Меню Рубрики

Установки для регазификации сжиженных углеводородных газов

Резервуарные и баллонные установки газоснабжения

Регазификация сжиженных углеводородных газов

Сжиженные углеводородные газы для подачи в газораспределительные сети или сразу непосредственно в газовые приборы подвергаются регазификации. Под регазификацией понимают обратный процесс перехода углеводородов из жидкого состояния в газообразное путем испарения или кипения жидкой фазы и дальнейший перегрев полученных насыщенных паров. Для непрерывного протекания процесса регазификации необходим непрерывный приток теплоты к жидкой и паровой фазам. Отбор паров осуществляется через регулятор давления. Минимальное давление в испарителе обусловливается потерей давления в регуляторе и распределительном газопроводе с учетом номинального давления газовых приборов. Так, для пропана минимальное давление в испарителе при давлении за регулятором 2500-3000 Па может быть в пределах 0,2-1 МПа, что соответствует температуре жидкой фазы для пропана от 248 до 303 К. При этой температуре теплоносителем может быть любая жидкость или газ, имеющие более высокую температуру.

Различают естественную и искусственную регазификации сжиженных углеводородных газов. Естественное испарение сжиженных углеводородных газов происходит обычно в тех же резервуарах и баллонах, где хранится газ. При испарении или кипении сжиженных углеводородных газов в специальных теплообменниках путем подачи «горячего» теплоносителя количество испаряемого газа возрастает. Такой метод регазификации называется искусственным. В качестве теплоносителя широко используют водяной пар или горячую воду, а также продукты сгорания газа. Может быть использован также электрический метод подогрева. К регазификационным установкам сжиженного углеводородного газа с естественным испарением относятся: баллонные установки сжиженного газа, резервуарные установки с естественным испарением, регазификационные и резервуарные установки с искусственным испарением, установки для получения газовоздушных смесей, регазификационные установки большой производительности.

Естественная регазификация

Производительность установок с естественным испарением зависит от состава сжиженных углеводородных газов, температуры окружающей среды, параметров теплообмена, степени заполнения резервуаров газом, числа и характера взаимного расположения резервуаров, а также от режима отбора газа из резервуаров. При расчете газобаллонных установок необходимо учитывать также повышенную влажность воздуха, так как в зависимости от запотевания резервуара изменяются параметры теплообмена. Состав жидкой фазы влияет на давление насыщенных паров смеси в резервуаре или, в конечном счете, на допустимое снижение давления при отборе первой фазы. При большом снижении давления наблюдается сильное испарение жидкости, так как при понижении температуры жидкости увеличивается перепад температур, а следовательно, и тепловой поток. Минимальное абсолютное давление в резервуаре с учетом нормальной работы регуляторов, установленных на резервуарах, не может быть ниже 0,14-0,15 МПа. При определении расчетной производительности подземного резервуара необходимо брать наихудшие температурные условия в грунте. Допустимое снижение уровня сжиженного углеводородного газа в резервуаре определяется минимальным тепловым потоком из грунта, остаточным составом жидкой фазы и экономическими соображениями (например, закономерностями завоза сжиженных углеводородных газов). В среднем считается, что допустимая степень заполнения не меньше 30 %. Длительность непрерывной работы резервуаров зависит от вида потребителя газа.

Искусственная регазификация

Зависимость естественной регазификации от окружающей среды и от потребления газа, а также их недостаточная производительность вынуждает использовать способы искусственной регазификации сжиженных углеводородных газов. Преимущества установок с искусственной регазификацией состоят в большей производительности, не зависящей от внешних условий, в постоянстве состава испаряемого газа и в соответствии его с составом жидкой фазы, хранящейся в резервуаре, а также в независимости от степени заполнения хранилища и в возможности использования смесей газа с большим содержанием более легких углеводородов. Однако для установок искусственной регазификации, для которых необходима непрерывная подача от внешнего источника, отмечается сложность их обслуживания и необходимость установки систем автоматики. Кроме того, в этих установках наблюдается конденсация паров сжиженного углеводородного газа в газораспределительных сетях. Общим для установок искусственной регазификации является генерация пара в движущемся потоке. Конструктивно испарительные теплообменники бывают рекуперативного типа со змеевиковым нагревателем, вертикальные, кожухотрубные, трубчатые с вертикальным или горизонтальным кожухом, пленочные и форсуночные.

