中国寰球工程公司泰安LNG装备国产化项目工艺技术及安全设计-提交版 [兼容模式]

泰安60万吨/年LNG装备国产化项目泰安60万吨/年LNG装备国产化项目工艺技术及安全设计工艺技术及安全设计中国寰球工程公司中国寰球工程公司白改玲2014-05提纲工程概述工程概述一、工程概述一、工程概述二、工艺技术及其特点二、工艺技术及其特点二、工艺技术及其特点二、工艺技术及其特点三、国产化装备应用三、国产化装备应用四、安全设计四、安全设计五、典型项目业绩及技术推广应用五、典型项目业绩及技术推广应用一、工程概述泰安60万吨/年LNG装备国产化项目是泰安LNG项目是中国石油和国家能源局共同确定的天然气液化技术和关键设备的国产化示范工程是昆仑能源局共同确定的天然气液化技术和关键设备的国产化示范工程；是昆仑能源公司大力开拓“以气代油”市场的战略工程；是山东省发展清洁能源的重点工程；也是促进中石油“走出去”战略顺利实施引领国内LNG业务重点工程；也是促进中石油走出去战略顺利实施、引领国内LNG业务向高端化发展的重要工程。山东泰安LNG项目全厂鸟瞰图一、工程概述2012年4月17日股份公司1、项目综述2012年4月17日，股份公司批复可行性研究报告；2012年4月23日泰安市发2012年4月23日，泰安市发改委批准立项；4月25日举行了奠基仪式4月25日举行了奠基仪式，项目正式启动。2013年9月30日，经过短短17个月艰苦奋战项目建设17个月艰苦奋战，项目建设工作全部完成，投料试车准备工作全部就绪。备工作全部就绪。一、工程概述2、项目卫星图™5一、工程概述33、、项目组成：项目组成：项目名称：中国石油山东泰安60万吨/年LNG装备国产化项目项目规模：60万吨/年（260万方/天）工作范围：EPCC交钥匙工程(设计、采购、施工、开车)工厂范围：天然气液化厂、公用工程系统、火炬、装车、厂外供水管线、厂外输电线路等建设时间：2012.4.25-2013.9.30泰安泰安LNGLNG项目项目––效果图效果图泰安泰安LNGLNG项目项目––建成后照片建成后照片提纲工程概述工程概述一、工程概述一、工程概述二、工艺技术方案及特点二、工艺技术方案及特点二、工艺技术方案及特点二、工艺技术方案及特点三、国产化装备应用三、国产化装备应用四、安全设计四、安全设计五、典型项目业绩及技术推广应用五、典型项目业绩及技术推广应用二、工艺技术方案及特点1、主要工艺技术方案‹脱酸气采用MDEA溶液吸收法‹脱水采用分子筛固体吸附法‹脱除汞等重金属采用载硫氧化铝固体吸附法‹天然气液化采用双循环混合冷剂制冷法（DMR）‹LNG产品储存采用双金属壁单包容储罐（全低压、全液化）‹LNG产品储存采用双金属壁单包容储罐（全低压、全液化）‹LNG产品采用低温液体槽车装车外运‹BOG低温压缩后外输‹BOG低温压缩后外输‹水冷+电驱+变频负荷调节二、工艺技术方案及特点2、脱酸气净化技术方案及特点脱酸气闪蒸汽酸性气冷凝器MDEA配方溶液吸收法脱酸气富液含酸气体换热器贫液过滤器吸收塔解析塔泵净化指标：二氧化碳≤50ppm、H2S≤3ppm、总硫≤20ppm泵胺吸收塔：25块浮阀塔盘、CS+SS材质胺再生塔：22块浮阀塔盘、CS+SS材质技术特点：™设置原料气体进出口换热器，稳定原料气体入塔温度，同时有效降低净化气体含水量，降低干燥器的操作负荷，稳定其操作。™设置再生尾气吸附罐，吸附排放CO2尾气中的H2S，保证环保达标。二、工艺技术方案及特点3、脱水技术方案及特点4A分子筛吸附法脱水净化指标：水含量≤1ppm双塔流程、变压变温吸附、切换周期24小时、再生温度280℃技术特点：技术特点：™变压变温吸附和再生较等压再生更加可靠、再生气量较小；塔流程较塔流程更加简单设备少投资省™双塔流程较三塔流程更加简单、设备少、投资省；™设置了再生气干燥系统，有效保障再生气中的含水量达标后再利用。