Compression de l'azote dans les usines de GNL
Les opérations normales d'étanchéité ou de purge et l'inertage lors des arrêts techniques peuvent nécessiter différentes stratégies en matière de pression, de débit, de sécheresse, de zones dangereuses et de disponibilité.
Les installations de GNL utilisent l'azote pour diverses applications qui ne doivent pas être regroupées en une seule charge de compresseur : étanchéité continue ou intermittente, purge des équipements et des tuyauteries, inertage pour la maintenance, alimentation des analyseurs ou instruments le cas échéant, et opérations de démarrage ou d'arrêt. Les équipements cryogéniques exigent un environnement sec, car l'humidité peut geler dans les zones froides, tandis que les zones dangereuses imposent des exigences en matière d'équipements et de ventilation indépendantes de l'inflammabilité de l'azote. Il convient d'établir un tableau de la demande en fonction du temps pour chaque niveau de pression et d'identifier les applications essentielles au maintien d'un état de sécurité. Le système compresseur-réservoir doit alors assurer un approvisionnement stable, avec une réserve d'azote de secours dimensionnée en fonction des conséquences d'une interruption de l'application critique.
Conditions relatives à l'azote du GNL
- purge du GNL
- L'azote est utilisé pour chasser l'air, les vapeurs d'hydrocarbures ou d'autres gaz des équipements de traitement du GNL selon une séquence de purge approuvée.
- gaz d'étanchéité
- L'azote est fourni pour assurer une fonction d'étanchéité ou de barrière nécessitant une pression stable, de la propreté et de la continuité.
- équipement cryogénique
- Tuyauteries, cuves, vannes et équipements de traitement fonctionnant à très basse température, où le contrôle de l'humidité et de la contamination peut être crucial.
- maintenance inertisation
- L'azote est utilisé lors des opérations d'isolement, de dégazage, de conservation ou de remise en service liées à la maintenance.
- zone dangereuse
- Un emplacement classé électriquement en fonction de la présence potentielle de gaz inflammables dans la zone de processus environnante.
- disponibilité
- La capacité du système d'azote à fournir la pression, le débit et la qualité requis en cas de besoin, y compris lors des arrêts d'équipement.
1. Séparer les tâches continues des pics d'activité et de purge
Listez séparément les besoins en étanchéité, purge, rembourrage, maintenance et démarrage. Enregistrez la pression, le débit, la pureté, la sécheresse, la durée et la simultanéité de chaque opération. Une purge de courte durée peut nécessiter un débit bien supérieur à celui d'une opération d'étanchéité normale, mais dimensionner chaque compresseur installé pour ce pic exceptionnel peut s'avérer non rentable. Le stockage, l'approvisionnement temporaire ou la mise en service de machines en parallèle permettent de couvrir les cas exceptionnels lorsque le plan d'exploitation le permet.
Identifiez les utilisateurs critiques dont l'indisponibilité pourrait entraîner l'arrêt d'une unité ou compromettre la sécurité. Ces utilisateurs définissent la charge résiduelle pour la redondance. Les utilisateurs non critiques nécessitant une maintenance peuvent être déconnectés automatiquement ou manuellement en cas d'indisponibilité d'un compresseur.
2. Préserver l'étanchéité aux endroits où l'azote peut atteindre les systèmes cryogéniques
L'humidité qui pénètre dans les équipements très froids peut geler et obstruer les petits passages ou les instruments. Définissez les exigences en matière de point de rosée ou d'humidité à la limite de capacité de la batterie et vérifiez le circuit complet, de la génération à la distribution, en passant par la compression et les réservoirs. Évitez l'air humide utilisé pour la maintenance et l'exposition des tuyauteries à l'air libre, car cela pourrait compromettre le séchage en amont.
Les refroidisseurs et les réservoirs doivent être équipés de purgeurs fonctionnels pour éviter l'accumulation de liquide avant que le gaz n'atteigne les utilisateurs critiques. Si un générateur sur site fournit un gaz sec, assurez-vous que le surpresseur n'introduise aucune contamination. Après toute maintenance, appliquez la procédure de séchage et de purge du site avant de remettre le collecteur en service cryogénique.
