Методика получения сжиженного природного газа (спг) на газораспределительной станции с использованием турбодетандерных (тд) установок

Объект исследования: процесс получения СПГ на ГРС с использованием турбодетандерных установок.

Результаты, полученные авторами: изучена методика получения СПГ на ГРС с использованием турбодетандерных установок.

В России, как стране с развитой сетью магистральных газопроводов, ресурсной базой создания малых производств СПГ являются расположенные на них многочисленные крупные и средние газораспределительные станции - ГРС, а также сеть автомобильных газонаполнительных компрессорных станций – АГНКС.

Сжижение природного газа осуществляется без дополнительных затрат электроэнергии только за счет использования разности давлений на входе и выходе ГРС на основе применения турбодетандерных установок.

Сжиженный природный газ (СПГ) получается из природного газа методом охлаждения его до криогенных температур: –160…–130 С. Температура кипения при атмосферном давлении: – 162… – 160 С.

Турбодетандер представляет собой обычную газовую турбину, которая работает на перепаде давления газа. Основной целью такого аппарата является расширить газ для его дальнейшего охлаждения. Турбодетандер осуществляет низкотемпературную обработку газа в различных промышленных установках, а так же принимает непосредственное участие в разделении многокомпонентных газовых смесей и в сжижении газа.  Конструкция турбодетандера состоит из корпуса, ротора, соплового регулируемого аппарата и направляющего аппарата, который оборудован необходимыми поворотными механизмами.

На рис. 1 приведена принципиальная схема установки сжижения ПГ, разработанной применительно к ГРС с расходом природного газа 8000 нм3/ч, с расчетным давлением на входе в ГРС, равным 3,3 МПа, и на выходе - 0,28-0,6 МПа. Расчетная производительность установки по СПГ равна 24 тоннам в сутки.

Рис. 1. Принципиальная схема установки сжижения ПГ

Установка сжижения природного газа состоит из блока теплообменников вымораживателей, системы охлаждения компримированного газа, блока сжижения, двухступенчатого турбодетандер-компрессорного агрегата, автоматизированной системы контроля и управления работой установки (АСКУ), арматуры, в том числе управляемой, и КИП.

Для регенерации используется очищенный нагретый газ, что связано с дополнительными затратами энергии и часто - отвлечением части очищенного газа на нагрев и охлаждение адсорбента. При этом производительность блока адсорбционной очистки снижается из-за количества газа, направляемого на регенерацию. Это количество иногда может составлять более 20% от расхода газа, подаваемого на блок очистки.

Себестоимость СПГ, полученного по разработанной технологии, на 30-40% ниже себестоимости СПГ, полученного на АГНКС. Срок окупаемости капитальных вложений с использованием СПГ составит около 3 лет, против ранее полученных 6 лет. Для сравнения: при трубопроводном природном газе эта окупаемость составляет около девяти лет.

Материал поступил в редколлегию 4.04.2017

УДК 621.4

В.В. Соничев

Научный руководитель: доцент кафедры «Тепловые двигатели», к.т.н.,

В.В. Рогалёв

sveetlaanaapeetrovna@mail.ru