Разработка и исследование высокоэффективных малотоннажных установок сжижения природного газа тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.04.03, кандидат наук Семенов, Виктор Юрьевич

• Семенов, Виктор Юрьевич
• кандидат наук
• 2016

Оглавление диссертации кандидат наук Семенов, Виктор Юрьевич

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Современный уровень развития малотоннажного производства СПГ

1.1. Установки высокого давления с дросселированием и предварительным охлаждением

1.2. Установки среднего давления

1.2.1. Установки среднего давления с контуром охлаждения на сырьевом природном газе

1.2.2. Установки с внешним азотным охлаждением

1.3. Циклы, основанные на использовании смешанного хладагента

(СХА)

1.4. Выводы по главе 1

Глава 2. Методика энтропийно-статистического анализа малотоннажных установок ожижения природного газа

2.1. Современные методы анализа термодинамической эффективности криогенных установок

2.2. Термодинамические основы энтропийно-статистического анализа малотоннажных установок ожижения природного газа

2.3. Исходные данные и определение основных характеристик рабочего цикла установки

2.4. Определение изотермической и адиабатной работы сжатия компрессора

2.5. Энтропийно-статистический анализ распределения затрат энергии в контуре природного газа (ПГ)

2.6. Особенности энтропийно-статистического анализа распределения затрат энергии в цикле с предварительным охлаждением парокомпрессионной холодильной машины (ПКХМ)

2.7. Выводы по главе 2

Глава 3. Энтропийно-статистический анализ существующих малотоннажных установок ожижения природного газа

3.1. Анализ термодинамической эффективности установок, работающих по простому дроссельному циклу высокого давления с предварительным охлаждением на уровне 233 К (минус 40 °С) для условий работы на чистом метане

3.2. Влияние исходных примесей в природном газе на эффективность установок, работающих по простому дроссельному циклу высокого давления с предварительным охлаждением на уровне 233 К (минус

40 °С)

3.3. Анализ термодинамической эффективности установки, работающей по дроссель-эжекторному циклу высокого давления с предварительным охлаждением на уровне 203 К (минус 70 °С)

3.4. Анализ термодинамической эффективности малотоннажной установки сжижения природного газа, работающей по циклу среднего давления

3.5. Выводы по главе 3

Глава 4. Исследование и разработка малотоннажных установок СПГ

4.1. Энтропийно-статистический анализ эффективности установки, работающей по циклу высокого давления с дроссель-эжектором и предварительным охлаждением на уровне 233 К (минус 40 °С) для условий работы на чистом метане

4.2. Анализ влияния исходных примесей в природном газе на эффективность установки, работающей по дроссель-эжекторному циклу

4.3. Сопоставление эффективности дроссельного и дроссель-эжекторного цикла в зависимости от изменения состава входящего природного газа

4.4. Создание установки сжижения природного газа производительностью 1 т/ч, работающей по дроссель-эжекторному циклу

4.5. Анализ термодинамической эффективности работы установки на основе данных промышленной эксплуатации

4.6. Энтропийно-статистический анализ установки с двумя дроссель-эжекторными ступенями и отдувкой низкокипящих компонентов

4.7. Выводы по главе 4

Глава 5. Перспективы развития малотоннажных установок ожижения природного газа

5.1. Разработка и исследование роторного волнового криогенератора (РВКГ) для малотоннажных установок сжижения природного газа

5.1.1. Анализ принципов энергообмена в известных конструкциях «безмашинных» и низкооборотных РВКГ

5.1.2. Нелинейная газодинамическая модель расчета процессов в РВКГ

5.1.3. Экспериментальное исследование РВКГ

5.1.4. Сопоставление экспериментальных данных и результатов расчета согласно нелинейной математической модели

5.2. Энтропийно-статистический анализ термодинамической эффективности установки среднего давления с РВКГ для условий ГРС

5.3. Энтропийно-статистический анализ термодинамической эффективности установки высокого давления с предварительным охлаждением в каскадной холодильной машине и дроссель-эжектором

5.4. Энтропийно-статистический анализ эффективности установки с внешним азотным рефрижераторным детандерным циклом

5.5. Сопоставление эффективности наиболее известных циклов сжижения ПГ на смешанных хладагентах (СХА) с помощью метода энтропийно -статистического анализа

5.6. Оценка термодинамической эффективности современных

малотоннажных установок сжижения природного газа

5.7. Выводы по главе 5

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка и исследование высокоэффективных малотоннажных установок сжижения природного газа»

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время все более широкое применение находит производство и использование СПГ в малотоннажном масштабе. Интерес к этому обусловлен следующими факторами:

- необходимостью газоснабжения населенных пунктов и объектов промышленности, удаленных от магистральных газопроводов, что особенно актуально для периферийных районов РФ;

- использованием СПГ в качестве моторного топлива транспортных средств

[69];

- необходимостью сглаживания пиков потребления газа (так называемые peak-sheaving установки), которые сжижают ПГ из газопроводов в периоды низкого спроса, накапливают СПГ и регазифицируют его в периоды повышенного спроса;

- возможностью коммерциализации ранее не востребованного газа малодебитных скважин или месторождений газа с низким содержанием углеводородов (биогаз, шахтный и попутный газ).

Термин «малотоннажное» производство СПГ определен только в РФ. Так ГОСТ Р 55892-2013 [33] относит все объекты по производству и потреблению СПГ производительностью до 10 т/ч и менее к малотоннажному производству. В общемировой практике такой четко обозначенной цифры нет: одни фирмы считают производительность 100 т/ч и менее малотоннажным производством, другие эту границу переносят на производительность 50 т/сут. В данной работе термин «малотоннажное» производство СПГ соответствует определению, данному в [33].

По данным авторитетного справочника [57] количество малотоннажных установок в мире составляет около 200 единиц. Динамика роста количества малотоннажных установок составляет 7-10 % в год. Данная тенденция сложилась относительно недавно (в США в 90-е годы XX века, КНР и РФ в 2000-2010 гг.), поэтому анализ эффективности установок малотоннажного производства СПГ

малоизучен, что является сдерживающим фактором развития этого направления техники.

Исследования в данном направлении начаты автором в 2001 г. одновременно в ПК НПФ «ЭКИП» и на кафедре «Холодильной и криогенной техники, систем кондиционирования и жизнеобеспечения» Московского Государственного Технического Университета имени Н.Э. Баумана и продолжаются по сегодняшний день в ПАО «Криогенмаш». Таким образом, диссертация обобщает более чем 15-летний опыт исследований и практической работы, выполненной непосредственно автором и под его руководством.

Цель работы - разработка и создание высокоэффективных установок сжижения природного газа на основе развития методов исследования термодинамической эффективности, анализа и обобщения результатов аналитических и экспериментальных исследований.

Приоритетными задачами исследования являются следующие:

1. Классификация и анализ основных термодинамических циклов ожижения природного газа, используемых в малотоннажных установках;

2. Определение основных характеристик и состава оборудования малотоннажных установок сжижения природного газа, используемых в мировой практике;

3. Выбор и совершенствование метода исследования термодинамической эффективности установок сжижения природного газа. Разработка методики анализа термодинамической эффективности;

4. Определение термодинамической эффективности и распределения затрат энергии в существующих циклах малотоннажного производства СПГ;

5. Экспериментальное подтверждение разработанной методики анализа термодинамической эффективности;

6. Разработка и исследование криогенератора нового типа - роторного волнового криогенератора (РВКГ);

7. Создание математической модели рабочих процессов РВКГ;

8. Экспериментальное исследование рабочих характеристик РВКГ;

9. Определение путей совершенствования эффективности РВКГ;

10. Разработка и реализация новых высокоэффективных циклов малотоннажных установок СПГ.

Научная новизна и положения, выносимые на защиту:

- впервые разработана и экспериментально подтверждена методика энтропийно-статистического анализа термодинамической эффективности и распределения затрат энергии в узлах малотоннажных установок СПГ;

- выполнен анализ распределения энергетических потерь в основных существующих и перспективных технологиях малотоннажного сжижения природного газа. Определено влияние состава исходного газа на термодинамическую эффективность установок СПГ с дроссельным и дроссельно-эжекторным циклом Линде-Хэмпсона;

- экспериментальным и расчетным путем показано, что с уменьшением минимальной работы ожижения снижается величина термодинамической эффективности установок СПГ при принятых среднестатистических значениях КПД «машинного» оборудования;

- разработаны схемы высокоэффективных установок СПГ, новизна которых подтверждена патентами РФ;

- впервые в мире разработан роторный волновой криогенератор, реализующий принцип волнового энергообмена в области криогенных температур расширяемого газа. Определены термобарические и расходные характеристики РВКГ с энергообменными каналами постоянного сечения;

- на основе метода «распада-разрыва» академика РАН С.К. Годунова разработана математическая модель процесса энергообмена в каналах РВКГ учитывающая свойства реального газа (метана). Расчетным путем выявлены основные процессы и фазы в РВКГ. Впервые представлена методика расчета рабочих параметров роторного ВКГ основанная на классических уравнениях процесса выхлопа;

- экспериментально показана возможность улучшения рабочих характеристик РВКГ.