Utilisez le site Compresseur d'azote pour GNL Cette ressource sert de deuxième vérification lors de la traduction de cette exigence en une spécification de compresseur. La vérification croisée concerne ici la maintenance des joints d'étanchéité des compresseurs d'azote dans les usines de GNL.
3. Adapter la pression aux différents niveaux au lieu de limiter la pression de chaque utilisateur à un seul maximum.
Les usines de GNL peuvent comporter des systèmes de purge à basse pression et des systèmes d'étanchéité ou de transfert à haute pression. Comprimer tout l'azote à la pression maximale, puis en réguler la majeure partie, augmente la consommation d'énergie et les fuites. Il convient de cartographier la pression requise pour chaque utilisateur, en tenant compte des pertes de distribution, et d'envisager des collecteurs séparés ou une surpression locale lorsque cela réduit le travail de compression total.
Des réservoirs peuvent être placés à des niveaux de pression stratégiques pour compenser les pics de pression ponctuels et le délai de démarrage en veille. Calculez la capacité de stockage utilisable entre les pressions absolues haute et basse autorisées. Vérifiez que la pression minimale du réservoir garantit une pression d'entrée du régulateur suffisante au niveau de l'utilisateur critique pendant le débit nominal.
4. Intégrer les équipements de compression aux exigences relatives aux zones dangereuses
Bien que l'azote soit ininflammable, les compresseurs des zones de traitement du GNL peuvent être exposés à des risques de rejets d'hydrocarbures. Les moteurs, variateurs, éléments chauffants, boîtes de jonction, instruments et tableaux électriques locaux doivent être conformes à la classification de la zone. Les exigences relatives à la température de surface et à l'enceinte doivent être vérifiées à l'aide du schéma de classification électrique et ne peuvent être déduites de la seule présence de gaz.
Acheminez les évents du compresseur, les fuites de garniture, les purges et les rejets de décharge vers des emplacements approuvés. Un évent d'azote peut entraîner une carence en oxygène, tandis qu'un raccordement exposé au reflux du procédé peut également transporter des hydrocarbures. Les dispositifs de prévention, d'isolation et de décharge du reflux doivent être examinés en fonction de la position normale et anormale des vannes.
5. Concevoir une redondance autour du temps d'état sûr
Déterminez la durée pendant laquelle le système d'étanchéité ou de purge critique peut tolérer une chute de pression après l'arrêt d'un compresseur en fonctionnement. La réserve de carburant peut permettre le démarrage d'une machine de secours, mais un fonctionnement continu nécessite une capacité alternative. Vérifiez l'alimentation électrique, le refroidissement, la source d'aspiration et les commandes communes afin d'éviter la défaillance de deux groupes de compression suite à une seule coupure d'énergie.
Lorsqu'une alimentation alternative en vrac ou en bouteilles est prévue dans le plan d'urgence, vérifiez la pression de raccordement, la capacité du régulateur, la pureté, la sécheresse et la logique de commutation. Une source de secours ne répondant pas aux mêmes exigences de pression ou d'humidité ne doit pas être prise en compte sans restriction d'utilisation documentée.
Avant de finaliser le choix de l'équipement, comparez cette tâche avec celle du site. compresseur d'azote de grande capacité Vérifiez la plage de pression et assurez-vous que la même pression de base est utilisée. Ce contrôle croisé est lié à la maintenance des joints d'étanchéité des compresseurs d'azote des usines de GNL.
6. Mise en service des modes de fonctionnement normal et de maintenance
Exécutez le scénario de demande critique normale et suivez l'évolution de la pression d'aspiration, de l'état du compresseur, de la pression du réservoir, de la pression du collecteur, des indicateurs de siccité ou de qualité et de la pression utilisateur. Simulez ensuite la commutation de secours approuvée. Vérifiez que la chute de pression et la remontée restent acceptables et que les clapets anti-retour empêchent tout reflux.
