Ihe ngosi nke cryogenic na LNG

Ihe Ngwusi Nke Ebi Nke Mgbakọ LNG

Ihe ngwusi mgbakọ nke liquefied natural gas (LNG) nwere ike ịbụ ihe kpatara ya: ịgbochie ọkụ nke methane ka ọ ghara ịdị n’okpuru ọkụ -162°C. Ihe ngwusi nkọwa nkụ ọkụ bụ ihe ngwusi nke eme ihe a. Ọ dịghị ihe ngwusi otu ohere ma ọ bụ ihe ngwusi nke ebe otu, ọ bụ ihe ngwusi thermodynamic nke na-eme na ihe ngwusi mgbakọ niile.

Nke a na-eme n’ọkachịkwa, ọ na-eme iji gas nke e nwere ike ọtụtụ iji gbasara ya ma ọ bụ iji turboexpander. Nke a na-akụrụ ọkachịkwa, na gas a na-akụrụ ọkachịkwa na-eme iji kụrụ ọkachịkwa nke mba ọzọ. Nke a na-akụrụ ọkachịkwa na-akụrụ ọkachịkwa nke gas nke e nwere ike ọtụtụ iji kụrụ ya n’ime ọkachịkwa nke LNG.

Uniti maka ịkwụsị nitrogen (NRU) bụ ihe dị mkpa nke ihe a. Mgbe gas nke ọhịa nwere nitrogen ọtụtụ — nke enweghị ike ịkụrụ ọkachịkwa ma ọ bụ iji gbasara ya n’ime cargo LNG — NRU na-eme iji kụrụ ya n’ime distillation cryogenic . Ihe a na-eme iji kụrụ ọkachịkwa na condensation iji kụrụ nitrogen n’ime LNG ma ọ bụghị iji chemicals . Nke a na-eme n’ime ọkachịkwa nke nitrogen, nke na-eme n’ime ọkachịkwa nke flash nke e nwere ike ịkọwa ma ọ bụ n’ime ọkachịkwa nke stripper ma ọ bụ tower distillation nke e nwere ike ịkọwa .

Nke a dị mma maọbụ n'okpuru gas na-eme ka LNG na-aga n'ofe na-eme ka ọdịda nke nitrogen bụ nke ọzọ. Ma ọ bụrụ na enweghị NRU dị mkpa, LNG ga-achọghị ọdịda ma ọ bụ onye nweta ga-ebu nke ọzọ nke ihe ngosi nke cubic meter nke olee ya. Ma ọ bụrụ na ihe ndị a bụ, ekonomi ga-achọghị.

Turboexpanders vs. Joule-Thomson Valves: Ihe ọjọọ nke ịkpata ọdịda

Ihe ngosi nke cryogenic nwere ike ịbụ n'ime abụọ ihe: Joule-Thomson valve na turboexpander. Abụọ ha na-ebu pressure na temperature nke gas, mana ha na-ebu ya dị iche iche, na ọnụahịa nke ha na-eme nwere ike ịkpata ihe ndị dị na performance nke plant.

Joule-Thomson valve bụ ihe dị mfe, dị mfe, na-enweghị ihe nke na-aga n'ihu. Gas na-ebu n'elu valve, na temperature na-ebu n'okpuru ihe ngosi nke Joule-Thomson. Ihe kpatara nke a bụ na ebube bụ isenthalpic — enweghị work a na-ewere n'okpuru pressure. Nke ọzọ nke energy na-aga n'okpuru ihe ngosi nke gas, mana efficiency bụ nke ọzọ.

Otu turboexpander, n'otu ahụ, na-egosipụta ike n'okpuru gas a na-eburuburu. Otu ebuburubu bụ nke dị ka isentropic, otu nke pụtara na ọtụtụ ike nke pressure ga-akwado ike dị mkpa (nke ọzọ na-akwado compressor nke dị na otu shaft) mana ọ na-achọpụta otu ebuburuburu nke temperature. Isentropic efficiency nke ihe a na-eme ka ọ dị na 60-70% n'usoro nke design na usoro nke ịmụrụ ya, n'ihi na ọ dịka ọ dị. Ike a na-egosipụta na-enye aka na ịdị ọcha nke ike nke compressor ndị ọzọ nke dị na train.

