Исследование эффективных малотоннажных установок сжижения природного газа
Авторы: Архаров А.М., Семенов В.Ю., Лихачева Н.И.
Опубликовано в выпуске: #4(64)/2017
DOI: 10.18698/2308-6033-2017-4-1604
Раздел: Энергетическое, металлургическое и химическое машиностроение | Рубрика: Машины и аппараты, процессы холодильной и криогенной техники, систем кондиционирования
В настоящее время растет интерес к производству сжиженного природного газа (СПГ) в малотоннажном масштабе, что обусловлено развитием и модернизацией газодобывающей и транспортной отраслей. Производство СПГ энергозатратно, а его малые масштабы увеличивают затраты энергии и себестоимость продукции. По этой причине сопоставительный анализ эффективности той или иной технологии с конкретизацией источников необратимости весьма актуален. В данной статье рассмотрены две наиболее известные технологии сжижения природного газа на смешанных хладагентах, SMR (APCI) и Limum (Linde), используемые для малотоннажного производства. Приведены результаты сравнения их эффективности методом энтропийно-статистического анализа. Показано, что технология Limum является более эффективной благодаря наличию дополнительной ступени охлаждения. На основе экспериментальных и расчетных данных выявлена зависимость величины термодинамической эффективности различных циклов СПГ от минимальной работы ожижения.
Литература
[1] Сафин А.Х., ред. Малотоннажное производство и применение СПГ - сжиженного природного газа (метана) для беструбопроводного газоснабжения и в качестве моторного топлива для наземных транспортных средств. Технико-инвестиционные показатели установок. Отчет-справочник. Санкт-Петербург, ООО "Прима-химмаш", 2013, 257 с.
[2] Архаров А.М., Семенов В.Ю., Красноносова С.Д. Методология энтропийно-статистического анализа малотоннажных установок ожижения природного газа. Химическое и нефтегазовое машиностроение, 2015, № 10, с. 12-16.
[3] Сафин А.Х., ред. Современные и перспективные технологии сжижения природного газа. Отчет-справочник. Второй выпуск. Санкт-Петербург, ООО "Прима-химмаш", 2012, 320 с.
[4] Архаров А.М. Основы криологии. Энтропийно-статистический анализ низкотемпературных систем. Москва, Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014, 507 с.
[5] Архаров А.М., Семенов В.Ю., Красноносова С.Д. Энтропийно-статистический анализ установки ожижения природного газа с внешним азотным циклом охлаждения. Химическое и нефтегазовое машиностроение, 2015, № 11, с. 3-9.
[6] Архаров А.М., Семенов В.Ю. Анализ термодинамической эффективности малотоннажной установки ожижения природного газа, работающей по циклу среднего давления. Химическое и нефтегазовое машиностроение, 2015, № 10, с. 7-11.
[7] Архаров А.М., Семенов В.Ю., Красноносова С.Д., Лебедев С.Ю., Кульбя-кин В.П. Энтропийно-статистический анализ и экспериментальное исследование установки сжижения природного газа с предварительным охлаждением на уровне -70 °С. Химическое и нефтегазовое машиностроение, 2016, № 7, с. 19-24.
[8] Архаров А.М., Архаров И.А., Шевич Ю.А., Семенов В.Ю., Лавров Н.А., Красноносова С.Д., Колобова А.Н. К анализу существующих установок ожижения природного газа малой производительности. Химическое и нефтегазовое машиностроение, 2010, № 7, с. 24-35.
[9] Chang H.M., Lim H.S., Choe K.H. Effect of multi-stream heat exchanger on performance of natural gas liquefaction with mixed refrigerant. Cryogenics, 2012, vol. 52 (12), pp. 642-647.
[10] Neksa P., Brendeng E., Drescher M., Norberg B. Development and analysis of a natural gas reliquefaction plant for small gas carriers. Journal of Natural Gas Science and Engineering, 2010, vol. 2, pp. 143-149.
[11] Neksa P., Brendenga P.E. Small scale natural gas liquefaction plants. International Congress of Refrigeration. SINTEF Energy Research, 2007, 9 p.
[12] Chang H.M. Combined Brayton-JT cycles with pure refrigerants for natural gas liquefaction. Advances in Cryogenic Engineering: Transactions of the Cryogenic Engineering Conference. Washington, American Institute of Physics, 2012, vol. 1434, pp. 1779-1786.
[13] Remeljej C.W., Hoadley A. An exergy analysis of small-scale liquefied natural gas (LNG) liquefaction processes. Energy, 2006, vol. 31 (12), pp. 2005-2019.
[14] Gong M. Exergy analysis of a small-scale LNG process utilizing a commercialized refrigeration compressor. 22nd International Congress of Refrigeration. Beijing, International Institute of refrigeration, 2012, vol. 1, pp. 94-99.