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天然氣液化技術(shù)范文第1篇

關(guān)鍵詞：天然氣 工藝 對(duì)比 分析

基本負(fù)荷型LNG 大多采用丙烷/ 混合制冷（ C3/MR） 工藝（ C3 是工藝代號(hào)） ， 該工藝是由空氣產(chǎn)品及化學(xué)公司APCI （ Air Product s and Chemicals Inc. ）于20 世紀(jì)70 年明的， 全世界大約95% 的LN G 工藝是在該工藝的基礎(chǔ)上演變而來的， 該工藝通常采用蒸汽輪機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)， 冷卻方式可采用水冷和空冷等。近年來， 隨著低溫?zé)峤粨Q器制造技術(shù)的發(fā)展， 丙烷/ 混合制冷工藝得到更加廣泛的運(yùn)用， 裝置的生產(chǎn)規(guī)模達(dá)到了每年400X104 t。

近期LNG 工業(yè)快速增長(zhǎng)再次刺激了LN G工藝的技術(shù)發(fā)展， 也使一些傳統(tǒng)的LNG 生產(chǎn)工藝得到了關(guān)注， 尤其是混凝土結(jié)構(gòu)的、駁船型、浮式LNG 裝置等小規(guī)模LNG 項(xiàng)目的應(yīng)用。例如： Phillips 在大西洋LNG 項(xiàng)目（ the At lant ic LNG project ） 中， 采用復(fù)迭式工藝， 使該工藝再次受到關(guān)注。Pritchard 在PRICO 工藝的基礎(chǔ)上對(duì)單混合制冷工藝的功耗效率進(jìn)行了很大改進(jìn)， 使該工藝能用于陸上或海上LN G 生產(chǎn)裝置。

一、比較基礎(chǔ)

由于技術(shù)內(nèi)容無法公開獲得， 所以在實(shí)踐中對(duì)不同工藝的逐項(xiàng)比較是很困難的。因此， 筆者僅使用相同的條件（ 冷卻介質(zhì)、原料氣、標(biāo)準(zhǔn)、費(fèi)用） 對(duì)優(yōu)化的丙烷/ 混合制冷工藝與其他較好的4 類工藝進(jìn)行了比較， 它們是： 丙烷/ 混合制冷工藝（ C3/ MR） 、復(fù)迭式制冷工藝（ CCS ） 、改進(jìn)的雙混合式制冷工藝（ DMR） 、改進(jìn)的單混合式制冷工藝（ SMR） 和帶預(yù)冷的氮膨脹制冷工藝（ 工藝代號(hào)為N2） 。為方便比較，假定LNG 裝置采用相同的預(yù)處理單元。研究的限定條件為： 原料氣溫度為25 ℃ 、壓力為60 MPa； 原料氣組分體積含量為甲烷85. 1% 、乙烷6. 5%、丙烷3%、丁烷1. 2% 、戊烷及重組分0. 5%、氮?dú)?. 5%、二氧化碳2. 2%； 環(huán)境平均溫度27 ℃； 回收的LPG 組分重新注入LNG； 所有的工藝都采用空氣冷卻系統(tǒng)； LNG 的貯存及裝載設(shè)施， 通用設(shè)施不在研究的范圍內(nèi)。

