Challenges in production and distribution of low-tonnage LNG

Titel in Übersetzung: Herausforderungen bei der Produktion und Verteilung von Low-Tonnage-LNG

Pavel Mikriukov

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

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Abstract

Laut der globalen Marktanalyse besteht ein dringender Bedarf, auf grüne Energie umzusteigen, insbesondere im Kraftstoff- und Energiesektor (Versorgungsunternehmen, Produktionsbedarf, Spezialgeräte, LKWs usw.). Daher hat LNG in den letzten Jahren bei Unternehmen an Popularität gewonnen. Die LNG-Produktion im kleinen Maßstab kann die meisten dieser Anforderungen erfüllen, beispielsweise, sie erfordert nicht viel Zeit für den Bau der Anlage, hohe Investitionskosten, viel Platz für den Bau, usw.). Das Grundschema der LNG-Produktion basiert auf dem Drosseleffekt im Reduktionsaggregat, der mit Hilfe eines Drosselventils realisiert wird, aber es gibt auch andere Möglichkeiten, diesen Effekt zu realisieren. Das Ziel dieser Forschungsarbeit ist die Optimierung und Verbesserung einer Flüssiggasanlage mit geringer Tonnage, die auf dem Stickstoffkreislauf basiert. Dies geschieht durch die Auswahl der optimalen Leistung der Betriebsmodi der LNG-Anlage sowie durch die Analyse der Effizienz der Reduktionseinheiten und den Vorschlag möglicher Optionen zur Verbesserung des Kühlprozesses in dieser Anlage, basierend auf vielversprechenden Technologien (Turboexpander und Überschallseparator). Der globale Markt für die Produktion von Flüssigerdgas mit niedriger Tonnage hat gezeigt, dass die wichtigsten Faktoren für die Wahl der LNG-Technologie die technologische Effizienz, die Zuverlässigkeit der Konstruktionslösungen, die einfache Wartung der Anlage, die Modularität und die niedrigen Investitionskosten sind. Darüber hinaus sollte die Notwendigkeit, die Betriebskosten zu minimieren, berücksichtigt werden. Als Ergebnis dieser Analyse wurde ein Schema, das auf einem externen isolierten Stickstoffkreislauf basiert, als Grundlage für die weitere Untersuchung gewählt. Basierend auf der Analyse der Leistungsindikatoren der Betriebsarten der LNG-Anlage wurde festgestellt, dass bei Durchflussraten über 5.500 Nm3/h das Gaskühlsystem der Belastung nicht gewachsen ist, d.h. es arbeitet nicht stabil und mit einer großen Fehlerspanne bei den erforderlichen Werten. Die Arbeit bewertete die technologische Effizienz einer Reihe von möglichen Modi der Steuerung der LNG-Anlage in Abhängigkeit von der Anforderung der potenziellen Kunden. Es wurde festgestellt, dass die LNG-Anlage, die aus 6 Linien von 5500 Nm3/h besteht, die größte Flexibilität hat, die sowohl die minimal mögliche Belastung der Anlage, als auch die maximale, die die geforderte um 30% überschreitet, gewährleisten kann. Es wurde auch festgestellt, dass der Turboexpander und der Überschallabscheider ungefähr das gleiche Potential haben. Diese Werte liegen jedoch innerhalb der Fehlermarge. In Anbetracht der für den 3S-Abscheider erforderlichen Materialien werden spezielle nicht spröde und kältebeständige Werkstoffe benötigt. Es wurde auch festgestellt, dass Turboexpander und Überschallabscheider in etwa das gleiche Potenzial haben. Diese Werte liegen jedoch innerhalb der Fehlermarge. In Anbetracht der für den 3S-Abscheider erforderlichen Materialien werden spezielle nicht spröde und kältebeständige Werkstoffe benötigt.
Titel in ÜbersetzungHerausforderungen bei der Produktion und Verteilung von Low-Tonnage-LNG
OriginalspracheEnglisch
QualifikationMSc
Gradverleihende Hochschule
  • Montanuniversität
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Hofstätter, Herbert, Betreuer (intern)
  • Kolchin, Alexander, Betreuer (extern), Externe Person
  • Fazeli Tehrani, Fatemeh, Mitbetreuer (intern)
Datum der Bewilligung25 Juni 2021
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2021

Bibliographische Notiz

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Schlagwörter

  • LNG
  • Low-tonnage LNG
  • Ferngasleitung
  • Gas
  • Überschallseparator
  • 3S-Separator
  • Drossel
  • Expander
  • Turboexpandereinheit
  • Gasverflüssigung
  • Technologievergleich

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