Pour les configurations d'arrêt technique, vérifiez les raccordements temporaires, les collecteurs de purge et les circuits de ventilation avant leur utilisation. L'azote de maintenance utilise souvent des flexibles et des vannes différents de ceux utilisés en fonctionnement normal ; considérer ces éléments comme des limites de pression prédéfinies permet d'éviter les raccordements improvisés de dernière minute lors des arrêts.
tableau d'application du GNL
| Article | Question d'ingénierie | Signal de vérification ou de décision |
|---|---|---|
| Horaire de service | Quelles charges d'azote liées au GNL sont continues, transitoires ou ponctuelles (uniquement lors des arrêts techniques) ? | Le dimensionnement du compresseur et du stockage est basé sur une concurrence réaliste. |
| Sécheresse | L'humidité peut-elle atteindre les équipements cryogéniques ? | Le séchage, les drains, les contrôles de maintenance et la vérification protègent le service frigorifique. |
| Niveaux de pression | Les utilisateurs basse pression sont-ils inutilement alimentés par le collecteur le plus haut ? | L'architecture minimise la compression évitable tout en répondant aux exigences des utilisateurs. |
| Disponibilité | Combien de temps les utilisateurs critiques peuvent-ils fonctionner lors d'un arrêt du compresseur ? | La capacité de stockage et de secours répond aux exigences documentées en matière d'état de sécurité. |
| Consignez la décision finale dans la demande de devis, le dossier de mise en service ou le dossier de maintenance afin qu'un autre ingénieur puisse la reproduire. | ||
Feuille de vérification du projet
Utilisez la purge de GNL comme point de contrôle sur site, en lien avec la distinction entre les charges normales d'étanchéité/purge et les besoins liés aux arrêts et aux démarrages. Notez l'emplacement de la mesure ou de l'inspection, l'état du gaz, la charge du compresseur, les positions des vannes concernées et le document définissant la conformité. Contrôlez simultanément les équipements cryogéniques afin d'éviter de confondre un problème localisé avec un problème affectant l'ensemble du système. La distinction entre les tâches normales et de maintenance n'est effective que lorsque l'observation permet de prendre une décision claire : accepter, corriger ou transmettre au fournisseur. Répétez le contrôle après toute correction et conservez les valeurs avant et après intervention dans le dossier de mise en service ou de maintenance.
Vérifiez la définition des niveaux de pression en créant une condition contrôlée permettant d'interpréter conjointement le gaz d'étanchéité et l'inertage de maintenance. Stabilisez le système, notez la pression, la température, le débit ou l'état de la machine, le cas échéant, et utilisez des instruments étalonnés ou effectuez une inspection directe aux emplacements désignés. Procédez à la définition de la pression, du débit, de la pureté et de la siccité pour chaque utilisateur critique d'azote du GNL et consignez les réponses attendues et observées. Si une limite spécifique au modèle est requise, consultez la documentation du compresseur, du réservoir, de la tuyauterie, du générateur ou du procédé concerné plutôt que d'utiliser une valeur générique. Le compte rendu doit démontrer la justification technique de la décision finale.
Avant de clôturer l'ordre de travail, assurez-vous que la vérification des paliers de pression et du stockage avant le choix de la pression de refoulement du compresseur soit traçable. Pour les équipements cryogéniques, consignez le point de référence et l'état de l'unité ou son état physique ; pour les zones dangereuses, consignez le point de comparaison confirmant le bon fonctionnement du système. Reliez ces observations à la protection contre la sécheresse du gaz et à la charge ou au mode de fonctionnement réel. Une valeur sans localisation ni état est difficilement réutilisable. Si le contrôle révèle une anomalie, corrigez la restriction, l'état de la commande, l'état du composant ou l'hypothèse de conception qui en est la cause, puis répétez l'observation afin de prouver la réparation et non de la supposer.
Considérez la « coordination des équipements en zone dangereuse » comme un petit test de mise en service. Définissez l'état initial, observez la période d'inertie liée à la maintenance, modifiez uniquement la variable nécessaire au test approuvé et surveillez l'impact sur la disponibilité. L'action « Vérifier les équipements en zone dangereuse, les évents, la protection anti-refoulement et l'isolation » doit consigner l'état initial, l'intervention, l'état final et toute alarme ou réponse de contrôle. Ceci est utile lorsque plusieurs composants peuvent produire le même symptôme. En modifiant un seul facteur à la fois et en maintenant le compresseur dans sa plage de fonctionnement approuvée, l'équipe peut distinguer la cause du hasard et éviter de remplacer du matériel non responsable.
Cette décision peut également être vérifiée auprès du site. compresseur d'azote sans huile Ces informations sont disponibles avant la publication de la fiche technique du projet. La vérification croisée porte ici sur la maintenance des systèmes d'étanchéité et de purge des compresseurs d'azote des usines de GNL.
