LNG soyuq enerjisinin bərpa edilməsi

Davamlı itirilən soyuq

Maye qaz maye şəkildə idxal terminalarına təxminən -162°C temperaturda çatır. Bu, böyük miqdarda soyutma qabiliyyətidir — soyuq enerji, hansı ki, əvvəlcədən yaratmaq üçün əhəmiyyətli sıxılma işi tələb olunur. Lakin LNG terminalarının əksəriyyəti mayeni sadəcə dəniz suyu və ya ətraf havadan istifadə edərək buxarlandırır və bu soyuq enerjini birbaşa mühitə buraxır. Bu enerjini sadəcə atılacaq yan məhsul kimi qiymətləndirən obyektlərə rast gəlmək nadir hallardan deyil, halbuki bu enerji sənaye qaz sektorunun tamamında ən az istifadə olunan enerji axınlarından biridir.

Rəqəmlər açıq bir hekayə danışır. İllik bir neçə milyon ton LNG emal edən tipik böyük miqyaslı qəbul terminalı, onlarla megavatt güc generasiya qabiliyyətinə ekvivalent olan soyuq enerji buraxır. Bu enerji ucuz başa gəlməmişdir — mayeləşdirmə prosesi təxminən 8%–10% təbii qaz qidalanmasını parazit yük kimi istehlak edir. Bu soyuğun sadəcə yayılmasına icazə vermək eksnerji baxımından cibdən pul itirməkdir.

Nə üçün QSC-nin soyuq enerjisi o qədər dəyərlidir

Kriogen temperaturların alınması bahalıdır. Hava ayırma, etilen istehsalı, soyuq saxlama və hətta məlumat mərkəzlərinin soyudulması kimi proseslər müxtəlif temperatur səviyyələrində soyutma tələb edir. QSC-nin qaz halına çevrilməsi isə bu proseslərə birbaşa xidmət edə bilən hazır kriogen soyutma mənbəyi təmin edir.

Temperatur profili əhəmiyyətlidir. QSC -162°C-dən ətraf mühit temperaturuna qədər istiləşərkən müxtəlif temperatur diapazonlarında bir neçə ardıcıl tətbiq sahəsini dəstəkləyə bilər. Ən dərin soyuq — -100°C-dən aşağı — oksigen, azot və argonun maye şəkildə alınması üçün kriogen hava ayırma prosesləri üçün idealdir. Orta temperatur səviyyələri — təxminən -50°C ilə -80°C arasında — güc hasil edilməsi üçün üzvi Rankin dövrələrini idarə edə bilər və ya soyuq saxlama obyektlərini dəstəkləyə bilər. 0°C yaxınlığında daha isti istifadə bina havasının kondisionerləşdirilməsi və ya sənaye proseslərinin soyudulması üçün uyğundur.

Texniki çətinlik, regazifikasiya prosesinin temperatur sürüşməsini aşağı axında tətbiq olunan istilik tələbləri ilə uyğunlaşdırmaqdan ibarətdir. Istilik mübadiləsi qurğuları iki fazalı axını, əhəmiyyətli temperatur fərqlərini və havanın tərəfindən gətirilən nəm və ya CO₂-nin donma ehtimalını idarə etməlidir. Bu, sadə mühəndislik problemləri deyil, lakin onlar düzgün dizaynla yaxşı başa düşülə bilən və həll edilə bilən problemlərdir.

Soyuq enerjinin praktikada həqiqətən işlədiyi yer

Hava ayrılması LNG soyuq enerjisinin istifadəsi üçün ən kommersiya cəhətdən cəlbedici tətbiqdır. Temperatur tələbləri mükəmməl uyğunlaşır — kriogenik hava ayırma qurğuları (ASU) LNG-nin əsas soyuq enerjisini buraxdığı temperatur diapazonunda işləyir. Tədqiqatlar göstərir ki, LNG regazifikasiya xəttinin kriogenik hava ayırma qurğusu ilə inteqrasiyası ümumi ekserji səmərəliliyini 90%-dən yuxarı qaldıra bilər. belə inteqrasiya olunmuş konfiqurasiyalarda xüsusi enerji istehlakı hava emalının hər kiloqramı üçün təxminən 0,022 kWh olaraq qeyd edilmişdir — bu göstərici müstəqil ASU əməliyyatları ilə müqayisədə daha yaxşı nəticə verir.

