川空-天然气液化装置建设及投产总结

张家口100×104Nm3/d天然气液化装置建设及投产总结四川空分设备（集团）有限责任公司2014-05-27介绍提纲第一部分项目概况第二部分工艺装置介绍第三部分装置调试投产第四部分工程建设图片展示第五部分川空建造的200×104Nm3/d液化装置图片第一部分项目概况•项目所在地：张家口东山产业开发区•用户：张家口国储液化天然气有限公司•合同签订时间：2011年7月12日•项目投产时间：2013年9月28日•项目规模：液化产量100×104Nm3/d•工程范围：EPC（除厂区道路、围墙、消防水池、办公楼、场地平整）•操作弹性：45%～105%•占地面积：180亩（含预留）第一部分项目概况•工艺包设计单位：四川空分集团天然气工程公司•工程设计单位：陕西省燃气设计院•土建施工单位：神州长城建设工程有限公司•安装施工单位：四川空分集团安装公司•监理单位：连云港昊达监理公司•设计分工：川空负责工艺流程设计、设备设计、仪表及电气设计。陕院负责工厂的总图设计、配管设计、给排水、消防、土建、暖通及通信等。•设备制造及采购：四川空分集团•装置调试单位：四川空分集团•气源压力范围2.5～3.5MPa，温度：-10～30℃。•组分如下（应张线张家口管输天然气）：第二部分工艺装置介绍组分Componentsmol%组分Componentsmol%氮气Nitrogen2.15正戊烷n-C50.023氧气Oxygen0.046己烷C60.024氩气Argon0.0014庚烷C70.0096二氧化碳CO21.3辛烷C80.0006甲烷Methane92.98壬烷C90.0004乙烷Ethane2.84甲基环戊烷Mcyclopentane0.0017丙烷Propane0.43苯Benzene0.0005异丁烷i-C40.053环己烷Cyclohexane0.0037正丁烷n-C40.09甲基环己烷Mcyclohexane0.002新戊烷Neo-C50.0062甲苯Toluene0.0018异戊烷i-C50.021汞含量(μg/m3)0.003•考虑到原料气组分的变化，为提高装置预处理系统适应能力，系统设计时CO2含量按3%，汞含量按10000ng/m3设计。•允许燃料气消耗不完的情况下进入城市管网外输。•主要技术性能：第二部分工艺装置介绍项目性能参数备注进装置天然气气量105.78×104Nm3/d（0℃、101.325KPa）LNG产量2×845m3/d（在LNG贮槽内计量）LNG产品压力15KPa（LNG贮槽内）装置的操作弹性45%～105%2-50×104Nm3/d液化冷箱装置连续运行时间≥8000小时天然气液化能耗（考核值）0.39KW.h/Nm3LNG（0℃、101.325KPa）•工艺流程设计说明本装置采用两级分离三级节流的单一混合冷剂制冷流程。组分为氮气、甲烷、乙烯、丙烷、异戊烷，其中甲烷采用经净化后的原料天然气补充，氮气通过液氮汽化或变压吸附制取，仅乙烯、丙烷和异戊烷需要外购。采用MDEA脱除二氧化碳等酸性气体，脱除彻底，且无再生气消耗。第二部分工艺装置介绍•工艺流程设计说明脱水系统采用两塔吸附，一台吸附，一台加热再生及冷吹，操作简单。再生气经压缩后返回脱水系统入口循环使用。脱苯（重烃）系统采用低温精馏的方法，利用低温下原料气中冷凝出的重烃液体吸收原料气中的苯、芳香烃等，此法无再生气消耗，降低了运行成本。LNG采用2×5000m3储罐常压储存，投资省。BOG压缩后分两路：一路减压至燃料气系统压力，作为装置区内燃料气用；另一路进入城市管网。第二部分工艺装置介绍工艺过程原料气压缩系统脱碳系统脱水系统脱汞系统液化系统co2≤50PPmH2O≤1PPmHg≤10ng/Nm3液化冷箱（2-50×104Nm3/d）储存系统LNG天然气LNG装车系统LNG外运重烃洗涤塔天然气净化气重烃外运冷剂压缩制冷循环及储存系统增压后的冷剂节流复热后的冷剂主装置区工艺流程框图第二部分工艺装置介绍预处理系统（100×104Nm3/d）贮存装车系统冷剂压缩机系统：离心式压缩机2台（沈鼓产品），1台采用调速变频器（上广电产品），1台固态软启动。压缩机单台电机功率8000KW。冷剂的回收：冷剂压缩机干气密封系统设有冷剂回收装置，可将泄漏的冷剂回收至压缩机入口循环使用，大大减少了日常运行时冷剂的补充量。低压冷剂通道：虽正常运行时压力低，但系统设计时按压缩机出口工作压力设计，这样可以减少冷剂压缩机长时间停车时冷剂的排放。同时设有冷剂收集罐，用于停车时收集常温液相冷剂，也可用于调节冷剂配比时收集多余的重组分。第二部分工艺装置介绍液化系统（冷箱）特点：◆液化系统的工艺流程计算采用HYSYS和ASPENPLUS工艺模拟软件，计算结果以两种不同软件相互校核。◆PDMS软件用于冷箱内设备的布局及配管设计，确保配管的准确性，同时便于应力分析。◆CAESARII和NOZZLEPRO两种工艺管路应力分析软件，主要用于冷箱内各管路的应力分析，以保证管路运行的长期安全、可靠性。◆冷箱内不锈钢和铝管的过度采用整体的钢—铝过度接头，不采用法兰结构；液化系统的低温节流阀均布置在冷箱外，且全部采用焊接结构。