Практическая ценность результатов работы

1. Создана методика исследования термодинамической эффективности малотоннажных установок сжижения природного газа. На конкретных примерах показаны возможности расчета распределения затрат энергии по узлам установки с целью внесения корректив уже на стадии проектирования;

2. Разработана и внедрена оригинальная, защищенная патентами РФ, схема цикла высокого давления с предварительным охлаждением на уровне 233 К и дроссель-эжектором;

3. Исследовано влияние содержания неконденсирующихся примесей в исходном составе природного газа на термодинамическою эффективность цикла высокого давления с предварительным охлаждением на уровне 233 К. Определён диапазон концентраций азота в исходном газе, при котором предложенный дроссель-эжекторный цикл высокого давления оказывается эффективнее дроссельного;

4. На основании расчетов, согласно представленной в работе математической модели, разработана конструкция и создан опытный образец РВКГ;

5. Для исследования процессов энергообмена в каналах РВКГ разработан и создан экспериментальный стенд;

6. Экспериментальным путем выявлены направления повышения эффективности РВКГ: снижение перетечек за счет уменьшения зазоров; уменьшение торможения потока газа на торце вертикальной стенки канала путем изменения ее геометрии;

7. Экспериментально подтверждена устойчивая работа РВКГ в двухфазной области ПГ и в условиях загрязненности примесями (вода, масло, тяжелые углеводороды);

8. Разработана оригинальная, защищенная патентом РФ, схема цикла установки среднего давления, использующей РВКГ в качестве источника холода. Реализация данной схемы позволит уменьшить капитальные затраты на создание ожижителя примерно на 20-25 %;

9. На основании полученных в работе результатов предложена схема установки сжижения природного газа, работающей по циклу высокого давления с предварительным охлаждением на уровне 203 К.

Внедрение

Результаты работы внедрены при создании ожижителя природного газа производительностью 1 т/ч на АГНКС №1 в п. Развилка Моск. обл., в установках сжижения природного газа, серийно выпускаемых ПАО «Криогенмаш» на экспорт, в учебных процессах кафедры «Холодильная и криогенная техника, системы кондиционирования и жизнеобеспечения» МГТУ им. Н.Э. Баумана и кафедры «Низких температур» МЭИ. Создание установки на АГНКС №1 в п. Развилка Московской области позволило после 30 летнего перерыва возобновить производство СПГ в Московском регионе и развивать инфраструктуру его потребления [73, 79]. Также практическим результатом работы является разработка и создание криогенной топливной системы газотурбовоза ГТУ-1 с потреблением СПГ 300-2500 кг/ч, находящегося в опытной эксплуатации на Свердловской железной дороге [80, 92].

Апробация результатов диссертационного исследования

Основные результаты работы докладывались: на VII международной конференции GASSUF (Москва, 2009 г.), 11-й международной криогенной конференции международного института холода ПК (Братислава, Словакия 2010 г.), международной научной конференции «Холодильная и криогенная техника, промышленные газы, системы кондиционирования и жизнеобеспечения» (Москва, 2010 г.), на 3-ей международной конференции «Промышленные газы» (Москва, 2013г.) и на международных конференциях «Сжиженный природный газ» в рамках ежегодной выставки «Криоген-Экспо. Промышленные газы» (Москва 2012, 2014, 2015 гг.)

Личный вклад автора

Постановка научных задач и исследований.

Решение основных методических и практических вопросов, включая математическую модель, методику анализа, расчётные алгоритмы,

проектирование и создание опытно-промышленной установки и экспериментального стенда. Разработка методики проведения экспериментальных исследований, обработки и анализа опытных данных. Автору принадлежат расчетные и экспериментальные данные процессов энергообмена в каналах РВКГ. Опытные данные промышленной эксплуатации на установке с дроссель-эжектором и предварительном охлаждением (п. Развилка Моск.обл.) и на установке с турбодетандером (г. Екатеринбург) получены при непосредственном участии автора.

Гл. 2 и разделы 3.1, 3.3, 3.4, 4.1, 4.5, 4.6, 5.3, 5.4 написаны на основе работ выполненных в соавторстве с к.т.н. С.Д. Красноносовой, раздел 5.1 - с к.т.н. С.Б. Малаховым. Опытные данные промышленной эксплуатации в разделе 3.4 представлены С.Ю. Лебедевым ЗАО НПК «НТЛ» (г. Верхняя Салда, Свердловской обл.).

Определяющая роль в разработке стратегии данной работы принадлежит научному консультанту - заслуженному деятелю науки и техники РФ, доктору технических наук, профессору A.M. Архарову.

Автор выражает благодарность коллективу ПАО «Криогенмаш», ПК НПФ «ЭКИП», сотрудникам кафедры «Холодильная и криогенная техника, системы кондиционирования и жизнеобеспечения» МГТУ им. Н.Э. Баумана, специалистам ПАО Газпром ВНИИГАЗ д.т.н., проф. С.П. Горбачеву и к.т.н. Ю.А. Лаухину, сотруднику ООО «Газпром трансгаз Екатеринбург» О.Л. Мишину за внимание и поддержку.

Работа состоит из пяти глав, введения и приложений. В конце каждой главы приведены соответствующие выводы.

В первой главе подробно рассмотрен современный уровень развития технологий сжижений природного газа и классифицированы циклы ожижения, используемые в малотоннажном масштабе. Определено доминирующее положение одной из существующих технологий.

С другой стороны, в процессе анализа информационных источников выявлено отсутствие данных о термодинамической эффективности того или

иного процесса ожижения. Степень совершенства используемых циклов определяется в подавляющем большинстве случаев по величине удельных затрат электроэнергии. Кроме того, отсутствует научно обоснованная методика анализа термодинамической эффективности используемых циклов ожижения.

Во второй главе представлена методика энтропийно-статистического анализа малотоннажных установок СПГ. Методика построена на основе первого и второго начал термодинамики и на свойстве аддитивности энтропии. При этом используются два источника информации - расчетные величины дополнительных затрат работы для компенсации производства энтропии в необратимых процессах реальных установок и статистическая информация о степени термодинамического совершенства машин и механизмов.

Согласно разработанной методике, в третьей главе проведен анализ термодинамической эффективности и получено распределение затрат энергии по узлам существующих установок СПГ. Определены основные узлы установок, несовершенство процессов в которых определяет эффективность установки в целом. Получены данные промышленной эксплуатации и проведено их сопоставление с результатами энтропийно-статистического анализа.

Четвертая глава посвящена разработке, созданию и исследованию установок сжижения природного газа, работающих по разработанному дроссель-эжекторному циклу. Исследовано влияние неконденсирующихся примесей (азот, гелий) в исходном составе природного газа на термодинамическую эффективность рассматриваемой установки, проведено сопоставление термодинамической эффективности установок, работающих по циклам высокого давления с дросселем и дроссель-эжектором в зависимости от концентрации азота в исходном газе. Разработанный на основе проведенного энтропийно -статистического анализа способ ожижения был реализован при создании ожижителя природного газа на базе АГНКС №1 в п. Развилка Московской области. Получены опытные данные промышленной эксплуатации и проведено сопоставление с результатами энтропийно-статистического анализа.

Пятая глава посвящена разработке перспективных циклов малотоннажных установок сжижения природного газа. Показаны пути их дальнейшего совершенствования. В частности, на основе анализа принципов энергообмена в известных конструкциях «безмашинных» и низкооборотных расширительных устройствах предложен криогенератор нового типа - роторный волновой криогенератор . Разработана математическая модель процессов энергообмена в РВКГ. Экспериментальным путем получены термобарические характеристики и проведено сопоставление результатов расчета с экспериментальными данными. Исследовано влияние режимных и геометрических параметров на эффективность РВКГ. Предложена перспективная схема цикла установки сжижения, где используется разработанное устройство. С помощью энтропийно-статистического анализа предлагаемой схемы проведено сопоставление с известными действующими установками для условий ГРС.

Разработаны схемы и проведен энтропийно-статистический анализ цикла высокого давления с предварительным охлаждением в каскадной холодильной машине и дроссель-эжектором, а также установки с внешним азотным рефрижераторным детандерным циклом Коллинза.

С помощью метода энтропийно-статистического анализа проведено сопоставление эффективности наиболее известных циклов сжижения ПГ на смешанных хладагентах (СХА).

ГЛАВА 1. Современный уровень развития технологий малотоннажного производства СПГ

1.1. Установки высокого давления с дросселированием и предварительным охлаждением

Один из первых в РФ мини заводов по получению СПГ производительностью 1 т/ч построен на АГНКС №8 в г. Петергоф Ленинградской области представляет собой (Рис. 1.1) классический дроссельный цикл высокого давления с предварительным охлаждением с помощью фреоновой холодильной машины (Цикл Линде - Хэмпсона). Технология обеспечивает сжижение порядка 40 % объема газа поступающего в установку. В дальнейшем данная технология в различных модификациях использовалась при создании установок СПГ производительностью 1 т/ч в г. Кингисепп Ленинградской области и двух установок производительностью 1,5 т/ч в г. Калининграде [89, 102, 103].

