التحديات القصوى في تحميل وتفريغ الغاز الطبيعي المسال -
الابتكارات التكنولوجية والتطبيقات الصناعية لأذرع التحميل ذات درجات الحرارة المنخفضة
كجزء مهم من الطاقة النظيفة، يعتمد تخزين ونقل الغاز الطبيعي المسال (LNG) على بيئة درجة حرارة منخفضة للغاية-تبلغ -163 درجة . في وصلة تحميل وتفريغ الغاز الطبيعي المسال، يعد ذراع التحميل ذو درجة الحرارة المنخفضة- بمثابة المعدات الرئيسية التي تربط سفينة النقل وشاحنة الصهريج ومحطة الاستقبال. إنها تحتاج إلى التعامل مع العديد من التحديات الشديدة مثل التقصف في درجات الحرارة المنخفضة للغاية، والتحكم في التوصيل الحراري، وفشل الختم في نفس الوقت. يؤثر مستواها الفني بشكل مباشر على جودة تطوير صناعة الغاز الطبيعي المسال.
إن التقدم في مجال المواد ذات درجات الحرارة المنخفضة-هو الأساس لأذرع تحميل الغاز الطبيعي المسال لتحقيق عمليات ذات درجات حرارة منخفضة للغاية-. نظرًا لأن المواد المعدنية العادية ستتعرض للتقصف الشديد في بيئة درجة الحرارة المنخفضة جدًا- التي تبلغ -163 درجة، فإن المواد الرئيسية لأذرع تحميل الغاز الطبيعي المسال تستخدم عمومًا الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي أو سبائك الألومنيوم. تتمتع هذه المواد بمتانة ممتازة في درجات الحرارة المنخفضة-ويمكنها الحفاظ على الاستقرار الهيكلي في نطاق درجات الحرارة -196 درجة إلى +50 درجة . تستخدم أذرع التحميل البحرية للغاز الطبيعي المسال ذات القطر الكبير في الغالب سبائك الألومنيوم لبناء جسم الذراع، مما لا يقلل بشكل فعال من وزن المعدات ويحسن المرونة التشغيلية فحسب، بل يعزز أيضًا مقاومة التقصف في درجات الحرارة المنخفضة للمادة من خلال عملية معالجة حرارية خاصة.
يعد تصميم هيكل العزل الحراري هو التكنولوجيا الأساسية للتحكم في توصيل الحرارة ومنع تغويز الغاز الطبيعي المسال. يستخدم ذراع تحميل الغاز الطبيعي المسال بنية عازلة للتفريغ بطبقتين-. يتم استخدام الأنبوب الداخلي لنقل الغاز الطبيعي المسال، ويتم تشكيل طبقة داخلية مفرغة بين الأنبوب الخارجي والأنبوب الداخلي لتقليل توصيل الحرارة. وفي الوقت نفسه، يتم اعتماد تقنية التغليف العازل الحراري متعدد الطبقات- في الأجزاء الرئيسية مثل واجهات الأنابيب والمفاصل الدوارة لزيادة تحسين تأثير العزل الحراري. من خلال هذه التصاميم، يمكن التحكم في معدل تغويز الغاز الطبيعي المسال أثناء التحميل والتفريغ عند مستوى منخفض للغاية، مما يضمن كفاءة النقل وتجنب مخاطر السلامة الناجمة عن زيادة ضغط التغويز.
تعد الترقية الشاملة لنظام السلامة ضمانًا مهمًا لأذرع تحميل الغاز الطبيعي المسال. تم تجهيز هذه المعدات بصمام انفصالي خاص للطوارئ عند درجة حرارة منخفضة-، وموانع التسرب الخاصة بها مصنوعة من مواد خاصة مقاومة لدرجات الحرارة المنخفضة- الفائقة، والتي يمكن أن تحقق إحكامًا موثوقًا به في بيئة تبلغ -163 درجة . وفي الوقت نفسه، تم دمج الجهاز مع مستشعر مراقبة درجة الفراغ -لمراقبة حالة الفراغ لطبقة العزل الحراري في الوقت الفعلي. بمجرد انخفاض درجة الفراغ، يتم إطلاق إنذار على الفور لمنع تفاقم التوصيل الحراري الذي يؤدي إلى تغويز كمية كبيرة من الغاز الطبيعي المسال. في الممارسة التطبيقية لمشاريع محطات استقبال الغاز الطبيعي المسال في الخارج، نجحت أذرع التحميل المحلية ذات درجة الحرارة المنخفضة{10} في تحقيق تفريغ الغاز الطبيعي المسال عند -163 درجة، ومعدل تسرب المكونات الأساسية أفضل بكثير من المعايير الدولية، مما يوضح القوة الفنية لأذرع التحميل المحلية ذات درجة الحرارة المنخفضة.
الترقية الذكية هي اتجاه تطوير أذرع تحميل الغاز الطبيعي المسال. مع تقدم بناء المنافذ الذكية، تعمل أذرع تحميل الغاز الطبيعي المسال على دمج تقنيات مثل التعرف البصري والإرساء التلقائي والتحكم عن بعد تدريجيًا. لقد تم تطبيق أذرع تحميل الغاز الطبيعي المسال البحرية الذكية بنجاح في الموانئ المحلية، مما يحقق التشغيل غير المأهول لعملية التحميل والتفريغ. يمكن للمشغلين إصدار تعليمات "الإرساء بنقرة واحدة-" عن بعد من خلال النظام الأساسي الذكي، وتكمل المعدات تلقائيًا عملية الإرساء الدقيقة بشفة السفينة. يتم تقصير وقت التشغيل بأكثر من 60% مقارنة بالتشغيل اليدوي التقليدي. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لتطبيق تقنية التوأم الرقمي تحقيق محاكاة في الوقت الفعلي-لحالة التشغيل والتنبؤ بالأخطاء من خلال بناء نموذج افتراضي للمعدات، مما يؤدي إلى تحسين كفاءة تشغيل المعدات وصيانتها بشكل كبير.
مع تسارع التحول العالمي للطاقة، يستمر الطلب على الغاز الطبيعي المسال في النمو، وتتحسن المتطلبات الفنية لأذرع التحميل ذات درجات الحرارة المنخفضة-بشكل مستمر. في المستقبل، ستتطور أذرع تحميل الغاز الطبيعي المسال نحو قطر أكبر وذكاء أعلى وأداء أفضل للعزل الحراري. ومن خلال الابتكار التكنولوجي، سيعملون على تعزيز التنمية الآمنة والفعالة لصناعة الغاز الطبيعي المسال وتقديم دعم قوي لاستبدال الطاقة النظيفة.
