Chiny: nowe technologie skraplania LNG? 

Kiedy słyszysz o „nowych technologiach”? przy skraplaniu gazu w Chinach pierwsze co przychodzi na myśl to chyba gigantyczne zakłady, megaprojekty i liczby liczone w miliardach metrów sześciennych. Ale jeśli kopiesz głębiej, do samej „kuchni”. staje się jasne, że prawdziwa rewolucja często nie tkwi w skali, ale w szczegółach: w dostosowywaniu standardowych rozwiązań do lokalnych warunków, w optymalizacji łańcuchów dostaw sprzętu, w zwalczaniu specyficznych, czasem zupełnie nieoczekiwanych, wąskich gardeł technologicznych. I tutaj szczególnie interesujące stają się doświadczenia chińskich inżynierów i instytutów projektowych, które przeszły od importowania technologii do ich głębokiego przetwarzania. To nie jest prosty wyścig o wydajność, ale raczej złożony proces „wcierania się?” globalne technologie do chińskiej rzeczywistości.

Od importu do adaptacji: gdzie leżą prawdziwe wyzwania?

Wiele osób błędnie uważa, że ​​głównym zadaniem jest po prostu wykupienie licencji na np. technologię upłynniania od jakiegoś zachodniego giganta i jej powielenie. Tak naprawdę najtrudniejsza część przychodzi później. Warunki klimatyczne, jakość lokalnej stali na wymienniki ciepła, wymagania dotyczące efektywności energetycznej, które w Chinach mogą być jeszcze bardziej rygorystyczne ze względu na „zieloną” politykę. rozwój - wszystko to zmusza nas do poważnych dostosowań. Pamiętam jak na jednym z projektówmini LNGstandardowy cykl upłynniania nie działał stabilnie przy nagłych zmianach temperatury otoczenia, które są charakterystyczne dla niektórych regionów Chin. Właściwie musieliśmy przeliczyć i skonfigurować system sterowania, a nie tylko „włączyć i zapomnieć”.

To właśnie w tej niszy – adaptacji i optymalizacji – aktywnie działa wiele chińskich instytutów projektowych. Weźmy na przykładChengdu Yizhi Technology Co.(ich strona internetowa tohttps://www.yskjhx.ru). To nie jest tylko biuro z kreślarzami. Instytut został założony w 2013 roku przez Huaxi Technology z kapitałem zakładowym wynoszącym 120 milionów juanów, co wskazuje na poważne zamiary. Ich wartość często nie polega na stworzeniu od podstaw jakiejś zupełnie nowej technologii upłynniania, ale na głębokich studiach inżynierskich. Mogą przyjąć dobrze znany proces, np. oparty na obiegu azotu lub mieszanym czynniku chłodniczym, i zmodyfikować go pod kątem konkretnego surowca – na przykład towarzyszącego mu gazu ziemnego o niestabilnym składzie, typowym dla wielu dziedzin. To jest ta sama „nowa technologia?” w sensie stosowanym: nie odkrycie nowej zasady fizycznej, ale stworzenie niezawodnego i ekonomicznego rozwiązania z dostępnych komponentów.

Częstym problemem, z jakim można się spotkać w praktyce, jest logistyka i lokalizacja sprzętu. Zamawianie każdego zaworu lub specjalnej pompy z Europy wiąże się z ogromnym czasem i kosztami. Dlatego część pracy takich instytutów ma na celu znalezienie i kwalifikację lokalnych producentów, testowanie ich produktów i wprowadzanie zmian w projekcie, aby można było stosować krajowe odpowiedniki bez utraty niezawodności. Czasem się to udaje, czasem nie – i wówczas projekt staje w obliczu długiego oczekiwania na importowane materiały. To rzeczywistość, o której rzadko pisze się w kolorowych broszurach.

