Процес терминала за пријем ЛНГ
По доласку транспортног брода ЛНГ, ЛНГ се преноси у резервоаре за складиштење преко пумпи за истовар брода, бродских кракова течне фазе и цевовода за истовар. Испарени гас (БОГ) који настаје током истовара делимично се враћа у теретне танкове ЛНГ брода како би се избалансирао притисак унутар резервоара. Други део БОГ се компресује БОГ компресорима и затим кондензује у рекондензатору. Кондензовани БОГ, заједно са излазним ЛНГ, пумпа се пумпама високог притиска у испаривач ради регасификације.
Испаривач претвара ЛНГ у гасовити природни гас. Природни гас се затим регулише притиском и мери пре него што се пошаље у мрежу гасовода за пренос. Поред тога, такође је могуће директно компресовати БОГ на излазни притисак цевовода помоћу компресора за повишење притиска, заобилазећи процес регасификације.
Систем регасификације/преноса ЛНГ-а се састоји од потопљених пумпи за течност унутар резервоара за складиштење ЛНГ-а, рекондензатора, пумпи високог/ниског притиска које се налазе изван резервоара, испаривача и уређаја за мерење.
У нормалним радним условима, ради само испаривач отвореног регала (ОРВ) / интегрисани испаривач са пуним садржајем (ИФВ). Међутим, током одржавања или хитног бријања на врхунцу, испаривач са потопљеним сагоревањем (СЦВ) може да ради паралелно.
Класификација ЛНГ испаривача
Вапоризатори су кључна опрема у терминалима за пријем ЛНГ-а, а њихов структурални дизајн варира у зависности од извора топлоте који користе.
1. На основу стопе искоришћења, испаривачи се могу категоризовати у испариваче са основним оптерећењем и испариваче са вршним оптерећењем.
2. На основу типа извора топлоте, испаривачи се могу класификовати као амбијентални испаривачи (који користе изворе као што су атмосферски ваздух, морска вода или геотермална вода), процесни испаривачи (који користе топлоту из термичких или хемијских процеса) и испариваче са директним сагоревањем ( коришћењем топлоте настале сагоревањем горива).
Уобичајени типови ЛНГ испаривача који се налазе у пријемним терминалима
Ваздушни амбијентални испаривач (ААВ)
Интермедијарни испаривач течности (ИФВ)
Отворени испаривач (ОРВ)
Испаривач са потопљеним сагоревањем (СЦВ)
(1) Ваздушни испаривач (ААВ)
ТхеАир Амбиент Вапоризеркористи атмосферски ваздух као извор топлоте за испаравање ЛНГ-а.ААВ има једноставну структуру и ниске оперативне трошкове. Може самостално да користи амбијентални ваздух као извор топлоте, потпуно избегавајући емисије загађујућих материја и буку. Поред тога, може сакупљати кондензовану воду и отопљену ледену воду за производњу или кућну употребу.
Међутим, ААВ има неке недостатке. На пример, при ниским температурама околине потребан је додатни грејач за допуну топлоте. Редовно одмрзавање је такође неопходно како би се спречило залеђивање на површини цеви испаривача.
Због релативно малог уноса енергије из загревања ваздуха, ААВ је погодан само за системе са мањим инсталационим размерама и нижим захтевима за испаравање ЛНГ.
(2) Интермедијарни испаривач течности (ИФВ)
ИФВ користи средњу течност за пренос топлоте да ублажи ефекте залеђивања. Уобичајене средње течности које се користе укључују пропан, изобутан, фреон и амонијак.
У практичним применама, овај испаривач ради у две фазе. Прва фаза укључује размену топлоте између ЛНГ-а и средњег флуида, док друга фаза укључује размену топлоте између међутечности и флуида извора топлоте.
ИФВ заузима мали отисак и може да обезбеди стабилне стопе испаравања. Штавише, не постоји ризик од смрзавања морске воде. Његова значајна предност лежи у свеобухватном коришћењу енергије, посебно за потребе когенерације (комбинована топлотна и електрична енергија).
Овај тип испаривача је широко прихваћен у системима за испаравање ЛНГ са основним оптерећењем, са значајном употребом у јапанским пријемним терминалима.
(3) Отворени испаривач (ОРВ)
ОРВ користи морску воду као извор топлоте и нуди једноставност дизајна, практичан рад и лако одржавање. То је главни тип испаривача који се користи у многим терминалима за пријем ЛНГ-а широм света.
