МОДУЛЬ ДЛЯ ЗАВОДА ПО ПЕРЕРАБОТКЕ ПРИРОДНОГО ГАЗА Российский патент 2022 года по МПК F25J1/00 

Область техники

[0001] Настоящее изобретение относится к технологии строительства завода по переработке природного газа.

Уровень техники

[0002] В качестве заводов по переработке природного газа (ПГ), выполненных с возможностью переработки природного газа, известны, например, заводы по производству сжиженного природного газа (СПГ), выполненные с возможностью сжижения природного газа, и заводы по переработке природного газа, выполненные с возможностью разделения и извлечения из природного газа сжиженного нефтяного газа (СНГ) или тяжелых компонентов.

В последние годы при строительстве завода ПГ предпринята попытка разделения на модули завода ПГ посредством разбивки большого количества единиц оборудования, входящего в состав завода ПГ, на блоки и объединения групп оборудования в блоках в общую структуру (например, патентная литература 1 для завода СПГ). Модуль для строительства завода, перерабатывающего природный газ, в дальнейшем упоминается как «модуль для завода по переработке природного газа (ПГ)».

[0003] Например, модуль для завода ПГ строят на площадке, отличной от строительной площадки завода ПГ. Построенный модуль перевозят на строительную площадку и затем монтируют на этой площадке. После этого объединяют множество модулей для завода ПГ, конфигурируя завод ПГ.

[0004] В постройке, включенной в модуль для завода ПГ, монтируют большое количество элементов оборудования (энергопотребляющего оборудования), выполненных с возможностью получения энергии для привода извне, и большое количество элементов оборудования (управляемого оборудования), подлежащих оперативному управлению посредством управляющего сигнала.

В отношении питания энергопотребляющего оборудования, в модуле для завода ПГ может быть дополнительно обеспечена подстанция. Подстанция содержит трансформатор, выполненный с возможностью преобразования напряжения, устройство управления питанием, выполненное с возможностью управления питанием каждого элемента энергопотребляющего оборудования, и устройство электропитания, такое как выключатель или прерыватель.

[0005] Кроме того, что касается оперативного управления оборудованием, которым необходимо управлять, в модуле для завода ПГ может быть дополнительно предусмотрено помещение управления приборами. В помещении управления приборами находится устройство вывода информации управления, выполненное с возможностью вывода на контроллер, выполненный с возможностью осуществления оперативного управления оборудованием, подлежащим управлению, информации об оперативном управлении оборудованием, подлежащим управлению, такой как установленное значение скорости потока, установленное значение давления и установленное значение температуры, которые поступают от оператора или устройства автоматического управления в центральной диспетчерской, выполненной с возможностью осуществления общего управления всем заводом ПГ. Устройство вывода информации управления дополнительно выполнено с возможностью вывода в центральную диспетчерскую информации, например, о скорости потока, давлении и температуре, подлежащей управлению, с использованием оборудования, подлежащего управлению.

[0006] Как описано в патентной литературе 2, автором заявки разработана технология, в которой здание, образующее вышеупомянутую подстанцию или помещение управления приборами, дополнительно обеспечивают за пределами модуля для завода ПГ, соединяют указанное здание со структурой модуля на строительной площадке модуля, и вместе транспортируют модуль и указанное здание на строительную площадку завода ПГ (патентная литература 2). На строительной площадке завода ПГ соединительный элемент, связывающий модуль для завода ПГ газа и указанное здание, демонтируют, отделяя модуль и указанное здание друг от друга. Таким образом, обеспечивают состояние, при котором указанное здание дополнительно обеспечено в положении, смежной с модулем для завода ПГ.

[0007] В технологии, описанной в патентной литературе 2, указанное здание расположено вне модуля для завода ПГ, и, следовательно, необходима взрывостойкая конструкция в ограниченном пространстве. В результате, по сравнению со случаем, когда здание, имеющее взрывостойкую конструкцию, обеспечено в модуле для завода ПГ, может быть снижена потребность в изготовлении конструкции самого модуля, имеющего взрывостойкую структуру, или увеличен диаметр материала стального каркаса, образующего указанную конструкцию, что вызвано необходимостью выдерживания здания с высокой нагрузкой, обусловленной взрывостойкой конструкцией.

В то же время, оно может быть непригодно для вывоза с площадки для пристройки здания, образующего подстанцию или помещение управления приборами, вследствие ограничений на строительной площадке завода ПГ или т.п. Для такого случая в патентной литературе 1 или 2 не указано место обеспечения и тип конфигурации здания.

Список литературы

Патентная литература

[0008]

[Патентная литература 1] WO 2014/028961 A1

[Патентная литература 2] WO 2019/008725 A1

Раскрытие сущности изобретения

Техническая проблема

[0009] В настоящем изобретении предложен модуль для завода по переработке природного газа, имеющий высокую степень интеграции оборудования, а также имеющий прочность в соответствии с риском.

Решение проблемы

[0010] Модуль для завода ПГ согласно одному варианту реализации настоящего изобретения содержит: сооружение, вмещающее группу оборудования, составляющую часть завода по переработке природного газа; и здание, вмещающее по меньшей мере одно из устройства электропитания или устройства вывода информации управления, при этом устройство электропитания предусмотрено в указанном сооружении и выполнено с возможностью подачи энергии на энергопотребляющее оборудование, включенное в группу оборудования; устройство вывода информации управления включено в группу оборудования и выполнено с возможностью для вывода информации об оперативном управлении оборудованием, подлежащим управлению, на контроллер, выполненный с возможностью осуществления оперативного управления с использованием сигнала управления, при этом в области над положением, в котором находится здание, расположена трубная эстакада для удерживания данной конструкцией группы труб, по которым можно транспортировать текучую среду, перекачиваемую на заводе по переработке природного газа.

