https://www.asiachmical.com/lng-plant/lng-processing-plant.html
1. Tabiiy gazni suyultirish jarayonining tasnifi
Hozirgi vaqtda tabiiy gazni suyultirish jarayonlarining turlari asosan funktsiyalari va sovutish usullariga qarab bo'linadi.
(1) Vazifalariga ko'ra, ular asosiy yukni suyultirish birliklariga va cho'qqi soqolini suyultirish birliklariga bo'linishi mumkin. Kichik o'lchamli LNG birliklari cho'qqi soqolini suyultirish birliklariga tegishli.
(2) Sovutgich usuliga ko'ra, uni quyidagilarga bo'lish mumkin: ① kaskadli suyuqlanish jarayoni; ② aralash sovutgichni suyultirish jarayoni, shu jumladan yopiq, ochiq, propanni oldindan sovutish, CII va boshqalar; ③ kengaytirgich bilan suyultirish jarayoni, shu jumladan tabiiy gazni kengaytirish, azotni kengaytirish, azot-metanni kengaytirish va boshqalar.
Biroq, yuqoridagi bo'linish qat'iy emas va odatda yuqorida tavsiflangan turli xil suyultirish jarayonlarining muayyan qismlarining turli kombinatsiyalarini o'z ichiga olgan kompozitsion jarayon qabul qilinadi va har bir usul bir nechta turlarni o'z ichiga oladi.
2. Tabiiy gazni suyultirish qurilmalarining turlari va tarkibi
Tabiiy gazni suyultirish agregatlarining turlari asosan asosiy yukni suyultirish agregatlari, cho'qqi-soqolli suyultirish agregatlari, suzuvchi LNG ishlab chiqarishni saqlash va tushirish agregatlari va LNG qabul qilish terminallarini o'z ichiga oladi va ularning ta'riflari quyidagilardan iborat.
(1) Asosiy yukni suyultirish zavodi: mahalliy foydalanish yoki tashqi tashish uchun ishlab chiqarilgan keng ko'lamli suyultirish zavodiga ishora qiladi.
(2) Cho'qqi soqolini suyultirish moslamasi: cho'qqi-soqol yuki uchun yoki qishki yoqilg'i ta'minotini to'ldirish uchun tabiiy gazni suyultirish moslamasiga ishora qiladi, odatda past yuklanish paytida ortiqcha tabiiy gazni suyultiradi va saqlaydi va cho'qqi yoki favqulodda vaziyatlarda foydalanish uchun qayta bug'lanadi. vaziyatlar.
(3) Suzuvchi LNG ishlab chiqarish, saqlash va tushirish moslamasi: Bu marginal gaz konlarida va dengizdagi gaz konlarida yangi turdagi tabiiy gazni suyultirish qurilmasi. Bu kam investitsiyalar, qisqa qurilish muddati va oson buzish kabi afzalliklari uchun ma'qul.
(4) LNG qabul qilish terminali: LNG tashuvchilari tomonidan tashiladigan LNGni asosiy yuk tabiiy gazni suyultirish qurilmasidan qabul qiluvchi qurilmaga ishora qiladi, odatda LNG rezervuarining yuqori qaynoq gazi BOG (Boil Off Gas) uchun suyultirishni tiklash tizimi bilan jihozlangan.
Tabiiy gazni suyultirish zavodi odatda tabiiy gazni oldindan tozalash jarayoni, suyultirish jarayoni, saqlash tizimi, nazorat qilish tizimi va yong'indan himoya qilish tizimidan iborat bo'lib, ular orasida suyultirish jarayoni tabiiy gazni suyultirish zavodining asosiy qismidir. Katta miqyosdagi LNG zavodlari odatda tabiiy gazni suyultirish zavodlarining bir nechta to'plamini o'z ichiga oladi va har bir suyultirish zavodlari bir nechta ishlab chiqarish liniyalariga ega bo'lishi mumkin. Turli xil suyultirish birliklarining turli ishlab chiqarish maqsadlari tufayli, ularning o'ziga xos kompozitsiyalarida tabiiy ravishda katta farqlar mavjud.
