Сжиженный природный газ (СПГ-LNG)

Технологии сжиженного природного газа

Осуществление поставки оборудования для газификации населенных пунктов и энергетических объектов на основе технологий СПГ. Проектирование и строительство комплексов по производству СПГ, объектов газозаправки и сопутствующей инфраструктуры.

 Свойства СПГ.

Сжиженный природный газ (СПГ) это уникальный по своим энергетическим и экологическим свойствам продукт, который призван стать основой гибкой коммерческой системы доставки природного газа на любые объекты его использования, расположенные на значительном расстоянии от магистральных газопроводов куда невозможно или экономически невыгодно тянуть газопровод.

Сжиженный природный газ (СПГ) представляет собой криогенную жидкость, являющуюся смесью углеводородов ряда С 1 …С 10 и азота с преобладающей долей метана (0,85…0,99).

Он получается из природного газа методом охлаждения его до криогенных температур: –160…–130 0 С. Температура кипения при атмосферном давлении: – 162… – 160 0 С.

При переводе СПГ в газообразное состояние (газификации) его свойства соответствуют свойствам природного газа.

Плотность СПГ зависит от давления и компонентного состава и может находиться в диапазоне от 370 до 430 кг/м 3 , среднее значение плотности составляет 390 кг/м 3 . При газификации при давлении близком к атмосферному из одного объема СПГ образуется около шестисот объемов природного газа. (1м 3 СПГ = 600 м 3 природного газа).

Пожаро-взрывоопасная концентрация газифицированного СПГ в воздухе при 0 0 С и 0,1013 МПа составляет от 5 до 15 объемных процентов (по метану), для газа конкретного состава концентрационные пределы воспламенения определяются в соответствии с действующими нормативами.

Минимальная температура воспламенения смеси воздуха с газифицированным СПГ в зависимости от его состава составляет 450…600 0 С.

Преимущества СПГ .

При применении в топливно-энергетическом комплексе и коммунальном хозяйстве – возможность газификации объектов, удаленных от магистральных трубопроводов на значительные расстояния, а также все преимущества использования природного газа:

•  высокая теплота сгорания;

•  максимально возможный КПД котлоагрегатов;

•  возможность полной автоматизации;

•  полное сгорание топлива, отсутствие серы, что значительно удлиняет срок службы котла.

При использовании на транспорте:

•  высокая энергоемкость и большое октановое число;

•  компактное хранение;

При замене других видов топлива и при решении экологических проблем – низкое содержание вредных веществ в продуктах сгорания, которое в несколько раз ниже по сравнению с жидкими и твердыми ископаемыми топливами, что позволяет резко снизить вред, наносимый окружающей среде.

Технология обеспечения потребителей СПГ.

Технология газификации объектов теплоэнергетического комплекса с использованием СПГ состоит из следующих основных стадий:

•  Отбор газа из сетей низкого или высокого давления;

•  Подача газа на установку для частичного или полного сжижения;

•  Хранение СПГ, до момента отгрузки, в криогенном резервуаре большой емкости;

•  Перелив СПГ в автотранспортную цистерну и транспортировка его к месту потребления;

•  Слив СПГ и хранение в расходном резервуаре на объекте потребителя;

•  Регазификация СПГ в атмосферных испарителях;

•  Подготовка и подача образующегося природного газа к теплоэнергетическому оборудованию через узел коммерческого учета.

Технологии производства СПГ.

Холодильный цикл и технологическая схема установки сжижения выби­раются в зависимости от назначения установки и её производительности, состава сжижаемого ПГ и его давления, требований, предъявляемых к про­дукции. На выбор технологической схемы влияет также возможность приме­нения того или иного типа оборудования.

Важнейшим пока­зателем термодинамического совершенства цикла является величина удельного энергопотребления. От нее напрямую зависят расходуемая и установленная мощ­ность компрессорного оборудования, масса и габариты теплообменных аппаратов, а следовательно, капитало­вложения и эксплуатационные затраты в эти установки.

В современных установках сжижения природного газа применяются технологические схемы, основанные на следующих основных циклах:

•  холодильные циклы с дросселированием различных модификаций;

•  детандерные холодильные циклы;

•  каскадные холодильные циклы с чистыми хладагентами (классические каскадные циклы);

•  однопоточные каскадные циклы с хладагентом, представляющим со­бой многокомпонентную смесь углеводородов и азота.

Часто в схемах сжижения используются различные комбинации, включающие элементы перечисленных выше циклов. Особое внимание, при выборе вариантов, уделяется, как правило, дроссельным циклам, учитывая их простоту и надежность.

В странах бывшего СССР, с развитой сетью магистральных газопроводов, ресурсной базой создания малых производств СПГ являются расположенные на них многочисленные крупные и средние газораспределительные станции – ГРС, а также сеть автомобильных газонаполнительных компрессорных станций – АГНКС.