二、工藝流程簡(jiǎn)述

筆者選用最新型的丙烷/ 混合制冷工藝作為比較研究的參考。丙烷/ 混合制冷工藝以丙烷作為預(yù)冷介質(zhì)， 混合制冷劑（ 氮?dú)狻⒓淄椤⒁彝椤⒈椋?作為液化介質(zhì)， 選用一臺(tái)燃?xì)馔钙津?qū)動(dòng)壓縮機(jī)， 對(duì)丙烷進(jìn)行壓縮并經(jīng)空冷后冷凝。氣相和液相制冷劑依次冷卻及膨脹， 達(dá)到預(yù)定的最佳制冷曲線。天然氣在熱交換器中被液化， 丙烷循環(huán)為混合制冷劑及天然氣提供預(yù)冷冷量。復(fù)迭工藝流程是一個(gè)復(fù)合制冷系統(tǒng)。該工藝采用高沸點(diǎn)制冷劑， 為下一級(jí)的制冷劑提供冷量， 使用純凈的單組分。丙烷和乙烯制冷循環(huán)通常采用封閉式的制冷循環(huán)， 甲烷采用開式的循環(huán)， 用釜式熱交換器和板式熱交換器冷卻天然氣。使用這種換熱器，可以使其傳熱溫差非常大， 當(dāng)甲烷壓縮機(jī)的壓縮比限定后， 在高于環(huán)境溫度條件下， LNG 和閃蒸氣進(jìn)入LN G 罐， 尾氣經(jīng)壓縮機(jī)增壓后返回液化單元原料氣入口， 構(gòu)成甲烷循環(huán)的一部分。雙重混合制冷工藝（ DMR） 采用甲烷、乙烯、丙烷和丁烷混合物作為預(yù)冷介質(zhì)， 制冷劑壓縮后經(jīng)過空氣冷卻系統(tǒng)冷卻、膨脹以提供冷量。單重混合制冷工藝（ SMR） 中只有一個(gè)制冷循環(huán)將天然氣在環(huán)境溫度和同一壓力下變?yōu)長(zhǎng)NG。制冷劑為氮?dú)狻⒓淄椤⒁彝楹捅榈幕旌衔铮?制冷劑在壓縮機(jī)組級(jí)間經(jīng)空冷器部分冷凝， 氣相被壓縮冷卻并與液相混合后進(jìn)入板翅式換熱器冷卻和膨脹。天然氣在同一熱交換器中預(yù)冷和液化。氮?dú)馀蛎浿评涔に囀褂帽樽鳛轭A(yù)冷介質(zhì)， 氮?dú)鉃橐夯评鋭５獨(dú)庥杀轭A(yù)冷， 冷卻后的氮?dú)庠谌_(tái)膨脹機(jī)中膨脹。從工藝流程可以看出， 單混合制冷工藝流程、氮?dú)馀蛎浿评溲h(huán)流程工藝簡(jiǎn)單， 設(shè)備數(shù)量少， 裝置占地面積小； 丙烷/ 混合制冷工藝流程、雙復(fù)迭式制冷工藝流程、雙重混合制冷工藝流程工藝較復(fù)雜， 設(shè)備數(shù)量多， 裝置占地面積較大； 氮?dú)馀蛎浿评溲h(huán)流程因其制冷劑單一， 易獲得， 更適合于邊遠(yuǎn)地區(qū)或海上平臺(tái)。

三、主要工藝設(shè)施

驅(qū)動(dòng)制冷壓縮機(jī)的燃?xì)廨啓C(jī)常用的有GE？？5C（ 雙軸、可變速） 和GE？？7EA（ 單軸、不可變速） 兩種機(jī)型， 都是由GE（ General Electric） 公司制造的。這些燃?xì)馔钙綑C(jī)組在LNG 領(lǐng)域的應(yīng)用較為成功， 并且自身能耗相對(duì)較低。作為預(yù)冷及復(fù)迭式制冷中的多級(jí)壓縮機(jī)通常采用離心式壓縮機(jī)， 它們的流量最大， 高效率的軸流式壓縮機(jī)可用于第一級(jí)的混合制冷劑和氮?dú)獾膲嚎s。壓縮機(jī)的選用是以設(shè)計(jì)工程公司經(jīng)驗(yàn)及用戶對(duì)機(jī)器的使用反饋信息決定的， 電動(dòng)機(jī)常用作啟動(dòng)/ 輔助及尾氣壓縮動(dòng)力。筆者所研究的5 種工藝采用的運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備見表1。

熱交換器

低溫?zé)峤粨Q器形式為繞管式（ SpoolWo und） 、板翅式或者釜式（ Co reinket t le） 。選擇哪一種可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)、介質(zhì)的冷卻特性及用戶而決定（ 包括尺寸及費(fèi)用） 。通常條件下低溫?fù)Q熱器設(shè)備如表2。

四、工藝比較

1.LNG 產(chǎn)量

工藝流程的計(jì)算， 其目的是計(jì)算在給定條件下如可用燃?xì)廨啓C(jī)、空冷器空冷溫度、最大熱交換面積下的最大LNG 產(chǎn)量。從表3 可以看出， 除了氮?dú)馀蛎浌に囍猓?各流程LNG 產(chǎn)量都較高。氮?dú)馀蛎浌に囍械腖N G 產(chǎn)量低的原因是由于氮?dú)馀蛎浱峁┑臐撛诶淞枯^少， 主要以顯熱而非潛熱的形式提供冷量。

