BOG là gì? Đây là khí thiên nhiên tự bốc hơi từ LNG do đặc tính siêu lạnh của loại khí này, phát sinh liên tục trong quá trình tồn chứa và bơm nạp. Gas South giới thiệu nguyên nhân hình thành, tác động và cách thu hồi, xử lý BOG đúng kỹ thuật.
1. BOG là gì?
BOG (Boil-Off Gas), hay khí hóa hơi, là phần khí thiên nhiên tự bốc hơi từ LNG trong quá trình tồn chứa, vận chuyển và bơm nạp, do LNG luôn ở trạng thái siêu lạnh và rất nhạy với nhiệt xâm nhập từ môi trường xung quanh [1]. Đây là hiện tượng vật lý tất yếu tại mọi kho, trạm LNG chứ không phải sự cố rò rỉ, nhưng nếu không được thu hồi và xử lý đúng cách, BOG có thể gây tăng áp suất bồn chứa và hao hụt nhiên liệu.
2. Nguyên nhân hình thành BOG
2.1. Đặc tính siêu lạnh của LNG
LNG là khí thiên nhiên (chủ yếu methane) được làm lạnh sâu đến khoảng -162°C để chuyển sang thể lỏng, giúp giảm thể tích tồn chứa và thuận tiện vận chuyển [2]. Ở trạng thái siêu lạnh này, LNG rất nhạy cảm với chênh lệch nhiệt độ, chỉ cần một lượng nhiệt nhỏ xâm nhập cũng đủ khiến một phần LNG chuyển ngược trở lại thể khí, hình thành BOG.
2.2. Nhiệt xâm nhập qua bồn chứa
Bồn chứa LNG thường được thiết kế hai lớp với vật liệu cách nhiệt xen giữa nhằm hạn chế bay hơi và thất thoát nhiệt [3], nhưng không có hệ thống cách nhiệt nào tuyệt đối. Nhiệt từ môi trường bên ngoài vẫn liên tục truyền qua thành bồn vào LNG bên trong, khiến BOG hình thành ngay cả khi bồn ở trạng thái tĩnh, không bơm/xuất.
Nhiệt xâm nhập qua bồn chứa là một trong những nguyên nhân chính hình thành BOG
2.3. Quá trình bơm/nạp LNG vào bồn
BOG cũng phát sinh mạnh trong quá trình nhập LNG vào bồn chứa hoặc xuất LNG cho phương tiện vận chuyển, do chênh lệch áp suất và nhiệt độ xảy ra trong quá trình bơm [1].
3. Tác động của BOG nếu không xử lý
3.1. Tăng áp suất trong bồn chứa
BOG tích tụ liên tục làm tăng áp suất bên trong bồn chứa. Nếu không được thu hồi kịp thời, áp suất vượt ngưỡng thiết kế có thể kích hoạt van an toàn xả khí ra ngoài, ảnh hưởng đến an toàn vận hành.
3.2. Hao hụt LNG, ảnh hưởng hiệu quả kinh tế
Mỗi phần BOG thoát ra ngoài mà không được thu hồi đồng nghĩa với một lượng LNG bị hao hụt, làm giảm sản lượng khí thương phẩm và tăng chi phí vận hành. Đây là lý do các trạm/kho LNG luôn phải trang bị hệ thống thu hồi BOG thay vì để thất thoát tự do.
4. Hệ thống thu hồi và xử lý BOG
4.1. Van an toàn/van by-pass thu hồi BOG
Khí BOG phát sinh được dẫn qua van an toàn/van by-pass chuyên dụng để đưa về hệ thống thu hồi thay vì xả thẳng ra khí quyển [4]. Theo quy chuẩn kỹ thuật hiện hành, hệ thống thu hồi BOG phải được thiết kế sao cho không phát thải trực tiếp khí lạnh sâu ra môi trường trong điều kiện vận hành bình thường [1].
4.2. Thiết bị hóa hơi BOG (BOG Vaporizer/Heater)
Sau khi thu hồi, BOG, vốn có nhiệt độ rất thấp, cần được trao đổi nhiệt thêm để nâng nhiệt độ trước khi tái sử dụng. Theo Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11278:2015 (áp dụng cho trạm LNG có sức chứa đến 200 tấn), trạm LNG phải trang bị hệ thống thiết bị hóa hơi phù hợp với nhiệt độ thấp của khí bay hơi, kèm thiết bị ngưng hơi để điều chỉnh nhiệt độ bên trong hệ thống hóa hơi [5]. Trên thị trường, thiết bị này thường được gọi là BOG Vaporizer/BOG Heater [4].
