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中国LNG应用技术的发展过程和发展现状
浏览次数 1042 , 日期 2013-12-03 , 燃气设备 加入收藏
近年来,随着世界天然气产业的迅猛发展,液化天然气(LNG)已成为国际天然气贸易的重要部分。与十年前相比,世界LNG贸易量增长了一倍,出现强劲的增长势头。
LNG是天然气的一种储存和运输形式,其广泛使用有利于边远天然气的回收和储存,有利于天然气远距离运输,有利于天然气使用中的调峰和开拓市场,以及扩展天然气的利用形式。
我国早在六十年代,国家科委就制订了LNG发展规划,六十年代中期完成了工业性试验。四川石油管理局威远化工厂拥有国内最早的天然气深冷分离及液化的工业生产装置,除生产He外,还生产LNG。进入九十年代,我国进一步开始了液化天然气技术的实践,中科院低温中心联合有关企业,分别在四川和吉林研究建成了两台液化天然气装置。与国外情况不同的是,国内天然气液化的研究都是以小型液化工艺为目标。
2000年,在液化天然气技术实践的基础上,通过引进国外技术,第一台事故调峰型天然气液化装置在上海浦东建成,第一台商业化的天然气液化装置于2001年在中原油田建成。这标志着,国内天然气液化应用技术开始全面推开,随后在新疆,四川等地相继有多个LNG工厂建成投产,促使我国天然气从液化,储存,运输,到终端使用的LNG应用技术的全面发展。
二、中国LNG应用技术发展现状
从2001年中原油田建成的第一套商业化天然气液化装置开始,到目前近十年的时间,我国LNG应用技术得到了快速发展,建立起了涉及天然气液化,储存,运输,汽化和终端使用,以及配套装备各个方面,具有中国特色的LNG产业,成为了我国天然气工业发展中的一个重要方面。主要体现在:
目前,我国已建成近20套LNG生产工厂,总规模达到了年产LNGl46万吨,在建和待建的还有10套,总规模达到了年产LNGl20万吨。前期的工厂大都是在引进国外技术的基础上,通过消化吸收与国内技术相结合完成,中原天然气液化装置由法国索菲燃气公司设计,使用丙烷和乙烯为制冷剂的复叠式制冷循环。新疆广汇天然气液化装置由德国林德公司设计,采用混合制冷剂循环。而国内已建和拟建的中小型LNG液化工厂,其液化设备除主要设备外基本以国产设备为主,配套国产化设备已达到60%。
近年来,随着多套小型液化装置的建设,我国已完全能自行设计、制造、安装和调试LNG生产装置。2009年10月,由四川空分设备(集团)有限责任公司自行设计、制造、安装和调试的宁夏30万方/天天然气液化装置在银川开发区正式开车成功。该套装置采用带制冷机预冷的氮、甲烷混合介质膨胀制冷工艺流程,是目前国内最大的完全国产化的天然气液化装直。
LNG储运方面,我国在低温液体储罐领域,如液氧、液氮、乙烯储罐,国内已有成熟的设计、建造技术。在国内主要有堆积绝热和真空粉末绝热两种类型的LNG储槽,容积从30方、100方、150方、700方 (组合)不等。而结构形式有立式和卧式两种。根据目前国内大型低温LNG储罐设计、建造技术现状,我国30000方以下的LNG储罐实现自主设计、建造的条件已基本成熟。
LNG槽车国内也是近年开始研制的。目前有30方、40方和45方等规格。目前我国LNG槽车运载能力已达到2000万方规模,总车俩数700多俩,单车有效容积从最初的29方发展到了51方,具有多家专业生产LNG槽车的企业和专业运输公司。同时,罐式集装箱近年来也得到了大力发展。罐式集装箱一次可装运17.5方、40方或43.9方LNG产品,采用高真空多层绝热,绝热性能好,无损储存时间长,自重轻,运输灵活。可公路,水路,铁路运输,或实现联运。
2.LNG卫星站