[0011] Модуль для завода по переработке природного газа может иметь следующие признаки.

(а) Если указанное сооружение имеет множество этажей, то указанное здание находится на самом нижнем этаже.

(b) Если указанное здание вмещает устройство электропитания, устройство электропитания приводят в состояние подключения к энергопотребляющему оборудованию, размещенному в указанном сооружении. Кроме того, если в здании размещено множество типов устройств электропитания, различающихся по уровню напряжения, энергопотребляющее оборудование с уровнем напряжения 1000 В или более находится в состоянии, в котором оно не подключено к устройству электропитания, соответствующему указанному уровню напряжения, а энергопотребляющее оборудование, имеющее уровень напряжения менее 1000 В, приведено в состояние подключения к устройству электропитания, соответствующему указанному уровню напряжения.

(c) Если указанное здание вмещает устройство вывода информации управления, устройство вывода информации управления приводят в состояние подключения к оборудованию, управление которым необходимо осуществить и которое размещено в указанном сооружении.

(d) Здание соединено с воздухозаборным каналом для поддержания внутреннего давления в здании на уровне, превышающем атмосферное давление, причем воздухозаборный канал имеет концевую часть, соответствующую воздухозаборной части, расположение которой выше, чем расположение оборудования для перемещения горючих материалов, размещенного в сооружении.

(e) В здании предусмотрен вход, обеспеченный так, чтобы открываться в сторону боковой поверхности сооружения.

Полезный эффект изобретения

[0012] В модуле для завода по переработке природного газа согласно настоящему изобретению здание, которое предусмотрено в сооружении и вмещает устройство электропитания или устройство вывода информации управления, расположено в области ниже трубной эстакады. При организации здания посредством использования пространства под трубной эстакадой можно уменьшить площадь для установки модуля для завода по переработке природного газа.

Краткое описание чертежей

[0013] На фиг. 1 приведена иллюстрация примера конфигурации каждой технологической установки, включенной в завод по производству сжиженного природного газа (СПГ).

На фиг. 2 представлен вид сверху, иллюстрирующий пример компоновки модулей для завода СПГ, которые должны быть размещены на заводе СПГ.

На фиг. 3 представлен вид сбоку модуля согласно одному варианту реализации настоящего изобретения.

На фиг. 4A представлен первый вид сбоку строящегося модуля.

На фиг. 4B представлен второй вид сбоку строящегося модуля.

Описание вариантов реализации изобретения

[0014] Далее представлено описание примера, в котором завод по производству сжиженного природного газа (СПГ) составлен из модуля для завода по переработке природного газа в соответствии с одним вариантом реализации настоящего изобретения. Модуль, образующий завод СПГ, для простоты упомянут далее как «модуль».

На фиг. 1 представлена иллюстрация одного примера схематической конфигурации завода СГП из данного примера. Завод СПГ содержит газожидкостную разделительную установку 11, установку 12 удаления ртути, установку 13 удаления кислых газов, установку 14 удаления влаги, технологическую установку 15 сжижения и бак-накопитель 17. Газожидкостная разделительная установка 11 выполнена с возможностью выделения жидкости из ПГ. Установка 12 удаления ртути выполнена с возможностью удаления ртути, содержащейся в ПГ. Установка 13 удаления кислых газов выполнена с возможностью удаления диоксида углерода, сероводорода и других кислых газов из ПГ. Установка 14 удаления влаги выполнена с возможностью удаления следового количества влаги, содержащейся в ПГ. Технологическая установка 15 сжижения выполнена с возможностью охлаждения и сжижения ПГ, из которого удалены указанные примеси, с получением СПГ. Бак-накопитель 17 выполнен с возможностью хранения сжиженного СПГ.

[0015] Газожидкостная разделительная установка 11 выполнена с возможностью выделения конденсата, который является жидким при нормальной температуре, из ПГ, транспортируемого по трубопроводу или т.п. Например, газожидкостная разделительная установка 11 содержит группу оборудования, содержащую удлиненную трубу и барабан, колонну регенерации и ребойлер жидкого антифриза, а также вспомогательные элементы. Удлиненная труба и барабан расположены под наклоном и выполнены с возможностью выделения жидкости из ПГ благодаря разнице удельных плотностей. Колонна регенерации и ребойлер жидкого антифриза выполнены с возможностью нагревания и регенерации жидкого антифриза, который добавляют по мере необходимости с целью предотвращения засорения трубопровода в процессе транспортировки.

[0016] Установка 12 удаления ртути выполнена с возможностью удаления следового количества ртути, содержащейся в ПГ, из которого удалена жидкость. Например, установка 12 удаления ртути содержит группу оборудования, содержащую колонну адсорбции ртути, причем адсорбционная колонна наполнена агентом для удаления ртути, а также вспомогательные элементы.

[0017] Установка 13 удаления кислого газа выполнена с возможностью удаления диоксида углерода, сероводорода и других кислых газов, которые могут затвердевать в СПГ во время сжижения. В качестве способа удаления кислого газа существует известный способ с использованием газопоглощающей жидкости, содержащей аминное соединение или т.п., и способ с использованием газоразделительной мембраны, через которую может проходить кислый газ, содержащийся в ПГ.