Skoncentruj się na efektywności energetycznej i „zielonych” rozwiązaniach

Dziś samo skroplenie gazu nie wystarczy. Należy to zrobić przy minimalnym zużyciu energii. Trend włączonyefektywność energetycznaw Chinach jest podyktowana nie tylko gospodarką, ale także rygorystycznymi regulacjami rządowymi. Dlatego wiele „innowacji” dotyczy w szczególności odzyskiwania ciepła, optymalizacji cykli chłodniczych, integracji zakładów upłynniania z innymi gałęziami przemysłu w celu wykorzystania ciepła odpadowego. Na przykład interesujące jest obserwowanie projektów, w którychInstalacja LNGpowstaje przy zakładach chemicznych - ciepło pochodzące z reakcji egzotermicznych można spróbować wykorzystać w procesie regazyfikacji lub wstępnego schładzania.

Ale i tutaj są pułapki. Teoretyczne obliczenia oszczędności energii mogą zostać zaburzone w praktyce. W jednym z zakładów próba wykorzystania niskotemperaturowego ciepła z sąsiedniej produkcji do podgrzania czynnika chłodniczego w cyklu skraplania napotkała problem niestabilności tego samego przepływu ciepła. Kiedy chemicy zmienili tryb pracy swojej instalacji, nasz system upłynniania zaczął się „dusić”. Konieczne było opracowanie złożonego układu buforowego i algorytmów sterujących, które zanegowałyby część efektu ekonomicznego. Okazało się, że czasem łatwiej i pewniej jest mieć własne, niezależne źródło energii, choć mniej „zielone”. na papierze.

W tym kontekście instytuty projektowe, takie jak wspomniana wcześniej Chengdu Yizhi Technology Co. Ltd., często pełnią rolę integratorów, którzy muszą obliczyć wszystkie te ryzyka. Ich zadaniem nie jest narysowanie idealnego schematu, ale zaprojektowanie instalacji, która działa i co ważne da się naprawić w warunkach konkretnego regionu. Czasami oznacza to świadomą odmowę bycia zbyt skomplikowanym i „wymyślnym”? decyzje na rzecz bardziej szorstkich, ale sprawdzonych.

Mini- i mikro-LNG: poligon doświadczalny dla innowacji?

Chociaż najwięcej uwagi poświęca się dużym elektrowniom lądowym i pływającym, uważam, że rośliny stają się prawdziwym laboratorium nowych podejść technologicznych.mini LNGi mikro-LNG. Ich stosunkowo niewielka skala pozwala na szybkie testowanie nowych obwodów, eksperymentowanie z czynnikami chłodniczymi i wdrażanie rozwiązań modułowych. Tutaj chińskie firmy wykazują się większą elastycznością.

Klasycznym przykładem jest zastosowanie skraplania do wykorzystania APG (gazu towarzyszącego ropy naftowej) na odległych polach. Standardowe duże technologie nie są tu odpowiednie ze względu na małe objętości i niestabilność przepływu. Wymagane jest rozwiązanie kompaktowe, mobilne lub łatwe w transporcie. I tu pojawiają się rozwiązania oparte np. na cyklach turborozprężarki lub cyklach z chłodzeniem wstępnym propanem, ale w znacznie zredukowanej i uproszczonej konstrukcji. Kluczowym wyzwaniem nie jest wydajność, ale „przeżywalność”, zdolność do pracy przez długi czas bez stałej obecności wysoko wykwalifikowanego personelu i przy minimalnej konserwacji.

Przy tego typu projektach często testowane są rozwiązania, które następnie podlegają ewentualnemu skalowaniu. Problem z filtracją surowców przed upłynnieniem, walka z tworzeniem się hydratów w miniaturowych wymiennikach ciepła, zagadnienia automatyzacji – to wszystko można rozwiązać w terenie? warunki. I często te rozwiązania na pierwszy rzut oka mają charakter czysto użytkowy, wręcz rzemieślniczy, ale to właśnie one stanowią doświadczenie bardzo praktyczne, którego nie można kupić za żadne opłaty licencyjne.

