FPSO小型LNG装置研究.pptx

目录n n1 Why LNG？n n2 LNG技术n n3 非常规天然气液化举例:LNG-FPSOn n4 LNG在中国1 Why LNG?n n液液液液化化化化天天天天然然然然气气气气(Liquefied(Liquefied Natural Natural Gas)Gas)：气气气气田田田田开开开开采采采采出出出出来来来来的的的的天天天天然然然然气气气气，经经经经过过过过脱脱脱脱水水水水、脱脱脱脱酸酸酸酸性性性性气气气气体体体体和和和和重重重重烃类，然后压缩、膨胀、液化而成的低温液体。烃类，然后压缩、膨胀、液化而成的低温液体。烃类，然后压缩、膨胀、液化而成的低温液体。烃类，然后压缩、膨胀、液化而成的低温液体。n n基本特点基本特点基本特点基本特点：当：当：当：当LNGLNG在大气压下，液化温度为在大气压下，液化温度为在大气压下，液化温度为在大气压下，液化温度为-162-162(111K111K)；LNGLNG无色、无味、无毒且无无色、无味、无毒且无无色、无味、无毒且无无色、无味、无毒且无腐蚀性；其体积约为同量气态天然气体积的腐蚀性；其体积约为同量气态天然气体积的腐蚀性；其体积约为同量气态天然气体积的腐蚀性；其体积约为同量气态天然气体积的1/6001/600；LNGLNG的重量仅为同体积水的的重量仅为同体积水的的重量仅为同体积水的的重量仅为同体积水的45%45%左右；左右；左右；左右；热值为热值为热值为热值为52MMBtu/t 52MMBtu/t(1MMBtu=2.52108cal)(1MMBtu=2.52108cal)。LNGLNG优点优点 n nLNGLNG有有有有 特特特特 有有有有 的的的的 运运运运 输输输输 方方方方 式式式式。对对对对 于于于于 远远远远 洋洋洋洋 运运运运 输输输输,LNG,LNG是唯一的运输方式。是唯一的运输方式。是唯一的运输方式。是唯一的运输方式。n n利利利利用用用用LNGLNG方方方方式式式式是是是是解解解解决决决决远远远远海海海海,荒荒荒荒漠漠漠漠地地地地区区区区气气气气田田田田开开开开发发发发,回收边远气田回收边远气田回收边远气田回收边远气田天然气的有效办法。天然气的有效办法。天然气的有效办法。天然气的有效办法。n nLNGLNG作为用气负荷作为用气负荷作为用气负荷作为用气负荷调峰调峰调峰调峰安全可靠。安全可靠。安全可靠。安全可靠。n nLNGLNG用用用用途途途途广广广广泛泛泛泛：LNGLNG不不不不仅仅仅仅自自自自身身身身可可可可以以以以作作作作为为为为能能能能源源源源利用，利用，利用，利用，低温冷量低温冷量低温冷量低温冷量可回收。可回收。可回收。可回收。n nLNGLNG与氦联产与氦联产与氦联产与氦联产,可得到可得到可得到可得到LNGLNG和氦两种产品。和氦两种产品。和氦两种产品。和氦两种产品。n n低的储存成本低的储存成本低的储存成本低的储存成本。n nLNGLNG比管输天然气更比管输天然气更比管输天然气更比管输天然气更洁净洁净洁净洁净。加快天然气应用是全球性趋势n n天然气资源的潜力较大 20062006年年世界石油剩余探明储量为世界石油剩余探明储量为16451645亿吨亿吨，储采比储采比40.540.520062006年世界天然气剩余探明储量年世界天然气剩余探明储量181.46181.46万亿万亿立方米，立方米，相当于相当于16381638亿吨亿吨油当量油当量，储采比，储采比63.363.3预计预计20152015年天然气产量将超过原油，成为世界年天然气产量将超过原油，成为世界第一大能源第一大能源 n n天然气应用有利于环境保护天然气燃烧远较煤、油等燃烧清洁天然气燃烧远较煤、油等燃烧清洁世界和中国的天然气产量n n2006年世界天然气产量28653亿立方米，中国天然气产量586亿立方米（占世界总量2.0%）LNG贸易增长迅速n n20062006年世界年世界LNGLNG贸易量已占世界天然气总贸易量贸易量已占世界天然气总贸易量28.228.2（在（在7070年代只占年代只占5 5）。）。19961996年世界年世界LNGLNG贸易量贸易量921092109 9mm3 3，20062006年达年达211.0810211.08109 9mm3 3，近，近1010年平均年年平均年增长率增长率12.9%12.9%。