Son layihə inkişafı ticari marağın artmasının əksini verir. Son zamanlar Şərqi Çində böyük qəbul terminalında LNG soyuq-enerjili havanı ayırma layihəsi başlamışdır və gündəlik maye istehsal gücü təxminən 660 ton təşkil edir. bu zavod LNG buxarlaşma sistemini birbaşa havanı ayırma soyuq qutusu ilə inteqrasiya edir və regazifikasiya soyuğundan istifadə edərək əlavə soyutma sıxışdırılması olmadan oksigen, azot və argon mayeləşdirir. Belə inteqrasiya üçün kapital investisiyalar yüzlərlə milyon RMB təşkil edir, lakin əməliyyat xərcləri üstünlüyü ənənəvi ASU-lara nisbətən əhəmiyyətli dərəcədə yüksəkdir.

Hava ayırma prosesindən başqa, soyuq enerjisinin istifadəsi enerji istehsalında da populyarlıq qazanıb. Uyğun iş mayelərindən istifadə edən üzvi Rankin dövrü sistemləri aşağı səviyyəli soyuq enerjisini elektrik enerjisinə çevirməyə imkan verir. Son zamanlar aparılan bir çox mərhələli istifadə layihəsi yalnız LNG-nin soyuq enerjisi ilə illik 26 milyon kVt·saat elektrik enerjisi istehsal etdiyini bildirib. Bu sistemlərin iqtisadi effektivliyi əsasən elektrik enerjisinin qiymətindən və ORC alt dövrü üçün istilik mənbəyinin mövcudluğundan asılıdır; lakin uyğun şəraitdə bu sistemlər müqavilə müddəti daxilində özünü ödəyir.

Operativ həqiqət yoxlaması

LNG-nin soyuq enerjisinin istifadəsi haqqında hər hansı obyektiv müzakirə praktiki məhdudiyyətləri tanımamızı tələb edir. Hər bir terminal bu məqsəd üçün uyğun deyil. İqtisadi effektivlik yalnız soyuq enerjiyə sabit, əsas yük tələbatı olduqda mümkündür — hava ayırma zavodları LNG çıxışı dəyişkənliyinə uyğun olaraq açıla və bağla bilməz. Qaytarılmış qazın çıxış sürəti yüksək dərəcədə dəyişən və pik rejimində işləyən terminalar isə inteqrasiya sahəsində əhəmiyyətli çətinliklər yaradır.

Həmçinin, praktiki olaraq neçə qədər soyuq əldə edilə bilər, bunun texniki məhdudiyyətləri də mövcuddur. İstilik mübadiləsi aparatının kirli olması, xüsusilə nəm dona bilən havanın tərəfində, diqqətli proses idarəsini tələb edir. Soyuducu bərpa sistemi üzərindən keçən təzyiq itirməsi LNG nasosunun işinə əlavə yük gətirir. Bundan əlavə, özü integrasiya terminal əməliyyatlarına mürəkkəblik əlavə edir — bu da operatorların ancaq başa düşülən şəkildə ehtiyatlı davranmasına səbəb olur.

Yuxarıdakı cədvəl əsas mübadiləni əks etdirir. İnteqrasiya həqiqi istismar xərclərində azalma imkanı yaradır, lakin bu, yerləşdirməyə esneklik və əməliyyat müstəqilliyinə görə ödənilir. Sabit və proqnozlaşdırıla bilən çıxış profilinə malik terminalar üçün — adətən böyük sənaye və ya kommunal baz dəyərli müştərilərə xidmət edən terminalar — bu seçim çox cəlbedici olur. Zirvə yükü terminaları üçün isə daha az cəlbedicidir.

Təhlil edilməyə dəyər bir sahə nümunəsi

Cənub-Şərqi Asiyada bir layihə həm potensialı, həm də problemləri nümayiş etdirir. Sözügedən terminalın çıxışı gündə təxminən 30 milyon standart kub fut (MMscfd) təşkil edir və bir neçə sənaye müştərisinə xidmət edir. Layihə komandası bir neçə soyuq bərpa üsullarını qiymətləndirdi və nəticədə iki mərhələli yanaşmanı seçdi: dərin soyuq — qonşu havanın mayeləşdirilməsi zavoduna (ASU) maye oksigen və azot istehsalı üçün; orta dərəcədə soyuq — yaxın ərazidəki ticarət binalarına xidmət edən rayon soyutma sistemi üçün.

