technologie voor het vloeibaar maken van aardgas

Als ze erover pratentechnologie voor het vloeibaar maken van aardgas, stellen zich het meest onmiddellijk gigantische complexen voor ergens op Yamal of Sakhalin. Dit is natuurlijk het toppunt van de branche, maar mijn ervaring wijst uit dat het interessantste en meest uitdagende werk vaak ligt in kleinschalige projecten - waarbij het nodig is om standaardoplossingen aan te passen aan specifieke, soms nogal krappe omstandigheden. Het is in deze niche dat mijn collega's en ik van Chengdu Yizhi Technology Co. (https://www.yzkjhx.ru) draaien. Het bedrijf, opgericht door Huaxi Technology in 2013 met een maatschappelijk kapitaal van 120 miljoen yuan, positioneert zichzelf als een ontwerpinstituut, en dit is het sleutelwoord. We verkopen niet alleen apparatuur, we ontwerpen oplossingen, en dat is het hele punt.

Van projectdocumentatie tot het ‘veld’ – waar de valkuilen liggen

In theorie verloopt alles soepel: er is gas, er zijn prestatie-eisen, je kiest voor een gelicentieerde technologie - bijvoorbeeld cascade of het gebruik van gemengde koelmiddelen - en ga je gang. Maar in de praktijk, vooral als het gaat om modulaire of kleinschalige LNG-installaties voor lokale behoeften of het tanken van voertuigen, begint de pret. Een klant uit een regio met een scherp continentaal klimaat wil dat de installatie zelfs bij -50°C werkt, en een ander wil dat deze past in een gebied zo groot als een voetbalveld, en zelfs rekening houdt met aardbevingen. De standaardcatalogus staat hier vaak machteloos.

Ik herinner me een van de eerste projecten waarbij we, vertrouwend op de expertise van Chengdu Yizhi Technology Co., Ltd., een gasvoorbehandelingssysteem ontwierpen. Het lijkt een routine: verwijdering van water, waterstofsulfide, kooldioxide. Maar de samenstelling van de grondstoffen op het klantenveld schommelde boven verwachting. We moesten de adsorptiecycli ter plekke herzien en een grotere reserve inbouwen voor de doorvoer van moleculaire zeven. Als ze het strikt volgens de oorspronkelijke specificaties hadden gedaan, zouden ze na zes maanden regelmatig moeten worden stilgelegd voor regeneratie. Dit is het moment waarop een ontwerpinstituut niet als uitvoerder van tekeningen moet werken, maar als analytisch ingenieur.

Of hier is nog een nuance waarover zelden in leerboeken wordt geschreven: de logistiek van koelmiddelen. Voor kleinere installaties, vooral in afgelegen gebieden, kan een consistente aanvoer van ethaan of propaan voor de kringloop goud waard zijn. Soms is het nodig om hybride ontwerpen te overwegen of warmtewisselaars zorgvuldiger te optimaliseren om hun verbruik te verminderen. Het gaat hier niet om een ​​globale optimalisatie op de schaal van Yamal LNG, maar voor een specifieke klant gaat het om de haalbaarheid van het hele project.

Uitrusting: kiezen tussen 'bewezen' en 'optimaal'

Er is hier altijd sprake van een dilemma. Aan de ene kant wordt de markt overspoeld met bewezen turbo-expanders en warmtewisselaars van giganten als Linde of Air Products. Ze zijn betrouwbaar, maar het gebruik ervan in een project op maat betekent vaak dat de hele technologie aan hun afmetingen en parameters moet worden gekoppeld. Aan de andere kant zijn er minder bekende maar flexibele fabrikanten, vooral uit Azië, die bereid zijn hun product aan te passen aan uw behoeften.

Als we aan projecten voor Chengdu Yizhi Technology Co. werken, balanceren we vaak op deze rand. Voor één project om vloeibaar aardgas te produceren voor een gastankstation was bijvoorbeeld een compacte cryogene hoofdwarmtewisselaar van cruciaal belang. Standaard plaatgesoldeerde apparaten waren qua hydraulische weerstand niet geschikt voor onze specifieke koelmiddelsamenstelling. Als gevolg hiervan zijn we na lange berekeningen en onderhandelingen tot een coaxiale warmtewisselaar van het spiraalvormige type van een Koreaanse fabrikant gekomen. Risico? Ongetwijfeld. Maar het maakte het mogelijk om binnen de grenzen van het bezette gebied te passen en de aangegeven vloeibaarmakingsefficiëntie te bereiken.

Maar bij compressoren is het verhaal vrijwel altijd conservatief. Betrouwbaarheid is een absolute prioriteit. Het falen van de compressorfabriek betekent een volledige stillegging van de lijn en enorme verliezen. Daarom is het ‘hart’ van het systeem, zelfs bij de op het eerste gezicht meest innovatieve projecten, vaak een schroef- of zuigercompressor van een vertrouwd merk, waarrond de rest van het flexibelere leiding- en regelsysteem al is gebouwd.

Beheer en 'intelligentie' van installaties: trends en realiteit

Nu is het in de mode om over digitalisering en slimme fabrieken te praten. Bij grote projecten is dit al de norm: complexe procesbesturingssystemen, voorspellende analysesystemen, digital twins. Maar in het segment van middelgrote en kleine capaciteiten, waarin ons instituut actief is, is de implementatie van dergelijke oplossingen altijd een kwestie van economie. De klant vraagt: 'Wat levert dit mij op in roebels of in tonnen LNG?'