Рис. 1.1. Схема дроссельного цикла высокого давления с предварительным охлаждением холодильной машиной на температурном уровне 233 К

Циклы высокого давления с предварительным охлаждением применительно к сжижению природного газа оказалось возможным усовершенствовать путем замены дросселя на дроссель - эжектор, где кинетическая энергия струи расширяющегося газа используется для сжатия паров ПГ из емкости - хранилища. Впервые такой дроссельно - эжекторный цикл высокого давления с предварительным охлаждением [93, 97] реализован при создании опытно-промышленной установки на АГНКС№1 в п. Развилка Московской области в 2004 г. В дальнейшем ПАО «Криогенмаш» модифицировал эту схему [87] и начал серийный выпуск установок производительностью 1- 3 т/ч для поставок на экспорт в КНР [16, 61, 50]. Использование эжектора вместо дросселя позволяет снизить давление отгружаемого СПГ до 3,0-3,5 бар при давлении обратного потока 12 бар без дополнительных затрат энергии. Для удаления неконденсирующихся примесей (азот, водород, гелий) предусмотрено разделение обратного потока на две неравные части: большая часть через теплообменные аппараты направляется на всасывание компрессора, меньшая - на охлаждение в сепараторе и дросселирование с последующим отделением газовой фракции содержащей преимущественно азот. Фактически, рассмотренное выше представляет собой модификацию цикла Линде - Хэмпсона. Вариант дроссельно-эжекторного цикла высокого давления с предварительным охлаждением на температурном уровне 233 К с двумя эжекторами представлен на Рис. 1.2. В настоящий момент в КНР поставлено и находится в эксплуатации 20 таких установок производства ПАО «Криогенмаш».

Стремление к снижению капитальных затрат на основное оборудование привело к разработке схемы, использующей преимущества размещения завода СПГ на объединенном комплексе ГРС+АГНКС. Представляет собой цикл высокого давления Линде-Хэмпсона с организаций процесса предварительного охлаждения при помощи вихревых труб (Рис. 1.3).

Рис. 1.2. Схема дроссельного цикла высокого давления с предварительным охлаждением с помощью холодильной машины на уровне температур 233К с

двумя дроссель-эжекторами

При этом отсутствует дорогостоящая холодильная машина, а коэффициент ожижения может составлять 35-40 %. «Горячая» часть потока ПГ после вихревых труб направляется в низконапорную магистраль ГРС [90, 82, 101].

Рис. 1.3. Схема цикла высокого давления с предварительным охлаждением с

помощью вихревых труб Ранка-Хилша

Фирма Cleanair Combustion Systems (Канада) разработала технологию сжижения под названием Anker Gram Liquefier - 1, которая фактически представляет цикл высокого давления с предварительным охлаждением и двойным дросселированием с возвратом части обратного потока на всасывание соответствующей ступени сжатия компрессора. Характерной особенностью является интеграция тепловых и массовых потоков системы подготовки ПГ и газового привода компрессора (Рис. 1.4). Данная технология предназначена для производства СПГ с последующим его использованием в качестве моторного топлива. Существует вариант использования аналогичного цикла для переработки смеси ПГ + воздух. В этом случае схема, представленная на Рис. 1.4 дополняется ректификационной колонной [82, 156].

Рис. 1.4. Схема цикла высокого давления с двойным дросселированием, предварительным охлаждением и использованием тепла выхлопных газов привода компрессоров для процесса регенерации системы очистки ПГ

Стремление уменьшить затраты на основное технологическое оборудование побудило фирму Linde разработать схему под названием Open throttle process (открытый дроссельный процесс), представленную на Рис. 1.5, где предварительное охлаждение организовано путем дросселирования прямого потока высокого давления (200 бар) до давления 40 и 6 бар с последующим возвратом расширившегося газа в соответствующие ступени сжатия компрессора. Оставшаяся часть потока после третьей ступени охлаждения дросселируется до давления близкого к атмосферному и частично сжижается. Отделенная в сепараторе паровая фаза проходя через рекуперативные теплообменники возвращается на 1 ступень компрессора. Данная технология реализована в г. Штутгарте (Германия) при создании установки СПГ производительностью 3,3 т/ч (1972 г.) предназначенной для покрытия пиков газопотребления. Следует отметить, что энергозатраты в этой установке выше, чем в ранее рассмотренных [82].

Сырьевой газ

Рис. 1.5. Схема цикла высокого давления с организацией предварительного охлаждения путем многократного дросселирования

1.2. Установки среднего давления

Малотоннажные установки СПГ, работающие по циклу среднего давления, можно классифицировать по виду рабочего тела, используемого для процесса охлаждения. Поэтому в дальнейшем рассматриваются два типа установок: с внешним азотным охлаждением и с контуром охлаждения, где используется входной сырьевой ПГ. Как правило, и в том и в другом случае, в качестве генератора холода используется турбодетандер.

1.2.1. Установки среднего давления с контуром охлаждения на сырьевом ПГ

Американская фирма CB@I (Chicago Bridge & Iron Co) запатентовала процесс СПГ под названием LNG-Pro. Технология предназначена для сжижения природного газа на малодебитных отдаленных скважинах. Представляет собой классический цикл Клода с турбодетандером, дросселем и предварительным охлаждением до температуры 233 К с помощью пропановой холодильной машины (Рис. 1.6). Заявленные характеристики данной технологии -

коэффициент ожижения 0,67, значения удельного расхода электроэнергии 0,3050,324 кВтч/кг СПГ при входном давлении сырьевого ПГ 65-70 бар [82, 182].

Рис. 1.6. Схема цикла сжижения ПГ среднего давления с турбодетандером, дросселем и предварительным охлаждением с помощью пропановой холодильной

машины

На Рис. 1.7 показана схема открытого дроссельно-детандерного процесса Linde. Используется для систем сглаживания пиков газопотребления. Фактически представляет цикл Клода с детандером и дросселем, где для организации предварительного охлаждения используется процесс двойного дросселирования жидкой фазы, отделенной в сепараторах после первой и после второй ступеней охлаждения. Заявленный коэффициент ожижения - 10 % [82].

Переохладитель СПГ

Рис. 1.7 . Схема открытого детандерно- дроссельного цикла с двумя дроссельными ступенями предварительного охлаждения

Обратный цикл Брайтона был использован специалистами Idaho national Laboratories США при разработке процесса Pressure Letdown LNG Process INL. Технология используется в установках СПГ предназначенных для снабжения автозаправок и сглаживания пиковых нагрузок газопотребления. Представленная на Рис. 1.8 схема процесса сочетает внешний детандерный цикл с использованием части прямого потока среднего давления и внутренний дроссельный. При этом используется оригинальная технология очистки от диоксида углерода путем отделения в гидроциклонах и последующего последовательного фильтрования.

Известна полупромышленная установка в г. Сакраменто штат Калифорния [82, 116, 117, 118-121].

Рис. 1.8. Схема установки использующей обратный цикл Брайтона в качестве внешнего источника холода и внутренний дроссельный для продуктового потока

Технологию получения СПГ на ГРС без прямых затрат электроэнергии -только за счет существующего перепада давлений - реализовало ОАО «Гелиймаш» на ГРС-4 в г. Екатеринбурге. Процесс представляет собой классический цикл Клода с ТДКА и дросселем (см. Рис. 1.9). Отличительной особенностью схемы является разделение прямого потока на две неравные части, что позволяет проводить очистку от диоксида углерода только для дроссельного потока. Работа расширения детандера используется для повышения давления на входе в ожижитель. При расчетном давлении в газовой магистрали 3,1 МПа компрессионная часть детандер - компрессора позволяет увеличить давление до 3,72 МПа, тем самым повышая холодопроизводительность цикла. Получаемый СПГ находится под давлением 3,5 бар. Образующиеся в результате дросселирования пары дожимаются до давления магистрали низкого давления (7,2 бар) в «теплом» эжекторе. В настоящее время ожижитель природного газа,

реализованный согласно данному циклу, является самым крупным в РФ. Производительность этой установки составляет 3 т/ч при коэффициенте ожижения 10-11 % [83, 91, 95, 99].

Рис. 1.9. Принципиальная схема цикла с ТДКА для технологии сжижения, использующей перепад давлений на ГРС: КМ — компрессор магистрального газопровода («удаленный» компрессор); ТД,

ТК — тубодетандерная и компрессорная ступени ТДКА; ТОА1 — основной теплообменник; ТОА2 — конденсатор-переохладитель; Сеп1 — сепаратор; Сеп2 — хранилище СПГ; Др1, Др2 — первый и второй дроссели ожижителя; Эж — эжектор; БП — байпасный вентиль компрессорной ступени ТДКА; МО —

масляные опоры ТДКА

1.2.2. Установки с внешним азотным охлаждением

Немецкая фирма Tractebel Gas Engineering (TGE) серийно выпускает установки обратной конденсации паров для танкеров - перевозчиков LNG, где реализован обратный цикл Брайтона для внешнего азотного контура охлаждения

X БП

и цикл с простым дросселированием для потока ПГ. Известно также использование данной технологии для установок «peak-sheaving» во время зимней работы электростанций в Бельгии (производительностью 10 т/ч) и Англии (8 т/ч). Согласно схеме, представленной на Рис. 1.10, пары СПГ из хранилища сжимаются компрессором до давления 3-6 бар, охлаждаются в теплообменнике и дросселируются до давления близкого к атмосферному. Полученная жидкость направляется обратно в танкер.