Otu ịgụga bụ nke ịdị mma na ọtụtụ ohere. Turboexpander bụ otu ihe nke dị ka precision machine nke na-eme ka ọ dị ka otu ihe nke dị ka tight clearances, high-speed bearings, na specialized seals. Ọ na-achọ ịdị ọcha nke JT valve enweghị. N'ime ihe ndị dị elu nke dị ka otu plant nke dị elu ma ọ bụ usoro nke pressure drop bụ nke dị elu, JT valve na-eme ka ọ dị elu nke total cost of ownership. N'ime baseload LNG trains nke efficiency gains na-eme ka ọ dị elu nke production, turboexpander na-eme ka ọ dị elu nke ohere n'oge.

Ebe Cryogenic Expansion na-eme na LNG Train

Ihe ịkpụrụ nke cryogenic expansion bụ ihe dị na mpaghara ọtụtụ n'ime otu LNG liquefaction train. Ihe ọzọ na ihe ọzọ bụ ihe ọzọ ka ọ na-eme ka ọ na-eme, na-akọwa ihe ọzọ ka ọ na-eme.

Main cryogenic heat exchanger (MCHE) bụ isi nke otu ụlọ ịmụrụ LNG nke ọtụtụ. Refrigerant — nke ọtụtụ bụ mixed refrigerant ma ọ bụ nitrogen pure — na-eburu, na-ekpuchi, ma mgbe ọ na-aga n'ihu na cryogenic temperatures baa na nke ọzọ nke MCHE. Nke ọzọ nke refrigerant na-achọpụta ihe ọzọ nke feed gas nke nke ọzọ, na-akpọ ụdị methane ka ọ na-aga n'ihu. Ihe ọzọ nke expansion na-eme n'ime turboexpander nke refrigerant loop, ma nke ọzọ nke cold expanded stream na-aga n'ihu n'ime exchanger.

Na ngwa ndị na-eme iji nwee nitrogen, ịgbasọ ahụ na-eme ka ọ dị mfe ịkọwa ụbọchị dị elu. Gas nke na-aga n’ihu na-aga n’elu n’ime ụbọchị dị elu, ma ọ bụrụ na ọ dị mfe ịkọwa ụbọchị dị elu, ọ na-aga n’elu n’ime column nke ịkọwa ụbọchị dị elu, mana vapor nke dị mfe nitrogen na-aga n’elu n’ime column. Reflux nke na-eme iji kọwa ụbọchị dị elu na-aga n’elu n’ime nitrogen nke na-aga n’elu n’ime ụbọchị dị elu, ma ọ bụrụ na ọ dị mfe ịkọwa ụbọchị dị elu, ọ na-aga n’elu n’ime ụbọchị dị elu nke na-aga n’elu n’ime nitrogen.

Ọtụtụ nke LNG plants nke dị elu na-eme iji nwee nitrogen expander cycle, ebe nitrogen na-eme iji kọwa ụbọchị dị elu na-eme iji kọwa ụbọchị dị elu. Nitrogen na-aga n’elu n’ime ụbọchị dị elu, na-aga n’elu n’ime gas nke na-aga n’ihu, na-aga n’elu n’ime turboexpander, ma ọ bụrụ na ọ dị mfe ịkọwa ụbọchị dị elu, ọ na-aga n’elu n’ime heat exchanger nke dị mfe. Cycle ahụ na-aga n’elu n’ime ụbọchị dị elu, ma ọ na-aga n’elu n’ime ụbọchị dị elu nke dị mfe ịkọwa ụbọchị dị elu nke dị mfe ịkọwa ụbọchị dị elu nke dị mfe ịkọwa ụbọchị dị elu.

Ihe ọ bụla nke na-eme iji kọwa ụbọchị dị elu nke nitrogen

Ihe ịkpọ ọnụ nitrọjẹn bụ ihe dị mkpa na teori. Na mpaghara, ọ bụ otu n’ime ndị na-eme ka ọ dị njọ na ngalaba LNG.

