LNG液化天然氣建設(shè)項(xiàng)目概況

LNG液化天然氣建設(shè)項(xiàng)目概況1.1企業(yè)簡(jiǎn)介某燃?xì)饧夹g(shù)開(kāi)發(fā)有限公司是中油中泰燃?xì)庥邢挢?zé)任公司出資90％，上海青上青國(guó)際貿(mào)易有限公司出資10％，于2006年12月13日在青海省某市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)掛牌成立。公司注冊(cè)資金1200萬(wàn)元人民幣。公司以液化天然氣的生產(chǎn)與銷(xiāo)售為主要經(jīng)營(yíng)范圍。投入生產(chǎn)運(yùn)行后，天然氣日進(jìn)氣量將達(dá)到40×104Nm3，液化天然氣（LNG）日產(chǎn)量為5.76×104Nm3，液化天然氣儲(chǔ)存容量為450m3。它的成立將充分利用液化天然氣（LNG）的優(yōu)勢(shì)在用氣高峰期作為調(diào)峰氣源解決某市燃?xì)夤┬杳?，在用氣低峰時(shí)將液化天然氣供應(yīng)其它以L(fǎng)NG為主氣源的中小城市；同時(shí)也將成為某市燃?xì)馐聵I(yè)一個(gè)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，促進(jìn)某市燃?xì)馐聵I(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。1.2項(xiàng)目概況1.1.1項(xiàng)目名稱(chēng)、主辦單位、企業(yè)性質(zhì)及法人項(xiàng)目名稱(chēng)：青海LNG項(xiàng)目配套裝置（LNG-8300型）主辦單位：某燃?xì)饧夹g(shù)開(kāi)發(fā)有限公司企業(yè)性質(zhì)：有限公司企業(yè)法人：曲國(guó)華建設(shè)地點(diǎn)：某經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)東川工業(yè)園主要產(chǎn)品：LNG生產(chǎn)規(guī)模：20×104Nm3/d液化天然氣1.1.2建設(shè)內(nèi)容（1）土建工程：原料氣壓縮機(jī)間、氮?dú)鈮嚎s機(jī)間、地坪、設(shè)備基礎(chǔ)等。（2）安裝工程：原料氣增壓系統(tǒng)、原料氣凈化系統(tǒng)、R22制冷系統(tǒng)、液化系統(tǒng)、增壓透平機(jī)系統(tǒng)、LNG儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)及制氮系統(tǒng)、儀表控制系統(tǒng)、供配電控制系統(tǒng)、暖通及消防等輔助系統(tǒng)組成。1.1.3主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)8300型液化裝置主要消耗指標(biāo)及主要財(cái)務(wù)指標(biāo)分別見(jiàn)表2-1。表2-1主要財(cái)務(wù)指標(biāo)序號(hào)指標(biāo)單位數(shù)量備注1工程總資金萬(wàn)元36811.1建設(shè)投資萬(wàn)元34661.2建設(shè)期利息萬(wàn)元511.3流動(dòng)資金萬(wàn)元1642建設(shè)期年13生產(chǎn)期年204年均銷(xiāo)售收入萬(wàn)元73065年均銷(xiāo)售總成本萬(wàn)元61326年均銷(xiāo)售稅金萬(wàn)元2647年均利潤(rùn)總額萬(wàn)元9108年均所得稅萬(wàn)元2279投資利潤(rùn)率（年均）%24.7110投資利稅率（年均）%31.8911全投資所得稅前11.1財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率%21.6311.2財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值萬(wàn)元322011.3投資回收期（靜態(tài)）年5.7512全投資所得稅后11.1財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率%24.3511.2財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值萬(wàn)元330811.3投資回收期（靜態(tài)）年5.913單位加工成本元/m31.93含進(jìn)氣成本1.3采用的主要技術(shù)、工藝天然氣的液化包括原料天然氣的凈化處理和天然氣液化兩個(gè)過(guò)程。工藝方案的確定主要是指確定原料天然氣的凈化處理和天然氣液化兩個(gè)過(guò)程的工藝流程。1.3.1工藝技術(shù)方案的選擇天然氣凈化用的吸附塔采用分子篩吸附凈化工藝，清除原料天然氣中的粉塵、H2O、CO2等雜質(zhì)。天然氣液化采用氮?dú)庋h(huán)膨脹制冷的工藝技術(shù)路線(xiàn)。1.3.2工藝技術(shù)方案的比較1.3.1.1天然氣凈化方法的選擇天然氣的凈化處理，目的是除去低溫過(guò)程中會(huì)固化而產(chǎn)生堵塞的成分。這些成分包括水、硫化物和二氧化碳。對(duì)于硫化物和二氧化碳含量較高的氣源，凈化過(guò)程分成兩步：第一步采用乙醇胺等溶劑的溶劑吸收法進(jìn)行處理，將硫化物和二氧化碳的含量減少到幾十至幾百ppm；第二步采用分子篩吸附將水減少到1ppm以下，二氧化碳含量降到50～100ppm。