我國經濟的快速發展推動能源需求持續增長,天然氣作為一種清潔能源在我國能源結構中的地位日益突出。近年來,為了提高天然氣在我國一次能源消費中的比重,政府對LNG產業的發展日益重視,LNG接收站和天然氣液化工廠項目迅速鋪開。
中國寰球工程公司(下稱“寰球工程”)是國內最早介入LNG技術研究和開發的單位之一,2003年即參與國內第一個LNG接收站(廣東大鵬LNG接收站)工程的設計、采購和施工,并獨立完成了廣東LNG接收站工程擴建項目的工藝及工程設計。
LNG業務已經成為寰球工程重要的戰略發展主業之一,具備同時總承包建設6-9個天然氣液化工廠或LNG接收站的能力,擁有LNG全業務鏈的工藝設計、施工及關鍵設備國產化技術,申請專利33項,具備自主研發、自主設計、自主施工、自主開車、自主采購、自主管理各類工程項目的綜合能力,已連續4年營業額保持在20億元人民幣以上。
截至目前,寰球工程已承接超過100項各類LNG和低溫工程項目,范圍涉及技術開發、前期可研、工程設計、現場管理、EPC、EPCC總承包等。近十年來成功總承包建設并負責開車完成了天津大沽、陜西安塞、江蘇如東、遼寧大連、河北唐山等多個低溫工程項目,建立了涉及LNG接收站、天然氣液化、低溫儲運等豐富技術儲備。
寰球工程堅持“業務領域精通化、核心技術自主化”的經營戰略。在業務領域精通化方面,強化現有技術開發和工程建設各個階段的綜合管理能力,逐步培養、壯大市場營銷和項目前期咨詢功能,形成覆蓋天然氣凈化、液化、儲存到外輸全產業鏈業務范圍,兼顧其他低溫儲運項目的建設服務,打造全領域精通化和專業化的業務功能。
在核心技術自主化方面,通過研究、應用、總結和不斷創新,加快前沿技術開發,豐富優勢技術積累,推廣自有核心技術的優質服務,吸收國內外優秀人才,堅持和弘揚國產化理念,學習國際領先專利商、工程公司的優秀經驗,為實現“國內第一、世界一流”發展目標打好基礎。
“國家能源天然氣液化技術研發中心”是國家能源局在天然氣領域批準設立的唯一國家級技術研發中心,于2011年9月正式落戶寰球工程,充分反映了寰球工程在液化天然氣研發領域的國內領先地位,將為我國LNG產業的技術進步提供支撐,全面增強我國LNG技術的核心競爭力。
LNG接收站成套技術
打破國外技術壟斷,領跑國內產業發展
與歐美日等發達國家相比,我國LNG接收站建設起步較晚但發展迅速,2002年與澳大利亞LNG購銷合同的簽訂拉開了我國大規模進口LNG的序幕。
截至2014年2月,我國沿海各地已投產LNG接收站項目共10個,在建和擴建項目10余個,另有多個項目正處于前期規劃中。2013年,我國進口LNG約1700萬噸,同比增長20%,預計2020年前我國LNG進口量將達到6000萬噸/年。
巨大的進口量給沿海LNG接收站的建設帶來了機遇,同時LNG接收站自主成套技術對能源安全、穩定供應也至關重要。
寰球工程通過技術開發、應用和總承包建設江蘇、大連、唐山等接收站,打破了國內LNG接收站項目由國外EPC總承包商壟斷和對項目全過程的控制,特別是改變了主要建設材料均需依賴進口的局面。
目前,寰球工程已經掌握了建設大型LNG接收站配套設施及16萬方LNG儲罐的設計和施工技術,具備建造20萬方儲罐的設計和施工技術能力,已經應用于江蘇接收站二期工程項目。
同時,寰球工程還參與編制國家標準《低溫環境混凝土應用技術規范》(已公示),填補國內設計規范在-40℃-200℃之間混凝土應用技術空白;主編國家標準《液化天然氣(LNG)接收站工程設計規范》,把技術成果應用上升到了國家層面,使寰球工程掌握了在低溫儲罐設計和施工領域的主動權和話語權。
天然氣液化成套技術
自主技術實現工業應用,有望快速搶灘國內市場