2006年LNG国别贸易量2 LNG技术n n2.1 LNG生产n n2.2 LNG储运n n2.3 LNG气化与冷能利用液化天然气工业链液化天然气工业链 天然气天然气海外海外LNG调峰型调峰型液化厂液化厂基本负荷型液化厂基本负荷型液化厂LNG船船LNG储存储存LNG储存储存LNG接收站接收站LNG气化气化LNG运输车运输车LNG储存储存管网管网气化气化/冷能利用冷能利用用户用户LNG气化站气化站LNG加注站加注站管网管网管网管网LNG汽车汽车用户用户用户用户2.1 LNG生产2.1.1 天然气净化天然气净化LNG工厂原料气预处理标准和杂质的最大允许含量杂质含量极限依据H2O0.1ppmVA（在不限制产量条件下，允许超过溶解极限）CO250100ppmVB（极限溶解度）H2S3.5mg/Nm3(4ppmV)C（产品技术要求）COS0.1ppmVC总S含量1050mg/Nm3CHg0.01mg/Nm3A芳香烃类110ppmVA或B脱水脱水 n n为了避免天然气中由于水的存在造成堵塞现象，通常须在为了避免天然气中由于水的存在造成堵塞现象，通常须在高于水合物形成温度时就将原料气中的游离水脱除，使其高于水合物形成温度时就将原料气中的游离水脱除，使其露点达到露点达到 100100以下。以下。n n目前，常用的天然气脱水方法有冷凝法、目前，常用的天然气脱水方法有冷凝法、吸收法吸收法、吸附法吸附法和化学反应法等。和化学反应法等。n n吸收脱水是用吸湿性液体（或活性固体）吸收脱除气流中吸收脱水是用吸湿性液体（或活性固体）吸收脱除气流中的水蒸气。实践证明采用二甘醇及其相邻的同系物三甘醇的水蒸气。实践证明采用二甘醇及其相邻的同系物三甘醇(TEG)(TEG)是特别有效的。是特别有效的。n n甘醇法适用于大型天然气液化装置中脱除原料气所含的大甘醇法适用于大型天然气液化装置中脱除原料气所含的大部分水分。优点：部分水分。优点：一次投资较低，压降少，可节省动力；一次投资较低，压降少，可节省动力；可连续运行，可连续运行，容易扩建；容易扩建；塔易重新装配；塔易重新装配；可方便可方便地应用于在某些固体吸附剂易受污染的场合。地应用于在某些固体吸附剂易受污染的场合。常压甘醇脱水装置流程图 吸附脱水n n能够提供非常低的露点，可使水的体积分数降至能够提供非常低的露点，可使水的体积分数降至110110-6-6ppmppm以下；以下；n n吸附法对气温、流速、压力等变化不敏感；吸附法对气温、流速、压力等变化不敏感；n n没有腐蚀、形成泡沫等问题；没有腐蚀、形成泡沫等问题；n n主要缺陷是基本建设投资大；一般情况下压力降主要缺陷是基本建设投资大；一般情况下压力降较高；吸附剂易于中毒或碎裂；再生时需要的热较高；吸附剂易于中毒或碎裂；再生时需要的热量较多。量较多。n n吸附法脱水一般适用于小流量气体的脱水。吸附法脱水一般适用于小流量气体的脱水。脱酸性气体脱酸性气体 n n天然气最常见的酸性气体是天然气最常见的酸性气体是H2SH2S、CO2CO2和和COSCOS。H2SH2S具有致命的剧毒，对金属具有腐蚀性。在天具有致命的剧毒，对金属具有腐蚀性。在天然气液化装置中，然气液化装置中，CO2CO2易成为固相析出，堵塞管易成为固相析出，堵塞管道。道。n n脱酸性气体的方法一般可分为化学吸收法、物理脱酸性气体的方法一般可分为化学吸收法、物理吸收法、联合吸收法、联合吸收法吸收法、吸附法吸附法、直接转化法、非、直接转化法、非再生性法、膜分离法、低温分离法和固体床脱硫再生性法、膜分离法、低温分离法和固体床脱硫法等。法等。n n醇胺法醇胺法是吸收法脱除天然气中酸性组分的现有方是吸收法脱除天然气中酸性组分的现有方法中应用较普遍的一种。常用的醇胺类溶剂有一法中应用较普遍的一种。常用的醇胺类溶剂有一乙醇胺乙醇胺(MEA)(MEA)、二乙醇胺、二乙醇胺(DEA)(DEA)、二异丙醇胺、二异丙醇胺(DIPA)(DIPA)、甲基二乙醇胺、甲基二乙醇胺(MDEA)(MDEA)醇胺法脱酸性气体流程 n nMEAMEA常用于酸性组分分压低的场合。常用于酸性组分分压低的场合。MEAMEA既可脱除既可脱除H2SH2S，又可脱，又可脱除除CO2CO2，一般无选择性。，一般无选择性。n nDEADEA酸性负荷较大，溶液循环量、投资及操作费用都较低。酸性负荷较大，溶液循环量、投资及操作费用都较低。DEADEA也也既可脱除既可脱除H2SH2S，又可脱除，又可脱除CO2CO2。还可用于原料气中含有。还可用于原料气中含有COSCOS的场合。的场合。