Pour une fiabilité à long terme, associez le calcul du temps de maintien en condition opérationnelle et la mise en place d'une alimentation de secours ou alternative testée à une valeur de référence pour la zone dangereuse. Enregistrez cette valeur de référence lorsque l'installation est propre, stable et en bon état de fonctionnement, puis intégrez la purge du GNL et la charge de fonctionnement afin de normaliser les relevés ultérieurs. Le concept de redondance planifiée doit comporter un déclencheur défini pour les investigations, même lorsque la valeur absolue n'a pas atteint le seuil d'alarme. Un écart progressif par rapport à une valeur de référence reproductible est souvent plus préoccupant qu'un relevé isolé. En cas de modification de la configuration du procédé, établissez une nouvelle valeur de référence documentée plutôt que de comparer des états de fonctionnement différents.
Lors de la revue technique, remettez en question l'hypothèse sous-jacente à la « vérification des voies de purge et d'évacuation » en traçant le parcours physique associé à la disponibilité et au gaz d'étanchéité. Suivez le trajet du gaz, de la chaleur, de la force, du signal de commande ou de la fuite, de la source à la destination, et identifiez chaque composant susceptible d'influencer le résultat. Ensuite, effectuez la « Mise en service en configurations normale, de commutation et de maintenance planifiée » au point où la décision est réellement prise, et non au niveau du capteur le plus accessible. Consignez toute chute de pression, différence de température, délai de commande ou constatation d'inspection expliquant le comportement observé. Ce contrôle basé sur le parcours évite d'interpréter des mesures locales hors contexte système.
Limite de sécurité et de vérification
Les installations de GNL peuvent contenir d'importants stocks de gaz inflammables et présenter des risques cryogéniques. Les opérations impliquant de l'azote doivent respecter les consignes de sécurité des procédés, des zones dangereuses, d'isolement, de purge et d'intervention en espaces confinés de l'installation. L'azote peut déplacer l'oxygène. Ne jamais utiliser la pression de refoulement du compresseur comme substitut à la régulation du procédé et ne pas raccorder d'équipement de purge temporaire sans avoir vérifié sa pression nominale, son dispositif de retenue et le cheminement de ventilation.
liste de contrôle de l'azote du GNL
- Séparer les charges normales d'étanchéité/purge des demandes d'arrêt et de démarrage.
- Définir la pression, le débit, la pureté et la siccité pour chaque utilisateur critique d'azote du GNL.
- Examinez les niveaux de pression et la capacité de stockage avant de choisir la pression de refoulement du compresseur.
- Vérifiez les équipements en zone dangereuse, les évents, la protection anti-refoulement et l'isolation.
- Calculer la durée de fonctionnement et fournir une alimentation de secours ou alternative testée.
- Mise en service des configurations normales, de changement de configuration et de maintenance planifiée.
questions sur l'azote du GNL
Pourquoi la sécheresse de l'azote est-elle importante autour des équipements de GNL ?
L'humidité peut geler sous l'effet des températures cryogéniques et obstruer les petits passages ou les instruments. Respectez les spécifications d'humidité et la procédure de séchage définies pour le site.
Faut-il dimensionner le compresseur permanent en fonction de la demande de purge ?
Pas toujours. Si le pic est rare, le stockage, le déploiement de matériel par étapes ou une source temporaire agréée peuvent être plus pratiques, à condition que les exigences en matière de calendrier et de sécurité soient respectées.
Les compresseurs d'azote utilisés dans le GNL peuvent-ils utiliser des équipements électriques ordinaires ?
Uniquement si le lieu d'installation n'est pas classé. L'équipement doit correspondre à la classification de zone dangereuse du site, laquelle est déterminée par les risques liés aux procédés environnants plutôt que par l'azote lui-même.
principe d'approvisionnement en GNL
Pour les usines de GNL, répartir les besoins en azote selon le temps, la pression, le degré de siccité et la criticité. Utiliser la compression et des réservoirs pour un approvisionnement normal stable, concevoir des interfaces pour zones dangereuses et évents, et valider la voie de secours nécessaire au maintien des fonctions critiques de purge ou d'étanchéité.