2.功耗

對(duì)費(fèi)用及效率進(jìn)行的粗略比較基準(zhǔn)是工藝系統(tǒng)的單位比功耗， 即產(chǎn)量以t/ d 為單位時(shí)LNG 壓縮機(jī)的軸功率， 計(jì)算包括所有制冷壓縮機(jī)及尾氣壓縮機(jī)功耗， 不包括液體、氣體的膨脹功。其結(jié)果如表4。

從表4 可以看出， C3/ MR 及DMR 流程的比功耗相對(duì)較低； N2 膨脹制冷循環(huán)比功耗相對(duì)較高。當(dāng)環(huán)境溫度較高時(shí)， 復(fù)迭式制冷工藝存在一定的缺陷， 丙烷壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)必須裝備大功率的輔助電機(jī)， 燃機(jī)必須高負(fù)荷運(yùn)行。

3.生產(chǎn)線液化裝置效率

每套LNG 生產(chǎn)線自身以及部分公用工程所需的燃料主要來自尾氣。 裝置的液化率可以定義為有效產(chǎn)品（ LNG 及凝結(jié)物） 量除以進(jìn)氣量。液化裝置的效率見表5。

從表5 中可以看出DMR、C3/ MR 及SMR 工藝的效率較高， N2 工藝效率較低。

五、結(jié)論

上述的比較研究表明， 對(duì)于在熱帶地區(qū)建造的大型LNG 裝置， 采用C3/ MR 工藝是最好的選擇。其他可以用的工藝是雙混合式制冷工藝和單混合式制冷工藝。帶預(yù)冷的氮膨脹工藝對(duì)大型陸上工廠來說不是最經(jīng)濟(jì)的選擇， 但因其工藝簡(jiǎn)單， 設(shè)備數(shù)量少， 制冷劑易獲得和補(bǔ)充， 較適合用于邊遠(yuǎn)地區(qū)和海上小型天然氣處理工廠。

參考文獻(xiàn)

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[2] 楊志毅， 王保慶， 李晶， 等. 液化天然氣（ LNG） 貿(mào)易面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)[J] . 河南石油， 2003（5） .

天然氣液化技術(shù)范文第2篇

關(guān)鍵詞：天然氣；儲(chǔ)存；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TU2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

隨著世界范圍內(nèi)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的提高，作為一種清潔優(yōu)質(zhì)的能源，天然氣的使用被日益重視，因此世界范圍內(nèi)天然氣的開采量以及消費(fèi)量不斷的增長(zhǎng)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的騰飛，能源結(jié)構(gòu)調(diào)整迫在眉睫。在這個(gè)大背景之下，加快對(duì)天然氣的開發(fā)利用，有利于促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、保護(hù)生態(tài)環(huán)境以及改善人們的生活水平。世界范圍內(nèi)的天然氣開采和使用可以追溯到很久以前，同時(shí)天然氣貿(mào)易也是國(guó)際能源貿(mào)易的重要組成部分。但是我國(guó)的天然氣開發(fā)以及貿(mào)易還處于起步階段。近年隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對(duì)能源的要求越來越迫切，國(guó)家開始重視對(duì)天然氣的開發(fā)使用，國(guó)內(nèi)相繼建立一批天然氣接收站以及液化廠。這預(yù)示我國(guó)的天然氣應(yīng)用進(jìn)入一個(gè)嶄新的時(shí)期。

1液化天然氣的制取與輸送

液化天然氣英文縮寫LNG，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下降溫到-162℃可以轉(zhuǎn)化為液體。開采出來的天然氣首先要脫水除去其他雜質(zhì)，然后再經(jīng)過節(jié)流、膨脹以及制冷，使甲烷液化而成的，液化天然氣具有體積小、方便儲(chǔ)藏的優(yōu)點(diǎn)，它的體積僅為氣態(tài)的六百分之一。

液化天然氣行業(yè)是一個(gè)需要與上下游產(chǎn)業(yè)進(jìn)行緊密配套的行業(yè)，有著十分長(zhǎng)的產(chǎn)業(yè)鏈。包括天然氣開采、天然氣液化、運(yùn)輸、接收與氣化、天然氣外輸管線、天然氣最終用戶等各個(gè)部分。其中，天然氣的液化工藝又包括天然氣的預(yù)處理、天然氣的液化及貯存、液化天然氣的氣化及其冷量的回收以及安全技術(shù)等內(nèi)容。由于液化天然氣具有體積小、便于運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)，往往采用液化天然氣船來進(jìn)行長(zhǎng)距離的運(yùn)輸，極大的降低了運(yùn)輸?shù)某杀疽约斑\(yùn)輸過程中的風(fēng)險(xiǎn)。液化天然氣船適合運(yùn)輸距離超過3500公里的液化天然氣，而對(duì)于3000公里左右的，使用長(zhǎng)管道運(yùn)輸最為經(jīng)濟(jì)。