n n二异丙醇胺二异丙醇胺(DIPA)(DIPA)法脱硫情况与法脱硫情况与MEAMEA法大致类似，可脱除部分有法大致类似，可脱除部分有机硫化合物，在有机硫化合物，在有CO2CO2存在时对存在时对H2SH2S吸收有一定选择性。吸收有一定选择性。n n甲基二乙醇胺甲基二乙醇胺(MDEA)(MDEA)虽然与虽然与H2SH2S的反应能力不如的反应能力不如MEAMEA，但它对，但它对H2SH2S有优良的选择脱除能力有优良的选择脱除能力 砜胺法、Benfield法和膜分离n n砜胺砜胺(Sulfinol)(Sulfinol)法属于联合吸收法。其操作条件和脱硫效法属于联合吸收法。其操作条件和脱硫效果大致与相应的醇胺法相当。与果大致与相应的醇胺法相当。与MDEAMDEA相比，此溶液更能相比，此溶液更能适应适应CO2CO2含量很高的原料气的净化。含量很高的原料气的净化。砜胺溶液比醇胺溶砜胺溶液比醇胺溶液有较高的酸气负荷液有较高的酸气负荷 。n nBenfieldBenfield溶剂是碳酸与催化剂、防腐剂的多组分水成混合溶剂是碳酸与催化剂、防腐剂的多组分水成混合物。主要是化学吸收过程，在酸气分压较高时用此方法较物。主要是化学吸收过程，在酸气分压较高时用此方法较为经济。为经济。n n膜分离技术是利用特殊设计和装备的高分子气体分离膜对膜分离技术是利用特殊设计和装备的高分子气体分离膜对天然气中酸性组分的优先选择渗透性，当原料气流经膜表天然气中酸性组分的优先选择渗透性，当原料气流经膜表面时，其水分和酸性组分面时，其水分和酸性组分(H2O(H2O、CO2CO2和少量和少量H2S)H2S)优先优先透过分离膜而被脱除掉。膜系统造价昂贵，以及在工业条透过分离膜而被脱除掉。膜系统造价昂贵，以及在工业条件下，膜的性能不够稳定。件下，膜的性能不够稳定。吸附分离n n在工业上常用的是变压吸附在工业上常用的是变压吸附PSAPSA技术或变温吸附技术或变温吸附TSATSA技术技术n n主要特点是：循环时间短，主要特点是：循环时间短，常温操作（能耗低）、易于常温操作（能耗低）、易于自动控制、可获得高纯度产自动控制、可获得高纯度产品。品。n n由于新型高效吸附剂不断产由于新型高效吸附剂不断产生，工艺逐渐得到改进，吸生，工艺逐渐得到改进，吸附分离技术的应用领域还在附分离技术的应用领域还在不断拓展，处理规模也在日不断拓展，处理规模也在日益扩大。在液化天然气技术益扩大。在液化天然气技术领域，吸附分离技术也正获领域，吸附分离技术也正获得越来越多的应用。得越来越多的应用。2.1.2 天然气液化天然气液化n n天然气液化流程分类按照制冷方式按照制冷方式n n级联式液化流程（级联式液化流程（CascadeCascade）n n混合制冷剂液化流程（混合制冷剂液化流程（MRCMRC）n n膨胀机液化流程膨胀机液化流程按照液化装置的生产模式按照液化装置的生产模式n n基本负荷型（基本负荷型（baseloadbaseload）n n调峰型（调峰型（peak-shavingpeak-shaving）（1）级联式液化流程）级联式液化流程 n n级联式液化流程由级联式液化流程由三级独立的蒸气压缩制冷三级独立的蒸气压缩制冷组成，组成，逐级提供冷量冷却天然气。各级所用的制冷剂一逐级提供冷量冷却天然气。各级所用的制冷剂一般分别选择为丙烷、乙烯（乙烷）、甲烷般分别选择为丙烷、乙烯（乙烷）、甲烷n n特点：效率高；流程设备多。特点：效率高；流程设备多。n n级联式液化流程最大能力可达级联式液化流程最大能力可达3.3Mt/a 3.3Mt/a 世界上第一座大型基本负荷型天然气液化装置(CAMEL)（2）混合制冷剂循环液化流程）混合制冷剂循环液化流程 n n混合制冷剂循环混合制冷剂循环（MRCMRC）是采）是采用用N2N2和和C1-C5C1-C5烃类混合物作为烃类混合物作为循环制冷剂的工循环制冷剂的工艺。艺。n n特点：流程设备特点：流程设备简单，传热温差简单，传热温差较小；能耗较高，较小；能耗较高，制冷剂配比较困制冷剂配比较困难难 制冷剂与液化过程中的天然气的温度变化曲线 利比亚伊索工厂天然气液化装置流程 PRICO流程n n除了上述除了上述APCIAPCI的的MRCMRC流程之外，由流程之外，由Black&Black&VeatchVeatch开发的开发的 PRICOPRICO流程也是无预冷的单级混流程也是无预冷的单级混合制冷剂流程的典型代表。但制冷剂在多个压力合制冷剂流程的典型代表。