Na njikọ nke Canada nke bara uru nke afọ ole na ole gara aga, onye isi ihe nketa kwado nke ọzọ nke NRU nke e kọrọ maka ihe nke e ji eme ya nwere nitrọjẹn nke 8% ka ọ dị. Ihe nke e kọrọ dị mma, ihe nke e kọrọ dị mma, ma ọbụna onye nke e kọrọ nke EPC nwere ike dị mma nke ịkpọ ọnụ nke nke dị n’okpuru. Ma ihe nke e ji eme ya dị njọ karịa ihe nke e kọrọ nke nke dị n’okpuru. Nitrọjẹn dị n’okpuru nwere ike ịdị n’elu nke 11% na oge ndị a nke ihe nke e ji eme ya.

NRU ghara iji gbaa oke. Ihe nchịkọ nke nitrogen pụtara column nke distillation na ebe a maara dị ka "flooding" — ihe nchịkọ nke vapor bụ oke ka ihe nchịkọ nke liquid agaghị gaa n'okpuru nke trays. Nke a pụtara ịdị ọcha nke ịkpata, na methane oke ga n'okpuru nke vent ma nitrogen oke ga n'okpuru nke product nke n'elu. Ngwaahịa kwesịrị ịzụlite ihe nchịkọ maka ịgbasa LNG n'okpuru nke spec, na-eme ka ịkpata dị ka ịzụlite.

Ihe nchịkọ ahụ tụrụ ntọala turboexpander abụọ na refrigeration loop ma ọ bụrụ na-egosipụta ihe nchịkọ nke column reflux. Olee, mana o wepụtara operator nke mbara oke nke ọnwa abụọ ma ọ bụrụ na ihe nchịkọ nke kapital nke adịghị n'okpuru budget nke mbụ.

Ihe a na-ekwu n’okpuru bụ na ngwaọrụ ịkpọ ụtọ nke cryogenic nwere ike ịdị iche iche n’ihe ọ na-enye. Onye ndọrọ ndọrọ ọchịchị nke mara nke a ga-eme ya dị ka ịkpọ ụtọ nke ịkpọ ụtọ — ịkpọ ụtọ nke ngwaọrụ ọ bụla, ịkpọ ụtọ nke ịkpọ ụtọ nke ịkpọ ụtọ, ma na-eme ngwaọrụ nke ga-eme ihe ọ na-enye. Onye ndọrọ ndọrọ ọchịchị nke ji ihe a dị ka ihe ọ na-enye ga-eme otu ihe nke ga-eme n’okpuru mana ga-akwado n’obi ọhụrụ.

Ihe Ọnụ Ọgụgụ Nke Ịkpọ Ụtọ Ma Ọbụ Nke Oge Ahụ Na-Eme

E nwere ihe ọhụrụ nke a na-ekwu n’ụlọ ọrụ LNG nke ịkpọ ụtọ nke ngwaọrụ, mana ihe ọna-enye enweghị ike ịbụ nke ọ na-ekwu.

Nkọwa nke cryogenic nwere ike inwe ihe dị mkpa n'ime nkọwa nke liquefaction mgbe ọ na-akwado ya n'ala. Amaara nke ọmụmụ na-ekwu na nkọwa nke turboexpander nke akwado ya nwere ike inwe isentropic efficiency nke 5% n'otu nke ọtụtụ nke ọrụ nke eji na-eme. Na kontekis nke baseload LNG train, a na-ekwu na ọ na-eme ka ọ dị mkpa n'ime nkọwa nke ọrụ. Ihe ọ bụla na-ekwu na nkọwa nke LNG nwere ike inwe 5-7% mgbe ọ na-akwado nkọwa nke expander.

Ma ihe ndị a na-ekwu na ha nwere ihe dị ka ọgụgụ nke ọrụ. Nkọwa nke efficiency na-adabere nke ọrụ nke ọrụ — pressure nke inlet, composition nke gas, temperature nke ambient, ma ọ bụ configuration nke ọrụ nke ọzọ nke train. Nkọwa nke 5% nke expander isentropic efficiency enweghị ihe atọ na ọ na-eme ka ọ dị mkpa n'ime nkọwa nke plant throughput. Ihe nke ọ dị mkpa na-eme n'ala nke ọrụ nke ọzọ na-eme n'ala nke ọrụ nke ọzọ.

