Attività di ricerca e sviluppo di prodotti tecnologici e di servizi innovativi nel settore gas naturali, progettazione e installazione di dispositivi meccanici ed elettronici per lo stoccaggio, criogenerazione, rigassificazione e successi trasformazione del gas naturale liquido (GNL)
Fesr 2014 – 2020
Research and development of technological products and innovative services in the natural gas sector, design and installation of mechanical and electronic devices for storage, cryogeneration, regasification and successful transformation of liquid natural gas (LNG)
PROGETTO:
Relazione progetto PMI GNL FOLIGNO srl
L’azienda GNL Foligno S.r.l è stata costituita in data 11/06/2018 ed iscritta al registro delle imprese di Perugia dal 02/07/2018 come start up innovativa. Nasce per eseguire la progettazione e istallazione, di dispositivi e componenti meccanici ed elettronici per lo stoccaggio, criogenerazione, rigassificazione e successiva trasformazione per la distribuzione del gas naturale liquido (GNL). L’avvento di tecnologie nuove nel settore dei carburanti alternativi alle benzine, di metodi d’organizzazione innovativi, la possibilità di ottimizzare le filiere e di gestirle in maniera automatizzata, impongono alle aziende una riflessione profonda sulla natura delle loro strategie di mercato e della propria organizzazione interna. Nel caso della Società GNL Foligno S.r.l. si è di fronte ad una realtà estremamente dinamica operante in un settore in continua evoluzione e con notevoli potenzialità di crescita nel prossimo futuro. Il gas naturale liquefatto (GNL o LNG, dall’inglese liquefied natural gas) si ottiene sottoponendo il gas naturale (GN), dopo opportuni trattamenti di depurazione e disidratazione, a successive fasi di raffreddamento e condensazione. Il prodotto che ne deriva si presenta come un liquido inodore e trasparente costituito da una miscela composta prevalentemente da metano e quantità minori di etano, propano, butano e azoto, avente una temperatura di ebollizione di circa -160 °C a pressione atmosferica. Il trasporto del GNL a grande distanza dal luogo di produzione avviene via mare per mezzo di navi metaniere, in cui il GNL rimane quasi interamente in fase liquida a pressione atmosferica e a temperature criogeniche (circa -160 °C). Il gas naturale liquefatto (GNL o LNG in inglese) è una forma di stoccaggio del gas naturale che, sfruttando la tecnologia più recente, consente di concentrare in volumi ridotti una grande quantità di energia. A titolo di esempio, da 1 litro di GNL, conservato in opportune condizioni di temperatura (circa -160 °C) e pressione (tra i 2 e i 14 bar, in relazione al distributore logistico) in appositi serbatoi (detti criogenici), è un degno sostituto dei più normali combustibili liquidi, soprattutto nelle zone non metanizzate. I vantaggi che derivano dall’impiego del GNL sono di diverso tipo.
Il GNL non presenta incombenze operative come richiesto per l’olio combustibile, come il preriscaldo del carburante. Inoltre le frigorie generate durante l’espansione da liquido a gas possono essere usate come sistema di raffreddamento, consentendo di ridurre l’utilizzo elettrico di pompe di calore e refrigeratori. L’impianto GNL realizzato è cosi composto:
serbatoio criogenico tipo ELNG 60/18 verticale da LT 60.000 completo di valvole di sicurezza e strumentazione di controllo di gestione, lo stesso è collegato con vaporizzatore atmosferico modello VAP 316 con portata nominale di 273 Nmc/h, con fluido criogenico 70 bar alta pressione dimensionato per consentire la completa gassificazione degli sfiati in caso di azionamento delle valvole di sicurezza , completo di sonda PT 100 con relativo pozzetto a saldare. La sonda controlla la temperature degli sfiati e blocca l’impianto in caso di eventuali perdite da valvole di sicurezza e spurgo completo di Skid VT1 completo di pompa LCNG, la pompa è montata su un telaio in acciaio e dotato di un motore elettrico da 30 KW. L’impianto criogeno è dotato di un By-Pass “carica Fredda” e questo sistema è progettato per iniettare gas freddo all’uscita del vaporizzatore ed è la migliore soluzione per controllare la temperatura del gas compresso all’atto del rifornimento. Mescolando il gas caldo con il gas proveniente dal vaporizzatore con il gas freddo, è possibile controllare la temperatura del gas in uscita verso la colonnina di erogazione incrementandone la densità e quindi il livello di riempimento finale. Il tutto è collegato ad un quadro di controllo e sistema di sicurezza che come previsto dagli standard di sicurezza negli impianti criogenici, ha un pannello di sicurezza installato a valle del gruppo di vaporizzazione, per proteggere la linea da eccessiva pressione e/o da temperature troppo basse che potrebbero causare l’infragilimento delle bombole, pressione di progetto 300/bar. I relativi segnali degli elementi che compongono il sistema di controllo sono gestiti da un pannello elettrico di controllo composta da un trasduttore di alta pressione (set massimo 280 bar), 2 valvole di sicurezza alta pressione (set 300 bar), 2 sensori di temperatura per il controllo del gas in uscita dal gruppo di vaporizzazione, un pressostato e una valvola di non ritorno, il tutto programmato da remoto con configurazione di connessione automatica. Lo Skid integrato con la pompa Artika per rifornimento GNL montata su un telaio in acciaio zincato, il controllo dello skid integrato viene operato dal PLC del quadro elettrico di controllo. Collegato allo Skid viene installato un Vaporizzatore ambientale modello VAPAL 305 a bassa pressione per saturazione Al fine di ottenere l’appropriata temperatura e pressione del GNL all’interno del serbatoio di stoccaggio è necessario installare un sistema che ne consenta il controllo.