由于溶劑的選擇性吸收以及分子篩也吸附硫化物，凈化過(guò)程能使硫化物凈化得更好。對(duì)于大型的LNG裝置，聯(lián)合采用這上述兩步凈化過(guò)程是沒(méi)有問(wèn)題的。裝置大、產(chǎn)量高、效率高、較容易消化這樣的凈化成本。對(duì)于小型的LNG裝置，則希望原料天然氣中的硫化物和二氧化碳含量盡量低，采用上述第二步方法（即分子篩吸附法）就可以達(dá)到要求的凈化指標(biāo)，這樣就不至于出現(xiàn)難以消化的凈化成本。本LNG裝置屬于小型裝置，所以原料天然氣的選擇要求硫化物和二氧化碳要盡量低。本項(xiàng)目氣源地為柴達(dá)木氣田。氣源由澀北氣田至某、蘭州的輸氣管道接入。其主要成分見(jiàn)表2-2。表2-2原料天然氣組成組分名稱(chēng)體積百分比（％）甲烷CH499.74二氧化碳CO20.054氮?dú)釴20.076乙烷C2H60.074丙烷C3H80.053丁烷C40.0028硫化氫H2S<0.0004汞1.9×10-4μg/l因此，本項(xiàng)目原料氣凈化工藝采用分子篩吸附流程可滿(mǎn)足氣體液化前的凈化要求。1.3.1.2天然氣液化流程的選擇目前天然氣常用的基本液化流程有：（1）階式制冷循環(huán)流程；（2）混合制冷劑循環(huán)流程；（3）膨脹機(jī)制冷循環(huán)流程；（4）焦-湯節(jié)流制冷循環(huán)流程。以下對(duì)這幾種基本流程進(jìn)行簡(jiǎn)單的比較：（1）階式制冷循環(huán)流程：這種循環(huán)是由若干個(gè)不同低溫下操作的制冷循環(huán)復(fù)迭組成。一般由用C3H8、C2H4和CH4為的三個(gè)制冷循環(huán)復(fù)迭而成，來(lái)提供液化所需的冷量。它們的制冷溫度分別為-40℃、-100℃和-160℃。凈化好的天然氣進(jìn)入換熱器與C3H8、C2H4和CH4制冷劑進(jìn)行熱交換，經(jīng)過(guò)冷卻、冷凝，并節(jié)流到常壓后送入液化天然氣儲(chǔ)罐儲(chǔ)存。階式制冷循環(huán)1939年首先應(yīng)用于液化天然氣產(chǎn)品，裝于美國(guó)的Clevelant，采用NH3、C2H4為第一、第二級(jí)制冷劑。優(yōu)點(diǎn)：能耗低；制冷劑為純物質(zhì)，無(wú)匹配問(wèn)題；技術(shù)成熟，操作穩(wěn)定。缺點(diǎn)：機(jī)組多，流程復(fù)雜；附屬設(shè)備多，專(zhuān)門(mén)儲(chǔ)存制冷劑；管路和控制系統(tǒng)復(fù)雜，維護(hù)不便。（2）混合制冷劑循環(huán)流程：混合冷劑制冷循環(huán)是1960年發(fā)展起來(lái)的，克服了階式制冷循環(huán)的某些缺點(diǎn)。它采用混合式的一種制冷劑、一臺(tái)制冷劑壓縮機(jī)。制冷劑是根據(jù)要液化的天然氣組分而配制的，經(jīng)充分混合，內(nèi)有N2、C1～C5碳?xì)浠衔?。多組分混合制冷劑，進(jìn)行逐級(jí)冷凝、蒸發(fā)、節(jié)流膨脹得到不同溫度水平的制冷量，以達(dá)到逐步冷卻和液化天然氣的目的。與階式制冷循環(huán)相比，其優(yōu)點(diǎn)是：機(jī)組少、流程簡(jiǎn)單、投資省，投資比階式制冷循環(huán)少15～20%；管理方便；制冷劑可從天然氣中提取和補(bǔ)充。缺點(diǎn)是：能耗較高，比階式制冷循環(huán)多10～20%；混合冷劑的合理匹配較為困難。（3）膨脹機(jī)制冷循環(huán)流程：利用天然氣輸氣管網(wǎng)之間的壓力差、即將天然氣中的一部分利用本身輸送中的壓能從高壓膨脹到低壓，產(chǎn)生的冷量來(lái)冷卻另一部分天然氣，而達(dá)到液化的目的。此循環(huán)不消耗能量而達(dá)到液化。它流程簡(jiǎn)單、設(shè)備簡(jiǎn)單、調(diào)節(jié)靈活、工作可靠、易啟動(dòng)、易操作、維護(hù)方便；它適用于自由壓力能是可以被利用的場(chǎng)合。（4）焦-湯節(jié)流制冷循環(huán)流程：天然氣進(jìn)行絕熱節(jié)流時(shí)，壓力降低，比容增大，但節(jié)流前后的焓值是不變的。天然氣的焓值是溫度和壓力的函數(shù)，在絕熱節(jié)流時(shí)，焓值雖然不變，但由于壓力的改變，其溫度也可能發(fā)生變化。這一現(xiàn)象稱(chēng)為節(jié)流效應(yīng)（Joule-Thompson效應(yīng)），天然氣節(jié)流時(shí)溫度的變化與壓力的降低成比例。焦-湯節(jié)流循環(huán)流程最簡(jiǎn)單，投資最少，但效率也最低。膨脹機(jī)制冷循環(huán)和焦-湯節(jié)流制冷循環(huán)，這兩種工藝流程適合于小型LNG裝置。膨脹機(jī)制冷循環(huán)的效率比焦-湯循環(huán)高，特別是有較大的天然氣壓差時(shí)，能實(shí)現(xiàn)LNG生產(chǎn)的最佳經(jīng)濟(jì)性。國(guó)內(nèi)膨脹機(jī)技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，在輕烴回收和液化天然氣裝置上已大量使用。由于本項(xiàng)目上游輸氣管線(xiàn)與最終用氣壓力之間的有可利用的壓力差，為減少初步投資及降低液化成本，以低能耗為原則，本LNG裝置采用膨脹機(jī)制冷流程，它是最經(jīng)濟(jì)的選擇。1.3.1.3膨脹機(jī)制冷循環(huán)流程的選擇帶膨脹機(jī)的液化流程常用的有以下幾種：（1）天然氣膨脹液化流程：天然氣膨脹液化流程是指直接利用高壓天然氣在膨脹機(jī)中絕熱膨脹到輸出管道壓力而使天然氣液化的流程。