采用这些方式的目的是：实现冷箱内流体介质的零泄漏。◆单台冷箱尺寸：3.8×4.5×24m（共2台）。第二部分工艺装置介绍第二部分工艺装置介绍采用重烃洗涤塔的优势：脱除重烃的可选方式：吸附法和低温精馏法◆吸附法﹡适应组分变化的能力差，操作弹性小；﹡通常采用两塔切换，需要进行再生。◆低温精馏法﹡精馏塔采用填料塔，填料为上海苏尔寿产品，效率高；﹡精馏塔的操作弹性大，意味着对组分变化的适应性强；﹡更能有效彻底地脱除有害重烃组分，效果优于吸附法；﹡不需再生气，精馏所需回流液从天然气中获取，不需从外界添加，且无消耗，经济性好。第二部分工艺装置介绍第二部分工艺装置介绍◆低温精馏法的原理：利用原料天然气中沸点较低的轻组分将沸点较高的重组分以精馏的方式将重组分进行分离，从而将天然气中的有害成分（如苯、芳香烃）在较高的温度区域分离出来，确保天然气进入低温区域时有害物质不会对换热通道产生冻堵的现象，以此确保液化冷箱连续稳定运行。第二部分工艺装置介绍◆低温精馏法的设计难点：●天然气进重烃洗涤塔的温度T1（出预冷换热器的温度）的选择；●天然气进重烃分离器的温度T2（出液化换热器的温度）的选择，该温度对重烃脱除效果至关重要；●重烃洗涤塔的设计（塔径、填料分段、每段填料高度），这些都会影响塔的精馏效果；●板翅式换热器的设计，主要指抽口温度的准确控制。仪表系统：DCS系统采用浙大中控ECS700控制系统；ESD系统选用AB（ROCKWELL）公司的产品；FG系统独立于DCS、ESD和其它子系统单独设置。UPS选用山特在线式，380VAC/220VAC，15KVA、备电1小时。压力/差压变送器：横河川仪EJA防爆智能变送器，带HART协议。系统内关键调节阀采用Samson、Flowsever的产品；切换阀采用N-J的产品；其余调节阀采用无锡工装或同等厂家的产品。第二部分工艺装置介绍冷剂分析仪色谱1套ABBCO2分析仪0～100ppmCO21套北分H2O分析仪0-10ppmH2O1套英国ALPHA电气系统的选型配置：◆从上级变电站引出35KV双回路电源供电（目前只有一个电源接入点）。本项目总装机容量：21520KW，总计算负荷：21052KVA。◆采用一台25000KVA（35KV/10KV）变压器为装置提供电源。◆事故应急电源采用一台600KW柴油发电机。◆10KV高压开关柜选用KYN28-12中置式高压开关柜，柜内固封式真空断路器选用施耐德VBG系列产品；低压开关柜选用GCS抽屉式开关柜，柜内框架断路器、塑壳断路器、交流接触器、热继电器等低压电器元件选用ABB产品。◆冷剂压缩机高压固态软启动装置选用长沙奥托电气有限公司产品，高压变频调速装置采用Honeywell（上广电）产品。◆高、低压无功补偿装置选用北京科能电气有限公司的产品。◆高、低压开关柜由川空集团成套提供。第二部分工艺装置介绍●装置于2013年9月1日上电，循环水系统、PSA制氮、仪表空气开始调试，9月10日上述系统投入运行。●9月11日导热油系统开始热油加注、脱碳系统开始水洗碱洗及胺液配置工作、原料气压缩机及BOG压缩机的氮试工作，上述系统于9月18日完成调试。●9月15日开始进行冷剂压缩机A/B的N2试车工作（含干气密封系统的装配），于24日冷剂压缩机具备工作条件。●9月22日原料天然气进入装置界区，至9月25日完成脱碳、脱水、脱汞调试，CO2、H2O等指标合格。●LNG贮槽的预冷工作于9月26日完成，具备进液条件。●9月27日，依次向冷剂压缩系统加注甲烷、氮气、乙烯、丙烷及异戊烷，完成冷剂压缩机启动。●9月28日出液。●10月4日下午单套液化冷箱达到设计指标。第三部分装置调试投产第三部分装置调试投产运行画面：原料天然气压缩机系统第三部分装置调试投产运行画面：脱碳系统第三部分装置调试投产运行画面：脱水系统第三部分装置调试投产运行画面：脱汞系统第三部分装置调试投产运行画面：液化冷箱系统第三部分装置调试投产运行画面：LNG储存系统第三部分装置调试投产运行画面：BOG回收系统第三部分装置调试投产运行画面：PSA制氮及仪表空气第三部分装置调试投产运行画面：循环水系统第四部分工程建设图片展示闭式循环冷却水系统安装(烟台荏原)第四部分工程建设图片展示电气控制室第四部分工程建设图片展示中央控制室第四部分工程建设图片展示天然气压缩机（活塞式）第四部分工程建设图片展示循环冷剂压缩机厂房第四部分工程建设图片展示循环冷剂压缩机安装第四部分工程建设图片展示液化冷箱吊装第四部分工程建设图片展示液化冷箱吊装第四部分工程建设图片展示主工艺装置区第四部分工程建设图片展示主工艺装置区第四部分工程建设图片展示主工艺装置区第四部分工程建设图片展示LNG产品储罐区第四部分工程建设图片展示建设末期现场动员大会第四部分工程建设图片展示LNG产品装车外销第四部分工程建设图片展示液化工厂整体概貌第四部分工程建设图片展示液化工厂夜景第五部分川空建造的200×104Nm3/d液化装置图片第五部分川空建造的200×104Nm3/d液化装置图片第五部分川空建造的200×104Nm3/d液化装置图片欢迎各位领导、专家莅临川空考察指导！四川空分设备（集团）有限责任公司四川川空天然气工程有限公司2014-05-28中国．西安