Рис. 1.10. Схема установки обратной конденсации паров СПГ, использующей обратный цикл Брайтона для организации внешнего азотного охлаждения

Азот сжимается до давления 35-80 бар в трехступенчатом компрессоре, охлаждается в основном теплообменнике до температуры 180-200 К и расширяется в турбодетандере до давления, близкого к атмосферному. Окончательное сжатие потока азота осуществляется в компрессионной ступени ТДКА, что обеспечивает эффективное использование работы расширения

детандера. Удельный расход электроэнергии, декларируемый фирмой, составляет величину 0,75 кВтч/кг СПГ [82].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Семенов, Виктор Юрьевич, 2016 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

4. Абрамович Г.П. Прикладная газовая динамика / Г.П. Абрамович. М.: Наука, 1976. 888 с.

5. Развитие безмашинных газодинамических (волновых) методов генерации холода / А.М. Архаров [и др.] // Сб. научн. докл. III Всесоюзной научно-техн. конф. «Криогенная техника-82». 1983. Ч. 1. С. 33-46.

6. Архаров А.М., Шишов В.В. Анализ низкотемпературных холодильных циклов с помощью энтропийно-статистического метода / //Холодильная техника.2011. № 8. С. 2-5.

7. Архаров А.М., Семенов В.Ю., Малахов С.Б. Анализ принципов организации энергообмена в волновых криогенераторах / // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2012. № 8. С. 77-83.

8. Анализ рабочих процессов в роторном волновом криогенераторе / А.М. Архаров [и др.] // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2012. № 7. С. 15-20.

9. Архаров А.М., Сычев В.В. И ещё раз об энтропии и о задаче определения реальных (действительных) величин энергетических потерь вследствие необратимости» // Холодильная техника. 2007. № 4. С. 8-13.

10. К анализу существующих установок ожижения природного газа малой производительности / А.М. Архаров [и др.] // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2010. № 7. С. 24-35.

11. Архаров А.М., Марфенина И.В., Микулин Е.И. Криогенные системы. М.: Машиностроение, 1996. 575 с.

12. Архаров А.М., Семенов В.Ю., Красноносова С.Д. Методика энтропийно-статистического анализа малотоннажных установок сжижения природного газа // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2015. № 10. С. 12-17.

13. Архаров А.М. О едином термодинамическом температурном пространстве, теплоте, холоде, эксергии и энтропии, как базовых понятиях инженерной криологии // Холодильная техника. 2009. № 6. С. 34-39.

14. Архаров А.М. Основы криологии. Энтропийно-статистический анализ низкотемпературных систем. М.: МГТУ им. Баумана, 2014. 507 с.

15. Архаров А.М., Сычев В.В. Основы энтропийно-статистического анализа реальных энергетических потерь в низкотемпературных и высокотемпературных машинах и установках // Холодильная техника. 2005. № 12.С. 14-23.

16. Развитие технологии сжиженного природного газа в московском регионе / А.М. Архаров [и др.] // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2010. Криогенная и холодильная техника: Спец. Выпуск. С. 214-229.

17. Результаты экспериментальных исследований криогенного волнового детандер-компрессора / А.М. Архаров [и др.] // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2010. Криогенная и холодильная техника: Спец. Выпуск. С. 122-127.

18. Архаров А.М., Бондаренко В.Л., Симоненко Ю.М. Систематизация пульсаторов, используемых для привода газодинамических аппаратов // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2010. Криогенная и холодильная техника: Спец. Выпуск. C. 97-110.

19. Энтропийно-статистический анализ и экспериментальное исследование установки сжижения природного газа с предварительным охлаждением на уровне -700С / А.М. Архаров [и др.] // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2016. № 7. С. 19-24.

20. Архаров А.М., Шишов В.В. Энтропийно-статистический анализ классических холодильных циклов для систем кондиционирования (цикл с экономайзером) // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана, Сер. Машиностроение. 2012. Криогенная и холодильная техника: Спец. выпуск. С. 157-169.

21. Архаров А.М., Семенов В.Ю., Красноносова С.Д. Энтропийно-статистический анализ установки ожижения природного газа с внешним азотным циклом охлаждения // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2015. № 11. С. 3-10.

22. Энтропийно-статистический анализ установок малой производительности для ожижения природного газа с содержанием метана 92 % / А.М. Архаров [и др.] // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2012. № 4. -С. 19-27.

23. Эффект охлаждения при волновом адиабатном расширении газа / А.М. Архаров [и др.] // Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт. 1981. № 2. С. 139142.

24. Архаров А.М. Почему эксергетический вариант термодинамического анализа нерационален для исследования основных низкотемпературных систем // Холодильная техника. 2011. № 10. С. 8-12.

25. Батунер Л.М., Позин М.Е. Математические методы в химической технике Л.: Химия, 1968. 823 с.

26. Безруков К.В., Довбиш А.Л., Передельский В.А. Блочная установка сжижения природного газа производительностью 1,5 т/ч // Технические газы. 2008. № 3. С. 67-70.

27. Волновой детандер - новый генератор холода для установок НТС углеводородных газов / Д.М. Бобров [и др.] // Проблемы получения и использования лёгкого углеводородного сырья: Материалы Всероссийского межотраслевого совещания. Краснодар, 2000. 4-8 сентября. 60 с.

28. Генераторы холода на базе волновых обменников давления / Д.М. Бобров [и др.] // Газовая промышленность. 1993. № 1.С. 48-62.

29. Исследование интенсивности ударных волн в энергообменных аппаратах / Д.М. Бобров [и др.] // Сборник научных трудов. Сер. Повышение

эффективности процессов переработки газа и газового конденсата. Ч. 2. М.: ВНИИГАЗ.1995.С. 39-52.

30. Бобров Д.М., Лаухин Ю.А., Сиротин А.М. Новые аппараты для охлаждения газа и перспективы их использования в газовой и нефтяной промышленности // Подготовка и переработка газа и газового конденсата. Сер. Обзорно-информ. М.: ВНИИЭгазпром. 1980. № 4. 40 с.

31. Применение аппаратов пульсационного охлаждения газа в газовой промышленности / Д.М. Бобров [и др.] // Подготовка и переработка газа и газового конденсата. М.: ВНИИЭгазпром. 1985. № 7.95 с.

32. Бобров Д.М., Козлов А.В., Лаухин Ю.А. Расчётно-теоретические и экспериментальные исследования волновых детандеров // Новые технологии газовой промышленности: Тез. докл. четвёртой Всероссийской конф. молодых учёных, специалистов и студентов по проблемам газовой промышленности России. М.: РГУ им. И.М. Губкина. 2001. 43 с.

33. Бобров Д.М., Лаухин Ю.А., Сиротин А.М. Расширительная холодильная техника для газовой и нефтяной промышленности - современное состояние, тенденции развития, опыт эксплуатации // Подготовка и переработка газа и газового конденсата. Сер. Обзорно-информ. М.: ИРЦ «Газпром». 2002. 88 с.

34. Бобров Д.М., Жилин Ю.В. Экспериментальные исследования эффекта разогрева газа в пульсационной камере // Повышение надёжности газоснабжения. М.: ВНИИГАЗ.1976. С. 175-188.

35. Бондаренко В.Л. Создание и исследование волновых криогенераторов и их применение в технологии получения неона высокой чистоты: дис. ... докт. техн. наук: М., 2003. 294 с.

36. Борисов Ю.Я. Газоструйные излучатели звука гартмановского типа // Ю.Я. Борисов, под ред. Л.Д. Розенберга Источники мощного ультразвука. М.: Наука. 1967. С. 8-110.

37. Боярский М.Ю., Лапшин В.А. Влияние свойств рабочего вещества на энергетические характеристики одноступенчатых паровых холодильных машин // Холодильная техника. 1985. № 5. С. 30-35.

38. Боярский М.Ю. Характеристики низкотемпературных систем, работающих на смесях с гетерогенной жидкостью // Холодильная техника. 1987. № 9. С. 27-30.

39. Бродянский В.М., Семенов А.М. Термодинамические основы криогенной техники. М.: Энергия, 1980. 448 с.

40. Бродянский В.М., Грезин А.К., Ягодин В.М. Эффективные дроссельные криогенные системы, работающие на смесях // Химическое и нефтяное машиностроение. 1971. № 12. С. 16-18.

41. Бродянский В.М. Перспективы использования дроссельных циклов на смесях в криогенных системах // Химическое и нефтяное машиностроение. 1976. № 1. С. 21-23.

3. Волновой обменник давления: A. с. 947479 СССР/ И.М. Зацеклянный, А.М. Ляшенко, Д.А. Мунштуков заявл. 20.11.80; опубл. 30.07.82, Бюл. № 28.

42. Численное решение многомерных задач газовой динамики / С.К. Годунов [и др.]. - М.: Наука, 1976. 400 с.

43. Горбачев С.П., Люгай С.В., Самсонов Р.О. Технология производства СПГ на газораспределительных станциях при повышенном содержании диоксида углерода в сетевом газе // Технические газы. 2010. № 3.С. 48-52.