但制冷剂在多个压力级别下工作，提供不同温度范围的冷量。级别下工作，提供不同温度范围的冷量。丙烷预冷的混合制冷剂制冷循环工艺丙烷预冷的混合制冷剂制冷循环工艺 n nAPCIAPCI的的C3/MRCC3/MRC流程成为经典流程成为经典-增加丙烷预增加丙烷预冷提高效率冷提高效率带丙烷预冷的混合冷剂循环天然气冷却曲线 文莱丙烷预冷混合制冷剂液化流程 双级混合冷剂循环工艺流程 混合流体级联式流程混合流体级联式流程 Linde/StatoilLinde的螺旋绕管式换热器(3)带膨胀机的液化循环n n以膨胀机制冷循环为基础的天然气液化工艺流程是通过采用透平膨胀机进行等熵膨胀而达到降温目的的过程。天然气膨胀机循环工艺天然气膨胀机循环工艺氮气膨胀机循环工艺氮气膨胀机循环工艺氮氮-甲烷膨胀机循环工艺甲烷膨胀机循环工艺n n特点：流程设备简单，调节和开停方便；能耗高 天然气膨胀机液化流程 带丙烷预冷的天然气膨胀机液化流程 氮气膨胀机液化流程 氮-甲烷膨胀液化流程 用膨胀机改进混合制冷剂循环用膨胀机改进混合制冷剂循环 n nAP-XAP-X流程与流程与C3/MRCC3/MRC流程的主要区别，即最低流程的主要区别，即最低温度段（过冷段）的负荷改由氮气膨胀制冷机温度段（过冷段）的负荷改由氮气膨胀制冷机循环承担循环承担 C3/MRC流程与AP-X流程的对比 C3-MRCAP-X（4）天然气液化工艺的发展趋势）天然气液化工艺的发展趋势a)大型基本负荷型天然气液化装置大型基本负荷型天然气液化装置 n n(1)(1)装置大型化趋势明显。大型化可降低流程单位能耗，装置大型化趋势明显。大型化可降低流程单位能耗，也可减少单位产量的投资成本。目前建设的装置生产能也可减少单位产量的投资成本。目前建设的装置生产能力一般在力一般在35Mt/a35Mt/a，并有进一步扩大的趋势。，并有进一步扩大的趋势。n n(2)(2)在流程选择方面，在流程选择方面，APCIAPCI的的C3/MRCC3/MRC流程占据了绝对流程占据了绝对的优势。的优势。b)调峰型天然气液化装置调峰型天然气液化装置 n n(1)(1)调峰型液化装置的规模根据需要确定，一般较调峰型液化装置的规模根据需要确定，一般较小，但与液化能力相比储存能力和气化能力相对小，但与液化能力相比储存能力和气化能力相对较大。典型的调峰型较大。典型的调峰型LNGLNG工厂的液化能力为工厂的液化能力为100000200000Nm3/d100000200000Nm3/d，制冷动力大约为，制冷动力大约为15007000kW15007000kW，贮存容量为，贮存容量为25000100000m325000100000m3。n n(2)(2)调峰型液化装置对设备开停灵活性要求很高，调峰型液化装置对设备开停灵活性要求很高，一般并不追求单位能耗达到最低。一般并不追求单位能耗达到最低。n n(3)(3)调峰型液化装置可供选择的流程较多，没有明调峰型液化装置可供选择的流程较多，没有明显占据优势的流程，比较确定的是级联式流程已显占据优势的流程，比较确定的是级联式流程已基本上不再采用。基本上不再采用。c)中小型基本负荷型天然气液化装置中小型基本负荷型天然气液化装置 n n(1)(1)中小型与大型基本负荷型天然气液化装置之间并无严中小型与大型基本负荷型天然气液化装置之间并无严格界定，在现今大型装置生产能力一般在格界定，在现今大型装置生产能力一般在35Mt/a35Mt/a的背的背景下，可将景下，可将1Mt/a1Mt/a以下的装置列为中小型。以下的装置列为中小型。n n(2)(2)与大型装置一样，中小型基本负荷型天然气液化装置与大型装置一样，中小型基本负荷型天然气液化装置一般连续稳定运行；但与调峰型液化装置类似，对设备简一般连续稳定运行；但与调峰型液化装置类似，对设备简单性、灵活性要求较高，虽注重单位能耗指标，但不一定单性、灵活性要求较高，虽注重单位能耗指标，但不一定将其列为最重要指标。将其列为最重要指标。n n(3)(3)中小型基本负荷型天然气液化装置可供选择的流程较中小型基本负荷型天然气液化装置可供选择的流程较多，但级联式流程已采用得较少。相对来说，多，但级联式流程已采用得较少。相对来说，PRICOPRICO流程流程在这一类装置中采用得较为广泛。在这一类装置中采用得较为广泛。n nLNG-FPSOLNG-FPSO天然气液化装置大体上应属于此类中小型基本天然气液化装置大体上应属于此类中小型基本负荷型天然气液化装置。负荷型天然气液化装置。