3. LNG sovutish usuli
Sovutgich deb ataladigan narsa past harorat (atrof-muhit haroratidan past) texnologiyasini yaratish uchun sun'iy usullardan foydalanishni anglatadi. Sovutish usullari asosan quyidagi uchtasini o'z ichiga oladi.
(1) Sovutgichga erishish uchun moddiy faza o'tishlarining endotermik ta'siridan foydalaning (eritish, bug'lanish, sublimatsiya kabi). Bug 'sovutgich deb ataladigan narsa sovutishga erishish uchun suyuqlik bug'lanishidan foydalanishni anglatadi. Bug 'sovutgichni uch turga bo'lish mumkin: bug'ni siqish (mexanik siqish), bug'ni quyish va singdirish. Hozirgi vaqtda bug 'siqish sovutgichi asosan ishlatiladi.
(2) Sovutgichga erishish uchun gazni kengaytirishning sovutish effektidan foydalaning. Gazni kengaytirish sovutgichi hozirda turbinali kengaytirish sovutgichidan keng foydalaniladi, shuningdek, gaz kelebeği sovutgichi va issiqlik ajratuvchi sovutgichdan foydalanadi.
(3) Sovutgichga erishish uchun yarimo'tkazgichlarning termoelektrik ta'siridan foydalaning.
Tabiiy gazni suyultirish jarayonida suyuqlik bug'lanishi va gazning kengayishi sovutishga erishish uchun keng qo'llaniladi. Sovutgichni o'zgartirish uchun ishlatish uchun etarli darajada yuqori bosim energiyasi bo'lishi kerak va samaradorlik past. Odatda xom gazning bosimi yuqori bo'lgan va kerakli suyultirish miqdori kichik bo'lgan holatlarda qo'llaniladi.
4. Umumiy tabiiy gazni suyultirish jarayoni
Turli xil suyuqlik jarayonlari turli xil sovutish usullariga ega. Tabiiy gazni suyultirish jarayonida umumiy tabiiy gazni suyultirish jarayoni asosan kaskadli suyuqlik jarayonini, aralash sovutgichni suyultirish jarayonini va kengaytirgich bilan suyultirish jarayonini o'z ichiga oladi va ularning sovutish usullari quyidagilardir.
(1) Kaskadli suyuqlanish jarayoni
U turli xil haroratlarda ishlaydigan bir-biriga o'xshash sovutgich davrlaridan iborat bo'lib, ularda yuqori, o'rta va past haroratli qismlar mos ravishda yuqori, o'rta va past haroratli sovutgichlardan foydalanadi. Yuqori haroratli qismdagi sovutgichning bug'lanishi past haroratli qismdagi sovutgichni kondensatsiya qilish uchun ishlatiladi va past haroratli qismdagi sovutgich sovutish quvvatini chiqarish uchun qayta bug'lanadi va bu qismlar bir nechta bug'lanish kondensatorlari bilan bog'lanadi. Bug'lanish kondensatori ham yuqori haroratli qismning evaporatatori, ham past haroratli qismning kondensatoridir. tabiiy gaz uchun
Suyuqlantirish uchun, asosan, sovutgich sifatida propan, etilen va metan bo'lgan uch bosqichli kaskadli sovutish sikli qo'llaniladi.
(2) Aralashtirilgan sovutgichni suyultirish jarayoni
Jarayon 1960-yillarning oxirida kaskadli sovutish jarayonidan rivojlangan. Uglevodorod aralashmalari (N2, C1, C2, C3, C4, C5) asosan kaskadli sovutish jarayonida bir nechta sof komponentlarni almashtirish uchun sovutgich sifatida ishlatiladi va tarkibi ozuqa gazining tarkibi va bosimiga qarab belgilanadi. Ko'p komponentli aralashmaning og'ir tarkibiy qismlarining xususiyatlaridan foydalanib, avval kondensatsiyalanadigan va engil komponentlar keyinroq kondensatsiyalanadi, har xil harorat darajalarining sovutish qobiliyatini ketma-ket kondensatsiyalash, ajratish, bostirish va bug'lanish yo'li bilan olish mumkin. sovutgich xom tabiiy gaz bilan aralashtiriladi, Ikki xil aralash sovutish jarayonlari mavjud: yopiq va ochiq.