Дата добавления: 2018-06-01 ; просмотров: 237 ;

источник

Регазификация

Для сжигания сжиженных газов их переводят в газообразное состояние, т. е. регазифицируют (испаряют). В процессе регазификации необходимо затратить теплоту на испарение сжиженных газов. Количество этой теплоты определяется величиной скрытой теплоты парообразования, зависящей от состава газа и температуры, при которой происходит испарение. С увеличением температуры или давления величина скрытой теплоты парообразования уменьшается. Регазификация в обычных условиях в подземном резервуаре или в баллоне с естественным притоком теплоты из окружающей среды наиболее легко осуществима. Вместе с тем при низких температурах окружающей среды такое испарение малопроизводительно и при многокомпонентной смеси сжиженных газов не обеспечивает стабильного состава. Если в какой-либо емкости будет находиться смесь пропана и бутана, то в начале отбора паровой фазы процентное содержание в ней пропана будет больше содержания его в жидкости. По мере испарения жидкости содержание пропана будет уменьшаться, а процентное содержание бутана — увеличиваться. Процентное содержание бутана будет увеличиваться и в отбираемой паровой фазе. Такое изменение состава паровой и жидкой фаз приводит к постепенному повышению теплоты сгорания и плотности паров, что влияет на устойчивость работы горелок приборов.

С момента отбора паровой фазы из емкости давление в паровом пространстве понижается и для восстановления давления насыщенных паров часть жидкости испаряется. На это испарение расходуется теплота, которая заимствуется из самой жидкости и стенок емкости. Вследствие этого происходит постепенное понижение температуры, что создает температурный перепад, обеспечивающий приток теплоты из окружающей среды. В дальнейшем температурный перепад постоянен и на испарение жидкости расходуется в основном теплота, поступающая из окружающего пространства. При цикличном отборе паров из емкости за счет аккумулирования теплоты самой жидкостью и стенками резервуара можно испарить больше газа, чем при непрерывном расходе газа.

При отсутствии потребления газа (ночью) происходит накопление теплоты жидкостью и стенками сосуда, а при отборе газа (днем) эта теплота, а также теплота, добавляющаяся из окружающего пространства, используется для испарения жидкости. Естественная регазификация сжиженных газов в закрытых сосудах зависит от состава смеси углеводородов, температуры и влажности окружающего пространства, скрытой теплоты парообразования смеси и других факторов.

Резервуарные установки сжиженного газа с естественным испарением имеют недостатки: переменную производительность установок и резкое снижение ее при снижении температуры окружающей среды; переменную теплоту сгорания поступающей к потребителю паровой фазы, так как вначале испаряются легкокипящие компоненты, а затем — высококипящие с более высокой теплотой сгорания (в основном, бутаны), что вызывает перебои в газоснабжении при использовании сжиженного газа с повышенным содержанием бутанов в холодное время года; большие капиталовложения и габариты установок, особенно при высокой производительности по паровой фазе. В связи с ростом производства бутановых фракций, расширением объемов газификации городов и сельских районов особую актуальность приобретают вопросы применения испарителей для искусственного испарения сжиженного газа.

Читайте также:  Установка карбюратора к 133

Существующие в настоящее время испарительные установки сжиженного газа можно классифицировать по принципу регазификации и виду теплоносителя.

По принципу регазификации испарители подразделяют на емкостные, проточные и комбинированные. При работе по емкостной схеме пары сжиженного газа отбирают из парового пространства резервуара. В этом случае в начальный период потребления идет отбор паровой фазы с большим содержанием пропановых фракций, а в конце отбора в паровой фазе содержится в основном бутан.

Достоинства емкостных испарителей:

  • простота конструкции
  • отсутствие вероятности попадания низкой фазы пропан-бутана в распределительные газопроводы
  • возможность работы на сжиженном газе любой марки

К недостаткам емкостных испарителей относится следующее: генерирование в этих испарителях паров с переменным соотношением легких и тяжелых фракций определяет неудовлетворительный режим работы газовых приборов вследствие сжигания газа с переменной теплотой сгорания.

