【正文】
作為通用的制冷劑可以用于任何液化過(guò)程,但最適合雙混合制冷劑,制冷劑的回饋壓力可以更高,從而導(dǎo)致較小的管道分布橫跨制冷劑液化天然氣廠,圖 4 顯示了一個(gè)這樣的的配置。 14 這將會(huì)利用釬焊鋁熱交換器來(lái)提供: ? 多個(gè)廠家的成本和進(jìn)度的利益 ? 經(jīng)濟(jì)規(guī)模較大的吞吐量 ? 易于模塊化 釬焊鋁熱交換器在每個(gè)壓力水平下影響制冷劑的分離,從操作和設(shè)計(jì)相關(guān)的問(wèn)題中得到保護(hù),只有液體輸送到釬焊鋁熱交換器的核心部位,而繞過(guò)蒸汽回到壓縮系統(tǒng)中。 沒(méi)有 單一制冷劑的固定 沸點(diǎn)溫度 的特點(diǎn) , 一個(gè)多元混合制冷的過(guò)程 能夠 靈活 地 允許這樣的轉(zhuǎn) 變 。 未來(lái)另一個(gè)重要的考慮因素是對(duì)減少溫室氣體排放量不斷增長(zhǎng)的要求,對(duì)于更高的熱效率或模塊化的應(yīng)用模式,航改燃?xì)廨啓C(jī)驅(qū)動(dòng)是顯而易見(jiàn)的選擇,因此,適合 95 兆瓦的大型工業(yè)燃?xì)鉁u輪機(jī)的過(guò)程未必適合 35 兆瓦的航改燃?xì)廨啓C(jī)。 在一般情況下,混合制冷劑工藝比單一制冷劑工藝更有效,并且額外的周期能提高工作效率,然而,工藝過(guò)程的復(fù)雜性都提高了工作效率。關(guān)于大型液化天然氣火車的討論中常常被人們忽略的是:維持這樣的火車工作超過(guò) 25 年需要約 370 GCM 的資源,這幾乎和 425 GCM 的印度阿倫場(chǎng)一樣大,這個(gè)產(chǎn)量是這個(gè)地區(qū)液化天然氣廠的極限。雖然這些大型的列車適合于卡塔爾大型的燃?xì)赓Y源,但是未來(lái)更節(jié)能的發(fā) 展要求使不同的處理工藝方法成為必要性?,F(xiàn)行的液化天然氣處理工藝僅是影響最佳選擇的諸多因素之一。對(duì)于新的液化天然氣發(fā)展,擁有一個(gè) 750 GCM 的真正世界級(jí)的資源是必需的。 造成如上圖表過(guò)程復(fù)雜的另一個(gè)因素是:它僅考慮了一個(gè)過(guò)程的比較,而不是一個(gè)制冷壓縮機(jī)或驅(qū)動(dòng)程序的比較。聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)是實(shí)現(xiàn)增加熱效率的另一選擇,可適應(yīng)任何這些過(guò)程,但由于電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和配電設(shè)施,以及選擇發(fā)電機(jī)( 100MW)受到限制的航改燃?xì)廨啓C(jī)的額外重量,使它不適合模塊化或境外申請(qǐng)。 機(jī)械 式 驅(qū)動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)將是具有非常 好的 經(jīng)濟(jì) 性 的電動(dòng)傳動(dòng)裝置 , 在這種情況下,因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、多個(gè)廠家及有可能的更大經(jīng)濟(jì) 性 ,燃?xì)鉁u輪機(jī)的成本將會(huì)降低,但對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)、備用發(fā)電機(jī)和配電會(huì)有額外的費(fèi)用,這些 因素能 在一個(gè)簡(jiǎn)單的周期配置中減少整體效率。 它會(huì)利用燃?xì)廨啓C(jī)驅(qū)動(dòng)離心壓縮機(jī)達(dá)到足以 獲得 經(jīng)濟(jì) 性 ,但它 必須 確保多個(gè)壓縮機(jī)供應(yīng)商 的 供應(yīng)。 16 處理的制冷劑作為一種實(shí)用工具有幾個(gè)好處: ? 列車不一定需要相同的大小,導(dǎo)致擴(kuò)張來(lái)滿足商業(yè)的需求; ? 當(dāng)新的天然氣供應(yīng)出現(xiàn)時(shí),所有的制冷劑可重新調(diào)整,以配合輸送中的氣體成分的變化; ? 任何在啟動(dòng)后被測(cè)試確定的備用容量,可以被用來(lái)設(shè)計(jì)和在擴(kuò)張中加以利用; ? 燃?xì)廨啓C(jī)、蒸汽輪機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的混合可以用來(lái)提供更多的選擇和能源利用的靈活性; ? 在驅(qū)動(dòng)器出現(xiàn)故障的情況下,液化列車可能能夠打開(kāi),而不是關(guān)機(jī); ? 在驅(qū)動(dòng)器維修中,其它的驅(qū)動(dòng)器可以運(yùn)行在其最高限額和利用季節(jié)性的波動(dòng); ? 驅(qū)動(dòng)器和制冷劑供應(yīng)可以很容易在整個(gè)工廠中幸免,提高工廠的可用性; ? 各種冷氣流,比如負(fù)荷的 LNG 蒸氣可以有效地融入過(guò)程中,讓這些流量波動(dòng)的影響波及整個(gè)火車。 作為一個(gè)實(shí)用的制冷劑 ,它 是一種以最大限度 來(lái) 提高擴(kuò)展性和可靠性的途徑 ,在此配置中所有服務(wù)過(guò)程 中 的制冷劑合并成一個(gè) 單一的頭,并交付給 LNG 液化環(huán)節(jié)。利用 二次 雙混合制冷劑工藝使流程設(shè)計(jì)變得靈活,在至少四家供應(yīng)商的能力 范圍 內(nèi),以優(yōu)化壓縮機(jī)的進(jìn)氣口吸 氣容 積 來(lái)最大限度地提高生產(chǎn)量。