Cina: nuove tecnologie di liquefazione del GNL? 

Quando senti parlare di “nuove tecnologie”? nella liquefazione del gas in Cina, la prima cosa che viene in mente sono probabilmente gli impianti giganti, i megaprogetti e i numeri in miliardi di metri cubi. Ma se scavi più a fondo, nella “cucina” stessa. processo, diventa chiaro che la vera rivoluzione spesso non risiede nella scala, ma nei dettagli: nell’adattamento delle soluzioni standard alle condizioni locali, nell’ottimizzazione delle catene di fornitura delle attrezzature, nella lotta contro i colli di bottiglia tecnologici specifici, a volte del tutto inaspettati. E qui diventa particolarmente interessante l'esperienza degli ingegneri e degli istituti di progettazione cinesi, che sono passati dall'importazione di tecnologie alla loro profonda elaborazione. Questa non è una semplice corsa alla prestazione, ma piuttosto un complesso processo di “griffin in?” tecnologie globali alla realtà cinese.

Dall’importazione all’adattamento: dove sono le vere sfide?

Molte persone credono erroneamente che il compito principale sia semplicemente acquistare una licenza, ad esempio, per la tecnologia di liquefazione da qualche gigante occidentale e riprodurla. In effetti, la parte più difficile arriva dopo. Le condizioni climatiche, la qualità dell’acciaio locale per gli scambiatori di calore, i requisiti di efficienza energetica, che in Cina potrebbero essere ancora più severi a causa della politica “green”. sviluppo: tutto ciò ci costringe a apportare seri aggiustamenti. Ricordo come su uno dei progettimini GNLil ciclo di liquefazione standard ha rifiutato di funzionare stabilmente sotto gli sbalzi di temperatura ambiente caratteristici di alcune regioni della Cina. In realtà abbiamo dovuto ricalcolare e configurare il sistema di controllo, e non semplicemente “accenderlo e dimenticarlo”.

È in questa nicchia - adattamento e ottimizzazione - che molti istituti di design cinesi stanno lavorando attivamente. Prendiamo, ad esempio,Chengdu Yizhi Technology Co.(il loro sito web èhttps://www.yzkjhx.ru). Questo non è solo un ufficio con relatori per parere. L'istituto è stato fondato nel 2013 da Huaxi Technology con un capitale sociale di 120 milioni di yuan, il che indica intenzioni serie. Il loro valore spesso non risiede nella creazione da zero di una tecnologia di liquefazione completamente nuova, ma in uno studio ingegneristico approfondito. Possono prendere un processo noto, ad esempio basato sul ciclo dell'azoto o su un refrigerante misto, e modificarlo per una materia prima specifica, ad esempio gas di petrolio associato con una composizione instabile, tipica di molti settori. Questa è la stessa "nuova tecnologia?" in senso applicato: non la scoperta di un nuovo principio fisico, ma la creazione di una soluzione affidabile ed economica partendo dai componenti disponibili.

Un problema comune che si incontra nella pratica è la logistica e la localizzazione delle attrezzature. Ordinare ogni valvola o pompa speciale dall'Europa comporta tempi e costi enormi. Pertanto, parte del lavoro di tali istituti è finalizzato a trovare e qualificare i produttori locali, testare i loro prodotti e apportare modifiche al design in modo che gli analoghi nazionali possano essere utilizzati senza perdita di affidabilità. A volte questo ha successo, a volte no, e quindi il progetto deve affrontare una lunga attesa per le forniture importate. Questa è una realtà di cui raramente si parla nelle brochure patinate.

Focus su efficienza energetica e soluzioni “green”.

Oggi la semplice liquefazione del gas non è sufficiente. Questo deve essere fatto con un consumo energetico minimo. Continua la tendenzaefficienza energeticain Cina è dettata non solo dall’economia, ma anche da rigide normative governative. Molte “innovazioni” riguardano quindi proprio il recupero del calore, l’ottimizzazione dei cicli frigoriferi, l’integrazione degli impianti di liquefazione con altre industrie per l’utilizzo del calore di scarto. Ad esempio, è interessante osservare i progetti doveImpianto GNLviene costruito accanto a un impianto chimico: si può provare a utilizzare il calore derivante dalle reazioni esotermiche nel processo di rigassificazione o preraffreddamento.

Ma ci sono anche delle insidie ​​​​qui. I calcoli teorici del risparmio energetico possono essere interrotti nella pratica. In uno dei siti, il tentativo di utilizzare il calore di bassa qualità proveniente da una produzione vicina per riscaldare il refrigerante nel ciclo di liquefazione ha riscontrato il problema dell’instabilità dello stesso flusso di calore. Quando i chimici cambiarono la modalità operativa della loro installazione, il nostro sistema di liquefazione cominciò a “soffocare”. È stato necessario sviluppare un complesso sistema buffer e algoritmi di controllo che annullassero parte dell’effetto economico. Si è scoperto che a volte è più semplice e affidabile disporre di una propria fonte di energia indipendente, anche se meno “verde”. su carta.

In questo contesto, istituti di design come il già citato Chengdu Yizhi Technology Co. Ltd. agiscono spesso come integratori che devono calcolare tutti questi rischi. Il loro compito non è disegnare un diagramma ideale, ma progettare un'installazione che funzioni e, cosa importante, sia riparabile nelle condizioni di una particolare regione. A volte questo significa un rifiuto consapevole di essere troppo complessi e “fantasiosi”? decisioni a favore di decisioni più approssimative, ma comprovate.

Mini e micro GNL: banco di prova per l’innovazione?

Mentre i grandi impianti terrestri e galleggianti stanno attirando la maggior parte dell’attenzione, credo che gli impianti stiano diventando il vero laboratorio per nuovi approcci tecnologici.mini GNLe micro-GNL. La loro scala relativamente piccola consente di testare rapidamente nuovi circuiti, sperimentare refrigeranti e implementare soluzioni modulari. È qui che le aziende cinesi si dimostrano più flessibili.

Un classico esempio è l'uso della liquefazione per l'utilizzo dell'APG (gas di petrolio associato) in giacimenti remoti. Le grandi tecnologie standard non sono adatte in questo caso a causa dei piccoli volumi e dell'instabilità del flusso. È necessaria una soluzione compatta, mobile o facilmente trasportabile. E qui compaiono sviluppi basati, ad esempio, su cicli turboespansori o su cicli con preraffreddamento a propano, ma in una progettazione molto ridotta e semplificata. La sfida chiave non è l’efficienza, ma la “sopravvivenza”, la capacità di lavorare a lungo senza la presenza costante di personale altamente qualificato e con una manutenzione minima.

In tali progetti vengono spesso testate soluzioni che vengono poi eventualmente ampliate. Il problema con la filtrazione delle materie prime prima della liquefazione, la lotta contro la formazione di idrati negli scambiatori di calore in miniatura, i problemi di automazione: tutto questo è risolto sul campo? condizioni. E spesso queste soluzioni sono a prima vista di natura puramente applicata, addirittura artigianale, ma sono proprio loro che costituiscono l'esperienza pratica che non può essere acquistata con alcun canone.

Attrezzature e materiali: fronte nascosto del lavoro

Quando si parla di tecnologia non possiamo ignorare l’hardware. Svolta intecnologie di liquefazionespesso dipende dalla disponibilità di materiali e attrezzature speciali. Lo scambiatore di calore principale è il cuore di qualsiasi installazione. La produzione di scambiatori di calore a spirale è stata a lungo monopolio di un paio di aziende occidentali. Ora i produttori cinesi stanno sviluppando attivamente questo mercato, ma il percorso è difficile. La qualità dei nastri di alluminio, le tecniche di saldatura, il controllo di qualità: tutto ciò richiede l'accumulo di esperienza.

Ho visto come in uno dei primi progetti che utilizzavano uno scambiatore di calore domestico di questo tipo, dopo diversi cicli di avvio-arresto è apparsa una microcricca nel cordone di saldatura. Il motivo è il diverso coefficiente di dilatazione termica dei materiali in uno specifico intervallo di temperature, di cui non si è tenuto pienamente conto. Ciò ha comportato un fermo impianto di diversi mesi per le sostituzioni. L'esperienza acquisita in tali situazioni è inestimabile. Influisce direttamente sull'adeguamento dei diagrammi di flusso di produzione e, in ultima analisi, sull'affidabilità dell'intera catena.

Il lavoro degli istituti di progettazione in questa parte consiste in uno stretto dialogo con i produttori di apparecchiature. Trasmettono loro dati provenienti da strutture operative reali: dove si verificano gli stress, quali modalità sono le più severe, quali impurità nel gas sono le più aggressive. Si tratta di un processo iterativo che fa avanzare l’intero settore. Un’azienda che agisce come progettista e integratore, ad esempio,Chengdu Yizhi Technology Co., in tali condizioni diventa un collegamento importante che collega la scienza fondamentale, l'ingegneria meccanica e l'operatore finale.

Guardando al futuro: cosa guiderà il settore?

Sulla base di quanto visto nella pratica, il motore dello sviluppo non saranno tanto le scoperte rivoluzionarie quanto l’evoluzione graduale in più direzioni. Il primo è la digitalizzazione e l’analisi predittiva. Implementazione di sensori e sistemi di analisi dei dati per prevedere l'usura delle apparecchiature, ottimizzare le modalità operative in tempo reale, in particolare per installazioni galleggianti o oggetti remoti. Il secondo è un ulteriore lavoro sulla flessibilità tecnologica. Gli impianti devono essere in grado di funzionare in modo efficiente con una gamma più ampia di composizioni di gas, fondamentale per lo sviluppo dell’energia distribuita e l’utilizzo del biogas.

Il terzo, e forse il più importante, è l’accumulazione e la sistematizzazione di quell’esperienza pratica. Ogni fallimento, ogni situazione di emergenza in una struttura operativa è oro. Quelle aziende e istituzioni che riusciranno a creare un sistema per raccogliere e analizzare questi dati e trasformarli in raccomandazioni ingegneristiche concrete, avranno un serio vantaggio. Si tratta dello stesso “saper fare” che non può essere copiato semplicemente acquistando disegni.

Quindi, per rispondere alla domanda del titolo, sì, ci sono nuove tecnologie in Cina. Ma non nascono nel vuoto, ma nel processo di risoluzione di problemi specifici, a volte molto banali: come evitare la formazione di idrati in questo particolare tubo, come prolungare la vita di questo compressore del 10%, come avviare un'installazione dopo un'improvvisa interruzione di corrente con perdite minime. Ed è proprio questa esperienza applicata, a volte addirittura “macchiata di olio combustibile”, che sta modellando lo stesso panorama tecnologico che rende le soluzioni cinesi nel campo della liquefazione del gas sempre più interessanti e competitive non solo all’interno del Paese, ma anche all’estero.