這種流程最突出的特點(diǎn)是它的功耗小、只對(duì)需液化的那部分天然氣脫除雜質(zhì)，因而預(yù)處理的天然氣的量可以大大減少。但流程不能獲得像氮?dú)庖夯蛎浟鞒棠菢拥偷臏囟?、循環(huán)氣量大、液化率低。（2）氮?dú)馀蛎浺夯鞒蹋号c混合制冷劑液化流程相比，氮?dú)馀蛎浺夯鞒梯^為簡(jiǎn)單、緊湊，造價(jià)略低。此能獲得很低的溫度和較高的液化率。氮?dú)馀蛎浺夯鞒棠芎牡?，流程?jiǎn)單，符合本項(xiàng)目的實(shí)際情況。1.3.3與國(guó)內(nèi)、外同類(lèi)建設(shè)項(xiàng)目水平對(duì)比國(guó)外的天然氣液化始于20世紀(jì)30年代，美國(guó)于1966年發(fā)布了世界上第一個(gè)LNG的標(biāo)準(zhǔn)，即為NFPA59A“液化天然氣的生產(chǎn)、儲(chǔ)存和處理標(biāo)準(zhǔn)”。天然氣的液化是將凈化合格的天然氣變成液態(tài)，這方面的工藝技術(shù)在上世紀(jì)70年代就已經(jīng)很成熟。與國(guó)內(nèi)、外同類(lèi)建設(shè)項(xiàng)目水平相比，本項(xiàng)目LNG生產(chǎn)在能源、原材料供應(yīng)和價(jià)格上具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。1.4項(xiàng)目選址1.4.1項(xiàng)目選址本項(xiàng)目用地位于某市經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)東川工業(yè)園8300型液化裝置范圍內(nèi),原樂(lè)家灣第三磚廠,塔爾山腳下,與現(xiàn)狀鳳凰山路北面的城東門(mén)站相對(duì)而建。1.4.2建設(shè)用地本工程占地約34993.15m2（約51.5畝），這里地勢(shì)比較開(kāi)闊，交通方便，周?chē)?00米范圍內(nèi)無(wú)居民稠密區(qū)和大型公共建筑，整個(gè)區(qū)域?qū)儆谝?guī)劃中的一類(lèi)工業(yè)用地。1.5產(chǎn)品方案及建設(shè)規(guī)模項(xiàng)目8300型液化裝置在一期基礎(chǔ)上建設(shè)，生產(chǎn)能力為20×104Nm3/d，設(shè)計(jì)進(jìn)LNG裝置氣量為24×104Nm3/d，設(shè)計(jì)出LNG裝置氣量為3.878×104Nm/d，年產(chǎn)液化天然氣產(chǎn)量約為5萬(wàn)噸。1.6總圖及平面布置1.6.1總圖布置的一般原則（1）根據(jù)站內(nèi)設(shè)施的功能性質(zhì)、生產(chǎn)流程和實(shí)際危險(xiǎn)性，結(jié)合四鄰狀況及風(fēng)向，分區(qū)集中布置，盡量減少管線(xiàn)長(zhǎng)度，節(jié)約投資，方便以后的安去作業(yè)和經(jīng)營(yíng)管理。（2）保證站內(nèi)場(chǎng)地通暢，方便大型車(chē)輛和消防車(chē)輛的出入。1.6.2總平面及豎向布置1.6.1.1總平面布置根據(jù)青海中油燃?xì)饧夹g(shù)開(kāi)發(fā)有限公司提供的總平面布置圖和可研報(bào)告的總平面布置方案，本工程項(xiàng)目的布置情況如下：站場(chǎng)內(nèi)分區(qū)集中布置，分為調(diào)壓配氣區(qū)、液化區(qū)、LNG儲(chǔ)罐區(qū)、氣化區(qū)、裝車(chē)區(qū)、儀表控制區(qū)和消防輔助區(qū)等。調(diào)壓配氣區(qū)位于站內(nèi)西南角，為敞開(kāi)式結(jié)構(gòu)。工藝配管區(qū)為長(zhǎng)方形布置，南北長(zhǎng)39.5米，東西寬15米。儀表控制區(qū)位于站內(nèi)西側(cè)中部，包括儀表值班室，空壓機(jī)房、循環(huán)水間、鍋爐房及涼水塔等輔助設(shè)施。8300型液化裝置液化區(qū)位于站內(nèi)東南端，包括加壓凈化裝置、液化裝置、加熱裝置及制氮和循環(huán)裝置等生產(chǎn)設(shè)施。LNG儲(chǔ)罐區(qū)位于站內(nèi)中部，包括6臺(tái)150立方米臥式低溫儲(chǔ)罐（包括8300型液化裝置3臺(tái)），增壓氣化裝置等，儲(chǔ)罐區(qū)四周設(shè)置高度為1.5m的擋液防火堤，堤腳線(xiàn)至罐壁距離最小距離為7.5m，罐區(qū)地坪采用不發(fā)火地坪。裝車(chē)區(qū)位于LNG儲(chǔ)罐區(qū)北側(cè)，設(shè)3個(gè)裝車(chē)柱（8300型液化裝置2個(gè)），可同時(shí)為3輛罐車(chē)罐注LNG，裝車(chē)區(qū)前設(shè)回車(chē)場(chǎng)約2600平方米，裝車(chē)區(qū)出口設(shè)50噸地中衡一臺(tái)。配電、消防輔助區(qū)位于站內(nèi)西北部，包括消防泵房、變配電間、地下消防水池，消防水池設(shè)2座，單座容積1600m3。放散塔位于站場(chǎng)外西南角山坡上，距站場(chǎng)南側(cè)、西側(cè)圍墻約為5米，其與站內(nèi)最近的甲類(lèi)工藝裝置（調(diào)壓配氣區(qū)）距離為27米（規(guī)范要求距離25m）；放散塔設(shè)20米高放散管4根，其管口與站場(chǎng)內(nèi)地坪高差約為35m，該地區(qū)主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|南風(fēng)，因此放散氣體不會(huì)對(duì)站場(chǎng)造成威脅。