Il vaporizzatore ambientale a bassa pressione che, attraverso un circuito di ricircolo del GNL connesso al serbatoio di stoccaggio e alla pompa sommersa, consente l’incremento della temperature e della pressione fino al raggiungimento dei valori desiderati, attraverso una sonda di temperatura PT 100 per il controllo delle temperature de l liquido. Il dispencer di GNL certificato MID modello JC Carter viene operato dal PLC del quadro elettrico di controllo lo stesso è concepito e programmato per rispettare tutti i parametri necessari per il regolare rifornimento e lo stesso si attiva solo ed esclusivamente rispettando delle manovre in sicurezza che permettono all’operatore di agire nella massima tranquillità. l’impianto sopra descritto è dotato di un software di ultima generazione che collegato in connessione è in grado di stabilire sia il riempimento della serbatoio di GNL e di tutta la gestione da remoto della stazione GNL comunicando tempestivamente i problemi che si possono creare sia sulle componentistiche che sul sistema di gestione, segnalando l’usura dei componenti più sollecitati e la manutenzione degli stessi.
Il progetto sopra realizzato rappresenta un’innovazione di tipo infrastrutturale a partire, come detto, da tutti i macchinari che compongono la piattaforma con caratteristiche “industria 4.0” che hanno nelle specifiche tecniche, riportate nei documenti allegati, la descrizione delle stesse. Ma la vera innovazione ha riguardato l’assemblaggio dei macchinari che sono in grado di dialogare tra di loro e con l’esterno, garantendo un monitoraggio di tutte le diverse fasi e di conseguenza uno standard di sicurezza e di efficienza molto superiore a quelli riscontrabili attualmente. Inoltre la soluzione informatica proposta ha permesso di ottimizzare il processo di scambio di informazioni tra gli operatori economici che operano dal momento dell’ordine del combustibile, al trasporto, allo stoccaggio e alla successiva fase di distribuzione all’utente finale, al fine di garantire allo stesso tempo celerità e sicurezza in ogni fase e un controllo completo del flusso logistico. La combinazione di tutti gli elementi è stata garantita tramite la creazione di un portale che garantisce il contatto costante con tutti gli operatori interessati tramite una applicazione (app) di nuova concezione, capace di dialogare con tutti gli impianti e le società fornitrici, garantendo tempi di consegna certi, riduzione degli sprechi consentendo un contatto tra i distributori al fine di sfruttare sinergie e collegamenti e infine un risparmio di inquinamento non indifferente. Altro elemento innovativo è stato l’installazione a bordo di ogni autocisterna di un Sistema di monitoraggio (Black Box) che tramite sensori permette di controllare in tempo reale il corretto stoccaggio del GNL e con un GPS fornisce la posizione in tempo reale del mezzo. Queste informazioni, unite alle dichiarazioni di carico e scarico fornite dal conducente tramite l’APP, forniscono tutti gli strumenti necessari per un’ottimale gestione della Logistica. Lo sviluppo della rete di distribuzione del GNL sembra andare avanti piuttosto spedito, il mercato dei rifornimenti di carburante è in una fase di fermento con l’aumento delle competitività e dell’elevata efficienza degli impianti oltre alla riduzione dei costi.
COSTI SOSTENUTI E SCOSTAMENTI
PROJECT:
Report of the SME GNL FOLIGNO srl project
GNL Foligno S.r.l was established on 11/06/2018 and registered in the Perugia Business Register from 02/07/2018 as an innovative start-up. It was created to carry out the design and installation of mechanical and electronic devices and components for storage, cryogeneration, regasification and subsequent transformation for the distribution of liquid natural gas (LNG). The advent of new technologies in the sector of alternative fuels to gasoline, of innovative organization methods, the possibility of optimizing supply chains and managing them in an automated way, require companies to reflect deeply on the nature of their market strategies and their own internal organization. In the case of GNL Foligno S.r.l. we are faced with an extremely dynamic reality operating in a constantly evolving sector with significant growth potential in the near future. Liquefied natural gas (LNG or LNG, from the English liquefied natural gas) is obtained by subjecting natural gas (GN), after suitable purification and dehydration treatments, to subsequent cooling and condensation phases. The resulting product is presented as an odorless and transparent liquid consisting of a mixture mainly composed of methane and minor quantities of ethane, propane, butane and nitrogen, having a boiling temperature of about -160 ° C at atmospheric pressure. The transport of LNG over a long distance from the production site takes place by sea by means of LNG carriers, in which the LNG remains almost entirely in the liquid phase at atmospheric pressure and cryogenic temperatures (around -160 ° C). Liquefied natural gas (LNG or LNG in English) is a form of natural gas storage which, by exploiting the latest technology, allows a large amount of energy to be concentrated in small volumes. By way of example, 1 liter of LNG, stored in suitable conditions of temperature (about -160 ° C) and pressure (between 2 and 14 bar, in relation to the logistics distributor) in special tanks (called cryogenic), is a a worthy substitute for the more normal liquid fuels, especially in non-methanized areas. The advantages deriving from the use of LNG are of different types.