Sprzęt i materiały: ukryty front pracy

Mówiąc o technologii, nie możemy pominąć sprzętu. Przełom wtechnologie upłynnianiaczęsto zależy od dostępności specjalnych materiałów i sprzętu. Główny wymiennik ciepła jest sercem każdej instalacji. Produkcja spiralnych wymienników ciepła od dawna jest monopolem kilku zachodnich firm. Teraz chińscy producenci aktywnie rozwijają ten rynek, ale droga jest trudna. Jakość taśm aluminiowych, techniki lutowania, kontrola jakości – to wszystko wymaga gromadzenia doświadczeń.

Widziałem, jak na jednym z pierwszych projektów wykorzystujących domowy wymiennik ciepła tego typu, po kilku cyklach start-stop w spoinie lutowniczej pojawiła się mikropęknięcie. Powodem jest różny współczynnik rozszerzalności cieplnej materiałów w określonym zakresie temperatur, który nie został w pełni uwzględniony. Doprowadziło to do kilkumiesięcznej przestoju w celu wymiany. Doświadczenie zdobyte w takich sytuacjach jest bezcenne. Ma to bezpośredni wpływ na dostosowanie schematów produkcji i ostatecznie na niezawodność całego łańcucha.

Praca instytutów projektowych w tej części polega na ścisłym dialogu z producentami sprzętu. Przesyłają do nich dane z rzeczywistych obiektów eksploatacyjnych: gdzie powstają naprężenia, które tryby są najcięższe, jakie zanieczyszczenia w gazie są najbardziej agresywne. Jest to proces iteracyjny, który popycha całą branżę do przodu. Firma pełniąca rolę projektanta i integratora np.Chengdu Yizhi Technology Co., w takich warunkach staje się ważnym ogniwem łączącym nauki podstawowe, inżynierię mechaniczną i finalnego operatora.

Patrząc w przyszłość: co będzie napędzać branżę?

Z tego, co widać w praktyce, motorem rozwoju będą nie tyle rewolucyjne odkrycia, ile stopniowa ewolucja w kilku kierunkach. Pierwszą z nich jest cyfryzacja i analityka predykcyjna. Wdrażanie czujników i systemów analizy danych w celu przewidywania zużycia sprzętu, optymalizacji trybów pracy w czasie rzeczywistym, szczególnie dla instalacji pływających lub obiektów odległych. Drugi to dalsze prace nad elastycznością technologii. Instalacje muszą być w stanie efektywnie pracować przy szerszym zakresie składu gazu, co ma kluczowe znaczenie dla rozwoju energetyki rozproszonej i wykorzystania biogazu.

Trzecim i być może najważniejszym jest nagromadzenie i usystematyzowanie tego bardzo praktycznego doświadczenia. Każda awaria, każda sytuacja awaryjna w działającym obiekcie jest na wagę złota. Te firmy i instytucje, które potrafią stworzyć system gromadzenia i analizowania tych danych oraz przekształcania ich w konkretne zalecenia inżynieryjne, będą miały poważną przewagę. Jest to to samo „know-how”, którego nie można skopiować po prostu kupując rysunki.

Zatem odpowiadając na pytanie z tytułu: tak, w Chinach są nowe technologie. Ale nie rodzą się w próżni, ale w procesie rozwiązywania konkretnych, czasem bardzo przyziemnych problemów: jak uniknąć tworzenia się hydratów w tej konkretnej rurze, jak przedłużyć żywotność tej sprężarki o 10%, jak uruchomić instalację po nagłej przerwie w dostawie prądu przy minimalnych stratach. I właśnie to stosowane, czasem wręcz „splamione olejem opałowym” doświadczenie kształtuje właśnie krajobraz technologiczny, który sprawia, że ​​chińskie rozwiązania w zakresie skraplania gazu stają się coraz ciekawsze i konkurencyjne nie tylko w kraju, ale także za granicą.