Установка для сжижения природного газа. Осушка и очистка природного газа, страница 7

Сжатый газ по выходу из теплообменника ТО2 поступает в теплообменник ТО3  ,где охлаждается потоком неожиженного газа, выходящего из отделителя жидкости, и поступает в эжектор. Парожидкостной поток   поступает в отделитель жидкости ОЖ1, в котором давление 0,5-0,6МПа  и откуда неожиженный поток метана направляется последовательно в в теплообменники ТО3-ТО1 для охлаждения проходящего через них прямого потока.

Жидкая фаза из отделителя жидкости ОЖ1 дросселируется в ОЖ2 , в котором давление находится на уровне 0,12МПа и откуда СПГ сливается потребителю, а поток пара отсасывается эжектором.

Давление поступающее из магистрали Р₁=6,0МПа , а выходящее давление из ожижителя Р₂=0,12МПа.Температура при входе Т₁=300 К. теплоприток извне первой ступени  . Изоинтропный КПД детандера =0,8.

Недокуперация на теплом конце ТО2  Т =27К

Минимальная величина между прямым и обратным потоком  Т_min=8,5К

Доля детандерного потока =0,526кг/кг п.г.

Коэффицент ожижения 0,160кг СПГ/кг п.г.

ЭГД-детандер-компрессорные блоки

Рис 2.1 Схема ожижения метана, работающая по циклу среднего давления с расширением в детандере части охлажденного газа. 

МГ - магистральный газопровод; ТО1,ТО2,ТО3-теплообменник ;ДВ1,ДВ2- дроссельные вентили; ОЖ1,ОЖ2- отделители жидкости; ГРС – газораспределительная станция;                 Д-детандер; БО- блок осушки; ЭЖ- эжектор; КХ- концевой холодильник; ЭГД-Д – детандер; ЭГД-К- компрессор.

Поток ПГ при давлении 4-7,5МПа и температуре окружающей среды из магистрального трубопровода поступает в предварительный теплообменник ТО1,где охлаждается до 275К. При этом часть водяных паров, содержащихся в ПГ, конденсируется и образовавшийся конденсат отводиться во влагоотделитель.

Для более глубокой осушки и очистки ПГ пропускается через адсорберы блока осушки и очистки БО. После этого поток ПГ поступает в ЭГД- компрессор, где дополнительно дожимается до Р=7-10МПа за счет мощности, отведенной в ЭГК- детандере. Теплота сжатия отводится в концевой холодильник, охлаждающей водой. Сжатый поток Пг далее охлаждается в теплообменнике ТО2 и делится на 2 потока. Основной поток, около 70-75%, поступает на расширение в ЭГД- детандер, а остальная часть дополнительно охлаждается в теплообменнике ТО3.

В ЭГД- детандере сжатый газ расширяется до давления, близкого к давлению газораспределительной сети, а развиваемая при этом мощность отводится в виде электрического тока высокого напряжения и идет непосредственно или через преобразователь напряжения на питание ЭГД- компрессора. Для пуска требуется источник высокого напряжения небольшой мощности. После запуска ЭГД- детандера часть вырабатываемой  электрической энергии (до 10%) расходуется на ионизацию потока, и источник высокого напряжения уже не используется.

При выходе из детандера охлажденный газ в качестве обратного потока последовательно проходит через теплообменники ТО3-ТО1, охлаждая в них прямой поток сжатого газа. Часть ПГ, не поступившая на расширение в детандер, по выходу из теплообменника ТО2 дополнительно охлаждается в теплообменнике ТО3 и с помощью дроссельного вентиля ДВ1 дроссерируется в отделитель жидкости ОЖ1. Несконденсировавшаяся часть ПГ из ОЖ1 отводится в обратный поток, поступающий в теплообменник ТО3. Сконденсировавшаяся часть ПГ через дроссельный вентиль ДВ2 поступает в отделитель жидкости ОЖ2,откуда ожиженная часть отводится в виде СПГ потребителю. Неожиженная часть отсасывается с помощью эжектора ,что позволяет использовать этот поток в качестве второго обратного потока для охлаждения сжатого ПГ в теплообменниках ТО3-ТО1.

Особенностью ЭГД- детандера является то, что в нем полностью отсутствуют движущиеся элементы, а эффективность процесса расширения газа не уступает эффективности расширения в турбодетандере.