Trạm LNG tại nhà máy khách hàng là một giải pháp hiệu quả để cung cấp khí hóa lỏng (LNG) cho các nhu cầu năng lượng công nghiệp. Lấy ví dụ một khách hàng sử dụng 100 tấn LNG/tháng, trạm LNG cần được thiết kế tối ưu để đảm bảo hiệu quả vận hành, an toàn và khả năng cung ứng liên tục. Dưới đây là các thành phần chính của trạm LNG cùng phân tích chi tiết từng thiết bị.
1. Bồn chứa LNG (LNG Storage Tank)
Chức năng:
- Dùng để lưu trữ LNG ở trạng thái lỏng ở nhiệt độ cực thấp (-162°C).
Đặc điểm:
- Dung tích: Đối với mức tiêu thụ 100 tấn/tháng, bồn chứa cần dung tích từ 40-60 m³, tương ứng với khả năng lưu trữ khoảng 20-30 tấn LNG mỗi lần tiếp nhận.
- Vật liệu: Thép không gỉ hoặc thép carbon với lớp cách nhiệt polyurethane (PU) hoặc chân không để hạn chế hiện tượng bay hơi (boil-off gas – BOG).
Lợi ích:
- Đảm bảo LNG được bảo quản ở nhiệt độ thấp để duy trì trạng thái lỏng.
- Hỗ trợ việc tiếp nhận LNG từ xe bồn hoặc tàu vận chuyển.
2. Thiết bị hóa hơi (Vaporizer)
Chức năng:
- Chuyển đổi LNG từ trạng thái lỏng sang trạng thái khí (NG – Natural Gas) để cung cấp cho hệ thống sử dụng tại nhà máy.
Loại hóa hơi phổ biến:
- Hóa hơi môi trường (Ambient Vaporizer): Sử dụng không khí xung quanh để hóa hơi LNG, tiết kiệm năng lượng.
- Hóa hơi bằng nước nóng (Water Bath Vaporizer): Dùng nước nóng để hóa hơi LNG, thích hợp cho các khu vực khí hậu lạnh hoặc nhu cầu sử dụng liên tục.
Lựa chọn thiết bị cho 100 tấn/tháng:
- Công suất hóa hơi cần đạt 120-150 Nm³/h (tương đương với khoảng 3-4 tấn LNG/ngày).
3. Hệ thống điều áp (Pressure Regulating System)
Chức năng:
- Điều chỉnh áp suất khí NG đầu ra để phù hợp với yêu cầu của nhà máy khách hàng.
Đặc điểm:
- Van giảm áp: Duy trì áp suất khí NG trong khoảng 0.3-1 MPa (phổ biến cho ứng dụng công nghiệp).
- Hệ thống cảm biến: Theo dõi và tự động điều chỉnh áp suất để đảm bảo an toàn và hiệu quả vận hành.
Lợi ích:
- Ổn định áp suất đầu ra, tránh gây hỏng hóc thiết bị tiêu thụ khí NG.
4. Hệ thống quản lý bay hơi (BOG Management System)
Chức năng:
- Thu hồi khí LNG bay hơi trong quá trình lưu trữ để giảm lãng phí và đảm bảo an toàn.
Đặc điểm:
- Máy nén khí (Compressor): Thu gom khí bay hơi và đưa lại vào bồn chứa hoặc hệ thống sử dụng.
- Thiết kế cách nhiệt tối ưu: Giảm lượng khí bay hơi tự nhiên trong bồn.
Ứng dụng:
- Đối với mức tiêu thụ 100 tấn/tháng, hệ thống cần có khả năng thu hồi BOG từ 0.05-0.1 tấn/ngày.
5. Hệ thống an toàn và điều khiển (Safety & Control System)
Chức năng:
- Bảo vệ trạm LNG trước các nguy cơ như cháy nổ, rò rỉ khí, hoặc áp suất vượt ngưỡng.
Thành phần:
- Cảm biến khí: Phát hiện rò rỉ khí NG và kích hoạt cảnh báo.
- Van an toàn (Safety Valves): Tự động xả áp nếu áp suất vượt ngưỡng cho phép.
- Hệ thống điều khiển PLC/SCADA: Quản lý tự động toàn bộ hoạt động của trạm, theo dõi dữ liệu theo thời gian thực.
Lợi ích:
- Đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn quốc tế.
- Giảm thiểu rủi ro vận hành.
6. Hệ thống nạp và cung cấp LNG (Loading & Supply System)
Chức năng:
- Tiếp nhận LNG từ xe bồn hoặc tàu vận chuyển và cung cấp khí NG đầu ra đến các thiết bị tại nhà máy.
Thành phần:
- Cổng nạp LNG (Loading Arm): Kết nối an toàn với xe bồn để tiếp nhận LNG.
- Đường ống truyền dẫn: Dẫn khí NG từ hệ thống hóa hơi đến thiết bị sử dụng.
Ứng dụng:
- Đường ống cần đảm bảo áp suất và cách nhiệt tốt, phù hợp với mức tiêu thụ khí NG tương đương 120-150 Nm³/h.
7. Phân tích ví dụ khách hàng xài 100 tấn LNG/tháng
| Thành phần | Thông số đề xuất |
|---|---|
| Bồn chứa LNG | 40-60 m³ (khoảng 20-30 tấn mỗi lần nạp) |
| Công suất hóa hơi | 120-150 Nm³/h |
| Hệ thống điều áp | 0.3-1 MPa áp suất đầu ra |
| Quản lý bay hơi (BOG) | 0.05-0.1 tấn/ngày |
| Hệ thống an toàn và điều khiển | Tích hợp PLC/SCADA và van an toàn |
| Hệ thống tải và cung cấp | Đường ống cách nhiệt, chịu áp suất cao |
Kết Luận
Trạm LNG tại nhà máy khách hàng với mức tiêu thụ 100 tấn/tháng cần được thiết kế đồng bộ, tối ưu hóa từ lưu trữ, hóa hơi đến điều áp và an toàn. Việc lựa chọn đúng thiết bị và công suất phù hợp không chỉ giúp giảm chi phí vận hành mà còn đảm bảo khả năng cung cấp LNG ổn định, đáp ứng nhu cầu sản xuất liên tục của khách hàng.
