technologia skraplania gazu ziemnego

Kiedy o tym mówiątechnologia skraplania gazu ziemnego, większość od razu wyobraża sobie gigantyczne kompleksy gdzieś na Jamale lub Sachalinie. To oczywiście szczyt branży, ale moje doświadczenie podpowiada, że ​​najciekawsza i najbardziej wymagająca praca często polega na projektach o mniejszej skali – gdzie konieczne jest dostosowanie standardowych rozwiązań do specyficznych, czasem dość ciasnych warunków. To właśnie w tej niszy kręcimy ja i moi koledzy z Chengdu Yizhi Technology Co. (https://www.yskjhx.ru). Firma założona przez Huaxi Technology w 2013 roku z kapitałem zakładowym wynoszącym 120 milionów juanów pozycjonuje się jako instytut projektowy i to jest słowo klucz. Nie tylko sprzedajemy sprzęt, my projektujemy rozwiązania i o to właśnie chodzi.

Od dokumentacji projektowej do „terenu” – gdzie kryją się pułapki

Teoretycznie wszystko jest gładkie: jest gaz, są wymagania wydajnościowe, wybierasz licencjonowaną technologię – powiedzmy kaskadową lub wykorzystującą mieszane czynniki chłodnicze – i gotowe. Ale w praktyce, szczególnie jeśli chodzi o modułowe lub małoskalowe instalacje LNG na potrzeby lokalne lub tankowanie pojazdów, zaczyna się zabawa. Klient z regionu o ostrym klimacie kontynentalnym chce, aby instalacja działała nawet w temperaturze -50°C, a inny chce, aby zmieściła się na powierzchni wielkości boiska piłkarskiego, a nawet uwzględniała warunki sejsmiczne. Katalog standardowy jest tu często bezsilny.

Pamiętam jeden z wczesnych projektów, w którym opierając się na wiedzy i doświadczeniu firmy Chengdu Yizhi Technology Co., Ltd., zaprojektowaliśmy system wstępnej obróbki gazu. Wydawałoby się, że to rutyna: usuwanie wody, siarkowodoru, dwutlenku węgla. Jednak skład surowców u klienta różnił się bardziej niż oczekiwano. Musieliśmy na bieżąco korygować cykle adsorpcji i budować większą rezerwę na przepustowość sit molekularnych. Gdyby zrobili to ściśle według pierwotnych specyfikacji, po sześciu miesiącach musieliby napotykać częste przestoje w celu regeneracji. To właśnie ten moment, w którym instytut projektowy powinien pracować nie jako wykonawca rysunków, ale jako inżynier-analityk.

Albo oto inny niuans, o którym rzadko się pisze w podręcznikach: logistyka czynników chłodniczych. W przypadku mniejszych instalacji, zwłaszcza w odległych obszarach, złotym rozwiązaniem może być stałe dostarczanie etanu lub propanu do cyklu. Czasami konieczne jest rozważenie projektów hybrydowych lub dokładniejsza optymalizacja wymienników ciepła, aby zmniejszyć ich zużycie. Nie jest to globalna optymalizacja na skalę Yamal LNG, ale dla konkretnego klienta to kwestia opłacalności całego projektu.

Sprzęt: wybór pomiędzy „sprawdzonym” a „optymalnym”

Tutaj zawsze pojawia się dylemat. Z jednej strony rynek zalany jest sprawdzonymi turborozprężarkami i wymiennikami ciepła takich gigantów jak Linde czy Air Products. Są niezawodne, jednak ich zastosowanie w niestandardowym projekcie wiąże się często z „powiązaniem” całej technologii z ich wymiarami i parametrami. Z drugiej strony istnieją mniej znani, ale elastyczni producenci, szczególnie z Azji, którzy są gotowi dostosować swój produkt do Twoich potrzeb.

Pracując nad projektami dla Chengdu Yizhi Technology Co. często balansujemy na tej krawędzi. Na przykład w przypadku jednego projektu polegającego na produkcji skroplonego gazu ziemnego na potrzeby stacji benzynowej kluczem był kompaktowy główny kriogeniczny wymiennik ciepła. Standardowe urządzenia lutowane płytowo nie były odpowiednie pod względem oporu hydraulicznego dla naszego specyficznego składu czynnika chłodniczego. W rezultacie, po długich obliczeniach i negocjacjach, zdecydowaliśmy się na spiralny współosiowy wymiennik ciepła koreańskiego producenta. Ryzyko? Niewątpliwie. Pozwoliło to jednak zmieścić się w granicach zajmowanej powierzchni i osiągnąć deklarowaną wydajność upłynniania.

Ale w przypadku sprężarek historia jest prawie zawsze konserwatywna. Niezawodność jest absolutnym priorytetem. Awaria kompresorowni oznacza całkowite wyłączenie linii i kolosalne straty. Dlatego nawet w najbardziej innowacyjnych na pierwszy rzut oka projektach „sercem” systemu jest często sprężarka śrubowa lub tłokowa zaufanej marki, wokół której zbudowana jest już reszta bardziej elastycznego układu rurociągów i sterowania.

Zarządzanie i „inteligencja” instalacjami: trendy i rzeczywistość

Teraz modne jest mówienie o cyfryzacji i inteligentnych fabrykach. W dużych projektach to już norma: złożone systemy kontroli procesów, systemy analityki predykcyjnej, cyfrowe bliźniaki. Jednak w segmencie średnich i małych mocy, w którym działa nasz instytut, wdrożenie takich rozwiązań jest zawsze kwestią ekonomii. Klient pyta: „Co mi to da w rublach czy w tonach LNG?”