44. ГОСТ 8.563.1-97. Измерение расхода и количества жидкостей и газов методом переменного перепада давления. Технические условия Минск: ИПК Изд. стандартов, 1998. 61 с.

45. ГОСТ 8.563.2-97. Методика выполнения измерений с помощью сужающих устройств. Минск: ИПК Изд. стандартов, 1998. 61 с.

46. ГОСТ Р 55892-2013. Объекты малотоннажного производства и потребления сжиженного природного газа. Общие технические требования. М.: Стандартинформ, 2014. 16 с.

47. Опыт создания блоков ожижения СПГ установок малой производительности / А.Л. Довбиш [и др.] // Технические газы. 2012. № 2. С. 28 - 31.

48. Криогенное оборудование для децентрализованного снабжения потребителей сжиженным природным газом / А.М. Домашенко [и др.] // Технические газы. 2010. № 1. С. 55-60.

49. Проблемы создания универсальных крио-АГЗС/ А.М. Домашенко [и др.] // Технические газы. 2014. № 4. С. 59-64.

50. Загорученко В.А., Журавлев А.М. Теплофизические свойства газообразного и жидкого метана. М.: Изд-во комитета стандартов, мер и измерительных приборов при совете министров СССР, 1969. 236 с.

51. Изотов Н.И. Сжиженный природный газ. Технологии и оборудование. М.: Газпром ВНИИГАЗ. 2013. 306 с.

52. Кадиев В.А. Газификация автотранспорта - задача обеспечения экологической и энергетической безопасности, государства. 2003. - URL http://www.mosavtogaz.ru/pressa3.html (дата обращения 11.08.16).

53. Калашников О.В. Развитие «машинной термодинамики» углеводородов // Технические газы.2009. № 5. C. 15-20.

54. Каталог газоиспользующего и газозаправочного оборудования. М.: ООО «Газпром экспо», 2011. 238 с.

55. Кентфилд, Д. Характеристики обменников давления - делителей и уравнителей // Труды ASME. Cep. D. 1965. № 3. 136 с.

56. Козлов А.В. Волновой детандер с энергообменными каналами переменной площади сечения / А.В. Козлов, Д.М. Бобров, Ю.А. Лаухин // Химическое и нефтяное машиностроение. 2000. № 11. С. 27-29.

57. Козлов А.В. Повышение эффективности эксплуатации волновых детандеров в установках низкотемпературной обработки углеводородного газа: дис. ... канд. техн. наук: 05.02.13 / Козлов Алексей Валерьевич. М., 2003. 161 с.

58. Козлов А.В. Разработка и исследования волновых детандеров / А.В. Козлов, Д.М. Бобров, Ю.А. Лаухина // Вторая Всероссийская конференция. Каталог научно-технических разработок молодых специалистов ВНИИГАЗ. М.: ВНИИГАЗ, 1994- 1997. 625 с.

59. Козлов А.В. Разработка и исследования волновых детандеров / А.В. Козлов, Ю.А. Лаухин // Каталог научно-технических разработок молодых специалистов 1994-1997г. Конкурс 96 г. М.: ВНИИГАЗ. 96 с.

60. Козлов А.В. Разработка и исследования волновых детандеров / А.В. Козлов, Д.М. Бобров, Ю.А. Лаухин // Тез. докл. конф. молодых специалистов, посвящённой 300-летию горного дела. М.: ВНИИГАЗ, 2000. 54 с.

61. Краковский Б.Д. Современные технологии сжижения природного газа в установках малой производительности [Текст] / Б.Д. Краковский [и др.] // Технические газы. 2008. № 6. С. 26-30.

62. Кузьменко И.Ф. Повышение эффективности установок сжижения природного газа малой производительности / Кузьменко И. Ф. [и др.] // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2002. № 5.-С. 29-31.

63. Кузьменко И.Ф. Тенденции развития СПГ-установок средней производительности для организации газоснабжения [Текст] / И.Ф. Кузьменко // Технические газы. 2008. № 3. С. 36-42.

64. Кузьменко И.Ф. Установки сжижения природного газа на базе детандерных азотных циклов [Текст] / И.Ф. Кузьменко, В.А. Предельский, А.Л. Довбиш // Технические газы. 2010. № 2. С. 45-49.

65. Кутищев М.А. Теория и расчёт энергообменников / М.А. Кутищев // Ворошиловградский машиностроительный институт. 1983. 25 с.

66. Лаухин Ю.А. Анализ результатов исследования аппаратов пульсационного охлаждения газа / Ю.А. Лаухин, Д.М. Бобров // Научн. тр. ВНИИГАЗа. Новое оборудование и технология процессов подготовки и переработки газа и конденсата. 1981. С. 96-108.

67. Лаухин Ю.А. Волновой детандер / Ю.А. Лаухин [и др.] // Каталог научно-технических разработок 1998 г. М.: ВНИИГАЗ. 265 с.

68. Лаухин Ю.А. Некоторые результаты экспериментальных исследований волнового детандера ВД-1 на углеводородном газе / Ю.А. Лаухин [и др.] // Сборник научных трудов. Сер. Повышение эффективности процессов переработки газа и газового конденсата. Ч. 2. М.: ВНИИГАЗ, 1995.С. 53-59.

69. Люгай С.В. Повышение эффективности сжижения природного газа на газораспределительных станциях магистральных газопроводов: автореф. дис. .. канд. техн. наук: 25.03.10 / Люгай Станислав Владимирович. М., 2010. 24 с.

70. Люгай С.В. Снижение стоимости очистки при производстве СПГ на ГРС / С.В. Люгай, С.П. Горбачев // Транспорт на альтернативном топливе. 2010. № 2. С. 70-73.

71. Малотоннажное производство и применение СПГ сжиженного природного газа (метана) для беструбопроводного газоснабжения и в качестве моторного топлива для наземных транспортных средств. Технико-

инвестиционные показатели установок: отчет-справочник / под ред. А.Х. Сафина. СПб.: ООО «Прима-Химмаш», 2013. 257 с.

72. Микулин Е.И. Результаты исследования криогенного пульсационного рефрижератора-ожижителя в диапазоне температур 40.. .110 К / Е.И. Микулин [и др.] // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 1993. Криогенная и холодильная техника: Спец. выпуск. № 3. С. 77-80.

73. Мунштуков Д.А. Использование метода газогидроанологии для исследования входа среды в канал ротора волнового обменника давления / Д.А. Мунштуков, В.Ш. Эрсмамбетов. Харьков: ХАИ, 1986. 34 с. Деп. в ЦНИИТЭИтяжмаш, № 172.

74. Новиков Г.А. Основы метрологии / Г.А. Новиков. Ульяновск: УлГТУ, 2010. 182 с.

75. Объекты малотоннажного производства и потребления сжиженного природного газа. Требования пожарной безопасности [Текст]: СП. М.: ФГБУ ВНИИПО МЧС России, ООО «Газпром ВНИИГАЗ». - 2016. 30 с.

76. Панкова Е.О. Разработка и исследование детандера с газовым поршнем [Текст]: дис. ... канд. техн. наук: 05.04.03 / Панкова Елена Олеговна. М., 1987. 149 с.

77. Пат. 2180081 Российская федерация, МПК7 F 25 J 1/00. Способ сжижения метана преимущественно для газонаполнительной станции транспортных средств [Текст] / Семенов В.Ю., Орлов А.В.; заявитель и патентообладатель Государственное унитарное дочернее предприятие «Московский газоперерабатывающий завод». № 2001115432/06; заявл. 07.06.01; опубл. 27.02.02, Бюл. № 6.-6 с.

78. Пат. 2180082 Российская федерация, МПК7 F 25 J 1/00. Установка сжижения метана преимущественно для газонаполнительной станции транспортных средств [Текст] / Семенов В.Ю., Орлов А.В.; заявитель и

патентообладатель Государственное унитарное дочернее предприятие «Московский газоперерабатывающий завод». № 2001115433/06; заявл. 07.06.01; опубл. 27.02.02, Бюл. № 6.-6 с.

79. Пат. 2233411 Российская федерация, МПК7 F 25 J 1/00. Способ ожижения природного газа в дроссельном цикле [Текст] / Скородумов Б.А. [и др.]; заявитель и патентообладатель ОАО криогенного машиностроения. № 2002118638/06; заявл. 15.07.02; опубл. 27.07.04. 3 с.

80. Пат. 2234648 Российская федерация, МПК7 F 25 J 1/00, F 25 В 9/04. Способ ожижения природного газа [Текст]/ Борискин В.В., Сердюков С.Г., Ходорков И.Л.; заявитель и патентообладатель ЗАО «Крионорд» .№ 2002103449/06; заявл. 05.02.02; опубл. 20.08.04. 2 с.

81. Пат. 2272971 Российская федерация, МПК7 F 25 J 1/00. Установка частичного сжижения природного газа [Текст] / Краковский Б.Д. [и др.]; заявитель и патентообладатель ОАО «Гелиймаш». № 2004112285/06; заявл. 23.04.04; опубл. 27.03.06. 3 с.

