RU2736122C1 - Natural gas liquefaction device and method of designing a natural gas liquefaction device - Google Patents

Natural gas liquefaction device and method of designing a natural gas liquefaction device Download PDF

Info

Publication number
RU2736122C1
RU2736122C1 RU2020107521A RU2020107521A RU2736122C1 RU 2736122 C1 RU2736122 C1 RU 2736122C1 RU 2020107521 A RU2020107521 A RU 2020107521A RU 2020107521 A RU2020107521 A RU 2020107521A RU 2736122 C1 RU2736122 C1 RU 2736122C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
air
natural gas
refrigerant
pressure drop
cooling
Prior art date
Application number
RU2020107521A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Томохиде МУРАОКА
Сё ФУДЗИСАКИ
Original Assignee
ДжГК Корпорейшн
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ДжГК Корпорейшн filed Critical ДжГК Корпорейшн
Application granted granted Critical
Publication of RU2736122C1 publication Critical patent/RU2736122C1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F27/00—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/0002—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the fluid to be liquefied
    • F25J1/0022—Hydrocarbons, e.g. natural gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/003—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production
    • F25J1/0047—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle
    • F25J1/0052—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle by vaporising a liquid refrigerant stream
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/006—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the refrigerant fluid used
    • F25J1/008—Hydrocarbons
    • F25J1/0087—Propane; Propylene
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0211—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle
    • F25J1/0212—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle as a single flow MCR cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0211—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle
    • F25J1/0214—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle as a dual level refrigeration cascade with at least one MCR cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0211—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle
    • F25J1/0214—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle as a dual level refrigeration cascade with at least one MCR cycle
    • F25J1/0215—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle as a dual level refrigeration cascade with at least one MCR cycle with one SCR cycle
    • F25J1/0216—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle as a dual level refrigeration cascade with at least one MCR cycle with one SCR cycle using a C3 pre-cooling cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0257—Construction and layout of liquefaction equipments, e.g. valves, machines
    • F25J1/0259—Modularity and arrangement of parts of the liquefaction unit and in particular of the cold box, e.g. pre-fabrication, assembling and erection, dimensions, horizontal layout "plot"
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0279—Compression of refrigerant or internal recycle fluid, e.g. kind of compressor, accumulator, suction drum etc.
    • F25J1/0296—Removal of the heat of compression, e.g. within an inter- or afterstage-cooler against an ambient heat sink
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J5/00—Arrangements of cold exchangers or cold accumulators in separation or liquefaction plants
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/0233—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with air flow channels
    • F28D1/024—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with air flow channels with an air driving element
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/053—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight
    • F28D1/05316—Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators
    • F28D1/05333—Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators with multiple rows of conduits or with multi-channel conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28B—STEAM OR VAPOUR CONDENSERS
    • F28B1/00—Condensers in which the steam or vapour is separate from the cooling medium by walls, e.g. surface condenser
    • F28B1/06—Condensers in which the steam or vapour is separate from the cooling medium by walls, e.g. surface condenser using air or other gas as the cooling medium

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)

Abstract

FIELD: heat exchange.SUBSTANCE: invention relates to production of air-cooled heat exchanger for natural gas liquefaction device. Proposed device comprises multiple heat exchangers (2) with air cooling arranged to cool down the fluid to be cooled, in natural gas liquefaction device (1), arranged on top surface of structure (6). Of the plurality of heat exchangers (2), at least those heat exchangers (2), which are arranged along the surface of structure (6), on which blows the wind (W), comprise a heat exchanger with a large pressure drop, which is capable of providing supply of cooling air with a given air flow rate at a given design pressure drop in range of 200 Pa to 1,000 Pa of pressure drop of cooling air before and after passing through the tube bundle, which is a bundle of pipes, which enable to cool the flow of fluid medium.EFFECT: providing supply of cooling air with preset flow rate, which is adjusted for design pressure drop, which excludes weather influence and ensures stable ability of cooling of fluid medium to be cooled.9 cl, 9 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

[0001] Настоящее изобретение относится к технологии выполнения теплообменника с воздушным охлаждением для устройства для сжижения природного газа.[0001] The present invention relates to a technology for performing an air-cooled heat exchanger for a natural gas liquefaction apparatus.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИTECHNOLOGY LEVEL

[0002] Устройство для сжижения природного газа (ПГ), выполненное с возможностью сжижения ПГ, содержит холодильник, выполненный с возможностью охлаждения различных видов охлаждаемых текучих сред, таких как хладагент для сжижения и переохлаждения ПГ и хладагент для предварительного охлаждения ПГ перед сжижением. В патентной литературе 1 описан пример, в котором в качестве такого холодильника используют теплообменник с воздушным охлаждением (air-cooled heat exchanger, ACHE).[0002] A device for liquefying natural gas (NG), configured to liquefy NG, includes a refrigerator configured to cool various types of refrigerated fluids, such as a refrigerant for liquefying and subcooling NG and a refrigerant for pre-cooling the NG before liquefaction. Patent Literature 1 describes an example in which an air-cooled heat exchanger (ACHE) is used as such a refrigerator.

[0003] ACHE принудительно засасывает воздух с помощью вращающегося вентилятора и подает охлажденный воздух в трубный пучок, включая трубы трубного пучка, по которым течет текучая среда, которая подлежит охлаждению, что обеспечивает охлаждение текучей среды, которая подлежит охлаждения. В устройстве сжижения ПГ предусмотрен ACHE, сконструированный и изготовленный так, чтобы можно было отводить заданное количество теплоты из текучей среды, которая подлежит охлаждению, имеющей расчетную скорость потока в заданных температурных условиях.[0003] The ACHE forcibly draws in air with a rotating fan and supplies cooled air into the tube bundle, including the tubes of the tube bundle, through which the fluid to be cooled flows to cool the fluid to be cooled. The NGL liquefaction device provides an ACHE designed and manufactured to remove a predetermined amount of heat from the fluid to be cooled having a design flow rate under predetermined temperature conditions.

[0004] В то же время существует вариант, в котором ACHE выполнен на стороне верхней поверхности конструкции, содержащей штабели труб для фиксации труб, по которым течет обрабатываемая текучая среда в устройстве сжижения ПГ. ACHE, выполненный в таком высоком положении, может быть подвержен влиянию погодных условий, и существует риск того, что изменение погоды может ухудшить его охлаждающую способность. Однако в патентной литературе 1 отсутствует описание технологии снижения влияния погодных условий на ACHE, выполненный в устройстве сжижения ПГ.[0004] At the same time, there is a variant in which the ACHE is formed on the side of the upper surface of the structure containing the stacks of pipes for fixing the pipes through which the processed fluid flows in the NGL liquefaction device. An ACHE performed in such a high position may be affected by weather conditions and there is a risk that changes in weather may impair its cooling capacity. However, Patent Literature 1 does not describe a technology for reducing the effect of weather conditions on an ACHE made in an NGL liquefaction device.

Список литературыList of references

Патентная литератураPatent Literature

[0005] [Патентная литература 1] WO 00/029797 A1[0005] [Patent Literature 1] WO 00/029797 A1

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯDISCLOSURE OF THE INVENTION

Техническая проблемаTechnical problem

[0006] Настоящее изобретение сделано с учетом вышеописанных обстоятельств и обеспечивает устройство для сжижения природного газа, содержащее теплообменник с воздушным охлаждением, который меньше подвержен влиянию окружающих погодных условий, и который может демонстрировать стабильную способность охлаждения текучей среды, которая подлежит охлаждению, а также способ проектирования устройства для сжижения природного газа.[0006] The present invention has been made in view of the above circumstances and provides an apparatus for liquefying natural gas comprising an air-cooled heat exchanger that is less affected by ambient weather conditions and which can exhibit a stable cooling ability of the fluid to be cooled, as well as a design method devices for liquefying natural gas.

Решение проблемыSolution to the problem

[0007] В соответствии с одним вариантом реализации настоящего изобретения, предложено устройство для сжижения природного газа, выполненное с возможностью сжижения природного газа, содержащее конструкцию, на которой выполнены аппараты, образующие устройство для сжижения природного газа; трубный пучок, который представляет собой пучок труб, размещенных на верхней поверхности указанной конструкции, и обеспечивает возможность охлаждения потока текучей среды, которая подлежит обработке в устройстве для сжижения природного газа; и множество теплообменников с воздушным охлаждением, каждый из которых содержит вентилятор, выполненный с возможностью подачи охлаждающего воздуха в трубный пучок для охлаждения текучей среды, которая подлежит охлаждению, причем из множества теплообменников с воздушным охлаждением по меньшей мере те теплообменники с воздушным охлаждением, которые размещены вдоль поверхности конструкции, на которую дует ветер, содержат теплообменник с воздушным охлаждением с большим перепадом давления, который способен обеспечивать подачу в трубный пучок охлаждающего воздуха с заданной скоростью потока воздуха при заданном проектном перепаде давления в диапазоне от 200 Па до 1000 Па перепада давления охлаждающего воздуха до и после прохождения через трубный пучок.[0007] In accordance with one embodiment of the present invention, there is provided a natural gas liquefaction apparatus configured to liquefy natural gas, comprising a structure on which apparatus is provided that form a natural gas liquefaction apparatus; a tube bundle, which is a bundle of tubes placed on the upper surface of said structure, and allows cooling the flow of a fluid to be processed in a device for liquefying natural gas; and a plurality of air-cooled heat exchangers, each of which comprises a fan configured to supply cooling air to the tube bundle to cool the fluid to be cooled, among the plurality of air-cooled heat exchangers at least those air-cooled heat exchangers that are located along the surfaces of the structure, on which the wind is blowing, contain an air-cooled heat exchanger with a large pressure drop, which is capable of supplying cooling air into the tube bundle at a given air flow rate at a given design pressure drop in the range from 200 Pa to 1000 Pa, and cooling air pressure drop to and after passing through the tube bundle.

[0008] Устройство для сжижения природного газа может иметь следующие особенности.[0008] A device for liquefying natural gas may have the following features.

(a) Теплообменник с воздушным охлаждением с большим перепадом давления выполнен с возможностью охлаждения хладагента для применения при охлаждении другой текучей среды в качестве текучей среды, которая подлежит охлаждению.(a) An air-cooled heat exchanger with a high pressure drop is configured to cool a refrigerant for use in cooling another fluid as a fluid to be cooled.

(b) Другая текучая среда включает природный газ или сжижающий хладагент для применения при сжижении природного газа, причем указанный хладагент включает хладагент для применения при осуществлении по меньшей мере одного из предварительного охлаждения природного газа, сжижения природного газа и охлаждения сжижающего хладагента, и теплообменник с воздушным охлаждением с большим перепадом давления содержит конденсатор или переохладитель для хладагента.(b) The other fluid includes natural gas or a liquefying refrigerant for use in liquefying natural gas, said refrigerant comprising a refrigerant for use in performing at least one of precooling natural gas, liquefying natural gas, and cooling the liquefying refrigerant, and an air-to-air heat exchanger. high pressure drop cooling contains a condenser or subcooler for the refrigerant.

(c) Предложенная конструкция содержит штабель труб, выполненный с возможностью удерживания пучка труб, обеспечивающих возможность обработки потока текучей среды в устройстве сжижения природного газа, и сформированный в прямоугольной форме в горизонтальной проекции, и поверхность указанной конструкции, на которую дует ветер, представляет собой поверхность на длинной стороне прямоугольной формы.(c) The proposed structure comprises a stack of pipes configured to hold a bundle of pipes capable of processing fluid flow in a natural gas liquefaction device, and is formed in a rectangular shape in a horizontal projection, and the surface of this structure, on which the wind blows, is a surface on the long side is rectangular.

