Extreme uitdagingen bij het laden en lossen van LNG -
Technologische innovaties en industriële toepassingen van laadarmen bij lage- temperaturen
Als belangrijk onderdeel van schone energie is de opslag en het transport van vloeibaar aardgas (LNG) afhankelijk van een omgeving met ultra-lage temperaturen van -163 graden. Bij het laden en lossen van LNG is de lage-laadarm de belangrijkste uitrusting die het transportschip, de tankwagen en het ontvangststation met elkaar verbindt. Het moet tegelijkertijd het hoofd bieden aan meerdere extreme uitdagingen, zoals verbrossing bij ultra-lage temperaturen, controle van de warmtegeleiding en falen van de afdichting. Het technische niveau ervan heeft rechtstreeks invloed op de ontwikkelingskwaliteit van de LNG-industrie.
De doorbraak van lage- materialen vormt de basis voor LNG-laadarmen om operaties bij ultra- lage temperaturen te realiseren. Omdat gewone metalen materialen ernstige verbrossing zullen ondergaan in de ultra-lage temperatuuromgeving van -163 graden, gebruiken de belangrijkste materialen van LNG-laadarmen over het algemeen austenitisch roestvrij staal of een aluminiumlegering. Deze materialen hebben een uitstekende taaiheid bij lage- temperaturen en kunnen structurele stabiliteit behouden in het temperatuurbereik van -196 graden tot +50 graden. LNG-scheepslaadarmen met grote diameter maken meestal gebruik van een aluminiumlegering om het armlichaam te bouwen, wat niet alleen effectief het gewicht van de apparatuur vermindert en de operationele flexibiliteit verbetert, maar ook de weerstand tegen verbrossing bij lage temperaturen van het materiaal verder verbetert door een speciaal warmtebehandelingsproces.
Het ontwerp van de thermische isolatiestructuur is de kerntechnologie om de warmtegeleiding te beheersen en LNG-vergassing te voorkomen. De LNG-laadarm heeft een dubbel-laagse vacuümisolatiestructuur. De binnenbuis wordt gebruikt om LNG te transporteren en tussen de buitenbuis en de binnenbuis wordt een vacuümtussenlaag gevormd om de warmtegeleiding te minimaliseren. Tegelijkertijd wordt meer-laagse thermische isolatiewikkeltechnologie toegepast op belangrijke onderdelen zoals leidinginterfaces en roterende verbindingen om het thermische isolatie-effect verder te verbeteren. Door deze ontwerpen kan de vergassingssnelheid van LNG tijdens het laden en lossen op een extreem laag niveau worden gecontroleerd, waardoor de transportefficiëntie wordt gegarandeerd en veiligheidsrisico's worden vermeden die worden veroorzaakt door verhoogde vergassingsdruk.
De uitgebreide upgrade van het veiligheidssysteem is een belangrijke garantie voor LNG-laadarmen. Dergelijke apparatuur is uitgerust met een speciale noodafsluiter bij lage- temperatuur, en de afdichtingen zijn gemaakt van speciale materialen die bestand zijn tegen ultra- lage temperaturen, waardoor een betrouwbare afdichting kan worden bereikt in een omgeving van -163 graden. Tegelijkertijd is de apparatuur geïntegreerd met een sensor voor het bewaken van de vacuümgraad om in real-time de vacuümtoestand van de thermische isolatie-tussenlaag te bewaken. Zodra de vacuümgraad daalt, wordt er onmiddellijk een alarm geactiveerd om te voorkomen dat de warmtegeleiding verergert, wat leidt tot een grote hoeveelheid LNG-vergassing. In de toepassingspraktijk van overzeese projecten voor LNG-ontvangststations hebben binnenlandse lage-laadarmen met succes het lossen van LNG bij -163 graden gerealiseerd, en is de lekkagesnelheid van de kerncomponenten een orde van grootte beter dan de internationale normen, wat de technische kracht van binnenlandse lagetemperatuurlaadarmen aantoont.
Intelligent upgraden is de ontwikkelingstrend van LNG-laadarmen. Met de vooruitgang van slimme havenconstructies integreren LNG-laadarmen geleidelijk technologieën zoals visuele herkenning, automatisch aanmeren en afstandsbediening. Intelligente maritieme LNG-laadarmen zijn met succes toegepast in binnenlandse havens, waardoor een onbemande werking van het laad- en losproces werd gerealiseerd. Exploitanten kunnen via het slimme platform op afstand 'aanmeerinstructies met één-klik' geven, waarna de apparatuur automatisch het precieze aanmeren met de scheepsflens voltooit. De bedieningstijd wordt met meer dan 60% verkort vergeleken met traditionele handmatige bediening. Bovendien kan de toepassing van digital twin-technologie real-time simulatie van de bedrijfsstatus en foutvoorspelling realiseren door een virtueel model van de apparatuur te bouwen, waardoor de werking van de apparatuur en de onderhoudsefficiëntie aanzienlijk worden verbeterd.
Met de versnelling van de mondiale energietransitie blijft de vraag naar LNG groeien en worden de technische vereisten voor lage-laadarmen voortdurend verbeterd. In de toekomst zullen LNG-laadarmen zich ontwikkelen in de richting van een grotere diameter, hogere intelligentie en betere thermische isolatieprestaties. Door middel van technologische innovatie zullen zij de veilige en efficiënte ontwikkeling van de LNG-industrie bevorderen en krachtige steun bieden voor de vervanging van schone energie.