Строительство на их площадках мини заводов по производству СПГ и создание на их базе многоцелевых автогазонаполнительных станций позволяет создавать инфраструктуру, которая гибко и оперативно реагировала бы на изменение структуры потребления природного газа. При этом потребитель мог бы получать природный газ в наиболее удобном для себя виде:

•  Компримированный природный газ (КПГ);

•  СПГ для заправки автотранспорта;

•  СПГ для отгрузки в транспортные цистерны и доставки его на энергетические объекты для последующего использования в качестве энергоносителя.

Для правильного выбора объектов для создания производства СПГ служат следующие критерии:

•  Характеристика имеющегося оборудования и оценка возможности его использования на создающемся комплексе по производству и хранению СПГ.

•  Наличие коммуникаций: электричество, вода, линии телефонной связи; подвод газа;

•  Наличие безопасных расстояний от места предполагаемого расположения оборудования до технологических блоков, зданий и сооружений;

•  Наличие дорог и подъездных путей для авто или ж/д. транспорта.

•  Расстояние от объектов производства СПГ до объектов его потребления.

•  Наличие источников газа, значения его следующих технологических параметров и их сезонные колебания:

•  Расход;

•  Давление;

•  Температура;

•  Компонентный состав;

•  Влажность.

При создании мини заводов по производству СПГ на плошадке АГНКС можно использовать существующее компрессорное оборудование Fornovo Gas, которые обладают низким уровнем потребления электроэнергии на привод и хорошо приспособлены к длительной работе в непрерывном режиме.

Такое техническое решение позволит существенно повысить надежность работы, и снизить энергозатраты на производство СПГ за счет применения более эффективных электродвигателей. При этом наибольший эффект от уменьшения энергозатрат можно получить при использовании компрессоров с газовым приводом. Все остальное оборудование АГНКС, связанное с хранением и заправкой КПГ остается неизменным.

При размещении многоцелевых автогазонаполнительных станций на площадках ГРС затраты на сжатие газа могут быть дополнительно снижены. В этом случае расход исходного природного газа, перешедшего в СПГ, может восполняться из магистрального трубопровода на входе ГРС, где газ имеет максимальное давление, что позволит снизить степень сжатия газа в компрессоре.

Состав основного оборудования мини завода:

•  Система очистки и осушки газа, включая блок подогрева газа регенерации.

•  Компрессор с газовым приводом для сжатия природного газа.

•  Рекуперативный теплообменник верхнего температурного уровня;

•  Рекуперативный теплообменник нижнего температурного уровня;

•  Теплообменник-испаритель

•  Холодильная машина;

•  Дроссельное устройство;

•  Хранилище СПГ.

Газораспределительные станции магистральных газопроводов (ГРС МГ).

1. Мини завод по производству СПГ. Сжижение природного газа осуществляется без дополнительных затрат электроэнергии только за счет использования разности давлений на входе и выходе ГРС. Работа установок возможна на ГРС с входным давлением не менее 3,6 МПа, выходным давлением не более 0,5 МПа и расходом природного газа от 6000 до 20000 нм 3 /час. Основным элементом производства СПГ является установка сжижения – специально оптимизированная для работы в условиях ГРС. В нее входят два теплообменника-вымораживателя, рекуперативный теплообменник, сборник сепаратор СПГ и средства, обеспечивающие получение требуемого качества СПГ. Рабочее давление – до 7,5 МПа. Установка обеспечивает производство до 800 кг/час (в зависимости от температуры и давления входного газа) при расходе природного газа до 20 000 нм 3 /час.

2. Многоцелевая автогазонаполнительная станция на базе мини завода по производству СПГ. Для сжижения природного газа используется дроссельный цикл высокого давления с контуром предварительного охлаждения на базе холодильной машины. Производительность мини завода – 2,5…2,9 т/час СПГ в зависимости от давления на входе в первую ступень и давления на выходе из компрессора. Расход электроэнергии на привод компрессора холодильной машины, масляных насосов и вентиляторов систем охлаждения фреона, а также освещение и приборы КИПиА составит ~ 430 кВт. Производительность по КПГ– до 900 нм 3 /час с давлением 20…25 МПа.

Автогазонаполнительные компрессорные станции (АГНКС).

На АГНКС для производства СПГ используются новые современные компрессоры FORNOVO GAS, а для повышения коэффициента сжижения применяется контур предварительного охлаждения на базе холодильной машины. В комплект оборудования входят два рекуперативных теплообменника, теплообменник-испаритель, фреоновая холодильная машина, сборник-сепаратор СПГ.

Данный комплект оборудования составляет типовой мини завод по производству СПГ на АГНКС 500 (500 заправок сжатым газом в день). Рабочее давление компрессора 25 МПа. Производительность по СПГ – до 1 т/час при расходе природного газа 3400…3600 нм 3 /час.

На существующих производствах сжижается природный газ следующего компонентного состава: СН 4 ~ 98%, С 2 Н 6 ~ 0,7%, С 3 Н 8 и ниже ~ 0,5%, СО 2 ~ 0,05%, N 2 ~ 0,8 %.

(по материалам сайт http://www.cryonord.ru/)

I commenti sono chiusi