【正文】 內(nèi)罐采用耐 低溫的不銹鋼或鋁合金，外殼。 透平膨脹機(jī)是一種高速旋轉(zhuǎn)的熱力機(jī)械，氣體在透平膨脹機(jī)中進(jìn)行 絕熱膨脹 ，對(duì)外做功，能量降低，產(chǎn)生焓降，溫度下降 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、氣體處理量大、運(yùn)行效率高、維護(hù)方便、使用壽命長 透平膨脹機(jī)提供冷量的同時(shí)可以用于驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)或發(fā)電設(shè)備 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 第五章、 LNG儲(chǔ)存技術(shù) 李兆慈 中國石油大學(xué)（北京） 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 目前的 LNG貯存設(shè)備大多使用雙壁貯槽，其結(jié)構(gòu)材料大多采用金屬制作。 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 不同型式 L N G 換熱器的比較等 級(jí)型式投資 維護(hù) 阻塞 承壓 緊湊性殼管式 4 1 1 3 5板翅式 3 4 4 2 1套管式 5 5 5 1 3繞管式 3 3 3 1 2 注：最好的等級(jí)為 1 ，最差的等級(jí)為 5 。 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 第四章、 LNG相關(guān)設(shè)備 李兆慈 中國石油大學(xué)（北京） 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 壓縮機(jī) 往復(fù)式： 處理量較小裝置 離心式： 大液化裝置，廣泛采用 軸流式： 混合制冷劑冷循環(huán) 小體積螺桿式： 撬裝式小型液化裝置 壓縮機(jī)型式 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 電力驅(qū)動(dòng) 汽輪機(jī) 燃?xì)廨啓C(jī) 驅(qū)動(dòng)型式 良好密封性 防爆裝置 材料的低溫特性 潤滑方式 ——無油潤滑（低溫） 技術(shù)要求 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 往復(fù)壓縮機(jī) ? 運(yùn)轉(zhuǎn)速度較慢，中、低速運(yùn)轉(zhuǎn) ? 新型可改變活塞行程，適應(yīng)不同負(fù)荷情況 ? 適應(yīng)范圍廣，海洋、內(nèi)陸 ? 效率高，超過 95% ? 可靠性高，容易維護(hù) ? 立式：無油潤滑 ? 臥式：排量大，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn) 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 離心壓縮機(jī) ? 轉(zhuǎn)速高、排量大、體積小 ? 新型流線型葉輪確保氣體流道平滑、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn) ? 效率 80%~90% ? 殼體型式：整體型、分開型 ? 單級(jí)、多級(jí) ? 軸封型式：機(jī)械接觸密封、氣體密封、浮動(dòng)碳環(huán)密封 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 壓縮機(jī)正確選用 ? 進(jìn)口流量 ? 排出壓力 ? 根據(jù)壓力 —流量曲線，確定結(jié)構(gòu)形式 ? 確定名義工作速度 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 2 換熱器 ? 繞管式 大多數(shù)基本型液化裝置使用，效率高，維修方便 ? 板翅式 主要用于調(diào)峰型的 LNG裝置，成本低、結(jié)構(gòu)緊湊 ? 汽化器 專門用于液態(tài)天然氣轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)的換熱器。 美國 ： 62座 英國： 5座 加拿大： 3座 德國： 2座 澳大利亞、阿根廷、中國、比利時(shí)、荷蘭： 各 1座 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 調(diào)峰型 LNG液化裝置的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)原則 ? 流程選擇原則 ? 投資成本 ? 運(yùn)行費(fèi)用 ? 裝置的簡便性 ? 運(yùn)行的靈活性 ? 自動(dòng)化程度 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 ? 原料氣參數(shù) ? 尾氣的利用和限制 ? LNG的質(zhì)量要求 ? 壓縮機(jī)與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) ? 液化能力 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 ? 經(jīng)濟(jì)性分析的評(píng)價(jià)指標(biāo) L N G 裝置年凈收益： ? ?? ? ? ? 11111??????????????iiRPiiiNGMGY式中：Y— L N G 裝置的年凈收益；M— L N G 產(chǎn)品的單價(jià) G — L N G 裝置的年產(chǎn)量； N — L N G 產(chǎn)品的運(yùn)行成本 i—資金的年復(fù)利率； ?