В испарителях проточного типа сжиженный газ отбирается из резервуара в жидкой фазе и испаряется отдельно в выносном теплообменнике, это обеспечивает неизменный фракционный состав как паровой, так и жидкой фазы, что улучшает работу газогорелочных устройств и позволяет прокладывать газопроводы на обычной глубине. Недостаток проточной системы — невозможность работы на техническом бутане, так как упругость паров в резервуаре недостаточна для подачи жидкой фазы в испаритель, расположенный выше уровня земли.

В комбинированной схеме регазификации часть паров из проточного испарителя поступает к потребителю, а часть возвращается в резервуар для поддержания необходимой величины упругости паров. В данном случае сочетаются положительные качества емкостной и проточной схем. По виду теплоносителя испарители подразделяют на:

  • электрические
  • огневые
  • теплоносители имеющие теплоноситель в виде горячей воды или водяного пара

По способу контакта теплоносителя со сжиженным газом огневые и электрические испарители подразделяют на:

  • испарители прямого обогрева
  • испарители с промежуточным теплоносителем

Из емкостных испарителей наибольшее распространение получили регазификаторы подземные электрические типа РЭП, которые состоят из электроподогревателя, автоматики безопасности и регулирования. Электроподогреватель состоит из электронагревателя и взрывобезопасной коробки, которые устанавливают на глухой фланец подземного резервуара. Опыт эксплуатации регазификатора РЭП позволил внести в него ряд усовершенствований.

Резервуарные установки с искусственным испарением имеют следующие преимущества перед резервуарными установками естественного испарения:

  • теплота сгорания паровой фазы остается постоянной вплоть до полного расходования всего объема жидкой фазы
  • производительность установок не зависит от количества жидкости в емкостях
  • возможность использования бутановых фракций или сжиженного газа с повышенным содержанием бутанов
  • отпадает необходимость извлечения тяжелых остатков

На рисунке показана принципиальная схема искусственной peгaзификации с испарителем производительностью 100 кг/ч. Испаритель 1 представляет собой баллон высотой 905 мм и диаметром 309 мм, в который вмонтирован змеевик 2 для горячей воды из труб диаметром 27 мм. Внутри баллона имеются клапан 4 и поплавок 3. При закрытых вентилях 11 и 7 и открытых вентилях 10 и 8 установка работает как обычная естественная регазификационная. При открытых вентилях 7,8 и 11 и закрытом вентиле 10 установка работает через испаритель.

Принцип работы установки заключается в следующем. Из емкости 13 сжиженный газ под давлением собственных паров поступает в испаритель. Соприкасаясь со змеевиком, по которому протекает горячая вода температурой 80 °С, сжиженный газ начинает интенсивно испаряться и по трубопроводу 6 поступать к потребителю через регулятор 9. По мере увеличения отбора паров из испарителя давление в нем уменьшается и уровень жидкости повышается, смачивая большую поверхность змеевика. Таким образом, испарение возрастает соответственно увеличивающемуся отбору газа. При уменьшении расхода паров из испарителя давление в нем увеличивается, уровень жидкости понижается, а производительность испарителя уменьшается.

При прекращении подачи горячей воды или чрезмерном расходе газа давление в испарителе понижается и уровень жидкости резко повышается. В этом случае во избежание поступления жидкости в газопровод 6 поштвок 5 поднимается и закрывает клапан 4. Предохранительные клапаны 5 и 12 служат для исключения» недопустимого повышения давления в испарителе и резервуаре.

© 2007–2020 «ХК «Газовик». Все права защищены.
Использование материалов сайта без разрешения владельца запрещено и будет преследоваться по закону.

источник

Исследование зависимости выбора регазификационных схем для крупных заводов от климатических условий эксплуатации

На сегодняшний момент существует множество способов испарения и регазификации сжиженного природного газа, выбор которого зависит от места расположения завода (производственной площадки), климатических условий и требованию к производительности. Рынок сжиженного газа сейчас набирает обороты. Открывается много новых мелких терминалов в Юго-Западной Азии и Южной Америке. Эти заводы уделяют большое внимание энергетической эффективности своего производственного процесса. В данной статье мы рассмотрим зависимость выбора схемы испарения и регазификации от места расположения терминала — в теплом или холодном климате.

