La guía definitiva para plantas de gas natural licuado (GNL) de pequeña escala. Ayudarle a aprovechar la energía de las oportunidades

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1 La guía definitiva para plantas de gas natural licuado (GNL) de pequeña escala Ayudarle a aprovechar la energía de las oportunidades

2 El uso del gas natural va en aumento. Más limpio, económico y abundante que el diésel, el gas natural ofrece a las organizaciones la oportunidad de reducir los costes de operación y las emisiones para satisfacer las necesidades globales cada vez más estrictas. Sin embargo, las plantas de gas natural licuado (GNL) de gran escala a menudo son demasiado complejas y costosas, están sujetas al capital y requieren varios años de desarrollo antes de que entren en funcionamiento. Y están a menudo situadas lejos del punto de uso, añadiendo el tiempo y el coste del transporte. Las plantas de GNL de pequeña escala son una poderosa alternativa para este mercado en crecimiento. Sin embargo, el diseño y la configuración de la planta pueden constituir una gran diferencia en la forma de satisfacer los objetivos de una organización. Un desarrollador se debe preguntar: Estamos tratando de minimizar la complejidad operativa? O es más importante tener costes operativos bajos? Qué tipo de construcción de planta se debe usar? Cuán rápidamente necesitamos estar operativos? Cuál es el ciclo de licuefacción óptimo para nuestras necesidades? Cuán importante es la facilidad de uso y la integración para el sistema de control de la planta? Esta guía muestra algunas consideraciones fundamentales del diseño de una planta de GNL de pequeña escala para asegurar un funcionamiento óptimo y obtener una elevada economía de proyecto. 2 2 GNL de pequeña

3 Consideración 1: Tipo de construcción de la planta Las instalaciones de GNL diseñadas con líneas de pequeña escala obtienen una mejor economía debido a la modularidad de las plantas: módulos de proceso contruidos en el entorno de la fábrica y distribuidos en los lugares de construcción. Las ventajas incluyen: Ahorro de costes debido a la reducción de las labores especializadas que se requieren en el lugar de construcción, así como la posibilidad de minimizar el uso de equipos pesados en el sitio Mejora en la calidad y la seguridad, con la fabricación completa utilizando procedimientos estándar en un entorno de fábrica Ejecución más rápida de los proyectos, debido a que el trabajo se realiza en la fábrica y en el campo simultáneamente Fabricación modular Los patines modulares se construyen en la fábrica y se transportan al sitio donde se van a instalar. Posteriormente, las estructuras y las tuberías de interconexión se fabrican en el lugar de construcción de la planta para completar la misma. Con la adquisición de Salof, líder en la fabricación de plantas criogénicas modulares, GE aporta más de 40 años de experiencia en plantas criogénicas listas para usar y modulares. Modular vs. Lista para usar Aunque son términos similares en cuanto a las ventajas que ofrecen para los desarrolladores, existen diferencias significativas entre la fabricación modular y la lista para usar. Fabricación lista para usar Con la característica lista para usar, la planta completa se ensambla en la fábrica mediante módulos. Todos los módulos, las tuberías de interconexión y los soportes de cables se prueban mecánicamente para comprobar que encajen y se realiza una prueba integral del sistema de control. Luego, la planta se desarma y se envía al lugar de construcción. En comparación con la construcción modular, las ventajas incluyen: Reducción del tiempo de puesta en servicio Mejora de la seguridad y la repetitividad, con ensamblado y pruebas mecánicas en un entorno de fábrica Entrenamiento sobre el ensamblaje en la fábrica Independientemente de la construcción modular o lista para usar, las empresas pueden ver mejoras económicas y en la rapidez de ejecución con la construcción de plantas de GNL de pequeña escala. GNL de pequeña 3

