එල්එන්ජී හි ක්‍රයෝජෙනික් පුළුල් වීමේ ක්‍රියාවලිය

එල්.ඩබ්ලිව්.ජී ද්‍රවීකරණය සඳහා මූලික යාන්ත්‍රික ක්‍රියාවලිය

ද්‍රවීකෘත ස්වාභාවික වායු නිෂ්පාදනය මෙතේන් සි උණුසුම ඉවත් කිරීම යන මූලික ක්‍රියාව මත රඳා පවතී. එය පිළිවෙලින් -162° සෙල්සියස් පමණ සි ද්‍රව තත්ත්වයට පත් වේ. සිසිල් පුළුල් වීම යනු මෙය සිදු වීම සඳහා යාන්ත්‍රික ක්‍රියාවලියයි. එය එක් උපකරණයක් හෝ ස්වාධීන පියවරක් නොවේ — එය සම්පූර්ණ ද්‍රවීකරණ පෙළ පුරා ක්‍රියා කරන ශීතතා ධාරිතා උපායයකි.

සරලවම කිවහොත්, මෙම ක්‍රියාවලිය ඉහළ පීඩනයකින් යුත් වායු ප්‍රවාහයක් සීමාවක් හරහා හෝ ටර්බෝ විස්තාරකයක් හරහා විස්තාරණය කරයි. මෙම විස්තාරණය උෂ්ණත්වය අඩු කරයි, එවිට එම සීතල ප්‍රවාහය ඊළඟ අදියර සඳහා ශීතකරුවා ලෙස ක්‍රියා කරයි. විස්තාරණ සහ සීතල හුවමාරු කිරීමේ මෙම සැලැස්ම පෝෂණ වායුව දිලීකරණ තත්ත්වයට ළඟා වීම දක්වා එය ක්‍රමයෙන් සීතල කරයි.

නයිට්‍රොජන් ප්‍රතික්ෂේපන ඒකකය (NRU) යනු මෙම සිද්ධාන්තය යොදා ගන්නා වැදගත් යෙදුමකි. ස්වාභාවික වායුවේ අධික නයිට්‍රොජන් අංශයක් ඇති විට — එය උණුසුම් වැඩි කිරීමට හැකියාවක් නොමැති අතර LNG බෙරෙන ධාරිතාව හි ස්ථානය අයිති කර ගනී — NRU එය cryogenic distillation භාවිතයෙන් වෙන් කරයි. මෙම ක්‍රියාවලිය රසායනික ද්‍රව්‍ය භාවිතයෙන් තොරව LNG වෙන් කිරීම සඳහා විස්තාරණය සහ සීතල වීම යොදා ගනී. නයිට්‍රොජන් බැරැනිය අනුව මෙම සැලැස්ම වෙනස් වේ. සරල පාලිත ෆ්ලෑෂ් සිට වඩාත් සංකීර්ණ ස්ට්‍රිපර් හෝ වියෝජන කොටුව සැලැස්ම දක්වා වෙනස් වේ. .

මෙය වැදගත් වන්නේ පාලම් වායු විශේෂාංග සහ LNG අපනයන ගිවිසුම් යන දෙකම සිරියුම් නයිට්‍රොජන් අන්තර්ගතය සඳහා කැපී පෙනෙන සීමා ඇති බැවිනි. කාර්යක්ෂම NRU එකක් නොමැතිව, LNG විශේෂාංග සමඟ සම්පූර්ණයෙන් ගැලපෙන්නේ නැත, නැතහොත් නිෂ්පාදකයා එක් ක්‍යුබික් මීටරයකට අවශ්‍ය තරමට ශක්තිය ප්‍රමාණය අඩුවෙන් යැවීමට සිදුවේ. එම නිසා ආර්ථික කර්මාන්තයට හානියක් සිදුවේ.

