廃熱回収は、LNG プラントのエネルギー効率と持続可能性を高める上で重要な側面です。 LNG プラントの大手サプライヤーとして、当社はエネルギー利用を最適化し、環境への影響を削減することの重要性を理解しています。このブログでは、LNG プラントで利用可能なさまざまな廃熱回収オプションを調査し、その利点と用途について説明します。
LNG プラントの廃熱を理解する
LNG プラントには、ガス処理、液化、貯蔵などの一連の複雑なプロセスが含まれます。これらのプロセス中に、副生成物として大量の熱が発生します。この廃熱は、発電に使用されるガス タービンの排気ガス、コンプレッサーの冷却システム、ガス処理ステップ中に放出される熱など、複数の発生源から発生する可能性があります。
廃熱は、適切に利用されなければ無駄になるエネルギーの一種であると考えられています。この熱を回収して再利用することで、LNG プラントは全体のエネルギー消費量と運転コストを大幅に削減できると同時に、より持続可能な環境にも貢献できます。
廃熱回収オプション
1. 有機ランキンサイクル (ORC)
有機ランキン サイクルは、確立された廃熱回収技術です。従来のランキン サイクルと同様の原理で動作しますが、水より沸点の低い有機流体を使用します。 LNG プラントでは、ガス タービンの排気などの発生源からの廃熱を有機流体の加熱に使用できます。加熱された流体は蒸発し、その蒸気によってタービンが駆動され、発電が行われます。
ORC システムの主な利点の 1 つは、その柔軟性です。 LNG プラントで一般的に利用できる低温度から中温度の廃熱源で効率的に運転できます。さらに、ORC システムは比較的コンパクトで、他の発電技術に比べてメンテナンスの必要性が低くなります。ガス処理および LNG 運用全体の詳細については、次のサイトをご覧ください。ガス処理と液化。
2.吸収式冷凍機
吸収式冷凍機は、LNG プラントの廃熱を回収するもう 1 つの効果的な方法です。これらのチラーは、冷凍サイクルを駆動するエネルギー源として廃熱を使用します。 LNG プラントでは、液化プロセスや特定の化学プロセスの温度を維持するなど、冷却が必要になることがよくあります。
吸収式冷凍機システムは、吸収器、発生器、凝縮器、蒸発器で構成されます。廃熱は発生器内の溶液を加熱するために使用され、冷媒蒸気が放出されます。次に、この蒸気が凝縮し、液体冷媒が蒸発器内で膨張して冷却が行われます。吸収式冷凍機を使用すると、工場内の冷却目的での電力消費を大幅に削減できます。
3. プロセス加熱用熱交換器
熱交換器を使用すると、廃熱を高温の流れから低温のプロセスの流れに移送できます。たとえば、コンプレッサー冷却システムからの廃熱を伝達して、入ってくる天然ガスを液化プロセスに入る前に予熱することができます。これにより、廃熱を回収するだけでなく、ガスの予熱に必要なエネルギーも削減されます。
シェルアンドチューブ熱交換器、プレート熱交換器、フィンチューブ熱交換器など、さまざまなタイプの熱交換器が利用可能です。熱交換器の選択は、熱い流れと冷たい流れの温度差、流量、流体の汚れ特性などの要因によって決まります。
4. 地域暖房
LNG プラントが近隣に地域社会や工業団地がある地域に設置されている場合、廃熱を地域暖房に利用できます。廃熱回収システムから生成された熱水または蒸気は、パイプのネットワークを通じて分配され、住宅および商業ビルに暖房を提供できます。
このオプションは廃熱を利用するだけでなく、地域全体のエネルギー効率にも貢献します。また、地域社会に価値のあるサービスを提供することで、LNG プラントの社会的および環境的イメージを向上させることもできます。小規模 LNG プラントの場合は、廃熱利用要件が異なる場合があるため、以下を参照してください。小規模LNG液化プラント。
LNGプラントにおける廃熱回収の利点
1. エネルギー効率
廃熱回収の最も明白な利点は、エネルギー効率の向上です。廃熱を再利用することにより、LNG プラントは化石燃料や送電網などの外部エネルギー源への依存を減らすことができます。これにより、エネルギー消費と運用コストの大幅な削減につながります。
2. 環境への影響
エネルギー消費の削減は環境にも良い影響を与えます。廃熱を利用することで、発電と暖房に必要な燃料が少なくなるため、工場からの温室効果ガスの排出量が減ります。これにより、工場は環境規制を遵守し、気候変動と戦う世界的な取り組みに貢献できます。
3. コスト削減
廃熱回収に関連するコストは大幅に削減されます。エネルギー消費量の削減は光熱費の削減を意味し、廃熱回収によって生成された追加の電力は送電網に売り戻すことができるため、工場に追加の収入源が提供されます。
4. 信頼性の向上
廃熱回収システムは、LNG プラントの信頼性も高めることができます。たとえば、冷却に吸収式冷凍機を使用することで、プラントは停電の可能性がある電気駆動の冷却システムへの依存度が低くなります。これは、プラントの継続的な稼働を確保するのに役立ちます。
課題と考慮事項
廃熱回収には多くの利点がありますが、対処する必要がある課題や考慮事項もいくつかあります。
1. 初期投資
廃熱回収システムの設置には、多くの場合、多額の初期投資が必要になります。これには、機器、設置、試運転の費用が含まれます。ただし、長期的なコスト削減と環境上の利点は通常、初期投資を上回ります。
2. システム統合
廃熱回収システムを既存の LNG プラントに統合することは複雑になる場合があります。新しいシステムは既存のプロセスや設備と互換性がある必要があり、スムーズな運用を確保するには慎重な計画が必要です。
3. メンテナンス
廃熱回収システムは、効率的な運用を確保するために定期的なメンテナンスが必要です。これには、熱交換器の洗浄、ORC システムのタービンの性能チェック、吸収冷凍機の化学バランスの維持などが含まれます。
結論
LNG プラントのサプライヤーとして、当社は LNG プラントのパフォーマンスと持続可能性を最適化する上で廃熱回収の重要性を認識しています。 ORC システム、吸収冷凍機、熱交換器、地域暖房などのさまざまな廃熱回収オプションは、エネルギー効率、環境への影響、コスト削減の点で大きなメリットをもたらします。
ただし、廃熱回収システムの導入は、各 LNG プラント固有の要件と課題を考慮して、慎重に計画し、実行する必要があります。大規模な LNG プラントを運営している場合でも、小規模LNGプラント、カスタマイズされた廃熱回収ソリューションを提供できます。
LNG プラントの廃熱回収オプションについて詳しく知りたい場合、または調達の可能性について相談したい場合は、当社までご連絡いただくことをお勧めします。当社の専門家チームは、お客様の特定のニーズに最適なソリューションの評価をお手伝いいたします。
参考文献
- スミス、J. (2018)。 LNG プラントのエネルギー効率。エルゼビア。
- ジョーンズ、A. (2019)。廃熱回収技術: 原理と応用。スプリンガー。
- ブラウン、C. (2020)。 LNGエンジニアリングハンドブック。ワイリー。