[0018] При использовании газопоглощающей жидкости, установка 13 удаления кислого газа содержит группу оборудования, содержащую абсорбционную колонну, колонну регенерации, ребойлер и вспомогательные элементы. Абсорбционная колонна выполнена с возможностью приведения ПГ и газопоглощающей жидкости в противоточный контакт друг с другом. Колонна регенерации выполнена с возможностью регенерации газопоглощающей жидкости, содержащей абсорбированный кислый газ. Ребойлер выполнен с возможностью нагревания газопоглощающей жидкости в колонне регенерации.

Кроме того, при использовании газоразделительной мембраны, установка 13 удаления кислого газа содержит группу устройств, содержащую газоразделительную установку, вмещающую большое количество половолоконных мембран в главном корпусе, а также вспомогательные элементы.

[0019] Установка 14 удаления влаги выполнена с возможностью удаления следового количества влаги, содержащейся в ПГ. Например, установка 14 удаления влаги содержит группу оборудования, содержащую множество адсорбционных колонн, нагреватель и вспомогательные элементы. Множество адсорбционных колонн наполняют молекулярными ситами, силикагелем или другим адсорбентом, и поочередно посредством переключения выполняют операцию удаления влаги из ПГ и операцию регенерации адсорбента, содержащего адсорбированную влагу. Нагреватель выполнен с возможностью нагревания газа регенерации (например, ПГ, из которого удалена влага) для адсорбента, подаваемого в адсорбционную колонну, в которой осуществляют операцию регенерации.

[0020] ПГ, из которого удалены примеси с помощью технологических установок 11-14, описанных выше, подают в технологическую установку 15 сжижения для осуществления сжижения. Например, технологическая установка 15 сжижения содержит группу оборудования, включая теплообменник предварительного охлаждения, скрубберную колонну, главный криогенный теплообменник (main cryogenic heat exchanger, MCHE), компрессор 21 хладагента и вспомогательные элементы. Теплообменник предварительного охлаждения выполнен с возможностью предварительного охлаждения ПГ с помощью хладагента предварительного охлаждения, содержащего пропан в качестве основного компонента. Скрубберная колонна выполнена с возможностью удаления тяжелого компонента из предварительно охлажденного ПГ. Главный криогенный теплообменник (MCHE) выполнен с возможностью охлаждения, сжижения и переохлаждения ПГ с помощью смесевого хладагента, содержащего множество различных видов исходных хладагентов, таких как азот, метан, этан и пропан. Компрессор 21 хладагента выполнен с возможностью сжатия газообразного хладагента предварительного охлаждения и смесевого хладагента, которые в результате теплообмена превращаются в газ.

[0021] На фиг. 1 отсутствуют отдельные иллюстрации вышеуказанного оборудования, за исключением отдельных компрессоров хладагента для предварительного охлаждения хладагента и смесевого хладагента (компрессор смесевого хладагента (mixed refrigerant, MR) низкого давления и компрессор MR высокого давления для смесевого хладагента, а также компрессор C3 для хладагента предварительного охлаждения), которые изображены вместе как одна установка.

Кроме того, на фиг. 1 представлен пример с использованием газовой турбины 22 в качестве источника энергии, который выполнен с возможностью приведения в движение компрессора 21 хладагента, но, например, в соответствии с мощностью компрессора 21 хладагента может быть использован двигатель.

[0022] Кроме того, на следующей ступени каждого компрессора 21 хладагента технологической установки 15 сжижения, описанной выше, могут быть предусмотрены различные охладители и конденсаторы, выполненные с возможностью охлаждения сжатого хладагента. Кроме того, если в установке 13 удаления кислого газа использована газапоглощающаяжидкость, то может быть предусмотрен охладитель, выполненный с возможностью охлаждения жидкости из верхнего погона и газопоглощающей жидкости, регенерированной в колонне регенерации. Завод СПГ содержит множество теплообменников 41 с воздушным охлаждением (air-cooled heat exchanger, ACHE), соответствующих указанным охладителям и конденсаторам и выполненных с возможностью охлаждения текучей среды, перекачиваемой на заводе СПГ.

[0023] Кроме того, в технологической установке 15 сжижения дополнительно предусмотрена установка 16 ректификации. Установка 16 ректификации содержит деэтанизатор, депропанизатор и дебутанизатор. Деэтанизатор выполнен с возможностью выделения этана из жидкости (тяжелого жидкого компонента), выделенной из охлажденного ПГ. Депропанизатор выполнен с возможностью выделения пропана из жидкости, из которой выделен этан. Дебутанизатор выполнен с возможностью выделения бутана из жидкости, из которой выделен пропан, с получением конденсата, который является жидким при нормальной температуре. Каждый из деэтанизатора, депропанизатора и дебутанизатора содержит группу оборудования, содержащую ректификационную колонну, ребойлер и вспомогательные элементы. Ректификационная колонна выполнена с возможностью ректификации каждого компонента. Ребойлер выполнен с возможностью нагревания жидкости в каждой ректификационной колонне. В данном варианте реализации ректификационная установка 16 соответствует установке удаления тяжелого компонента.

