מתקני LNG מותקנים על מסגרת ניידת

המעבר לבנייה מודולרית של גז טבעי מונחה

לפני עשר שנים, בניית מתקן לגז טבעי מונחה הייתה דורשת פינוי שטח גדול, יציקת יסודות בטון והשקעה של שנתיים עד שלוש שנים בבנייה באתר. היום, קטע צומח בתעשייה בוחר בגישה שונה. מתקנים ניידים לגז טבעי מונחה — שבהם כל קו הזרבה מיוצר במפעל, מועבר לאתר ומותקן במקום — עברו ממוצר נישה לאפשרות תחרותית עיקרית.

המונע אינו מסובך. פרויקטים מסורתיים של תחנות נוזלים גז טבעי (LNG) שנבנו באתר נתקלים בעלות מופחתת, עיכובים בלוחות הזמנים ובחסר יד עבד. הביצוע המודולרי פותר את כל שלושת הבעיות הללו. על ידי העברת התהליך של ייצור החומרה מחוץ לאתר לסביבות מבוקרות, צוותי הפרויקט משיגים ניבויABILITY, איכות ומהירות. עבור שדות גז מרוחקים, נכסים מבודדים ושווקים הדורשים LNG במהירות, תחנות מבוססות סקייד הן לעיתים קרובות התשובה היחידה המעשית.

איך נראית למעשה תחנת LNG מבוססת סקייד

תחנת LNG מבוססת סקייד איננה יחידת ציוד אחת – אלא מערכת משולבת שארוגה בתוך מסגרות פלדה מבניות המיועדות להובלה. הקונפיגורציה הסטנדרטית כוללת טיהור גז המזין (טיפול באמין, הסרת לחות, הסרת כספית), נוזלון (בדרך כלל מחזור מורחב חנקן או מחזור רתיחת רתיחת תערובת מקררים), אחסון וטעינה.

גישה מודולרית לעיצוב פורקת את המפעל למודולים ניתנים להובלה, כאשר כל מודול מותאם לגודל המוגבל של ההובלה — בדרך כלל באורך 40 רגל, רוחב 10 רגל וגובה 10 רגל להובלה יבשתית, או גדול יותר להובלה ימית המודולים מגיעים לאתר עם צינורות, מכשירי מדידה וחיבורי חשמל שכבר הותקנו ובוצע עליהם בדיקה. העבודה באתר מצטמצמת להכנה של היסודות, מיקום המודולים והחיבורים ביניהם. מפעל נייד שמייצר 100,000 נמ"ק/יום בסצ'ואן נכנס לתפעול תוך פחות משישה חודשים מהגעה של המודולים — תקופה שלא הייתה אפשרית כלל בבנייה מסורתית.

יתרונות כלכליים וזמניים שאמנם חשובים

המספרים מספרים את הסיפור. בניית מודולרית יכולה לקצר את זמاني הפרויקט הכולל ב-15–25% בהשוואה לשיטות מסורתיות. עבור פרויקט גז טבעי מוקרר (LNG) בקנה מידה קטן טיפוסי, זה מתורגם לקיצור של 6–12 חודשים בלוח הזמנים — כלומר הכנסות מוקדמות יותר ותקופות מימון קצרות יותר.

חיסכון בעלויות נובע ממספר זוויות. שיעורי השכר של יצרני המפעל הם לעיתים קרובות נמוכים משיעורי השכר בשטח, במיוחד כאשר לוקחים בחשבון את התשתיות הנדרשות לתמיכה במחנה בנייה מרוחק היעילות בסביבת מפעל מבוקרת גבוהה יותר – אין עיכובים עקב תנאי מזג האוויר, אין בעיות באחסון החומרים, ואין מחסור באנשי מקצוע האיכות טובה יותר מכיוון שהצוות אותו עצמו בונה את אותם המודולים שוב ושוב, ומביא ליצירת יעילויות שלא ניתן להשיג בשטח.

מפעיל אחד באזור הפקע Eagle Ford בדק את שני הגישות עבור מתקן גז טבעי מונע (LNG) בקיבולת 50,000 גלונים ליום. האופציה המודולרית הייתה זולה ב-18% מבחינת עלות ההתקנה הכוללת והשיקה את המתקן שישה חודשים קודם. ההחלטה הייתה פשוטה.

היכן שתחנות מותקנות על מסגרת (Skid-Mounted) מצליחות – והיכן שלא

מתקנים המותקנים על מסגרת ניידת מצליחים במיוחד בתרחישים מסוימים. מיקומים מרוחקים עם תשתית מוגבלת הם אידיאליים – אין צורך לספק שטח ומזון לקבוצת בנייה גדולה במשך שנתיים. נכסים של גז 'נשאבים' שבעבר היו נשרפים באוויר הופכים למקור הכנסה. פרויקטים זמניים או ניסיוניים נהנים מהיכולת להעתיק את המתקן לאתר אחר כאשר הפרויקט הראשון מסתיים .

אבל פתרון מודולרי אינו תמיד התשובה. עבור מתקני LNG גדולים מאוד לייצור בסיסי – כלומר, 5 מיליון טון בשנה ומעלה – היתרונות הכלכליים הנובעים מהיקף הפקה הגדול יותר מעדיפים בנייה באתר. המודולים היו גדולים מדי להובלה, והחיסכון בשכר עבודה באתר של פרויקט אחד ענק outweighs את היתרונות בייעול של ייצור במפעל.