Ihe ọzọ e kwesịrị ịtụle bụ otú e si atụkwasị ya obi. Ọ bụrụ na onye na-agbasa ihe na-agbasa ya agbasaa, ọ na-ebupụ ihe e ji eme ka ihe dị jụụ. N'ụlọ ọrụ LNG nwere otu ụgbọ okporo ígwè, nke ahụ pụtara na mmepụta niile akwụsịla. N'ihi nke a, ọtụtụ ndị na-arụ ọrụ na-ebugharị ihe ndị ọzọ na-agbanwe agbanwe ma nwee nkwekọrịta mgbanwe na onye nrụpụta. A ghaghị ịtụle ọnụahịa nke redundancy ahụ n'ime usoro ndụ, ọ bụghị naanị ntụnyere ọnụahịa mbụ n'etiti valvụ JT na turboexpander.

Ihe Mere Nhọrọ A Na-eme Ji Dị Mkpa Maka Ọrụ Ndị Na-adịte Aka

Ihe ịzọ ụzọ nke cryogenic expansion nke dị na phase nke design bụ ihe nke na-eme ka ihe ọ bụla dị na 20 ruo 30 afọ ndị gara aga. Ihe nke dị na plant nke e wepụtara ya na JT valves nke dị mfe bụ ihe nke dị mfe ịgbakwunye ma ọ bụrụ na ịkpọghachi, mana ọ ga-eme ihe nke dị mfe ịkpọghachi nke power per ton nke LNG nke e mebiri. Ihe nke dị na plant nke e wepụtara ya na turboexpanders ga-enwe ọkụ ọhụrụ dị ukwu ma ọ bụrụ na ịkpọghachi dị mfe, mana ọ ga-meputa LNG karịa nke na-eji feedgas volume ọ bụla.

Enweghị otu ihe ọ bụla nke dị mma nke nwere ike ịdị n'otu ahụ. Ihe ọ bụla nke dị mma bụ ihe nke na-adabere na economics nke project ahụ — ọkụ nke power, ihe nke LNG nke e mebiri, ihe nke technicians nke dị n'okpuru ịkpọghachi, ma ọ bụrụ na ihe nke operator nke dị n'okpuru unplanned downtime.

Ihe dị mkpa bụ na onye na-arụ ọrụ EPC ghọtara ihe ndị a na-eme ma nwee ike ịkọwa ha nke ọma. Onye na-arụ ọrụ na-enye ndị na-arụ ọrụ na-agbasa ọkụ ihe ndị na-eme ka ha dị elu n'ihi na ha na-ada ụda karịa ndị nke na-eme ka ha dị elu na-emere onye nwe ha ihe ọjọọ. N'otu aka ahụ, onye ọrụ ngo nke na-eji valvụ JT eme ihe na ọrụ ọ bụla n'ihi na ha dị mfe na-ahapụ ego na tebụl nke a gaara enweta site na arụmọrụ ka mma.

Ụzọ kasị mma isi mee ya bụ imepụta ihe ga-eme ka usoro ihe omume ahụ dị mgbagwoju anya kwekọọ n'ọnọdụ ndị a kapịrị ọnụ nke ọrụ ahụ. Maka ọrụ ebe a maara ihe mejupụtara nri nke ọma ma kwụsie ike, atụmatụ ịgbasawanye dị mfe nwere ike ịbụ ihe zuru oke. Maka ọrụ ndị nwere ihe ndị na-agbanwe agbanwe ma ọ bụ ebe ọnụ ahịa ike dị elu, ego ndị ọzọ a na-etinye n'ime ihe ndị na-agbasa ọkụ na usoro ndị dị mgbagwoju anya na-eme ka oyi dị mma.

Nkọwa nke cryogenic agaghị ekwe na ọ bụ ihe ọ bụla dị otu. Ọ bụ ihe ndị dịka ihe nke ịga n’ihu nke e nwere ike ịkpọtụrụ na ngalaba ahụ. Ndị onye isi iyi nke mara ya — na ndị nwere njikọ nke ịmata ihe ọzọ nke ịga n’ihu — bụ ndị dị mma ịga n’ihu. Greenfir nwere ihe a dịka njikọ nke ịmata ihe nke ịga n’ihu maka ngalaba cryogenic gas processing, na-eme ka ha nwere ihe nke ASME U-stamp certification na ụlọ ịmata ihe nke dị n’ala nke ngalaba cryogenic equipment nke America .