tecnología de licuefacción de gas natural

cuando hablan detecnología de licuefacción de gas natural, la mayoría imagina inmediatamente complejos gigantes en algún lugar de Yamal o Sakhalin. Esto, por supuesto, es el pináculo de la industria, pero mi experiencia sugiere que el trabajo más interesante y desafiante a menudo se encuentra en proyectos de menor escala, donde es necesario adaptar soluciones estándar a condiciones específicas, a veces bastante estrechas. Es en este nicho donde mis colegas y yo de Chengdu Yizhi Technology Co. (https://www.yzkjhx.ru) giramos. La empresa, fundada por Huaxi Technology en 2013 con un capital social de 120 millones de yuanes, se posiciona como un instituto de diseño, y esta es la palabra clave. No solo vendemos equipos, diseñamos soluciones y ese es el objetivo.

De la documentación del proyecto al "campo": donde se encuentran los obstáculos

En teoría, todo va bien: hay gas, hay requisitos de rendimiento, se elige una tecnología autorizada (por ejemplo, en cascada o con refrigerantes mixtos) y se sigue adelante. Pero en la práctica, especialmente cuando se trata de instalaciones modulares o de pequeña escala de GNL para necesidades locales o vehículos de reabastecimiento de combustible, comienza la diversión. Un cliente de una región con un clima marcadamente continental quiere que la instalación funcione incluso a -50°C, y otro quiere que se ajuste a un área del tamaño de un campo de fútbol, ​​e incluso que tenga en cuenta la actividad sísmica. El catálogo estándar a menudo resulta impotente en este caso.

Recuerdo uno de los primeros proyectos en el que, confiando en la experiencia de Chengdu Yizhi Technology Co., Ltd., diseñamos un sistema de pretratamiento de gas. Parecería una rutina: eliminación de agua, sulfuro de hidrógeno, dióxido de carbono. Pero la composición de las materias primas en el campo del cliente flotó más de lo esperado. Tuvimos que revisar los ciclos de adsorción sobre la marcha y crear una reserva mayor para el rendimiento de los tamices moleculares. Si lo hubieran hecho estrictamente según las especificaciones originales, al cabo de seis meses se habrían encontrado con frecuentes paradas para regeneración. Este es precisamente el momento en que un instituto de diseño debería trabajar no como ejecutor de dibujos, sino como ingeniero analítico.

O aquí hay otro matiz sobre el que rara vez se escribe en los libros de texto: la logística de refrigerantes. Para instalaciones más pequeñas, especialmente en áreas remotas, un suministro constante de etano o propano para el ciclo puede ser de oro. En ocasiones es necesario considerar diseños híbridos u optimizar más cuidadosamente los intercambiadores de calor para reducir su consumo. No se trata de una optimización global a escala de Yamal LNG, pero para un cliente específico se trata de la viabilidad de todo el proyecto.

Equipamiento: elegir entre lo 'probado' y lo 'óptimo'

Siempre hay un dilema aquí. Por un lado, el mercado está inundado de turboexpansores e intercambiadores de calor de eficacia probada de gigantes como Linde o Air Products. Son confiables, pero su uso en un proyecto personalizado a menudo significa "vincular" toda la tecnología a sus dimensiones y parámetros. Por otro lado, hay fabricantes menos conocidos pero flexibles, especialmente de Asia, que están dispuestos a personalizar su producto para adaptarlo a sus necesidades.

Cuando trabajamos en proyectos para Chengdu Yizhi Technology Co., a menudo nos encontramos en este punto. Por ejemplo, para un proyecto para producir gas natural licuado para una estación de servicio, la clave fue un intercambiador de calor criogénico principal compacto. Los dispositivos estándar soldados con placa no eran adecuados en términos de resistencia hidráulica para nuestra composición de refrigerante específica. Como resultado, después de largos cálculos y negociaciones, nos decidimos por un intercambiador de calor coaxial de tipo espiral de un fabricante coreano. ¿Riesgo? Indudablemente. Pero permitió adaptarse a los límites del área ocupada y alcanzar la eficiencia de licuefacción declarada.

Pero con los compresores la historia es casi siempre conservadora. La fiabilidad es una prioridad absoluta. La falla del taller de compresores significa un cierre completo de la línea y pérdidas colosales. Por lo tanto, incluso en los proyectos, a primera vista, más innovadores, el “corazón” del sistema suele ser un compresor de tornillo o de pistón de una marca confiable, alrededor del cual ya está construido el resto del sistema de control y tuberías más flexibles.

Gestión e 'inteligencia' de instalaciones: tendencias y realidad

Ahora está de moda hablar de digitalización y fábricas inteligentes. En proyectos grandes esto ya es la norma: sistemas complejos de control de procesos, sistemas de análisis predictivo, gemelos digitales. Pero en el segmento de medianas y pequeñas capacidades, donde opera nuestro instituto, la implementación de este tipo de soluciones es siempre una cuestión de economía. El cliente pregunta: "¿Cuánto me dará esto en rublos o en toneladas de GNL?"