Механичка структура ЛНГ ОРВ-а је једноставна, са главним спољним интерфејсима укључујући улаз за ЛНГ, излаз за испарени природни гас (НГ) и улаз/излаз морске воде. Цеви за размену топлоте се постављају унутар оквирне конструкције.
Основна јединица испаривача је цев за пренос топлоте, са више цеви распоређених у облику плоча. Свака цев је заварена за колектор за гас или течност да би се формирала плоча са снопом цеви, а неколико плоча са снопом цеви формира испаривач.
ЛНГ улази из доње главне цеви и дистрибуира се у појединачне мале цеви за размену топлоте, тече нагоре унутар снопа цеви ради размене топлоте. На врху испаривача је инсталиран уређај за дистрибуцију морске воде. Морска вода улази са врха и дистрибуира се као танак филм дуж спољашњег зида снопа цеви, преносећи топлоту на течни природни гас унутар цеви, загревајући га и изазивајући испаравање.ОРВ захтева минималну опрему и лако се одржава. Ради без отвореног пламена, обезбеђујући високе безбедносне стандарде.
Поред тога, за решавање спољних проблема залеђивања, постоји варијација која се зове СуперОРВ. Користи двослојне цеви за пренос топлоте где ЛНГ улази у унутрашњу цев кроз доњи разводник, праћено постепеним испаравањем унутар прстенастог размака између унутрашње и спољашње цеви.
(4) Испаривач са потопљеним сагоревањем (СЦВ)
СЦВ се углавном састоји од воденог купатила, горионика, вентилатора, цеви за убризгавање димних гасова, кућишта, снопа цеви за размену топлоте и димњака. Горивни гас се сагорева унутар горионика, а високотемпературни димни гас се испушта у водено купатило кроз доњу издувну цев, изазивајући турбулентно кретање у воденом купатилу.
ЛНГ унутар цеви за размену топлоте подлеже довољној размени топлоте са високо узбурканом водом, што доводи до загревања и испаравања. Због директног контакта и интензивног преноса топлоте између брзог димног гаса и воденог купатила, коефицијент преноса топлоте изван цеви је висок, обезбеђујући уједначену температуру воденог купатила.
СЦВ нуди брз и практичан
ПоређењеЛНГ испаривачи
Тренутно, терминали за пријем ЛНГ обично користе ОРВ, ИФВ, СЦВ и ААВ. ААВ има више ограничења и релативно се мање користи у пријемним терминалима.
Отворени испаривач (ОРВ) користи морску воду као топлотни медијум и исплативији је у поређењу са испаривачем са потопљеним сагоревањем (СЦВ).
Међутим, важно је узети у обзир да ОРВ сноси веће почетне трошкове улагања у опрему, укључујући улазне и испусне отворе за морску воду, цевоводе за морску воду, пумпе за морску воду и опрему за пречишћавање морске воде.
За терминале за пријем ЛНГ са основним оптерећењем, ОРВ би требало да буде примарни избор. Међутим, ОРВ има ограничења у случајевима претерано ниских температура морске воде, морске воде која садржи штетне супстанце за опрему или када се разматра заштита морске животне средине.
СЦВ захтева релативно ниже почетне инвестиције, заузима мањи отисак и омогућава брзо покретање и гашење. Међутим, СЦВ захтева гориво, што резултира већим оперативним трошковима у поређењу са ОРВ.
Иммерсед Фламе Вапоризер (ИФВ) користи титанијумске цеви за размену топлоте, омогућавајући сигуран и стабилан рад чак иу присуству лошег квалитета морске воде. Главни изазов са ИФВ је значајно ограничење у избору средњих течности.
Избор испаривача
Избор испаривача треба да узме у обзир њихов капацитет обраде, применљивост, сигурност и поузданост, флексибилност, инвестиционе трошкове, услове коришћења (основно оптерећење, вршно бријање, употреба у хитним случајевима), факторе животне средине и климатске услове. У зависности од специфичних захтева, одговарајући испаривачи се могу изабрати појединачно или у комбинацији за примену.
