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Un échangeur de chaleur à circuit imprimé peut être envisagé pour certaines applications haute pression ou cryogéniques sur une unité FLNG, lorsque la compacité et le poids sont des critères importants. Le choix dépend toutefois de la propreté du fluide, de son comportement de phase, des pertes de charge et des transitoires de fonctionnement. L'échangeur de chaleur à circuit imprimé est une solution adaptée à une application spécifique, et non un remplacement universel pour tous les échangeurs de la cuve.
Les unités FLNG intègrent le traitement, la liquéfaction, le stockage et le déchargement du gaz naturel. Le prétraitement élimine les contaminants conformément aux exigences du procédé en aval. Différentes étapes de traitement permettent d'éliminer les gaz acides, l'eau et autres contaminants ; leurs spécifications doivent être définies dans la conception du procédé retenu.
Les opérations de liquéfaction, de refroidissement du compresseur et de conditionnement des gaz d'évaporation présentent des profils de fluides et de températures différents. Une unité FLNG diffère également d'une unité FSRU, dont la fonction principale est le stockage et la regazéification du GNL. Ces deux types d'installations ne doivent pas être considérés comme un seul et même procédé.
| Position du processus | Raison potentielle de considérer le PCHE | Condition clé à résoudre |
|---|---|---|
| Refroidissement par compresseur à gaz propre | Service haute pression dans un module contraint | Gestion des condensats, séparation en amont et perte de charge |
| Échange de procédés cryogéniques sélectionnés | Surface d'échange thermique compacte et capacité de pression | Profils de température validés, distribution de phase et contrainte thermique |
| Conditionnement des gaz d'évaporation | Intégration d'une fonction de refroidissement ou de chauffage au gaz définie | Composition réelle, pression, changement de phase et plage de fonctionnement |
| service de chauffage au gaz combustible ou autre service de chauffage au gaz | Équipement compact avec une conception thermique adaptée au projet | exigences minimales de température, de contrôle et de transitoire |
La technologie principale de l'échangeur de liquéfaction est sélectionnée dans le cadre du procédé global. Toute demande d'utilisation d'un échangeur de chaleur à plaques (PCHE) doit être étayée par une validation thermique, hydraulique et mécanique appropriée, notamment en présence d'écoulements diphasiques.
LeÉchangeur de chaleur à circuit imprimé (PCHE)Ce système utilise des canaux soudés par diffusion qui ne peuvent être ouverts individuellement. Le passage disponible doit être vérifié afin de détecter tout entraînement de particules, de liquides, de dépôts et tout risque de gel en cas de dysfonctionnement.
Avant de choisir un refroidisseur de gaz compact, il convient de déterminer le rôle de la séparation et de la filtration à l'entrée. Si l'eau de mer agit comme un dissipateur thermique, il faut évaluer la pertinence d'une boucle intermédiaire contrôlée. L'exposition directe à l'eau de mer ne peut être acceptée d'après une étiquette d'application générique sans examen approfondi des matériaux, de l'encrassement et des mesures de protection.
Les fluides cryogéniques et les mélanges de fluides peuvent présenter des propriétés très variables. La conception doit prendre en compte l'évolution de la température dans l'échangeur et la distribution de tout écoulement diphasique. Le simple respect des températures nominales d'entrée et de sortie ne suffit pas à garantir que chaque partie du cœur de l'échangeur présente une évolution de température ou des contraintes acceptables.
Les phases de démarrage, de refroidissement, de réchauffement, d'isolement d'urgence et de dépressurisation peuvent engendrer des combinaisons complexes de variations de pression et de température. Il est impératif d'intégrer les cycles de fonctionnement spécifiés et les limites transitoires dans la conception de l'équipement.
Comparez le poids à sec et en fonctionnement, les collecteurs, l'isolation, les supports, les filtres et l'espace disponible pour la maintenance et le démontage. Un noyau compact ne supprime pas ces interfaces. L'accès aux modules et la logistique de remplacement sont particulièrement importants lorsque les canaux ne peuvent pas être ouverts mécaniquement.
Fournir la composition des flux, les états de phase, les cas de charge, les tolérances de perte de charge et l'enveloppe pression-température complète. Ajouter, le cas échéant, les exigences relatives à la configuration de la cuve, aux mouvements ou aux supports, le périmètre d'inspection demandé et les cas transitoires du concepteur du procédé.
Les limites publiées pour une famille de produits sont utiles pour une première sélection. La conception de l'unité fournie et les cas de fonctionnement validés déterminent si l'échangeur de chaleur à plaques proposé convient à l'application réelle du FLNG.
Examiner une fonction de transfert de chaleur FLNG définie →
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