[0024] Сжиженный природный газ (СПГ), подверженный сжижению и переохлаждению в технологической установке 15 сжижения, подают и хранят в баке-накопителе 17. СПГ, который хранят в баке-накопителе 17, выкачивают с помощью насоса СПГ (не показан) и закачивают в СПГ танкер или трубопровод.

[0025] Кроме того, на заводе СПГ также установлена группа оборудования, содержащая подогреватель масла, бойлер и вспомогательные элементы, а также группа оборудования, содержащая газотурбинный генератор, генератор с газовым двигателем и вспомогательные элементы. Подогреватель масла и бойлер выполнены с возможностью выполнения различных операций нагрева в каждой из вышеупомянутых технологических установок 11-16 и осуществления нагрева теплоносителя (например, горячего масла или пара), подаваемого, например, в нагреватель, выполненный с возможностью предотвращения замерзания поверхности земли, которая находится у нижней поверхности бака-накопителя 17. Газотурбинный генератор и генератор с газовым двигателем выполнены с возможностью подачи энергии, потребляемой на заводе СПГ.

[0026] На фиг. 2 представлена иллюстрация одного из примеров компоновки вышеупомянутого завода СПГ. Завод СПГ из данного примера содержит множество объединенных модулей M. Множество модулей M вмещают в общем сооружении 30 группы оборудования (например, встроенное оборудование 6 и ACHE 41), образующие технологические установки 11-16.

Для удобства иллюстрации компоновки здания, образующего подстанцию или помещение управления приборами, которые будут описаны ниже, каждый из модулей M, показанных на фиг. 2, отображает расположение встроенного оборудования 6 на нижнем этаже сооружения 30, имеющего множество этажей. Однако, что касается модуля M, содержащего теплообменник ACHE 41, показана также группа 4 теплообменников ACHE, предусмотренная на верхней поверхности сооружения 30, а часть встроенного оборудования 6 может быть не видна.

[0027] В примере, показанном на фиг. 2, группа оборудования, входящая в состав технологической установки 15 сжижения, дополнительно разделена на множество групп, и предусмотрено множество модулей M, вмещающих группы оборудования разделенных групп в сооружении 30. Кроме того, группы оборудования (встроенное оборудование 6 и теплообменник ACHE 41), входящие в состав других технологических установок 11, 12, 13, 14 и 16, подогревателя масла и бойлера, также разделены на группы, например, по признаку технологических установок 11, 12, 13, 14 и 16, и предусмотрено несколько модулей M, вмещающих группы оборудования разделенных групп в сооружении 30.

[0028] Кроме того, как показано на фиг. 2, указанное множество модулей M для технологической установки 15 сжижения расположены в горизонтальном направлении, и модули M для других технологических установок 11, 12, 13, 14, 16 и т.п. расположены в горизонтальном направлении. Указанные модули M, расположенные в два ряда, образуют завод СПГ. Кроме того, компрессоры 21 хладагента, соответствующие компрессору MR и компрессору C3, расположены с обеих сторон ряда модулей M для технологической установки 15 сжижения.

В следующем описании оси координат, обозначенные сплошными линиями на фиг. 2, обозначают направления на всем заводе СПГ. Кроме того, оси вспомогательных координат, обозначенные пунктирными линиями на фиг. 2 - фиг. 4A и 4B, обозначают направления, определенные при фокусировке на каждом модуле M. Сторона начала координат оси Y’ вспомогательных осей координат упоминается как «задняя сторона», а ее сторона, обозначенная стрелкой, упоминается как «дальняя сторона».

[0029] Далее описан конкретный пример конфигурации модуля M. Как показано на фиг. 2, завод СПГ в данном примере содержит два типа модулей M, в частности модуль M1, содержащий множество теплообменников ACHE 41 на его верхней поверхности, и модуль M2, не содержащий теплообменников ACHE 41.

Указанные модули M1 и M2, в целом, имеют одинаковую конфигурацию, за исключением наличия и отсутствия теплообменников ACHE 41. Следующее описание модулей M является общим для модулей M1 и M2, за исключением описания, касающегося теплообменников ACHE 41.

[0030] Как показано на фиг. 2 и фиг. 3, сооружение 30, включенное в каждый модуль M, изготовлено в виде по существу прямоугольной формы на горизонтальной проекции и представляет собой конструкцию из стального каркаса, которая обеспечивает возможность расположения оборудования, включенного в группы оборудования технологических установок 11-16, в виде многослойной структуры в вертикальном направлении.

[0031] На верхней поверхности сооружения 30 предусмотрен ряд из множества теплообменников ACHE 41, расположенных вдоль направления оси Y от дальней стороны к задней стороне. Кроме того, предусмотрены множество рядов теплообменников ACHE 41 (для удобства иллюстрации на фиг. 2 представлен пример из трех рядов) в направлении ширины сооружения 30. Таким образом, скомпоновано большое количество групп 4 теплообменников ACHE. Теплообменники ACHE 41 образуют часть групп оборудования технологических установок 11-16.

[0032] Как показано на фиг. 3, в пространстве под зоной, в которой расположена группа 4 теплообменников ACHE, предусмотрена трубная эстакада, в которой расположено большое количество труб 42, по которым обеспечена возможность транспортировки текучей среды, перекачиваемой между технологическими установками 11-16. Трубы 42 также образуют часть групп оборудования технологических установок 11-16.

Также в модуле M2, в котором отсутствует группа 4 теплообменников ACHE, предусмотрена трубная эстакада в зоне на задней стороне в расположении рядом с зоной размещения группы 4 теплообменников ACHE другого модуля M1.

