Proses Terminal Penerima LNG
Setelah kapal pengangkut LNG tiba, LNG dipindahkan ke tangki penyimpanan melalui pompa bongkar muat kapal, lengan kapal fase cair, dan pipa bongkar muat. Gas yang menguap (BOG) yang dihasilkan selama pembongkaran sebagian dikembalikan ke tangki kargo kapal LNG untuk menyeimbangkan tekanan di dalam tangki. Sebagian BOG lainnya dikompresi oleh kompresor BOG dan kemudian dikondensasikan dalam rekondensor. BOG yang terkondensasi, bersama dengan LNG yang keluar, dipompa oleh pompa pembuangan bertekanan tinggi ke dalam vaporizer untuk regasifikasi.
Alat penguap mengubah LNG menjadi gas alam berbentuk gas. Gas alam tersebut kemudian diatur tekanannya dan diukur sebelum dikirim ke jaringan pipa transmisi. Selain itu, BOG juga dapat langsung dikompresi ke tekanan pipa keluar menggunakan kompresor pendorong, sehingga tidak perlu melalui proses regasifikasi.
Sistem regasifikasi/transmisi LNG terdiri dari pompa cairan terendam di dalam tangki penyimpanan LNG, rekondensor, pompa pelepasan tekanan tinggi/rendah yang terletak di luar tangki, vaporizer, dan fasilitas pengukuran.
Dalam kondisi operasi normal, hanya Open Rack Vaporizer (ORV) / Integrated Full Containment Vaporizer (IFV) yang dioperasikan. Namun, selama perawatan atau pencukuran puncak darurat, Submerged Combustion Vaporizer (SCV) dapat dioperasikan secara paralel.
Klasifikasi Vaporizer LNG
Vaporizer merupakan peralatan krusial di terminal penerima LNG, dan desain strukturalnya bervariasi berdasarkan sumber panas yang digunakan.
1. Berdasarkan tingkat pemanfaatannya, vaporizer dapat dikategorikan menjadi vaporizer beban dasar dan vaporizer pencukur puncak.
2. Berdasarkan jenis sumber panasnya, vaporizer dapat diklasifikasikan menjadi vaporizer ambient (menggunakan sumber seperti udara atmosfer, air laut, atau air panas bumi), vaporizer proses (menggunakan panas dari proses termal atau kimia), dan vaporizer pembakaran langsung (menggunakan panas yang dihasilkan oleh pembakaran bahan bakar).
Jenis-jenis Vaporizer LNG yang Umum Ditemukan di Terminal Penerima
Penguap Udara Sekitar (AAV)
Alat Penguap Cairan Menengah (IFV)
Alat Penguap Rak Terbuka (ORV)
Alat Penguap Pembakaran Terendam (SCV)
(1) Alat Penguap Udara Sekitar (AAV)
ItuPenguap Udara Sekitarmemanfaatkan udara atmosfer sebagai sumber panas untuk menguapkan LNG.AAV memiliki struktur yang sederhana dan biaya pengoperasian yang rendah. AAV dapat secara mandiri menggunakan udara sekitar sebagai sumber panas, sehingga sepenuhnya terhindar dari emisi polutan dan kebisingan. Selain itu, AAV dapat menampung air yang terkondensasi dan air es yang mencair untuk keperluan produksi atau keperluan rumah tangga.
Namun, AAV memiliki beberapa kekurangan. Misalnya, pada suhu lingkungan yang rendah, diperlukan pemanas tambahan untuk menambah panas. Pencairan bunga es secara teratur juga diperlukan untuk mencegah terbentuknya lapisan es pada permukaan pipa vaporizer.
Karena masukan energi dari pemanasan udara relatif rendah, AAV hanya cocok untuk sistem dengan skala instalasi yang lebih kecil dan persyaratan penguapan LNG yang lebih rendah.
(2) Alat Penguap Cairan Menengah (IFV)
IFV menggunakan fluida pemindah panas antara untuk mengurangi efek pembekuan. Fluida antara yang umum digunakan meliputi propana, isobutana, freon, dan amonia.
Dalam aplikasi praktis, vaporizer ini beroperasi dalam dua tahap. Tahap pertama melibatkan pertukaran panas antara LNG dan fluida perantara, sedangkan tahap kedua melibatkan pertukaran panas antara fluida perantara dan fluida sumber panas.
IFV menempati ruang yang kecil dan dapat memberikan laju penguapan yang stabil. Selain itu, tidak ada risiko pembekuan air laut. Keunggulan utamanya terletak pada pemanfaatan energi yang komprehensif, khususnya untuk keperluan kogenerasi (kombinasi panas dan listrik).
Jenis vaporizer ini telah diadopsi secara luas dalam sistem penguapan LNG beban dasar, dengan penggunaan yang signifikan di terminal penerima Jepang.
(3) Vaporizer Rak Terbuka (ORV)
ORV menggunakan air laut sebagai sumber panas dan menawarkan desain yang sederhana, pengoperasian yang mudah, dan perawatan yang mudah. Ini adalah jenis vaporizer utama yang digunakan di banyak terminal penerima LNG di seluruh dunia.