Wprowadzamy elementy „inteligencji” w sposób ukierunkowany. Na przykład opracowaliśmy i zaadaptowaliśmy dla kilku naszych projektów algorytm adaptacyjnego sterowania cyklem skraplania w zależności od temperatury otoczenia i ciśnienia wchodzącego gazu. To nie jest pełnoprawny cyfrowy bliźniak, a raczej zaawansowany regulator PID z modelem zaleconym przez naszych technologów. Rezultatem są oszczędności energii przy sprężaniu do 5-7% rocznie. Dla klienta jest to bezpośrednia oszczędność, za którą jest skłonny zapłacić.

Ale była też nieudana próba wdrożenia systemu konserwacji predykcyjnej opartego na diagnostyce wibracyjnej turborozprężacza. Sprzęt nie był najnowszy, trzeba było instalować dodatkowe czujniki, a algorytmy „uczyły się” zbyt długo i ciągle generowały fałszywe alarmy. W rezultacie obsługa stacji po prostu wyłączyła system. Wniosek: każdy „inteligentny” dodatek powinien być jak najłatwiejszy w utrzymaniu dla samego klienta i rozwiązywać jeden konkretny problem, który jest dla niego zrozumiały. W przeciwnym razie jest to po prostu strata pieniędzy.

Bezpieczeństwo: paranoja uzasadniona

Praca z temperaturami kriogenicznymi i gazami łatwopalnymi jest bezlitosna. O konieczności stosowania systemów przeciwwybuchowych, detektorów gazu i urządzeń odpowietrzających wie każdy. Jednak w terenie diabeł tkwi w szczegółach, które nie zawsze są widoczne na etapie projektowania w biurze Chengdu Yizhi Technology Co.

Jedno wydarzenie utkwiło mi głęboko w pamięci. Podczas uruchamiania jednostki modułowej, po pomyślnym przejściu do trybu pracy, stwierdzono, że połączenie kołnierzowe na linii produktu płynnego na wysokości około 4 metrów „pociło się” - pojawił się lekki szron. Nie było na nim czujników temperatury (nie uwzględniono ich w projekcie, ponieważ była to „tylko” linia drenażowa). Po szczegółowym oględzinach kamerą termowizyjną okazało się, że nastąpiła mikroprzeciek spowodowana nierównomiernym dokręceniem śrub podczas montażu przez podwykonawcę. Drobiazg? Być może w zwykłej branży. Btechnologie skraplania gazu ziemnegotaka „drobna rzecz” może prowadzić do stopniowego rozwoju pęknięcia zmęczeniowego i poważnego wycieku. Od tego czasu nasze standardowe projekty obejmują obowiązkowe obrazowanie termowizyjne wszystkich linii kriogenicznych w ramach testów akceptacyjnych.

Kolejnym krytycznym punktem jest szkolenie personelu. Można zaprojektować najbezpieczniejszy możliwy system, ale jeśli operator na miejscu nie rozumie fizyki procesu skraplania – na przykład dlaczego niektórych zaworów nie można szybko zamknąć podczas wyłączania, aby uniknąć uderzenia wodnego w przechłodzonym płynie – ryzyko wypadku wzrasta wykładniczo. Dlatego teraz nalegamy, aby w umowie uwzględnić nie tylko dostawę instrukcji, ale przeprowadzenie dogłębnego szkolenia w języku rosyjskim z symulacją sytuacji awaryjnych. Często staje się to naszą przewagą konkurencyjną.

Ekonomia na małą skalę: gdy liczby się nie sumują

Często słyszymy: „Zbudujmy własną małą fabrykę LNG, to się opłaca!”. I tu nadchodzi moment brutalnej rzeczywistości.Technologia skraplania gazu ziemnegoz definicji energochłonny. Kluczowym wskaźnikiem jest jednostkowe zużycie energii na kilogram produktu. W dużych zakładach osiąga rekordowo niski poziom ze względu na korzyści skali i super zoptymalizowane cykle. Na małą skalę o każdą kilowatogodzinę trzeba walczyć ręcznie, a to ma dramatyczny wpływ na koszty.

Był projekt, w którym klient chciał wykorzystać gaz ziemny pochodzący z małego pola. Debet był niestabilny, skład jeszcze gorszy. Po wszystkich obliczeniach okazało się, że nawet przy zerowych kosztach surowców (co oczywiście nie jest prawdą), koszty inwestycyjne budowy i, co najważniejsze, koszty operacyjne energii elektrycznej do sprężania i chłodzenia sprawiły, że projekt był nieekonomiczny. Alternatywa – budowa minielektrowni wodnej w celu zapewnienia samowystarczalności – przerwała okres zwrotu inwestycji. Musiałem szczerze odmówić i zalecić prostsze rozwiązanie – oczyszczanie i dostarczanie gazu do gazociągu, a nie skraplanie.

Z drugiej strony zdarzają się udane przypadki, gdzie jest gotowa infrastruktura i jasna sprzedaż. Na przykład ta sama stacja benzynowa dla ciężarówek przy ruchliwej autostradzie. Tutaj instalacja LNG funkcjonuje jako część węzła logistycznego, a jej ekonomika nie jest rozpatrywana w odosobnieniu, ale w całym łańcuchu wartości. Nasze podejście jako instytutu projektowego sprawdza się w takich projektach: obliczamy nie tylko łańcuch technologiczny, ale także jego dopasowanie do procesu biznesowego klienta. To chyba główna cecha, która odróżnia nas od samych dostawców sprzętu. Na końcuskraplanie gazu ziemnego- to nie jest cel, ale środek do rozwiązania konkretnego problemu gospodarczego. A zrozumienie tego zadania jest jeszcze ważniejsze niż znajomość na pamięć wszystkich diagramów fazowych metanu.