Przetrwanie w ekstremalnych temperaturach -162°C

Wpływ gazu ziemnego jest chłodzony do temperatury -162°C przy ciśnieniu atmosferycznym, zmniejszając jego objętość o około 600 razy dla efektywnego transportu i przechowywania.LNG szybko odparowuje się na gaz metanu (zakres wybuchowy 5%~15%) i tworzy widoczne białe chmury pary w chłodnych warunkach.

W 2022 r. terminal przyjmujący LNG w Australii doświadczył pęknięcia spawania podstawy silnika z powodu kruchości w niskich temperaturach na silniku sprężarki BOG (Boil-Off Gas).Silne wibracje wywołały awaryjne wyłączeniePrzyczyna: materiały konstrukcyjne silnika nie zostały określone dla wytrzymałości uderzeniowej poniżej -40 °C.

1. Niezwykle niska temperatura otoczenia

   • Obszary otaczające zbiorniki LNG mogą spaść do -50°C

   • Kompresory BOG pracują zazwyczaj w temperaturze od -30 do -20 °C zimą

   • Standardowe stali silnikowe ulegają przejściu od elastyczności do kruchości poniżej -40 °C

2. Wstrząs cieplny i formacja mrozu

   • Wycieki zaworu w rurze LNG mogą spowodować, że w ciągu kilku sekund lokalna temperatura spadnie z poziomu otoczenia do poziomu poniżej -100°C

   • Szybkie gromadzenie się mrozu na powierzchniach silnika; mróz wchodzący do skrzynek końcowych może powodować awarię izolacji

3. Charakterystyka gazu metanu

   • Metan jest lżejszy niż powietrze (0,72 kg/m3), gromadzi się w pobliżu sufitów i kątów dachu

   • LEL 5% jest mniej rygorystyczny niż wodór, ale nadal wymaga rygorystycznej ochrony

4. Dynamika obsługi BOG

   • Naturalne odparowanie z zbiorników LNG wytwarza BOG z częstymi wahaniami ciśnienia (0,1·0,5 barg)

   • Silniki kompresorowe BOG muszą radzić sobie z częstymi cyklami start-stop i dużymi zmiennościami obciążenia

5. Zmniejszenie temperatury na zimno i stabilność ustawienia wału

   • Różnicowe skurcze termiczne pomiędzy wałem silnika a obudową łożyska mogą zmieniać otwartość łożyska

   • Zmiany w układzie sprzężenia z temperaturą

Ex db IIB T3 Gb

Dodatkowe oznakowanie niskiej temperatury: polecam-50°C otoczenialubNiska temperatura -50°Caby wskazywać zweryfikowaną wydajność w zimnych warunkach pogodowych.

• Osłony ramy i końcówki: Stal niskotemperaturowa (np. 09MnNiDR lub ASTM A352 LCB), energia uderzenia ≥ 27 J w temperaturze -50°C

• Włókiennicze: ASTM A320 L7 śruby niskotemperaturowe (twardość utrzymywana w temperaturze -101°C)

• Skrzynka końcowa: Stop aluminiowy odlewany z kryogeniczną obróbką cieplną w celu wyeliminowania pozostałych obciążeń

• Materiał do łożysk: Stalo łożyskowe wytrzeźbione poprzecznie (seria niskotemperaturowa SKF lub równoważna), twardość utrzymywana w temperaturze -50°C

• Dostosowanie odległości: Wstępna przepustowość powiększona do grupy C4 w celu zrekompensowania różnicy skurczów między wałem a obudową

• Tłuszcz: Syntetyczny tłuszcz węglowodorowy niskotemperaturowy (zakres od -60°C do 120°C), pozostaje płynny przy niskich temperaturach

• Ogrzewacz skrzynki końcowej: Wbudowany ceramiczny element grzewczy PTC (3050 W), utrzymuje temperaturę wewnętrzną 510°C powyżej punktu rosy

• System odprowadzania: Zawór odpływowy przeciwzmrozowy o sprężynowym ustawieniu na dole skrzynki końcowej; zamyka się automatycznie poniżej poziomu zamarzania w celu zapobiegania zatarciu lodu

• Wprowadzenie kabli: Podwójne uszczelnienie + zamykanie silikonowe odporne na mróz, elastyczność utrzymywana w temperaturze -50°C

• Interferencje między wirem a wałem: obliczone dla temperatury montażu -50°C; zwiększone o 10%·15% w celu zapobiegania rozluźnianiu w niskich temperaturach

• Zestaw statorowy z rdzenia do ramy: Podwójne pozycjonowanie z kluczem osiowym + radialnymi szpilkami do zlikwidowania różnicowego przemieszczania cieplnego

• Położenie sprzęgła: Kompensacja kurczenia na zimno (osiowe ±2 mm, promieniowe ±0,5 mm); dostosowana do pola na podstawie rzeczywistej temperatury

• Kable zasilania: płaszcz z PVC lub TPE odporny na zimno (bez pęknięć w temperaturze -50°C), promień gięcia ≥ 8*

• Płyty: Kauczuk fluorozylikowy (FVMQ) lub nitryl niskotemperaturowy (NBR-LT), zestaw kompresji ≤ 30% w temperaturze -50°C

• Załącznik do tablicy nazwy: Nitki ze stali nierdzewnej + klejnot epoksydowy o niskiej temperaturze do bezpiecznego zatrzymywania

Symulacja laboratoryjna zewnętrznego podmiotu środowiska sprężarki BOG w terminale LNG (-50 °C / 5% stężenia metanu / cykliczny szok termiczny [-50 °C + 40 °C], 1500 godzin ciągłej pracy):