Introducimos elementos de "inteligencia" de forma selectiva. Por ejemplo, desarrollamos y adaptamos para varios de nuestros proyectos un algoritmo para el control adaptativo del ciclo de licuación en función de la temperatura ambiente y la presión del gas entrante. Este no es un gemelo digital completo, sino más bien un controlador PID avanzado con un modelo prescrito por nuestros propios tecnólogos. El resultado es un ahorro de energía en compresión de hasta un 5-7% anual. Para el cliente esto supone un ahorro directo y está dispuesto a pagar por ello.

Pero también hubo un intento fallido de implementar un sistema de mantenimiento predictivo basado en el diagnóstico de vibraciones de un turboexpansor. El equipo no era el más nuevo, hubo que instalar sensores adicionales y los algoritmos “aprendieron” durante demasiado tiempo y generaban falsas alarmas constantemente. Como resultado, el personal de la estación simplemente apagó el sistema. Conclusión: cualquier complemento "inteligente" debe ser lo más fácil de mantener posible para el propio cliente y resolver un problema específico que le resulte comprensible. De lo contrario, es sólo una pérdida de dinero.

Seguridad: paranoia que está justificada

Trabajar con temperaturas criogénicas y gases inflamables es implacable. Todo el mundo conoce la necesidad de contar con sistemas de protección contra explosiones, detectores de gas y dispositivos de ventilación de emergencia. Pero en el campo, el diablo está en los detalles, que no siempre son visibles durante la fase de diseño en la oficina de Chengdu Yizhi Technology Co.

Un incidente está firmemente grabado en mi memoria. Durante la puesta en servicio de la unidad modular, después de alcanzar con éxito el modo de funcionamiento, se descubrió que la conexión de brida en la tubería de producto líquido a una altura de aproximadamente 4 metros estaba "sudando": había aparecido una ligera escarcha. No tenía sensores de temperatura (no estaban incluidos en el proyecto, ya que era “sólo” una línea de drenaje). Tras una inspección detallada con una cámara termográfica, resultó que había una microfuga causada por un apriete desigual de los pernos durante la instalación por parte de un subcontratista. ¿Bagatela? Quizás en una industria normal. btecnologías de licuefacción de gas naturalUna "pequeña cosa" de este tipo podría provocar el desarrollo gradual de una grieta por fatiga y una fuga grave. Desde entonces, nuestros proyectos estándar incluyen imágenes térmicas obligatorias de todas las líneas criogénicas como parte de las pruebas de aceptación.

Otro punto crítico es la formación del personal. Se puede diseñar el sistema más seguro posible, pero si el operador in situ no comprende la física del proceso de licuefacción (por qué, por ejemplo, ciertas válvulas no se pueden cerrar rápidamente cuando se cierran para evitar golpes de ariete en el fluido sobreenfriado), el riesgo de un accidente aumenta exponencialmente. Por eso ahora insistimos en incluir en el contrato no sólo el suministro de instrucciones, sino también la realización de un entrenamiento profundo en ruso con simulación de situaciones de emergencia. Esto a menudo se convierte en nuestra ventaja competitiva.

Economía de pequeña escala: cuando los números no cuadran

A menudo escuchamos: '¡Construyamos nuestra propia pequeña planta de GNL, es rentable!' Y aquí llega el momento de la dura realidad.Tecnología de licuefacción de gas natural.intensivo en energía por definición. El indicador clave es el consumo específico de energía por kilogramo de producto. En las grandes plantas alcanza mínimos históricos debido a economías de escala y ciclos superoptimizados. A pequeña escala, hay que luchar manualmente por cada kilovatio-hora, y esto tiene un efecto espectacular en el coste.

Había un proyecto en el que el cliente quería utilizar gas de petróleo asociado de un campo pequeño. El débito era inestable y la composición era aún peor. Después de todos los cálculos, resultó que incluso con el costo cero de las materias primas (lo cual, por supuesto, no es el caso), los costos de capital para la construcción y, lo más importante, los costos operativos de la electricidad para la compresión y la refrigeración hicieron que el proyecto fuera subeconómico. La alternativa (la construcción de una minicentral hidroeléctrica para la autosuficiencia) acabó con el período de recuperación del proyecto. Tuve que negarme sinceramente y recomendar una solución más sencilla: tratamiento y suministro de gas al gasoducto, en lugar de licuefacción.

Por otro lado, hay casos de éxito en los que existe una infraestructura ya preparada y ventas claras. Por ejemplo, la misma estación de servicio para camiones en una carretera muy transitada. Aquí la planta de GNL opera como parte de un centro logístico y su economía no se considera de forma aislada, sino dentro de toda la cadena de valor. Nuestro enfoque como instituto de diseño funciona en este tipo de proyectos: calculamos no sólo la cadena tecnológica, sino también cómo encaja en el proceso comercial del cliente. Quizás esto sea lo principal que nos distingue de los simples proveedores de equipos. al finallicuefacción de gas natural- esto no es un objetivo, sino un medio para resolver un problema económico específico. Y comprender esta tarea es incluso más importante que saberse de memoria todos los diagramas de fases del metano.