LNG接收站讲座.ppt

LNGREGASIFICATIONTERMINALLNG再气化接收站 ByV KumarLNGConsultantWorleyParsonsSingapore WORLDENERGYOUTLOOK世界能源展望 WHYLNG 为何选择LNG Increasingenergydemand不断增加的能源需求Limitedavailabilityofpipelinegas气体管线传输有其局限性Alternativeistoliquefyandtransportbyshipoverlongdistances可以选择液化并由船舶长距离运输ThisisthebeginningofLNG从而发展了LNGorLiquefiedNaturalGas即液化天然气 WORLDGASRESOURCESGAS世界来源 Country国家Reserves储量 Billionm310亿方 Proven已探明Recoverable可采Russia俄罗斯47 52533 061Iran伊朗26 5918 907Qatar卡塔尔25 7431 164Indonesia印尼2 5543 105Australia澳大利亚2 5463 066Malaysia Brunei2 1221 981马来西亚 文莱Oman阿曼828956 WhatisLNG 什么是LNG Naturalgascooledto 162oCatnearatmosphericpressureformsliquid天然气在接近常压下冷却至 162oC变成液态ThisliquidiscalledLNG该液体称为LNGTheliquidiscolourlessandhasacharacteristichydrocarbonodour 液体无色 有烃类气味Itisstoredatnearatmosphericpressureatatemperatureof 158to 160oC它在接近常压下 158至 160oC温度范围内储存 CompositionofLNGLNG组分 TypicalCompositionofNaturalGasandLNGasfollows 天然气和LNG一般组分如下 ComponentNaturalGasLNG组分天然气液化天然气Methane82 85 92 95 甲烷Ethane5 7 3 5 乙烷Propane2 5 1 2 丙烷Condensibles NGL 6 8 Nil可冷凝组分 天然气液体 HowLNGisproduced LNG生产工艺 LNGProductionPlantiscalledaLiquefaction Train 生产LNG的设备称为液化装置LNGisproducedbyaprocesscalledCascadeRefrigerationorTurbo expansionLNG的生产工艺称作分级制冷或涡轮膨胀MajorWorldProducersofLNGareRussia Indonesia Australia Malaysia Brunei Qatar Omanetc 世界上主要的LNG生产国包括 俄罗斯 印度尼西亚 澳大利亚 马来西亚 文莱 卡塔尔 阿曼等MajorConsumersofLNGareUSA Europe Japan China Indiaetc LNG的主要消费国为 美国 欧洲 日本 中国 印度等 LNGPRODUCTIONTRENDSLNG生产趋势 TypicalLNGPlantCapacities MillionSCFD 典型LNG装置能力 百万立方英尺 天 LNGfuelingstations0 5to10LNG燃气站LNGpeak shaving5to20LNG调峰Smallscalebaseload50to250小规模基本负荷型Baseloadplants300to1 000基本负荷型装置 LNGTransportationLNG运输 Threetypesofships三种运输船Olderdesigninsulatedsphericaltankswithoutexternalrefrigeration onlycontinuousflaringofboil offgas老式设计为保冷球形储罐 无外部制冷 不间断燃烧蒸发气Newerdesignrectangulartankswithmembranewallswithinsulationbetweenthemembranes较新设计为矩形薄膜型液货舱 薄膜之间有可承载的低温隔热层Prismaticdesign avariationofmembranewalldesignwithstructuralframessupportingthemembranewalls棱形舱设计 对加膜罐壁设计的调整 带有支撑加膜罐壁的结构框架Double hullingtoprotectagainstaccidentalspillage双壳保护 防止意外泄漏Mostcommoncapacityrange135 000to140 000m3最常见容量在135 000到140 000m3之间Highercapacityshipsunderconstruction200 000m3较大容量的货船为200 000m3SmallLNGvesselscomingintothemarket10 000m3新面世的小型LNG容器的容量为10 000m3 LNGMossTypeTankerMOSS型LNG船 LNGMembraneTypeTanker薄膜型LNG船 LNGTerminalOverviewLNG接收站总览 LNGTERMINALFLOWPLANLNG接收站流程图 LNGUnloadingLNG卸载 Typicalshipsizes135 000to145 000m3通常LNG船容量为135 000to145 000m3Unloadingrates10 000to12 000m3 hr卸料速率为10 000to12 000m3 