Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 [ 143 ] 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284

Природное газ

Природный газ

Прошшовый цвкл

Горячий источник

Эпоешжый цвкл

Однократное расширение

Метановый цвкл

Жидкость

Пропаиовый цяхл

Эпшевовый

цяхл

Метановый цикл

-Газ

С31Г

ГорхчнА источник

Горячий исгочанх

Вода нян воздух

Каскадные холодшлныв циклы

Рекуперация механической энергии, производимой расширительной турбиной, может производиться компрессором торможения: соосный агрегат часто называют "турбодетандерным агрегатом (см. рисунок с. 454).

4.5.2.2.3. Циклы со смесью флюидов

Развитие вычислительной техники позволило рассчитывать процессы (циклы) с фазовыми переходами, в которых хладоагент представлен смесью, а не чистым веществом. Этот флюид подобран строго так, что энтальпийная кривая холодильной системы охватывает энтальпийную кривую сжижаемого природного газа.

Эти циклы, называемые также со встроенным каскадом (см. нижеследующий рисунок с. 456) и процессы, в которых они используются, требуют точных расчетов, особенно при разработке боль-

Смешанный цикл Низкое давление Высокое давление

Природный газ

Ч>

Цикл со встроенным каскадом

ших компрессоров для газовых смесей и больших многофазных теплообменников с процессами сжижения в определенных секциях теплообменников и испарением в других.

4.5.2.3. Критерии выбора холодильных циклов

4.5.2.3.1. Термодинамическая Эффективность

Выбирают, с одной стороны, машины (компрессоры, турбины), имеющие наилучшую эффективность (КПД), с другой стороны - циклы, в которых теплообменники имеют наилучшее приближение температуры (особенно в области низких температур, поскольку холод в виде механической энергии стоит тем дороже, чем ниже температура). В действительности теплообменники часто являются комбинированными: один многофазный теплообменник может выполнять одновременно функцию экономайзера или главного теплообменника - передатчика холода к сжижаемому газу.

4.5.2.3.2. Капитальные вложения

Капитальные вложения ограничиваются, выбирая:

• циклы с фазовыми переходами;

• наиболее простые и немногочисленные машины.

4.5.2.3.3. Простота и гибкость эксплуатации

Простые и немногочисленные машины облегчают эксплуатгщию, тем более что обслуживающие системы просты и немногочисленны.

К тому же, хороший процесс должен обладать гибкостью, чтобы работать в условиях изменяющегося дебита и состава сжижаемого природного газа Под гибкостью следует понимать одновременно техническую способность функционировать в изменяющихся условиях и простоту для операторов изменять режим работы.

Первый из трех критериев, естественно, противоречит двум остальным и в соответствии с мощностью установки сжижения и ее местоположением должен быть наЛ/ijSH компромисс.

14иклы со смешанным хладоагентом позволяют часто наилучшим образом найти компромиссное решение, ЭВМ позволяют в настоящее время точно рассчитать теплообменники и сами процессы.

4.5.2.4. Основные применяемые циклы

4.5.2.4.1. Газовые циклы с турбодетандером

Такие циклы (см. рис. стр. 454) на чистом азоте (в закрытом цикле) или на метане, производимом в проце(хе фракционирования сырого газа, используются только на станциях сглаживания пиковых нафузок. Их преимущество состоит в простоте схемы и работы.

Однако их термодинамический КПД невелик, а капвложения повышены (турбина система гг130вых коммуникаций большого проходного сечения и т.д.).

4.5.2.4.2. Классические газовые циклы

Такие циклы с использованием пропана, этилена и метана были разработаны для двух первых заводов сжижения для экспорта сжиженного газа в Арзеве (завод Кэмел GL4 в Алжире и в Кенаи (КепаТ) на Аляске. И[ преимущество состоит в том. что они позволяют должным образом следовать поведению энтальпийной кривой сжижаемого природного газа посредством достаточного количества ступеней для каждого цикла.

В то же время их недостатки заключаются в следующем:

- повышенные капитальные вложения (много теплообменников и обвязки):

- недостаточная гибкость, так как они плохо адаптируются к изменениям качества природного газа, поскольку каждый теплообменник характеризуется двумя предопределенными параметрами (температура и тепловая нагрузка), к тому же потоки флюидов на различных ступенях одного и того же компрессора строго фиксированы (см. рисунки ниже).

Сжижение природного газа по классической каска/юй схеме

Температура Т

Пропан j Этилен j Метан

ЭнталышяН

Классический каскад. Изменеше качества природного газа.

Классический каскад. Энтальпийная диаграмма.

Завод рассчитан (ступени В) для одного иэ природных газов (энтальпийная криаая А). Если обрюатываемый природный газ меняет свой состав (кривая С) и если не изменяют рабочие давления машин (то есть температуры ступе*тй), завод гфоиэведвт холод в соответствии со ступенями D, у которых ступени на своей максимальной высоте равны ступеням В. Завод не сможет, таким образом, ожижить весь газ, а только долю RS/RTot номинала.