LNG接收站講座課件

LNGREGASIFICATIONTERMINAL

LNG再氣化接收站ByV.KumarLNGConsultantWorleyParsonsSingaporeLNG接收站講座LNG接收站講座WORLDENERGYOUTLOOK

世界能源展望百萬桶/天20052030GrowthWorldEnergyDemand世界能源需求MBDOE220320Breakdownbysource按能源劃分%%/year年Oil石油41310.4Gas天然氣18222.3Coal煤炭32250.5Others其它9225.2LNG接收站講座WHYLNG??

為何選擇LNGIncreasingenergydemand

不斷增加的能源需求Limitedavailabilityofpipelinegas

氣體管線傳輸有其局限性Alternativeistoliquefyandtransportbyshipoverlongdistances

可以選擇液化并由船舶長(zhǎng)距離運(yùn)輸ThisisthebeginningofLNG

從而發(fā)展了LNGorLiquefiedNaturalGas

即液化天然氣LNG接收站講座WORLDGASRESOURCES

GAS世界來源Country國家 Reserves儲(chǔ)量(Billionm310億方)

Proven已探明Recoverable可采Russia 俄羅斯 47,525 33,061Iran 伊朗 26,591 8,907Qatar 卡塔爾 25,743 1,164Indonesia印尼 2,554 3,105Australia澳大利亞 2,546 3,066Malaysia/Brunei 2,1221,981馬來西亞/文萊 Oman 阿曼 828 956

LNG接收站講座WhatisLNG??

什么是LNGNaturalgascooledto-162oCatnearatmosphericpressureformsliquid

天然氣在接近常壓下冷卻至-162oC變成液態(tài)ThisliquidiscalledLNG

該液體稱為L(zhǎng)NGTheliquidiscolourlessandhasacharacteristichydrocarbonodour.

液體無色、有烴類氣味Itisstoredatnearatmosphericpressureatatemperatureof–158to–160oC

它在接近常壓下–158至–160oC溫度范圍內(nèi)儲(chǔ)存LNG接收站講座CompositionofLNG

LNG組分

TypicalCompositionofNaturalGasandLNGasfollows:

天然氣和LNG一般組分如下：

Component NaturalGas LNG

組分 天然氣 液化天然氣

Methane 82-85% 92-95%

甲烷

Ethane 5-7% 3-5%

乙烷

Propane 2-5% 1-2%

丙烷

Condensibles(NGL) 6-8% Nil

可冷凝組分（天然氣液體） ０LNG接收站講座HowLNGisproduced??

LNG生產(chǎn)工藝LNGProductionPlantiscalledaLiquefaction“Train”

生產(chǎn)LNG的設(shè)備稱為液化裝置LNGisproducedbyaprocesscalledCascadeRefrigerationorTurbo-expansion LNG的生產(chǎn)工藝稱作分級(jí)制冷或渦輪膨脹MajorWorldProducersofLNGareRussia,Indonesia,Australia,Malaysia-Brunei,Qatar,Omanetc.

世界上主要的LNG生產(chǎn)國包括：俄羅斯、印度尼西亞、澳大利亞、馬來西亞-文萊、卡塔爾、阿曼等MajorConsumersofLNGareUSA,Europe,Japan,China,Indiaetc. LNG的主要消費(fèi)國為：美國、歐洲、日本、中國、印度等LNG接收站講座LNGPRODUCTIONTRENDS

LNG生產(chǎn)趨勢(shì)TypicalLNGPlantCapacities(MillionSCFD)典型LNG裝置能力（百萬立方英尺/天）LNGfuelingstations0.5to10LNG燃?xì)庹綥NGpeak-shaving5to20LNG調(diào)峰Smallscalebaseload50to250小規(guī)模基本負(fù)荷型Baseloadplants300to1,000基本負(fù)荷型裝置LNG接收站講座LNGTransportation

LNG運(yùn)輸Threetypesofships

三種運(yùn)輸船Olderdesigninsulatedsphericaltankswithoutexternalrefrigeration,onlycontinuousflaringofboil-offgas

老式設(shè)計(jì)為保冷球形儲(chǔ)罐，無外部制冷，不間斷燃燒蒸發(fā)氣Newerdesignrectangulartankswithmembranewallswithinsulationbetweenthemembranes

較新設(shè)計(jì)為矩形薄膜型液貨艙，薄膜之間有可承載的低溫隔熱層Prismaticdesign–avariationofmembranewalldesignwithstructuralframessupportingthemembranewalls