[0033] Кроме того, в пространстве под трубами 42, расположенными на трубной эстакаде, и в пространстве на дальней стороне по отношению к трубной эстакаде, расположено встроенное оборудование 6, образующее часть групп оборудования технологических установок 11-16, вместе с вышеупомянутыми теплообменниками ACHE 41. Встроенное оборудование 6 включает статическое оборудование, такое как колонны, реакторы и теплообменники, динамическое оборудование, такое как насос 6a, и соединительные трубы (не показаны), выполненные с возможностью соединения статического оборудования и динамического оборудования друг с другом или соединения оборудования и труб 42 на стороне трубной эстакады друг с другом.

[0034] В модуле M, имеющем вышеупомянутую конфигурацию, среди оборудования, размещенного в сооружении 30, теплообменники ACHE 41, насос 6a и другое энергопотребляющее оборудование, которое потребляет энергию для обеспечения привода, через питающие линии получают электроэнергию с преобразованным напряжением в соответствии с номинальным напряжением каждого элемента энергопотребляющего оборудования.

Ввиду вышеизложенного, в сооружении 30 дополнительно предусмотрена подстанция (SS), в которой размещено энергопотребляющее оборудование. Подстанция (SS) вмещает в здании, образованном внешним корпусом, отделенным от окружающей среды, трансформатор, выполненный с возможностью преобразования напряжения, устройство управления питанием, выполненное с возможностью управления питанием каждого элемента энергопотребляющего оборудования, и устройство обеспечения питания, такое как выключатель или прерыватель.

[0035] Кроме того, различные типы оборудования, расположенные в сооружении 30, включают различные типы управляемого оборудования, такого как регулирующий клапан и клапан открывания/закрывания. Примеры регулирующего клапана включают клапан регулирования потока, выполненный с возможностью регулирования скорости потока текучей среды, клапан регулирования давления, выполненный с возможностью регулирования давления в колонне или реакторе, и клапан регулирования потока, выполненный с возможностью увеличения или уменьшения скорости потока теплоносителя или хладагента для регулирования температуры текучей среды на выходе из теплообменника. Клапан открывания/закрывания является открытым или закрытым в соответствии с уровнем жидкости в колонне или реакторе.

[0036] Для управляемого оборудования дополнительно предусмотрен контроллер. Контроллер выполнен с возможностью вывода информации управления на управляемое оборудование на основании результатов, полученных в результате определения с помощью датчика скорости потока, давления, температуры, уровня текучей среды и т.п. для осуществления технологического контроля каждого элемента управляемого оборудования. Таким образом, создан контур управления.

[0037] В таком случае в сооружении 30, вмещающем оборудование, которое относится к контуру управления, в указанном здании может быть дополнительно предусмотрено помещение управления приборами (control room, CR) для размещения устройства вывода информации управления, которое называется цеховой станцией управления (field control station, FCS) или т.п. Устройство вывода информации управления выполнено с возможностью вывода на контроллер, выполненный с возможностью осуществления оперативного управления оборудованием, подлежащим управлению, информации об оперативном управлении оборудованием, подлежащим управлению, такой как установленное значение скорости потока, установленное значение давления и установленное значение температуры, которые поступают от оператора или устройства автоматического управления в центральной диспетчерской, выполненной с возможностью осуществления общего управления всем заводом СПГ. Устройство вывода информации управления дополнительно выполнено с возможностью вывода в центральную диспетчерскую информации, например, о скорости потока, давлении, температуре и уровне текучей среды, которые определены чувствительным элементом.

Устройство вывода информации управления подключено к контроллеру или чувствительному элементу каждой части управляемого оборудования, с помощью линии передачи сигналов. Кроме того, в следующем описании здание, образующее вышеупомянутую подстанцию или помещение управления оборудованием, упомянуто как «SS/CR 50».

[0038] В данном варианте реализации SS/CR 50, дополнительно обеспеченное в каждом модуле M, предусмотрено на внутренней стороне зоны, окруженной сооружением 30, входящий в модуль M, вместе с другими группами встроенного оборудования 6. Таким образом, SS/CR 50 и модуль M можно транспортировать как одно целое.

Если среди большого количества колонн и балок, образующих конструкцию сооружения 30, множество балок, соединенных горизонтально на одной высоте, образуют поверхность, которая определена как пол сооружения 30, как показано на фиг. 3, то сооружение 30 имеет множество этажей (в примере на фиг. 3 четыре этажа).

[0039] SS/CR 50 в данном примере расположено на нижнем этаже сооружения 30, имеющего вышеупомянутую многоэтажную конструкцию. Кроме того, в зоне над положением, в котором расположено SS/CR 50, как описано выше, предусмотрена трубная эстакада, в которой группа труб 42, по которым обеспечена возможность транспортировки текучей среды на заводе СПГ, удерживается указанной конструкцией. Другими словами, SS/CR 50 обеспечено в зоне под трубной эстакадой.

[0040] Как описано выше, в модуле M согласно данному примеру SS/CR 50, соответствующая зданию, имеющему закрытую конструкцию, расположено под трубами 42, по которым обеспечена возможность течения горючей текучей среды. В целом, если здание расположено вблизи оборудования (включая трубы 42), выполненного с возможностью перекачивания горючей текучей среды, проводят исследование взрывостойкости конструкции и взрывобезопасности конструкции.

