LNG接收站讲座课件

LNGREGASIFICATIONTERMINAL

LNG再气化接收站ByV.KumarLNGConsultantWorleyParsonsSingaporeLNG接收站讲座LNG接收站讲座WORLDENERGYOUTLOOK

世界能源展望百万桶/天20052030GrowthWorldEnergyDemand世界能源需求MBDOE220320Breakdownbysource按能源划分%%/year年Oil石油41310.4Gas天然气18222.3Coal煤炭32250.5Others其它9225.2LNG接收站讲座WHYLNG??

为何选择LNGIncreasingenergydemand

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LNG接收站讲座WORLDGASRESOURCES

GAS世界来源Country国家 Reserves储量(Billionm310亿方)

Proven已探明Recoverable可采Russia 俄罗斯 47,525 33,061Iran 伊朗 26,591 8,907Qatar 卡塔尔 25,743 1,164Indonesia印尼 2,554 3,105Australia澳大利亚 2,546 3,066Malaysia/Brunei 2,1221,981马来西亚/文莱 Oman 阿曼 828 956

LNG接收站讲座WhatisLNG??

什么是LNGNaturalgascooledto-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LNG接收站讲座CompositionofLNG

LNG组分

TypicalCompositionofNaturalGasandLNGasfollows:

天然气和LNG一般组分如下：

Component NaturalGas LNG

组分 天然气 液化天然气

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

可冷凝组分（天然气液体） ０LNG接收站讲座HowLNGisproduced??

LNG生产工艺LNGProductionPlantiscalledaLiquefaction“Train”

生产LNG的设备称为液化装置LNGisproducedbyaprocesscalledCascadeRefrigerationorTurbo-expansion LNG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LNG接收站讲座LNGPRODUCTIONTRENDS

LNG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LNG接收站讲座LNGTransportation

LNG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10,000m3LNG接收站讲座LNGMossTypeTanker

MOSS型LNG船LNG接收站讲座LNGMembraneTypeTanker

薄膜型LNG船LNG接收站讲座LNGTerminalOverview

LNG接收站总览LNG接收站讲座LNGTERMINALFLOWPLAN

LNG接收站流程图LNG接收站讲座LNGUnloading

LNG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Berthoccupancy24hrs 24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EN1474LNG接收站讲座LNGStorageTank

LNG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)LNG接收站讲座StorageTankModelX-Section

储罐模型-断面LNG接收站讲座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。LNG接收站讲座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LNG接收站讲座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LNG接收站讲座TankBoil-offRate

罐蒸发率LNGisboilingliquidstoredunderitsownvapourpressure LNG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BOGLNG接收站讲座BOGHandling

BOG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）LNG接收站讲座CryogenicBOGCompressor

低温BOG压缩机LNG接收站讲座HighPressureBOGCompressor

高压BOG压缩机LNG接收站讲座LNGLPIntankPumps

LNG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LNG接收站讲座LNGHPBoosterPumps

LNG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

LNG接收站讲座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LNG接收站讲座再凝器LNG接收站讲座LNGVapourizers

LNG气化器Threetypes–ORV,IFVandSCV

三种类型-ORV、IFV和SCVORV–OpenRackVapourizer ORV–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–IntermediateFluidVapourizer IFV–中间流体式气化器IFVisusedwithseawaterasprimaryheatingmediumandIntermediatefluidassecondaryheatingmedium IFV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LNG接收站讲座ORV–Schematic

ORV-示意图LNG接收站讲座ORV–Photo

ORV-图片LNG接收站讲座IFV–Schematic

IFV-示意图LNG接收站讲座IFV–Photo

IFV-图片LNG接收站讲座NaturalGasSuperheating

天然气过热ThisisachievedinSCV

通过SCV方式实现SCV–SubmergedCombustionVapourizer SCV–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.OnlyasmallportionisroutedthruSCVforprecisioncontrolofnaturalgastemperature LNG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

LNG接收站讲座SCV–Schematic

SCV-示意图LNG接收站讲座SCV–Photo

SCV-图片LNG接收站讲座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LNG接收站讲座SCADAPLCorDCSBasedSCADASystem

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LNG接收站讲座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PAH

BOGcompressorcuts-in

BOG压缩机切入

Compressorsuctionpressureishigh,PAHH,

如压缩机吸入压力很高，PAHH

VentcontrolvalvetoFLAREopens

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

LNG接收站讲座TANKPRESSURECONTROL-LowSide

罐压力控制TankpressurefallsbelowsetpointtoPAL

如罐压力低于设定值至PAL

BOGcompressorcuts-out

BOG压缩机切出

TankpressurefallsfurthertoPALL

如罐压力进一步降低至PALL

Purgenitrogencuts-in

氮气冲洗

Tankpressurecontinuestofall

如罐压力持续下降

VacuumReliefVentontanktopopens

罐顶真空阀打开

LNG接收站讲座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LNG接收站讲座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LNG接收站讲座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FlowcontrolonLNGtoVapourizer LNG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SCADANumberofLPandHPpumpsrequiredautomaticallyselectedbySCADA SCADA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LNG接收站讲座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LNG接收站讲座BOGCompressorSizing

BOG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LNG接收站讲座ENERGYOPTIMISATION

能量优化

ForagivenbatterylimitPandT

对于已给定界区P和T TheEnergyusedforvapourizationisoptimisedbymaximizingORVheatdutyandminimisingSCVheatduty

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。LNG接收站讲座LOWEREMISSIONLNGVAPOURIZATION

低散热LNG气化LNG接收站讲座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LNG接收站讲座FireProtection

消防Tankdelugewatersystem

罐喷淋灭火系统BOGSheddelugewatersystem BOG顶棚喷淋灭火系统Firehydrantsystem

消防栓系统Firemonitortocover3-sidesofORV/IFV,andSCV ORV/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LNG接收站讲座Utilities

公用设施Nitrogen

氮Plantair/InstrumentAir

装置空气/