Технический результат, обеспечиваемый изобретениемThe technical result provided by the invention

[0009] В соответствии с настоящим изобретением, предложено устройство для сжижения природного газа с теплообменником с воздушным охлаждением с большим перепадом давления, который способен обеспечивать подачу охлаждающего воздуха с заданной скоростью потока воздуха, которую настраивают для проектного перепада давления, причем перепад давления охлаждающего воздуха до и после пропускания через трубный пучок составляет от 200 Па до 1000 Па. Таким образом, влияние снижения скорости потока воздуха вследствие увеличения давления является относительно низким, что обеспечивает возможность создания устройства для сжижения природного газа, которое можно эксплуатировать в устойчивом режиме.[0009] In accordance with the present invention, there is provided an apparatus for liquefying natural gas with an air-cooled heat exchanger with a high pressure drop, which is capable of supplying cooling air at a predetermined air flow rate that is adjusted for a design pressure drop, the pressure drop of the cooling air being up to and after passing through the tube bundle, it is 200 Pa to 1000 Pa. Thus, the effect of a decrease in the air flow rate due to an increase in pressure is relatively low, which makes it possible to provide a LNG device that can be operated in a stable manner.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS

[0010] На ФИГ. 1 представлены блок-схемы, схематически иллюстрирующие устройства для сжижения ПГ.[0010] FIG. 1 are block diagrams schematically illustrating devices for liquefying NG.

На ФИГ. 2 представлен вид сверху, иллюстрирующий схему расположения оборудования в устройстве для сжижения ПГ.FIG. 2 is a top view illustrating the layout of the equipment in the NGL liquefaction device.

На ФИГ. 3 представлен вид сбоку, иллюстрирующий схему расположения оборудования в устройстве для сжижения ПГ.FIG. 3 is a side view illustrating an arrangement of equipment in an NGL liquefaction apparatus.

На ФИГ. 4 представлен вид сбоку в вертикальном сечении, иллюстрирующий ACHE с вытяжным вентилятором, выполненный в устройстве для сжижения ПГ.FIG. 4 is a side elevational sectional view illustrating an ACHE with an exhaust blower configured in an NGL liquefaction apparatus.

На ФИГ. 5 представлено пояснительное изображение, иллюстрирующее механизм снижения скорости потока охлаждающего воздуха в ACHE.FIG. 5 is an explanatory view illustrating the mechanism for reducing the flow rate of the cooling air in the ACHE.

На ФИГ. 6 представлено пояснительное изображение, иллюстрирующее взаимосвязь между скоростью потока охлаждающего воздуха в ACHE и перепадом давления охлаждающего воздуха до и после прохождения через трубный пучок.FIG. 6 is an explanatory view illustrating the relationship between the flow rate of the cooling air in the ACHE and the pressure drop of the cooling air before and after passing through the tube bundle.

На ФИГ. 7 представлен вид сбоку в вертикальном сечении, иллюстрирующий ACHE с вытяжным вентилятором.FIG. 7 is a side elevational sectional view illustrating an ACHE with an exhaust fan.

На ФИГ. 8 показано распределение давлений на периферии ACHE, рассчитанное с помощью вычислительной динамики для жидкости и газа.FIG. 8 shows the distribution of pressures at the periphery of the ACHE, calculated using computational dynamics for liquid and gas.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯCARRYING OUT THE INVENTION

[0011] Во-первых, приведено описание схематической конфигурации устройства 1 для сжижения природного газа (ПГ) в соответствии с одним из вариантов реализации настоящего изобретения.[0011] First, a description is given of a schematic configuration of a natural gas liquefaction (LNG) apparatus 1 in accordance with one embodiment of the present invention.

На ФИГ. 1(a) представлена блок-схема, схематически иллюстрирующая конфигурацию устройства 1 для сжижения ПГ. Устройство 1 для сжижения ПГ содержит блок 11 предварительной обработки и блок 12 сжижения. Блок 11 предварительной обработки выполнен с возможностью удаления различных примесей, таких как ртуть, кислый газ (например, сероводород, меркаптан или диоксид углерода), влага или тяжелые компоненты, которые содержатся в ПГ, выходящем из устья скважины. Блок 12 сжижения выполнен с возможностью сжижения и переохлаждения ПГ после удаления из него примесей, посредством охлаждения ПГ с применением хладагента. Сжиженный природный газ (СПГ), полученный в устройстве 1 для сжижения ПГ, хранят в резервуаре 13 СПГ, а затем отгружают с завода, например, на танкере СПГ.FIG. 1 (a) is a block diagram schematically illustrating the configuration of an apparatus 1 for liquefying NG. The device 1 for liquefaction of NG contains a pre-treatment unit 11 and a liquefaction unit 12. Pretreatment unit 11 is configured to remove various impurities such as mercury, acid gas (eg, hydrogen sulfide, mercaptan, or carbon dioxide), moisture or heavy components that are contained in the SG exiting the wellhead. The liquefaction unit 12 is configured to liquefy and supercool the SG after removing impurities from it, by cooling the SG using a refrigerant. The liquefied natural gas (LNG) produced in the LNG liquefaction apparatus 1 is stored in an LNG tank 13 and then shipped from a plant, for example, on an LNG tanker.

[0012] Если в блоке 12 сжижения используют систему со смешанным хладагентом, то используют смешанный хладагент (mixed refrigerant, MR), содержащий, например, азот, метан, этан или пропан в качестве хладагента для применения при сжижении и переохлаждении ПГ, представляющего собой другую текучую среду (здесь и далее также упоминаемую как «сжижающий хладагент»). Если в блоке 12 сжижения используют систему с одним хладагентом, то используют один хладагент, представляющий собой пропан, этилен или метан, в качестве хладагента. [0012] If a mixed refrigerant system is used in the liquefaction unit 12, then a mixed refrigerant (MR) containing, for example, nitrogen, methane, ethane or propane is used as a refrigerant for use in liquefying and subcooling NG, which is another a fluid (hereinafter also referred to as "liquefying refrigerant"). If a single refrigerant system is used in the liquefaction unit 12, one refrigerant, propane, ethylene or methane, is used as the refrigerant.

СПГ после сжижения можно подвергать переохлаждению с помощью азотного детандерного цикла, помимо применения вышеуказанного хладагента. Кроме того, существует также вариант, в котором осуществляют регулирование температуры СПГ с помощью газифицирующей части (концевого испарения) СПГ.The LNG after liquefaction can be subcooled using a nitrogen expander cycle, in addition to using the above refrigerant. In addition, there is also an option in which the LNG temperature is controlled by the gasification part (end-evaporation) of the LNG.

[0013] В блоке 12 сжижения осуществляют теплообмен между ПГ и вышеупомянутым хладагентом с помощью теплообменника (не показан). Блок 12 сжижения дополнительно содержит цикл 121 сжижения хладагента. В цикле 121 сжижения хладагента указанный хладагент, переведенный в газообразное состояние посредством теплообмена, сжимают в компрессоре 31. После этого сжатый хладагент охлаждают и сжижают в холодильнике, а затем снова подают в блок 12 сжижения. В данном примере в качестве холодильника использованы теплообменники 2 с воздушным охлаждением (ACHE).[0013] In the liquefaction unit 12, heat is exchanged between the SG and the aforementioned refrigerant using a heat exchanger (not shown). The liquefaction unit 12 further comprises a refrigerant liquefaction cycle 121. In the refrigerant liquefaction cycle 121, said refrigerant, converted to a gaseous state by heat exchange, is compressed in the compressor 31. Thereafter, the compressed refrigerant is cooled and liquefied in the refrigerator, and then fed back to the liquefaction unit 12. In this example, air cooled heat exchangers 2 (ACHE) are used as the refrigerator.

Холодильник, в котором используют ACHE 2, может представлять собой конденсатор, выполненный с возможностью конденсации сжатого хладагента, или может представлять собой переохладитель, выполненный с возможностью переохлаждения сжиженного хладагента.The refrigerator using the ACHE 2 can be a condenser capable of condensing the compressed refrigerant, or it can be a subcooler capable of subcooling the liquefied refrigerant.

[0014] На ФИГ. 1(a), представляющей собой схематическое изображение, представлена лишь одна пара компрессора 31 и ACHE 2 в цикле 121 сжижения хладагента. Однако в соответствии со ступенями давления хладагента, может быть выполнено множество пар компрессоров 31 и ACHE 2, расположенных последовательно. Кроме того, может быть выполнено множество циклов 121 сжижения хладагента, каждый из которых включает компрессор 31 и ACHE 2, параллельно блоку 12 сжижения, в соответствии с количеством обрабатываемого хладагента.[0014] FIG. 1 (a), which is a schematic diagram, shows only one pair of compressor 31 and ACHE 2 in the refrigerant liquefaction cycle 121. However, according to the pressure stages of the refrigerant, a plurality of pairs of compressors 31 and ACHE 2 can be arranged in series. In addition, a plurality of refrigerant liquefaction cycles 121 may be performed, each of which includes a compressor 31 and an ACHE 2 in parallel with the liquefaction unit 12, in accordance with the amount of refrigerant to be processed.

[0015] Далее, на ФИГ. 1(b) представлена блок-схема, схематически иллюстрирующая устройство 1 для сжижения ПГ, содержащее блок 14 предварительного охлаждения. Блок 14 предварительного охлаждения выполнен с возможностью охлаждения сжижаемого ПГ, который представляет собой другую текучую среду, с использованием предохлаждающего хладагента. В качестве предохлаждающего хладагента для применения при предварительном охлаждении ПГ используют, например, один хладагент, представляющий собой пропан, или смешанный хладагент из этана и пропана.[0015] Next, in FIG. 1 (b) is a block diagram schematically illustrating an LHG liquefaction apparatus 1 including a pre-cooling unit 14. The pre-cooling unit 14 is configured to cool the liquefied LPG, which is another fluid, using the pre-cooling refrigerant. As a pre-refrigerant for use in pre-cooling of SGs, for example, one refrigerant is propane or a mixed refrigerant of ethane and propane.

[0016] В блоке 14 предварительного охлаждения осуществляют теплообмен между ПГ и предварительно охлаждаемым хладагентом с помощью теплообменника (не показан). Блок 14 предварительного охлаждения дополнительно содержит цикл 141 предварительного охлаждения хладагента. В цикле 141 предварительного охлаждения хладагента указанный хладагент, переведенный в газообразное состояние посредством теплообмена, сжимают в компрессоре 31. После этого сжатый хладагент охлаждают и сжижают в холодильнике, а затем снова подают в блок 14 предварительного охлаждения. В данном примере в качестве холодильника также использован теплообменник 2.[0016] In the pre-cooling unit 14, heat is exchanged between the SG and the pre-cooled refrigerant using a heat exchanger (not shown). The pre-cooling unit 14 further comprises a refrigerant pre-cooling cycle 141. In the refrigerant pre-cooling cycle 141, said refrigerant, converted to a gaseous state by heat exchange, is compressed in the compressor 31. Thereafter, the compressed refrigerant is cooled and liquefied in the refrigerator, and then fed back to the pre-cooling unit 14. In this example, heat exchanger 2 is also used as a refrigerator.

Холодильник, в котором используют ACHE 2, может представлять собой любое устройство для понижения температуры, выполненное с возможностью снижения температуры сжатого хладагента, конденсатор, выполненный с возможностью конденсации хладагента, и переохладитель, выполненный с возможностью переохлаждения сжиженного хладагента.The refrigerator using the ACHE 2 may be any temperature lowering device configured to lower the temperature of the compressed refrigerant, a condenser configured to condense the refrigerant, and a subcooler configured to subcool the liquefied refrigerant.

[0017] Устройство 1 для сжижения ПГ, изображенное на ФИГ. 1(b), дополнительно содержит цикл 142 охлаждения хладагента. В цикле 142 охлаждения хладагента часть сжиженного и переохлажденного предохлаждающего хладагента сливают из цикла 141 предварительного охлаждения хладагента с целью охлаждения сжижающего хладагента, подаваемого в блок 12 сжижения в качестве другой текучей среды. Предохлаждающий хладагент, движущийся в цикле 142 охлаждения хладагента, охлаждает сжижающий хладагент на стороне цикла 121 сжижения хладагента в холодильнике 32, а затем его возвращают во входное отверстие компрессора 31 на стороне цикла 141 предварительного охлаждения хладагента.[0017] The GHG liquefaction device 1 shown in FIG. 1 (b) further comprises a refrigerant cooling cycle 142. In refrigerant refrigeration cycle 142, a portion of the liquefied and subcooled pre-refrigerant is drained from refrigerant pre-cooling cycle 141 to cool the liquefying refrigerant supplied to the liquefaction unit 12 as another fluid. The pre-refrigerant moving in the refrigerant refrigerant cycle 142 cools the liquefied refrigerant on the refrigerant liquefaction cycle 121 side of the refrigerator 32, and then is returned to the inlet of the compressor 31 on the refrigerant pre-cooling cycle 141 side.