Взрывостойкость конструкции относится к расчету прочности составляющих элементов здания, который проводят для обеспечения уменьшения повреждения здания даже в случае взрыва около здания. Кроме того, взрывобезопасность конструкции относится к механизму предотвращения проникновения горючего материала внутрь здания и предотвращения воспламенения даже в случае проникновения горючего материала внутрь здания.

[0041] В качестве одного способа (системы управления) определения прочности составных частей здания и возможности выброса ядовитого вещества, попадающего в здание, для взрывостойкой конструкции известны рекомендованные правила Американского института нефти (API RP) 752 (далее упомянуты как «API 752»).

Что касается способа определения взрывостойкости конструкции, в соответствии с предписаниями API 752 рекомендовано (1) допустить наиболее серьезную ситуацию, которая может повлиять на здание, и выполнить количественную и качественную оценку, чтобы сделать на основании этого соответствующий вывод, (2) рассмотреть вероятность нахождения в здании людей и функции здания как места эвакуации, и (3) в соответствии с результатами этих исследований разработать критерии взрывостойкости здания и выполнить расчет прочности здания, исходя из указанных критериев.

[0042] API 752 представляет собой способ, рекомендованный в Соединенных Штатах Америки, но в некоторых случаях этому способу также следуют при строительстве завода СПГ в других странах для расчета прочности здания.

При использовании указанного способа, при условии, что, как показано на фиг. 3, SS/CR 50 расположено в зоне под трубной эстакадой, в которой размещены трубы 42, по которым обеспечена возможность течения горючей жидкости, существует высокая вероятность того, что здание, образующее SS/CR 50, должно обладать очень высокой взрывостойкостью. В результате увеличивается масса SS/CR 50, и для того, чтобы удерживать SS/CR 50, увеличивают диаметр материала стального каркаса, образующего сооружение 30. По этим причинам увеличивается стоимость материала и стоимость транспортировки сооружения 30.

[0043] В то же время, по сравнению с заводом СПГ из предшествующего уровня техники, в котором большое количество элементов оборудования и эстакада, выполненная с возможностью удерживания указанных элементов оборудования, последовательно монтируют на строительной площадке, модуль M в данном примере имеет высокую степень интеграции встроенного оборудования 6 в каждом сооружении 30. Другими словами, можно сказать, что модуль M содержит элементы встроенного оборудования 6, выполненные с возможностью перекачивания горючей текучей среды, которые близко расположены в ограниченном пространстве.

[0044] Кроме того, как показано на фиг. 2, каждый модуль M установлен с зазорами, фиксированными по отношению к другим смежным модулям M. Иными словами, в отличие от завода СПГ из известного уровня техники, в котором большое количество элементов оборудования размещено на земле, предложенный завод СПГ, содержащий модули M, структурирован таким образом, чтобы люди могли легко выйти через указанные зазоры сразу после выхода из модулей M.

Кроме того, в отличие от центральной диспетчерской, в которой постоянно находится оператор завода СПГ, каждое SS/CR 50 представляет собой здание, в котором обычно нет людей, за исключением периодов осмотра или технического обслуживания.

[0045] Принимая во внимание эти факты, можно сказать, что в модуле M согласно приведенному примеру целесообразно выполнить расчет прочности SS/CR 50 в соответствии с методикой проектирования взрывостойкой конструкции здания завода СПГ (например, API 752, описанный выше) при обеспечении безопасности людей.

Для обеспечения безопасности людей целесообразно использовать конструкцию, в которой в случае нахождения людей в SS/CR 50 при возникновении пожара или в подобной ситуации, люди могут быстро и легко покинуть модуль M, а не оставаться внутри SS/CR 50, с последующим ограничением функции SS/CR 50, связанной с безопасностью, при использовании такой конструкции.

[0046] Ввиду вышеизложенного, как показано на фиг. 2, SS/CR 50, установленное в каждом модуле M, имеет множество входов (на фиг. 2 показаны входные двери 52) в различных положениях, открываемые в сторону боковых поверхностей сооружения 30. Как описано выше, входы предусмотрены так, что даже если внутри SS/CR 50 остались люди, они могут немедленно выйти за пределы модуля M при возникновении пожара или подобных ситуаций.

[0047] В то же время, как описано выше, если обеспечена безопасность людей на основании того предположения, что люди могут выйти за пределы модуля M, нецелесообразно обеспечивать SS/CR 50, имеющее чрезмерно взрывостойкую конструкцию.

[0048] Если уделено внимание конструкции модуля M, имеющей высокую степень интеграции встроенного оборудования 6 и обеспечивающей возможность быстрого выхода людей, взрывостойкость может быть подобрана в соответствии с риском с целью ограничения чрезмерного увеличения массы SS/CR 50 и увеличения диаметра материала стального каркаса сооружения 30, выполненного с возможностью удерживания SS/CR 50.

[0049] Кроме того, как показано на фиг. 33, в качестве одной взрывобезопасной конструкции в модуле M данного примера предусмотрен воздухозаборный канал 531, соединенный с SS/CR 50, для поддержания внутреннего давления в SS/CR 50 на уровне выше атмосферного. Например, воздухозаборный канал 531 устроен так, что он проходит вверх вдоль боковой поверхности сооружения 30. Воздухозаборный канал 531 имеет концевую часть, соответствующую воздухозаборной части 532 для воздуха, и воздухозаборная часть 532 расположена выше, чем расположено оборудование для перекачивания горючих материалов, размещенное в сооружении 30 модуля M. В частности, в модуле M1, содержащем теплообменники ACHE 41, воздухозаборная часть 532 расположена выше, чем расположены теплообменники ACHE 41.