2.2 LNG储运n n日本日本LNGLNG接收终端接收终端-全景图全景图全景图全景图世界最大的LNG接收终端2.2.1 LNG储存储存（1）固定式）固定式LNG储罐储罐固定式固定式固定式固定式LNGLNG储罐：储罐：储罐：储罐：液化站、接收站用大型储罐、卫星站液化站、接收站用大型储罐、卫星站液化站、接收站用大型储罐、卫星站液化站、接收站用大型储罐、卫星站(汽化站汽化站汽化站汽化站)用用用用储罐。储罐。储罐。储罐。n n分类分类分类分类n n罐材料罐材料罐材料罐材料n n放置方式放置方式放置方式放置方式n n内部观察装置内部观察装置内部观察装置内部观察装置n n中国的固定式中国的固定式中国的固定式中国的固定式LNGLNG储罐储罐储罐储罐固定式固定式LNG储罐储罐-种类种类种类种类种种类类容量容量/m3用途用途绝热型式绝热型式形形状状小小型型540民用燃气气化站，民用燃气气化站，LNG汽车加注站等场合汽车加注站等场合真空粉末真空粉末绝热绝热或高真空或高真空多层绝热多层绝热球球形形圆圆柱柱形形中中型型40100卫星式液化装置，工业卫星式液化装置，工业燃气气化站燃气气化站正压堆积正压堆积绝热绝热大大型型1001000小型小型LNG生产装置生产装置圆圆柱柱形形超超大大型型1000040000基本负荷型和调峰型液基本负荷型和调峰型液化装置化装置特特大大型型40000250000LNG接收站接收站LNGLNG球形储罐球形储罐球形储罐球形储罐(民用燃气气化站，民用燃气气化站，民用燃气气化站，民用燃气气化站，LNGLNG汽车加注站等汽车加注站等汽车加注站等汽车加注站等)固定式固定式LNG储罐储罐-球形球形圆柱形圆柱形圆柱形圆柱形(基本负荷型、调峰型液化装置、基本负荷型、调峰型液化装置、基本负荷型、调峰型液化装置、基本负荷型、调峰型液化装置、LNGLNGLNGLNG接收站接收站接收站接收站)固定式固定式LNG储罐储罐-圆柱形圆柱形固定式固定式LNG储罐储罐-圆柱形圆柱形圆柱形圆柱形(基本负荷型、调峰型液化装置、基本负荷型、调峰型液化装置、LNGLNG接收站接收站)固定式固定式LNG储罐储罐-罐材料罐材料 n n双双金金属属：内内内内罐罐罐罐采采采采用用用用耐耐耐耐低低低低温温温温的的的的不不不不锈锈锈锈钢钢钢钢或或或或铝铝铝铝合合合合金金金金。外外外外壳采用黑色金属，常用压力容器用钢。壳采用黑色金属，常用压力容器用钢。壳采用黑色金属，常用压力容器用钢。壳采用黑色金属，常用压力容器用钢。n n预预应应力力混混凝凝土土：指指指指大大大大型型型型贮贮贮贮槽槽槽槽采采采采用用用用预预预预应应应应力力力力混混混混凝凝凝凝土土土土外壳，而内筒采用低温的金属材料。外壳，而内筒采用低温的金属材料。外壳，而内筒采用低温的金属材料。外壳，而内筒采用低温的金属材料。n n薄膜型薄膜型：指内筒采用厚度为：指内筒采用厚度为：指内筒采用厚度为：指内筒采用厚度为0.81.2mm36Ni0.81.2mm36Ni钢（又称殷钢）。薄膜表面起波纹的钢（又称殷钢）。薄膜表面起波纹的钢（又称殷钢）。薄膜表面起波纹的钢（又称殷钢）。薄膜表面起波纹的36Ni36Ni钢作主钢作主钢作主钢作主屏，起到允许膨胀和收缩的作用。绝热板起着支屏，起到允许膨胀和收缩的作用。绝热板起着支屏，起到允许膨胀和收缩的作用。绝热板起着支屏，起到允许膨胀和收缩的作用。绝热板起着支撑膜的作用。撑膜的作用。撑膜的作用。撑膜的作用。固定式固定式LNG储罐储罐-薄膜型薄膜型固定式固定式LNG储罐储罐-薄膜型薄膜型膜型储罐内部结构膜型储罐内部结构固定式固定式LNG储罐储罐-按放置分类按放置分类 n nUnderground in-pit LNG储罐储罐n nUnderground LNG储罐储罐n nIn-ground LNG储罐储罐n nAbove ground LNG储储罐罐(双双壁壁金金属属型型)）n nAbove ground LNG储储罐罐(预预应应力力混混凝土型凝土型)n n以以上上几几种种LNG储储罐罐常常用用于于LNG接接收收终终端端的特大型贮槽。的特大型贮槽。