Содержание

Экскурс в общие тенденции рынка сжиженного газа

Исторически сложилось, что наиболее востребованными и энергономически выгодными испарительными схемами стали следующие:

  • испарители открытого типа составляют 70% рынка
  • испарители горения погружного типа используются на 20% предприятий
  • испарители жидкостного типа применяются на оставшихся 5% предприятий

Также находят свое применение и другие испарители, например, атмосферные испарители, которые не являются основным источником получения паровой фазы газа, а используются только при пиковых нагрузках.

Обычно тип испарителя/регазификатора подбирается в зависимости от условий эксплуатации и энергетической эффективности. Еще недавно терминалы регазификации сжиженного газа, поставляющие природный газ, рассматривались в качестве газоснабжающих предприятий и только, а применение газа как источника электричества и тепла практически не практиковалось. Но по мере возрастания стоимости получения энергии и обеспокоенность увеличением углеродосодержащих выбросов появляется все больше заводов, которые берут на вооружение новые способы получения тепла и электроэнергии.

Станции и заводы регазификации сжиженного газа строятся в тех местах, где наблюдается нехватка природного газа. С увеличением распространения сланцевого газа в Северной Америке многие заводы, нацеленные на импорт, перестраиваются на экспорт. Такая же ситуация со сланцевым газом намечается и в Китае, который, в конечном итоге, уменьшит объемы на внутреннем рынке. Сейчас терминалы все больше и больше строятся в экваториальных и субэкваториальных районах. Эти терминалы будут обслуживать более мелкий рынок потребления, поэтому размеры и производительность установок регазификации тоже невелики.

Параллельно развивается рынок использования емкостей для хранения газа и испарителей, а также емкостей со встроенными регазификаторами. Увеличивающееся количество проектов, например, в Индонезии, Литве, по проектированию и строительству больших емкостей для хранения и регазификации сжиженного газа является тому подтверждением. Такие заводы строятся на судостроительных верфях, так как их строительство занимает меньше времени, чем возведение на земле.

Читайте также:  Установка и хранение баллонов под давлением

Емкости со встроенными регазификаторами для поставки газообразного топлива в целях получения электроэнергии наиболее подходят для электростанций средней мощности. Как правило, к емкостям с внешними испарителями применяются меньшие требования к производительности. Например, для эффективного снабжения электростанции на 500 МВт требуется 4000 м 3 /сутки.

Такие «морские» регазификационные заводы традиционно стали строяться в экваториальных странах, где температура окружающего воздуха практически всегда постоянна и не падает ниже +18ºС, и в субэкваториальных странах, где температура в зимний период может быть ниже +18ºС. К экваториальным странам относятся страны Южной Индии( Индонезия, Тайланд, Малайзия, Сингапур, Филиппины), Северной Америки (Мексика) и Южной Америки (Бразилия). К субэкваториальным странам можно отнести Китай, Вьетнам, Чили, Аргентина, Испания, Великобритания и Франция.

В статье рассматривается наиболее зарекомендовавшие себя на рынке схемы регазификации и испарения.

Виды испарительных и регазификационных установок

Среди широко используемых испарительных систем выделяют:

  • испарители открытого типа
  • испарители горения погружного типа
  • атмосферные испарители
  • испарители жидкостного типа

Первые два используются преимущественно в субэкваториальных территориях. Последнее время наблюдается тенденция смещения регазификационных заводов в экваториальные районы, где применение последних двух испарителей более эффективно.

Для выбора способа регазификации следует учитывать следующее:

  • место расположения завода
  • доступность и надежность источника тепла
  • изменчивость потребительского спроса
  • ограничения по выбросу в атмосферу и водоемы
  • ограничения по использованию морских ресурсов в производственных целях
  • производительность испарительных систем и эксплуатационные требования
  • эксплуатационная гибкость и безотказность работы
  • сметная стоимость проекта и эксплуатационные расходы

Испарители открытого типа как пример «морских» регазификационных установок и испарителей

Приемные терминалы сжиженного газа обычно располагаются близко к открытому морю, что позволяет легко сливать газ из танкеров. Морская вода — это самый дешевый теплоноситель по сравнению с другими видами теплоносителей. Единственным возможным препятствием становится обеспокоенность об экологических последствиях.