1.6.1.2豎向布置站場(chǎng)豎向設(shè)計(jì)依據(jù)相關(guān)規(guī)范，結(jié)合廠區(qū)現(xiàn)狀進(jìn)行，站場(chǎng)由北至南，依據(jù)地形由低到高階梯式設(shè)計(jì)，配電、消防輔助區(qū)地坪最低，工藝配管區(qū)地坪最高，兩者高差約為8m。站內(nèi)道路坡度設(shè)計(jì)最大為0.5%，裝車(chē)區(qū)域按平坡設(shè)計(jì)。站內(nèi)建筑物、工藝裝置區(qū)、儲(chǔ)罐區(qū)高出周邊地面150～200mm。儲(chǔ)罐周?chē)O(shè)有圍堰，圍堰內(nèi)設(shè)有集液池，池內(nèi)設(shè)有潛水泵，圍堰內(nèi)雨水匯集到集液池后經(jīng)潛水泵排出圍堰。1.6.3廠區(qū)道路及運(yùn)輸站場(chǎng)四周設(shè)不低于1.2m的實(shí)體圍墻；站內(nèi)設(shè)環(huán)形消防車(chē)道，設(shè)計(jì)寬度4.5m；站場(chǎng)西側(cè)設(shè)出入口兩個(gè)，寬度分別為6m和12m，分別設(shè)鋼柵欄門(mén)和電動(dòng)伸縮門(mén)一座，方便運(yùn)輸罐車(chē)及其他車(chē)輛的出入。站區(qū)內(nèi)道路及地面設(shè)計(jì)均為混凝土地面；道路旁設(shè)置流向、車(chē)輛限速等交通標(biāo)志；裝車(chē)區(qū)域設(shè)置禁止通行標(biāo)志。本裝置LNG產(chǎn)品采用汽車(chē)槽車(chē)陸運(yùn)。1.7產(chǎn)品、中間產(chǎn)品、主要原材料和儲(chǔ)存建設(shè)項(xiàng)目生產(chǎn)產(chǎn)品為低溫液態(tài)天然氣（LNG），無(wú)中間產(chǎn)品。所需原料為天然氣，氣源由澀北氣田至某、蘭州的輸氣管道接入，其組成見(jiàn)表2-2。根據(jù)本項(xiàng)目LNG的生產(chǎn)工藝特點(diǎn)，本工程LNG產(chǎn)品的儲(chǔ)存采用帶壓儲(chǔ)存，儲(chǔ)存于6臺(tái)150立方米臥式低溫儲(chǔ)罐內(nèi)（包括一期3臺(tái)150立方米臥式低溫儲(chǔ)罐），總?cè)莘e900m3。1.8生產(chǎn)工藝流程1.8.1天然氣流程壓力為3.0MPa、溫度約為20℃的原料天然氣由工藝配氣區(qū)進(jìn)入原料氣壓縮機(jī)增壓至5.5MPa后，首先在出口分離器中分離可能存在的水分或凝液，再經(jīng)吸附器、脫汞器和粉塵過(guò)濾器凈化，除掉原料氣中的中粉塵、H2O、CO2等雜質(zhì)，然后分兩路送至冷箱內(nèi)換熱器冷卻。凈化天然氣經(jīng)冷箱內(nèi)換熱器（兩路）初冷后，進(jìn)入R22蒸發(fā)器預(yù)冷至－35℃后，回冷箱內(nèi)換熱器冷卻至－120℃，出換熱器天然氣經(jīng)節(jié)流閥減壓至0.45兆帕進(jìn)入液化冷箱內(nèi)的LNG分離器，分離成氣液兩相，氣相返流通過(guò)液化換熱器為天然氣液化提供冷量；液相經(jīng)液位調(diào)節(jié)閥后輸入LNG貯槽。分子篩吸附器設(shè)置為三臺(tái)，一臺(tái)處于吸附狀態(tài)、一臺(tái)處于再生狀態(tài)、一臺(tái)處于冷卻狀態(tài)，各吸附器進(jìn)出閥門(mén)由可編程控制器自動(dòng)控制，切換使用，循環(huán)周期為8小時(shí)。出LNG分離器氣相分兩路經(jīng)液化換熱器復(fù)熱后，匯入吸附器預(yù)冷總管通過(guò)由編程控制器控制的閥門(mén)，由上而下通過(guò)處于冷卻狀態(tài)的吸附器，出該吸附器的氣流經(jīng)再生氣加熱爐加熱到240～280℃后，進(jìn)入另一臺(tái)處于再生狀態(tài)的吸附器，出該吸附器的天然氣經(jīng)再生氣冷卻器冷卻，進(jìn)入再生氣分離器分離冷凝的水分后，匯入0.4兆帕天然氣管網(wǎng)出界區(qū)。1.8.2循環(huán)氮?dú)饬鞒瘫竟こ痰獨(dú)庥梢惶?00m3/h的制氮裝置提供。出液化冷箱兩換熱器壓力約0.4MPa，溫度約30℃的氮?dú)夥謨陕方?jīng)兩臺(tái)循環(huán)氮?dú)鈮嚎s機(jī)組三級(jí)增壓至1.58MPa，再經(jīng)透平增壓機(jī)增壓，冷卻器冷卻后送至液化冷箱內(nèi)換熱器預(yù)冷，預(yù)冷后氮?dú)饨?jīng)R22蒸發(fā)器冷卻至－35℃后，返回液化冷箱內(nèi)換熱器深冷，深冷后氮?dú)馔ㄟ^(guò)膨脹機(jī)過(guò)橋進(jìn)入兩膨脹機(jī)制冷降壓至0.4MPa后，再次返流回液化冷箱給換熱器提供冷量。氮?dú)庋h(huán)系統(tǒng)的補(bǔ)充氮?dú)庥芍频b置氮?dú)馄胶夤尢峁?；增壓透平膨脹機(jī)的密封氣體，由透平增壓前氮?dú)夤艿捞峁摎饬鹘?jīng)過(guò)濾器和減壓閥后進(jìn)入膨脹機(jī)密封系統(tǒng)，再同潤(rùn)滑油一起進(jìn)入油箱，經(jīng)油過(guò)濾器分離后放空。1.8.3R22制冷劑流程流程設(shè)備由兩臺(tái)壓縮冷凝機(jī)組和兩臺(tái)蒸發(fā)器組成。壓縮冷凝機(jī)組儲(chǔ)罐內(nèi)液態(tài)制冷劑經(jīng)蒸發(fā)器與冷箱換熱器預(yù)冷后的天然氣和氮?dú)鈸Q熱，發(fā)生相變，氣相返回經(jīng)壓縮冷凝機(jī)組壓縮、水冷后進(jìn)入儲(chǔ)罐，循環(huán)使用。