hrDischargetime12to18hrs卸料时间为12至18小时Berthoccupancy24hrs24小时占用泊位SizeofUnloadingarms 3X16 卸料臂规格 3X16 SizeofVapourreturnarm 1X16 蒸气回收臂规格 1X16 Keep cooljettylinerecirculationsystem码头主管线冷却循环系统DesigncodeEN1474设计规范EN1474 LNGStorageTankLNG储罐 Typicalsize150 000to160 000m3一般容积为150 000至160 000m3Minimum2tanks onereceivingandonefeeding至少2个罐 一个接收 另一个外输送Threetypesofdesignfromcontainmentpointofview从防泄漏角度出发分成三种设计Double walledtankwith 双壁罐 DoubleIntegrity双层结构 SingleIntegrity单层结构 FullContainment全封闭结构DesigncodeEN1473orBS7777 EN14620 设计规范EN1473或BS7777 EN14620 StorageTankModelX Section储罐模型 断面 StorageTankDetails储罐详细内容 Nitrogenpurgeconnections氮吹扫连接Start upliquidandgasdistributors起动液相和气相分布器Tankinsulation罐保冷Tankfoundation罐基础Twotypesoffoundation 两种基础 Elevatedfoundationwithinsulatingairgap带保冷气隙的高基础 Foundationflushwithgroundwithfoundationheater基础冲洗 地面配有基础加热器 Functionistopreventcoldleakagetotheearthwhichcouldresultinfreezingofgroundwater功能在于防止低温泄漏导致地下水结冰 TankInsulationDetails罐保冷详细内容 Designedtokeeptankboil offratebelow0 1 ofnetpumpablecapacityperday在设计上使罐的蒸发率低于每天净泵送能力的0 1 ConventionalInsulation传统保冷ExpandedPerlitePowderfilledinthespacebetweeninnerandoutertankcalledasthe Annulus 在罐的内外层之间 称为环空 填充膨胀珍珠岩ModernInsulation现代保冷Sprayed onPoly iso cyanurateinsulationprovidedontheinnersurfaceoftheoutertank通过在外罐的内表面喷洒聚胺脂进行保冷 TankDykeRequirement罐围堰要求 Ifsingleintegritydesignisused dykeshouldbeenclosedbyimperviousconcretebund walltoprovidefullcontainment如采用单层结构设计 罐围堰应围有密封混凝土墙以提供全封闭 Dykevolume 110 oflargesttankindykeforsingleintegritydesign NFPA 59A 单层结构设计的围堰容积 围堰内最大罐容积的110 NFPA 59A Ifdoubleintegritydesignisusedlowbund wallcanbeprovided needonlytocontainfireandstormwater如采用双层结构设计 应提供低围墙 用于阻火和收集雨水 TankBoil offRate罐蒸发率 LNGisboilingliquidstoredunderitsownvapourpressureLNG是一种在自身蒸汽压力下储存的液体Astheliquidpicksupheatfromthesurroundings somevapouriscontinuouslyformedinsidethetank由于该液体从周围环境中吸收热量 储罐内不断形成一些蒸汽ThisvapouriscalledBoil offGasorBOG这种蒸汽被称为蒸发气 BOG TomaintaintankpressureBOGshouldbecontinuouslyremovedfromthetank为保持储罐压力 应不断除去罐内BOG BOGHandlingBOG处理 BOGiscontinuouslysucked offfromthetankbytheBOGCompressors通过BOG压缩机将BOG不断地从储罐内吸除BOGdisposalcanbeasfollows BOG处理如下 Compressionanddischargetoproductpipeline压缩和排放至生产管线 Recondensationwithminimumflaring经过最少燃烧后进行再冷凝 Flaring onlyduringemergency 燃烧 紧急情况下 CryogenicBOGCompressor低温BOG压缩机 HighPressureBOGCompressor高压BOG压缩机 LNGLPIntankPumpsLNG罐内立式低压液下泵 Providedinsidepipecolumnsgoingallthewaydownintothetank在罐内提供从上到下的管柱Havespeciallydesignedfootvalvetopreventreverseflow专门设计的底阀防止倒流UsuallydesignedwithjustenoughheadtomeetNPSHrequirementofboosterpumps压头在设计上通常要满足加压泵的NPSH要求Thisminimisespowerrequirementlimitingthecontributiontotankboil