Thiết bị hóa hơi giúp nâng nhiệt độ BOG trước khi tái sử dụng
4.3. Quy chuẩn kỹ thuật bắt buộc
Tại Việt Nam, kỹ thuật an toàn cho hệ thống LNG được quy định theo hai cấp quy mô: QCVN 19:2022/BCT áp dụng cho kho chứa LNG trên bờ có sức chứa trên 200 tấn (các kho cảng nhập khẩu lớn) [1]; còn TCVN 11278:2015 áp dụng riêng cho trạm LNG có sức chứa đến 200 tấn kết nối với đường ống khí hoặc hộ tiêu thụ khí [5]. Đây cũng chính là quy mô phổ biến của các trạm cấp LNG cho khách hàng công nghiệp mà Gas South đang vận hành. Cả hai quy chuẩn và tiêu chuẩn này đều bắt buộc phải có hệ thống thu hồi, xử lý BOG, tuyệt đối không được xả liên tục ra môi trường.
5. Ứng dụng của BOG sau xử lý
5.1. Lọc, điều áp, tạo mùi trước khi vào đường ống
Sau khi hóa hơi, dòng khí BOG được đo lường, điều chỉnh áp suất và tạo mùi trước khi đưa vào hệ thống đường ống để cung cấp cho khách hàng, đây là các bước xử lý bắt buộc theo tiêu chuẩn kỹ thuật đối với khí thiên nhiên trước khi đến hộ tiêu thụ [5], tương tự quy trình được các đơn vị lắp đặt trạm LNG mô tả trong thực tế vận hành [4].
5.2. Tái sử dụng làm nguồn khí cấp cho khách hàng công nghiệp
Theo TCVN 11278:2015, khí bay hơi sau xử lý có thể được hóa lỏng trở lại, dùng làm khí nhiên liệu, hoặc nén và đưa vào mạng lưới phân phối khí để cấp cho các hộ tiêu thụ [5]. Nhờ vậy, BOG không bị lãng phí mà trở thành một phần nguồn cung khí cho khách hàng công nghiệp, giúp tối ưu việc sử dụng LNG đã nhập vào hệ thống.
6. Kiểm soát BOG trong vận hành trạm LNG của Gas South
Là đơn vị vận hành các trạm LNG cấp khí cho khách hàng công nghiệp, Gas South thực hiện kiểm soát BOG trong khuôn khổ tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành cho trạm LNG tại Việt Nam [5], từ khâu thiết kế bồn chứa cách nhiệt đến vận hành hệ thống thu hồi, xử lý BOG trước khi tái sử dụng. Việc kiểm soát tốt BOG không chỉ đảm bảo an toàn vận hành mà còn giúp hạn chế hao hụt LNG, qua đó duy trì hiệu quả cung cấp khí ổn định cho khách hàng.
BOG là hiện tượng bay hơi tự nhiên của LNG do đặc tính siêu lạnh, phát sinh liên tục trong quá trình tồn chứa và bơm nạp. Hiểu rõ BOG là gì cũng như cách thu hồi, xử lý đúng kỹ thuật giúp đảm bảo an toàn vận hành, hạn chế hao hụt nhiên liệu và tối ưu hiệu quả sử dụng LNG.
Gas South vận chuyển LNG bằng đội xe bồn ISO tank chuyên dụng đến khách hàng công nghiệp
BOG là hiện tượng bay hơi tự nhiên của LNG do đặc tính siêu lạnh, phát sinh liên tục trong quá trình tồn chứa và bơm nạp. Hiểu rõ BOG là gì cũng như cách thu hồi, xử lý đúng kỹ thuật giúp đảm bảo an toàn vận hành, hạn chế hao hụt nhiên liệu và tối ưu hiệu quả sử dụng LNG.
-
Trụ sở chính: Lầu 4, PetroVietnam Tower, Số 1-5 Lê Duẩn, Phường Sài Gòn, TP. Hồ Chí Minh
-
Hotline: 028.3910.0108 - 028.3910.0324
-
Email: lienhe@pgs.com.vn
-
Fanpage: https://www.facebook.com/GasSouthJSC
-
OA Zalo: https://zalo.me/gassouth18006776
Nguồn tham khảo:
