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国产压缩机助力 首座百万吨LNG工厂打破能源垄断

2017-08-02 tag标签:

我国首座百万吨级国产化大型液化天然气(LNG)工厂——湖北500万立方米/日LNG工厂国产化示范工程,以优异成绩于11月20日通过大考,达到国内领先、国际先进水平,为打破西方能源技术垄断铺平了道路。

考核严格,数据亮眼

工程采用自主研发的成套工艺包,技术先进、成熟可靠,国产化设备运行参数优于标准,匹配良好、运行稳定;工厂操作安全稳定,启停便捷、负荷调节灵活,体现了操作维护上的优势。

项目负责人表示,此次性能过程考核相当严格。工厂在各种工况和生产负荷下经过长周期平稳运行后,性能考核期间满负荷运行超过72个小时,并进行了超负荷运行测试。业主方昆仑能源有限公司邀请国内LNG行业知名专家,进行包括综合性能测试、能耗分析以及LNG产品气质分析等全面考核,取得并对比分析数据千余项。

相比严格的考核过程,考核数据更是亮眼——包括原料气处理能力、水电气消耗、净化度、液化能耗、液化水耗、设备运行参数等在内的性能指标均达到或超过设计指标。其中,综合电耗、工艺电耗、制冷电耗分别为每标准立方米0.29度、0.26度、0.24度,综合能耗值为每吨LNG5235兆焦耳。这些指标均达到国内领先、国际先进水平。

国产化压缩机担纲

(1)冷剂压缩机及配套电动机、变频器

湖北LNG工程的制冷压缩机采用了百万吨乙烯装置的国产化研究成果,实现了制冷压缩机的全面国产化。压缩机通过电机驱动,同时为了增强装置的操作弹性,节约能耗,节省操作成本,电机均配置有变频器。压缩机配套电机功率分别为丙烯压缩机30MW、乙烯压缩机17MW和甲烷压缩机14MW。

丙烯压缩机配套的电机达到30MW,是国内目前为止最大功率的单台同步电动机。乙烯、甲烷压缩机最低吸气温度为-100℃,是目前国内功率最大的乙烯、甲烷压缩机。乙烯压缩机配套的电机采用高速同步电机,采用直联方式,提高了效率,减低了机械故障率。

变频器采用4500V高压器件IEGT,副边12绕组移相变压器,每相4级功率单元串联,三相共12个变频功率单元的拓扑结构,使用元器件少。其中,丙烯压缩机电机变频驱动系统容量达到32MVA,是国内目前为止最大的单台变频驱动系统。

(2)BOG压缩机

BOG压缩机增压系统兼顾设备可靠性和节能,选择对称平衡式往复压缩机,在工艺设计中优化流程,在回收BOG低温冷量后实现了-30℃低温增压工艺。为了实现BOG压缩机的运行灵活性,通过卸荷阀可分25%、50%、75%及100%多档运行。

(3)换热器

天然气液化过程中冷量需求以冷凝段最大,过冷段仅占全负荷的14%。因此,主换热器选用“管壳式换热器+板翅式换热器”配置。预冷液化段的丙烯蒸发器(4个温度等级)和乙烯蒸发器(3个温度等级)采用管壳式换热器,技术成熟、可靠,同时通过设备设计创新,组合同温度等级换热器,减少设备台数。天然气的过冷段选用板翅式换热器。主换热器选用“管壳式换热器+板翅式换热器”,避免了引进绕管式换热器,同时也避免了大型LNG装置中多台板翅式换热器并联后出现的偏流问题。

中国首个百万级LNG工厂共创30余项第一

湖北黄冈LNG工厂项目2012年5月18日动工,2014年6月9日首车LNG槽车装车外运,当月26日,进行全面投入运行。

湖北黄冈LNG工厂是国内首个规模化、国产化LNG项目,采用自主成套工艺包、施工技术和国产化设备,实现大型LNG工厂建设从技术到装备的全面国产化。该项目工程建设期间创造了“国产多股流管壳式换热器在大型LNG工厂应用”等10余项首次,以及“乙烯压缩机、甲烷压缩机、变频器及其配套的防爆电机国内制造”等20余项第一。

此外,工程建设采用了“业主+PMC+EPC”的管理模式,为确保湖北黄冈LNG工厂项目安全顺利投产,中国石油昆仑能源有限公司牵头组织,由PMC、EPC、施工建设单位、设备厂商及专家组共同组建专业开车团队。

项目负责人表示,作为项目EPCC总承包的CPE西南分公司的工程技术人员,从工程开建的第一天起,就大胆创新思维和技术,坚持中国创造和中国制造。技术人员采用了完全由其自主开发的、以“多级单组分制冷液化工艺技术”为代表的数十项专利专有技术;采用了国产化装备,装备国产化率达到了99%;采用的丙烯、乙烯、甲烷制冷压缩机,30兆瓦防爆电机以及30兆瓦变频器,冷剂压缩机干气密封等设备为目前国内最大。

工程的实施提升了我国装备制造水平,依托工程取得的技术成果。该负责人说,为此,公司又成功开展了集团公司重大科技课题“350万吨/年天然气液化关键技术与装备国产化研究”,这对打破西方垄断,为国产化LNG工程由百万吨级向千万吨级迈进,跻身世界百万吨级LNG主流设计、制造商行列铺平了道路。

LNG市场前景看好

2012年开始,国产LNG产能呈激增状态。截至2013年底,我国投产LNG工厂86座,设计总产能3845万方/天。目前,中国LNG工厂全部产能合计约7000多万方/天,加上在建项目,总产能达到1亿方/天左右。2017年总产能有望达1.6亿方/天。

在业内人士看来,未来中国车船用LNG会极大地拉动产业的快速发展。“LNG的运输成本、储存成本都低,加上环保的因素,是替代柴油的最佳选择。”陕西省燃气设计院院长郭宗华说。

L仅以重卡为例。目前全国有重卡550万辆,按照10%的速度递增,2015年拥有超过660万辆。按照10%使用LNG计算,每车每天耗气250立方米,年运行300天,全国重卡的年耗气量就超过500亿立方米。这也就需要3400万吨的LNG供应量。

未来五年中国天然气将持续增长,在城市燃气调峰及交通运输业替代燃料需求推动下,液化天然气工厂发展潜力巨大。

LNG源起于中国市场,未来中国LNG产业的走向将会影响整个世界。压缩机是液化天然气的关键设备,国内制造商在天然气压缩机上,也有着足够的实力。优异的质量和优惠的价格,让国内压缩机企业未来在LNG市场上,将大有可为。


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