Испарители открытого типа — это теплообменник, который в качестве теплоносителя использует морскую воду. Испарители данного вида хорошо зарекомендовали себя в Японии, Кореи и Европе. Температура воды, пригодная для использования в качестве источника тепла, составляет +5ºС и выше.

Элементы испарителя открытого типа обычно изготавливаются из алюминиевых сплавов, имеющих высокую механическую прочность для эксплуатации при криогенной температуре. Данные сплавы имеют высокую теплопроводность, что способствует эффективному теплообмену. Трубки образовывают панели, которые соединены с входным патрубком сжиженного газа и выходным патрубком уже регазифицированного продукта. Панели покрыты цинковыми сплавами для антикоррозионной защиты. Для поддержания поверхностей оребренных трубок чистыми необходимо проводить регулярное техническое обслуживание. Конструкция панелей позволяет легко проводить осмотр трубок. Также существует возможность изолировать секции панелей друг от друга, что позволяет влиять на их нагрузку. Особенностью данного вида испарителей является возможность регулировать нагрузки, компенсировать колебания входного объема газа, температуру газа на выходе, а также температуру морской воды.

Для крупных терминалов требуется проведение тщательного анализа морской системы места расположения завода, так как внесение изменений в технологический процесс уже после постройки завода достаточно дорогостоящее. Поэтому для разработки проекта морского регазификационного терминала следует рассмотреть следующие факторы:

  • подходит ли морская вода для использования?
  • содержит ли морская вода и в каком количестве ионы тяжелого металла, которые будут негативно влиять на поверхности панелей?
  • содержит ли морская вода и в каком количестве твердые взвеси: избыточное образование осадка может образовать пробку в ванне и панели (для уменьшения скорости образования осадков можно использовать входную систему фильтрации)
  • необходимо организовать хорошую защиту водоема и окружающей флоры и фауны
  • необходимо обеспечить необходимую степень хлорирования морской воды для снижения скорости обрастания подводной части оборудования регазификационных установок (при этом следует помнить, что большой объем хлорного остатка в сточных водах негативно воздействует на окружающую среду)
  • температура отработанной морской воды должна отвечать существующим требованиям нормативных актов
  • в случае размещения завода в холодном климате возможно использование дополнительного подогрева воды и паровой фазы на выходе
  • необходимость обеспечения резервной линии регазификации
  • в случае близкого расположения завода к источникам отбросного тепла (например, энергоустановкам) и возможности использования тепловых энергоресурсов рассмотреть целесообразность строительства регазификационных установок, использующих природные ресурсы

Испарители (регазификаторы) горения погружного типа

В процессе испарения сжиженного газа за счет топливного газа потребляется примерно 1,5% уже полученной паровой фазы на собственные нужды. Это снижает мощность установки и общую прибыль предприятия. Из-за высокой стоимости газа данный вид испарителей часто используется в зимний период в дополнение к испарителям открытого типа, когда температура морской воды недостаточна высока.

Испарители горения погружного типа работают следующим образом: сжиженный газ поступает в змеевик из нержавеющей стали, который погружен в водяную ванну, которая нагревается от прямого контакта с жаровой трубой горелки. Газообразные продукты сгорания распыляются в воду через распылители, которые расположены под теплообменной трубой. Разбрызгивание активизирует вихревой поток, результатом которого становится высокий теплообмен и теплоотдача (более 98%). Образующиеся вихри также уменьшают процесс отложения накипи на поверхностях теплообмена.

Так как водяная ванна всегда эксплуатируется при постоянной температуре и имеет высокую теплоемкость, данная система испарения легко справляется с внезапными сбоями нагрузок и может легко отключиться или включиться снова.

Водяная ванна является кислотообразующей, так как газообразный продукт сгорания (СО2) скапливается в воде. Для контроля уровня pH и защиты трубок от коррозии добавляются щелочные химические вещества, например, углекислый натрий или гидрокарбонат натрия. Окисленная вода должна быть нейтрализована до того, как будет слита в водоем.