1.8.4LNG儲(chǔ)存及裝車(chē)系統(tǒng)本工程的產(chǎn)品：低溫液態(tài)天然氣（LNG）?？紤]到本項(xiàng)目LNG的生產(chǎn)工藝特點(diǎn)，本工程LNG產(chǎn)品的儲(chǔ)存采用帶壓儲(chǔ)存。工藝流程見(jiàn)圖2-1。圖2-1圖2-1LNG裝置工藝流程簡(jiǎn)圖1.9主要設(shè)備1.9.1設(shè)備選擇原則LNG為國(guó)內(nèi)新興產(chǎn)品，對(duì)工藝設(shè)備的選擇應(yīng)遵循如下原則：（1）根據(jù)國(guó)內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并參照美國(guó)、加拿大等發(fā)達(dá)國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)選擇設(shè)備。（2）在滿(mǎn)足工藝要求的條件下，盡量選用國(guó)內(nèi)技術(shù)先進(jìn)、安全可靠的設(shè)備。（3）對(duì)于關(guān)鍵設(shè)備，國(guó)內(nèi)技術(shù)尚不成熟的，考慮進(jìn)口設(shè)備。1.9.2主要設(shè)備選擇（1）膨脹機(jī)膨脹機(jī)是天然氣液化裝置中獲取冷量的關(guān)鍵設(shè)備。由于天然氣液化裝置的天然氣處理量很大，一般采用透平膨脹機(jī)。透平膨脹機(jī)具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、氣體處理量大、運(yùn)行效率高、操作維護(hù)方便和使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。比容積式（活塞式或螺桿式）膨脹機(jī)具有更廣泛的應(yīng)用。本項(xiàng)目選用兩臺(tái)增壓透平膨脹機(jī)組。（2）換熱器在天然氣液化裝置中，無(wú)論是液化工藝過(guò)程或是液－氣轉(zhuǎn)化過(guò)程，都要使用各種不同的換熱器。在工藝流程中，主要有繞管式和板翅式液化冷箱兩種型式。大多數(shù)基本負(fù)荷型的液化裝置都采用繞管式換熱器。板翅式換熱器主要應(yīng)用于調(diào)峰型的LNG裝置。這兩種換熱器在低溫液化和空氣分離裝置中，早已得到成功的應(yīng)用。本項(xiàng)目屬調(diào)峰型天然氣液化裝置，選用板翅式換熱器，成本低，結(jié)構(gòu)緊湊，負(fù)荷本項(xiàng)目的實(shí)際情況。（3）LNG儲(chǔ)罐儲(chǔ)罐選用真空粉末絕熱圓柱型金屬臥罐。（4）LNG輸送管路LNG輸送管路選用奧氏體不銹鋼管。1.9.3主要設(shè)備表表2-3主要設(shè)備表序號(hào)名稱(chēng)規(guī)格型號(hào)單位數(shù)量備注1原料氣壓縮機(jī)臺(tái)22出口分離器設(shè)計(jì)壓力:6.0MPa設(shè)計(jì)溫度:100℃幾何容積：1.26m3臺(tái)13再生氣加熱爐熱負(fù)荷：176945Kcal/h臺(tái)14再生氣水分離器設(shè)計(jì)壓力:0.8MPa(殼程)0.8MPa(管程)設(shè)計(jì)溫度:80℃(殼程)/90℃(管程)幾何容積：1.26m3(殼程)臺(tái)15再生氣冷卻器BIU325-0.8/0.6-14-3.5/19-2I臺(tái)16分子篩吸附器設(shè)計(jì)壓力:6.0MPa設(shè)計(jì)溫度:300℃幾何容積：10.24m3臺(tái)3內(nèi)裝4A分子篩7脫汞器設(shè)計(jì)壓力:6.0MPa設(shè)計(jì)溫度:100℃幾何容積：1.96m3臺(tái)28粉塵過(guò)濾器設(shè)計(jì)壓力:6.0MPa設(shè)計(jì)溫度:100℃￠325x12H=2640臺(tái)29液化冷箱外型尺寸：2900X2800X15200臺(tái)1板翹式換熱器五通道、設(shè)計(jì)溫度:-150℃～65℃臺(tái)2冷箱內(nèi)安裝LNG分離器設(shè)計(jì)壓力:0.8MPa溫度:-160℃臺(tái)1冷箱內(nèi)安裝10膨脹機(jī)冷橋外型尺寸：1200X1744X2708臺(tái)111增壓透平膨脹機(jī)PLPN-296.4/41×4.8臺(tái)212增壓機(jī)后水冷卻器BEM426-5.5/0.6-60-5.5/19-1臺(tái)213LNG儲(chǔ)槽CFW-150/0.6設(shè)計(jì)壓力:0.66MPa設(shè)計(jì)溫度:-196℃公稱(chēng)容積：150m3臺(tái)314LNG裝車(chē)柱個(gè)215LNG儲(chǔ)槽自增壓器設(shè)計(jì)壓力:1.6MPa設(shè)計(jì)溫度:-196℃200Nm3/h空溫式臺(tái)316BOG加熱器設(shè)計(jì)壓力:1.6MPa設(shè)計(jì)溫度:-196℃250Nm3/h空溫式臺(tái)117殘液分離器設(shè)計(jì)壓力:1.0MPa設(shè)計(jì)溫度:-162℃公稱(chēng)容積：4m3臺(tái)118R22蒸發(fā)器BKU66/1200-6.0/1.0-45-1.5/14-4臺(tái)219R22壓縮冷凝機(jī)組JLNLG20F臺(tái)220氮?dú)庋h(huán)壓縮機(jī)3TYC44臺(tái)221氮?dú)馄胶夤拊O(shè)計(jì)壓力:0.9MPa設(shè)計(jì)溫度:100