固定式固定式LNG储罐储罐-Underground in-pit LNG储罐储罐 固定式固定式LNG储罐储罐-Underground in-pit LNG储罐储罐 固定式固定式LNG储罐储罐-Underground LNG储罐储罐 固定式固定式LNG储罐储罐-In-ground LNG储罐储罐 固定式固定式LNG储罐储罐-In-ground LNG储罐储罐 固定式固定式LNG储罐储罐-In-ground LNG储罐储罐 固定式固定式LNG储罐储罐-In-ground LNG储罐储罐 n n现代建造的现代建造的现代建造的现代建造的LNGLNG储罐（储罐（储罐（储罐（1111和和和和1212号）号）号）号）n n容量容量容量容量：140,000m140,000m3 3n n建设周期建设周期建设周期建设周期：19971997年年年年1010月月月月20012001年年年年1010月（月（月（月（4949个月）个月）个月）个月）n n合同金额合同金额合同金额合同金额：141141百万美元百万美元百万美元百万美元n n储罐类型储罐类型储罐类型储罐类型：In Ground LNGIn Ground LNG储罐，膜型储罐，膜型储罐，膜型储罐，膜型n n顶顶顶顶：混凝土圆顶，不锈钢板，悬挂（甲板）混凝土圆顶，不锈钢板，悬挂（甲板）混凝土圆顶，不锈钢板，悬挂（甲板）混凝土圆顶，不锈钢板，悬挂（甲板）n n墙结构墙结构墙结构墙结构：厚厚厚厚2.5m2.5m；泥墙厚度；泥墙厚度；泥墙厚度；泥墙厚度1.5m1.5mn n日蒸发率日蒸发率日蒸发率日蒸发率：0.1%/d0.1%/dn n内罐尺寸内罐尺寸内罐尺寸内罐尺寸：内径：内径：内径：内径：64m64m；最大液体高度：；最大液体高度：；最大液体高度：；最大液体高度：43.65m43.65mn n设计寿命设计寿命设计寿命设计寿命：5050年年年年n n设计温度设计温度设计温度设计温度：-162-162n n设计压力设计压力设计压力设计压力：最大：最大：最大：最大290mbarG290mbarG，最小，最小，最小，最小-5mbarG-5mbarGn n操作压力操作压力操作压力操作压力：50250mbarG50250mbarG 固定式固定式LNG储罐储罐-Above ground LNG储罐（双壁金属型）储罐（双壁金属型）固定式固定式LNG储罐储罐-Above ground LNG储罐（双壁金属型）储罐（双壁金属型）固定式固定式LNG储罐储罐-Above ground LNG储罐储罐(预应力混凝土型预应力混凝土型)固定式固定式LNG储罐储罐-Above ground LNG储罐储罐(预应力混凝土型预应力混凝土型)固定式固定式LNG储罐储罐-内部观察装置内部观察装置固定式固定式LNG储罐储罐-内部观察装置内部观察装置固定式固定式LNG储罐储罐-内部观察装置内部观察装置(b)LNG运输槽车运输槽车（陆地运输）（陆地运输）LNG运输槽车（陆地运输）运输槽车（陆地运输）LNG槽车的隔热方式槽车的隔热方式 有三种型式：有三种型式：n n真空粉末隔热真空粉末隔热；n n真空纤维隔热真空纤维隔热；n n高高真真空空多多层层隔隔热热，绝绝热热层层所所占占空空间间小小；绝绝热热材材料料轻轻；隔隔热热材材料料一一般般不不发发生生沉沉降降。但施工难度大。但施工难度大。LNG槽车的输液方式槽车的输液方式n n两种输液方式两种输液方式：自自增增压压输输液液：利利用用在在增增压压器器中中气气化化LNG返回贮罐增压。返回贮罐增压。液泵输送液泵输送：配置在车上的离心式低温泵：配置在车上的离心式低温泵来泵送液体。来泵送液体。(c)LNG远洋运输远洋运输(LNG船船)n nLNG运运输输船船：为为为为大大大大气气气气压压压压下下下下沸沸沸沸点点点点为为为为-162-162的的的的大大大大宗宗宗宗LNGLNG货货货货物物物物的的的的专专专专用用用用船船船船舶舶舶舶。这这这这类类类类船船船船目目目目前前前前的的的的标标标标准准准准货货货货量量量量在在在在12131213万万万万立立立立方方方方米米米米之之之之间间间间。一一一一般般般般它它它它们们们们在在在在25302530年船龄期内，从事专用的航行计划。年船龄期内，从事专用的航行计划。年船龄期内，从事专用的航行计划。年船龄期内，从事专用的航行计划。n n类型类型：（1 1）独立球型（）独立球型（）独立球型（）独立球型（MOSSMOSS）；）；）；）；（2 2）SPBSPB型船，石川岛播磨重工业型船，石川岛播磨重工业型船，石川岛播磨重工业型船，石川岛播磨重工业IHIIHI；（3 3）薄膜型（）薄膜型（）薄膜型（）薄膜型（MembraneMembrane），法国），法国），法国），法国GTTGTT公司。公司。公司。公司。