Чтобы минимизировать выбросы оксидов азота, используются специальные малотоксичные горелки с выбросом не более 40 мг/л. Уровень выброса оксидов азота также может быть снижен за счет использования системы избирательной каталитической нейтрализации, которая гарантирует максимальное содержание не более 5 мг/л.

Испарители горения погружного типа широко распространены за счет высокой безопасности эксплуатации: утечка газа легко обнаруживается углеводородными сигнализаторами; отсутствует возможность возгорания, так как температура внутри ванны всегда находится ниже температуры возгорания газа.

Система автоматизированного управления испарителями горения погружного типа сложнее, чем испарителя открытого типа, так как имеет большее количество приборов — воздушный компрессор, система разбрызгивания, горелка и др. А среди преимуществ дополнительно можно отметить малую площадь, необходимую для установки испарителя данного вида.

Атмосферные испарители (регазификаторы)

Воздух является еще одним бесплатным источником тепла, который может использоваться в процессе регазификации. Атмосферные регазификаторы используются с криогенными системами, например, воздухоразделительными установками.

Читайте также:  Установка волговских сигналов на лачетти

Атмосферные испарители представляют собой вертикальный теплообменник, в котором происходит процесс охлаждения внутритрубного пространства и его размораживание. Автоматический клапан-переключатель срабатывает на начало процесса размораживания. Данные испарители используются для малой производительности или в качестве резервной линии для обеспечения пиковых нагрузок.

Атмосферный испаритель — это теплообменник, состоящий из длинных вертикальных трубок, которые способствуют поддуву воздуха вниз. Это обеспечивается тем, что плотность более теплого воздуха наверху меньше плотности более холодного воздуха на дне испарителя. Конденсат и тающий лед в дальнейшем используются для собственных нужд.

Для того, чтобы избежать отложения на поверхности трубок теплообменника, требуется цикл оттаивания (4-8 часов). Длинные эксплуатационные циклы приводят к тому, что образуется плотный лед на теплообменных трубках, что требует более долгое время оттаивания — теплообменник сначала устанавливается в режим ожидания, когда происходит или естественный приток теплого воздуха или его подача дутьевым вентилятором. Использование дымососа может сократить время оттаивания, но для этого потребуется дополнительная мощность. При этом, сокращение время оттаивания не является критичной задачей, так как объем и скорость теплообмена, в любом случае, ограничены ледяными прослойками, которые становятся своего рода теплоизоляцией.

В связи со спецификой данного процесса регазификации возможно образование тумана вокруг установок. Степень и плотность тумана зависят от относительной влажности района эксплуатации, скорости ветра, температуры окружающего воздуха и др.

Производительность атмосферных испарителей зависит от характеристик поступающего сжиженного газа, от требований к паровой фазе, от эксплуатационных условий (температура окружающего воздуха, относительная влажность, высота, уровень солнечной радиации, а также близость к смежным конструкциям).

Атмосферные регазификаторы и испарители наиболее выгодны в экваториальном климате, где температура воздуха круглогодично держится на одном уровне. В более прохладных субэкваториальных районах дополнительно может потребоваться подогрев паровой фазы на выходе.

Испарители жидкостного типа

Испарители жидкостного типа используют жидкость в качестве теплоносителя, который циркулирует в замкнутой системе и передает тепло сжиженному газу. Обычно используются следующие теплоносители:

  • гликоль или вода
  • углеводородные теплоносители (пропановые, бутановые или смешанные хладагенты)
  • горячая вода

Испарители жидкостного типа на гликоле/воде

В данных испарителях в качестве теплоносителей может выступать этиленгликоль или пропиленгликоль, а также другие жидкости с низкой температурой замерзания. Передача тепла от гликоля сжиженному газу происходит в кожухе и теплообменнике.

Конструкция жидкостных испарителей на гликоле представляет собой вертикальный кожухотрубчатый теплообменник.

В настоящее время гликолевые жидкостные испарители составляют всего лишь 5% от всего рынка испарительного и регазификационного оборудования. Некоторые операторы также могут использовать другие способы для подогрева теплоносителя, например, воздухоподогреватели, морскую воду, пламенный подогреватель или обратную охлаждающую камеру.

