Научно-Производственная фирма "ЭКИП"

Развитие технологии СПГ в московском регионе

Производство СПГ в московском регионе было возобновлено в 2004 с пуском ожижителя природного газа на АГНКС №1. Оборудование представляет собой стандартный модуль, готовый к тиражированию в необходимом количестве и пригодный для эксплуатации на любой АГНКС -500. Расчетная производительность установки СПГ - 22 т/сут .

Установка функционирует по циклу высокого давления с двойным дросселированием и предварительным охлаждением. Однако, представленная схема имеет существенные преимущество: в качестве первого расширительного устройства используется дроссель- эжектор, который позволяет использовать кинетическую энергию расширяющегося газа для компремирования части обратного потока [1,2]. (1. В таблице 1 представлен сравнительный анализ существующих проектов и предложений на основе материалов представленных в [3].

Таблица 1
Сравнительная эффективность технологий производства СПГ на АГНКС.

Название цикла Производ., кг/ч Дополнительная потребляемая мощность, кВт (дополнительное число компрессоров) Коэффициент сжижения, кг/кг Удельные энергозатраты на сжижение кВт·ч/кг  

Схема с однократным дросселированием

500
0
0,2
1,28
Проект
Уралтрансгаз
Схема с волновым детандером и предварительным дросселированием
640
0
0,26
1,00
Предложение
ВНИИГАЗ
Схема с дросселированием и предварительным охлаждением
920
176 (1)
0,36
0,89
Проект Лентрансгаз
Схема с турбодетандером и предварительным дросселированием
750
0
0,30
0,87
Предложение
ВНИИГАЗ
Схема с внешним открытым холодильным циклом на СХА
850
0
0,34
0,76
Предложение
Криогенмаш
Схема с рекуперацией холода и дросселированием
912
0
0,36
0,72
Предложение
ВНИИГАЗ
Схема с внешним замкнутым холодильным циклом на СХА
950
0
0,38
0,68
Предложение
Криогенмаш
Схема с внешним холодильным комбинированным циклом на СХА
1170
345 (2)
0,46

0,68
Предложение
ВНИИГАЗ
Схема с дроссельно-эжекторным циклом и предварительным охлаждением
958
110 (1)
0,38
0,67
Проект ПК
НПФ "ЭКИП"
Схема с внешним двухкаскадным охлаждением
1750
458 (3)
0,69
0,63
Предложение
ВНИИГАЗ
Схема с рекуперацией холода и дросселированием с предварительным охлаждением
1260
130 (1)
0,50
0,62
Предложение
ВНИИГАЗ

Очевидно, что реализованная дроссель-эжекторная схема ожижения природного газа имеет минимальные энергозатраты ( 0,67КВт/кг) по сравнению со всеми реализованными.
На рис.2. представлен общий вид установки как части стандартной АГНКС 500.


Рис.2. Общий вид установки.

На рис.3. представлено хранилище СПГ на базе емкости РЦВ 25/1,6


Рис.3. Хранилище СПГ с элементами противопожарной защиты.


Рис.4. Колонка налива и заправки автомобилей и весы


Рис.5. Винтовой холодильный компрессор Grasso

Развитие технологии СПГ в московском регионе подразумевает создание инфраструктуры потребления и логистики. Для доставки СПГ потребителю были приобретены две транспортные цистерны Ros Roca емкостью 56 м3 каждая.


Рис.6. Транспортная цистерна Ros Roca емкостью 56 м3 в процессе налива на весах.


Рис.7. Транспортная цистерна Ros Roca и тягач Freightliner.

Первым объектом потребления СПГ в московском регионе стал инновационно- промышленный комплекс "Беседы", где жидкий метан регазифизируется и используется для питания от одного до трех газопоршневых электрогенераторов мощностью 450 кВт каждый. В зависимости от этого потребление объекта от 70 до 150 нм3/ч. природного газа. Полученное тепло утилизируется для нужд отопления. Газификатор жидкого метана представляет собой емкость РЦВ 16/1,6 и двух попеременно работающих панелей испарителей ИА-62.


Рис.8. Газификатор СПГ на промышленном комплексе Беседы.


Рис.9. Газопоршневой электрогенератор Embaher мощностью 450 кВт.