(3) kengaytirgich bilan suyultirish jarayoni
Kengaytiruvchi sovutish aylanishi asosan teskari-Brayton tsiklini qabul qiladi. Ushbu tsiklda ishchi suyuqlik kompressor tomonidan izentropik tarzda siqiladi, sovutgich tomonidan sovutiladi, so'ngra turboekspanderda izentropik ravishda adiabatik tarzda kengaytiriladi va sovuq energiya ishlab chiqarish uchun past haroratli havo oqimini olish uchun tashqi ishlarni bajaradi. Tabiiy gazni suyultirish jarayonida kengaytirish sovutgichi asosan quyidagi to'rtta shaklni qabul qiladi: tabiiy gazni to'g'ridan-to'g'ri kengaytirish sovutgichi, azotli kengayish sovutgichi, azot-metan aralash kengayish sovutgichi va boshqalar.
5. Sovutgich printsipi va kengaytirgich bilan suyultirish jarayonining xususiyatlari
Expander Cycle - bu turbo-kengaytirgichning adiabatik kengayishi orqali yuqori bosimli sovutgich va Klod sikli sovutgichidan foydalangan holda tabiiy gazni suyultirish jarayonini anglatadi. Asosiy uskuna turboekspander bo'lib, u yuqori izentropik samaradorlik va qayta tiklanadigan kengaytirish ishlarining afzalliklariga ega. Shu sababli, bu jarayonni suyultirish quvvati kichik bo'lgan cho'qqi soqolli LNG zavodlari tobora ko'proq ma'qullashadi va odatda suyultirish quvvati 7 × 104-70 × 104 m3 / kun bo'lgan qurilmalar uchun qo'llaniladi.
Suyuqlash jarayonini kengaytirgich bilan sovutishning asosiy printsipi: gaz kompressorni haydash uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan ishni chiqarishda kengaytirgichda kengayadi va soviydi; qurilmaga kiradigan xom gaz va qurilmadan chiqadigan tijorat gazi o'rtasida "tabiiy" bosim farqi mavjud bo'lganda, suyultirish Jarayon "tashqi dunyodan" energiya bilan to'ldirilishi shart emas, balki "tabiiy" ga tayanadi. kengaytirgich orqali sovutishga erishish uchun bosim farqlari. Turli xil sovutgichlarga ko'ra, uni azotli kengayish suyultirish jarayoni, azot-metan aralash kengayish suyuqligi jarayoni va tabiiy gazni to'g'ridan-to'g'ri kengaytirish suyultirish jarayoniga bo'lish mumkin.