4 Consideración 2: Elección del ciclo de licuefacción óptimo La elección del sitio de licuefacción tendrá un impacto significativo en la eficiencia de la planta, es decir, su costo en kilovatios por galón a elaborar. Existen dos categorías de ciclos de licuefacción: Refrigerante mixto: Un ciclo de refrigerante mezclado pre-enfriado (PCMR) o refrigerante mezclado de ciclo único (SCMR) utiliza una mezcla personalizada de nitrógeno e hidrocarburos que enfría el gas natural hasta que se condensa. Esto ofrece la mayor eficiencia posible y menores costes operativos. Ciclo de expansión (EXP): EXP es un proceso de refrigeración de compresión-expansión de ciclo único que utiliza gas auto evaporado o nitrógeno como refrigerante. Sin embargo, debido a que un proceso que utilice un único refrigerante no es capaz de optimizar la potencia del compresor conforme a la curva de enfriamiento del intercambiador de calor principal, puede ser hasta un 40% menos eficiente y generar gastos operativos mayores. GE ofrece ciclos de expansión y de refrigerante mixtos, y las ventajas de un partner experimentado en la licuefacción y el procesamiento de gases. Juntos, trabajamos con los clientes para diseñar un proceso óptimo que permita alcanzar sus objetivos de proyecto. Vea abajo un ejemplo de la pérdida de eficiencia. GNL en Acción: El impacto de la licuefacción en la economía de proyecto 50 Ciclo de refrigerante mezclado pre-enfriado 150 Ciclo de expansión de nitrógeno Compuesto caliente Compuesto frío TEMPERATURA Eficiencia mayor, costo operativo menor FLUJO DE CALOR (MMBTU/HR) TEMPERATURA Menos eficiencia, mayores costes Una pérdida de eficiencia del 37% puede significar un aumento de $2,47MM en el coste energético anualmente FLUJO DE CALOR (MMBTU/HR) Potencia específica Coste de la electricidad Coste energético total anual 0,80 kwh/gal $0,06/gal $6,71MM 1,1 kwh/gal $0,09/gal $9,18MM Las potencias específicas anteriores tienen solo propósitos ilustrativos. La potencia específica real para un tren de licuefacción dado cambiará según varios factores. Consideremos una producción de galones/día durante 350 días al año con coste de electricidad de $0,08/KWh. Factores adicionales que los desarrolladores deben comprender: Ubicación y condiciones del sitio Requisitos de permisos Condiciones del gas Requisito de pureza del GNL Almacenamiento (presurizado vs. presión atmosférica) Disponibilidad de refrigerantes Disponibilidad de los servicios públicos Filosofía operativa Requisitos de producción 4 GNL de pequeña

5 Consideración 3: Evitar errores con sistemas de control Los sistemas de control son los cerebros de las plantas de GNL de pequeña escala. Al proporcionar visibilidad de las operaciones, facultan a los operadores para identificar rápidamente las desviaciones de los parámetros de procesos y equipos, resolver los problemas de forma proactiva y evitar errores que pudieran afectar la eficiencia y el rendimiento de la planta. Sin embargo, con las plantas compuestas por equipos de una multitud de fabricantes diferentes, cada una con su propio sistema de control, la integración de estas máquinas en un solo sistema puede ser un reto. A menudo, los proveedores de equipos de plantas y las empresas de ingeniería logran esto utilizando proveedores externos que no tienen experiencia con la operación de la planta y los equipos involucrados. El sistema de control resultante es, como mucho, una solución aproximada, que es más vulnerable a los errores de programación y comunicación que pueden interrumpir las operaciones y dar lugar a costoso tiempo de inactividad. El enfoque holístico de GE de los controles donde un sistema gestiona los equipos principales, puede marcar diferencias, simplificando las operaciones y garantizando la funcionalidad primaria. Un sistema totalmente integrado ofrece una visibilidad general de las condiciones del proceso, de los parámetros operativos y de los registros históricos, aportando a los operadores la información que necesitan para optimizar el rendimiento de toda la planta. Otros factores a considerar al elegir un sistema de control: Facilidad de uso-una interfaz bien diseñada e intuitiva ahorra tiempo y esfuerzo, por lo que la formación y el uso continuo son más fáciles Accesibilidad-los paneles de control deben ser de fácil acceso Acceso remoto-la capacidad de solucionar problemas y trabajar con partners tecnológicos de forma remota, desde cualquier lugar y en cualquier momento El comprobado sistema de control de GE se ejecuta en una sola plataforma de software, lo que ofrece simplicidad y visibilidad completa para garantizar operaciones más eficientes y un rendimiento óptimo. GNL de pequeña 5

