Matka LNG-asiantuntijaksi

Viimeisten 15 vuoden aikana Vahterus on toimittanut yli 300 lämmönsiirrintä kryogeenisiin LNG-sovelluksiin. Teollisuuden edelläkävijyys vaatii jatkuvaa kehitystä, ja juuri siihen Vahterus on aina panostanut.

Lauri Bastman, avainasiakaspäällikkö, Vahterus

Jokainen kokenut ekspertti on ollut aikoinaan aloittelija; jokaisen matka lähtee liikkeelle samalta kokemattomuuden viivalta. Tämä koskee erityisesti teollisuuden alojen edelläkävijöitä. Valmiita vastauksia ei ole saatavilla, parhaiksi havaittuja toimintatapoja ei ole olemassa, eikä kenelläkään ole vuosikymmenien kokemusta, jonka pohjalta voitaisiin arvioida ideoiden toimivuutta.

Meillä Vahteruksella matka nesteytetyn maakaasun (LNG) kanssa alkoi vuonna 2005 Boil-Off Gas (BOG) -lämmittimillä. Olimme toki työskennelleet maakaasun kanssa eri lämpötiloissa ja applikaatioissa ennen sitäkin, mutta tuolloin tuotteemme aloitti toiminnan kryogeenisen kylmän maakaasun kanssa ja siirtyi lähemmäs LNG-varastotankkia prosessissa. Toinen virstanpylväs saavutettiin muutama vuosi myöhemmin, kun ensimmäisen kerran toimimme suoraan nestemuodossa olevan maakaasun kanssa. Kyseinen lämmönsiirrin on edelleen toiminnassa ja käyttää kylmää nestemäistä metaania lauhduttaakseen BOG:tä takaisin LNG-varastotankkiin. Nykypäivän teollisuuden projektien mittapuulla kyseinen yksikkö ei ole kovinkaan iso, tehoa on vain 60kW, joka vastaan noin 450kg/h takaisin lauhdutettua LNG:tä. Mutta kuten eräs rohkea mies 1960-luvulla sanoi, joskus pienet askeleet voivat olla valtavia harppauksia.

On selvää, että meille asia oli näin. Kokemus osoitti käytännössä sen, mitä olimme jo pitkään ajatelleet: Vahteruksen lämmönsiirtimen rakenne voidaan mukauttaa siten, että se soveltuu erinomaisesti LNG-sovelluksiin.

Todistimme tämän pian uudestaan toimittaessamme LNG-polttoaineen höyrystimiä laivan konehuoneeseen tiukkojen merenkäynnin vaatimusten mukaisesti.

Olemme erikoistuneet räätälöityihin ratkaisuihin ja haluamme kehittää niitä yhteistyössä asiakkaidemme kanssa – siksi Vahterus oli helppo valinta kumppaniksi edellä mainituissa projekteissa. Lisäksi lämmönsiirtimemme perusrakenne sisältää luontaisia hyötyjä verrattuna esimerkiksi perinteisiin putkilämmönsiirtimiin. Eräs isommista eduista on siirtimen koko, joka on yleensä vain murto-osa vastaavasta putkilämmönsiirtimestä. Tämä pienentää huomattavasti materiaalin käyttöä, mikä näkyy kustannusetuna, mutta lisäksi kaikki, jotka ovat koskaan käyneet laivan konehuoneessa, voivat kertoa, että tilaa siellä ei ole koskaan tarpeeksi. Koska LNG-höyrystin on usein LNG-höyrystämiskoneikon isoin yksittäinen komponentti, tilansäästön mahdollisuudet ovat huomattavia.

Olemme kehittäneet keinon, jolla Vahteruksen LNG-höyrystin pystyy sekä höyrystämään että tulistamaan LNG:tä saman siirtimen sisällä. Monissa tapauksissa tämä poistaa kokonaan tarpeen erilliselle tulistimelle, mikä sekin johtaa itsestään selviin kustannus- ja tilansäätöetuihin. Vahteruksen tarjoama kokonaisuus sallii siten suuremman vapauden koneikon ja putkiston suunnittelussa.

Uusien asioiden tekeminen on kuitenkin harvoin helppoa. LNG:n kryogeeninen lämpötila aiheuttaa monia haasteita, ja vuosien varrella raivatessamme tätä uutta teollisuuden polkua olemme kohdanneet niistä lukuisia.

Pyöreän levyn ansiosta Vahteruksen lämmönsiirtimen rakenne kestää hyvin lämpörasituksia, mutta pienen koon vuoksi siinä ei ole toiminnan aikana sisällä suurta lämpöreservia kuten esimerkiksi kuumaa glykoliseosta. Tämän seurauksena huonosti suunniteltu hitsattu levylämmönsiirrin, jossa ei ole huomioitu kryogeenisen kylmän järjestelmän erikoisvaatimuksia, voi johtaa siirtimen jäätymiseen ja toimimattomuuteen. Tietokonesimulaatioilla ja todellisella käytännön kokemuksella olemme tunnistaneet syitä ja mekanismeja mahdollisille vaaratilanteille meidän siirtimissämme ja ottaneet käyttöön monia ratkaisuja, joilla pyrimme varmistamaan siirtimiemme jatkuvan toiminnan kaikissa käyttöolosuhteissa. Kehitystyömme on jatkuvaa, ja Vahteruksella on parhaillaankin useita patentteja vireillä kryogeenisen lämmönsiirron alueella.