קיים גם הגבלת תחבורה. המודולים חייבים להתאים לתכולת ההובלה הזמינה. כלומר, חלק מהציוד – במיוחד עמודי הפרדה גדולים או קופסאות קירור קריאוגניות – עלולים להידרש לחלוקה למספר מודולים והרכבה מחדש באתר, מה שמוסיף מורכבות. צוות פרויקט באוסטרליה המערבית למד את השיעור הזה כאשר מודול קופסת קירור הגיע רחבה ב-6 אינץ' מהרחבת התעלה המותרת להובלה. הפתרון כלל סגירת כבישים, Begidat משטרה וחריגה של сотות אלפי דולרים מהתקציב.

בחירות טכנולוגיה בגז טבעי נוזלי בקנה מידה קטן

תהליך הנוזליזציה עצמו משתנה בין מתקנים המורכבים על מסגרות, אך שני מחזורים שולטים בתחום בגז טבעי נוזלי בקנה מידה קטן.

מחזורים מורחבים של חנקן נפוצים בשל פשטותם וגמישות הפעולה שלהם חנקן מכווץ, מוקלן ומופרש כדי לייצר קירור, ולאחר מכן חוזר למעגל. המחזור אינו דליק, מה שמקל על מערכות הבטיחות, והוא מתמודד היטב עם שינויים בהרכב הזרימה הנכנסת. החיסרון? היעילות. מחזורי חנקן צורכים יותר כוח ליחידת LNG מיוצרת בהשוואה למערכות קירור עם תערובות.

מחזורי קירור עם תערובות —ובפרט מחזור קירור עם תערובת אחת (SMR)—מציעים יעילות תרמודינמית טובה יותר . באמצעות שימוש בתערובת של уг hydrocarbons וחנקן, נוזל הקירור יכול להתאים את עקומת הקירור של הגז הטבעי בצורה קרובה יותר, ובכך מפחית את אובדן האקסרגיה. המחיר הוא מורכבות: יש לנהל בזהירות את הרכב נוזל הקירור, והמערכת פחות סובלנית לשינויים בהרכב הגז הנכנס.

לרוב היישומים המותקנים על מסגרות בטווח של 10,000 עד 100,000 נמ"ק/יום, מחזורי חנקן עם טורבינות הרחבה הם הבחירה הסטנדרטית. הם פשוטים יותר להפעלה, קל יותר לשלוט בהם, וסובלים טוב יותר מהמגבלות התפעוליות הנובעות ממיקומים מרוחקים וצוותים בעלי ניסיון מוגבל.

עיצוב ויצירת סקיד: השטן בפרטים

כאן נפגשים הגלגלים עם הכביש. תחנת LNG המורכבת על סקיד טובה רק כפי שטיב היצירה שלה. ניתוח מתח צינורות חייב לקחת בחשבון את עומסי ההובלה, לא רק את תנאי הפעולה. הציוד המדידתי חייב לשרוד את רעידות הכביש. החיווט החשמלי חייב להיות ממוקם כך שיסתתר מהזיקה במהלך הרמת הסקיד והנחתו.

יוצרי הסקיד הטובים ביותר מתכננים את ההובלה כבר בשלב העיצוב. כלומר, הם שוקלים את התפלגות המשקל של המודול לצורך הרמה באמצעות מנוף, חיזוק מבני להובלה בדרך, ונקודות גישה לחיבור בשטח. בדיקות מקדמות במפעל הן גם מאפיין ייחודי – סקיד שמגיע עם מכשירי מדידה שכבר تم קליברתם ולולאות שכבר נבדקו חוסך שבועות של זמן בדיקות בשטח.

פרויקט בבסינוס פרמיין השתמש בשני יצרנים שונים לפלטפורמות זהות. אחת מהן הגיעה עם כל הציוד התחנותי מוקליבר ומסומן מראש; השנייה הגיעה עם חוטים פסיים, כבלים בלי תווית וציוד שדרש קליברציה מלאה מחדש. המפעל הראשון נכנס לפעולה תוך שלושה שבועות; השני נטל עשר שבועות. ההבדל בעלויות היצרנות היה פחות מ-5% – בעוד שההבדל בזמן ההפעלה היה עצום.

מדוע איכות היצרנות קובעת את הצלחת הפרויקט

מתקנים ניידים לגז טבעי מונע (LNG) מקצרים את לוח הזמנים של הפרויקט על ידי העברת העבודה מחוץ לאתר, אך הקיצור הזה עובד רק אם העבודה מחוץ לאתר נעשית כראוי. מודול שדורש תיקונים משמעותיים באתר מבטל את התכלית של המודולריות. ריתוך לקוי, צירופים לא מתאימים או חיבורי ציוד תחנותי שגויים אינם גורמים רק להוצאות כספיות – הם מאבדים את חסכונות הזמן שגרמו לכך שהמודולריות נראתה כמוצעת במקור.

עבור בעלי פרויקטים שמעריכים פתרונות המורכבים על מסגרות ניידות, ההיסטוריה של יצרן המסגרות חשובה יותר מאשר שם מוענק הטכנולוגיה. יצרן מוכח עם בקרת איכות קפדנית, ניהול פרויקטים מומחה והיסטוריה של משלוח בזמן, מפחית את הסיכון הקיים בפרויקט בדרכים שלא ניתן להחליף אותן באף כמות הנדסתית. חברות כמו GreenFir בנו את שמן בדיוק על אמינות זו בביצוע – אספקת ציוד לעיבוד גז המורכב על מסגרות ניידות שמגיע לאתר מוכן לפעול, עם מינימום עבודה בשטח ועם לוחות זמנים צפויים להפעלה.