[0018] Кроме того, в блоке 14 предварительного охлаждения может быть проведено множество циклов 141 предварительного охлаждения хладагента, каждый из которых включает компрессор 31 и ACHE 2, параллельно блоку 14 предварительного охлаждения. Кроме того, множество циклов 142 охлаждения хладагента могут быть параллельно соединены с циклом 141 предварительного охлаждения хладагента.[0018] In addition, in the pre-cooling unit 14, a plurality of refrigerant pre-cooling cycles 141 may be performed, each of which includes a compressor 31 and an ACHE 2, in parallel with the pre-cooling unit 14. In addition, a plurality of refrigerant cooling cycles 142 may be connected in parallel with a refrigerant pre-cooling cycle 141.

[0019] Кроме случая, в котором для охлаждения сжижающего хладагента или предохлаждающего хладагента используют ACHE 2, как описано со ссылкой на ФИГ. 1(a) и ФИГ. 1(b), ACHE 2 можно использовать также для различных процессов в блоке 11 предварительной обработки.[0019] Except for the case in which ACHE 2 is used to cool the liquefying refrigerant or the pre-refrigerant, as described with reference to FIG. 1 (a) and FIG. 1 (b), ACHE 2 can also be used for various processes in the pre-processing unit 11.

Например, в случае использования аминной абсорбционной текучести для процесса удаления кислого газа, ACHE 2 можно использовать в качестве конденсатора, выполненного с возможностью конденсации пара, выходящего из верхней части колонны регенерации аминной абсорбционной жидкости.For example, in the case of using amine absorption fluidity for an acid gas removal process, the ACHE 2 can be used as a condenser capable of condensing vapor exiting the top of the amine absorption liquid recovery column.

[0020] На ФИГ. 2 представлено изображение примера генерального плана для устройства 1 для сжижения ПГ. На схеме предложенного устройства 1 для сжижения ПГ группы оборудования (группы оборудования PL1 и PL2), образующие устройство 1 для сжижения ПГ, размещены над штабелями 6 труб.[0020] FIG. 2 shows an example of a master plan for a GHG liquefaction device 1. In the diagram of the proposed device 1 for liquefaction of NG, equipment groups (equipment groups PL1 and PL2), forming the device 1 for NG liquefaction, are located above the stacks of 6 pipes.

Например, группы оборудования PL1 и PL2 содержат устройства, образующие блок 11 предварительной обработки для применения в процессе удаления различных примесей, и устройства, образующие блок 14 предварительного охлаждения, и блок 12 сжижения, такой как колонна, а также теплообменник, представляющий собой статическое оборудование, и насосы, представляющие собой динамическое оборудование. Прерывистые линии на ФИГ. 2 означают зоны 100 расположения указанного оборудования.For example, equipment groups PL1 and PL2 comprise devices forming a pre-treatment unit 11 for use in the removal of various impurities, and devices forming a pre-cooling unit 14 and a liquefaction unit 12, such as a column, as well as a heat exchanger which is static equipment. and pumps, which are dynamic equipment. The broken lines in FIG. 2 denote zones 100 where said equipment is located.

[0021] Как показано на ФИГ. 2, в устройстве 1 для сжижения ПГ в соответствии с данным примером, две системы штабелей 6 (6a и 6b) труб расположены рядом друг с другом, параллельно. Каждый штабель труб образован из конфигурационного корпуса конструкции, имеющего удлиненную прямоугольную форму в горизонтальной проекции, и удерживает множество труб 61 (пучок труб 61), обеспечивающих поток ПГ и различных хладагентов (сжижающего хладагента и предохлаждающего хладагента), перемещаемых между различными устройствами, образующими вышеупомянутые группы оборудования PL1 и PL2.[0021] As shown in FIG. 2, in the LHG liquefaction apparatus 1 according to this example, two stack systems 6 (6a and 6b) of pipes are arranged side by side, in parallel. Each stack of pipes is formed from a configurational body of the structure having an elongated rectangular shape in plan view, and supports a plurality of pipes 61 (tube bundle 61), providing the flow of SG and various refrigerants (liquefying refrigerant and pre-refrigerant), which are moved between the various devices forming the above groups equipment PL1 and PL2.

[0022] На верхней поверхности штабеля 6 труб расположены ACHE 2, образующие конденсатор или переохладитель цикла 121 сжижения хладагента, выполненный в вышеупомянутом блоке 12 сжижения. Кроме того, если выполнен блок 14 предварительного охлаждения, то установленные ACHE 2 образуют устройство для понижения температуры, конденсатор или переохладитель цикла 141 предварительного охлаждения хладагента или цикла 142 охлаждения хладагента. В частности, выполнено большое количество ACHE 2 для цикла 141 предварительного охлаждения хладагента и цикла 142 охлаждения хладагента, и существует вариант, в котором используют от нескольких единиц до нескольких десятков ACHE 2, образующих конденсатор, переохладитель или конденсатор. Таким образом, в зависимости от масштаба, существует устройство 1 для сжижения ПГ, содержащее, в общем, примерно сотню ACHE 2.[0022] On the upper surface of the pipe stack 6, ACHEs 2 are disposed to form a condenser or subcooler of the refrigerant liquefaction cycle 121 provided in the aforementioned liquefaction unit 12. In addition, if the pre-cooling unit 14 is provided, the installed ACHE 2 form a temperature lowering device, condenser or sub-cooler of the refrigerant pre-cooling cycle 141 or the refrigerant cooling cycle 142. In particular, a large number of ACHE 2 are made for the refrigerant pre-cooling cycle 141 and the refrigerant cooling cycle 142, and there is a variant in which from several units to several tens of ACHE 2 are used to form a condenser, subcooler or condenser. Thus, depending on the scale, there is a GHG liquefaction device 1 containing, in total, about one hundred ACHE 2.

[0023] Как показано на ФИГ. 2, в устройстве 1 для сжижения ПГ согласно данному примеру, например, вдоль короткой стороны прямоугольника размещены три ACHE 2 с образованием группы ACHE 2, и множество групп ACHE 2 размещены на верхней поверхности штабеля 6 труб, имеющего прямоугольную форму в горизонтальной проекции, вдоль длинной стороны прямоугольника.[0023] As shown in FIG. 2, in the LHG liquefaction device 1 according to this example, for example, three ACHE 2 are arranged along the short side of the rectangle to form an ACHE 2 group, and a plurality of ACHE 2 groups are arranged on the upper surface of a pipe stack 6 having a rectangular shape in a horizontal projection along the long sides of the rectangle.

[0024] В качестве примера ACHE 2, выполненного на верхней поверхности штабеля 6 труб, на ФИГ. 4 представлен конфигурационный пример ACHE 2 с вытяжным вентилятором.[0024] As an example of the ACHE 2 formed on the top surface of the pipe stack 6 in FIG. 4 shows a configuration example of an ACHE 2 with an exhaust fan.

ACHE 2 содержит трубный пучок 230 и вентилятор 22. Трубный пучок 230 сформирован из пучка большого количества труб 23, каждая из которых обеспечивает возможность охлаждения потока текучей среды (сжижающего хладагента и предохлаждающего хладагента, описанных выше, а также других текучих сред, обрабатываемых в процессе, осуществляемом в блоке 11 предварительной обработки). Вентилятор 22 расположен над трубным пучком 230.ACHE 2 contains a tube bundle 230 and a fan 22. The tube bundle 230 is formed from a plurality of tubes 23, each of which provides the ability to cool the flow of fluid (the liquefying refrigerant and pre-refrigerant described above, as well as other fluids handled in the process, carried out in block 11 preprocessing). The fan 22 is located above the tube bundle 230.

[0025] Трубный пучок 230 открыт со стороны верхней и нижней поверхностей и способен обеспечивать возможность протекания охлаждающего воздуха с нижней стороны на верхнюю сторону через щели, каждая из которых образована между смежными трубами 23. Кроме того, корпус каркаса, образующий боковую периферическую часть трубного пучка 230, прикреплен к верхней поверхности конструкции, образующей штабель 6 труб.[0025] The tube bundle 230 is open on the side of the upper and lower surfaces and is capable of allowing cooling air from the lower side to the upper side through slots, each of which is formed between adjacent tubes 23. In addition, a scaffold body forming a lateral peripheral portion of the tube bundle 230 is attached to the upper surface of the structure forming a stack of 6 pipes.

[0026] Центр вращения вентилятора 22 соединен с верхней концевой частью вращающегося вала 222, расположенного так, что он выступает в направлении вверх и вниз. Нижняя сторона вращающегося вала 222 проходит через трубный пучок 230, а нижняя концевая часть вращающегося вала 222 соединена с блоком 221 вращающегося привода, расположенного под трубным пучком 230.[0026] The center of rotation of the fan 22 is connected to the upper end portion of the rotary shaft 222 located so that it projects in an upward and downward direction. The underside of the rotary shaft 222 extends through the tube bundle 230, and the lower end of the rotary shaft 222 is connected to a rotary drive unit 221 located below the tube bundle 230.

[0027] Например, как показано на ФИГ. 4, блок 221 вращающегося привода может иметь следующую конфигурацию. То есть приводной ремень 225 навит вокруг шкива 223 вентилятора, выполненного в нижней концевой части вращающегося вала 222, и шкива 224 двигателя, выполненного со стороны вращающегося вала роторного двигателя 226, расположенного на боковой стороне шкива 223 вентилятора, и вращающийся вал 222 вращается благодаря приводному ремню 225.[0027] For example, as shown in FIG. 4, the rotary drive unit 221 may have the following configuration. That is, the drive belt 225 is wound around the fan pulley 223 formed at the lower end portion of the rotary shaft 222 and the motor pulley 224 formed on the rotary shaft side of the rotary motor 226 located on the side of the fan pulley 223, and the rotary shaft 222 rotates due to the drive belt 225.

Альтернативно, вращающийся вал 222 может быть соединен с роторным двигателем.Alternatively, rotating shaft 222 may be coupled to a rotary motor.

[0028] В той области, которая идет вверх от верхней поверхности корпуса каркаса, окружающего трубный пучок 230 через боковые стороны вентилятора 22, предусмотрен проход 21, обеспечивающий возможность прохождения воздуха через трубный пучок 230.[0028] In the region that extends upward from the upper surface of the frame housing surrounding the tube bundle 230 through the sides of the fan 22, a passage 21 is provided to allow air to pass through the tube bundle 230.

При вращении вентилятора 22 ACHE 2, имеющего вышеупомянутую конфигурацию, образуется поток воздуха, проходящего через трубный пучок 230 с нижней стороны на верхнюю сторону, и охлаждающий воздух поступает на поверхности труб 23. Благодаря этому происходит охлаждение текучей среды, которая подлежит охлаждению, текущей по трубам 23.When the ACHE fan 22 having the above configuration rotates, an air flow is generated through the tube bundle 230 from the lower side to the upper side, and the cooling air is supplied to the surface of the tubes 23. This cools the fluid to be cooled flowing through the tubes 23.

[0029] Приведено описание схемы способа проектирования каждого ACHE 2. Например, на основании технологической мощности каждого устройства в блоке 11 предварительной обработки и в блоке 12 сжижения (в блоке 14 предварительного охлаждения), рассчитанной по проектному объему производства СПГ в устройстве 1 для сжижения ПГ, устанавливают скорость потока текучей среды, которая подлежит охлаждению, проходящей по трубам 23, и разность температур между температурой на входе и температурой на выходе. На основании скорости потока и разности температур текучей среды, которая подлежит охлаждению, определяют степень теплообмена в единицу времени между текучей средой, которая подлежит охлаждению, и охлаждающим воздухом, проходящим через трубный пучок 230 (проектная температура зафиксирована, например, при 30 °С).[0029] A description is given of a schematic diagram of a design method for each ACHE 2. For example, based on the process capacity of each device in the pretreatment unit 11 and in the liquefaction unit 12 (in the precooling unit 14), calculated from the design volume of LNG production in the LNG liquefaction device 1 , set the flow rate of the fluid to be cooled passing through the pipes 23, and the temperature difference between the inlet temperature and the outlet temperature. Based on the flow rate and the temperature difference of the fluid to be cooled, the degree of heat exchange per unit time between the fluid to be cooled and the cooling air passing through the tube bundle 230 is determined (the design temperature is fixed, for example, at 30 ° C).