棱形艙設(shè)計(jì)–對(duì)加膜罐壁設(shè)計(jì)的調(diào)整，帶有支撐加膜罐壁的結(jié)構(gòu)框架Double-hullingtoprotectagainstaccidentalspillage

雙殼保護(hù)，防止意外泄漏Mostcommoncapacityrange135,000to140,000m3

最常見容量在135,000到140,000m3之間Highercapacityshipsunderconstruction200,000m3

較大容量的貨船為200,000m3SmallLNGvesselscomingintothemarket10,000m3

新面世的小型LNG容器的容量為10,000m3LNG接收站講座LNGMossTypeTanker

MOSS型LNG船LNG接收站講座LNGMembraneTypeTanker

薄膜型LNG船LNG接收站講座LNGTerminalOverview

LNG接收站總覽LNG接收站講座LNGTERMINALFLOWPLAN

LNG接收站流程圖LNG接收站講座LNGUnloading

LNG卸載Typicalshipsizes135,000to145,000m3

通常LNG船容量為135,000to145,000m3Unloadingrates10,000to12,000m3/hr

卸料速率為10,000to12,000m3/hrDischargetime12to18hrs

卸料時(shí)間為12至18小時(shí)Berthoccupancy24hrs 24小時(shí)占用泊位SizeofUnloadingarms–3X16”

卸料臂規(guī)格–3X16”SizeofVapourreturnarm–1X16”

蒸氣回收臂規(guī)格–1X16”Keep-cooljettylinerecirculationsystem

碼頭主管線冷卻循環(huán)系統(tǒng)DesigncodeEN1474

設(shè)計(jì)規(guī)范EN1474LNG接收站講座LNGStorageTank

LNG儲(chǔ)罐Typicalsize150,000to160,000m3

一般容積為150,000至160,000m3Minimum2tanks-onereceivingandonefeeding

至少2個(gè)罐–一個(gè)接收,另一個(gè)外輸送Threetypesofdesignfromcontainmentpointofview

從防泄漏角度出發(fā)分成三種設(shè)計(jì)Double-walledtankwith:

雙壁罐: -DoubleIntegrity

雙層結(jié)構(gòu)

-SingleIntegrity

單層結(jié)構(gòu)

-FullContainment

全封閉結(jié)構(gòu)DesigncodeEN1473orBS7777(EN14620)

設(shè)計(jì)規(guī)范EN1473或BS7777(EN14620)LNG接收站講座StorageTankModelX-Section

儲(chǔ)罐模型-斷面LNG接收站講座StorageTankDetails

儲(chǔ)罐詳細(xì)內(nèi)容Nitrogenpurgeconnections

氮吹掃連接Start-upliquidandgasdistributors

起動(dòng)液相和氣相分布器Tankinsulation

罐保冷Tankfoundation

罐基礎(chǔ)Twotypesoffoundation:-

兩種基礎(chǔ)

- Elevatedfoundationwithinsulatingairgap

帶保冷氣隙的高基礎(chǔ)

- Foundationflushwithgroundwithfoundationheater

基礎(chǔ)沖洗（地面配有基礎(chǔ)加熱器）Functionistopreventcoldleakagetotheearthwhichcouldresultinfreezingofgroundwater

功能在于防止低溫泄漏導(dǎo)致地下水結(jié)冰。LNG接收站講座TankInsulationDetails

罐保冷詳細(xì)內(nèi)容Designedtokeeptankboil-offratebelow0.1%ofnetpumpablecapacityperday

在設(shè)計(jì)上使罐的蒸發(fā)率低于每天凈泵送能力的0.1%ConventionalInsulation

傳統(tǒng)保冷

ExpandedPerlitePowderfilledinthespacebetweeninnerandoutertankcalledasthe“Annulus”.