℃公稱(chēng)容積：6m3臺(tái)122氮?dú)饧訜崞髟O(shè)計(jì)壓力:0.6MPa設(shè)計(jì)溫度:350℃幾何容積：0.19m3功率：20KW臺(tái)123制氮裝置KDN-700型套1分餾塔KDN-700型臺(tái)1分子篩純化系統(tǒng)HXK-2200/8套1透平膨脹機(jī)PLPX-21.66/0.27-0.03型臺(tái)2空氣預(yù)冷機(jī)組GAYL-2200/8臺(tái)1空氣壓縮機(jī)GA315-5OO臺(tái)124儀表空氣壓縮機(jī)STORM15臺(tái)11.10儀表、報(bào)警連鎖控制系統(tǒng)1.10.1儀表控制系統(tǒng)儀控系統(tǒng)確保能有效地監(jiān)控成套LNG設(shè)備生產(chǎn)過(guò)程，確保運(yùn)行可靠,操作維護(hù)方便，采用就地控制和中控室DCS控制相結(jié)合的原則。重要工藝參數(shù)的顯示、控制、報(bào)警以及各機(jī)組的邏輯聯(lián)鎖保護(hù)控制均由DCS系統(tǒng)完成。1.10.1.1控制系統(tǒng)構(gòu)成LNG工廠控制系統(tǒng)采用集散型控制系統(tǒng)，包括：過(guò)程測(cè)控系統(tǒng)、緊急切斷等系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)的CPU、通訊、電源及數(shù)據(jù)總線(xiàn)均采用冗余方式。（1）過(guò)程控制系統(tǒng)（PCS）DCS系統(tǒng)通過(guò)對(duì)LNG工藝裝置生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行連續(xù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和控制，使整個(gè)LNG工廠安全穩(wěn)定連續(xù)生產(chǎn)。DCS系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上分為過(guò)程控制層和操作管理層。過(guò)程控制層由I/O控制站（PM）、通訊接口模塊（CM）和網(wǎng)絡(luò)接口模塊（IM）等組成。管理模塊由通用操作站和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（HM）組成。兩者之間通過(guò)通訊總線(xiàn)相連，掛在通訊總線(xiàn)上的每個(gè)設(shè)備是一個(gè)節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)之間可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)到點(diǎn)的通訊。（2）緊急關(guān)斷系統(tǒng)（ESD）ESD系統(tǒng)由I/O模塊、邏輯控制器、維護(hù)PC等組成。LNG工廠的ESD系統(tǒng)設(shè)置為事故安全型。1.10.1.2主要儀表選型（1）DCS系統(tǒng)選型：國(guó)外公司如Honeywell、西屋、L&N、西門(mén)子、貝利、橫和等均有不同檔次的DCS系統(tǒng)產(chǎn)品；國(guó)產(chǎn)DCS系統(tǒng)符合國(guó)情，應(yīng)用較多的是新華XDPS-400+、和利時(shí)MACS、浙大中控JX-300X、華文HPCS-3000等。（2）系統(tǒng)的UPS選用法國(guó)梅蘭日蘭公司或西門(mén)子——克勞瑞德公司的產(chǎn)品，380VAC/220VAC，15KVA、60分鐘后備。（3）壓力、差壓變送器采用SIEMENS、川儀EJA或成都中陽(yáng)CS智能變送器，帶HART協(xié)議，本安型Exia=2\*ROMANIIC6或隔爆型ExdIICT6，防護(hù)等級(jí)不低于IP65。（4）調(diào)節(jié)閥選用浙江富陽(yáng)恒達(dá)、無(wú)錫工裝、無(wú)錫卓爾或川空閥門(mén)產(chǎn)品，帶手動(dòng)輪、過(guò)濾減壓閥及本安電氣閥門(mén)定位器等，防護(hù)等級(jí)不低于IP65；分子篩干燥系統(tǒng)切換閥門(mén)選用進(jìn)口產(chǎn)品。（5）二位三通、二位五電磁閥選用ASCO公司的產(chǎn)品，隔爆型。防護(hù)等級(jí)不低于IP65。（6）分析儀采用進(jìn)口或國(guó)產(chǎn)分析儀，具體規(guī)格型號(hào)見(jiàn)表2-4。表2-4分析儀器表序號(hào)用途量程型號(hào)廠家1CO2分析0～100PPmCO2IR7000進(jìn)口2H2O分析0～100PPmH2O8800A進(jìn)口3天燃?xì)饨M份色譜分析川儀（7）測(cè)溫元件采用川儀或天津中環(huán)的Pt100隔爆鉑熱電阻(IP65)。（8）流量測(cè)量采用標(biāo)準(zhǔn)孔板或GKF系列孔板節(jié)流裝置，可在不斷流的情況下更換或清洗孔板。（9）24VDC電源，采用西門(mén)子或菲尼克斯產(chǎn)品。