[0030] Затем значение, полученное добавлением заданного запаса к вышеуказанной степени теплообмена в единицу времени, используют в проекте в качестве степени теплообмена. На основании установленной в проекте степени теплообмена определяют проектные переменные, такие как материал, толщина, диаметр и площадь теплопереноса (общая площадь поверхности трубы 23) трубы 23, количество проходов, обеспечиваемых в каждом трубном пучке 230, количество рядов труб 23 по высоте и расстояние между трубными пучками 230, расположенными рядом друг с другом.[0030] Then, the value obtained by adding the predetermined margin to the above-mentioned heat transfer rate per unit time is used as the heat transfer rate in the design. Based on the degree of heat transfer established in the project, design variables are determined, such as material, thickness, diameter and heat transfer area (total surface area of pipe 23) of pipe 23, number of passes provided in each tube bundle 230, number of rows of pipes 23 in height and distance between tube bundles 230 adjacent to each other.

[0031] Кроме того, в соответствии с вышеуказанной степенью теплообмена и конструкцией на стороне трубного пучка 230, определяют скорость потока охлаждающего воздуха, проходящего через трубный пучок 230 (заданную скорость потока воздуха при нормальной эксплуатации ACHE 2). Затем, с учетом падения давления за время прохождения охлаждающего воздуха через трубный пучок 230 (перепад давления до и после прохождения охлаждающего воздуха через трубный пучок 230), определяют размер, количество, количество оборотов вентилятора 22 в единицу времени и мощность вращающегося двигателя 226, так чтобы охлаждающий воздух при заданной скорости потока воздуха мог проходить через трубный пучок 230.[0031] In addition, in accordance with the above heat exchange rate and the structure on the side of the tube bundle 230, the flow rate of the cooling air passing through the tube bundle 230 (target air flow rate in normal operation of ACHE 2) is determined. Then, taking into account the pressure drop during the passage of the cooling air through the tube bundle 230 (the pressure difference before and after the passage of the cooling air through the tube bundle 230), the size, number, number of revolutions of the fan 22 per unit time and the power of the rotating motor 226 are determined so that cooling air at a given air flow rate could pass through the tube bundle 230.

В устройстве 1 для сжижения ПГ охлаждают различные текучие среды, которые подлежат охлаждению, с применением ACHE 2, описанного выше, с получением СПГ с заданной производительностью (например, с проектной производительностью).The LNG liquefaction device 1 cools various fluids to be cooled using the ACHE 2 described above to produce LNG at a predetermined capacity (eg, design capacity).

[0032] В общем, ACHE 2 проектируют так, чтобы степень теплообмена, указанную в проекте, можно было достичь при эксплуатации ACHE 2 в таких условиях, в которых она менее подвержена влиянию погодных изменений, например, внутри завода. Однако реальный ACHE 2, выполненный в устройстве 1 для сжижения ПГ, может быть подвержен действию погодных изменений, и степень теплообмена может изменяться.[0032] In general, ACHE 2 is designed so that the design-specified heat transfer rate can be achieved by operating the ACHE 2 in an environment in which it is less susceptible to weather changes, such as inside a plant. However, the actual ACHE 2 provided in the GHG liquefaction apparatus 1 may be subject to weather changes, and the degree of heat exchange may vary.

[0033] С учетом этого авторы изобретения сконцентрировались на ветре, дующем на штабель 6 труб, и обнаружили, что существует вариант, когда направление ветра и скорость ветра вызывает относительно существенное снижение охлаждающей способности некоторых из большого количества ACHE 2, выполненных на штабелях 6 труб.[0033] With this in mind, the inventors focused on the wind blowing on the pipe stack 6 and found that there is a case where the wind direction and wind speed cause a relatively significant decrease in the cooling capacity of some of the large number of ACHE 2 made on the pipe stack 6.

Далее, со ссылкой на ФИГ. 2 и ФИГ. 5, приведено описание механизма снижения мощности ACHE 2.Next, with reference to FIG. 2 and FIG. 5, the ACHE 2 power reduction mechanism is described.

[0034] Например, сделано предположение для случая, в котором существует тенденция, что в зоне монтажа устройства 1 для сжижения ПГ, изображенного на ФИГ. 2, сильный ветер W дует в определенном направлении, указанном обозначенными на ФИГ. 2 стрелками, в течение более продолжительного периода времени, по сравнению с другими направлениями ветра, в соответствии с погодными условиями или с геологическими условиями, в течение заданного периода времени суток или в течение заданного времени года.[0034] For example, an assumption is made for a case in which there is a tendency that in the mounting area of the LHG liquefaction apparatus 1 shown in FIG. 2, a strong wind W blows in a specific direction indicated by those indicated in FIG. 2 arrows, for a longer period of time than other wind directions, according to weather conditions or geological conditions, during a given period of time of the day or during a given time of year.

Устройство 1 для сжижения ПГ, изображенное на ФИГ. 2, представляет собой пример, в котором ветер W дует на поверхность на длинной стороне штабеля 6a труб с одной стороны двух систем штабелей 6a и 6b труб.The GHG liquefaction device 1 shown in FIG. 2 is an example in which the wind W blows to the surface on the long side of the pipe stack 6a from one side of the two pipe stack systems 6a and 6b.

[0035] Как указано выше, обнаружено, что существует вариант, в котором если ветер дует в заданном направлении, то возникает относительно существенное ухудшение охлаждающей способности ACHE 2, размещенных вдоль той поверхности, на которую дует ветер W (ACHE 2, расположенные в зоне A, окруженной штрихпунктирными линиями на ФИГ. 2).[0035] As indicated above, it has been found that there is a variant in which if the wind blows in a given direction, there is a relatively significant deterioration in the cooling capacity of ACHE 2 located along the surface on which the wind W blows (ACHE 2 located in zone A surrounded by dash-dot lines in FIG. 2).

[0036] На ФИГ. 5 представлено схематическое изображение для иллюстрации механизма снижения охлаждающей способности, упомянутой выше, и представлено схематическое изображение верхней части штабеля 6 труб, которое можно видеть в направлении, пересекающем направление движения ветра W.[0036] FIG. 5 is a schematic diagram to illustrate the mechanism for reducing the cooling capacity mentioned above, and is a schematic diagram of the top of the pipe stack 6, as seen from a direction intersecting the direction of wind movement W.

Как показано на ФИГ. 5, если ветер W дует на боковую поверхность штабеля 6 труб, то ветер W сталкивается с ACHE 2, расположенным на верхней стороне в направлении движения ветра W. В результате образуется область, на которой поток ветра W концентрируется на стороне верхней поверхности, что увеличивает давление P2 на стороне выхода из ACHE 2.As shown in FIG. 5, if the wind W blows on the side surface of the stack of 6 pipes, then the wind W collides with ACHE 2 located on the upper side in the direction of wind movement W. As a result, an area is formed in which the wind flow W is concentrated on the side of the upper surface, which increases the pressure P 2 on the exit side of ACHE 2.

[0037] В то же время на стороне нижней поверхности ACHE 2, под действием динамического давления, создаваемого движением ветра W по штабелю 6 труб, имеющему указанную структурную конфигурацию, снижается давление P1 на стороне входа в ACHE 2.[0037] At the same time, on the lower surface side of the ACHE 2, the pressure P 1 on the inlet side of the ACHE 2 is reduced by the dynamic pressure generated by the movement of wind W on the pipe stack 6 having the above structural configuration.

Кроме того, на верхней стороне боковой поверхности штабеля 6 труб может быть выполнена уплотнительная крышка (ветрозащитная крышка), выполненная с возможностью уменьшения изменения скорости потока воздуха под действием прямого ветра на ACHE 2, или конструкция 62, такая как поперечная балка, образующая главный корпус штабеля 6 труб. Существует вариант, в котором такая конструкция 62 образует вихрь, затягивая часть ветра W в штабель 6 труб. При этом снижается давление P1 на стороне входа в ACHE 2.In addition, on the upper side of the side surface of the pipe stack 6, a sealing cover (windproof cover) can be made, adapted to reduce the change in the air flow rate under the action of the direct wind on the ACHE 2, or a structure 62, such as a cross beam forming the main body of the stack 6 pipes. There is an option in which such a structure 62 forms a vortex, drawing part of the wind W into the stack 6 of pipes. This reduces the pressure P 1 on the inlet side of the ACHE 2.

Как описано выше, если давление P1 на стороне входа в ACHE 2 снижено, а давление P2 на стороне выхода увеличено, то перепад давления до и после прохождения охлаждающего воздуха через ACHE 2 увеличивается.As described above, if the inlet side pressure P 1 of the ACHE 2 is decreased and the outlet side pressure P 2 is increased, the pressure drop before and after the cooling air passes through the ACHE 2 increases.

[0038] На ФИГ. 6 показана взаимосвязь между скоростью потока воздуха Q [Нм3/с] в ACHE 2 и перепадом давления ΔP [-] между стороной на входе и стороной на выходе из ACHE 2 (стандартизированная по перепаду давления ΔPTB во время прохождения охлаждающего воздуха через трубный пучок 230, и представлено значение ΔP=(P2-P1)/ΔPTB).[0038] FIG. 6 shows the relationship between the air flow rate Q [Nm 3 / s] in ACHE 2 and the pressure drop ΔP [-] between the inlet side and the outlet side of the ACHE 2 (standardized for the pressure drop ∆P TB during the passage of cooling air through the tube bundle 230, and the value ΔP = (P 2 -P 1 ) / ΔP TB ) is shown.

[0039] В соответствии с ФИГ. 6, в ACHE 2, имеющем конфигурацию, в которой можно подавать охлаждающий воздух с заданной скоростью потока воздуха QD, при наличии заданного перепада давления ΔPD между стороной на входе и стороной на выходе в момент проектирования (сторона на входе и сторона на выходе из ACHE 2 находятся в условиях атмосферного давления и, следовательно, в нормальном состоянии задано значение ΔPD=0), если перепад давления увеличивается до ΔP’, то скорость потока воздуха снижается до Q’ (<QD).[0039] In accordance with FIG. 6, in an ACHE 2 configured to supply cooling air at a predetermined air flow rate Q D , given a predetermined pressure drop ΔP D between the inlet side and the outlet side at the time of design (inlet side and outlet side ACHE 2 are at atmospheric pressure and therefore normally set to ΔP D = 0), if the differential pressure increases to ΔP ', then the air flow rate decreases to Q'(<Q D ).

Понятно, что уменьшение скорости потока охлаждающего воздуха вследствие увеличения перепада давления, как описано выше, приводит к снижению охлаждающей способности ACHE 2, расположенных вдоль поверхности штабеля 6 труб, на которую дует ветер W.It is understood that a decrease in the flow rate of the cooling air due to an increase in the pressure drop, as described above, leads to a decrease in the cooling capacity of the ACHE 2 located along the surface of the pipe stack 6, on which the wind W blows.

[0040] В то же время для ACHE 2, расположенных на следующей по потоку стороне, в отличие от ACHE 2, расположенных на той поверхности, на которую дует ветер W, степень увеличения давления P2 вследствие перехода концентрации ветра W на верхнюю поверхность ACHE становится меньше. При этом скорость потока ветра W, движущегося через штабель 6 труб, также постепенно уменьшается, что приводит к тому, что степень уменьшения давления P1 под влиянием динамического давления также становится меньше. Кроме того, в положении, удаленном от конструкции 62, снижение давления P1 вследствие образования вихря происходит с меньшей вероятностью. Таким образом, для ACHE 2, расположенного на следующей по потоку стороне, степень снижения охлаждающей способности под влиянием ветра W является небольшой.[0040] At the same time, for ACHE 2 located on the downstream side, in contrast to ACHE 2 located on the surface on which the wind W blows, the degree of pressure increase P 2 due to the transition of the wind concentration W to the upper surface of the ACHE becomes less. In this case, the speed of the wind flow W moving through the stack of pipes 6 also gradually decreases, which leads to the fact that the degree of pressure reduction P 1 under the influence of dynamic pressure also becomes smaller. In addition, at a position remote from structure 62, a decrease in pressure P 1 due to vortex formation is less likely. Thus, for the ACHE 2 located on the upstream side, the degree of decrease in the cooling capacity due to the wind W is small.