在罐的內(nèi)外層之間（稱為環(huán)空）填充膨脹珍珠巖ModernInsulation

現(xiàn)代保冷

Sprayed-onPoly-iso-cyanurateinsulationprovidedontheinnersurfaceoftheoutertank

通過在外罐的內(nèi)表面噴灑聚胺脂進(jìn)行保冷LNG接收站講座TankDykeRequirement

罐圍堰要求Ifsingleintegritydesignisused,dykeshouldbeenclosedbyimperviousconcretebund-walltoprovidefullcontainment

如采用單層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，罐圍堰應(yīng)圍有密封混凝土墻以提供全封閉。Dykevolume=110%oflargesttankindykeforsingleintegritydesign(NFPA-59A)

單層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的圍堰容積=圍堰內(nèi)最大罐容積的110%(NFPA-59A)Ifdoubleintegritydesignisusedlowbund-wallcanbeprovided,needonlytocontainfireandstormwater

如采用雙層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，應(yīng)提供低圍墻，用于阻火和收集雨水LNG接收站講座TankBoil-offRate

罐蒸發(fā)率LNGisboilingliquidstoredunderitsownvapourpressure LNG是一種在自身蒸汽壓力下儲(chǔ)存的液體Astheliquidpicksupheatfromthesurroundings,somevapouriscontinuouslyformedinsidethetank

由于該液體從周圍環(huán)境中吸收熱量，儲(chǔ)罐內(nèi)不斷形成一些蒸汽ThisvapouriscalledBoil-offGasorBOG

這種蒸汽被稱為蒸發(fā)氣（BOG）TomaintaintankpressureBOGshouldbecontinuouslyremovedfromthetank

為保持儲(chǔ)罐壓力，應(yīng)不斷除去罐內(nèi)BOGLNG接收站講座BOGHandling

BOG處理BOGiscontinuouslysucked-offfromthetankbytheBOGCompressors

通過BOG壓縮機(jī)將BOG不斷地從儲(chǔ)罐內(nèi)吸除BOGdisposalcanbeasfollows: BOG處理如下：

-Compressionanddischargetoproductpipeline

壓縮和排放至生產(chǎn)管線

-Recondensationwithminimumflaring

經(jīng)過最少燃燒后進(jìn)行再冷凝

-Flaring(onlyduringemergency)

燃燒（緊急情況下）LNG接收站講座CryogenicBOGCompressor

低溫BOG壓縮機(jī)LNG接收站講座HighPressureBOGCompressor

高壓BOG壓縮機(jī)LNG接收站講座LNGLPIntankPumps

LNG罐內(nèi)立式低壓液下泵Providedinsidepipecolumnsgoingallthewaydownintothetank

在罐內(nèi)提供從上到下的管柱Havespeciallydesignedfootvalvetopreventreverseflow

專門設(shè)計(jì)的底閥防止倒流UsuallydesignedwithjustenoughheadtomeetNPSHrequirementofboosterpumps

壓頭在設(shè)計(jì)上通常要滿足加壓泵的NPSH要求Thisminimisespowerrequirementlimitingthecontributiontotankboil-off

這既降低了能耗要求又減少了罐內(nèi)蒸發(fā)LNG接收站講座LNGHPBoosterPumps

LNG高壓加壓泵TakingsuctionfromIntankPumpsandfeedingintothevapourizers

通過罐內(nèi)立式液下泵抽取介質(zhì)并輸送給氣化器Headdeterminedbyvapourizerbackpressure

壓頭由氣化器背壓決定RedundancyrequiredforbothIntankpumpsandHPboosterpumpsbasedonturn-downrequirements

基于可調(diào)要求，罐內(nèi)立式液下泵和高壓增壓泵的備用要求

LNG接收站講座RecondensercumSeparator

再凝與分離器UsedforabsorptionofhighpressureBOGincoldlowpressureLNG

用于吸收低溫低壓LNG中的高壓BOGAlsousedtoseparateexcessgasfromliquidandroutetoflare

也用于從液相中分離出額外氣相并輸至火炬Designedontheprincipleofvapourscrubberplusvapour-liquidseparator

根據(jù)氣相洗滌器及汽液分離器原理設(shè)計(jì)LNG接收站講座再凝器LNG接收站講座LNGVapourizers

LNG氣化器Threetypes–ORV,IFVandSCV

三種類型-ORV、IFV和SCVORV–OpenRackVapourizer ORV–開架式氣化器UsesseawatertovapourizetheLNGfromlowtemperaturetosaturatedvapourconditioncorrespondingtooutletpressure

采用海水將LNG從低溫氣化成符合外輸壓力要求的飽和蒸氣IFV–IntermediateFluidVapourizer IFV–中間流體式氣化器IFVisusedwithseawaterasprimaryheatingmediumandIntermediatefluidassecondaryheatingmedium IFV采用海水作為初步加熱介質(zhì)，然后采用中間流體作為加熱介質(zhì)LNG接收站講座ORV–Schematic