二、工艺技术方案及特点4、脱汞技术方案及特点大孔径载硫氧化铝脱汞单塔流程定期更换吸附剂净化指标：汞≤0.01µg/m3单塔流程、定期更换吸附剂技术特点：™技术成熟、流程及设备简单可靠、操作运行稳定；™吸附剂稳定性好且来源广泛；™吸附剂装填和卸载可在空气环境中进行、无需氮气保护，操作便捷；™吸附剂平均微孔直径较大，可有效防止烃毛细冷凝现象发生。™吸附剂平均微孔直径较大，可有效防止烃毛细冷凝现象发生。二、工艺技术方案及特点5、天然气液化技术方案及特点DMR技术特点：‹对环境温度及原料条件的适应性强‹有效能利用率高，液化能耗较低‹可通过调整预冷制冷剂的组成灵活实现两台冷剂压缩机的负荷分配‹运行稳定，易于操作，设备数量居中运行稳定，易于操作，设备数量居中‹适用于大中型规模‹适合FLNG是大型FLNG的主流技术‹适合FLNG，是大型FLNG的主流技术二、工艺技术方案及特点5、天然气液化技术方案及特点™总热负荷328MW真空钎焊铝制板翅式换热器）™总热负荷：32.8MW™分为A/B两列，整体运输安装•结构紧凑、单位体积传热面积大、传热效率高传热系数大轻运输安装™单列外形尺寸：3.9×4.9×29.5m率高、传热系数大、重量轻；•冷损失小、设备制造一次成型、制造周期短制造工艺成熟制造质量高；短、制造工艺成熟、制造质量高；•现场安装快捷、占地面积小、运行免维修、运行特别稳定可靠；运行特别稳定可靠；•特别适合多股冷热流体同时换热的天然气液化装置，传热温差小、节能高效、造价低、国产化程度高。（3+3）二、工艺技术方案及特点6、LNG储罐技术及特点单包容双金属壁储罐有效容积300003ID435X27LNG储罐•单包容双金属壁储罐，有效容积30000m3；ID43.5X27m•设计压力：-0.49~20kPaG、设计温度：-170℃/65℃(内)-30℃/65℃(外)•内罐为不锈钢外罐为低温碳钢绝热方式采用膨胀珍珠岩；•内罐为不锈钢、外罐为低温碳钢、绝热方式采用膨胀珍珠岩；•LNG装车泵、所有工艺管线及仪表设施的接口全部位于储罐的顶部，避免在储罐下部及侧壁开口，从而本质上避免了由此引起的泄漏隐患，进一步提高了LNG储罐的安全性；•设置储罐压力、液位、温度、密度监测及报警仪表设施，设置防翻滚设施施；•设置两级超压和欠压保护设施；•基础采用高承台设计•基础采用高承台设计二、工艺技术方案及特点7、BOG回收技术及特点BOG压缩系统•天然气液化、LNG储罐及管道漏热产生的BOG全部回收利用，避免BOG压缩系统BOG放空造成浪费；•2台设计、6t/h、1.7MPaG排气压力、设计温度：-196/65℃；2台设计、6t/h、1.7MPaG排气压力、设计温度：196/65℃；•采用低温往复式压缩机，方便实现BOG变工况运行和设备启停；通过逐级调节（0255075100%）实现流量控制压缩机负荷过逐级调节（0-25-50-75-100%）实现流量控制，压缩机负荷由LNG储罐压力控制。二、工艺技术方案及特点8、LNG装车技术方案及特点LNG装车泵及装车系统•采用罐内安装的立式潜液离心泵，运行稳定、可靠性高、效率高、无需密封系统、故障率低；操作液位要求低，增加了储罐的有效容积和装置的整体操作弹性；启停方便运行范围大特别适合槽车装车操作启停方便，运行范围大，特别适合LNG槽车装车操作；正常流量：320m3/h，扬程：160mLC；装车臂装车14个装车撬803/h撬•装车臂装车、14个装车撬、80m3/h.撬；•槽车采用流量控制器控制装车，可操作性强。提纲工程概述工程概述一、工程概述一、工程概述二、工艺技术及其特点二、工艺技术及其特点二、工艺技术及其特点二、工艺技术及其特点三、国产化装备应用三、国产化装备应用四、安全设计四、安全设计五、典型项目业绩及技术推广应用五、典型项目业绩及技术推广应用三、国产化装备应用三、国产化装备应用1、国产化设备应用泰安LNG项目全面实现了重大装备的国产化应用，包含：9冷剂压缩机、9驱动电机9驱动电机9天然气液化冷箱9低温BOG压缩机9低温BOG压缩机9DCS控制系统9低温阀门等9低温阀门等三、国产化装备应用三、国产化