[0041] Что касается ухудшения охлаждающей способности ACHE 2, описанного выше, то при использовании множества ACHE 2 для охлаждения текучей среды, которая подлежит охлаждению, при условии, что все ACHE 2, в целом, имеют требуемую охлаждающую способность, проблема ухудшения охлаждающей способности некоторых ACHE 2 является незаметной. Кроме того, даже если снижение охлаждающей способности некоторых ACHE 2 не может быть компенсировано другим ACHE 2, это не влияет на объем производства СПГ, при условии, что снижение охлаждающей способности можно компенсировать альтернативными способами (например, если указанная способность снижена в ACHE 2, образующем конденсатор для хладагента, то осуществляют регулирование в сторону повышения давления на выходе из компрессора хладагента).[0041] Regarding the deterioration of the cooling capacity of the ACHE 2 described above, when using a plurality of ACHE 2 to cool the fluid to be cooled, provided that all of the ACHE 2 as a whole have the required cooling capacity, the problem of deterioration in the cooling capacity of some ACHE 2 is inconspicuous. In addition, even if the reduction in cooling capacity of some ACHE 2 cannot be compensated for by another ACHE 2, this does not affect LNG production, provided that the reduction in cooling capacity can be compensated for by alternative means (for example, if said capacity is reduced in ACHE 2, which condenser for the refrigerant, then the control is carried out in the direction of increasing the pressure at the outlet of the refrigerant compressor).

[0042] В таких обстоятельствах для большого количества ACHE 2, предложенного до настоящего времени, не было предложено отдельное регулирование скорости потока охлаждающего воздуха. Таким образом, проблема снижения охлаждающей способности ACHE 2, расположенного вдоль поверхности, на которую дует ветер W, описанная со ссылкой на ФИГ. 5, была неизвестна.[0042] In such circumstances, for the large amount of ACHE 2 proposed so far, no separate regulation of the cooling air flow rate has been proposed. Thus, the problem of reducing the cooling capacity of the ACHE 2 located along the surface on which the wind W blows, described with reference to FIG. 5 was unknown.

[0043] Однако компенсация охлаждающей способности ACHE 2 с помощью альтернативных способов может приводить к увеличению расхода энергии устройства 1 для сжижения ПГ (например, к увеличению расхода энергии для повышения давления на выходе из компрессора хладагента). Кроме того, что касается регулировочных элементов, используемых в качестве альтернативных средств, резервная мощность регулирования (в случае, если охлаждающую способность компенсируют посредством увеличения давления на выходе из компрессора хладагента - резервная мощность регулирования давления на выходе) становится меньше, что приводит к тому, что существует риск затруднения эксплуатационной регулировки, осуществляемой для первоначальной цели.[0043] However, compensating the cooling capacity of the ACHE 2 with alternative methods may result in an increase in the energy consumption of the LHG liquefaction apparatus 1 (eg, in an increase in energy consumption to increase the refrigerant compressor outlet pressure). In addition, with regard to the control elements used as alternative means, the reserve control power (in case the cooling capacity is compensated by increasing the pressure at the outlet of the refrigerant compressor - the reserve control power of the outlet pressure) becomes smaller, which leads to the fact that there is a risk that the operational adjustment made for the original purpose will become difficult.

В такой ситуации предпочтительно, что ACHE 2, который представлен в любом положении на штабеле 6 труб, имеет конфигурацию, менее подверженную снижению охлаждающей способности вследствие направления или скорости ветра W.In such a situation, it is preferable that the ACHE 2, which is represented in any position on the pipe stack 6, has a configuration less prone to a decrease in cooling capacity due to the direction or speed of the wind W.

[0044] Для решения такой проблемы авторы настоящего изобретения сосредоточились на перепаде давления ΔPTB до и после прохождения охлаждающего воздуха через трубный пучок 230 (см. ФИГ. 4). На изображении вида сбоку в вертикальном разрезе ACHE 2, представленном на ФИГ. 4, также приведена диаграмма распределения давления для схематической иллюстрации изменения давления охлаждающего воздуха, наблюдаемого вдоль направления потока со стороны входа к стороне выхода (то же относится к виду сбоку в вертикальном разрезе ACHE 2' с вытяжным вентилятором, представленного на ФИГ. 7, описанной далее).[0044] To solve such a problem, the inventors of the present invention focused on the pressure drop ΔP TB before and after the passage of cooling air through the tube bundle 230 (see FIG. 4). The ACHE 2 side elevational view of FIG. 4 is also a pressure distribution diagram to schematically illustrate the change in cooling air pressure observed along the direction of flow from the inlet side to the outlet side (the same applies to the side elevational view of the ACHE 2 'with an exhaust fan shown in FIG. 7 described below. ).

[0045] В соответствии с результатом оценочных расчетов, в примере устройства 1 для сжижения ПГ, изображенном на ФИГ. 2 и ФИГ. 5, если ветер W со скоростью примерно 5 м/с дует по направлению, перпендикулярному длинной стороне штабеля 6 труб, то можно ожидать, что в ACHE 2, расположенных вдоль указанной поверхности, на которую дует ветер W, происходит снижение давления P1 со стороны входа и увеличение давления P2 со стороны выхода, и перепад давления ΔP увеличивается примерно на 20 Па.[0045] According to the result of the estimated calculations, in the example of the LHG liquefaction apparatus 1 shown in FIG. 2 and FIG. 5, if the wind W with a speed of about 5 m / s blows in a direction perpendicular to the long side of the stack of pipes 6, then it can be expected that in ACHE 2 located along the specified surface on which the wind W blows, the pressure P 1 decreases from the side inlet and an increase in pressure P 2 on the outlet side, and the pressure drop ΔP increases by about 20 Pa.

[0046] В то же время в ACHE 2, используемых до настоящего времени, перепад давления ΔPTB до и после прохождения охлаждающего воздуха через трубный пучок 230, составляет примерно 50 Па. Даже в том случае, если трубный пучок 230 имеет более высокий перепад давления, перепад давления ΔPTB составляет от примерно 100 Па до примерно 150 Па. Таким образом, увеличение перепада давления на 20 Па под действием ветра W оказывает влияние, соответствующее от примерно 13% до примерно 40% от перепад давления ACHE 2 (трубного пучка 230). Таким образом, как показано на ФИГ. 6, снижение (QD-Q’) скорости потока охлаждающего воздуха с ΔPD до ΔP’ вследствие увеличения перепада давления также становится больше.[0046] At the same time, in the ACHE 2 used so far, the pressure drop ΔP TB before and after passing the cooling air through the tube bundle 230 is about 50 Pa. Even if the tube bundle 230 has a higher pressure drop, the pressure drop ΔP TB is from about 100 Pa to about 150 Pa. Thus, an increase in the pressure drop of 20 Pa due to wind W has an effect corresponding to about 13% to about 40% of the pressure drop ACHE 2 (tube bundle 230). Thus, as shown in FIG. 6, the decrease (Q D -Q ') of the cooling air flow rate from ΔP D to ΔP' due to the increase in the pressure drop also becomes larger.

[0047] Таким образом, для того, чтобы влияние увеличения перепада давления под действием ветра W было относительно меньше, в устройстве 1 для сжижения ПГ в соответствии с данным примером используют ACHE 2a (здесь и далее упоминаемый как «ACHE 2a с большим перепадом давления»), в котором перепада давления охлаждающего воздуха до и после прохождения через пучок труб 230 больше, чем в том, который использовали до настоящего времени, в таких условиях, в которых охлаждающий воздух движется с заданной скоростью потока. ACHE 2a с большим перепадом давления давлений проектируют так, что перепад давления трубного пучка 230 устанавливают на значение в пределах от 200 Па до 1000 Па, предпочтительно от 250 Па до 800 Па.[0047] Thus, in order to make the effect of the increase in pressure drop due to wind W to be relatively less, the LHG liquefaction apparatus 1 according to this example uses ACHE 2a (hereinafter referred to as "ACHE 2a high pressure drop" ), in which the pressure drop of the cooling air before and after passing through the tube bundle 230 is greater than that used hitherto under conditions in which the cooling air moves at a given flow rate. The high pressure drop ACHE 2a is designed so that the pressure drop of the tube bundle 230 is set to a value in the range of 200 Pa to 1000 Pa, preferably 250 Pa to 800 Pa.

[0048] Увеличение перепада давления вследствие влияния ветра W изменяется в соответствии с разностью направлений и скорости ветра W. Однако в таких условиях, в которых происходит увеличение перепада давления на 20 Па, как описано выше, влияние такого увеличения перепада давления относительно перепада давления ACHE 2 (трубного пучка 230) может быть снижено на значение от примерно 2% до примерно 10%. В результате, как показано на ФИГ. 6, увеличение перепада давления с ΔPD сдержано до значения ΔP’ (<ΔP’), что обеспечивает возможность уменьшения диапазона снижения (QD-Q’) скорости потока охлаждающего воздуха вследствие увеличения перепада давления.[0048] The increase in pressure drop due to the influence of wind W changes in accordance with the difference in directions and speed of wind W. However, in such conditions in which there is an increase in pressure drop of 20 Pa, as described above, the effect of such an increase in pressure drop relative to the pressure drop ACHE 2 (tube bundle 230) can be reduced by about 2% to about 10%. As a result, as shown in FIG. 6, the increase in the pressure drop with ΔP D is suppressed to the value of ΔP '(<ΔP'), which makes it possible to reduce the reduction range (Q D -Q ') of the cooling air flow rate due to the increase in the pressure drop.

[0049] Предложенный способ настройки перепада давления в трубном пучке 230 на более высокое значение не ограничен каким-либо конкретным способом. Однако, например, заданное количество рядов труб 23 в трубном пучке 230 может быть больше по сравнению с ACHE 2, используемым до настоящего времени, или на стороне выхода из трубного пучка 230 может быть предусмотрена заслонка типа жалюзи для регулирования наклона. Таким образом, в отношении трубного пучка 230, который спроектирован так, чтобы перепад давления был больше по сравнению с известным уровнем техники, предусмотрен вентилятор 22 и блок 221 вращающегося привода, которые выполнены с возможностью подачи охлаждающего воздуха, имеющего заданную скорость потока воздуха.[0049] The proposed method for adjusting the pressure drop in the tube bundle 230 to a higher value is not limited in any particular way. However, for example, the predetermined number of rows of tubes 23 in the tube bundle 230 may be larger than the ACHE 2 used so far, or a louver-type damper may be provided on the outlet side of the tube bundle 230 to adjust the inclination. Thus, with respect to the tube bundle 230, which is designed to have a pressure drop greater than the prior art, a fan 22 and a rotary drive unit 221 are provided, which are configured to supply cooling air having a predetermined air flow rate.

[0050] ACHE 2a с большим перепадом давления, имеющий больший перепад давления, как описано выше, можно использовать в качестве некоторых из большого количества ACHE 2, расположенных на штабеле 6 труб.[0050] A high pressure drop ACHE 2a having a higher pressure drop as described above can be used as some of the large number of ACHE 2 located on the pipe stack 6.

Например, как показано на ФИГ. 2, если устройство 1 для сжижения ПГ содержит множество штабелей 6 (6a и 6b) труб, и на верхней поверхности каждого из штабелей 6a и 6b труб размещено большое количество ACHE 2, то направление, в котором дует сильный ветер W в течение относительно продолжительного периода времени, определяют на этапе предварительного изучения до строительства устройства 1 для сжижения ПГ. Необходимо лишь, чтобы по меньшей мере ACHE 2a с большим перепадом давления был включен в ACHE 2 (ACHE 2 в области, окруженной штрихпунктирными линиями на ФИГ. 2), размещенные вдоль поверхности, на которую дует ветер W, относительно штабеля 6a труб, расположенного на предыдущей по потоку стороне в направлении движения ветра W.For example, as shown in FIG. 2, if the LHG liquefaction apparatus 1 contains a plurality of pipe stacks 6 (6a and 6b), and a large amount of ACHE 2 is placed on the top surface of each of the pipe stacks 6a and 6b, then the direction in which the strong wind W blows for a relatively long period time, is determined at the stage of preliminary study before the construction of the device 1 for liquefaction of NG. It is only necessary that at least ACHE 2a with a large pressure drop be included in ACHE 2 (ACHE 2 in the area surrounded by dash-dot lines in FIG. 2) located along the surface on which the wind W blows, relative to the stack 6a of pipes located on the previous upstream side in the direction of wind movement W.