Struktur mekanis LNG ORV sederhana, dengan antarmuka eksternal utama meliputi saluran masuk LNG, saluran keluar gas alam (NG) yang diuapkan, dan saluran masuk/keluar air laut. Tabung penukar panas dipasang dalam struktur rangka.
Unit dasar vaporizer adalah tabung pemindah panas, dengan beberapa tabung yang disusun dalam konfigurasi seperti pelat. Setiap tabung dilas ke header gas atau header cairan untuk membentuk pelat bundel tabung, dan beberapa pelat bundel tabung membentuk vaporizer.
LNG masuk dari pipa utama bagian bawah dan didistribusikan ke dalam tabung penukar panas kecil, mengalir ke atas dalam bundel tabung untuk pertukaran panas. Di bagian atas vaporizer, dipasang perangkat distribusi air laut. Air laut masuk dari atas dan didistribusikan sebagai lapisan tipis di sepanjang dinding luar bundel tabung, mentransfer panas ke gas alam cair di dalam tabung, memanaskannya, dan menyebabkan penguapan. ORV memerlukan instrumentasi minimal dan mudah dirawat. Alat ini beroperasi tanpa api terbuka, memastikan standar keselamatan yang tinggi.
Selain itu, untuk mengatasi masalah lapisan es eksternal, terdapat variasi yang disebut SuperORV. Variasi ini menggunakan tabung pemindah panas berlapis ganda, tempat LNG memasuki tabung bagian dalam melalui distributor bawah, diikuti oleh penguapan bertahap di dalam celah melingkar antara tabung bagian dalam dan luar.
(4) Alat Penguap Pembakaran Terendam (SCV)
SCV terutama terdiri dari penangas air, pembakar, blower, pipa injeksi gas buang, penutup, kumpulan tabung penukar panas, dan cerobong asap. Gas bahan bakar dibakar di dalam pembakar, dan gas buang bersuhu tinggi dibuang ke penangas air melalui pipa pembuangan bawah, yang menyebabkan gerakan turbulen di penangas air.
LNG di dalam tabung penukar kalor mengalami pertukaran kalor yang cukup dengan air yang diaduk dengan kuat, sehingga terjadi pemanasan dan penguapan. Karena adanya kontak langsung dan perpindahan kalor yang intens antara gas buang berkecepatan tinggi dan penangas air, koefisien perpindahan kalor di luar tabung tinggi, sehingga suhu penangas air menjadi seragam.
SCV menawarkan layanan yang cepat dan nyaman
Perbandingan dariAlat Penguap LNG
Saat ini, terminal penerima LNG umumnya menggunakan ORV, IFV, SCV, dan AAV. AAV memiliki lebih banyak keterbatasan dan relatif lebih jarang digunakan di terminal penerima.
Open Rack Vaporizer (ORV) menggunakan air laut sebagai media pemanas dan lebih hemat biaya dibandingkan dengan Submerged Combustion Vaporizer (SCV).
Namun, penting untuk mempertimbangkan bahwa ORV menimbulkan biaya investasi peralatan awal yang lebih tinggi, termasuk saluran pemasukan dan pembuangan air laut, jaringan pipa air laut, pompa air laut, dan peralatan pemurnian air laut.
Untuk terminal penerima LNG beban dasar, ORV harus menjadi pilihan utama. Namun, ORV memiliki keterbatasan dalam kasus suhu air laut yang terlalu rendah, air laut yang mengandung zat berbahaya bagi peralatan, atau ketika mempertimbangkan perlindungan lingkungan laut.
SCV membutuhkan investasi awal yang relatif lebih rendah, menempati lahan yang lebih kecil, dan memungkinkan penyalaan dan penghentian yang cepat. Namun, SCV membutuhkan bahan bakar, sehingga biaya pengoperasiannya lebih tinggi dibandingkan dengan ORV.
Immersed Flame Vaporizer (IFV) menggunakan tabung titanium untuk pertukaran panas, sehingga memungkinkan pengoperasian yang aman dan stabil bahkan saat kualitas air laut buruk. Tantangan utama dengan IFV adalah keterbatasan yang signifikan dalam pemilihan cairan perantara.
Pemilihan Vaporizer
Pemilihan vaporizer harus mempertimbangkan kapasitas pemrosesan, penerapan, keamanan dan keandalan, fleksibilitas, biaya investasi, kondisi penggunaan (beban dasar, pencukuran puncak, penggunaan darurat), faktor lingkungan, dan kondisi iklim. Bergantung pada persyaratan khusus, vaporizer yang sesuai dapat dipilih secara individual atau dalam kombinasi untuk aplikasi.
1. Kapasitas Pemrosesan:
Kapasitas pemrosesan vaporizer harus sesuai dengan kapasitas yang dirancang pada terminal penerima. Jika terminal hanya memerlukan "cairan masuk, cairan keluar" dengan gas alam hanya untuk konsumsi di lokasi, atau jika volume pemrosesan tahunan kecil dan tersedia cukup ruang, Ambient Air Vaporizer (AAV) dapat dipertimbangkan.