ASU inteqrasiyası layihəyə uyğun işlədi və sənaye standartlarına cavab verən təmizlik göstəricilərinə malik maye məhsullar istehsal etdi. Lakin rayon soyutma hissəsində problemlər yarandı. LNG-nin qaytarılması zamanı temperatur sürüşməsi ilkin modellərdə proqnozlaşdırıldığı qədər soyutma yükü profilinə uyğun gəlmədi. Layihənin bu uyğunsuzluqları yumşaltmaq üçün əlavə tampon saxlama qabiliyyəti və ikinci soyuducu dövrəsini tələb etdi. Dərs aydındı: soyuq bərpa etmə istilik balans diaqramında çox yaxşı görünür, lakin təchizat və tələbatın dinamik uyğunlaşdırılmasında çətinliklər gizlidir.

Sənayenin getdiyi istiqamət

Tənzimləyici mühit soyuq bərpa istiqamətində dəyişir. Karbon qiymətləndirmə mexanizmləri və enerji səmərəliliyi tələbləri tullantı istiliyinin və soyuğun bərpasını uyğunluq baxımından daha cəlbedici edir. Beynəlxalq Enerji Agentliyi ümumi emissiya intensivliyini azaltmaq üçün MAYE Qaz dəyər zəncirində səmərəlilik tədbirlərinin rolu haqqında diqqət çəkib. Soyuducu bərpa birbaşa yanma borularında CO₂ emissiyalarını azaltmır, lakin bu, əks halda şəbəkədən gələcək elektrik istehlakını əvəz edir — çoxsaylı bölgələrdə bu şəbəkə enerjisi hələ də fosil yanacaqlara əsaslanır.

Avadanlıq istehsalçıları daha standartlaşdırılmış təkliflərlə cavab veriblər. Öncədən mühəndislik olunmuş istilik mübadiləsi qurğuları və idarəetmə sistemləri ilə təchiz olunmuş platforma üzərində montaj olunan soyuq bərpa qurğuları artıq geniş yayılmışdır və bu, terminal operatorlarının mühəndislik yükünü azaldır. Texnologiya xüsusi olaraq mühəndislik olunmuş həllərdən daha modulyar, təkrarlanan dizaynlara doğru irəliləyir.

İzlənməyə dəyər bir sahə — soyuq bərpa ilə karbon tutma arasındakı inteqrasiyadır. Bəzi son təkliflər LNG-nin soyuq enerjisinin istifadəsini Allam dövrəsi ilə birləşdirmişdir — bu, təmiz CO₂ axını yaradan və saxlanmaya uyğun olan oksigenli yanma prosesidir. lNG-nin qaytarılması zamanı alınan soyuq havanın ayrılması üçün lazım olan oksigenin istehsalını və həmçinin CO₂-nin daşınma üçün mayeləşdirilməsini dəstəkləyə bilər. Bu sinerji realdır, lakin sistemlər mürəkkəb və kapital çox tələb edən olur.

Soyuq bərpanı qiymətləndirən operatorlar üçün başlanğıc nöqtəsi — çıxış profilinin, yerli enerji bazarının və soyuğun uyğun alıcılara təchizatının obyektiv qiymətləndirilməsi olmalıdır. Hər bir sahə iqtisadi cəhətdən əlverişli olmayacaq. Lakin bu şərtlər ödənilən sahələr üçün əməliyyat xərclərindəki üstünlüklər və ətraf mühitə verilən faydalar güclü bir əsas yaradır.

GreenFir kimi şirkətlər bu inteqrasiya strategiyalarını dəstəkləyən kriojen proses avadanlıqlarının təchizatında uğur qazanmışdır. ASME və CE sertifikatlarına malik olan və bir neçə qitəni əhatə edən qlobal layihə portfelini olan GreenFir, soyuq toplama qurağışlarının növbəti dalğasını dəstəkləmək üçün istehsal imkanlarına və keyfiyyət nəzarəti sistemlərinə malikdir. mühəndislik bilik və bacarığı mövcuddur; sual odur ki, layihə iqtisadiyyatı və tənzimləyici təzyiq geniş miqyasda qəbulu həyata keçirmək üçün bir-birinə yaxınlaşacaqmı.