随着LNG生产装置商业化运行,LNG卫星站也得到了快速发展。以2001年建成投产的山东淄博LNG卫星汽化站为标志,在全国已建成100多座日供气规模在卜60万方的LNG卫星站,主要分布在华南和长三角等沿海经济发达地区。目前LNG卫星站已成为城市燃气调峰和弥补管道天然气不足的重要手段。
LNG卫星站主要具有接卸、储存和汽化功能。我国的LNG卫星站以及陆上运输技术也已基本成熟,LNG卫星站的建造和内陆液态运输设备制造都已完全国产化,同类型同性能产品价格比国外成倍的便宜,极具竞争力。
已形成的一整套完善、成熟确保安全的小型LNG运输、储存、气化和使用技术,以及一套有关运输、储存和使用的规范和法规,为我国LNG卫星站的健康发展奠定了基础。
3.LNG船运
LNG运输船是造船业公认的技术含量、附加值最高、难度最大的货轮,只有美国、日本、韩国和欧洲的少数几个国家的造船厂能建造。
中国目前是世界第三大造船国,我国造船企业从90年,就开始积极引进和吸收国外先进的LNG船舶建造技术和经验。沪东中华造船厂早在1997年就开始了研发建造LNG船项目,2000年首先成功制造出LNG液货舱模分段,并获得法国GTT公司,以及Bv,ABS, LR。DNV等船级社的认证;江南造船1996年开始为争取承建LNG船进行相关技术储备,2002年突破了建造LNG船的核心技术,成功建造了N096薄膜型LNG船货物维护系统,获得法国船级社颁发的LNG船模舱建造证书。同时又与芬兰玛莎造船公司签订了球罐型LNG船设计转让协议,成功引进新型球罐型LNG船设计技术;大连新船重工于2002年获得了法国船级社,以及BV,ABS,LR。DNV等船级社颁发的LNG船模型舱特殊舱室制作证书,掌握了建造LNG船的核心技术。
2008年4月,沪东中华造船厂自主建造的我国第一艘LNG船成功交付,
标志着我国基本掌握了世界造船尖端技术。沪东中华造船厂在首艘LNG船的制造过程中已经研发了一批LNG船的建造技术,形成了9项专利,并将集中精力进行LNG系列船型的开发,逐步形成自己的品牌。
4.LNG终端利用
LNG是天然气的一种独特的储存和运输形式,非常利于降低天然气的储存成本和天然气的远距离运输,同时,天然气通过净化处理和液化,比管道输送的天然≮更为洁净。因此LNG在终端使用上有比天然气更独特的特性。
一是用于天然气市场的开拓。由于天然气管道建’设投资大,许多地区不能及时建设管道,所以对管道气不能及时到达的地区,可用LNG培育和发展市场。
二是作为管道气的补充和调峰。
三是作为汽车和船代用燃料。LNG在汽车工业中的发展优势非常明显:着火点低,燃烧清洁环保,无黑烟、无灰渣和焦油,几乎可以自由排放;体积小,能量存储密度大,连续行驶距离通常是CNG的2倍以上;安全性能好,储存压力低(接近常压),而且密度比空气低,泄漏到空气里也会向空中扩散,不会影响人身安全;燃烧性能好,抗爆性强。
三发展中存在的问题
我国液化天然气(LNG)产业经过近十年的快速发展,在应用工程技术和储运装备上取得了积极进展,为我国LNG发展打下了一定的基础。
但是,我国在大型低温LNG储罐标准以及设计与建造专利技术方面与国外相比仍存在较大差距。从目前我国LNG应用技术发展现状来看,主要还存在以下几方面问题:
①LNG相关规范标准体系不足。没有制定LNG的专用设计规范,以及LNG质量标准,国际先进的标准也转标不足。国内LNG站设计工作一般参考美国NFPA一59A((液化天然气(LNG)生产、储存和装卸标准》。应尽快颁布适合我国自身条件的LNG设计规范,制定施工标准,以指导LNG应用领域的设计、施工安装和运行管理。
②国内在建的LNG接收终端系统流程的设计均采用国外技术,国内仅具
有卫星LNG站系统的设计能力,尤其是大型LNG储槽的设计与建造技术基本处于起步状态。研究人员应大力提高该方面的技术水平,开发具有自主知识产权的接收终端工艺流程。
③LNG相关设备、阀门、仪表等对材料和结构的保冷性有特殊要求,国内的设计制造水平与国际水平相差较大,应加强防腐蚀、安全性、可靠性的研究,从而大幅度降低产品成本。