Применение воздухоподогревателей способствует образованию конденсата, особенно в экваториальных регионах. Качество конденсата соответствует качеству дождевой воды, поэтому он может быть собран, очищен и использован для других целей. Воздушный теплообменник представляет собой оребренные трубки, а образование наледи предотвращается гликолем, так как его рабочая температура может регулироваться и держаться на уровне выше температуры образования льда.

Принцип действия обратной охлаждающей камеры заключается в извлечении тепла из окружающей среды через прямой контакт с оборотной жидкостью посредством сухого тепла или водного конденсата. Тепло от оборотной воды может быть также передано теплоносителю в теплообменном контуре.

Тепло морской воды также может быть использовано. Правда, в этом случае потребуется более частое техническое обслуживание теплообменников.

Пламенные подогреватели дополнительно требуют затраты на топливо, а для соблюдения норм выбросов вредных веществ в атмосферу на выходной трубопровод может быть установлена система избирательного каталитического восстановления.

Жидкостные испарители по принципу цикла Ренкина

Данная система использует пропановые, бутановые или другие углеводородные хладагенты в качестве теплоносителя. Использование углеводородных сред помогает избежать проблем с замерзанием теплоносителя при температуре +1ºС, что снижает затраты на топливо.

Нагрев сжиженного газа достигается использованием двух теплообменников: первый использует удельную теплоту конденсата пропана, второй использует морскую воду для окончательного нагрева жидкой фазы. Во втором теплообменнике также происходит испарение пропана (из первого теплообменника) для последующей его циркуляции.

Так как нагрев морской водой осуществляется только во втором теплообменнике, отсутствует прямой контакт с сжиженным газом, и, соответственно, не происходит замерзание воды.

Пропан или бутан также могут выступать в качестве теплоносителя при установке специального оборудования — труборасширителя. При использовании паровой фазы сжиженного газа в качестве теплоносителя можно получить дополнительную энергию. На большинстве предприятий давление в трубе ниже давления газа на выходе, поэтому этот факт зачастую используется для получения энергии. Например, когда сжиженный газ нагнетается под давлением 10 МПа и более, затем нагревается и расширяется до 3 МПа, высвободившееся давление можно использовать для получения энергии. Расширившийся газ охлаждается при помощи морской воды до температуры трубопровода.

Тепловая интеграция испарителей с энергетическими установками

Когда станции регазификации расположены близко к энергетическим установкам, может применяться гибридная схема использования тепла отработанных газов от энергетической установки, а испаритель горения погружного типа может увеличить теплоотдачу и принести дополнительную эффективность от процесса регазификации.

Принцип действия такой схемы в следующем: отработанные газы от газовой турбины проходят через нагревательную камеру, где повышается температура в проходящем рядом водяном контуре. Эта горячая вода затем циркулирует и поступает в водяную ванну испарителя горения погружного типа для испарения жидкой фазы газа.

Отработанная охлажденная вода от испарителя может быть возвращена обратно в контур для последующей рециркуляции или использована для понижения температуры газа на входе в турбину. Обычно на каждый градус снижения температуры воздуха приходится повышение выходной мощности энергоустановки на 1%. При этом использование конвертивных турбин более эффективно.

В зависимости от объема отработанных газов от газовой турбины потребление топливного газа испарительной установкой сводится к минимуму или может быть и вовсе исключено. Дополнительным преимуществом такой схемы является снижение вредных выбросов в атмосферу.

Такая схема может работать по двум «сценариям»: первый — испаритель функционирует как самостоятельная единица, второй — испаритель может использовать горячую воду от энергоустановки для регазификации, без применения погружной горелки.

Выводы

Оптимальный выбор схемы регазификации сжиженного природного газа зависит от места расположения производства, от доступности источников тепла, а также от государственных норм регулирования и требованиям к мощности и параметрам эксплуатации. Главными задачами выбора той или иной схемы регазификации/испарения являются достижение минимального негативного воздействия на окружающую среду и получение максимальной производительности оборудования.

© 2007–2020 ХК«Газовик». Все права защищены.
Использование материалов сайта без разрешения владельца запрещено и будет преследоваться по закону.

источник