82. Пат. 2295678 Российская федерация, МПК7 F 25 J 1/02. Способ ожижения природного газа на автогазонаполнительной компрессорной станции [Текст]

/ Баранов Ю.М. [и др.]; заявитель и патентообладатель ООО «Лентрансгаз». № 2005117308/06; заявл. 06.06.05; опубл. 20.03.07. 3 с.

83. Пат. 2355959 Российская федерация, МПК7 F 25 J 3/00.Способ извлечения низкокипящих компонентов природного газа при его сжижении в замкнутом контуре и установки для его осуществления [Текст] / Дарбинян Р.В. [и др.]; заявитель и патентообладатель ОАО «Криогенмаш». № 2007137797/06; заявл. 15.10.07; опубл. 20.05.09, Бюл. № 14. 2 с.

84. Пат. №2 487 028 Российская федерация, МПК В61С 5/02 Смеситель-испаритель для топливных систем газотурбовозов /Руденко В.Ф. и др.;

заявитель и патентообладатель ОАО «Российские железные дороги» № 2012104341/11; заявл. 08.02.2012; опубл. 10.07.2013 Бюл. № 19. 7 с.

85. Пат. №2 497 014 Российская федерация, МПК F02M 21/06 F01K 15/02 Способ регулирования температуры газа в системе топливоподачи газотурбовозов/ Руденко В.Ф. и др.; заявитель и патентообладатель ОАО «Российские железные дороги» № 2012110018/06; заявл. 15.03.2012; опубл. 27.10.2013 Бюл. № 30.6 с.

86. Пат. 2495341 Российская федерация, МПК E 25 J 1/00. Установка сжижения природного газа [Текст] / Архаров А.М. [и др.]; заявитель и патентообладатель Производственный кооператив Научно производственная фирма "Экип" № 2011149112/06; заявл. 02.12.2011 ;опубл. 10.10.2013, Бюл. № 28. 6 с.

87. Пат. 254130 Российская федерация, МПК7 F 25 J 1/00. Способ производства сжиженного природного газа и комплекс для его реализации [Текст] / Гайдт Д.Д., Мишин О.Л.; заявитель и патентообладатель ООО «Газпромтрансгаз Екатеринбург». № 2014106445/06; заявл. 20.02.2014; опубл. 10.02.15. 6 с.

88. Перевод автомобиля на газ [Электронный ресурс] // Проект AGNKS.RU. - URL http://agnks.ru/auto/ (дата обращения 11.08.16).

89. Пластинин П.И. Поршневые компрессоры. В 2 т. Т.1. Теория и расчет: Учебник для вузов. М.: КолосС, 2006. 456 с.

90. Природный газ. Химический состав. Месторождения: [Электронный ресурс]. URL:http://biofile.ru/geo/3286.html (дата обращения 11.08.16).

1. Пульсационный охладитель газа: А. с. 1020723 СССР/ Д.М. Бобров [и др.] заявл. 30.01.81 ;опубл. 30.05.83, Бюл. № 20 (72).

2. Рабочее колесо волнового обменника: А. с. 1393938 СССР/ К.В. Беляков [и др.] заявл. 15.10.86; опубл. 07.05.88, Бюл. № 17 (17).

91. Рождественский Б.Л. Системы квазилинейных уравнений и их приложения в газовой динамике / Б.Л. Рождественский, Н.Н. Яненко. М.: Наука, 1974. 592 с.

92. Семенов В.Ю. Развитие технологии СПГ в Московском регионе// Материалы 7 Международной конференции GASSUF-2009. М.:2010. С.48-54.

93. Семенов В.Ю. Результаты экспериментальных исследований криогенного волнового детандер-компрессора / В.Ю. Семенов [и др.] // Химическое и нефтегазовое машиностроение. - 2009. № 4. С. 23-25.

94. Современные и перспективные технологии сжижения природного газа: отчет-справочник. 2-е изд. / под ред. П.И. Сафина. -СПб.: ООО «Прима-Химмаш», 2010. 317 с.

95. Соколов Е.Я. Струйные аппараты / Е.Я. Соколов, Н.М. Зингер. М: Энергоатомиздат, 1987.351 с.

96. Соколов Е.Я. Энергетические основы трансформации тепла и процессов охлаждения / Е.Я. Соколов, В.М. Бродянский. М.: Энергоиздат, 1981. 320 с.

97. СТО Газпром 089-2010. Газы горючие природные, поставляемые и транспортируемые по магистральным газопроводам [Текст]. Взамен ОСТ 5140-93; введ. 08.08.11. М: ОАО Газпром, 2010. 15 с.

98. Строительная климатология [Текст]: СНиП 23-01-99: взамен СНиП 2.01.01-82: введен в действие с 01.01.03.М.: Госстрой России ГУП ЦПП, 2003. 109 с.

99. Стулов В.Л. Опыт создания и внедрения турбодетандерных агрегатов в производство СПГ и на установки НТС природного газа [Текст] / В.Л. Стулов, Е.В. Викторов, Г.А. Анюков // Криогенные технология и

оборудование. Перспективы развития: 9-я международная научно-практическая конференция: сб. тезисов. М.: МГТУ им. Баумана, 2012. С. 7683.

100. Сурков Ю.В. Охлаждение газа в аппаратах пульсационного типа / Ю.В. Сурков [и др.] // Газовая промышленность. 1976. № 12. С. 32-35.

101. Термоакустические двигатели Стрлинга [Электронный ресурс] // physicstoys.narod.ru, Харьков. URL

http://www.physicstoys.narod.ru/page/Termoakystik/termoakystic 1 .html (дата обращения 11.08.2016).

102. Уэтерстон Р. Энергообменник - новая концепция в теории высокоэффективных газотурбинных циклов / Р. Уэтерстон, А. Герцеберг // Энергетические машины. 1966. Т. 4. № 2. С. 48-62.

103. Ходорков И.Л. Мини завод по производству СПГ на базе совмещенного комплекса АГНКС ГРС / И.Л. Ходорков // АГЗК+АТ. 2004. № 3(15). С. 5051.

104. Ходорков И.Л. Первый в России типовой мини-завод по производству СПГ на АГНКС / И.Л. Ходорков // СПГ в России. СПб.: Химиздат, 2004.-С.13-14.

105. Ходорков И.Л. Первый в России типовой мини-завод по производству СПГ на АГНКС / И.Л. Ходорков // Холодильный бизнес. 2001. № 1. С. 12-14.

106. Широкова Г.С. Технологические задачи комплексной очистки природного газа для получения СПГ / Г.С. Широкова, М.В. Елистратов // Экологический вестник России. 2010.№ 10. C. 2-8.

107. Шишов В.В. Энтропийно-статистический анализ холодильных циклов для систем кондиционирования / В.В. Шишов // Вестник МГТУ им. Н.Э.

Баумана. Сер. Машиностроение. 2012. Криогенная и холодильная техника: Спец. выпуск. С. 143-156.

108. Эрсмамбетов В.Ш. Результаты численных и экспериментальных исследований волнового детандера / В.Ш. Эрсмамбетов [и др.] // Химическое и нефтяное машиностроение. 1996. № 5. С. 14-16.

109. Эрсмамбетов В.Ш. Совершенствование модели процесса и исследование режимов работы волнового обменника давления, предназначенного для наддува дизеля: автореф. дис. ... канд. техн. наук / Эрсмамбетов Вячеслав Шихаметович. Харьков , 1988. 26 с.

110. Эрсмамбетов В.Ш. Экспериментальные характеристики волнового преобразователя энергии с передающим каналом: отчет о НИР / Эрсмамбетов В.Ш. // ХАИ. Харьков, 1990. 60 с.

111. Asoury P. An introduction to the dynamic exchanger / P. Asoury // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers. 1965. 66. Vol. 180, Part. 1. № 18. P. 451- 480.

112. Baker A. Enter sonic supercharger / A. Baker // Transport Engineering. 1979 (Febr). P. 22-23.

113. Barker A. The comprex supercharger / A. Barker // Automotive Engineer. 1980. № 4, Vol.4. P. 89-92.

114. Barnes J.A. The pressure exchanger / J.A. Barnes, D.B. Spalding // The oil Engine and Gas Turbine. 1958. № 294, Vol. 25 P. 364-366.

115. Berchtold M. A new small power output gas turbine concept / M. Berchtold, T.W. Lutz // ASME Paper. 1974. № 74-GT-111. 48 p.

116. Chang H.M. Combined Brayton-JT cycles with pure refrigerants for natural gas liquefaction. In: Advances in Cryogenic Engineering: Transactions of the

Cryogenic Engineering Conference / H.M. Chang, J.H. Park, S. Lee, K.H. Choe. -Washington: American Institute of Physics, 2012. Vol. 1434. P. 1779-1786.

117. Chang H.M. Effect of multi-stream heat exchanger on performance of natural gas liquefaction with mixed refrigerant / H.M. Chang, H.S. Lim, K.H. Choe // Cryogenics. 2012. № 53. P. 642-647.

118. Chang H.M. Thermodynamic design of methane liquefaction system based on reversed-Brayton cycle / H.M. Chang, [et al.] // Cryogenics. 2009. № 49. P. 226234.

119. Deleris G. Barge-mounted NGL plant boost recovery from offshore field / G. Deleris, J.C. Amande, J.G. Viltard // J.World Oil. July, 1982. 51 p.