—技術(shù)方案的實(shí)施年限 P— L N G 裝置的初投資； R—實(shí)施年限后設(shè)備殘值； ? ?? ? 111??????iii—資金回收系數(shù)；? ? 11 ???ii—資金存儲(chǔ)系數(shù)單位 L N G 產(chǎn)品的利潤： ? ?? ?? ? ? ?? ?HMiGiRPiGiiNMy ???????????????????11111???式中：y—單位 L N G 產(chǎn)品的利潤；H—單位 L N G 產(chǎn)品的生產(chǎn)成本 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 L N G 裝置年凈收益： ? ?? ? ? ? 11111??????????????iiRPiiiNGMGY式中： Y — L N G 裝置的年凈收益； M — L N G 產(chǎn)品的單價(jià) G — L N G 裝置的年產(chǎn)量； N — L N G 產(chǎn)品的運(yùn)行成本 i —資金的年復(fù)利率； ?—技術(shù)方案的實(shí)施年限 P— L N G 裝置的初投資； R—實(shí)施年限后設(shè)備殘值； ? ?? ? 111??????iii—資金回收系數(shù)；? ? 11 ???ii—資金存儲(chǔ)系數(shù)單位 L N G 產(chǎn)品的利潤： ? ?? ?? ? ? ?? ?HMiGiRPiGiiNMy ???????????????????11111???式中：y—單位 L N G 產(chǎn)品的利潤；H—單位 L N G 產(chǎn)品的生產(chǎn)成本 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 3 浮式液化天然氣生產(chǎn)儲(chǔ)卸裝置 Floating production,storage and Offloading system,簡稱 FPSO 常規(guī)海上天然氣開發(fā) 海上平臺(tái)、海底管道、岸上液化工廠、公路建造、 LNG外輸港口等 投資大、周期長 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 FPSO裝置 ? 低投資、投產(chǎn)快、高效益，集 LNG的生產(chǎn)、 儲(chǔ)存與卸載于一體 ? 適用于海上邊際氣田 ? 可重復(fù)使用 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 液化流程 ? 流程簡單、設(shè)備緊湊、占地少、滿足海上 安裝要求 ? 液化流程有制冷劑制取能力 ? 對(duì)不同產(chǎn)地的天然氣適應(yīng)性強(qiáng)，熱效率高 ? 安全可靠，船體的運(yùn)動(dòng)不會(huì)顯著影響其性能 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 ? 美孚石油公司浮式 LNG裝置的流程 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 儲(chǔ)存系統(tǒng) 日本國家石油公司研究 浮式 L N G 生產(chǎn)裝置的儲(chǔ)存容量距離 / kmL N G 運(yùn)輸船容量/ 103m3FPSO 儲(chǔ)槽容量/ 103m33218 81 954023 98 1 154827 1 16 1355632 134 156 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 卸貨操作 海上 LNG的裝卸不同于陸上作業(yè)，由于船體間的相互運(yùn)動(dòng)，難度很大。 采用的 CII液化流程。 主要用于東海天然氣早期開采中上游工程因不可抗拒因素（如臺(tái)風(fēng)等）造成的停產(chǎn)、輸氣管線事故，或冬季調(diào)峰，確保供氣安全。 調(diào)峰型 LNG裝置通常遠(yuǎn)離天然氣的產(chǎn)地，處在大城市附近。 通常將低峰時(shí)過剩的天然氣液化儲(chǔ)存，在高峰時(shí)或緊急情況下再汽化使用。 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 LNG工廠設(shè)計(jì) ? 典型 LNG工業(yè)鏈投資比例 ? 上游氣田開發(fā) 10% ? LNG工廠 40% ? LNG運(yùn)輸 30% ? 接收終端 20% 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 ? 基本設(shè)計(jì)規(guī)則 ? 所有的設(shè)計(jì)必須確保 LNG整個(gè)工廠和其中 關(guān)鍵設(shè)備及其控制系統(tǒng)都要能運(yùn)行； ? 所有的設(shè)計(jì)都需采用同一標(biāo)準(zhǔn)。 我國基本負(fù)荷型天然氣液化裝置 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 ? 基本參數(shù) 日處理量： m3/d 原料氣： 壓力 12MPa，溫度 30?C 甲烷的摩爾分?jǐn)?shù)： %~% 儲(chǔ)罐容量： 600m3(2臺(tái)，可存 ) 采用流程： 丙烷乙烯復(fù)疊式液化流程 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 天然氣 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 丙烷 丙烷 乙烯 中原油田天然液化裝置示意圖 1分液罐 2過濾器 3脫 CO2塔 4干燥器 5中壓丙烷換熱器 6低壓丙烷換熱器 1 14節(jié)流閥 8高壓天然氣分離器 9乙烯換熱器 10中壓 LNG換熱器 12中壓天然氣分離器 13低壓 LNG換熱器 15低壓天然氣分離器 16LNG儲(chǔ)罐 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 ? 