ටර්බෝ විස්තාරක සහ ජූල්-තොමසන් වාල්ව්: ප්‍රායෝගික සමතුලිතතාවක්

ශීතල විස්තාරණය මෙහෙයුම් කළ හැක්කේ ප්‍රධාන ක්‍රම දෙකකිනි: ජූල්-තොමසන් වාල්ව සහ ටර්බෝ විස්තාරකය. මෙම උපාය යුගලය වායුවේ පීඩනය සහ උෂ්ණත්වය අඩු කරයි, නමුත් එය වෙනස් ක්‍රමවෙනින් සිදු කරයි, එම නිසා එකක් තෝරා ගැනීම සඳහා සැබෑ වැදගත්කමක් පැවතේ.

ජූල්-තොමසන් වාල්වක් සරල, අඩු වියදම් සහ චලනය වන කොටස් නොමැත. වායුව වාල්ව හරහා විස්තාරණය වන අතර, ජූල්-තොමසන් ආචරණය හේතුවෙන් උෂ්ණත්වය අඩු වේ. එහෙත් එය ස්ථිර උෂ්ණත්ව විස්තාරණයකි — පීඩන අඩුවීමෙන් කිසිදු කාර්යයක් අපූරු කර නොගැනේ. සම්පූර්ණ ශක්තිය වායුව සීතල කිරීම සඳහා යොදා ගැනේ, නමුත් කාර්යක්ෂමතාව සීමිතය.

විපුලීකරණය වන වායුවෙන් කාර්යය අහිතකර කර ගන්නා ටර්බෝ විපුලීකරණය, සැසෙන ප්‍රතිවිපුලීකරණයට වෙනස් වේ. විපුලීකරණය ඉසෙන්ට්‍රොපික් සමීපයට සිදු වේ, එනම් පීඩන ශක්තියෙන් වැඩි කොටසක් ප්‍රයෝජනවත් කාර්යයට (සාමාන්‍යයෙන් එකම ෂාෆ්ට් සමඟ කාර්ය කරන සම්පීඩකයක් ධාවනය කිරීමට) පරිවර්තනය වේ, තවමත් උෂ්ණත්වය අඩු වීම සිදු වේ. මෙම ඒකකවල ඉසෙන්ට්‍රොපික් කාර්යක්ෂමතාව සාමාන්‍යයෙන් නිර්මාණය සහ ක්‍රියාත්මක වීමේ සැළකිලි අනුව 60-70% පරාසය තුළ පවතී. මෙම අහිතකර කර ගත් කාර්යය අනෙකුත් සම්පීඩකවල පාර්ශ්වික බාර කොටසක් අඩු කළ හැක.

උපරිම සංකීර්ණතාව සහ වියදම යනු සමතුලිතතාවයයි. ටර්බෝ විපුලීකරණය යනු සිරිත් අතර අතිශයින් සිරිත් අතර පිහිටි, ඉහළ වේගයේ බෙයාරින්ග් සහ විශේෂිත සීල් සහිත සිරිත් යන්ත්‍රයකි. එය ජේ ටී වාල්වයක් විසින් අවශ්‍ය නොවන අතර නඩත්තුව අවශ්‍ය වේ. කුඩා සැලැස්ම හෝ පීඩන අවපාතය සැලකිය යුතු නොවන යෙදීම් සඳහා, ජේ ටී වාල්වය සම්පූර්ණ ආයෝජන වියදම අනුව බොහෝ විට විස්තීර්ණ වේ. බේස්ලෝඩ් එල්එන්ජී ට්‍රේන් සඳහා, කාර්යක්ෂමතා වැඩි වීම සෘජුවම වැඩි නිෂ්පාදනයට පරිවර්තනය වේ නම්, ටර්බෝ විපුලීකරණය කාලයත් සමඟ එහි වියදම පියාසර කරයි.

ශීතකරණ විපුලීකරණය එල්එන්ජී ට්‍රේනයේ ඇතුළත පෙනී සිටින ස්ථානය

ශීතකරණ විස්තීර්ණන සිද්ධාන්තය සාමාන්‍ය LNG ද්‍රවීකරණ පෙළ තුළ බහුලව දක්නට ලැබේ. එය කොහෙන් සහ ඇයි යන්න තේරුම් ගැනීම සමස්ත ක්‍රියාවලිය කෙසේ ක්‍රියා කරන්නේ යන්න පැහැදිලි කිරීමට උපකාරී වේ.