LNG does not have operational tasks as required for fuel oil, such as fuel preheating. Furthermore, the frigories generated during expansion from liquid to gas can be used as a cooling system, allowing to reduce the electrical use of heat pumps and chillers. The LNG plant built is composed as follows:
cryogenic tank type ELNG 60/18 vertical of 60,000 liters complete with safety valves and management control instrumentation, the same is connected with atmospheric vaporizer model VAP 316 with a nominal flow rate of 273 Nmc / h, with cryogenic fluid 70 bar high pressure dimensioned to allow the complete gasification of the vents in the event of the safety valves being activated, complete with PT 100 probe with relative well to be welded. The probe checks the temperature of the vents and blocks the system in case of any leaks from safety valves and bleed complete with Skid VT1 complete with LCNG pump, the pump is mounted on a steel frame and equipped with a 30 kW electric motor . The cryogenic system is equipped with a “Cold charge” By-Pass and this system is designed to inject cold gas at the outlet of the vaporizer and is the best solution for controlling the temperature of the compressed gas when refueling. By mixing the hot gas with the gas coming from the vaporizer with the cold gas, it is possible to control the temperature of the gas leaving the dispensing column by increasing its density and therefore the final filling level. The whole is connected to a control panel and safety system which, as required by safety standards in cryogenic systems, has a safety panel installed downstream of the vaporization unit, to protect the line from excessive pressure and / or excessive temperatures. low that could cause embrittlement of the cylinders, design pressure 300 / bar.
The relative signals of the elements that make up the control system are managed by an electric control panel consisting of a high pressure transducer (maximum set 280 bar), 2 high pressure safety valves (set 300 bar), 2 temperature sensors for control of the gas leaving the vaporization unit, a pressure switch and a non-return valve, all remotely programmed with automatic connection configuration. The Skid integrated with the Artika pump for LNG refueling mounted on a galvanized steel frame, the control of the integrated skid is operated by the PLC of the electrical control panel. Connected to the Skid, a low pressure saturation VAPAL 305 environmental vaporizer is installed. In order to obtain the appropriate temperature and pressure of the LNG inside the storage tank, it is necessary to install a system that allows it to be controlled.
The low pressure environmental vaporizer which, through a LNG recirculation circuit connected to the storage tank and the submersible pump, allows the temperature and pressure to increase until the desired values are reached, through a PT 100 temperature probe for control of liquid temperatures. The MID-certified LNG dispenser JC Carter model is operated by the PLC of the electrical control panel, it is designed and programmed to comply with all the parameters necessary for regular refueling and it is activated only and exclusively by respecting the safety maneuvers that allow the operator to act with complete peace of mind. the plant described above is equipped with the latest generation software which, connected in connection, is able to establish both the filling of the LNG tank and all the remote management of the LNG station, promptly communicating the problems that can be created both on the components and on the management system, reporting the wear of the most stressed components and their maintenance.
The project carried out above represents an infrastructural innovation starting, as mentioned, from all the machinery that make up the platform with “industry 4.0” characteristics that have a description of the same in the technical specifications, reported in the attached documents. But the real innovation concerned the assembly of the machinery that are able to communicate with each other and with the outside world, guaranteeing monitoring of all the different phases and consequently a safety and efficiency standard much higher than those currently found. . Furthermore, the proposed IT solution has made it possible to optimize the information exchange process between the economic operators who operate from the time of ordering the fuel, to the transport, to the storage and to the subsequent distribution phase to the end user, in order to guarantee at the same time speed and safety in every phase and a complete control of the logistic flow. The combination of all the elements has been guaranteed through the creation of a portal that guarantees constant contact with all the operators concerned through a new concept application (app), capable of communicating with all the plants and supplier companies, guaranteeing lead times. reliable delivery, waste reduction by allowing contact between distributors in order to exploit synergies and connections and finally a considerable saving in pollution. Another innovative element was the installation on board of each tanker of a monitoring system (Black Box) which through sensors allows you to check the correct storage of LNG in real time and with a GPS provides the real-time position of the vehicle. This information, combined with the loading and unloading declarations provided by the driver through the APP, provide all the necessary tools for optimal Logistics management. The development of the LNG distribution network seems to be moving forward rather quickly, the fuel supply market is in a phase of turmoil with increasing competitiveness and high efficiency of the plants as well as reducing costs.