然而,一旦驅(qū)動(dòng)被選中, 那么靈活地改變制冷負(fù)荷,從而最大限度地利用現(xiàn)有的渦輪動(dòng)力,這將是最好的過(guò)程。所有些因素都指向需要更緊湊、更輕的機(jī)械設(shè)計(jì)。實(shí)際上它的描述很復(fù)雜,針對(duì)基于一定循環(huán)次數(shù)出現(xiàn)的各種各樣的液化過(guò)程,圖 1 繪制了具體的功率消耗過(guò)程。生產(chǎn)此數(shù)量的液化天然氣需要 1500MSCFD 的原料氣。 however, they are expensive, have long delivery times, and are limited to two manufacturers. Another option is to use brazed aluminum heat exchangers (BAHXs), which have a lower cost per unit area than SWHEs, and can be aggregated easily into blocks of surface area to meet large heat transfer requirements effectively. BAHXs also easily acmodate sidestreams which allow refrigerant systems with multiple pressurelevels to be readily incorporated. BAHXs have been demonstrated in LNG service in cascade processes and smaller mixed refrigerant processes. BAHXs are built in small units (cores) typically manifolded together and insulated in a cold box. A typical design would require about 30 cores to provide the exchanger area needed for a 3 MTPA LNG train. These exchangers are available from five manufacturers. Having multiple vendors ensures not only petitive prices, but also flexibility in acquiring the exchangers in time to meet the project schedule. PROCESS SELECTION What would an ideal liquefaction process look like? It would be a DMR process such as shown in Figure 2 below for low specific power consumption and flexibility to optimize pressor design. Including multiple levels of cooling in the warm mixed refrigerant circuit allows more flexibility to meet pressors volumetric limitations. ExxonMobil has synthesized these traits with known liquefaction processes, adding our own proprietary optimizations resulting in this configuration. 7 Figure 2 ExxonMobil DMRBAHX Process Schematic It would utilize BAHX exchangers to provide: ? Multiple manufacturers for cost and schedule benefits, ? Economic scale up over a wide range of throughputs, ? Ease of modularization The BAHX exchangers would be protected from operational and design problems associated with multiphase maldistribution by effecting refrigerant separation at each pressure level of the warm refrigerant and feeding only liquids to the BAHX cores while bypassing the vapor back to the pression system. It would utilize gasturbinedriven centrifugal pressors large enough to capture the economy of scale available but small enough to ensure that multiple pressor vendors are capability of supplying the sizes needed. The results of our LNG process research applying these principles to a potential LNG development are shown in Figure 3. By using BAHXs and a dual mixed refrigerant process