[0050] Со ссылкой на фиг. 4A и 4B приведено описание этапов строительства модуля M, в котором SS/CR 50 обеспечено на внутренней стороне сооружения 30, описанного выше.

Как показано на фиг. 4A, модуль M строят на строительной площадке, называемой «модульной стройплощадкой», отличной от строительной площадки завода СПГ. В то же время SS/CR 50 может быть собрано на производстве под названием «цех», который представляет собой место, отличное от модульной стройплощадки, и обеспечен недалеко от производителя устройства электропитания или устройства вывода информации управления.

[0051] В модуле M’, строящемся на модульной стройплощадке, сооружение 30 последовательно монтируют с нижнего этажа, и на каждом этаже размещают встроенное оборудование 6. В это время считается, что если SS/CR 50 расположено на нижнем этаже сооружения 30, то строительство строящегося модуля M’ не может быть начато, если не завершена сборка SS/CR 50 в цехе.

[0052] Однако при ожидании завершения сборки SS/CR 50 может быть чрезмерно увеличен период строительства модуля M. Ввиду этого в строящемся модуле M’, показанном на фиг. 4A, строительство строящегося модуля M’ продолжают, оставляя место, где должно быть размещено SS/CR 50. В течение указанного периода в цехе проводят параллельную сборку SS/CR 50, установленного на подставку 501.

[0053] Затем, как показано на фиг. 4B, после почти полного завершения строительства модуля M, на модульную стройплощадку привозят SS/CR 50, собранный в цехе, и встраивают SS/CR 50 в зону компоновки под трубной эстакадой. После этого, например, соединяют подставку 501 и сооружение 30 друг с другом, в результате чего SS/CR 50 приводят в состояние, вмонтированное в модуль M (фиг. 4B).

[0054] В таком случае, как описано выше, после завершения строительства завода СПГ получают состояние, в котором устройство электропитания в SS/CR 50 и энергопотребляющее оборудование в сооружении 30 соединены друг с другом питающими линиями, и устройство вывода информации управления в SS/CR 50 и контроллер или чувствительный элемент управляемого оборудования в сооружении 30 соединены друг с другом линиями передачи сигналов.

В это время в модуле M в состоянии с установленным SS/CR 50, когда завершено также подключение питающих линий и линий передачи сигналов, также может быть существенно сокращено количество человеко-часов после монтажа модуля M на строительной площадке.

[0055] Ввиду этого, после монтажа SS/CR 50 в сооружении 30, устройство электропитания (не показано), размещенное в SS/CR 50, и энергопотребляющее оборудование, расположенное в том же сооружении 30, соединяют друг с другом линиями питания 51 и проводят тестовое включение питания. На фиг. 3 линия питания 52 показана пунктирной линией.

[0056] В данном случае в модуле M может быть размещено множество типов энергопотребляющего оборудования с разными уровнями используемого напряжения. В это время относительно несложно выполнить операцию подключения, например, энергопотребляющего оборудования, имеющего средний или низкий уровень напряжения менее 1000 В, к устройству электропитания или осуществить тестовое включение энергопотребляющего оборудования. Таким образом, указанное энергопотребляющее оборудование подходит для операции подключения или операции тестового включения, которую проводят заранее, до монтажа модуля M на строительной площадке.

С другой стороны, для энергопотребляющего оборудования с высоким уровнем напряжения 1000 В или более необходимо использовать крупногабаритные соединительные приспособления и тестовое оборудование. Таким образом, такое энергопотребляющее оборудование может быть неподходящим для операции подключения или операции тестовой подачи энергии на модульной стройплощадке.

[0057] Ввиду этого в модуле M данного примера, если SS/CR 50 содержит множество типов устройств электропитания, различающихся по уровню напряжения, энергопотребляющее оборудование, имеющее уровень напряжения 1000 В или более, может находиться в состоянии отсутствия подключения к источнику электропитания, соответствующему его уровню напряжения. В примере модуля M, показанном на фиг. 3, такому энергопотребляющему оборудованию соответствует труба 6а большого размера.

В то же время энергопотребляющее оборудование, имеющее уровень напряжения менее 1000 В, приводят в состояние подключения к устройству электропитания, соответствующему его уровню напряжения. В примере, показанном на фиг. 3, каждый теплообменник ACHE 41 соответствует указанному энергопотребляющему оборудованию.

[0058] Кроме того, на модульной стройплощадке, если SS/CR 50 содержит устройство вывода информации управления, для устройства вывода информации управления может быть осуществлена операция подключения устройства вывода информации управления к управляемому оборудованию, которое расположено в сооружении 30, по линии передачи сигналов, а также тестовая операция передачи/приема сигнала управления. На фиг. 3 отсутствует изображение устройства вывода информации управления, управляемого оборудования и линии передачи сигналов.

[0059] После завершения операций, описанных выше, модуль M, содержащий вмонтированное в него SS/CR 50, перевозят на строительную площадку с помощью транспортного судна или грузового автомобиля. Затем модуль M соединяют с фундаментом, заранее установленном на площадке, и крепят к фундаменту нижнюю часть сооружения 30 и нижнюю часть подставки 501 SS/CR 50.

