Der betriebliche Arbeitsablauf einer LNG-Tankstelle ist relativ komplex und umfasst hauptsächlich die Phasen Entladen, Lagern, Unterdrucksetzen, Verdampfen und Betanken.
Entladephase: LNG wird mit speziellen Tankwagen zur Tankstelle transportiert. Diese Tankwagen sind mit kryogenen Rohrleitungen und Handhabungsgeräten ausgestattet und über eine Entladeplattform mit dem internen Lagersystem der Station verbunden. Während des Entladevorgangs wird die Druckdifferenz zwischen Tankwagen und Lagertank genutzt, um das LNG vom LKW in die kryogenen Lagertanks der Station zu befördern. Typischerweise sind Tankwagen mit einer integrierten Druckeinheit ausgestattet. Sollte sich die Druckdifferenz als unzureichend erweisen, kann diese Einheit aktiviert werden, um den reibungslosen Transfer von LNG in die Lagertanks sicherzustellen.
Lagerungsphase: Die Lagertanks sind eine der kritischsten Komponenten der Tankstelle. Sie verfügen über hervorragende Wärmedämmeigenschaften und minimieren effektiv den Wärmeeintrag, um das LNG in seinem kryogenen Zustand zu halten. Im Allgemeinen wird eine doppelwandige Metalltankstruktur verwendet, wobei der Zwischenraum mit Isoliermaterialien-wie Perlit-gefüllt ist, um die Wärmeleitung zu minimieren. Die Lagertanks sind mit mehreren Anschlüssen ausgestattet, um den Zu- und Abfluss von Gas und Flüssigkeiten zu erleichtern, sowie mit Anschlüssen für verschiedene Instrumente zur Überwachung von Parametern wie Innentemperatur, Druck und Flüssigkeitsstand in Echtzeit.
Druckaufbaustufe: Um die Druckanforderungen für die Fahrzeugbetankung zu erfüllen, muss das LNG in den Lagertanks unter Druck gesetzt werden. Zu diesem Zweck werden zwei gängige Methoden eingesetzt: Die erste besteht darin, den LNG-Druck mithilfe einer Kryopumpe auf das erforderliche Niveau zu erhöhen. Bei der zweiten Methode wird ein Verdampfer eingesetzt, um einen Teil des LNG zu vergasen; Das entstehende Gas wird dann in den Lagertank zurückgeführt, wodurch der Innendruck erhöht wird. Jede dieser Methoden weist unterschiedliche Vor- und Nachteile auf; In der Praxis wird die Wahl der Methode durch die spezifischen Betriebsbedingungen und Anforderungen der Tankstelle bestimmt.
Verdampfungsphase: Während des Betankungsvorgangs muss ein Teil des LNG verdampft werden. Dieses verdampfte Gas wird dann mit dem flüssigen LNG gemischt, um sicherzustellen, dass die Zusammensetzung des abgegebenen Erdgases den Verbrennungsanforderungen des Fahrzeugmotors entspricht. Typischerweise werden zu diesem Zweck Umgebungsluftverdampfer eingesetzt, die die Wärmeenergie der Umgebungsluft nutzen, um die Verdampfung des LNG zu erleichtern. Diese Verdampfer bestehen aus einer Reihe von Rippenrohren; Während das LNG durch diese Rohre strömt, tauscht es Wärme mit der Außenluft aus und führt so zu einer Verdampfung.
Betankungsphase: Sobald das LNG die erforderlichen Druckbeaufschlagungs- und Verdampfungsbehandlungen durchlaufen hat, wird es über eine Betankungssäule in Fahrzeuge abgegeben. Die Zapfsäule ist mit Dosiergeräten und einer Betankungsdüse ausgestattet, was eine präzise Kontrolle der abgegebenen Menge ermöglicht und gleichzeitig die Sicherheit des gesamten Betankungsvorgangs gewährleistet. Die LNG-Flasche des Fahrzeugs ist über einen speziellen Betankungsschlauch mit der Tanksäule verbunden. Während des Betankungsvorgangs führt der Bediener die Betankungsdüse in den Einlass der Flasche ein und aktiviert die Zapfsäule, wodurch LNG in die Flasche des Fahrzeugs fließen kann.