装备应用2、大功率混合冷剂压缩机及配套电机突破寰球公司、沈阳鼓风机厂、上海电机厂、山东公司突破•首台套MR1压缩机方案™单缸两段，共6级叶轮™轴功率:~11532kW首台套•大型筒型，规模国内最大MR2压缩机方案™轴功率:~11532kW™转速：7850rpm™型号：3BCL526基础MR2压缩机方案™两缸两段，共11级叶轮™轴功率:~16465kW™转速7112基础百万吨乙烯装置裂解气压缩机™转速：7112rpm™型号：MCL705+BCL526™相比国外同类产品节约投资20%百万吨乙烯装置裂解气压缩机™缩短制造周期4个月以上三、国产化装备应用三、国产化装备应用2、大功率冷剂压缩机及配套电机•便于装置的负荷调节，起到•符合压缩机入口流量大、高节能的目的马赫数要求的特点大宽容量范围可加工性高效率•采用线性叶轮，便于整体铣制，减少加工周期•机组效率达到85%以上压缩机效率达到85%以上三、国产化装备应用三、国产化装备应用3、立式迷宫往复式低温BOG压缩机™四列迷宫密封压缩机™流量:~6t/h寰球公司、沈阳远大、山东公司•首台套•低温球铁材料(YDQ-196)™吸入压力:0.11MPaA™排出压力:1.8MPaA™吸入温度:110~161℃突破•密封结构™吸入温度:-110~-161℃™轴功率:~760kW基础大型(常温)乙烯(-103℃)小型™相比国外同类产品节约投资40%大型(常温)、乙烯(103℃)、小型天然气液化(-162℃)BOG压缩机™缩短制造周期3个月以上三、国产化装备应用三、国产化装备应用3、立式迷宫往复式低温BOG压缩机低温材料实验低温应力分析及温度场分布低温隔热结构及紧固件‹35%的镍钢在低温条件下‹气缸在低温下的‹低温条件下紧固件的选择膨胀系数最小应力集中部位三、国产化装备应用三、国产化装备应用寰球公司四川空分山东公司3、板翅式换热器冷箱寰球公司、四川空分、山东公司铝制板翅式换热器™总热负荷328MW•优化改进结构设计高大寸多流板翅式™总热负荷：32.8MW™分为A/B两列，在工厂制造组装、整体运输™单列外形尺寸：3.9×4.9×29.5m突破•高压、大尺寸多股流板翅式™安塞冷突破箱基础™小型天然气液化冷箱™相比国外同类产品节约投资20%™小型天然气液化冷箱™安塞（200万方）已成功应用™缩短制造周期3个月以上三、国产化装备应用三、国产化装备应用3、板翅式换热器冷箱1）两相流换热技术2）多股流均配技术2）多股流均配技术注液封条结构图三、国产化装备应用三、国产化装备应用4、低温阀门国内低温阀门的供应长期依赖进口，为打破垄断，能源局决定以本项目为试点工程对3”以下低温球阀及6”以下低温截止阀进行国产化研制。低温阀门国产低温阀门~1000台为试点工程对3以下低温球阀及6以下低温截止阀进行国产化研制。低温阀门1200余台国产低温阀门~1000台进口低温阀门~200台全厂阀门4000余台寰球公司、苏州纽威、大连大高、山东公司三、国产化装备应用三、国产化装备应用5、DCS控制系统浙江中控的DCS系统已先期在安塞LNG项目上得到成功应用。本项目进一步优化系统配置，为国内DCS系统在LNG液化领域的应用夯实基础。MR1MR2非冗余MODBUS通讯MR2装车系统SIS冗余MODBUS通讯DCSECS-700计量撬BOG罐表PSA火炬3500I/OCPU32位RISC芯片程序空间16M、数据空间20M掉电保持PSA寰球公司、浙江中控、山东公司空间20M，掉电保持数据大于3个月提纲工程概述工程概述一、工程概述一、工程概述二、工艺技术及其特点二、工艺技术及其特点二、工艺技术及其特点二、工艺技术及其特点三、国产化装备应用三、国产化装备应用四、安全设计四、安全设计五、典型项目业绩及技术推广应用五、典型项目业绩及技术推广应用四、安全设计四、安全设计1、危险性分析¾工艺装置在生产过程中涉及的化学品主要包括：天然气NG、液化天然气LNG、乙烯、丙烷、重烃，以及脱汞剂（载硫化物大孔氧化铝）、干燥剂（分子筛）等除辅助材