1.10.2報(bào)警連鎖控制系統(tǒng)1.10.1.1時(shí)間程序控制及邏輯控制（1）吸附器組時(shí)間程序切換與邏輯控制（29只切換閥、充壓閥、旁通閥）（2）儀表空氣壓力與循環(huán)冷卻水壓力過(guò)低邏輯聯(lián)鎖控制（3）增壓透平膨脹機(jī)邏輯聯(lián)鎖控制（4）增壓透平膨脹機(jī)防喘振邏輯控制（5）增壓透平膨脹機(jī)潤(rùn)滑油泵邏輯聯(lián)鎖控制1.10.1.2調(diào)節(jié)控制點(diǎn)（1）進(jìn)口過(guò)濾分離器液位調(diào)節(jié)（2）原料壓縮機(jī)入口壓力調(diào)節(jié)A(進(jìn)口流量)（3）原料壓縮機(jī)入口壓力調(diào)節(jié)B(進(jìn)出口回流)（4）原料壓縮機(jī)入口壓力調(diào)節(jié)C(放空)（5）原料壓縮機(jī)出口分離器液位調(diào)節(jié)（6）再生氣水分離器液位調(diào)節(jié)（7）R22蒸發(fā)器液位調(diào)節(jié)（8）R22蒸發(fā)器蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)（9）制冷劑出R22蒸發(fā)器溫度調(diào)節(jié)（10）凈化天然氣出R22蒸發(fā)器溫度調(diào)節(jié)（11）LNG閃蒸罐液位調(diào)節(jié)（12）LNG閃蒸罐壓力調(diào)節(jié)（13）低壓返流氣(尾氣)壓力調(diào)節(jié)（14）再生氣出加熱爐溫度調(diào)節(jié)（15）制冷劑進(jìn)增壓透平膨脹機(jī)溫度調(diào)節(jié)（16）制冷劑進(jìn)增壓透平膨脹機(jī)進(jìn)口緊急切斷控制（17）制冷劑旁通增壓透平膨脹機(jī)進(jìn)出口控制（18）增壓透平膨脹機(jī)防喘振控制（19）增壓透平膨脹機(jī)潤(rùn)滑油進(jìn)出壓差控制（20）增壓透平膨脹機(jī)潤(rùn)滑油箱壓力控制（21）制冷劑循環(huán)壓縮機(jī)進(jìn)口壓力控制A（22）制冷劑循環(huán)壓縮機(jī)進(jìn)口壓力控制B（23）液化天然氣（LNG）貯槽D/E/F壓力控制1.10.1.3報(bào)警聯(lián)鎖（1）吸附器組充壓壓差指示、聯(lián)鎖（2）吸附器組卸壓壓差指示、聯(lián)鎖（3）增壓透平膨脹機(jī)膨脹端密封氣壓力指示、報(bào)警、聯(lián)鎖（4）增壓透平膨脹機(jī)增壓端密封氣壓力指示、聯(lián)鎖（5）增壓透平膨脹機(jī)膨脹端軸承溫度指示、報(bào)警、聯(lián)鎖（6）增壓透平膨脹機(jī)增壓端軸承溫度指示、報(bào)警、聯(lián)鎖（7）增壓透平膨脹機(jī)轉(zhuǎn)速報(bào)警、聯(lián)鎖（8）潤(rùn)滑油進(jìn)出增壓透平膨脹機(jī)壓差指示、報(bào)警、聯(lián)鎖（9）進(jìn)口過(guò)濾分離器液位指示、報(bào)警（10）再生氣水分離器液位指示、報(bào)警（11）LNG閃蒸罐液位指示、報(bào)警（12）液化天然氣（LNG）貯槽D/E/F液位報(bào)警（13）液化天然氣（LNG）貯槽D/E/F壓力報(bào)警（14）儀表空氣壓力過(guò)低報(bào)警（15）循環(huán)冷卻水壓力過(guò)低報(bào)警（16）可燃?xì)怏w報(bào)警（廠區(qū)內(nèi)8處）1.10..1.4緊急切斷按鈕在緊急情況下，如火災(zāi)、爆炸事故時(shí)，按緊急預(yù)案所規(guī)定的程序啟動(dòng)緊急切斷按鈕，將下列閥門(mén)切斷或開(kāi)啟，使進(jìn)出裝置的物料、裝置區(qū)與LNG罐區(qū)之間的物料切斷，保證本設(shè)備、其他設(shè)施的安全。（1）原料天然氣進(jìn)裝置緊急切斷（2）原料天然氣緊急旁通（開(kāi)啟）（3）LNG出液化冷箱緊急切斷（4）低壓返流天然氣出裝置緊急切斷（5）液化天然氣貯槽D/E/F上進(jìn)液管緊急切斷（6）液化天然氣貯槽D/E/F下進(jìn)液管緊急切斷（7）液化天然氣貯槽D/E/F出液管緊急切斷（8）LNG裝車(chē)液相管線(xiàn)緊急切斷（9）LNG裝車(chē)氣相管線(xiàn)緊急切斷1.11公用工程及輔助設(shè)施8300型液化裝置主要消耗指標(biāo)見(jiàn)下表2-5。表2-5主要消耗指標(biāo)序號(hào)項(xiàng)目單位年耗量指標(biāo)備注1電104kwh4230電機(jī)效率按94%2燃料氣104m324再生氣加熱爐消耗3新鮮水104m30.2循環(huán)率97%1.11.1建筑（1）建筑物名稱(chēng)及建筑面積：氮?dú)鈮嚎s機(jī)間735m2，原料氣壓縮機(jī)間160m2。（2）建筑結(jié)構(gòu)：采用輕鋼門(mén)式鋼架鋼結(jié)構(gòu)。屋面：采用100厚巖棉夾心保溫板面板；基礎(chǔ)：柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，墻下砼條形基礎(chǔ)；門(mén)窗：塑鋼門(mén)窗；外墻面：貼面磚；地面：采用不發(fā)火水泥地面。（2）主要構(gòu)筑物設(shè)備基礎(chǔ)均采用鋼筋砼基礎(chǔ)，管架、設(shè)備鋼架為H型鋼結(jié)構(gòu)。圍墻、大門(mén)：磚混240mm圍墻，電動(dòng)伸縮門(mén)或鋼柵欄門(mén)。（3）地基處理地基處理的原則：一般構(gòu)筑物，優(yōu)先采用天然地基；對(duì)于荷載大或基礎(chǔ)沉降敏感的構(gòu)筑物，采用鉆孔灌注樁；如果場(chǎng)地土對(duì)地基結(jié)構(gòu)具有腐蝕性，應(yīng)作相應(yīng)防腐處理。低溫設(shè)備基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)考慮液體泄漏時(shí)產(chǎn)生的低溫?fù)p害，按防凍砼設(shè)計(jì)，考并慮溫度應(yīng)力的影響，增加鋼筋的砼保護(hù)層，適當(dāng)設(shè)置溫度縫。