Բնական գազի հեղուկացումը ցածր ջերմաստիճանային գործընթաց է

Բնական գազի հեղուկացումը ցածր ջերմաստիճանային գործընթաց է: Մաքրված հում բնական գազը մտնում է ջերմափոխանակիչ՝ ցածր ջերմաստիճանային սառեցման, խտացման և թերսառեցման համար, -160 ~ 165 ℃ ջերմաստիճանում ենթարկվում է ճնշման անկման և իջեցման, ապա մտնում է հեղուկացված բնական գազի պահեստավորման բաք:
Բնական գազի սառեցման, խտացման և թերսառեցման ջերմության և ջերմաստիճանի միջև կապը հետևյալն է.
1) Սառնարանային ցիկլի տեսակները
Բնական գազը հեղուկացնելու համար անհրաժեշտ է հեռացնել բնական գազի սառեցման, խտացման և գերսառեցման գործընթացում առաջացած ջերմությունը, այսինքն՝ դրա հետ փոխանակելու համար անհրաժեշտ է համապատասխան սառեցման հզորություն։
Հեղուկացման գործընթացում հագեցած սառնարանային համակարգը նախատեսված է ջերմափոխանակիչին ստիպելու հասնել սառը և ջերմային հոսքի միջև ջերմաստիճանի նվազագույն տարբերության՝ բարձր սառնարանային արդյունավետություն ապահովելու համար։
Բնական գազի հեղուկացման սառնարանային համակարգը շատ զարգացած է, և լայնորեն օգտագործվող գործընթացները ներառում են՝
Քայլ առ քայլ սառնարանային ցիկլ
Խառը սառնագենտի սառնարանային ցիկլ
Խառը սառնագենտի սառեցման ցիկլ՝ նախնական սառեցմամբ
Ընդարձակման մեխանիզմի սառը ցիկլ
2) Քայլ առ քայլ սառնարանային ցիկլ
Աստիճանային սառնարանային ցիկլն առաջին անգամ կիրառվել է հեղուկացված բնական գազի արտադրանքի վրա 1939 թվականին։ Այն տեղադրվել է ԱՄՆ-ի Քլիվլենդ քաղաքում՝ օգտագործելով NH3 և C2H4 որպես առաջին և երկրորդ փուլերի սառնագենտներ։
Առաջին փուլում որպես սառեցնող նյութ օգտագործվում է պրոպանը կամ ֆրեոնը: Մաքրված բնական գազը սառեցվում է մինչև -35 ~ -40 ℃ ջերմաստիճան պրոպանի կամ ֆրեոնի սառեցնող սարքում: Պենտանի վերևում գտնվող ծանր ածխաջրածինները առանձնացնելուց հետո այն անցնում է երկրորդ փուլ՝ սառեցման համար: Պրոպանային սառեցնող սարքից գոլորշիացած պրոպան գազը ճնշման է ենթարկվում կոմպրեսորի կողմից, սառեցնելուց հետո կրկին հեղուկացվում է ջրային սառեցնող սարքում և վերամշակվում պրոպանային սառեցնող սարք:
Երկրորդ փուլում էթանը կամ էթիլենը օգտագործվում են որպես սառեցնող նյութ, իսկ բնական գազը երկրորդ փուլում սառեցվում է մինչև -90 ~ -100 ℃ և հեղուկացվում է երրորդ փուլում՝ սառեցման համար: Ճնշման և ջրային սառեցումից հետո էթանից կամ էթիլենից գոլորշիացած գազը սառեցվում և հեղուկացվում է պրոպանային սառնարանում և վերամշակվում է էթանի կամ էթիլենի սառնարանի վերածվելու համար:
Երրորդ փուլում որպես սառնագենտ օգտագործվում է մեթանը։ Հեղուկացված բնական գազը ենթասառեցվում է մինչև -150 ~ -160 ℃ մեթանի սառեցնող սարքում, ապա ճնշումը հանվում է գազի փականի միջոցով։ Ջերմաստիճանը -162 ℃-ի իջնելուց հետո այն մղվում է հեղուկացված բնական գազի պահեստային բաք։ Մեթանի սառեցնող սարքից գոլորշիացած գազը ճնշման տակ է պահվում և սառեցվում ջրով, սառեցվում պրոպանային սառեցնող սարքում, հեղուկացվում է էթանային կամ էթիլենային սառեցնող սարքում և վերամշակվում մեթանի սառեցնող սարք։
Դասական քայլային սառնարանային ցիկլը ներառում է մի քանի համեմատաբար անկախ և փոխկապակցված սառեցման փուլեր։ Քանի որ սառնագենտը սովորաբար սեղմվում է բազմաստիճան կոմպրեսորի կողմից, յուրաքանչյուր սառեցման փուլում սառնագենտը կարող է գոլորշիանալ մի քանի ճնշումների տակ և բաժանվել մի քանի ջերմաստիճանային մակարդակների՝ բնական գազը սառեցնելու համար, և յուրաքանչյուր ճնշման տակ գոլորշիացած սառնագենտը մտնում է համապատասխան կոմպրեսորի փուլ՝ սեղմման համար։ Յուրաքանչյուր սառեցման փուլում միայն սառնագենտն է տարբեր, և շահագործման գործընթացը հիմնականում նման է։
Քայլ առ քայլ սառնարանային ցիկլի առավելություններն են՝
① Ցածր էներգիայի սպառում;
② Սառնագենտը մաքուր է և համամասնության խնդիր չունի։
③ Հասուն տեխնոլոգիա և կայուն գործունեություն
Քայլ առ քայլ սառնարանային ցիկլի թերություններն են՝
① Կան բազմաթիվ միավորներ, և գործընթացը բարդ է։
② Կան բազմաթիվ օժանդակ սարքավորումներ, և պետք է լինեն սարքավորումներ, որոնք մասնագիտացված են տարբեր սառնագենտներ արտադրելու և պահելու համար։
③ Խողովակաշարը և կառավարման համակարգը բարդ են և անհարմար են պահպանելու համար