Самый крупный объект потребления за все это время - комплекс по производству пластиковой тары "Европласт" в г.Зеленограде.. Это третий по мощности комплекс в СНГ среди аналогичных предприятий. Потребление составляло до 900 нм3/ч регазифицированного природного газа. Потребляющее оборудование - газопоршневые электрогенераторы мощностью 1 МВт электроэнерии каждый и адсорбционный чиллер холодильной мощностью 1,5 МВт. На объекте находился суточный запас газа. В качестве хранилища использовалась емкость 65 м3 на основе стандартной железнодорожной цистерны доработанной под хранение СПГ.


Рис. 10. ЗАО "Европласт" , г.Зеленоград. Хранилище СПГ.

Газификация осуществлялась двумя попеременно работающими ветками вертикальных испарителей VRV по 3 шт. в каждой.


Рис. 11. ЗАО "Европласт" , г.Зеленоград. Вертикальные испарители VRV

Задача газоснабжения котельной многоквартирного многоэтажного дома с помощью СПГ была решена в п.Конаково Люберецкого р-на.


Рис.12. Многоквартирный многоэтажный дом в п. Красково

На объекте находился трехсуточный запас газа. В качестве хранилища использовалась та же емкость 65 м3 на основе стандартной железнодорожной цистерны доработанной под хранение СПГ. Газификация - с помощью двух попеременно работающих ветвей испарителей VRV


Рис. 13. Хранилище 65 м3 и блок испарителей СПГ в п. Красково.

Первая в РФ заправка автомобилей регазифицированным СПГ высокого давления (220 атм) была создана на территории 11 а/к.


Рис. 14. Газовая заправка на 11 автокомбинате.

11 а/к г.Москвы эксплуатирует 120 автобусов на газовом топливе и собирается расширять их парк . Строительство своей АГНКС в городских условиях в отсутствии централизованного газоснабжения оказалось неразрешимой задачей. Однако трудности удалось преодолеть с использованием СПГ технологий.


Рис. 15. Транспортная емкость 56 м3, расходная емкость 8 м3, два попеременно работающих блока вертикальных панелей - испарителей высокого давления VRV, аккумуляторы высокого давления на 11 а/к.

Технология заправки основана на сжатии СПГ в насосе высокого давления до давления 220 атм. с последующим нагревом в атмосферных испарителях до температуры близкой к температуре окружающей среды, аккумуляции и раздачи газа через заправочные колонки. Потребление объекта определяется производительностью насоса жидкого метана , которое составляет 800 нм3/ч, т.е. при 15 часовой работе насоса можно заправить 150 автобусов.



Рис. 16. Заправка газотурбовоза ГТУ1 при стендовых иcпытаниях.


Одним из наиболее крупных и перспективных потребителей СПГ является новый отечественный магистральный локомотив ГТУ-1 разработки ВНИКТИ Г.Коломна. Разовая заправка такого газотурбовоза составляет 17 т жидкого метана. На рис.16 показана заправка бустерной секции емкостью 43 м3 от транспортного перевозчика ПК НПФ "ЭКИП".
Также перспективным направлением сбыта представляется заправка автомобильного бака непосредственно жидким метаном.


Рис. 17. Заправка а/м Газель СПГ.


Рис. 18. Заправка трактора СПГ

Кроме того, за период с 2004 г НПФ ПК "Экип" обеспечил газоснабжение ряд научно-технических экспериментальных работ , из которых можно выделить проведение огневых испытаний огнезащитной изоляции криогенных емкостей на испытательном полигоне НИИ "Прикладной химии".


Рис.19. Огневые испытания огнезащитной изоляции криогенной емкости и элементов вакуумной и криогенной арматуры на испытательном полигоне НИИ "Прикладной химии".

Газоснабжение испытаний было организовано с помощью транспортной цистерны емкостью 8 м3 и вертикального атмосферного испарителя VRV.


Рис.20. Транспортная цистерна 8 м3 и атмосферный испаритель VRV на испытательном полигоне НИИ "Прикладной химии".


Предварительная оценка стоимости основного оборудования, проектных, строительно-монтажных работ, перевозчиков и непредвиденных расходов по строительству мини-завода СПГ мощностью 1,5 т/час.
Технико Экономическое Обоснование строительства мини-завода СПГ производительностью 1,5Т/час (1т = 1430нм3)

 


© ПК Научно-Производственная фирма "Экип" - 1990-2015