[0060] Модуль M монтируют в заданном месте. Затем, например, осуществляют подключение труб между множеством модулей M или между модулем M и оборудованием вне модуля M, подключение линии питания от электроэнергетической установки или подобного устройства к каждому SS/CR 50, соответствующему подстанции, а также подключение линии передачи сигналов между центральной диспетчерской и каждым SS/CR 50, соответствующим данному помещению управления приборами. Далее, в каждом модуле M, если еще не сделано подключение между энергопотребляющим оборудованием, имеющим высокое напряжение 1000 В или более, и устройством электропитания, соответствующим указанному уровню напряжения, а также тестовая подача напряжения, осуществляют указанные операции.

При выполнении указанных операций можно осуществлять конфигурирование завода СПГ.

[0061] Модуль M в данном варианте реализации имеет следующий эффект. В модуле M SS/CR 50, которое предусмотрено в сооружении 30 и содержит устройство электропитания или устройство вывода информации управления, расположено в зоне под трубной эстакадой. При организации здания посредством использования пространства под трубной эстакадой можно уменьшить площадь монтажа модуля M.

[0062] В таком случае положение, в котором расположено SS/CR 50, не ограничено нижним этажом сооружения 30. При условии размещения SS/CR 50 на внутренней стороне сооружения 30, за исключением его верхней поверхности (самой верхней поверхности) сооружения 30, SS/CR 50 может быть расположено на высоте второго этажа или выше.

[0063] Кроме того, завод, который может быть построен с применением вышеупомянутого модуля M, содержащего SS/CR 50, не ограничен заводом СПГ. Такая технология также применима к заводу по переработке природного газа, выполненному с возможностью осуществления разделения и выделения из природного газа СПГ или газоконденсата, соответствующего тяжелым компонентам.

Список ссылочных позиций

[0064] M, M1, M2 модуль

30 сооружение

50 SS/CR

51 линия питания

6 встроенное оборудование

Предложен модуль для завода по переработке природного газа, имеющий высокую степень интеграции оборудования, а также имеющий прочность в соответствии с риском. Модуль (M) для завода по переработке природного газа включает в себя: сооружение (30), вмещающее группу оборудования (6), образующую часть завода по переработке природного газа; и здание (50), вмещающее по меньшей мере одно из устройства электропитания или устройства вывода информации управления. Устройство электропитания обеспечено в сооружении (30) и выполнено с возможностью электропитания энергопотребляющего оборудования. Устройство вывода информации управления выполнено с возможностью вывода информации об оперативном управлении оборудования, подлежащего управлению, на контроллер, выполненный с возможностью осуществления оперативного управления, с помощью сигнала управления. В зоне над положением, где находится указанное здание, предусмотрена трубная эстакада, удерживающая своей конструкцией группу труб, по которым обеспечена возможность движения текучей среды, перекачиваемой на заводе по переработке природного газа. 6 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Модуль для завода по переработке природного газа, содержащий:

- сооружение, вмещающее группу оборудования, составляющую часть завода по переработке природного газа; и

- здание, вмещающее по меньшей мере одно из устройства электропитания или устройства вывода информации управления, причем устройство электропитания обеспечено в указанной конструкции и выполнено с возможностью электропитания энергопотребляющего оборудования, входящего в указанную группу оборудования, а устройство вывода информации управления включено в указанную группу оборудования и выполнено с возможностью вывода информации об оперативном управлении оборудования, подлежащего управлению, на контроллер, выполненный с возможностью осуществления оперативного управления с использованием сигнала управления,

- при этом в зоне над положением, в котором находится указанное здание, предусмотрена трубная эстакада для удерживания своей конструкцией группы труб, по которым обеспечена возможность движения текучей среды, перекачиваемой на заводе по переработке природного газа.

2. Модуль для завода по переработке природного газа по п. 1, в котором, если указанное сооружение имеет множество этажей, указанное здание расположено на самом нижнем этаже.

3. Модуль для завода по переработке природного газа по п. 1, в котором, если указанное здание вмещает устройство электропитания, устройство электропитания приведено в состояние подключения к энергопотребляющему оборудованию, расположенному в указанном сооружении.

4. Модуль для завода по переработке природного газа по п. 3, в котором, если в здании размещено множество типов устройств электропитания, различающихся по уровню напряжения, энергопотребляющее оборудование с уровнем напряжения 1000 В или более находится в состоянии, в котором оно не подключено к устройству электропитания, соответствующему указанному уровню напряжения, а энергопотребляющее оборудование, имеющее уровень напряжения менее 1000 В, приведено в состояние подключения к устройству электропитания, соответствующему указанному уровню напряжения.

5. Модуль для завода по переработке природного газа по п. 1, в котором, если указанное здание вмещает устройство вывода информации управления, устройство вывода информации управления приведено в состояние подключения к оборудованию, управление которым необходимо осуществить и которое размещено в указанном сооружении.

6. Модуль для завода по переработке природного газа по п. 1, в котором указанное здание соединено с воздухозаборным каналом для поддержания внутреннего давления в здании на уровне, превышающем атмосферное давление, причем воздухозаборный канал имеет концевую часть, соответствующую воздухозаборной части, расположение которой выше, чем расположение оборудования для перемещения горючих материалов, размещенного в сооружении.

7. Модуль для завода по переработке природного газа по п. 1, в котором указанное здание имеет вход, обеспеченный так, чтобы открываться в сторону боковой поверхности указанного сооружения.