off这既降低了能耗要求又减少了罐内蒸发 LNGHPBoosterPumpsLNG高压加压泵 TakingsuctionfromIntankPumpsandfeedingintothevapourizers通过罐内立式液下泵抽取介质并输送给气化器Headdeterminedbyvapourizerbackpressure压头由气化器背压决定RedundancyrequiredforbothIntankpumpsandHPboosterpumpsbasedonturn downrequirements基于可调要求 罐内立式液下泵和高压增压泵的备用要求 RecondensercumSeparator再凝与分离器 UsedforabsorptionofhighpressureBOGincoldlowpressureLNG用于吸收低温低压LNG中的高压BOGAlsousedtoseparateexcessgasfromliquidandroutetoflare也用于从液相中分离出额外气相并输至火炬Designedontheprincipleofvapourscrubberplusvapour liquidseparator根据气相洗涤器及汽液分离器原理设计 再凝器 LNGVapourizersLNG气化器 Threetypes ORV IFVandSCV三种类型 ORV IFV和SCVORV OpenRackVapourizerORV 开架式气化器UsesseawatertovapourizetheLNGfromlowtemperaturetosaturatedvapourconditioncorrespondingtooutletpressure采用海水将LNG从低温气化成符合外输压力要求的饱和蒸气IFV IntermediateFluidVapourizerIFV 中间流体式气化器IFVisusedwithseawaterasprimaryheatingmediumandIntermediatefluidassecondaryheatingmediumIFV采用海水作为初步加热介质 然后采用中间流体作为加热介质 ORV SchematicORV 示意图 ORV PhotoORV 图片 IFV SchematicIFV 示意图 IFV PhotoIFV 图片 NaturalGasSuperheating天然气过热 ThisisachievedinSCV通过SCV方式实现SCV SubmergedCombustionVapourizerSCV 浸没燃烧式气化器UsesgastoburnandheatawaterbathwheresaturatednaturalgasfromORV IFVissuperheatedtopipelineconditions采用气体燃料加热水套炉 使其中通过ORV IFV产生的饱和天然气过热 满足管线传输条件MajorportionoftheLNGgoesthroughORV IFV OnlyasmallportionisroutedthruSCVforprecisioncontrolofnaturalgastemperatureLNG的大部分经过ORV IFV 只有一小部分通过SCV输送以实现对天然气温度的精确控制Inplaceswhereseawatertemperatureisverylow onlySCV sareused LikelychoiceforDalianandTangShanterminals在海水温度很低的地方 仅采用SCV 对大连和唐山接收站可能比较合适 SCV SchematicSCV 示意图 SCV PhotoSCV 图片 CONTROL AUTOMATION控制和自动化 SCADA监控与数据采集系统TankPressureControl罐压控制TankSafetyFeatures罐安全特征TankInventoryIndication罐存指示VapourizerFlowControl气化器流量控制GasFlowCustodyTransferMetering天然气储存交接计量BatteryLimitPipelineConditionMonitoring界区管线工况监控 SCADA PLCorDCSBasedSCADASystem基于SCADA系统的PLC或DCSMonitorsalloperatingconditions对所有操作条件的监控Ensurescorrectsequenceofoperation确保正确的操作程序Takesroutinedecisionsreswitchoverofpumps compressorsetc 例行决定对泵 压缩机等的切换Logsalldataforhistoricalrecord登记所有数据形成历史记录Assistsincontinuouslyoptimisingplantoperation不断优化装置操作 TANKPRESSURECONTROL HighSide罐压力控制 Ladderlogicfortankpressurecontrol储罐压力控制梯形逻辑TankpressurerisestoPAH如罐压力升至PAHBOGcompressorcuts inBOG压缩机切入Compressorsuctionpressureishigh PAHH 如压缩机吸入压力很高 PAHHVentcontrolvalvetoFLAREopens通往燃烧点的通气控制阀打开Tankpressurerisesfurther如罐压力进一步升高2X100 PSV sontanktopopenandventtoHIGHPOINTVENT罐项的2个100 容量PSV 安全阀 打开并进行高点排放 TANKPRESSURECONTROL LowSide罐压力控制 