ORV-示意圖LNG接收站講座ORV–Photo

ORV-圖片LNG接收站講座IFV–Schematic

IFV-示意圖LNG接收站講座IFV–Photo

IFV-圖片LNG接收站講座NaturalGasSuperheating

天然氣過熱ThisisachievedinSCV

通過SCV方式實(shí)現(xiàn)SCV–SubmergedCombustionVapourizer SCV–浸沒燃燒式氣化器UsesgastoburnandheatawaterbathwheresaturatednaturalgasfromORV/IFVissuperheatedtopipelineconditions

采用氣體燃料加熱水套爐，使其中通過ORV/IFV產(chǎn)生的飽和天然氣過熱，滿足管線傳輸條件MajorportionoftheLNGgoesthroughORV/IFV.OnlyasmallportionisroutedthruSCVforprecisioncontrolofnaturalgastemperature LNG的大部分經(jīng)過ORV/IFV，只有一小部分通過SCV輸送以實(shí)現(xiàn)對(duì)天然氣溫度的精確控制Inplaceswhereseawatertemperatureisverylow,onlySCV’sareused.LikelychoiceforDalianandTangShanterminals

在海水溫度很低的地方，僅采用SCV。對(duì)大連和唐山接收站可能比較合適

LNG接收站講座SCV–Schematic

SCV-示意圖LNG接收站講座SCV–Photo

SCV-圖片LNG接收站講座CONTROL&AUTOMATION

控制和自動(dòng)化SCADA

監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)TankPressureControl

罐壓控制TankSafetyFeatures

罐安全特征TankInventoryIndication

罐存指示VapourizerFlowControl

氣化器流量控制GasFlowCustodyTransferMetering

天然氣儲(chǔ)存交接計(jì)量BatteryLimitPipelineConditionMonitoring

界區(qū)管線工況監(jiān)控LNG接收站講座SCADAPLCorDCSBasedSCADASystem

基于SCADA系統(tǒng)的PLC或DCSMonitorsalloperatingconditions

對(duì)所有操作條件的監(jiān)控Ensurescorrectsequenceofoperation

確保正確的操作程序Takesroutinedecisionsreswitchoverofpumps,compressorsetc.

例行決定對(duì)泵、壓縮機(jī)等的切換Logsalldataforhistoricalrecord

登記所有數(shù)據(jù)形成歷史記錄Assistsincontinuouslyoptimisingplantoperation

不斷優(yōu)化裝置操作LNG接收站講座TANKPRESSURECONTROL–HighSide

罐壓力控制Ladderlogicfortankpressurecontrol儲(chǔ)罐壓力控制梯形邏輯

TankpressurerisestoPAH

如罐壓力升至PAH

BOGcompressorcuts-in

BOG壓縮機(jī)切入

Compressorsuctionpressureishigh,PAHH,

如壓縮機(jī)吸入壓力很高，PAHH

VentcontrolvalvetoFLAREopens

通往燃燒點(diǎn)的通氣控制閥打開

Tankpressurerisesfurther

如罐壓力進(jìn)一步升高

2X100%PSV’sontanktopopenandventtoHIGHPOINTVENT

罐項(xiàng)的2個(gè)100%容量PSV（安全閥）打開并進(jìn)行高點(diǎn)排放

LNG接收站講座TANKPRESSURECONTROL-LowSide

罐壓力控制TankpressurefallsbelowsetpointtoPAL

如罐壓力低于設(shè)定值至PAL

BOGcompressorcuts-out

BOG壓縮機(jī)切出

TankpressurefallsfurthertoPALL

如罐壓力進(jìn)一步降低至PALL

Purgenitrogencuts-in

氮?dú)鉀_洗

Tankpressurecontinuestofall

如罐壓力持續(xù)下降

VacuumReliefVentontanktopopens

罐頂真空閥打開

LNG接收站講座TANKSAFETYFEATURES

罐安全特征RemotecontrolledESDValvesonallin-outnozzles

所有進(jìn)出管口上的遙控式緊急關(guān)斷閥Directventtoatmosphereoncrown

罐頂直接放空2X100%PSV’s2X100%VRV’sRoll-overpreventionsystem

防翻滾系統(tǒng)Hightemperaturealarm

高溫報(bào)警Highannulusanddometemperaturealarm

罐頂高溫報(bào)警LNG接收站講座TANKINVENTORYINDICATION

罐存顯示BothLiquid&VapourvolumestobetakenintoaccountforInventoryCalculation

在存量計(jì)算中,液相和氣相容積均應(yīng)考慮LevelMeasurementtobeDualRedundant

雙備用液位檢測(cè)Temperaturecompensationbuiltintotheradargaugetransmissionsignal

雷達(dá)液位計(jì)傳輸信號(hào)溫度補(bǔ)償Calibrationtotakeintoaccountcontractionofmetalatoperatingtemperature