（4）建筑安全站內(nèi)建筑物：原料氣壓縮機(jī)間耐火等級(jí)為2級(jí)；耐火極限不低于2h，氮?dú)鈮嚎s機(jī)間耐火等級(jí)為3級(jí)。爆炸危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)的地坪采用不發(fā)火地面；停車(chē)場(chǎng)和道路路面采用混凝土路面。站區(qū)爆炸危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)的建（構(gòu)）筑物、工藝設(shè)備基礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)均按7度設(shè)防。1.11.2給水、排水（1）給水站用水量主要包括生活用水、綠化用水、工藝裝置區(qū)用水，以上用水均由站區(qū)一期供水系統(tǒng)提供。（2）給水站內(nèi)排水采用雨污分流制，生活污水、雨水經(jīng)管道匯集并入站內(nèi)原有生活污水和雨水管道；生產(chǎn)污水排放前應(yīng)做曝氣處理。1.11.3供配電1.11.3.1用電負(fù)荷（見(jiàn)表2-6）表2-6用電設(shè)備功率表序號(hào)名稱(chēng)高壓用電設(shè)備的額定功率（10KV）低壓用電設(shè)備的額定功率（0.4KV）數(shù)量備注1氮?dú)庋h(huán)壓縮機(jī)組氮?dú)庋h(huán)壓縮主機(jī)1800KW2氮?dú)庋h(huán)壓縮機(jī)油泵4KW2氮?dú)庋h(huán)壓縮機(jī)油箱加熱器6KW2氮?dú)庋h(huán)壓縮機(jī)空間加熱器1.2KW2偶爾使用2原料壓縮機(jī)組原料壓縮機(jī)主機(jī)160KW2原料壓縮機(jī)輔油泵1.5KW2原料壓縮機(jī)油箱加熱器3KW/0.22KV2間斷使用3R22冷凝機(jī)組R22冷凝機(jī)主機(jī)200KW2R22冷凝機(jī)油泵3KW24膨脹機(jī)組膨脹機(jī)油泵11KW2用一備一膨脹K601油箱加熱器6KW1間斷使用膨脹機(jī)加油泵1.2KW1偶爾使用膨脹機(jī)油泵11KW2用一備一膨脹機(jī)油箱加熱器6KW1間斷使用膨脹機(jī)加油泵1.2KW1偶爾使用加溫解凍電加熱器20KW15儀表空氣壓縮機(jī)15KW16空分制氮系統(tǒng)空分制氮空壓機(jī)355KW1空分制氮預(yù)冷機(jī)17KW1空分制氮電加熱器45KW2用一備一本工程內(nèi)一期工程已投產(chǎn)，動(dòng)力負(fù)荷為339.9KW，辦公照明負(fù)荷為100KW，安裝干式電力變壓器SC（B）9型400KVA一臺(tái)。8300型液化裝置工程動(dòng)力負(fù)荷為1543.5KW，在變配電所安裝干式電力變壓器SC（B）9型2000KVA變一臺(tái)。另外：8300型液化裝置工程內(nèi)有兩臺(tái)1800KW10KV高壓電機(jī)。8300型液化裝置工程內(nèi)電氣總裝機(jī)容量為5340.8KVA（其中高壓負(fù)荷為3600KVA）,低壓總裝機(jī)容量為1740.8KVA，低壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷為1034.2KW，計(jì)算電流為1566.9A，尖峰電流為2373.7A，折算到高壓側(cè)的尖峰電流為269.5A。1.11.3.2供電電源進(jìn)線(xiàn)柜電源由站區(qū)綜合變配電所引來(lái)，敷設(shè)方式沿站區(qū)電纜溝，局部直埋敷設(shè)方式。1.11.3.3供配電線(xiàn)路（1）電源電纜：電源電纜埋地引入，過(guò)道路穿管敷設(shè)。電纜為聚氯乙烯鎧裝銅芯電纜。（2）配電線(xiàn)纜：電源電纜引至低壓配電柜，低壓配電柜引至用電設(shè)備或建筑物，均采用聚氯乙烯鎧裝銅芯電纜埋地敷設(shè)。（3）控制電纜：控制電纜由配電柜或設(shè)備隨機(jī)配套的控制柜引至設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備，均采用聚氯乙烯鎧裝銅芯電纜埋地敷設(shè)。（4）照明線(xiàn)路：室外線(xiàn)路，如照明箱電源線(xiàn)路或路燈電源均采用聚氯乙烯鎧裝銅芯電纜埋地敷設(shè)，室內(nèi)正常環(huán)境采用銅芯導(dǎo)線(xiàn)穿PVC管暗設(shè)，爆炸危險(xiǎn)環(huán)境采用銅芯導(dǎo)線(xiàn)穿鍍鋅鋼管敷設(shè)。1.11.3.4電控系統(tǒng)電控系統(tǒng)主要由高、低壓進(jìn)線(xiàn)、母聯(lián)、PT、R22壓縮冷凝機(jī)組、增壓透平膨脹機(jī)組等設(shè)備組成。（1）高壓電源為10KV±5%，50HZ±0.5HZ，三相三線(xiàn)制，中性點(diǎn)不接地。（2）低壓電源為380/220V、50HZ±0.5HZ、三相四線(xiàn)制，中性點(diǎn)直接接地。（3）所有電動(dòng)機(jī)和用電設(shè)備的控制、計(jì)量、保護(hù)及信號(hào)傳輸?shù)染磭?guó)家有關(guān)規(guī)定的規(guī)范設(shè)置。（4）高、低壓電源均為兩路進(jìn)線(xiàn)，單母排分段，設(shè)母聯(lián)。每段進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān)能承擔(dān)裝