120. Eggeman T. Pitfalls of CO2 freezing prediction / T. Eggeman, S. Chafin // Presented at the 82nd Annual Convention of the Gas Processions Association.San Antonio, Texas, 2003.19 p.

121. Gong M. Exergy analysis of a small-scale LNG process utilizing a commercialized refrigeration compressor. In: 22nd International Congress of Refrigeration / M. Gong, J. Wu, Y. Zhang, Y. Zhou. - Beijing: International Institute of refrigeration, 2012. Vol. 1. P. 94-99.

122. Gong M.Q. Exergy analysis of a small-scale LNG process utilizing a commercialized refrigeration compressor / M.Q. Gong [et al.] // International Congress of Refrigeration. 2007. 6 p.

123. Gross N. Wirkungewise der Druckwellenladers Comprex / N. Gross // MTZ. -1979. № 2. S. 91-97.

124. HYSYS Process. Версия 7.3: Руководство пользователя. Aspen Technology Inc., 2011. 276 с.

125. Jenny E. Die-Druckwelen-Mashine Comprex als Oberstufe eine Gasturbine. Teil 2 / E. Jenny, T. Bulaty // MTZ. 1973. № 12. Bd. 34. P. 421-425.

126. Jenny E. Emdimensionale instationare Strömung unter Berucksiohtigung von Reibung. Wärmezufuhr and Querschnittsanderung / E. Jenny // Brown Boveri Mitteilungen. 1950. № 11, Bd. 78. S. 447-461.

127. Kirchhofer H. Aufladung von Fahrzeugdieselmotorenmit Comprex / H. Kirchhofer // Automob. Ind. 1977. № 1. S. 59-67.

128. Klemenko A.P. One flow cascade cycle (in schemes of natural gas liquefaction and separation) [Text] / A.P. Klemenko // International Institute of Refrigeration. 1959. P. 1-6.

129. Kollbrunner T.A. Comprex supercharging for passenger diesel Car Engines / T.A. Kollbrunner // SAE. Techn. Pap. Ser. 1980. № 800884. P. 1-9.

130. Kount K. Development of a Small Scale Natural Gas Liquefier / K. Kount [et al.] // Final Report GTI Project 65943. 2003. 40 p.

131. Lansky M. Experementalni poznatky o preplnovani pistoveho spalovasiho motoru tlakoy vimenikem / M. Lansky, J. Tranka // Strojirensvi.1980. -Ed. 30, els. 5. S. 268- 272.

132. Lansky M. Liectore otazky preplnania vozdloveho piestoveho spalovasiemo motora pomocow tiakoveho vymennika / M. Lansky // Prace studie vysokej skoly dopravnej v Zilline. Ser. Strojnicka. Svazok 5. 1979. S. 189 - 213.

133. Mayer A. Economie de consommation des voitures a moteurs Diesel anmoyen de la suralimentation par Comprex / A. Mayer // Automob. Ind. 1982. № 4. P. 4148.

134. Mayer A. Practical experience with the pressure wave supercharger on passanger cars / A. Mayer, G.M. Schruf // Institution of Mechanical Engineers. London, 1982. 67 p.

135. Meyer A. Recent development in gas turbines // Mechanical Engineering. 1947. Vol. 69. №4. P. 273-278.

136. Mokhatab S. Handbook of Liquefied Natural Gas / S. Mokhatab [et al.]. Gulf Professional Publishing, Elsevier Inc., 2014. 593 p.

137. Neksa P. Small scale natural gas liquefaction plants / P. Neksa, P. E. Brendenga // International Congress of Refrigeration. SINTEF Energy Research, 2007. 9 P.

138. Neksa P. Development and analysis of a natural gas reliquefaction plant for small gas carriers / P. Neksa [et al.] // Journal of Natural Gas Science and Engineering. 2010. № 2. P. 143-149.

139. Pat. 1039669 A Great Britain, IPC F 04 F 13/00, F 04 F 99/00. Improvements in or relating to pressure exchanger cell rings [Text] / Brown J.; applicant and patentee Power Jets Res & Dev, Ltd. Filed 30.07.64; pub. 17.08.66; № 30212/64 (GB). 5 p.

140. Pat. 1255955 B1 Europe, IPC F 25 J 1/02. Method and device for small scale liquefaction of a product gas [Text] / Brendeng E., Neeraas B.O.; applicant and patentee Sinvent As. Filed 09.02.01; pub. 15.11.06; prior. 10.02.00, № 2001908478 (EP). 15 p.

141. Pat. 2008/0202158 A1 United States, IPC F 25 J 1/00. System and method for cooling abog stream [Text] / Rummelhoff C.J.; Haukedal B.H.; applicant and patentee Hamworthy Kse Gas Systems As. Filed 08.03.06; pub. 28.08.08; prior. 14.03.05, № PCT/N02006/000090. 14 p.

142. Pat. 20090113929 A1 United States, IPC F 25 J 1/00. Method and apparatus for pre-heating lng boil-off gas to ambient temperature prior to compression in a reliquefaction system [Text] / Haukedal B.; applicant and patentee Hamworthy Gas Systems As. Filed 02.04.07; pub. 07.08.09; prior. 07.04.06, № 12/295,403 (USA). 6 p.

143. Pat. 2832626 USA

144. Pat. 290669 A Great Britain, IPC F 04 B 27/06, F 04 B 31/00, F 04/ B 35/00, F 04 F 13/00, F 04 F 99/00. Method and apparatus for compressing fluids [Text] / applicant and patentee Francois Lebre. Filed 14.05.28; № 290,669 (GB). 5 p.

145. Pat. 3101168 A United States, IPC F 04 F 99/00, F 04 F 13/00. Aerodynamic wave machine formed rotor blades to minimize thermal stress [Text] / Berchtold M.; applicant and patentee Ite Circuit Breaker Ltd. Filed 15.06.61; pub. 20.08.63; № 117,199 (USA). 6 p.

146. Pat. 3653225 A United States, IPC F 25 b. Gas-cooling system and its uses [Text] /; applicant and patentee Bertin & Cie, Erap. Filed 25.07.69; pub. 04.04.72; prior. 05.08.68, № 845,018 (USA). 11 p.

147. Pat. 4033735 A United States, IPC2 F 25 J 1/00. Single mixed refrigerant, closed loop process for liquefying natural gas [Text] / Swenson L.K.; applicant and patentee J. F. Pritchard And Company. Filed 08.11.76; pub. 05.07.77; № 05/739,793 (USA). 12 p.

148. Pat. 405827 A Switzerland, IPC F 04 F 13/00, F 04 F 99/00. Cell wheel for a pressure wave machine [Text] / Wunsch A.; applicant and patentee BBC Brown Boveri & Cie. Filed 15.01.66; pub. 29.07.66; № 8589/63 (CH). 3 p.

149. Pat. 410526 A Switzerland, IPC F 04 F 13/00, F 04 F 99/00. Aerodynamische Druckwellenmaschine [Text] / Prof B.M.; applicant and patentee BBC Brown Boveri & Cie. Filed 31.03.66; pub. 31.10.66; № 2130/63 (CH). 5 p.

150. Pat. 4274849 A United States, IPC3 F 25 J 1/02. Method and plant for liquefying a gas with low boiling temperature [Text] / Garier C., Paradowski H.; applicant and patentee Campagnie Francaise d'Etudes et de Construction Technip. Filed 21.08.79; pub. 23.06.81; prior. 21.11.74, № 06/068,430 (USA). 22 p.

151. Pat. 4285709 A United States, IPC3 F 25 J 3/00. Liquefactor [Text] / Gram A.; applicant and patentee Cleanair Combustion Systems, Ltd. Filed 31.05.79; pub. 25.08.81; prior. 30.09.77, № 06/044,245 (USA). 13 p.

152. Pat. 4444019 United States, IPC3 F 25 B 9/00. Method of cold generation and a plant for accomplishing same [Text] / A.M. Arharov [et al.]; applicant and patentee A.M. Arharov [et al.]. Filed 17.08.81; pub. 24.04.84; prior. 08.09.80, № 06/293,126 (USA). - 10 p.

153. Pat. 4843829 A United States, IPC4 F 17 C 13/00. Reliquefaction of boil-off from liquefied natural gas [Text] / Stuber W.G., Kovak K.W.; applicant and patentee Air Products And Chemicals, Inc. Filed 03.11.88; pub. 04.07.89; prior. [03.11.88?], № 07/226,729 (USA). 7 p.

154. Pat. 4953366 A United States, IPC5 F 25 B 1/00. Acoustic cryocooler [Text] / Swift G.W., Martin R.A., Radebaugh R.; applicant and patentee The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy. Filed 26.09.89; pub. 04.09.90; № 07/412,712 (USA). 9 p.

155. Pat. 5036671 A United States, IPC5 F 25 J 3/06. Method of liquefying natural gas [Text] / Nelson W.L., Garcia L.; applicant and patentee Liquid Air Engineering Company. Filed 06.02.90; pub. 06.08.91; № 07/475,908 (USA). 7 p.