特點(diǎn) 裝置中充分利用了原料天然氣的高壓力，在合理的溫度下節(jié)流，并對(duì)節(jié)流產(chǎn)生的氣相或液相流體的冷量進(jìn)行回收利用，減少了裝置的能耗。 生產(chǎn)量較小，但主要供應(yīng)外地使用，因此歸入基本負(fù)荷型液化裝置范疇。 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 液化流程能耗比較液化流程 能耗比較級(jí)聯(lián)式液化流程1單級(jí)混合制冷劑液化流程1. 25丙烷預(yù)冷的單級(jí)混合制冷劑液化流程1. 15多級(jí)混合制冷劑液化流程1. 05單級(jí)膨脹機(jī)液化流程2. 00丙烷預(yù)冷的單級(jí)膨脹機(jī)液化流程1. 70兩級(jí)膨脹機(jī)液化流程1. 70 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 李兆慈 中國石油大學(xué)（北京） 第三章、天然氣液化技術(shù) （四） LNG液化裝置 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 天然氣液化裝置類型： 基本負(fù)荷型 調(diào)峰型 浮式 LNG生產(chǎn)、儲(chǔ)卸裝置 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 天然氣液化裝置組成部分： 預(yù)處理流程 液化流程 儲(chǔ)存系統(tǒng) 控制系統(tǒng) 消防系統(tǒng) 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 基本負(fù)荷型天然氣液化裝置 基本液化裝置 ? 基本負(fù)荷型液化裝置 指生產(chǎn)供當(dāng)?shù)鼗蛲膺\(yùn)的大型液化裝置 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 ? 基本負(fù)荷型天然氣液化裝置組成 天然氣預(yù)處理流程 液化流程 儲(chǔ)存系統(tǒng) 控制系統(tǒng) 裝卸設(shè)施 消防系統(tǒng) 是一個(gè)復(fù)雜龐大的工程，投資高達(dá)數(shù)十億美元。 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 帶膨脹機(jī)的液化流程分類： ? 天然氣膨脹液化流程 ? 氮?dú)馀蛎浺夯鞒? ? 氮 甲烷膨脹液化流程 ? 其它膨脹液化流程：帶丙烷預(yù)冷等 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 ? 天然氣膨脹液化流程 直接利用高壓天然氣在膨脹機(jī)中絕熱膨脹到輸出管道的壓力而使天然氣液化的流程。 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 3. 帶膨脹機(jī)的液化流程 Expander Cycle 利用高壓制冷劑通過透平膨脹機(jī)絕熱膨脹的克勞德循環(huán)制冷實(shí)現(xiàn)天然氣液化的流程 。自 70年代以來，基本負(fù)荷型的天然氣液化流程，大多采用混合制冷劑循環(huán)。 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 MRC液化流程的缺點(diǎn)： ? 能耗高，比級(jí)聯(lián)式流程高 10~20% ? 混合制冷劑的合理配比較為困難； ? 流程計(jì)算復(fù)雜，必須提供各組分可靠的平衡數(shù)據(jù)與物性參數(shù)。 上海浦東 LNG調(diào)峰站采用的液化裝置為 CII流程，法國燃?xì)夤狙邪l(fā) 。 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 流程組成： ? 丙烷預(yù)冷循環(huán)： 預(yù)冷混合制冷劑預(yù)冷天然氣 ? 混合制冷循環(huán)： 深冷和液化天然氣 ? 天然氣液化回路 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 ? CII液化流程 新型的雙級(jí)混合制冷劑液化流程，即整體結(jié)合式級(jí)聯(lián)型液化流程（ Integral Incorporated Gascade 簡稱 CII流程）。 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 ? 丙烷預(yù)冷混合制冷劑液化流程 PropaneMixed Refrigerant Cycle 簡稱 C3/NRC 結(jié)合了級(jí)聯(lián)式液化流程預(yù)混合制冷劑流程的優(yōu)點(diǎn)，流程既高效又簡單。 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 混合制冷劑液化流程分類： ? 閉式混合制冷劑液化流程 ? 開式混合制冷劑液化流程 ? 丙烷預(yù)冷混合制冷劑液化流程 ? CII液化流程 中管網(wǎng)通用業(yè)頻道 ? 閉式混合制冷劑液化流程 制冷劑循環(huán)和天然氣液化過程分開，自成一個(gè)獨(dú)立的