④对LNG项目营运与管理缺乏综合性人才。
四、LNG应用技术发展前景
展望未来,我国天然气需求旺盛,在一次能源中增长最快,液化天然气(LNG)产业作为天然气工业的一个重要方面,凭借其自身独特的优势,将促使天然气在发展方式、发展规模、投资成本、生产消费等方面呈现新的特点,同时进一步带动LNG应用技术的发展。从发展前景主要在以下几方面:
1.沿海大型LNG接收站进一步的规模建设,将促使我国LNG应用技术进一步发展和完善
自2006年5月深圳LNG接收站一体化项目投产后,又投产了福建LNG接收站项目和上海接收站项目,三个项目系统流程设计均采用国外技术。通过项目实施,引进了专利技术,保证了LNG工艺的优化与最新技术的使用,同时锻炼了施工技术队伍。主要新工艺技术体现在,最大限度的收集与处理BOG保证了LNG工艺的安全;因此,在接收站的建造过程中,国内的工程设计和施工企业都得到了很好的锻炼,并掌握了一定的关键技术。
2.城市调峰和供气管网缺乏地区是LNG技术应用的重要方面。
由于天然气需求旺盛,以及季节性用量差别大,往往造成地区性供气缺口,所以发展小型LNG调峰生产装置和卫星储备站,是保障城市安全平稳供气的重要手段。同时由于地区性经济发展水平的差别,一些地区管网建设有困难,可采取卫星站的方式实现天然气供应。因此,城市调峰和供气管网缺乏地区是小型LNG调峰生产装置和卫星储备站技术应用的重要方面。同时卫星储备站也是大型LNG接收站在合理经济配送半径内,最好的配套设施。
3.汽车和内河航运是LNG技术应用的市场燃气汽车发展来看,在到压缩
天然气(CNG)不平凡的过程,这个过程中关键的因素是资源的供应稳定和技术进步问题。近来,由于天然气资源的快速增长和管道网络的形成,以及燃气发动机的发展,促使了CNG汽车的大力发展。因此,未来LNG车用的发展具有很大的潜力。其发展趋势主要体现在以下几方面:
(1)在非管网覆盖区,以及沿海和江河地区,LNG将成为主流趋势 由于LNG是液态,非常便于经济可靠地远距离运输,在海上,通常用大至12~13万m3的LNG轮船,进行长途运输;内河可用0.2万In3左右的LNG船,或集装箱运输。因此,在非管网覆盖区,以及沿海和江河地区,建设LNG卫星尊和汽车加气站不受天然气管网的制约,从而促使这些地区LNG业务的发展。
(2)城际长途交通将大力发展LNG汽车
使用LNG的汽车,由于LNG能量密度大,里程长。目前,我国道路运输平均运距:客运为46.5公里,货运为171.5 公里。表明道路货运在跨区间中长途运输,在短途出行服务中发挥着骨干作用。若在交通枢纽驾匠和高速公路沿线建设LNG加气站,势必促使城堡兰 途交通大量使用LNG,从而促使使用LNG的汽车得到大力发展。
(3)连网的高速公路将是LNG加气站发展的首选LNG的优势决定了LNG特别适合大型的长途运输车辆。完善的公路网络和庞大的运量将促使大量的运输车辆的发展,特别是大型车辆。因此,连网的高速公路将是LNG加气站重要的发展区域,并且也是最有潜力的区域。
(4)内河航运是LNG发展潜力非常大的市场,内河航运具有运量大、成本低的优势。江河湖海相连,构成了天然内河航运网。流域面积在lOOkm以上的河流有5万多条、约43万公里长,大小湖泊900多个,大多水量充沛,常年不冻,为发展内河航运提供了优越的自然条件。内河航运将是我国交通发展的又一新领域(相对高速公路和铁路)。这势必将促使LNG作为船用燃料LNG和船运LNG的发展。从以上趋势可以看出,在LNG资源充分保证的前提下,未来汽车和内河航运是LNG技术应用的主要市场。
LNG利用市场在中国的不断发展,为中国LNG应用技术的发展提供了广阔的空间,势必将进一步促使中国LNG工业的快速发展。
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