Сравнительная характеристика ожижителей ПГ, работающих по дроссельному циклу с включением холодильной машины или внешнего холодильного контура на СХА

^* Объем перерабатываемого газа в пп. 1 и 2 приведен к условиям температуры 20 °C и давления 760 мм рт. ст.

Результаты проведенного сравнения двух вариантов ожижения метана на базе АГНКС показывают, что применение СХА позволяет почти на 50 % снизить капитальные затраты по сравнению с вариантом использования хладоновой холодильной машины и снизить более чем на 15 % удельные затраты электроэнергии, что позволяет существенно уменьшить себестоимость получаемого СПГ.

Другим источником получения относительно дешевого СПГ могут стать ожижительные установки небольшой производительности, устанавливаемые вблизи ГРС. Сжиженный природный газ, получаемый на этих установках, в отличие от установок, размещенных на АГНКС, имеет меньшую себестоимость, так как в этом случае отпадает необходимость компримирования ПГ, поступающего на ожижение в установку.

В работе [42] проведен подробный технико-экономический анализ себестоимости СПГ, получаемого на различных мини-заводах, которые могут работать на базе АГНКС и ГРС.

В работе [53] показано, что при определенных условиях ожижители ПГ, выполненные применительно к АГНКС и ГРС, могут оказаться вполне рентабельными и приносить реальную прибыль их владельцам в районах, не обеспеченных системой трубопроводной газификации.

Уже первая установка СПГ, установленная на ГРС «Никольское» в Ленинградской области, схема которой приведена в работе [55] и дана на рис. 1.4.4, показала достаточно высокую эффективность.

В этой установке ПГ из магистрального газопровода МГ при Т ≈ 273 К поступал в криогенный блок и направлялся в один из двух попеременно работающих теплообменников вымораживателей В1 и В2, где происходило вымораживание влаги с одновременной конденсацией части высококипящих примесей, содержащихся в ПГ. Вихревая труба ВТ, включенная в схему установки, использовалась в качестве источника теплоты для отогрева одного из вымораживателей после его забивки льдом и снегом. Одновременно холодный поток газа, выходящий из вихревой трубы, смешивался с обратным потоком ПГ, выходящим из теплообменника ТО с температурой 260–270 К, и поступал на охлаждение вымораживателя, работающего в режиме осушки. Окончательное охлаждение ПГ происходило в теплообменнике ТО и затем поток ПГ дросселировался с помощью дроссельного вентиля ДВ в сборник ожиженного газа. Из теплообменника ТО, как и из вымораживателей В1 и В2, происходит слив конденсата. Сжиженный природный газ из отделителя жидкости сливается потребителю, а не ожиженная часть ПГ по выходе из ОЖ направляется в качестве обратного потока в теплообменник ТО, на входе в который к этому потоку присоединяется холодный поток газа, выходящий из вихревой трубы ВТ. В дальнейшем этот поток охлаждает прямой поток ПГ, проходящий через один из вымораживателей, и смешивается с потоком ПГ, направляемым после ГРС потребителю. Номинальная производительность такой установки при ГРС «Никольское» составляла около 200 кг СПГ/ч при Р_вх = 3,5–4,5 МПа.

Рис. 1.4.4. Принципиальная схема ожижителя ПГ с вихревой трубой,
установленного на ГРС:
МГ – магистральный газопровод; ГРС – газораспределительная станция;
В1, В2 – теплообменники-вымораживатели; ТО – теплообменник;
ВТ – вихревая труба; ДВ – дроссельный вентиль; ОЖ – отделитель жидкости

Данные по оценке технико-экономической эффективности мини-заводов СПГ на базе ГРС, приведенные в работах [52, 56], показывают, что даже при значительном снижении давления ПГ в МГ и уменьшении в связи с этим коэффициента ожижения по сравнению с установкой ожижения ПГ, работающей в составе АГНКС, для установок одной и той же производительности, эксплуатирующихся при ГРС, имеет место существенное снижение себестоимости получаемого СПГ. Результаты этого сравнения по данным работы [52] приведены в табл. 1.4.2.

Таблица 1.4.2