Applicazione

L'unica alternativa al gasolio per trasporti pesanti è il gas naturale liquefatto (GNL), che emette meno rumore e ha un'impronta di CO2 inferiore rispetto al diesel. In futuro si prevede che il gas naturale sarà trasportato tramite gasdotto e via nave in egual misura.

Tuttavia, il GNL, essendo una miscela liquefatta di idrocarburi che viene solitamente immagazzinata e utilizzata a -162°C, subisce un cambiamento di composizione durante il trasporto. Un lungo viaggio di zavorra modifica significativamente la composizione e la densità delle quantità di GNL (Heel) trattenute dopo l'operazione di scarico. I liquidi come il metano, che sono leggeri, possono evaporare. Solo le frazioni pesanti propano, butano ed etano rimarranno dopo aver rimosso il contenuto di CH4. Di conseguenza, la massa liquida avrà temperature e densità di saturazione relativamente elevate, che potrebbero impedire il pompaggio a causa dei carichi a basso amperaggio indotti nel motore della pompa. L'invecchiamento del tallone è un fattore da considerare nei viaggi con zavorra di lunga durata.

Pertanto, cambiano anche la qualità e tutte le relative proprietà fisiche e chimiche. Per questo motivo, il GNL è molto più impegnativo da esaminare metrologicamente rispetto al gas naturale. Inoltre, la composizione del GNL nelle navi metaniere e nei serbatoi di stoccaggio generalmente cambia nel tempo attraverso un processo noto come "invecchiamento", che si traduce nel arricchimento del GNL di componenti più pesanti nel tempo. È fondamentale che vengano effettuate misurazioni accurate dalla sorgente al motore per consentire l'uso su larga scala del GNL.

Necessità di un monitoraggio continuo della densità

• La stratificazione della densità causa problemi di instabilità nei serbatoi
• Le variazioni di densità dovute all'evaporazione durante i lunghi viaggi portano a una modifica del carico rendendo il pompaggio inefficiente
• La sicurezza è gravemente compromessa se la densità non è strettamente monitorata.

Avere informazioni sulla densità del GNL, sull'età e sul GCV può essere molto utile per le metaniere che si preparano per l'operazione di Trasferimento Custodiale, e un modo pratico per controllare il rapporto sulla composizione. Nei serbatoi FSRU per GNL, il monitoraggio del profilo di densità e la funzione di trend sono strumenti utili per monitorare il processo di boil-off e i profili di densità e temperatura nei serbatoi, al fine di prevenire incidenti da ribaltamento.

I valori di densità da utilizzare potrebbero essere uno dei seguenti: a) sistemi di misurazione di bordo; (b) la densità misurata dal fornitore di carburante al bunkeraggio di carburante e registrata su BDN; c) la densità misurata in un'analisi di prova condotta in un laboratorio di prova del carburante accreditato, se disponibile.

Il monitoraggio continuo della variazione della densità del GNL durante la misurazione dinamica del flusso di GNL fornisce una buona indicazione della variazione della qualità del fluido e quindi dell'inizio dell'ebollizione, che come noto influisce sulla precisione della misurazione.

Sfide di misurazione

Il trasferimento di custodia del GNL si basa sulle misurazioni dell'energia del GNL trasferito. L'energia è determinata dal volume, dalla densità e dal potere calorifico lordo del GNL. Il volume dei serbatoi delle navi viene misurato utilizzando un misuratore di livello dei serbatoi. Questo metodo è attualmente l'unica procedura stabilita per misurare il volume di GNL trasferito.

L'alternativa è l'uso di flussimetri, usati spesso come standard secondari nei terminali GNL. Questi misuratori di portata sono disponibili in commercio, ma poco utilizzati per scopi fiscali, a causa della mancanza di tracciabilità diretta a uno standard di flusso di GNL a questa scala e della mancanza di uno standard ISO.

Per le misurazioni fiscali, le proprietà fisiche e chimiche del GNL vengono definite attraverso sofisticate procedure di campionamento e analisi del GNL. Questi processi prevedono diverse fasi, tra cui la raccolta del campione, il condizionamento, la vaporizzazione, l'analisi, la comunicazione della composizione del GNL e, infine, il calcolo delle proprietà e del contenuto energetico del GNL. Tuttavia, ai fini del monitoraggio e del controllo, l'utilizzo di tali apparecchiature potrebbe non essere pratico o conveniente. È necessario sviluppare sensori economici che possano essere facilmente installati in linea e che garantiscano un'accuratezza di misurazione accettabile.

Rheonics Misuratore di densità GNL in linea

Con Rheonics Grazie al sensore DVP, la densità del GNL viene monitorata costantemente finché la parte sensibile del tubo è immersa nel GNL. Questo viene fatto in ogni segmento immerso nei serbatoi o nelle condotte. Conoscendo il contenuto di N2 con una certa accuratezza, l'incertezza della misura della densità viene ridotta a un livello ben al di sotto dell'incertezza degli standard attualmente accettati. Una misura accurata della densità è possibile indipendentemente dalle condizioni atmosferiche del serbatoio o della conduttura. L'elevata precisione dello strumento e la flessibilità del software garantiscono un monitoraggio continuo della densità e della sua variazione, sia in caso di evaporazione naturale che forzata e di ri-liquefazione.

L'elevata sensibilità e le capacità a bassa densità del DVP lo rendono ideale per le misurazioni negli impianti di petrolio e gas.

La frequenza delle onde ultrasoniche è misurata in kilohertz (kHz). Diverse frequenze puntano la grassa in modi leggermente diversi. Le frequenze più basse raggiungono la grassa più profonda, mentre le frequenze più alte lavorano più vicino alla superficie. Rheonics L'SRD può essere utilizzato in tutte le fasi della lavorazione del gas naturale, dalla produzione, alla liquefazione, allo stoccaggio e al trasporto. Può essere utilizzato anche nella produzione, raffinazione, stoccaggio e trasporto del petrolio, in particolare per prodotti meno viscosi come oli lubrificanti leggeri, nafta e benzina.

Rheonics progetta, produce e commercializza sistemi innovativi di rilevamento e monitoraggio dei fluidi. Costruiti con precisione in Svizzera, RheonicsI viscosimetri e i densimetri in linea hanno la sensibilità richiesta dall'applicazione e l'affidabilità necessaria per sopravvivere in un ambiente operativo difficile. Risultati stabili – anche in condizioni di flusso avverse. Nessun effetto della caduta di pressione o della portata. È ugualmente adatto alle misurazioni di controllo qualità in laboratorio. Non è necessario modificare alcun componente o parametro per misurare l'intero intervallo.