校準(zhǔn)時(shí)考慮操作溫度下金屬收縮LNG接收站講座VAPOURIZERFLOWCONTROL

氣化器流量控制NumberofLPpumpsdeterminedbyturndownrequirements

低壓泵數(shù)量由壓力調(diào)小要求決定OneHPPumpforOneVapourizer

每個(gè)氣化器配一臺(tái)高壓泵FlowcontrolonLNGtoVapourizer LNG到氣化器的流量控制SetpointofFlowControllergivenbySCADA

由SCADA給出的流量控制器定值GasFlowRequirediskeyedintoSCADA

所需氣相流量鍵入SCADANumberofLPandHPpumpsrequiredautomaticallyselectedbySCADA SCADA自動(dòng)選定所需高低壓泵數(shù)量BatterylimittemperatureadjustedbyfuelfiringintheSCV

界區(qū)溫度根據(jù)SCV內(nèi)的燃燒進(jìn)行調(diào)整LNG接收站講座MeteringSkid

計(jì)量橇Usedforfinalmeasurementandcustodytransferfromterminaltopipelineoperator

用來對(duì)從接收站到管線運(yùn)營商的運(yùn)輸進(jìn)行最終計(jì)量和監(jiān)管Redundancyrequired

要求有裕量Provingmeterconnectionsrequiredupstreamofmeteringskid

在計(jì)量橇的前端安裝儀表UsuallylocatedbetweenSCVandtheBatteryLimitandlinkedtoSCADA

通常位于SCV和界區(qū)之間并與SCADA相連LNGunloadedintotankismeasuredbyShipmetersandbyLNGtanklevelgauge

進(jìn)入罐中的LNG在船上和罐中都有計(jì)量LNG接收站講座BOGCompressorSizing

BOG壓縮機(jī)規(guī)格3casestobeconsidered

應(yīng)考慮3種情況

-

Vapourgeneratedduringshipunloading

卸船過程中產(chǎn)生的蒸氣

- Vapourgeneratedduringnormaloperation

正常操作過程中產(chǎn)生的蒸氣

-Vapourgeneratedduringzerosend-out

零排放過程中產(chǎn)生的蒸氣LNG接收站講座ENERGYOPTIMISATION

能量?jī)?yōu)化

ForagivenbatterylimitPandT

對(duì)于已給定界區(qū)P和T TheEnergyusedforvapourizationisoptimisedbymaximizingORVheatdutyandminimisingSCVheatduty

氣化用能量通過ORV熱負(fù)荷最大化和SCV熱負(fù)荷最小化實(shí)現(xiàn)能量?jī)?yōu)化。Oneexampleisutilisingwasteheatfrompowerplanttowarm-upseawatergoingtotheORV

例如，利用電廠余熱對(duì)ORV用海水進(jìn)行加熱。Seetypicalflowsheetinnextslide

典型流程見下頁。LNG接收站講座LOWEREMISSIONLNGVAPOURIZATION

低散熱LNG氣化LNG接收站講座COLDENERGYUTILISATION

冷能利用AirLiquefaction

空氣液化DryIceProduction

干冰制備FisheriesandColdStorage

漁業(yè)和冷庫儲(chǔ)存PowerPlantWasteHeatUtilisation

發(fā)電廠余熱利用LNG接收站講座FireProtection

消防Tankdelugewatersystem

罐噴淋滅火系統(tǒng)BOGSheddelugewatersystem BOG頂棚噴淋滅火系統(tǒng)Firehydrantsystem

消防栓系統(tǒng)Firemonitortocover3-sidesofORV/IFV,andSCV ORV/IFV三面及SCV消防監(jiān)視器Firepumpshedasperlocalregulations

當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)消防泵棚的規(guī)定Dieselenginedrivenmainfirepumps主要消防泵的柴油引擎Electricmotordrivenjockeypumps穩(wěn)壓泵電動(dòng)馬達(dá)LNG接收站講座Utilities

公用設(shè)施Nitrogen

氮Plantair/InstrumentAir

裝置空氣/