Wij introduceren gericht elementen van ‘intelligentie’. Zo hebben we voor verschillende van onze projecten bijvoorbeeld een algoritme ontwikkeld en aangepast voor adaptieve controle van de vloeibaarmakingscyclus, afhankelijk van de omgevingstemperatuur en de druk van het binnenkomende gas. Dit is geen volwaardige digitale tweeling, maar eerder een geavanceerde PID-controller met een model voorgeschreven door onze eigen technologen. Het resultaat is een energiebesparing op compressie van maximaal 5-7% per jaar. Voor de klant is dit een directe besparing en hij is bereid daarvoor te betalen.

Maar er was ook een mislukte poging om een ​​voorspellend onderhoudssysteem te implementeren op basis van trillingsdiagnostiek van een turbo-expander. De apparatuur was niet de nieuwste, er moesten extra sensoren worden geïnstalleerd en de algoritmen ‘leerden’ te lang en genereerden voortdurend vals alarm. Als gevolg hiervan schakelde het stationspersoneel het systeem eenvoudigweg uit. Conclusie: elke ‘slimme’ add-on moet voor de klant zelf zo eenvoudig mogelijk te onderhouden zijn en één specifiek probleem oplossen dat voor hem begrijpelijk is. Anders is het gewoon geldverspilling.

Veiligheid: paranoia die gerechtvaardigd is

Werken met cryogene temperaturen en brandbare gassen is meedogenloos. Iedereen kent de behoefte aan explosiebeveiligingssystemen, gasdetectoren en noodontluchtingsapparatuur. Maar in het veld zit de duivel in de details, die niet altijd zichtbaar zijn tijdens de ontwerpfase op het kantoor van Chengdu Yizhi Technology Co.

Eén voorval staat stevig in mijn geheugen gegrift. Tijdens de inbedrijfstelling van de modulaire eenheid, nadat de bedrijfsmodus met succes was bereikt, werd ontdekt dat de flensverbinding op de lijn voor vloeibare producten op een hoogte van ongeveer 4 meter aan het "zweten" was - er was lichte vorst verschenen. Er zaten geen temperatuursensoren op (die waren niet opgenomen in het project, aangezien het “slechts” een afvoerleiding was). Bij gedetailleerde inspectie met een warmtebeeldcamera bleek er sprake te zijn van een microlek veroorzaakt door het ongelijkmatig aandraaien van de bouten tijdens de montage door een onderaannemer. Kleinigheid? In een reguliere branche wellicht. Btechnologieën voor het vloeibaar maken van aardgaszo'n 'kleinigheidje' zou kunnen leiden tot de geleidelijke ontwikkeling van een vermoeiingsscheur en een ernstige lekkage. Sindsdien omvatten onze standaardprojecten verplichte thermische beeldvorming van alle cryogene lijnen als onderdeel van acceptatietests.

Een ander cruciaal punt is de opleiding van het personeel. Je kunt een zo veilig mogelijk systeem ontwerpen, maar als de operator ter plaatse de fysica van het vloeibaarmakingsproces niet begrijpt – waarom bepaalde kleppen bijvoorbeeld niet snel kunnen worden gesloten bij het uitschakelen om waterslag in de onderkoelde vloeistof te voorkomen – neemt het risico op een ongeval exponentieel toe. Daarom staan ​​wij er nu op om in het contract niet alleen het verstrekken van instructies op te nemen, maar ook het geven van diepgaande training in het Russisch met de simulatie van noodsituaties. Dit wordt vaak ons ​​concurrentievoordeel.

Kleinschalige economie: als de cijfers niet kloppen

We horen vaak: 'Laten we onze eigen kleine LNG-fabriek bouwen, dat is winstgevend!' En hier komt het moment van de harde realiteit.Technologie voor het vloeibaar maken van aardgasper definitie energie-intensief. De belangrijkste indicator is het specifieke energieverbruik per kilogram product. In grote fabrieken bereikt het een recordlaagte als gevolg van schaalvoordelen en supergeoptimaliseerde cycli. Op kleine schaal moet je voor elk kilowattuur handmatig vechten, en dit heeft een dramatisch effect op de kosten.

Er was een project waarbij de klant bijbehorend petroleumgas uit een klein veld wilde gebruiken. De afschrijving was onstabiel, de samenstelling was nog slechter. Na alle berekeningen bleek dat zelfs zonder grondstoffenkosten (wat natuurlijk niet het geval is), de kapitaalkosten voor de bouw en, belangrijker nog, de exploitatiekosten voor elektriciteit voor compressie en koeling het project subeconomisch maakten. Het alternatief – de bouw van een mini-waterkrachtcentrale voor zelfvoorziening – maakte een einde aan de terugverdientijd van het project. Ik moest eerlijk gezegd weigeren en een eenvoudiger oplossing aanbevelen: gasbehandeling en levering aan de pijpleiding, in plaats van vloeibaar maken.

Aan de andere kant zijn er succesvolle gevallen waarin sprake is van een kant-en-klare infrastructuur en duidelijke verkoop. Bijvoorbeeld hetzelfde tankstation voor vrachtwagens aan een drukke snelweg. Hier opereert de LNG-fabriek als onderdeel van een logistiek knooppunt en wordt de economie ervan niet op zichzelf bekeken, maar binnen de gehele waardeketen. Bij zulke projecten werkt onze aanpak als ontwerpinstituut: we berekenen niet alleen de technologische keten, maar ook hoe deze in het bedrijfsproces van de klant past. Dit is misschien wel het belangrijkste dat ons onderscheidt van alleen leveranciers van apparatuur. Op het eindevloeibaar maken van aardgas- dit is geen doel, maar een middel om een specifiek economisch probleem op te lossen. En het begrijpen van deze taak is nog belangrijker dan het uit je hoofd kennen van alle fasediagrammen van methaan.