuur en dichtheid.
Tank01
Tank02
Tank 03
Tank 04

“Roll-overs treden op onder bepaalde voorwaarden, wanneer de dichtheden van de twee gestratificeerde LNG lagen het punt van gelijkwaardigheid benaderen. Dit resulteert in het plotseling mengen van deze lagen waarbij de warmte gevangen in het systeem snel zal worden vrijgegeven, waardoor er damp gegenereerd wordt die gemakkelijk de ontluchtingscapaciteit van de opslagtank of het verdampingsgas compressorvermogen kan overschrijden”

Roll Over BOG BOG BOG BOG BOG

fase 1 Opwarming van de onderlaag zonder menging met de bovenlaag

fase 2 Tussenlaagse penetratie en geleidelijke erosie van de grenslaag

fase 3 Roll-over mechanisme, hydrodynamische kanteling

fase 4 Terugkeer tot een thermodynamisch evenwicht

LNG Expert

LNG Expert

LNG Expert, Stratificatie voorspelling & Roll-over alarm systeem

Deze software oplossing is ontwikkeld in
nauwe samenwerking tussen LC en het R&D centrum
van GDF–Suez in Saint-Denis, Frankrijk, en is
de enige echte werkelijk gevalideerde geavanceerde
besturingsmodule gebaseerd op ruim 30 jaar ervaring
met gedrag van LNG in echte processen.

LNG Expert

De voordelen zijn duidelijk

  1. Zeer nauwkeurige voorspelling van de evolutie van het stratificatieproces en van het roll-over fenomeen
  2. Faciliteert efficiëntere bedrijfsvoering van LNG opslag tanks
  3. Weergave van tankniveaus, hoogte van de lagen, gemiddelde dichtheid, temperatuur en bruto calorische waarde per laag
  4. Berekening van de compositiesamenstelling van het LNG in de tank
  5. Indicatie van de status van de verschillende dampbehandeling-, en beveiligingsapparaten
  6. Automatische alarmering, zonder ingrijpen van een operator, in geval van een voorspelde roll-over
  7. Geschikt voor alle type en gradaties LNG, waarvan tevens de chemische compositie en samenstelling wordt opgeslagen in de database
LNG expert

Conclusies LNG Expert:

  • 1 Optimalisatie van de bedrijfsvoering en verhoging van de veiligheid van LNG opslag tanks kunnen gerealiseerd worden middels inzet van de beschikbare technologie van LNG Expert.
  • 2 De evolutie van het stratificatieproces en daar mogelijk uit voortvloeiende roll-over fenomeen kunnen zeer nauwkeurig voorspeld worden.
  • 3 Een LTD is een cruciaal instrument in de bedrijfsvoering van LNG opslag tanks, maar kan op zich zelf geen roll-over tijdstip voorspellen noch de impact van de roll-over. Hier liggen veel meer procesgegevens aan ten grondslag.
  • 4 Niet iedere roll-over is fataal, maar als je van te voren weet wat de impact zal zijn kun je de te verwachten intensiteit gecontroleerd en beheersbaar houden.

“LNG Expert is succesvol geïnstalleerd en bewaakt al sinds 2006 met succes een totale capaciteit van ruim 5.000.000 m3 aan LNG Opslagtanks.”

World

LNG Expert is nu beschikbaar in het:

Engels, Japans, Koreaans en Chinees

Neem contact met ons op

LC heeft LNG Expert geïnstalleerd op meerdere LNG terminals en tientallen LNG tanks wereldwijd in landen zoals China, Zuid-Korea, Australië, Finland en de Verenigde Staten.