ප්‍රධාන ශීතකරණ සීතල හුවමාරු කාරකය (MCHE) යනු බොහෝ මූලික බැස්ලෝඩ් LNG සැලසුම්වල හෘදයයයි. ශීතකරණ ද්‍රව්‍යය — සාමාන්‍යයෙන් මිශ්‍ර ශීතකරණ ද්‍රව්‍යයක් හෝ පිරිසිදු නයිට්‍රොජන් — සම්පීඩනය කර, සීතල කර, පසුව MCHE හි සීතල පැත්තට ඇතුළු වීමට පෙර ශීතකරණ ස්ථිතියට විස්තීර්ණ කරයි. එම සීතල ශීතකරණ ද්‍රව්‍යය උණුසුම් පැත්තේ පෝෂණ වායුවෙන් ශක්තිය අවශෝෂණය කරයි, එය මෙතේන් ද්‍රවීකරණය වීමට හේතු වේ. ශීතකරණ ද්‍රව්‍ය චක්‍රය සඳහා විස්තීර්ණනය ටර්බෝ විස්තීර්ණකයක් තුළ සිදු වන අතර, සීතල වූ විස්තීර්ණ ප්‍රවාහය ඉන්පසු හුවමාරු කාරකය හරහා නැවත චක්‍රගත වේ.

නයිට්‍රජන් ඉවත් කිරීමේ යෙදුම් වලදී, විස්තීර්ණය වීම සාදයි වියැපිරීම සඳහා අවශ්‍ය අඩු උෂ්ණත්වය. පෝෂණ වායුව කොටස් වශයෙන් ද්‍රවීකරණය වේ, සහ ද්‍රව කොටස — දැන් මෙතේන් වලින් සමෘද්ධිමත් වී ඇත — වියැපිරීමේ ස්තූපයේ පාදයට යයි, නයිට්‍රජන් සමෘද්ධිමත් වාෂ්පය ස්තූපයේ ඉහළට එසින් ඉහළට නැගී යයි. මෙම වෙන් කිරීම සඳහා අවශ්‍ය ප්‍රතිපාතය සැපයෙන්නේ විස්තීර්ණය වී ද්‍රවීකරණය වූ නයිට්‍රජන් වෙතින් වේ, පසුව එය නැවත වාෂ්පීකරණය කර අතිරික්ත සීතලනය සැපයීම සඳහා යොදා ගැනේ.

සමහර කුඩා LNG සැබැඳි වල සම්පූර්ණයෙන්ම නයිට්‍රජන් විස්තීර්ණය වීමේ චක්‍රය භාවිතා කරයි, එහිදී නයිට්‍රජන් සීතලන ද්‍රව්‍යය සහ කාර්ය ද්‍රව්‍යය ලෙස යුගලයේ කාර්යය කරයි. නයිට්‍රජන් සම්පීඩනය කර, පැමිණෙන පෝෂණ වායුව සමඟ සීතලනය කර, ටර්බෝ විස්තීර්ණයක් හරහා විස්තීර්ණය කර, පසුව සරල සීතලන විනිමයේ මෙතේන් ද්‍රවීකරණය කිරීම සඳහා යොදා ගැනේ. මෙම චක්‍රය සරල වන අතර, මිශ්‍ර සීතලන ද්‍රව්‍ය පද්ධතියක සංකීර්ණතාව සාධාරණීකරණය කළ නොහැකි විශාලත්වයේ කුඩා සැබැඳි සඳහා හොඳ ලෙස ක්‍රියා කරයි.

නයිට්‍රජන් ඉවත් කිරීමේ අභියෝග සම්බන්ධයෙන් සත්‍ය ලෝක දෘෂ්ටියක්

නයිට්‍රජන් ප්‍රතික්ෂේපන ඒකකයක් සිද්ධාන්තය තුළ සරල යැයි සැලකේ. ප්‍රායෝගිකව, එය ලීඩිඩ් ස්වාභාවික වායු සැකසුමේ ස්ථායීතාවය අඩු වූ කොටස් වලින් එකකි.