[0051] На данном этапе не обязательно нужно обеспечивать ACHE 2a с большим перепадом давления для всех ACHE 2, размещенных вдоль поверхности, на которую дует ветер W. ACHE 2a с большим перепадом давления можно использовать лишь для тех ACHE 2, в которых снижение скорости потока воздуха вследствие увеличения перепада давления под действием ветра W является заметным.[0051] At this stage, it is not necessary to provide ACHE 2a with a high pressure drop for all ACHE 2 located along the surface on which the wind blows W. ACHE 2a with a high pressure drop can only be used for those ACHE 2 in which the flow rate reduction air due to the increase in pressure drop under the influence of wind W is noticeable.

В то же время, как описано выше, поскольку ранее не было осуществлено управление скоростью потока воздуха для отдельного ACHE 2 в устройстве 1 для сжижения ПГ, известном из уровня техники, то существует трудность при количественном определении изменения скорости потока охлаждающего воздуха, когда дует ветер W, а также разности изменений скорости потока охлаждающего воздуха в зависимости от места расположения ACHE 2.At the same time, as described above, since the air flow rate control for the individual ACHE 2 in the prior art LHG liquefaction apparatus 1 has not previously been implemented, it is difficult to quantify the change in the cooling air flow rate when the wind blows W , as well as the difference in changes in the speed of the cooling air flow depending on the location of the ACHE 2.

[0052] Таким образом, в данном примере использована вычислительная динамика для жидкости и газа для проектирования штабеля 6 труб, на котором расположено большое количество ACHE 2. Для этого, например, более точно определяют перепад давления трубного пучка 230, место расположения ACHE 2a с большим перепадом давления и влияние ветра W на ACHE 2a с большим перепадом давления, необходимые для стабильной эксплуатации устройства 1 для сжижения ПГ.[0052] Thus, in this example, computational dynamics for liquid and gas is used to design a pipe stack 6 on which a large number of ACHE 2 is located. For this, for example, the pressure drop of the tube bundle 230 is more accurately determined, the location of the ACHE 2a with a large pressure drop and the effect of wind W on ACHE 2a with a large pressure drop, necessary for the stable operation of the SG liquefaction device 1.

[0053] Проектирование устройства 1 для сжижения ПГ с применением вычислительной динамики для жидкости и газа (проектирование штабеля 6 труб, содержащего большое количество ACHE 2) можно осуществлять на основании следующих этапов.[0053] The design of the LHG liquefaction device 1 using computational dynamics for liquid and gas (design of the pipe stack 6 containing a large amount of ACHE 2) can be carried out based on the following steps.

(Этап 1) Определяют место расположения штабеля 6 (6a, 6b) труб, который представляет собой конструкцию, на которой расположены аппараты, образующие устройство 1 для сжижения ПГ.(Step 1) Determine the location of the stack 6 (6a, 6b) of pipes, which is the structure on which the apparatus is located, forming the device 1 for liquefying NG.

[0054] (Этап 2) Затем, исходя из ситуации, в которой множество ACHE 2 размещены на верхней стороне трубного стеллажа 6, который находится в месте расположения, определенном на этапе 1, рассчитывают поток воздуха в монтажных положениях множества ACHE 2 с помощью числового анализа динамики жидкости и газа.[0054] (Step 2) Then, based on the situation in which the plurality of ACHEs 2 are placed on the upper side of the pipe rack 6, which is located at the location determined in step 1, the air flow at the mounting positions of the plurality of ACHEs 2 is calculated using numerical analysis dynamics of liquid and gas.

После осуществления этапа 2, для по меньшей мере тех ACHE 2, которые размещены вдоль поверхности штабеля 6 труб, на который дует ветер W, создают модель вычислительной динамики для жидкости и газа для расчета потока охлаждающего воздуха при заданном проектном перепаде давления в диапазоне от 200 Па до 1000 Па для перепада давления охлаждающего воздуха до и после прохождения через трубный пучок 230 и в таких условиях, в которых включен ACHE 2a с большим перепадом давления, который способен обеспечивать подачу в трубный пучок 230 охлаждающего воздуха с заданной скоростью потока воздуха (например, со скоростью потока воздуха, обеспечивающей возможность достижения вышеуказанной степени теплообмена в единицу времени с использованием текучей среды, которая подлежит охлаждению).After performing step 2, for at least those ACHE 2 that are located along the surface of the pipe stack 6, on which the wind W blows, create a computational dynamics model for liquid and gas to calculate the flow of cooling air at a given design pressure drop in the range of 200 Pa up to 1000 Pa for the pressure drop of the cooling air before and after passing through the tube bundle 230 and under conditions in which the ACHE 2a is switched on with a high pressure drop that is capable of supplying cooling air into the tube bundle 230 at a given air flow rate (for example, with air flow rate, making it possible to achieve the above degree of heat transfer per unit of time using the fluid to be cooled).

[0055] Далее, на этапе 2 осуществляют расчет модели вычислительной динамики для жидкости и газа в таких условиях, в которых направление и скорость ветра W, который дует на штабель 6 труб, установлены на основании, например, результатов вышеупомянутого предварительного исследования, и может быть проверена скорость потока охлаждающего воздуха в каждом ACHE 2 (2a). В результате в ACHE 2a с большим перепадом давления, которые размещены вдоль поверхности, на которую дует ветер W, даже если скорость потока охлаждающего воздуха снижена с заданной скорости потока воздуха QD до скорости потока воздуха Q’, можно проверить, что скорость потока воздуха Qʺ равна или больше заданной минимальной скорости потока воздуха QMIN для управления эксплуатацией (см. ФИГ. 6).[0055] Next, in step 2, a computational dynamics model for liquid and gas is calculated under conditions such that the direction and speed of the wind W that blows on the pipe stack 6 is established based on, for example, the results of the above preliminary study, and may be checked the cooling air flow rate in each ACHE 2 (2a). As a result, in ACHE 2a with a large pressure drop, which are located along the surface on which the wind W blows, even if the cooling air flow rate is reduced from a given air flow rate Q D to an air flow rate Q ', it can be verified that the air flow rate Qʺ equal to or greater than the specified minimum air flow rate Q MIN for operation control (see FIG. 6).

[0056] Если скорость потока воздуха Q’ меньше минимальной скорости потока воздуха QMIN, существует риск того, что перепад давления в трубном пучке 230 в ACHE 2a с большим перепадом давления будет недостаточной и, следовательно, увеличивают количество рядов труб 23 или регулируют наклон заслонки типа жалюзи для изменения перепада давления.[0056] If the air flow rate Q 'is less than the minimum air flow rate Q MIN , there is a risk that the pressure drop across the tube bundle 230 in ACHE 2a with a high pressure drop will be insufficient and therefore increase the number of rows of tubes 23 or adjust the inclination of the damper jalousie type for changing the pressure drop.

Затем создают модель вычислительной динамики для жидкости и газа для штабеля 6 труб, содержащего ACHE 2a с большим перепадом давления с отрегулированным перепадом давления, и снова, в условиях, в которых дует вышеупомянутый ветер W, проверяют, что скорость потока воздуха Q’ равна или больше заданной минимальной скорости потока воздуха QMIN.Then a computational fluid and gas dynamic model is created for a pipe stack 6 containing a high differential pressure ACHE 2a with a regulated differential pressure, and again, under the conditions in which the aforementioned wind W is blowing, it is verified that the air flow velocity Q 'is equal to or greater set minimum air flow rate Q MIN .

[0057] Теперь можно привести пример ситуации, в которой скорость ветра, которую задают для проверки скорости потока воздуха Q’ с помощью вычислительной динамики для жидкости и газа, устанавливают для условий, исключающих скорость ветра при аномальных погодных условиях, которые возникают реже, таких как буря, например, значение от 5 м/с до 10 м/с.[0057] An example can now be given of a situation in which the wind speed, which is set to test the air flow rate Q 'using computational dynamics for liquid and gas, is set for conditions that exclude wind speed under abnormal weather conditions that occur less frequently, such as storm, for example, a value between 5 m / s and 10 m / s.

Далее устанавливают минимальную скорость потока воздуха QMIN на значение от 70% до 90% от установленной скорости потока воздуха QD при проектном перепаде давления ΔPD с учетом запаса, заданного при проектировании ACHE 2a с большим перепадом давления, или охлаждающей способности, компенсированной другим ACHE 2.Next, set the minimum air flow rate Q MIN to a value from 70% to 90% of the set air flow rate Q D at the design pressure drop ΔP D , taking into account the margin specified in the design of the ACHE 2a with a large pressure drop, or the cooling capacity compensated by another ACHE 2.

[0058] В качестве другого способа проектирования штабеля 6 труб, содержащего ACHE 2a с большим перепадом давления, с применением вышеуказанной вычислительной динамики для жидкости и газа на этапе 2 может быть создана модель вычислительной динамики для жидкости и газа с использованием известных из уровня техники ACHE 2 во всех положениях на верхней стороне штабеля 6 труб для осуществления расчета для проверки скорости потока воздуха Q’. Затем можно определить место расположения, чтобы ACHE 2a с большим перепадом давления был выполнен в том положении, в котором скорость потока воздуха Q’ меньше, чем минимальная скорость потока воздуха QMIN среди ACHE 2, расположенных на той поверхности, на которую дует ветер W.[0058] As another method for designing a pipe stack 6 containing high pressure drop ACHE 2a using the above computational fluid and gas dynamics, in step 2, a computational fluid and gas dynamics model can be generated using prior art ACHE 2 in all positions on the top side of the pipe stack 6 for calculating the air flow rate Q '. The location can then be determined so that the ACHE 2a with a high pressure drop is carried out in a position in which the air velocity Q 'is less than the minimum air velocity Q MIN among the ACHE 2 located on the surface on which the wind blows W.

[0059] Далее, в соответствии с предварительным исследованием, если существует множество направлений, в которых дует сильный ветер W в течение относительно продолжительного периода времени, например, вследствие того, что направление ветра W, дующего на штабель 6 труб, изменяется в зависимости от времени суток и времени года, то можно осуществлять вышеупомянутые принципы проектирования с использованием вычислительной динамики для жидкости и газа для нескольких направлений ветра.[0059] Further, according to the preliminary study, if there are a plurality of directions in which a strong wind W blows for a relatively long period of time, for example, due to the fact that the direction of the wind W blowing on the pipe stack 6 changes with time day and time of year, it is possible to implement the above design principles using computational dynamics for liquid and gas for multiple wind directions.

В результате ACHE 2a с большим перепадом давления может быть выполнен также в области, окруженной штрихпунктирными линиями B на стороне штабеля 6b труб, в дополнение к области A, окруженной штрихпунктирными линиями в штабеле 6a труб, как показано на ФИГ. 2.As a result, the ACHE 2a with a high pressure drop can be performed also in the area surrounded by the dash-dot lines B on the side of the pipe stack 6b, in addition to the area A surrounded by the dash-and-dot lines in the pipe stack 6a, as shown in FIG. 2.

[0060] На основании приемов, описанных выше, осуществляют проверку влияния ветра W и определение места расположения ACHE 2a с большим перепадом давления, а результаты используют для детального проектирования и конструирования реального устройства 1 для сжижения ПГ.[0060] Based on the techniques described above, the influence of the wind W is checked and the location of the high pressure drop ACHE 2a is carried out, and the results are used for the detailed design and construction of an actual LHG liquefaction device 1.