6 Tome el camino correcto hacia la generación de energía a partir de GNL con GE Con la velocidad, la simplicidad, la experiencia y los conocimientos que sólo GE puede proporcionar, ayudamos a los desarrolladores de plantas de GNL de pequeña escala a utilizar desde ya soluciones modulares o listas para usar que aporten la mejor economía para sus necesidades. Desde la elección del ciclo de licuefacción adecuado hasta la reducción de los costes de instalación para configurar el sistema de control óptimo, trabajamos con nuestros clientes para diseñar y fabricar una solución de planta modular, permitiéndoles aumentar la producción rápidamente conforme al tamaño y la escala necesarios para el mercado y su negocio. Por qué GE? El poder de GE Tecnología, recursos y experiencia sin iguales Inquebrantable compromiso para el éxito de sus partners Investigación y desarrollo continuos en la rama del GNL, con el respaldo de los Centros Globales de Excelencia de GE Cuando un cliente conecta su planta de GNL GE con soluciones de potencia distribuida de GE, caracterizadas por nuestras turbinas de gas autoderivadas, los motores de gas Jenbacher y los motores de gas Waukesha (120 KW-100 MW), el resultado es un gasoducto virtual que genera potencia fiable y sostenible, cuando y donde se necesite. Partner veloz Orientación a través de la puesta en marcha, la instalación y más allá Análisis, resolución de problemas y consulta de expertos Optimización de activos y operaciones para obtener mayor rentabilidad Experiencia comprobada Más de 130 plantas criogénicas de pequeña escala en funcionamiento, con una variedad de diferentes soluciones de licuefacción 17 trenes de GNL de pequeña escala en producción 40 años de experiencia en el diseño y la creación de procesos criogénicos Diversas ofertas de capacidades de trenes de GNL de pequeña escala: LNG25 LNG50 LNG100 LNG300 LNG450 LNG600 LNG1200 (mm) TPA (k) gal/día (k) Nm 3 /día de gas 0,01 0,03 0,05 0,16 0,25 0,33 0, GNL de pequeña

7 Llevar la experiencia en GNL de gran escala de GE al GNL de pequeña escala En 1989, el accionador de turbina de gas Frame 5 de GE sobrepasó 2 MT/año. En las décadas posteriores, nuestras soluciones han jugado un papel fundamental en el desarrollo de todas las plantas de GNL de gran escala más importantes del mundo, contribuyendo desde el punto de vista energético, de eficiencia y fiabilidad con empresas y países de todo el mundo. Hoy, GE continúa siendo un líder en la producción de GNL, tanto en escala grande y pequeña. Junto con nuestros partners, ayudamos a generar el 70% de gas natural licuado del mundo, más de 181 MT/año. Plantas de GNL de pequeña escala de GE Año Ubicación Ciclo (mm) SCFD (k) gal/día (mm) TPA Nm 3 /día de gas 2004 China EXP C 1 5,6 69 0, Australia PCMR 10, , China SCMR 11, , En En desarrollo En funcionamiento perati 2010 China PCMR 1,9 23 0, China PCMR 3,8 46 0, China PCMR 3,8 46 0, China PCMR 3,8 46 0, China PCMR 3,8 46 0, China PCMR 19, , China PCMR 3,8 46 0, China PCMR 3,8 46 0, China SCMR 38, , Canadá SCMR , U.S. SCMR , ,736, EE.UU. PCMR , Rusia EXP N , Nigeria SCMR ,947, Canadá EXP N , China SCMR , China SCMR ,000,000 GNL de pequeña 7

8 Imagination at work GE Oil & Gas 4425 Westway Park Blvd. Houston, TX GE Oil & Gas es una filial de General Electric Company. La marca GE, el logotipo y Lumination son marcas comerciales de General Electric Company GE Oil & Gas. GEA GNL de pequeña escala GE