液化天然气运输船液化天然气运输船液化天然气运输船液化天然气运输船-SPBSPB型型型型液化天然气运输船液化天然气运输船-GTTGTT型型型型薄薄膜膜型型LNG船船的的开开发发者者GazTransport和和Technigaz已已合合并为一家，故对该型船称为并为一家，故对该型船称为GTT型。型。GTT型的型的围护结构围护结构包括包括GTNO96和和TGZMarkIII两种。两种。液化天然气运输船液化天然气运输船-GTTGTT型型型型GTTNO.96型型LNG船船液化天然气运输船液化天然气运输船-MOSSMOSS型型型型MOSS型型(球型球型)LNG船船液化天然气运输船液化天然气运输船-MOSSMOSS型型型型液化天然气运输船液化天然气运输船-MOSSMOSS型型型型液化天然气运输船液化天然气运输船-三种船型比较三种船型比较三种船型比较三种船型比较比较对象比较对象SPB型型MOSS型型GTT型型尺寸尺寸紧凑紧凑大大紧凑紧凑船重量船重量轻轻最重最重轻轻(当船小时相对重当船小时相对重)储罐数量储罐数量最少最少多多多多汽化率汽化率最低最低0.05%/d低低0.08%/dGT高：高：0.1%/dTGZ：低：低上甲板空间上甲板空间完全不受限完全不受限制制非常受限制非常受限制不受限制不受限制任意装载量水平任意装载量水平可能可能可能可能不可能不可能航行航行容易容易不容易不容易容易容易压力控制压力控制简单简单复杂复杂最复杂最复杂温度控制温度控制简单简单复杂复杂复杂复杂不可泵送的液体量不可泵送的液体量最少最少(3m3/储储罐罐)少少(6m3/储罐储罐)多多(200400m3/储罐储罐)维护维护外部外部容易容易不容易不容易容易容易内壳内壳/绝热绝热最容易最容易容易容易非常困难非常困难LNG船接收码头船接收码头-LNG终端终端 LNG船接收码头船接收码头-LNG终端终端 2.3 LNG气化与冷能利用2.3.1 气化器n nLNGLNG气化器是一种专门用于液化天然气气化的换热器，气化器是一种专门用于液化天然气气化的换热器，但由于液化天然气的使用特殊性，使但由于液化天然气的使用特殊性，使LNGLNG气化器也颇气化器也颇具特色。低温的液态天然气要转变成常温的气体，必具特色。低温的液态天然气要转变成常温的气体，必须要提供相应的热量使其气化。热量的来源可以从环须要提供相应的热量使其气化。热量的来源可以从环境空气和水中获得，也可以通过燃料燃烧或蒸气来加境空气和水中获得，也可以通过燃料燃烧或蒸气来加热热LNGLNG。n n对于基本负荷型系统使用的气化器，使用率高（通常对于基本负荷型系统使用的气化器，使用率高（通常在在80%80%以上），气化量大。首先考虑的应该是设备的以上），气化量大。首先考虑的应该是设备的运行成本。以空气或水作热源的气化器，比较适合于运行成本。以空气或水作热源的气化器，比较适合于基本负荷型的系统。基本负荷型的系统。n n对于调峰型系统使用的气化器，是为了补充用气高峰对于调峰型系统使用的气化器，是为了补充用气高峰时供气量不足的装置，其工作特点是使用率低，工作时供气量不足的装置，其工作特点是使用率低，工作时间是随机性的。要求启动速度快，气化速率高，维时间是随机性的。要求启动速度快，气化速率高，维护简单，可靠性高，具有紧急启动的功能。要求设备护简单，可靠性高，具有紧急启动的功能。要求设备初投资尽可能低，而对运行费用则不大苛求。初投资尽可能低，而对运行费用则不大苛求。空气加热型气化器 n n空气加热型气化器大多数是翅片管型或其它伸展空气加热型气化器大多数是翅片管型或其它伸展体表面的换热器。因为空气加热的能量比较小，体表面的换热器。因为空气加热的能量比较小，一般用于气化量比较小的场合，在一般用于气化量比较小的场合，在LNGLNG工业中的工业中的应用受到一定的限制。空气加热型气化器的另一应用受到一定的限制。空气加热型气化器的另一缺点是受环境条件的影响太大，如温度和湿度的缺点是受环境条件的影响太大，如温度和湿度的影响。另外，它们的气化能力还受当地的最低温影响。另外，它们的气化能力还受当地的最低温度和最高湿度的影响。因为结冰过多会减少有效度和最高湿度的影响。因为结冰过多会减少有效的传热面积和堵塞空气的流动。空气加热型气化的传热面积和堵塞空气的流动。空气加热型气化器的上限一般在标准状况下是器的上限一般在标准状况下是1400m3/h1400m3/h。由于。由于没有燃料的消耗，所以结构简单，运行费用低。没有燃料的消耗，所以结构简单，运行费用低。