කිහිපයක් වසර පෙර බටහිර කැනඩාවේ සිද්ධියකදී, සැකසුමේ ආහාර වායුවේ නයිට්‍රජන් අංශය 8% ක් පමණ සැකසීම සඳහා සැලසුම් කළ නව නයිට්‍රජන් ප්‍රතික්ෂේපන ඒකකයක් මෙහෙයුමට පත් කළේ ය. සැලසුම් පදනම සුදෘඩ විය, උපකරණ සුදෘඩව සැලසුම් කළේ ය, එමෙන්ම එපීසී සම්බන්ධීකරු සීතල වියෝජනය සමඟ හොඳ අත්දැකීම් ඇති විය. කෙසේ වෙතත්, යථාර්ථයේ ආහාර සැඟවුමේ සැඝැවුම ඉහළ ප්‍රවාහ ඉතිහාසයේ අනුමාන කළ පරිදි වෙනස් වීම වැඩි විය. සමහර නිෂ්පාදන අවස්ථාවලදී නයිට්‍රජන් අංශය ඉහළ යාම 11% දක්වා වැඩි විය.

එන් ආර් යු ස්ථායී වීමට අපොහොසත් විය. අතිරික්ත නයිට්‍රජන් ප්‍රමාණය හේතුවෙන් වියෝජන කෝලමය "පිරී යාම" යන තත්ත්වයට පත් විය — වාෂ්ප ප්‍රවාහය ඉතා ඉහළ වීම හේතුවෙන් ද්‍රවය ට්‍රේ යෙහි හරහා සුදුසු ලෙස ගලා යා නොහැකි විය. එහි ප්‍රතිඵලය වූයේ අසාධාරණ වියෝජනයකි, එහිදී ඉහළ වෙත වැඩි වශයෙන් මෙතේන් ඉවත් වූ අතර පාදමේ නිෂ්පාදනයේ නයිට්‍රජන් ඉතිරි විය. එම සැලසුම ලික්විෆයිඩ් නේචරල් ගෑස් (LNG) සුදුසු සැලකිලි යටතේ තබා ගැනීම සඳහා පෝෂණ වේගය අඩු කළ යුතු විය, එය නිෂ්පාදනය සීමා කිරීම සමාන විය.

උපාය වූයේ සීතල චක්‍රයට දෙවැනි ටර්බෝ එක්ස්පැන්ඩරයක් එකතු කිරීම සහ කෝලමයේ ප්‍රතිචක්‍රීය ධාරාව නැවත මාර්ගගත කිරීමයි. එය සාර්ථක වුවද, එය මෙහෙයුම් කරුවන්ට නිෂ්පාදනය සඳහා සති කිහිපයක් අතුරුදන් වීම සහ මුල් අයවැයේ අන්තර්ගත නොවූ ප්‍රාථමික පිරිවැයක් ගෙන ආවේය.

මෙහෙම ඉගෙන ගත හැකි කරුණ වන්නේ ක්‍රයෝජෙනික් විස්තීර්ණ ක්‍රියාවලිය ප්‍රවේශයේ විචල්‍යතාවට සංවේදී වීමයි. මෙය තේරුම් ගන්නා සම්ප්‍රේෂකයෙකු විසින් සැලසුම තුළ සැකසුම් කිරීම සඳහා සැකසුම් කිරීම ඇතුළත් කරනු ඇත — සමහර උපකරණ විශාල කිරීම, අවපාත සැකසුම් හැකියාව එකතු කිරීම සහ ක්‍රියාත්මක වෙනස්කම් සඳහා සැකසුම් කිරීමට හැකි විය හැකි විකල්ප මාර්ග ඇතුළත් කිරීම. ක්‍රියාවලිය ස්ථිර විධිමත් සූත්‍රයක් ලෙස සලකන සම්ප්‍රේෂකයෙකු විසින් පේපරය මත සුන්දරයි වුවද සත්‍ය ලෝකයේ දී අපහසුතා ඇති කරන සැලැස්මක් සැපයිය හැක.

කාර්යක්ෂමතා සැලකිලි සහ සංඛ්‍යා යුගලය යුගලය ඇත්තේ කුමක් ද?