156. Pat. 5455114 A United States, IPC6 F 25 J 3/00. Use of a turboexpander cycle in liquefied natural gas process [Text] / Foglietta J.H.; applicant and patentee Abb Randall Corporation. Filed 06.01.97; pub. 26.05.98; prior. [06.01.97?],№ 08/779,043 (USA). 6 p.

157. Pat. 5505232 United States, IPC6 B 65 B 1/20. Integrated refueling system for vehicles [Text] / Barclay J.A.; applicant and patentee Cryofuel Systems, Inc. Filed 20.10.93; pub. 9.04.96; prior. [20.10.93], № 08/140,732 (USA). 9 p.

158. Pat. 5832745 A United States, IPC6 F 25 J 3/00.Cooling a fluid stream [Text] / Nagevoort R.K.; Vink K.J.; Mercer H.A.; applicant and patentee Shell Oil Co. Filed 17.04.96; pub. 10.11.98; prior. 18.04.95, № 08/930,903 (USA). 11 p.

159. Pat. 6082133 A United States, IPC7 F 25 J 1/00. Apparatus and method for purifying natural gas via cryogenic separation [Text] / Barclay M.A. [et al.]; applicant and patentee Cryofuel Systems, Inc. Filed 05.02.99; pub. 04.07.00; prior. [05.02.99?], № 09/245,570 (USA). 10 p.

160. Pat. 6105390 A United States, IPC7 F 25 J 1/00. Apparatus and process for the refrigeration, liquefaction and separation of gases with varying levels of purity [Text] / Bingham D.N., Wilding B.M., McKellar M.G.; applicant and patentee Bechtel Bwxt Idaho, Llc. Filed 16.12.98; pub. 22.08.00; prior. 16.12.97, № 09/212,490 (USA). 19 p.

161. Pat. 6347531 B1 United States, IPC7 F 25 J 3/00. Single mixed refrigerant gas liquefaction process [Text] / Roberts M.J., Agrawal R., Daugherty T.L.; applicant and patentee Air Products And Chemicals, Inc. Filed 12.10.99; pub. 19.02.02; № 09/415,636 (USA). 11 p.

162. Pat. 6412302 B1 United States, IPC7 F 25 J 1/00, F 25 J 3/00. LNG production using dual independent expander refrigeration cycles [Text] / Foglietta J.H.; applicant and patentee Abb Lummus Global, Inc. Filed 06.04.01; pub. 02.07.02; prior. [06.03.01?], № 09/828,551 (USA). 9 p.

163. Pat. 6425263 B1 United States, IPC7 F 25 J 1/00. Apparatus and process for the refrigeration, liquefaction and separation of gases with varying levels of purity [Text] / Bingham D.N., Wilding B.M., McKellar M.G.; applicant and patentee The United States Of America As Represented By The Department Of Energy. Filed 23.08.01; pub. 30.07.02; № 09/643,420 (USA). 19 p.

164. Pat. 6449983 B2 United States, IPC7 F 25 J 1/00. Reliquefaction of compressed vapor [Text] / Pozivil J.; applicant and patentee The Boc Group, Inc. -Filed 08.03.01; pub. 17.09.02; prior. 09.03.00, № 09/801,954 (USA). 10 p.

165. Pat. 6530240 B1 United States, IPC7 F 25 J 1/00, F 25 B 45/00. Control method for mixed refrigerant based natural gas liquefier [Text] / Kountz K.J., Bishop P.M.; applicant and patentee Gas Technology Institute. Filed 10.12.01; pub. 11.03.03; № 10/013,243 (USA). 9 p.

166 .Pat. 6581409 B2 United States, IPC7 F 25 J 3/00. Apparatus for the liquefaction of natural gas and methods related to same [Text] / Wilding B.M. [et al.]; applicant and patentee Bechtel Bwxt Idaho, Llc. Filed 27.02.02; pub. 24.06.03; prior. 28.11.02, № 10/086,066 (USA). 31 p.

167. Pat. 6658862 B2 United States, IPC7 F 25 B 9/00. Cascaded thermoacoustic devices [Text] / Swift G.W., Backhaus S.N., Gardner D.L.; applicant and patentee The Regents Of The University Of California. - Filed 18.04.02; pub. 09.12.03; prior. 23.10.03, № 10/125,268(USA). 15 p.

168. Pat. 6732515 B1 United States, IPC7 F 01 B 29/10. Traveling-wave thermoacoustic engines with internal combustion [Text] / Weiland N.T., Zinn B.T., Swift G.W.; applicant and patentee Georgia Tech Research Corporation. - Filed 13.03.03; pub. 11.08.04; № 10/387,688 (USA). 19 p.

169. Pat. 6751984 B2 United States, IPC7 F 25 J 1/00. Method and device for small scale liquefaction of a product gas [Text] / Neeraas B.O., Brendeng E.; applicant and patentee Sinvent As. Filed 09.02.01; pub. 22.06.04; prior. 30.01.03 № 10/169,068 (USA). 11 p.

170. Pat. 696061 A United States, CPC F 23D11/44. Gas or vapor burner [Text] / Lytle H.H.; applicant and patentee Lytle H.H. Filed 19.01.1901; pub. 25.03.1902; prior. [19.01.1901?], 3 p.

171. Pat. 7219512 B1 United States, IPC F 25 J 3/00, C 02 F 1/22. Apparatus for the liquefaction of natural gas and methods relating to same [Text] / Wilding B.M. [et al.]; applicant and patentee Battelle Energy Alliance, Llc. Filed 05.05.05; pub. 22.05.07; prior. 04.05.01, № 11/124,589 (USA). 31 p.

172. Pat. 7594414 B2 United States, IPC F 25 J 1/00. Apparatus for the liquefaction of natural gas and methods relating to same [Text] / Wilding B.M. [et al.]; applicant and patentee Battelle Energy Alliance, Llc. Filed 05.05.06; pub. 29.09.09; prior. 28.09.06, № 11/381,904 (USA). 53 p.

173. Pat. 7637122 B2 United States, IPC F 25 J 1/00, B 01 D 9/04. Apparatus for the liquefaction of a gas and methods relating to same [Text] / Turner T.D., Wilding B.M., McKellar M.G.; applicant and patentee Battelle Energy Alliance, Llc. - Filed 28.09.06; pub. 29.12.09; prior. 25.01.07, № 11/536,477 (USA). 21 p.

174. Pat. 920624 A Great Britain, IPC F 04 F 13/00, F 04 F 99/00. Improvements in or relating to pressure exchanger cell rings [Text] / Percy V.J.; applicant and patentee Power Jets Res & Dev, Ltd. Filed 21.02.61; pub. 13.03.63; № 6392/61 (GB). 8 p.

175. Pat.20090100844 A1 United States, IPC F 25 J 1/02, F 17 C 13/08, F 17 C 6/00. Apparatus and method for controlling temperature in a boil-off gas [Text] / Rummelhoff C.J.; Hamworthy Gas Systems As. Filed 11.11.04; pub. 23.04.09; prior. 13.11.03, № PCT/N02004/000342. 9 p.

176. Pillarella M. Large LNG trains: developing the optimal process cycle / M. Pillarella [et al.] // Gastech. 2005. 8 p.

177. Regneault M. Le development de la suralimentation par turbocompresseur des moteurs Diesel d'automobiles / M. Regnault, M. Lecreurer // Automob. Ind. 1982. № 4. P. 49-57.

178. Remeljej C.W. An exergy analysis of small-scale liquefied natural gas (LNG) liquefaction processes / C.W.Remeljej, A.F.A.Hoadley // Energy. 2006. № 31 (12). P. 2005-2019.

179. Sammeraurer I. Comparative study of the acceleration performance of truck Diesel engine with exhaust - gas. Turbocharger and with Pressure - Wave Supercharger Comprex / I. Sammeraurer [et al.] // Turbocharging and Turbochargers Conf. London, 1978. P. 165-173.

180. Schwarzbauer G.E. Turbocharging of tractor engines with exhaust gas turbochargers and the BBC-Comprex / G.E. Schwarzbauer // Turbocharging and Turbochargers Conf. London, 1978. P. 161-164.

181. Sprenger H.S. Uber thermische Tffernt in Resonsnzrohren Vitteilungen aus dem Institute fur Aerodynamic. E.T.H. Zurich. 1954. № 21. S. 18-35.

182. Wunsch A. Zum Stand der Entwicklung von gasdynamischen Druckwellennaschinen fur die Aufladung von Dieselmotoren / A. Wunsch // Brown Boveri Mitteilungen. 1968.№8, Vol. 55. S. 440-447.

183. Wunsch A. Zum Stand der Grauschbildung ungleichmassing Laufer auf Druckwellenmaschinen mit Hilfe der Fourferanalyse / A. Wunsch // Brown Boveri Mitteilungen. 1971. № 4/5, Vol. 58. S. 107-171.

184. Zelmder G. Berechnung von Druckwellen in der Auflaedetechnick / G. Zelmder // Brown BoveriMitteilungen. 1971. №. 4/5, Bd. 58. S. 172-176.

185. Zumdieck J.P. The energy exchanger in advanced power cycle system / J.P. Zumdieck [et al.] // Proc. 14th Intersoc. Energy Convers. Eng. Conf. Boston. Washington: D.C., 1979. Vol. 2. P. 1979-1984.