但单位容量的投入费用势必较高的，而最大气化但单位容量的投入费用势必较高的，而最大气化能力是比较低的。能力是比较低的。水加热型气化器 n n用水作热源的用水作热源的LNGLNG气化器应气化器应用很广，特别是用海水作为用很广，特别是用海水作为热源，因为很多热源，因为很多LNGLNG生产装生产装置和接受装置都是靠海建设，置和接受装置都是靠海建设，海水温度比较稳定，热容量海水温度比较稳定，热容量大，是取之不尽的热源。开大，是取之不尽的热源。开架式气化器架式气化器(Open Rack(Open Rack Vaporizer,ORV)Vaporizer,ORV)就是以海就是以海水作热源的气化器。用于基水作热源的气化器。用于基本负荷型的大型气化装置，本负荷型的大型气化装置，最大天然气流量可达最大天然气流量可达180t/h180t/h。气化器可以在。气化器可以在0%0%100%100%的负荷范围内运行。的负荷范围内运行。可以根据需求的变化遥控调可以根据需求的变化遥控调整气化量。通常气化器的进整气化量。通常气化器的进口水温的下限大约为口水温的下限大约为5 5。图图图图5-65-6 ORV ORV气化器外形气化器外形气化器外形气化器外形1 1平板型换热管平板型换热管平板型换热管平板型换热管 2 2水泥基础水泥基础水泥基础水泥基础 3 3挡风屏挡风屏挡风屏挡风屏 4 4单侧流水槽单侧流水槽单侧流水槽单侧流水槽 5 5双侧流水槽双侧流水槽双侧流水槽双侧流水槽6 6平板换热器悬挂结构平板换热器悬挂结构平板换热器悬挂结构平板换热器悬挂结构 7 7多通道出口多通道出口多通道出口多通道出口 8 8海水分配器海水分配器海水分配器海水分配器 9 9海海海海水进口管水进口管水进口管水进口管1010绝热材料绝热材料绝热材料绝热材料 1111多通道进口多通道进口多通道进口多通道进口 1212海水分配器海水分配器海水分配器海水分配器ORV气化器工作原理 n n整个气化器用铝合金支架整个气化器用铝合金支架固定安装。气化器的基本固定安装。气化器的基本单元是传热管，由若干传单元是传热管，由若干传热管组成板状排列，两端热管组成板状排列，两端与集气管或集液管焊接形与集气管或集液管焊接形成一个管板，再由若干个成一个管板，再由若干个管板组成气化器。气化器管板组成气化器。气化器顶部有海水的喷淋装置，顶部有海水的喷淋装置，海水喷淋在管板外表面上，海水喷淋在管板外表面上，依靠重力的作用自上而下依靠重力的作用自上而下流动。液化天然气在管内流动。液化天然气在管内向上流动，在海水沿管板向上流动，在海水沿管板向下流动的过程中，向下流动的过程中，LNGLNG被加热气化。这种气化器被加热气化。这种气化器也称之为也称之为“液膜下落式气液膜下落式气化器（化器（falling filmfalling film）”。虽然水的流动是不停止的，虽然水的流动是不停止的，但这种类型的气化器工作但这种类型的气化器工作时，有些部位可能结冰，时，有些部位可能结冰，使传热系数有所降低。使传热系数有所降低。具有中间传热流体的气化器 n n采用中间传热流体的方法可以改善结冰带来的影响，采用中间传热流体的方法可以改善结冰带来的影响，通常采用丙烷、丁烷或氟利昂等介质作中间传热流体。通常采用丙烷、丁烷或氟利昂等介质作中间传热流体。实际使用的气化器的传热过程是由两级换热组成：第实际使用的气化器的传热过程是由两级换热组成：第一级是由一级是由LNGLNG和丙烷进行热交换，第二级是丙烷和海和丙烷进行热交换，第二级是丙烷和海水进行热交换。这样加热介质不存在结冰的问题。由水进行热交换。这样加热介质不存在结冰的问题。由于水在管内流动，因此可以利用废热产生的热水。换于水在管内流动，因此可以利用废热产生的热水。换热管采用钛合金管，不会产生腐蚀，对海水的质量要热管采用钛合金管，不会产生腐蚀，对海水的质量要求也没有过多的限制。这种气化器已经广泛应用在基求也没有过多的限制。这种气化器已经广泛应用在基本负荷型的本负荷型的LNGLNG气化系统，最大天然气流量达气化系统，最大天然气流量达150t/h150t/h。燃烧加热型气化器 n n在燃烧加热型气化器中，浸在燃烧加热型气化器中，浸没式燃烧加热型气化器是使没式燃烧加热型气化器是使用最多的一种。结构紧凑，用最多的一种。结构紧凑，节省空间，装置的初始成本节省空间，装置的初始成本低。它使用了一个直接向水低。它使用了一个直接向水中排出燃气的燃烧器，由于中排出燃气的燃烧器，由于燃气与水直接接触，燃气激燃气与水直接接触，燃气