2. Kemampuan Beradaptasi dan Keandalan:
Dengan mempertimbangkan "posisi fungsional" terminal penerima, baik untuk beban dasar, pemangkasan puncak, atau kombinasi keduanya, kemampuan adaptasi dan keandalan vaporizer menjadi krusial. Jika diperlukan pengoperasian yang berkelanjutan dan andal, pemilihan vaporizer harus mencakup vaporizer yang sesuai untuk menangani beban dasar serta untuk pemangkasan puncak darurat, seperti Submerged Combustion Vaporizers (SCV) yang memungkinkan penyalaan dan penghentian cepat.
3. Pertimbangan Lingkungan:
Kondisi lingkungan di sekitar terminal penerima terutama mengacu pada suhu eksternal (termasuk suhu atmosfer dan air laut) serta sifat dan parameter air laut. Misalnya, saat memilih Open Rack Vaporizer (ORV), faktor-faktor seperti diameter dan konsentrasi partikel padat dalam air laut, keberadaan ion logam berat, nilai pH, dan sifat kimia air laut lainnya harus dipertimbangkan.
Pertimbangan Ekonomi
Biaya investasi vaporizer merupakan bagian yang signifikan dari keseluruhan investasi di terminal penerima. Saat memilih vaporizer, perbandingan menyeluruh harus dilakukan antara investasi tetap dan biaya operasinya.
Open Rack Vaporizer (ORV) menggunakan air laut dalam jumlah besar dan memiliki persyaratan kualitas tertentu untuk air laut. Biaya investasi dan pemasangannya lebih tinggi tetapi biaya pengoperasiannya lebih rendah.
Investasi awal mencakup biaya untuk peralatan vaporizer, saluran pemasukan dan pembuangan air laut pendukung, jaringan pipa air laut, pompa air laut, dan peralatan pemurnian air laut. Biaya operasional juga harus mempertimbangkan interval dan biaya untuk menerapkan kembali lapisan pelindung korosi pada permukaan perpindahan panas.
Dibandingkan dengan Submerged Combustion Vaporizer (SCV), ORV memanfaatkan air laut, dan konsumsi operasionalnya sebagian besar berasal dari konsumsi listrik pompa air laut. Oleh karena itu, keunggulannya terletak pada biaya operasional yang jauh lebih rendah, dengan rasio biaya operasional antara kedua jenis tersebut sekitar 1:10.
SCV unggul dalam hal biaya investasi dan pemasangan secara keseluruhan, ukuran yang ringkas, dan fleksibilitas operasional. Namun, kelemahan fatal SCV adalah biaya operasionalnya yang tinggi.
Dalam kondisi lingkungan air laut yang menguntungkan, penggunaan ORV jelas merupakan pilihan yang paling dapat diandalkan dan hemat biaya.
Namun, jika kualitas air laut memiliki dampak negatif yang parah pada bahan yang digunakan dalam ORV (misalnya, konsentrasi tinggi padatan tersuspensi besar dalam air laut, yang secara signifikan dapat memengaruhi lapisan perlindungan korosi pada permukaan perpindahan panas dan memperpendek masa layanannya), ORV tidak boleh dipilih.
Kesimpulan
Setiap jenis gasifier memiliki kelebihan dan kekurangannya sendiri, serta lingkungan operasi spesifik yang sesuai untuknya. Untuk menangani berbagai kondisi di terminal penerima LNG, sebaiknya pilih 1-2 jenis gasifier untuk dikombinasikan, yang dapat memanfaatkan kelebihan masing-masing dan mengimbangi keterbatasan yang ada.
Biasanya, saat mengonfigurasi gasifier, kombinasi tipe 1-2 biasanya diperlukan. Saat ini, konfigurasi ORV+SCV lebih disukai saat memilih gasifier.
Vaporizer rak terbuka (ORV) cocok untuk terminal penerima dengan kapasitas pemrosesan besar dan biaya pengoperasian rendah. Vaporizer pembakaran terendam (SCV) memiliki biaya pengoperasian yang relatif lebih tinggi tetapi investasi awal lebih rendah dan pengoperasian yang andal.
Dalam kasus di mana air laut mengandung sedimen tingkat tinggi atau tidak memenuhi sifat kimia yang disyaratkan, vaporizer cairan perantara (IFV) dapat dipertimbangkan sebagai alternatif.
Saat ini, terdapat 22 terminal penerima LNG yang beroperasi di Tiongkok, dengan 13 terminal lagi di sepanjang garis pantai yang sedang dibangun. Pembangunan terminal penerima LNG akan sangat mendorong impor sumber daya LNG di negara kita.
Gasifier merupakan komponen penting dari terminal penerima LNG, dan pemilihan gasifier yang tepat secara langsung memengaruhi aspek keselamatan, keandalan, dan ekonomi dari operasi terminal.