(1) Tabiiy gazni to'g'ridan-to'g'ri kengaytiruvchi suyultirish jarayoni
Bu jarayon gaz konidan to'g'ridan-to'g'ri yuqori bosimli tabiiy gazdan foydalanish va uni kengaytirgichda uzatish quvurining bosimigacha adiabatik ravishda kengaytirish va shu bilan tabiiy gazni suyultirish jarayonini amalga oshirish jarayonini anglatadi. Ayniqsa, quvur liniyasi bosimi yuqori bo'lgan, haqiqiy ish bosimi past bo'lgan va o'rtada bosimni kamaytirish kerak bo'lgan holatlar uchun javob beradi. Kengaytirgichga kiradigan tabiiy gaz CO2 ni olib tashlashga hojat yo'q, faqat xom gazning suyultirilgan qismidan CO2 ni olib tashlashi kerak bo'lganligi sababli, gazni oldindan tozalash hajmi sezilarli darajada kamayadi. Qurilma normal ishlaganda, saqlash idishidan bug'langan tabiiy gaz qaytariladigan gaz kompressori tomonidan siqiladi va keyin suyultirish uchun tizimga qaytariladi. Bu jarayon sovutgichni maxsus ishlab chiqarish, tashish va saqlash xarajatlarini tejash imkonini beradi; u oddiy jarayon, ixcham uskunalar, kichik investitsiyalar, moslashuvchan sozlash va ishonchli ishlashning afzalliklariga ega. Shu bilan birga, bu suyultirish jarayoni azotni kengaytirish suyuqligi jarayoni sifatida past haroratni, katta aylanma gaz hajmini va past suyultirish tezligini ololmaydi va kengaytirgichning ishlash ko'rsatkichi xom ashyo gazining bosimi va tarkibi va xavfsizligidan katta ta'sir ko'rsatadi. tizim talablari nisbatan yuqori. yuqori.
(2) Azotning kengayishini suyultirish jarayoni
Bu to'g'ridan-to'g'ri kengaytirish suyuqligi jarayonining bir variantidir, azotli sovutish aylanishi tabiiy gazni suyultirish sxemasidan ajratilgan va xlorli sovutish aylanishi tabiiy gaz uchun sovuq quvvatni ta'minlaydi. Uning afzalliklari shundaki, u xom gaz komponentlarini o'zgartirishga ko'proq moslashishga, kuchli suyultirish qobiliyatiga, butun tizimning oddiy va qulay ishlashiga ega; Uzoq muddatli agentning aylanishi taxminan 40 foizga yuqori.
(3) Azot-metan aralash kengayish suyuqligi jarayoni
Bu sovuq uchida issiqlik almashinuvi harorati farqini kamaytirishi mumkin bo'lgan azotni kengaytirishni suyultirish jarayonini takomillashtirish. Aralash sovutgich aylanishi bilan solishtirganda, u oddiy jarayon, oson nazorat qilish, qisqa ishga tushirish vaqti va sof azotli kengayish sovutgichi bilan solishtirganda quvvat sarfini 10 foizdan 20 foizgacha tejashning afzalliklariga ega.
6. Turboekspanderning ishlash prinsipi
Turboekspander - bu yuqori tezlikda aylanadigan termal mashina. Energiyani aylantirish va saqlanish qonuniga ko'ra, gaz turboekspanderda adiabatik kengayish vaqtida tashqi ish qilganda, uning energiyasi kamayadi va shu bilan birga ma'lum bir entalpiya pasayishi hosil bo'ladi va shu bilan gazning o'zi haroratini pasaytiradi. va gazni suyultirish uchun sharoit yaratish.
Turboekspander aslida markazdan qochma kompressorning teskari harakatidir. Santrifüj kompressor gazning bosimini oshirish uchun elektr motori tomonidan boshqariladi, bu esa quvvat sarflaydi. Turboekspander yuqori bosimli gazning kengayishi natijasida hosil bo'lgan yuqori tezlikdagi havo oqimidan turboekspanderning ishlaydigan pervaniga ta'sir qilish uchun foydalanadi, shuning uchun pervanel yuqori tezlikda aylanadi. Yuqori tezlikda aylanadigan pervanel ma'lum miqdorda quvvat ishlab chiqarishi va keyin tashqi ishlarni bajarishi mumkin. Shu bilan birga, kengaygan gazning harorati ham, bosimi ham tushadi. Boshqacha qilib aytadigan bo'lsak, turboekspander energiyani aylantirish uchun vosita tezligini o'zgartirishdan foydalanadi, bu nafaqat suyultirish moslamasi uchun sovutish quvvatini ta'minlay olmaydi, balki kengaytirish natijasida hosil bo'lgan ish kompressorlar yoki generatorlar kabi uskunalarni haydash uchun ishlatilishi mumkin. LNG birligi. volumetrik energiya iste'moli.