1. Капацитет обраде:
Капацитет обраде испаривача треба да одговара пројектованој пропусности пријемног терминала. Ако терминал захтева само „улазак течности, испуштање течности“ са природним гасом искључиво за потрошњу на лицу места, или ако је годишњи обим обраде мали и има довољно простора, могу се размотрити испаривачи амбијенталног ваздуха (ААВ).
2. Прилагодљивост и поузданост:
Узимајући у обзир „функционално позиционирање“ пријемног терминала, било да се ради о основном оптерећењу, вршном бријању или комбинацији обоје, прилагодљивост и поузданост испаривача постају од кључне важности. Ако је потребан континуиран и поуздан рад, избор испаривача треба да укључи оне који су погодни за руковање основним оптерећењем, као и за хитно бријање на врхунцу, као што су испаривачи са потопљеним сагоревањем (СЦВ) који омогућавају брзо покретање и гашење.
3. Разматрања животне средине:
Услови околине који окружују пријемни терминал првенствено се односе на спољашње температуре (укључујући атмосферске температуре и температуре морске воде) и природу и параметре морске воде. На пример, када бирате испариваче отвореног регала (ОРВ), фактори као што су пречник и концентрација чврстих честица у морској води, присуство јона тешких метала, пХ вредност и друга хемијска својства морске воде морају се узети у обзир.
Економска разматрања
Инвестициони трошкови испаривача представљају значајан део укупне инвестиције у пријемни терминал. Приликом одабира испаривача, потребно је извршити свеобухватно поређење између њихових фиксних инвестиција и оперативних трошкова.
Отворени испаривач (ОРВ) користи велику количину морске воде и има одређене захтеве за квалитет морске воде. Има веће трошкове улагања и инсталације, али ниже оперативне трошкове.
Почетна инвестиција укључује трошкове за опрему испаривача, пратеће излазе за унос и испуштање морске воде, цевоводе за морску воду, пумпе за морску воду и опрему за пречишћавање морске воде. Оперативни трошкови такође треба да узму у обзир интервал и трошкове за поновно наношење антикорозивних премаза на површине за пренос топлоте.
У поређењу са испаривачем са потопљеним сагоревањем (СЦВ), ОРВ користи морску воду, а оперативна потрошња се углавном састоји од потрошње електричне енергије пумпи за морску воду. Стога је његова предност у знатно нижим оперативним трошковима, при чему је однос оперативних трошкова између ова два типа приближно 1:10.
СЦВ се истиче у погледу укупних трошкова улагања и инсталације, компактне величине и оперативне флексибилности. Међутим, фатални недостатак СЦВ-а су његови високи оперативни трошкови.
У повољним условима животне средине морске воде, коришћење ОРВ-а је очигледно најпоузданија и најисплативија опција.
Међутим, ако квалитет морске воде има озбиљан негативан утицај на материјале који се користе у ОРВ (нпр. високе концентрације великих суспендованих чврстих материја у морској води, које могу значајно утицати на заштитни слој од корозије на површинама за пренос топлоте и скратити њихов радни век), ОРВ не треба бирати.
Закључак
Сваки тип гасификатора има своје предности и мане, као и специфична радна окружења која су за њих погодна. Да бисте се носили са различитим условима на терминалима за пријем ЛНГ, добар је избор да изаберете 1-2 типове гасификатора за комбинацију, који могу да искористе њихове одговарајуће снаге и компензују инхерентна ограничења.
Обично, када конфигуришете гасификаторе, обично је потребна комбинација 1-2 типова. Тренутно, конфигурација ОРВ+СЦВ је пожељна када се бирају гасификатори.
Отворени испаривач (ОРВ) је погодан за пријемне терминале са великим капацитетима обраде и ниским оперативним трошковима. Испаривач са потопљеним сагоревањем (СЦВ) има релативно веће оперативне трошкове, али ниже почетне инвестиције и поуздан рад.
У случајевима када морска вода садржи висок ниво седимента или не испуњава захтевана хемијска својства, као алтернатива може се сматрати интермедијарни испаривач течности (ИФВ).
Тренутно су у Кини у функцији 22 терминала за пријем ЛНГ-а, а у току је још 13 дуж обале. Изградња терминала за пријем ЛНГ-а у великој мери ће подстаћи увоз ЛНГ ресурса у нашу земљу.
Гасификатори су суштинска компонента терминала за пријем ЛНГ, а правилан избор гасификатора директно утиче на безбедност, поузданост и економске аспекте рада терминала.
