LNG気化システムにおける凍結防止方法｜SHENSHI FGSS凍結防止熱交換器ソリューション

現代のLNG燃料船や産業用ガスシステムにおいて、安定した気化状態を維持することは、運転の安全性と効率性を確保する上で極めて重要です。しかし、LNGがエチレングリコール水溶液と熱交換を行う際、凍結が常に技術的な課題となります。SHENSHIの特許取得済み凍結防止熱交換器設計は、この課題を根本から解決し、全負荷運転時でも凍結のない運転を可能にします。

1. 問題：LNG気化システムにおける凍結リスク

従来のLNG気化器内部の局所的な低温箇所は、一連の運転上の問題を引き起こす可能性があります。LNGがエチレングリコール水溶液と熱交換を行う際、温度分布が不均一になることで、凍結が発生しやすい領域が生じます。これらの低温箇所は、以下のような問題を引き起こす可能性があります。

• 熱伝達壁面の表面霜
• 内部氷の形成
• 熱伝達効率の低下
• 負荷変動時のガス出力の不安定性

深刻な場合、これらの問題はシステムの一部または全部の停止を余儀なくさせ、FGSS（燃料ガス供給システム）の信頼性および船舶またはプラント全体の操業に直接的な影響を与える可能性があります。

2. 従来の凍結防止剤が不十分な理由

LNG気化システムにおける凍結対策として業界標準的に用いられる手法には、グリコール流量の増加、入口温度の上昇、熱交換器の大型化などがある。これらの方法は凍結の開始を遅らせることはできるものの、熱交換器内部における温度分布の不均一性や局所的な熱不均衡といった根本原因を解消するものではない。

その結果、特に船舶用LNG設備でよく見られる全負荷運転時や過渡運転時において、凍結リスクは依然として存在する。根本的な問題は未解決のままであり、事業者は繰り返し発生するメンテナンス作業や予期せぬ操業停止に悩まされている。

3. 解決策：SHENSHI特許取得済みの凍結防止熱伝達設計

これらの制約に対処するため、SHENSHIは極低温LNG用途向けに特別に設計された、特許取得済みの凍結防止熱交換器を開発しました。このソリューションは、症状に対処するのではなく、そもそも凍結を引き起こす根本的な熱バランスの不均衡を解消することを目的としています。

主な設計原則は以下のとおりです。

• チャネル全体にわたる最適な流量配分
• 温度勾配を制御して低温箇所を回避
• 重要な界面における氷核生成領域の除去

この先進的な極低温熱交換器の設計により、負荷変動や周囲環境条件に関わらず、運転中を通して熱伝達が継続的かつ安定的に維持されます。

4. 結果：全負荷時でも凍結しない動作

SHENSHIのソリューションにより、LNG気化システムは新たなレベルの運用信頼性を実現できます。特許取得済みの設計により、以下の特長が得られます。

• 全負荷条件下での安定した気化
• 内部凍結や表面の霜付きなし
• FGSSシステム向けの安定したガス出力
• 持続的な高効率熱性能

これは、運用リスクの低減、システム稼働時間の向上、機器の耐用期間全体にわたるメンテナンスコストとライフサイクルコストの削減など、具体的な運用面および経済面でのメリットにつながります。

5. FGSSシステムへの応用

SHENSHIの凍結防止熱交換器技術は、LNG燃料ガス供給チェーン機器のあらゆる分野に幅広く適用されており、プロセスのあらゆる段階で信頼性の高い性能を保証します。

• 高圧LNG気化器
• 低圧式気化器
• LNG予熱器

SHENSHIのソリューションは、LNG燃料船、浮体式貯蔵再ガス化設備（FSRU）、陸上産業ガス施設など、様々な運用環境や負荷プロファイルにおいて、一貫した凍結防止性能を提供します。

6．結論

LNG気化における凍結は、単なる運用上の不便さにとどまらず、根本的な設計上の課題であり、根本的な設計上の解決策が求められます。原因ではなく症状に対処する従来の回避策では、特に船舶や産業施設でのフルロード運転といった過酷な条件下では、FGSSシステムは繰り返し故障するリスクにさらされます。

SHENSHIは、熱伝達レベルでの根本原因に対処することで、安定した効率的かつ中断のないLNGシステム性能を実現する、世界的に適用可能な凍結防止ソリューションを提供します。その結果、FGSSの信頼性が向上し、総所有コストが削減され、世界中のLNG燃料事業の安全性と継続性に対する信頼が高まります。