LNG කර්මාන්තයේ ක්‍රියාකාරීත්ව කාර්යක්ෂමතාව පිළිබඳව බෙහෙවින් කතා කරනු ලැබේ, නමුත් සංඛ්‍යා සැමවිටම මිනිසුන් සිතන ආකාරයට අර්ථය නොදෙයි.

ශීතකරණ විස්තීර්ණන ක්‍රියාවලිය සුදුසු ලෙස සැකසූ විට ද්‍රවීකරණ කාර්යක්ෂමතාව සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි කළ හැක. සොයා සිටිය පර්යේෂණ වලට අනුව, සැකසූ ටර්බෝ විස්තීර්ණක සැලසුම් සාමාන්‍ය මධ්‍ය-රේඛීය ප්‍රවේශය වලට වඩා සැලකිය යුතු ලෙස එන්ට්‍රොපික් කාර්යක්ෂමතාව පැයින් 5% කින් වැඩි කළ හැක. මූලික බෙරළු ලික්වීෆයිඩ් නේචරල් ගෑස් (LNG) පැයින් එය සැලකිය යුතු නිෂ්පාදන වැඩිවීමක් ලෙස සැලකිය හැක. සමහර ඇස්තිමේට් වලට අනුව, විස්තීර්ණක කාර්යක්ෂමතාව වැඩි කිරීම හේතුවෙන් LNG නිෂ්පාදනය 5-7% කින් වැඩි විය හැක.

නමුත් එම සංඛ්‍යා සමඟ සම්බන්ධිත සීමාවන් ඇත. කාර්යක්ෂමතා වැඩිවීම විශේෂිත ක්‍රියාකාරී තත්ත්වයන් මත බෙහෙවින් රඳා පවතී — ආගමන පීඩනය, වායු සංයෝගය, පරිසර උෂ්ණත්වය සහ පැයින් ඉතිරි කොටසේ සැකසුම. විස්තීර්ණකයේ එන්ට්‍රොපික් කාර්යක්ෂමතාව 5% කින් වැඩි වීම යනු සමස්ත පැයින් ප්‍රවාහ වේගය 5% කින් වැඩි වීම නොවේ. සැබෑ බලපෑම කුඩා වන අතර සෑම ස්ථාපනයක්ම වෙනස් වේ.

වෙනත් සැලකිලිමත් කරුණ වන්නේ විශ්වසනීයතාවයයි. ටර්බෝ විස්තීර්ණයක් ක්‍රියා නොකළ විට සියලු සීතල චක්‍රය එය සමඟ අඩු වේ. එක් පෙළකින් යුත් ලික්විඩ් ස්වාභාවික වායු සැලසුමේ මෙය සම්පූර්ණ නිෂ්පාදනය නතු වීම යන්නයි. මෙම හේතුවෙන්, බොහෝ ප්‍රතිපෝෂණ කරුවන් සැපයුම් රෝටර් සමූහ ඉතිරි කර ගෙන නිෂ්පාදකයා සමඟ හුවමාරු ගිවිසුම් සැකසා ගෙන සිටිති. මෙම අතිරික්ත පද්ධතිය සඳහා යන වියදම ජීවිත චක්‍රයේ ආර්ථිකය තුළ සැලකිල්ලට ගත යුතු අතර, ජේ ටී වාල්වයක් සහ ටර්බෝ විස්තීර්ණයක් අතර පළමු වියදම් සඳහා සංසන්දනය පමණක් නොවේ.

දීර්ඝ කාලීන ක්‍රියාත්මක වීම සඳහා ක්‍රියාවිධි තෝරාගැනීම වැදගත් වන්නේ ඇයි?

සැලසුම් අවධියේ තෝරාගත් සීතල විස්තීර්ණ ක්‍රමය ඊළඟ වසර 20 සිට 30 දක්වා ක්‍රියාත්මක වීමේ අත්දැකීම ෆෝර්මා කරයි. සරල ජේ ටී වාල්ව මත පදනම් වූ සැලසුමක් ඉදිකිරීමට සාපේක්ෂව අඩු වියදමකින් සහ පවත්වාගැනීමට පහසු වේ, නමුත් එය එක් ටොනයක් ලික්විඩ් ස්වාභාවික වායු නිෂ්පාදනය සඳහා වැඩි බලය පරිභෝජනය කරයි. ටර්බෝ විස්තීර්ණ මත පදනම් වූ සැලසුමක් ඉහළ ප්‍රාථමික වියදමක් සහ සංකීර්ණ පවත්වාගැනීමක් ඇතුළත් වුවද, එය සමාන පෝෂණ වායු පරිමාවෙන් වැඩි ලික්විඩ් ස්වාභාවික වායු නිෂ්පාදනය කරයි.

