Ακραίες προκλήσεις στη φόρτωση και εκφόρτωση LNG -
Τεχνολογικές καινοτομίες και βιομηχανικές εφαρμογές βραχιόνων φόρτωσης χαμηλής- θερμοκρασίας
Ως σημαντικό μέρος της καθαρής ενέργειας, η αποθήκευση και η μεταφορά του υγροποιημένου φυσικού αερίου (LNG) βασίζεται σε ένα περιβάλλον εξαιρετικά-χαμηλών θερμοκρασιών -163 βαθμών . Στη σύνδεση φόρτωσης και εκφόρτωσης LNG, ο βραχίονας φόρτωσης χαμηλής-θερμοκρασίας είναι ο βασικός εξοπλισμός που συνδέει το πλοίο μεταφοράς, το βυτιοφόρο και το σταθμό παραλαβής. Πρέπει να αντιμετωπίσει πολλές ακραίες προκλήσεις, όπως η ευθραυστότητα σε εξαιρετικά χαμηλή θερμοκρασία, ο έλεγχος της αγωγιμότητας της θερμότητας και η αστοχία σφράγισης ταυτόχρονα. Το τεχνικό του επίπεδο επηρεάζει άμεσα την ποιότητα ανάπτυξης της βιομηχανίας LNG.
Η ανακάλυψη υλικών χαμηλής-θερμοκρασίας είναι το θεμέλιο για τους βραχίονες φόρτωσης LNG για την πραγματοποίηση λειτουργιών εξαιρετικά-χαμηλών θερμοκρασιών. Δεδομένου ότι τα συνηθισμένα μεταλλικά υλικά θα υποστούν σοβαρή ευθραυστότητα στο περιβάλλον εξαιρετικά-χαμηλής θερμοκρασίας των -163 βαθμών, τα κύρια υλικά των βραχιόνων φόρτωσης LNG χρησιμοποιούν γενικά ωστενιτικό ανοξείδωτο χάλυβα ή κράμα αλουμινίου. Αυτά τα υλικά έχουν εξαιρετική ανθεκτικότητα σε χαμηλή{10}}θερμοκρασία και μπορούν να διατηρήσουν τη δομική σταθερότητα στο εύρος θερμοκρασίας από -196 βαθμούς έως +50 βαθμούς . Οι βραχίονες φόρτωσης LNG μεγάλης διαμέτρου χρησιμοποιούν ως επί το πλείστον κράμα αλουμινίου για την κατασκευή του σώματος του βραχίονα, το οποίο όχι μόνο μειώνει αποτελεσματικά το βάρος του εξοπλισμού και βελτιώνει την λειτουργική ευελιξία, αλλά επίσης ενισχύει περαιτέρω την αντίσταση ευθραυστότητας του υλικού σε χαμηλή θερμοκρασία μέσω ειδικής διαδικασίας θερμικής επεξεργασίας.
Ο σχεδιασμός της θερμομονωτικής δομής είναι η βασική τεχνολογία για τον έλεγχο της αγωγιμότητας της θερμότητας και την πρόληψη της αεριοποίησης LNG. Ο βραχίονας φόρτωσης LNG υιοθετεί μια δομή μόνωσης κενού διπλής-επίστρωσης. Ο εσωτερικός σωλήνας χρησιμοποιείται για τη μεταφορά LNG και ένα ενδιάμεσο στρώμα κενού σχηματίζεται μεταξύ του εξωτερικού σωλήνα και του εσωτερικού σωλήνα για την ελαχιστοποίηση της αγωγιμότητας της θερμότητας. Ταυτόχρονα, υιοθετείται τεχνολογία περιτύλιξης θερμομόνωσης πολλαπλών{4} στρωμάτων σε βασικά μέρη όπως οι διεπαφές σωλήνων και οι περιστροφικοί σύνδεσμοι για περαιτέρω βελτίωση του θερμομονωτικού αποτελέσματος. Μέσω αυτών των σχεδίων, ο ρυθμός αεριοποίησης του LNG κατά τη φόρτωση και εκφόρτωση μπορεί να ελεγχθεί σε εξαιρετικά χαμηλό επίπεδο, διασφαλίζοντας την αποδοτικότητα της μεταφοράς και αποφεύγοντας τους κινδύνους ασφαλείας που προκαλούνται από την αυξημένη πίεση αεριοποίησης.
