FLNG正在从梦想走近现实.doc

FLNG正在从梦想走近现实 -Shell FLNG 概念研究背景1) 深水挑战：世界石油工业正面临深水开发的巨大挑战，在墨西哥湾之外深水发现的大约85%，储量都小于500million bbl,很多在目前条件下开发并不经济，对于较大的油气田由于远离管网和天然气市场，难以开发。2) 伴生气问题：大多数偏远的深水油田开发，依赖于伴生气的有效处理来确保原油生产的经济可行，多数这样的天然气将被再压缩回注地层，然而，很多情况下，伴生气回注是不利于油田生产的。3) 气田问题：如何避免长距离的海底管线输送，提出更为经济的开发思路；这就提出了研发海上天然气液化的概念（FLNG），致力于解决实际生产中面临的问题，针对性项目区域是西非和澳大利亚的海上气田。技术挑战FLNG 技术是基于现在陆上LNG的设计、安装、生产、运输、装卸的技术和经验开展的，要适应海上的生产，还要解决一下的问题：1) LNG储罐和船体的合理整合；2) 陆上LNG处理装置的海上化；3) 由于空间限制，满足安全要求的设施布置；4) 适合海上条件的卸料系统的动态设计；FLNG概念研究装置规模研究Shell 在LNG液化厂已经有40多年的设计和操作经验，经过几十年的发展，LNG技术已经成熟，液化率已经达到相当高的效率，对新设计的装置能达到93%以上，装置100%负荷运行接近340天/年，Shell 计划采用DMR（dual mixed refrigerant）工艺技术。FLNG装置的规模最初考虑2MTPA，相当于陆上一条中小规模的LNG生产线，后来为了提高目标气田的经济性，装置规模提高到4 MTPA左右，处理设施以模块的形式布置在船体一层甲板上，根据具体气田的情况，装置规模可设计高达5 MTPA。LNG处理设施海上应用研究由于FPSO的广泛应用，分离设备在海上条件下可稳定操作，技术已经非常成熟，主要是大型旋转设备在较大加速度和倾斜条件下要有稳定操作特性，航空改进型的大型透平源于海军的应用，可以提供良好的参考。LNG装置包括有很多垂直安装的塔器，在海上条件下，这是一个相当的挑战，Shell在浮式生产装置上已经积累了一定的经验，目前考虑的条件是FLNG是相当大的船体，与大多数FPSO相比FLNG产生的运动相对较小。船体概念Shell 船体的基本概念是矩形的船体，系泊的旋转塔在船首，LNG储罐在船体内，LNG运输船旁靠装载。4MTPA处理能力船体尺寸是360m长，70m宽，船深2832m；70m的宽度考虑了已有船厂最大的建造空间，船深尺寸依赖于LNG储罐的要求，是可以变化的，可以根据气田到LNG的接受终端的距离确定储存周期，储罐布置研究了储存容积在160，000方和200，000方的情况。5MTPA规模的船体将达到400m长，接近于的最大的GLCC的尺寸，在这种规模下，储罐容积高达240，000方，需要优化LNG运输船的运营。LNG储罐的灌型早期FLNG研究评估了球形罐、凌形罐和薄膜罐等，其中凌形罐和薄膜罐可以作为生产设施布置在主甲板上，凌形罐在原理上适应海上的操作条件，薄膜罐在非充满状态，在海上条件下，达不到要求，已在通过模型试验测试。卸料系统 海上卸料系统是FLNG的一个非常关键的部分，目前考虑的旁靠波高是2.5m，Shell进行了相应的模型试验。FLNG 的HSEShell 在方案研究阶段，为了选择从安全角度选择最可靠的方案，同时开展了针对船体、储罐、装置布置和工艺方案对比的风险分析，风险分析表明，甲板类似于陆上LNG液化厂形式的单层布置，是风险最小的方案，这种方案提供了较大的空间和安全距离，这就形成了天然气预处理靠近船首内置塔附近，紧接着是天然气液化、公用设施、动力单元和船尾的生活楼，定量风险评估（QRA）表明，风险水平非常类似于FPSO装置。对比分析了直接驱动压缩机和电动压缩机的风险，表明电动压缩机无论在在安全上还是在提高冗余能力和维护方面，都有很大的提高，现在已经作为FLNG