現階段,國內液化天然氣工廠數量與規模呈快速增長趨勢,單條液化生產線規模不斷擴大。盡管國內至今尚無采用自主技術的大型天然氣液化工廠建成,但中小型天然氣液化技術發展迅速,建設項目數量快速增加。
截至2014年2月,國內已有104座中小規模天然氣液化工廠建成投產,其中寧夏哈納斯2×150萬方/天(80萬噸/年)項目規模最大,采用美國空氣產品公司的液化工藝,陜西華氣安塞215萬方/天(50萬噸/年)項目采用寰球工程自主技術建設,為目前國內單線規模最大的天然氣液化裝置,并實現了包括冷箱、BOG壓縮機和單包容LNG儲罐在內的部分關鍵設備的國產化。
2013年,山東泰安260萬方/天(60萬噸/年)天然氣液化項目和湖北黃岡500萬方/天(120萬噸/年)天然氣液化項目均實現了機械竣工,其中山東泰安天然氣液化項目關鍵設備國產化率已接近100%。
寰球工程在天然氣液化成套技術方面,擁有DMR(雙循環混合冷劑液化流程)、SMR(單循環混合冷劑液化流程)、OSMR(優化單循環混合冷劑液化流程)等多個類型的天然氣液化工藝成套技術,可以滿足大、中、小型(單線規模10-260萬噸/年)不同系列天然氣液化工程需要。
自主開發了適用于大、中、小型全系列天然氣液化工藝技術及其配套技術,其中新型雙循環混合冷劑液化工藝技術(DMR)單位功耗計算值為每噸LNG功耗12.3千瓦·天,達到國際先進水平;開發了天然氣液化、輕烴回收與分離、氮氣脫除一體化技術。
探索出了流程結構、混合冷劑配方對液化裝置能耗的影響規律,據原料氣條件、環境條件確定混合冷劑配方、模擬計算及工藝優化方法。其中,優化單循環混和制冷劑工藝技術(OSMR)為寰球工程控股澳大利亞LNGL公司所有,技術通過了WORLEYPARSONS、SKE&C、FOSTERWHEELER、CBI、SHELL、CHIYODA、BP等工程公司和技術咨詢公司獨立評審。OSMR技術是國際上同類技術中能量綜合利用最完整、熱效率最高、碳排放量最低的天然氣液化技術,為DMR技術形成很好的補充。
自主研發成功天然氣液化裝置專用的新型脫硫脫碳配方溶劑,開發出以溶劑法為主要技術路線的原料天然氣深度預處理工藝和方法;開發完成單線規模為50萬噸/年、60萬噸/年和260萬噸/年3個等級的天然氣液化項目工藝技術包及配套技術,都已具備工程應用條件,目前還在開發單線規模500萬噸/年的超大型天然氣液化技術。
采用自主DMR技術總承包建設的、目前國內最大的60萬噸/年山東泰安天然氣液化項目和50萬噸/年陜西安塞項目,首次實現國內大中型天然氣液化技術的工業化應用。陜西安塞項目已開車成功,并于2012年10月31日順利通過性能考核,以“安、穩、長、滿、優”的良好表現得到了各方認可,成為國內已投產單套規模最大的天然氣液化工廠。
關鍵設備國產化技術
緊密依托重大工程,力推關鍵設備國產化
為全面實現大中型LNG裝置國產化,寰球工程和國內設備制造廠聯合研制應用于大中型LNG項目的冷劑壓縮機、驅動機、冷箱、BOG壓縮機等關鍵設備,國產化制造技術取得重大創新。
目前,已經完成關鍵設備的國產化技術開發,開發了采用大型筒型優化結構的大功率冷劑壓縮機、2.8m2扭葉片的變轉速驅動機(蒸汽透平)、蒸發氣(BOG)壓縮機及低溫球鐵材料以及世界上最大、國內領先的高壓、大尺寸多股流板翅式換熱器(冷箱);形成國產化設備的研究報告、詳細施工圖、檢驗試驗方案、材料選擇及加工工藝分析等文件,解決了生產過程的技術難題。
主要設備研制進展情況有:適用于50萬噸/年規模裝置的國產冷箱、DCS系統成功應用在安塞項目;適用于60萬噸/年規模裝置的國產冷劑壓縮機、BOG壓縮機已經應用在山東泰安;適用于260萬噸/年規模天然氣液化裝置的冷劑壓縮機、驅動機(蒸汽透平)、BOG壓縮機已經完成施工圖、機加工方案以及檢驗、試驗方案等,具備生產制造條件。
作者:佚名 來源:中國石油網