Η συνολική αναβάθμιση του συστήματος ασφαλείας αποτελεί σημαντική εγγύηση για τους βραχίονες φόρτωσης LNG. Αυτός ο εξοπλισμός είναι εξοπλισμένος με ειδική-βαλβίδα διακοπής έκτακτης ανάγκης χαμηλής θερμοκρασίας και οι στεγανοποιήσεις του είναι κατασκευασμένες από ειδικά υλικά ανθεκτικά σε εξαιρετικά-χαμηλές θερμοκρασίες, που μπορούν να επιτύχουν αξιόπιστη στεγανοποίηση σε περιβάλλον -163 μοιρών . Ταυτόχρονα, ο εξοπλισμός είναι ενσωματωμένος με έναν αισθητήρα παρακολούθησης βαθμού κενού για την παρακολούθηση σε πραγματικό-χρόνο της κατάστασης κενού του ενδιάμεσου στρώματος θερμομόνωσης. Μόλις πέσει ο βαθμός κενού, ενεργοποιείται αμέσως ένας συναγερμός για να αποτραπεί η επιδείνωση της αγωγιμότητας της θερμότητας που οδηγεί σε μεγάλη ποσότητα αεριοποίησης LNG. Στην πρακτική εφαρμογής των έργων σταθμών λήψης LNG στο εξωτερικό, οι εγχώριοι βραχίονες φόρτωσης χαμηλής θερμοκρασίας πραγματοποίησαν με επιτυχία την εκφόρτωση LNG στους -163 βαθμούς και ο ρυθμός διαρροής των εξαρτημάτων του πυρήνα είναι μια τάξη μεγέθους καλύτερος από τα διεθνή πρότυπα, δείχνοντας την τεχνική ισχύ των εγχώριων βραχιόνων φόρτωσης χαμηλής θερμοκρασίας.
Η έξυπνη αναβάθμιση είναι η τάση ανάπτυξης των βραχιόνων φόρτωσης LNG. Με την πρόοδο της κατασκευής έξυπνων λιμένων, οι βραχίονες φόρτωσης LNG ενσωματώνουν σταδιακά τεχνολογίες όπως η οπτική αναγνώριση, η αυτόματη σύνδεση και ο τηλεχειρισμός. Οι ευφυείς θαλάσσιοι βραχίονες φόρτωσης LNG έχουν εφαρμοστεί με επιτυχία σε λιμάνια εσωτερικού, πραγματοποιώντας μη επανδρωμένη λειτουργία της διαδικασίας φόρτωσης και εκφόρτωσης. Οι χειριστές μπορούν να εκδίδουν εξ αποστάσεως οδηγίες "προσάρτησης με ένα-κλικ" μέσω της έξυπνης πλατφόρμας και ο εξοπλισμός ολοκληρώνει αυτόματα την ακριβή σύνδεση με τη φλάντζα του πλοίου. Ο χρόνος λειτουργίας μειώνεται περισσότερο από 60% σε σύγκριση με την παραδοσιακή χειροκίνητη λειτουργία. Επιπλέον, η εφαρμογή της ψηφιακής διπλής τεχνολογίας μπορεί να πραγματοποιήσει-προσομοίωση της κατάστασης λειτουργίας και την πρόβλεψη σφαλμάτων σε πραγματικό χρόνο, δημιουργώντας ένα εικονικό μοντέλο του εξοπλισμού, βελτιώνοντας σημαντικά τη λειτουργία του εξοπλισμού και την απόδοση συντήρησης.
Με την επιτάχυνση της παγκόσμιας ενεργειακής μετάβασης, η ζήτηση LNG συνεχίζει να αυξάνεται και οι τεχνικές απαιτήσεις για βραχίονες φόρτωσης χαμηλών-θερμοκρασιών βελτιώνονται συνεχώς. Στο μέλλον, οι βραχίονες φόρτωσης LNG θα αναπτυχθούν προς μεγαλύτερη διάμετρο, υψηλότερη ευφυΐα και καλύτερη απόδοση θερμομόνωσης. Μέσω της τεχνολογικής καινοτομίας, θα προωθήσουν την ασφαλή και αποτελεσματική ανάπτυξη της βιομηχανίας LNG και θα παρέχουν ισχυρή υποστήριξη για την υποκατάσταση της καθαρής ενέργειας.
