Перспективы производства сжиженного природного газа в Российской Федерации
Россия является одной из ведущих стран мира по разведке газовых и газоконденсатных месторождений. Она обладает уникальными и крупнейшими в мире месторождениями и прочно удерживает ведущее положение среди стран, имеющих значительные запасы природного газа.
Суммарные ресурсы природного газа оцениваются в 236 трлн м3, а разведанные — в 48 трлн м3
Использование сжиженного природного газа в различных отраслях хозяйства России
СПГ в ракетно-космической технике
В ракетно-космической технике широко используются криогенные компоненты топлива, выгодно отличающиеся от высоко-кипящих компонентов получением более высокого удельного импульса двигателей, что значительно улучшает характеристики ракеты, и экологической чистотой. Ракетное топливо состоит из окислителя и горючего, в настоящее время наиболее распространенной является комбинация, состоящая из криогенного и высококипящего компонентов: жидкого кислорода как окислителя и керосина как горючего. Однако оптимальной является пара криогенных компонентов горючего и окислителя — жидкий кислород и жидкий водород. При сгорании в двигателях ракет топлива химическая энергия, сосредоточенная во входящих в него исходных веществах, с высокой скоростью преобразуется в тепловую, а затем в кинетическую энергию движения газов, создавая реактивную тягу. Важнейшим параметром, характеризующим свойства ракетного топлива, является его теплотворная способность. Теплопроводность, скорость истечения продуктов сгорания и удельный импульс характеризуют эффективность топлива. Жидкий водород является эффективнейшим и экологически чистым горючим и в современных ракетно-космических комплексах он применяется в паре с жидким кислородом. По теплотворной способности он примерно в 3,3 раза превосходит нефть, в 4 раза – уголь, в 2,5 раза – природный газ. Водород повсеместно признается горючим будущего. Однако в чистом состоянии водород в природе не существует. Для промышленного получения водорода разработано несколько способов с использованием различного сырья, после чего водород должен быть очищен и осушен от примесей и сжижен. Этот процесс
|
|
|
Получение сжиженного природного газа
Общие принципы расчета холодильных циклов
Роль процессов охлаждения газа в установках получения СПГ определяется прежде всего энергетическими затратами, которые приходится расходовать на осуществление этих процессов. Затраты во многом зависят от термодинамического совершенства принятых холодильных циклов: чем эффективнее цикл, тем дешевле будет стоить единица топлива. При охлаждении и сжижении газов окружающей среде передается определенное количество теплоты, отнимаемой на низких температурных уровнях. В качестве рабочего тела цикла обычно используются обратный поток охлаждаемого газа либо сторонние хладагенты. Для сжижения газа необходимо, чтобы его температура была ниже критической, так как в противном случае газ не может быть сжижен ни при каких давлениях. При критической температуре газа его давление должно быть равно или больше критического; при давлении ниже критического газ сжижается при температуре, также ниже критической. Чтобы оценить термодинамическое совершенство цикла, его сравнивают с идеальным циклом — циклом Карно. Применительно к охлаждению природного газа процесс охлаждения от температуры Т0 до температуры Т1 при постоянном давлении представляется в виде бесконечно большого числа идеальных циклов с переменными температурами холодного источника. В идеальном случае охлаждения газа от температуры Т0 до температуры Т1 при постоянном давлении и бесконечно большом числе элементарных обратных циклов Карно с переменными температурами холодного источника затраты работы
|
|
|
AdL = – dQ
Т0 – Т1 ,
Т
Получение и использование сжиженного природного газа повышенной плотности
|
|
|
Технические характеристики различного оборудования, работающего на СПГ, можно существенно улучшить, если использовать СПГ с температурой ниже, чем температура его кипения при атмосферном давлении. При этом нижний уровень температуры может быть близок к температуре тройной точки, которая для метана будет 90,66 K при равновесном давлении, равном 11,7 кПа. Такое решение позволяет заправить бак потребителя большим весовым количеством продукта и, главное, внести в систему дополнительное количество холода, тем самым на определенное время исключив кипение продукта в баке. Применение охлажденного СПГ также позволит в процессе заправки обеспечить однофазное течение жидкости по трубопроводам, что предотвратит или уменьшит гидроудар, снизит размеры оборудования и т. д. В ракетно-космической технике использование охлажденных продуктов, в частности жидкого кислорода, нашло широкое применение. Начиная с 1961 г. на различных ракетно-космических комплексах применение охлажденного и глубоко-охлажденного кислорода (корабль «Буран») дало существенный положительный эффект. Впервые в мире на комплексе «Энергия — Буран» был использован полученный на стартовом комплексе охлажденный до 14,5 K жидкий водород, что явилось крупным достижением отечественной криогенной технике. Полученный положительный опыт охлаждения криогенных компонентов ниже температуры их кипения при атмосферном давлении позволяет предложить использовать охлажденный СПГ (повышенной плотности) в различных отраслях хозяйства, и прежде всего в авиационной и ракетно-космической технике. Возможность и целесообразность использования охлажденного (недогретого) СПГ как ракетного и авиационного горючего, а так-же горючего для других видов транспорта обсуждалась на Фазовые равновесия жидкость — твердое тело. Факторы, влияющие на изменение кондиции сжиженного природного газа в процессе эксплуатации заправочных систем
|
|
|
Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 617; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!