[0061] Предложенный вариант реализации обеспечивает получение следующего технического результата. Для устройства 1 для сжижения ПГ предложен ACHE 2a с большим перепадом давления, который способен обеспечивать подачу охлаждающего воздуха с заданной скоростью потока воздуха при проектном перепаде давления в пределах от 200 Па до 1000 Па перепада давления охлаждающего воздуха до и после прохождения через трубный пучок 230, и, следовательно, влияние снижения скорости потока воздуха вследствие увеличения давления является относительно небольшим. Таким образом, может быть получено устройство 1 для сжижения ПГ, которое можно эксплуатировать в устойчивом режиме.[0061] The proposed implementation option provides the following technical result. For SG liquefaction device 1, ACHE 2a with a high pressure drop has been proposed, which is capable of supplying cooling air at a given air flow rate at a design pressure drop in the range from 200 Pa to 1000 Pa; the cooling air pressure drop before and after passing through the tube bundle 230, and therefore, the effect of reducing the air flow rate due to the pressure increase is relatively small. Thus, a LHG liquefaction apparatus 1 can be obtained that can be operated in a steady state.

[0062] ACHE 2, который способен образовывать ACHE 2a с большим перепадом давления, не ограничен ACHE 2 с вытяжным вентилятором, изображенным на ФИГ. 4. Например, как показано на ФИГ. 7, в ACHE 2’ с вытяжным вентилятором также может быть образован ACHE 2a с большим перепадом давления посредством регулирования количества рядов труб 23 и наклона заслонки типа жалюзи на стороне выпуска.[0062] The ACHE 2 that is capable of forming a high pressure drop ACHE 2a is not limited to the ACHE 2 with an exhaust fan shown in FIG. 4. For example, as shown in FIG. 7, in the ACHE 2 'with an exhaust fan, an ACHE 2a with a large pressure drop can also be formed by adjusting the number of pipe rows 23 and the inclination of the louver type damper on the exhaust side.

На ФИГ. 7 компоненты, одинаковые для ACHE 2 с вытяжным вентилятором, описанного со ссылкой на ФИГ. 4, обозначены такими же ссылочными позициями, как на ФИГ. 4. На ФИГ. 7 элемент, обозначенный ссылочной позицией 227, представляет собой опорный элемент, соединенный с главным корпусом конструкции штабеля 6 труб или т.п. и выполненный с возможностью удерживания блока 221 вращающегося привода. FIG. 7, the components are the same for the ACHE 2 with an exhaust fan described with reference to FIG. 4 are designated by the same reference numbers as in FIG. 4. In FIG. 7, the member designated by the reference numeral 227 is a support member connected to the main body of the pipe stack structure 6 or the like. and configured to hold the rotary drive unit 221.

[0063] Кроме того, в качестве примера варианта расположения ACHE 2a с большим перепадом давления, все ACHE 2, представленные на верхней поверхности штабеля 6 труб, могут быть сформированы из ACHE 2a с большим перепадом давления. Для этого случая ACHE 2a с большим перепадом давления также входит в ACHE 2, размещенные вдоль по меньшей мере той поверхности штабеля 6 труб, на которую дует ветер W.[0063] In addition, as an example of an arrangement of the high pressure drop ACHE 2a, all the ACHE 2 presented on the top surface of the pipe stack 6 may be formed from the high pressure drop ACHE 2a. For this case, ACHE 2a with a large pressure drop also enters the ACHE 2, placed along at least the surface of the pipe stack 6, on which the wind W blows.

[0064] Далее в примере, описанном со ссылкой на ФИГ. 2 - ФИГ. 5 и ФИГ. 7, приведено описание ситуации, в которой ACHE 2 (2a) закреплен на штабеле 6 труб, выполненном с возможностью удерживания множества труб 61. В дополнение к данному примеру, можно использовать конфигурацию без выполнения ACHE 2 (2a) на верхней поверхности штабеля 6 труб, но обеспечивая специальную конструкцию для удерживания ACHE 2 (2a) в схеме для блока 1 сжижения ПГ. Указанная конструкция также соответствует конструкции, для которой выполнены аппараты, образующие устройство для сжижения ПГ.[0064] Next, in the example described with reference to FIG. 2 to FIG. 5 and FIG. 7, a description is given of a situation in which an ACHE 2 (2a) is fixed to a pipe stack 6 configured to support a plurality of pipes 61. In addition to this example, a configuration without ACHE 2 (2a) on the top surface of the pipe stack 6 can be used, but providing a special design to contain ACHE 2 (2a) in the circuit for the SG liquefaction unit 1. The indicated design also corresponds to the design for which the apparatuses are made that form the device for liquefying NG.

ПримерExample

[0065] (Моделирование)[0065] (Simulation)

Для проверки механизма снижения скорости потока охлаждающего воздуха, описанного со ссылкой на ФИГ. 5, проводили анализ, создавая модель вычислительной динамики для жидкости и газа.To test the cooling air flow rate reduction mechanism described with reference to FIG. 5 performed the analysis, creating a computational dynamics model for liquid and gas.

A. Условия моделированияA. Simulation conditions

(Пример) Создавали модель вычислительной динамики для жидкости и газа, имеющую такую конструкцию, в которой известный из уровня техники ACHE 2 с перепадом давления ΔPTB 50 Па до и после прохождения охлаждающего воздуха через трубный пучок 230 находится в штабеле 6 труб, описанном со ссылкой на ФИГ. 1-5, а затем рассчитывали распределение давления и скорость потока охлаждающего воздуха через ACHE 2 в условиях, когда ветер со скоростью 4,6 м/с дует в направлении, показанном на ФИГ. 5. В качестве программного выполнения для анализа вычислительной динамики для жидкости и газа использовали FLUENT (торговая марка) компании ANSYS, Inc.(Example) A computational dynamics model for liquid and gas was created having such a design in which the prior art ACHE 2 with a pressure drop ΔP TB of 50 Pa before and after passing the cooling air through the tube bundle 230 is in the tube stack 6 described with reference in FIG. 1-5, and then the pressure distribution and flow rate of the cooling air through the ACHE 2 were calculated under conditions where a wind of 4.6 m / s was blowing in the direction shown in FIG. 5. FLUENT (trade mark) of ANSYS, Inc. was used as a software execution for the analysis of computational dynamics for liquid and gas.

[0066] B. Результаты моделирования[0066] B. Simulation Results

На ФИГ. 8 представлено изображение распределения давления на периферии штабеля 6 труб, полученного расчетом вычислительной динамики для жидкости и газа в данном примере.FIG. 8 shows an image of the pressure distribution at the periphery of a pipe stack 6 obtained by calculating the computational dynamics for liquid and gas in this example.

В соответствии с результатом моделирования, обнаружено явление, включающее снижение давления P1 на стороне входа ACHE 2, расположенных вдоль поверхности штабеля 6 труб, на которую дует ветер W (обозначена как «ОБЛАСТЬ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ» на ФИГ. 8), и увеличение давления P2 на стороне выхода (обозначена как «ОБЛАСТЬ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ» на ФИГ. 8). Таким образом, было установлено, что явление, связанное с механизмом, описанным со ссылкой на ФИГ. 5, может действительно возникать.According to the simulation result, a phenomenon was detected including a decrease in pressure P 1 on the inlet side of ACHE 2 located along the surface of the pipe stack 6 on which the wind W blows (denoted as "LOW PRESSURE AREA" in FIG. 8), and an increase in pressure P 2 on the outlet side (denoted as "HIGH PRESSURE AREA" in FIG. 8). Thus, it has been found that the phenomenon associated with the mechanism described with reference to FIG. 5 may indeed occur.

[0067] Далее проводили расчеты для получения отношения скорости потока охлаждающего воздуха, проходящего через ACHE 2, установленный в положении a1, как показано на ФИГ. 2, к скорости потока охлаждающего воздуха, проходящего через ACHE 2, установленный в положении a2, как показано на ФИГ. 2. В результате расчета было обнаружено, что скорость потока охлаждающего воздуха в ACHE 2 в положении a1 была снижена на 8% по сравнению с ACHE 2 в положении a2. На основании этого можно установить, что формирование распределения давления, изображенного на ФИГ. 8, может вызывать снижение скорости потока охлаждающего воздуха в ACHE 2, расположенных вдоль поверхности штабеля 6 труб, на который дует ветер W.[0067] Next, calculations were performed to obtain the ratio of the flow rate of the cooling air passing through the ACHE 2 set at position a 1 as shown in FIG. 2 to the flow rate of cooling air passing through the ACHE 2 set at position a 2 , as shown in FIG. 2. As a result of the calculation, it was found that the flow rate of cooling air in the ACHE 2 in position a 1 was reduced by 8% compared to ACHE 2 in position a 2 . Based on this, it can be established that the formation of the pressure distribution shown in FIG. 8 can cause a decrease in the cooling air flow rate in the ACHE 2 located along the surface of the pipe stack 6, on which the wind blows W.

Список ссылочных позицийList of reference positions

[0068][0068]

1 устройство для сжижения ПГ1 device for NG liquefaction

11 блок предварительной обработки11 pre-processing unit

12 блок сжижения12 liquefaction unit

121 цикл сжижения хладагента121 refrigerant liquefaction cycles

14 блок предварительного охлаждения14 pre-cooling unit

141 цикл предварительного охлаждения хладагента141 refrigerant pre-cooling cycle

142 цикл охлаждения хладагента142 refrigerant refrigeration cycle

2 ACHE2 ACHE

2a ACHE с большим перепадом давления2a ACHE high differential pressure

23 труба23 trumpet

230 трубный пучок230 tube bundle

6 штабель труб6 stack of pipes

Claims (28)