TankpressurefallsbelowsetpointtoPAL如罐压力低于设定值至PALBOGcompressorcuts outBOG压缩机切出TankpressurefallsfurthertoPALL如罐压力进一步降低至PALLPurgenitrogencuts in氮气冲洗Tankpressurecontinuestofall如罐压力持续下降VacuumReliefVentontanktopopens罐顶真空阀打开 TANKSAFETYFEATURES罐安全特征 RemotecontrolledESDValvesonallin outnozzles所有进出管口上的遥控式紧急关断阀Directventtoatmosphereoncrown罐顶直接放空2X100 PSV s2X100 VRV sRoll overpreventionsystem防翻滚系统Hightemperaturealarm高温报警Highannulusanddometemperaturealarm罐顶高温报警 TANKINVENTORYINDICATION罐存显示 BothLiquid VapourvolumestobetakenintoaccountforInventoryCalculation在存量计算中 液相和气相容积均应考虑LevelMeasurementtobeDualRedundant双备用液位检测Temperaturecompensationbuiltintotheradargaugetransmissionsignal雷达液位计传输信号温度补偿Calibrationtotakeintoaccountcontractionofmetalatoperatingtemperature校准时考虑操作温度下金属收缩 VAPOURIZERFLOWCONTROL气化器流量控制 NumberofLPpumpsdeterminedbyturndownrequirements低压泵数量由压力调小要求决定OneHPPumpforOneVapourizer每个气化器配一台高压泵FlowcontrolonLNGtoVapourizerLNG到气化器的流量控制SetpointofFlowControllergivenbySCADA由SCADA给出的流量控制器定值GasFlowRequirediskeyedintoSCADA所需气相流量键入SCADANumberofLPandHPpumpsrequiredautomaticallyselectedbySCADASCADA自动选定所需高低压泵数量BatterylimittemperatureadjustedbyfuelfiringintheSCV界区温度根据SCV内的燃烧进行调整 MeteringSkid计量橇 Usedforfinalmeasurementandcustodytransferfromterminaltopipelineoperator用来对从接收站到管线运营商的运输进行最终计量和监管Redundancyrequired要求有裕量Provingmeterconnectionsrequiredupstreamofmeteringskid在计量橇的前端安装仪表UsuallylocatedbetweenSCVandtheBatteryLimitandlinkedtoSCADA通常位于SCV和界区之间并与SCADA相连LNGunloadedintotankismeasuredbyShipmetersandbyLNGtanklevelgauge进入罐中的LNG在船上和罐中都有计量 BOGCompressorSizingBOG压缩机规格 3casestobeconsidered应考虑3种情况 Vapourgeneratedduringshipunloading卸船过程中产生的蒸气 Vapourgeneratedduringnormaloperation正常操作过程中产生的蒸气 Vapourgeneratedduringzerosend out零排放过程中产生的蒸气 ENERGYOPTIMISATION能量优化 ForagivenbatterylimitPandT对于已给定界区P和TTheEnergyusedforvapourizationisoptimisedbymaximizingORVheatdutyandminimisingSCVheatduty气化用能量通过ORV热负荷最大化和SCV热负荷最小化实现能量优化 Oneexampleisutilisingwasteheatfrompowerplanttowarm upseawatergoingtotheORV例如 利用电厂余热对ORV用海水进行加热 Seetypicalflowsheetinnextslide典型流程见下页 LOWEREMISSIONLNGVAPOURIZATION低散热LNG气化 COLDENERGYUTILISATION冷能利用 AirLiquefaction空气液化DryIceProduction干冰制备FisheriesandColdStorage渔业和冷库储存PowerPlantWasteHeatUtilisation发电厂余热利用 FireProtection消防 Tankdelugewatersystem罐喷淋灭火系统BOGSheddelugewatersystemBOG顶棚喷淋灭火系统Firehydrantsystem消防栓系统Firemonitortocover3 sidesofORV IFV andSCVORV IFV三面及SCV消防监视器Firepumpshedasperlocalregulations当地有关消防泵棚的规定Dieselenginedrivenmainfirepumps主要消防泵的柴油引擎Electricmotordrivenjockeypumps稳压泵电动马达 Utilities公用设施 Nitrogen氮Plantair InstrumentAir装置空气 仪表空气Dieseloil柴油Domesticwater生活用水Industrialwater工