Haasteet eivät kuitenkaan lopu tähän vaan jatkuvat lämmönsiirron perusteisiin asti. Yrityksemme perustamisen aikaan 30 vuotta sitten, kun Plate & Shell -teknologia kehitettiin meillä Vakka-Suomessa ensimmäisenä maailmassa, ei ollut valmiita kaavoja siirtimen tehokkuuden laskemiseksi edes yksinkertaisille sovelluksille. Käyttämällä pohjana hyvin tunnettuja ja ymmärrettyjä lämmönsiirron yleisiä periaatteita, toisenlaisille teknologioille luotuja kaavoja sekä kokemusperäisiä tietoa ja testejä, kehitimme tuotteellemme sopivat kaavat lämmönsiirron laskemiseksi.

Kun LNG-sovellukset tulivat osaksi valikoimaamme, kaavat oli mukautettava uudelleen tavalla, joka pohjautui uusiin tuloksiin ja kokemuksiin. Kiitos korkean panostuksemme tuotekehitystoimintaan ja vuosien kokemuksen käytössä olevista LNG-lämmönsiirtimistä, olemme kyenneet luomaan kokonaan uuden, pitkälle jalostetun oman lämmönsiirron suunnittelualustan LNG-siirtimien mitoitusta varten. Tällä ohjelmalla kykenemme mallintamaan esimerkiksi LNG-lämmönsiirtimiemme odotettua lämpökäyttäytymistä ja jäätymispotentiaalia.

Paljon on toki vielä tehtävää, sillä vahva aikomuksemme on jatkaa LNG-lämmönsiirtimien teknologian kehityksen terävimpänä kärkenä ja markkinoiden edelläkävijänä niin maalla kuin merellä. Tämä tulee vaatimaan meiltä kokonaan uusien ideoiden kehittämistä, ideoiden jalostusta käytännön mahdollisuuksiksi sekä testejä, teknologian parannuksia ja paljon muuta, jotta voimme jatkossakin toimittaa asiakkaillemme parhaimman mahdollisen räätälöidyn levylämmönsiirrinratkaisun. Tuotekehitysohjelmamme tulee olemaan avainasemassa tässä työssä, ja panostuksemme on korkealla tasolla.

Tänä keväänä olemme laajentaneet testausta uudelle tasolle omassa laboratoriossamme, jossa olemme ottaneet käyttöön kryogeenisia sovelluksia varten kehitetyn testauslaitteiston. Käyttämällä nestemäistä typpeä, joka sallii LNG-olosuhteitakin kylmemmät lämpötilat, testauslaitteisto antaa meille tärkeää tietoa laskelmien ja tietokonesimulaatioiden rinnalla, ja täydentää tietopankkiamme aiempien rajoitettujen nestetyppitestauksien osalta. Testien tulokset parantavat myös simulaatioidemme tarkkuutta, ja kokonaisuutena tämä auttaa varmistamaan, että tietotaitomme pysyy maailman parhaimpana omalla erikoistumisen alallamme.

Kylmän talteenottojärjestelmät ovat mielenkiintoinen trendi maailmalla LNG-sovelluksissa. Niissä ympäristöystävällinen sekä taloudellisesti viisas ajattelu yhdistyvät energian käytön vähentämiseen kokonaistehokkuuden kasvattamiseksi. Ajatus on ideatasolla yksinkertainen: maakaasu ei ole luontaisesti nesteenä, vaan sen jäähdyttämiseksi kryogeenisiin lämpötiloihin ja edelleen nesteyttämiseksi on käytettävä energiaa, minkä jälkeen nesteeksi muutettu maakaasu kuljetetaan loppukäyttäjälle.

Jos tässä vaiheessa LNG vain höyrystetään käyttöä varten, hukataan huomattavia määriä paikallista jäähdytyskapasiteettia. Miksi ei siis kytkettäisi ilmastointijärjestelmiä, pakastimia tai muita kylmäjärjestelmiä LNG:n höyrystämisprosessiin? Tällä tavalla ei tarvitse käyttää ylimääräistä energiaa keinotekoisen kylmän aikaansaamiseksi, sillä LNG:n tuotantoon ja jäähdytykseen jo aiemmin toisaalla käytetty energiamäärä voidaan hyödyntää paikallisesti, osana LNG:n normaalia käyttöketjua.

30 vuoden kokemus kylmäteollisuudesta ja luonnollisista kylmäaineista tarkoittaa syvää ymmärrystä kylmän talteenottojärjestelmien molemmista päistä. Tietotaitomme tukee uusien sovelluksien kehittämistä, ja tulemme innolla kehittämään osaamisamme eteenpäin jatkossakin.

Matkamme LNG:n parissa on tuonut meidät pitkälle. Olemme tehneet lukemattoman määrän simulaatioita, meillä on lähes 20 vuoden käytännön kokemus, olemme toimittaneet yli 300 lämmönsiirrintä kryogeenisiin LNG-sovelluksiin ja olleet mukana useamman kuin joka toisen LNG:tä polttoaineenaan käyttävän laivan koneistuksessa. Tähän meriittien listaan nojaten voimme ylpeinä kutsua itseämme teollisuuden edelläkävijöiksi. Vahteruksen kokonaan hitsattu Plate & Shell -levylämmönsiirrin ei ole eksoottinen uutuus markkinoilla vaan vahvaan kokemukseen pohjautuva teollisuuden standardiratkaisu.

Kaikki tämä on ollut mahdollista vain kovalla työllä, peräänantamattomuudella ja jatkuvalla yhteistyöllä kumppaniemme ja asiakkaidemme kanssa. Jatkukoon se samalla innolla kohti tulevaisuuden haasteita ja mahdollisuuksia.

Matka LNG-asiantuntijaksi

Resources page

Contact Us