1. Устройство для сжижения природного газа, выполненное с возможностью сжижения природного газа, содержащее:1. A device for liquefying natural gas, configured to liquefy natural gas, comprising: конструкцию, на которой выполнены аппараты, образующие устройство для сжижения природного газа;the structure on which the apparatuses are made, forming a device for the liquefaction of natural gas; трубный пучок, который представляет собой пучок труб, размещенных на верхней поверхности указанной конструкции, и обеспечивает возможность охлаждения потока текучей среды, которая подлежит обработке в устройстве для сжижения природного газа; иa tube bundle, which is a bundle of tubes placed on the upper surface of said structure, and allows cooling the flow of a fluid to be processed in a device for liquefying natural gas; and множество теплообменников с воздушным охлаждением, каждый из которых содержит вентилятор, выполненный с возможностью подачи охлажденного воздуха в трубный пучок для охлаждения текучей среды, которая подлежит охлаждению,a plurality of air-cooled heat exchangers, each of which includes a fan configured to supply cooled air to the tube bundle to cool the fluid to be cooled, причем из множества теплообменников с воздушным охлаждением по меньшей мере те теплообменники с воздушным охлаждением, которые размещены вдоль поверхности конструкции, на которую дует ветер, содержат теплообменник с воздушным охлаждением с большим перепадом давления, который способен обеспечивать подачу в трубный пучок охлаждающего воздуха с заданной скоростью потока воздуха при заданном проектном перепаде давления в диапазоне от 200 Па до 1000 Па перепада давления охлаждающего воздуха до и после прохождения через трубный пучок.moreover, of the plurality of air-cooled heat exchangers, at least those air-cooled heat exchangers that are located along the surface of the structure, on which the wind blows, comprise an air-cooled heat exchanger with a large pressure drop, which is capable of supplying cooling air to the tube bundle at a given flow rate air at a given design pressure drop in the range from 200 Pa to 1000 Pa; the cooling air pressure drop before and after passing through the tube bundle. 2. Устройство для сжижения природного газа по п. 1, в котором2. A device for liquefying natural gas according to claim 1, in which теплообменник с воздушным охлаждением с большим перепадом давления выполнен с возможностью охлаждения хладагента для применения при охлаждении другой текучей среды в качестве текучей среды, которая подлежит охлаждению.a high pressure drop air cooled heat exchanger is configured to cool a refrigerant for use in cooling another fluid as the fluid to be cooled. 3. Устройство для сжижения природного газа по п. 2,3. A device for liquefying natural gas according to claim 2, в котором другая текучая среда содержит природный газ или сжижающий хладагент для применения при сжижении природного газа,in which the other fluid contains natural gas or a liquefying refrigerant for use in the liquefaction of natural gas, причем хладагент содержит хладагент для применения при осуществлении по меньшей мере одного из предварительного охлаждения природного газа, сжижения природного газа и охлаждения сжижающего хладагента, иwherein the refrigerant contains a refrigerant for use in performing at least one of pre-cooling natural gas, liquefying natural gas, and cooling the liquefied refrigerant, and теплообменник с воздушным охлаждением с большим перепадом давления содержит конденсатор или переохладитель для хладагента.Air cooled heat exchanger with high pressure drop contains a condenser or subcooler for the refrigerant. 4. Устройство для сжижения природного газа по п. 1,4. A device for liquefying natural gas according to claim 1, в котором указанная конструкция содержит штабель труб, выполненный с возможностью удерживания пучка труб, обеспечивающих возможность обработки потока текучей среды в устройстве для сжижения природного газа, и сформированный в прямоугольной форме в горизонтальной проекции, иwherein said structure comprises a stack of pipes configured to hold a bundle of pipes capable of processing a fluid flow in a natural gas liquefaction device, and is formed in a rectangular shape in a horizontal projection, and поверхность указанной конструкции, на которую дует ветер, представляет собой поверхность на длинной стороне прямоугольной формы.the surface of the specified structure, on which the wind blows, is a surface on the long side of a rectangular shape. 5. Способ проектирования устройства для сжижения природного газа, выполненного с возможностью сжижения природного газа, включающий этапы:5. A method for designing a device for liquefying natural gas, made with the possibility of liquefying natural gas, including the steps: определения места расположения конструкции, на которой будут выполнены аппараты, образующие устройство для сжижения природного газа; иdetermining the location of the structure, on which the devices that form the device for liquefying natural gas will be made; and расчет, с учетом того, что каждый из множества теплообменников с воздушным охлаждением содержит трубный пучок, представляющий собой пучок труб, обеспечивающих возможность охлаждения потока текучей среды, подлежащей обработке в устройстве для сжижения природного газа, и вентилятор, выполненный с возможностью подачи охлаждающего воздуха в трубный пучок и охлаждения текучей среды, которая подлежит охлаждению, размещены на верхней поверхности конструкции, которая находится в указанном месте расположения, потока воздуха в монтажных положениях множества теплообменников с воздушным охлаждением с помощью числового анализа динамики жидкости и газа,calculation, taking into account the fact that each of the plurality of air-cooled heat exchangers contains a tube bundle, which is a bundle of tubes that provide the ability to cool the flow of a fluid to be processed in a device for liquefying natural gas, and a fan configured to supply cooling air to the tube the bundle and cooling of the fluid to be cooled are placed on the upper surface of the structure, which is located at the indicated location, the air flow in the mounting positions of the plurality of air-cooled heat exchangers by numerical analysis of the dynamics of the liquid and gas, причем по меньшей мере для тех теплообменников с воздушным охлаждением, которые размещены вдоль поверхности конструкции, на которую дует ветер, из множества теплообменников с воздушным охлаждением расчет потока воздуха осуществляют при заданном проектном перепаде давления в диапазоне от 200 Па до 1000 Па для перепада давления охлаждающего воздуха до и после прохождения через трубный пучок и при таких условиях, при которых включен теплообменник с воздушным охлаждением с большим перепадом давления с заданной скоростью потока воздуха в трубный пучок.moreover, at least for those air-cooled heat exchangers that are located along the surface of the structure, on which the wind blows, from a plurality of air-cooled heat exchangers, the calculation of the air flow is carried out at a given design pressure drop in the range from 200 Pa to 1000 Pa for the pressure drop of the cooling air before and after passing through the tube bundle and under conditions such that an air-cooled heat exchanger with a large pressure drop is turned on at a given air flow rate into the tube bundle. 6. Способ проектирования устройства для сжижения природного газа по п. 5, в котором6. A method for designing a device for liquefying natural gas according to claim 5, in which на этапе расчета потока воздуха, если скорость ветра, дующего на указанную конструкцию, установлена на значение в диапазоне от 5 м/с до 10 м/с, проверяют, что в трубный пучок поступает охлаждающий воздух со скоростью потока воздуха, которая меньше заданной скорости потока воздуха и равна или больше заданной минимальной скорости потока воздуха.at the stage of calculating the air flow, if the speed of the wind blowing on the specified structure is set to a value in the range from 5 m / s to 10 m / s, it is checked that cooling air enters the tube bundle at an air flow rate that is less than the specified flow rate air and is equal to or greater than the specified minimum air flow rate. 7. Способ проектирования устройства для сжижения природного газа по п. 5, в котором7. A method for designing a device for liquefying natural gas according to claim 5, in which для теплообменника с воздушным охлаждением, выполненного с возможностью охлаждения хладагента для применения при охлаждении другой текучей среды в качестве текучей среды, которая подлежит охлаждению, осуществляют этап расчета потока воздуха в таких условиях, в которых включен теплообменник с воздушным охлаждением с большим перепадом давления.for an air-cooled heat exchanger configured to cool a refrigerant for use in cooling another fluid as a fluid to be cooled, an air flow calculation step is performed under conditions in which an air-cooled heat exchanger with a high pressure drop is included. 8. Способ проектирования устройства для сжижения природного газа по п. 7,8. A method for designing a device for liquefying natural gas according to claim 7, в котором другая текучая среда содержит природный газ или сжижающий хладагент для применения при сжижении природного газа, и указанный хладагент содержит хладагент для применения при осуществлении по меньшей мере одного из предварительного охлаждения природного газа, сжижения природного газа и охлаждения сжижающего хладагента, иin which the other fluid contains natural gas or a liquefying refrigerant for use in liquefying natural gas, and said refrigerant contains a refrigerant for use in performing at least one of pre-cooling natural gas, liquefying natural gas, and cooling the liquefying refrigerant, and причем в таких условиях, в которых теплообменник с воздушным охлаждением с большим перепадом давления включен в качестве конденсатора или переохладителя для хладагента, осуществляют этап расчета потока воздуха.moreover, under conditions in which an air-cooled heat exchanger with a high pressure drop is included as a condenser or subcooler for the refrigerant, the step of calculating the air flow is performed. 9. Способ проектирования устройства для сжижения природного газа по п. 5,9. A method of designing a device for liquefying natural gas according to claim 5, в котором указанная конструкция, расположение которой определено на этапе определения места расположения, содержит штабель труб, выполненный с возможностью удерживания пучка труб, обеспечивающих возможность обработки потока текучей среды в устройстве для сжижения природного газа, и сформированный в прямоугольной форме в горизонтальной проекции,in which the specified structure, the location of which is determined at the stage of determining the location, contains a stack of pipes configured to hold a bundle of pipes that provide the ability to process the fluid flow in the device for liquefaction of natural gas, and is formed in a rectangular shape in a horizontal projection, причем поверхность указанной конструкции, на которую дует ветер, представляет собой поверхность на длинной стороне прямоугольной формы.moreover, the surface of the specified structure, on which the wind blows, is a surface on the long side of a rectangular shape.
RU2020107521A 2017-11-14 2017-11-14 Natural gas liquefaction device and method of designing a natural gas liquefaction device RU2736122C1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2017/040929 WO2019097571A1 (en) 2017-11-14 2017-11-14 Natural gas liquification device, and natural gas liquification device design method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2736122C1 true RU2736122C1 (en) 2020-11-11

Family

ID=62904941

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020107521A RU2736122C1 (en) 2017-11-14 2017-11-14 Natural gas liquefaction device and method of designing a natural gas liquefaction device

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP6360987B1 (en)
MY (1) MY194400A (en)
RU (1) RU2736122C1 (en)
WO (1) WO2019097571A1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11879687B2 (en) 2019-03-20 2024-01-23 Jgc Corporation Method of designing heat exchanger group and processing plant
AU2019448524A1 (en) * 2019-05-28 2021-11-25 Jgc Corporation Operation analysis method for production plant
WO2021255876A1 (en) * 2020-06-17 2021-12-23 日揮グローバル株式会社 Natural gas liquefaction apparatus

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2237837C1 (en) * 2003-06-16 2004-10-10 Калининградский государственный технический университет Device for cooling natural gas
RU2505762C2 (en) * 2008-11-18 2014-01-27 Эр Продактс Энд Кемикалз, Инк. Liquefaction method and device
WO2014103332A1 (en) * 2012-12-28 2014-07-03 日揮株式会社 Liquefied gas production facility
JP2016514823A (en) * 2013-03-27 2016-05-23 ウッドサイド エナジー テクノロジーズ プロプライエタリー リミテッド Air-cooled modular LNG production facility
WO2017175384A1 (en) * 2016-04-08 2017-10-12 日揮株式会社 Gas-processing apparatus

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000346402A (en) * 1999-06-01 2000-12-15 Osaka Gas Co Ltd Concentrated installing structure of heat pump outdoor unit
WO2016001952A1 (en) * 2014-07-02 2016-01-07 日揮株式会社 Air-cooled type liquefied gas production facility
JP6557530B2 (en) * 2015-07-09 2019-08-07 株式会社神戸製鋼所 Heat exchange unit
WO2017125965A1 (en) * 2016-01-21 2017-07-27 日揮株式会社 Natural gas processing device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2237837C1 (en) * 2003-06-16 2004-10-10 Калининградский государственный технический университет Device for cooling natural gas
RU2505762C2 (en) * 2008-11-18 2014-01-27 Эр Продактс Энд Кемикалз, Инк. Liquefaction method and device
WO2014103332A1 (en) * 2012-12-28 2014-07-03 日揮株式会社 Liquefied gas production facility
JP2016514823A (en) * 2013-03-27 2016-05-23 ウッドサイド エナジー テクノロジーズ プロプライエタリー リミテッド Air-cooled modular LNG production facility
WO2017175384A1 (en) * 2016-04-08 2017-10-12 日揮株式会社 Gas-processing apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
MY194400A (en) 2022-11-30
JP6360987B1 (en) 2018-07-18
WO2019097571A1 (en) 2019-05-23
JPWO2019097571A1 (en) 2019-11-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2736122C1 (en) Natural gas liquefaction device and method of designing a natural gas liquefaction device
JP6286812B2 (en) Method for determining mixed refrigerant composition of natural gas liquefier
RU2723471C2 (en) Method of removing coolant from system for liquefaction of natural gas, method of changing volume of production of liquefied or overcooled natural gas in system for liquefaction of natural gas, system for liquefaction of natural gas
RU2749542C2 (en) Method for controlling natural gas liquefaction unit
US10823500B2 (en) Gas processing facility
RU2010119502A (en) METHOD AND DEVICE FOR REGULATING A COMPRESSOR FOR A REFRIGERANT AND THEIR USE IN A METHOD FOR COOLING A HYDROCARBON FLOW
KR19990014147A (en) Method and apparatus for controlling yield and temperature in mixed refrigerant liquefied natural gas plant
KR102493917B1 (en) gas production system
JP2017032146A (en) Liquefaction gas manufacturing facility and liquefaction gas manufacturing method
RU2706892C2 (en) Cryogenic heat exchanger cooling method and device and hydrocarbon flow liquefaction method
JP6333664B2 (en) Liquefied gas production facility
KR102628779B1 (en) Design methods and processing plants of heat exchanger groups
RU2751049C1 (en) Plant for natural gas liquefaction
WO2019097728A1 (en) Method for operating natural gas liquefaction device
WO2017125965A1 (en) Natural gas processing device
JP6781851B1 (en) Driving guideline search method and driving guideline search system
US20220213774A1 (en) Operation analysis method for production plant
WO2021255876A1 (en) Natural gas liquefaction apparatus
WO2020021668A1 (en) Natural gas treatment apparatus
RU2805608C2 (en) Method and system for control of refrigerant composition in case of leaks from the gas pipe in the heat exchanger
JP7313459B2 (en) natural gas liquefier
AU2020267798B2 (en) Method and system for controlling refrigerant composition in case of gas tube leaks in a heat exchanger
KR20190040023A (en) System and method for integrating condensate with improved cooler performance
CN106566475A (en) Refrigerant component ratios corresponding to different raw material gases and a method of adjusting refrigerant ratios
JP2022044022A (en) Method for controlling cooldown of main heat exchangers in liquefied natural gas plant