සියලු අවස්ථාවලටම සර්ව සත්‍ය පිළිතුරක් නොමැත. සුදුසු තේරීම විශේෂිත ව්‍යාපෘතියේ ආර්ථික කරුණු මත රඳා පවතී — විදුලි බලයේ වෙළඳපිරිසිදු මිල, අතිරික්ත LNG නිෂ්පාදනයේ වටිනාකම, කුසලතා සම්පන්න අධීක්ෂණ සේවකයින් ලබා ගත හැකි බව සහ සැලසුම් නොකළ විවෘත කාලය සම්බන්ධයෙන් ක්‍රියාත්මක කරන්නාගේ අවදානම සැලකීම.

මෙහෙයුමේ වැදගත් කරුණ වන්නේ EPC සම්පූර්ණ සැලසුම් සම්පාදකයා එම සමතුලිතතා අවබෝධ කර ගෙන ඒවා පැහැදිලිව පැහැදිලි කළ හැකි වීමයි. සෑම ව්‍යාපෘතියකටම ටර්බෝ විස්තාරක යොදා ගැනීම ඉහළ තාක්ෂණික බව පෙන්වීම සඳහා පොදුවේ යොදා ගන්නා සම්පාදකයෙකු අයිතිකරුට සේවය කිරීම අඩු වේ. එලෙසම, JT වාල්ව් සෑම ව්‍යාපෘතියකටම සරල වීම හේතුවෙන් යොදා ගැනීම සම්පාදකයෙකු විසින් හොඳ කාර්යක්ෂමතාවය හේතුවෙන් ලබා ගත හැකි මුදල් වෙත අවධානය නොදැක්වීම වේ.

හොඳම ප්‍රවේශය වන්නේ ක්‍රියාවලියේ සංකීර්ණත්වය ව්‍යාපෘතියේ විශේෂිත තත්ත්වයන් සමඟ සැසදිය හැකි සැලසුමකි. ආහාර සංයෝගය හොඳින් අධ්‍යයනය කර ඇති සහ ස්ථායී වන ව්‍යාපෘති සඳහා, සරල විස්තීර්ණ සැලසුමක් සම්පූර්ණයෙන් ප්‍රමාණවත් විය හැකිය. ආහාරය විචල්ය වන හෝ ශක්ති වියදම් ඉහළ වන ව්‍යාපෘති සඳහා, ටර්බෝ විස්තීර්ණ කාරක සහ වඩාත් සංකීර්ණ සීතල චක්‍ර සඳහා අතිරේක ආයෝජනය සාමාන්‍යයෙන් ලාභදායී වේ.

ශීතල විස්තීර්ණය එකම ප්‍රමාණයේ සියලු අවස්ථා සඳහා යෙදිය හැකි තාක්ෂණයක් නොවේ. එය යෙදීම සඳහා සුදුසු ලෙස තෝරා ගත යුතු විකල්ප කට්ටලයකි. මෙම කරුණ හොඳින් අවබෝධ කර ගත් සහ සුදුසු තීරණය ගැනීම සඳහා ප්‍රායෝගික අත්දැකීම් ඇති සම්පාදකයින් සමඟ වැඩ කිරීම වටිනාය. Greenfir යනු ශීතල වායු සැකසුමේ ව්‍යාපෘති සඳහා මෙවැනි ප්‍රායෝගික ඉංජිනේරු තීරණයන් ඉදිරිපත් කරන සමූහයයි. එය ASME U-ස්ටැම්ප් සහතිකය සහ දේශීය ශීතල උපකරණ කර්මාන්තයේ ගැඹුරු මූලයන් සහිත සැලසුම් කේන්ද්‍රයකින් සහය ලබයි. .