液化天然氣對(duì)于整個(gè)世界的天然氣資源的優(yōu)化配置起了十分重要的作用。為天然氣資源在世界范圍內(nèi)的自由流通提供了可靠的保障。可以使沒有天然氣或者天然氣產(chǎn)量很少的國(guó)家能夠獲得天然氣，而對(duì)于有充足天然氣源的國(guó)家則可以獲得豐厚的收入。

液化天然氣與傳統(tǒng)的地下儲(chǔ)氣庫(kù)相比，在城市燃?xì)庹{(diào)峰中更加具有優(yōu)勢(shì)。例如，液化天然氣站的建設(shè)受地質(zhì)條件影響很小，占地面積小。而地下儲(chǔ)氣庫(kù)在地質(zhì)條件復(fù)雜以及沒有氣田的城市難以建立。國(guó)外的調(diào)峰技術(shù)已經(jīng)非常成熟，國(guó)內(nèi)近幾年也在積極引進(jìn)這項(xiàng)技術(shù)。

液化天然氣由于特殊的液化條件，使其自身蘊(yùn)含著豐富的低溫能量。在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，液化天然氣氣化都可以放出大量能量，這種能量可用于制造干冰、速凍食品等。

液化天然氣在液化之前就去除了所含的雜質(zhì)，因此燃燒過程中產(chǎn)生的煙塵很低，二氧化硫以及氮氧化物的排量比較低。因此被稱為清潔能源, 被廣泛用于發(fā)電、城市民用燃?xì)饧肮I(yè)燃?xì)?減少了大氣污染,有利于經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。

2 液化天然氣接收站的工藝傳統(tǒng)

液化天然氣通常由專用運(yùn)輸船從生產(chǎn)地輸出終端運(yùn)到目的地接收站, 經(jīng)再氣化后外輸至用戶。目前,已形成了包括生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、接收、再氣化及冷量利用等完整的產(chǎn)、運(yùn)、銷工業(yè)體系。

液化天然氣接收站一般具有兩種工藝，根據(jù)終端用戶壓力要求不同,直接輸出式和再冷凝式。接收站本身包括：接收港和站場(chǎng)兩個(gè)部分。在流程中是否設(shè)有再冷凝器等設(shè)備接收站一般由卸船、儲(chǔ)存、再氣化外輸、蒸發(fā)氣處理、防真空補(bǔ)氣和火炬放空部分工藝系統(tǒng)有的終端還有冷量利用系統(tǒng)組成。為了能夠平穩(wěn)、安全的運(yùn)轉(zhuǎn), 必須要有高度可靠的控制系統(tǒng)。

2.1 液化天然氣卸船系統(tǒng)

碼頭上的卸料臂把靠泊碼頭的液化天然氣運(yùn)輸船上的輸出管線和碼頭上的卸船管線連接起來，船上儲(chǔ)罐內(nèi)的輸送泵潛液泵將輸送到終端的儲(chǔ)罐內(nèi)。隨著船上液化天然氣的不斷減少，儲(chǔ)罐內(nèi)壓力隨之下降。將碼頭上儲(chǔ)罐內(nèi)由于溫度上升而氣化的天然氣重新導(dǎo)入船內(nèi)，以維持罐內(nèi)壓力的穩(wěn)定。液化天然氣卸船時(shí)一般采用雙母管式設(shè)計(jì)的管線。在船上的天然氣往岸上傳輸時(shí)，兩個(gè)管線同時(shí)工作，當(dāng)其中的一根發(fā)生故障的時(shí)候，另一根管線仍可以保障工作繼續(xù)進(jìn)行，保證工作的連續(xù)性。

2.2 液化天然氣儲(chǔ)存系統(tǒng)

液化天然氣儲(chǔ)存低溫儲(chǔ)罐采用絕熱保冷設(shè)計(jì)。但是有的時(shí)候仍然有可能有外界的熱量進(jìn)入。尤其是在儲(chǔ)罐絕熱層、附屬管件等的漏熱等情況下，都會(huì)導(dǎo)致罐內(nèi)溫度的上升，會(huì)引起儲(chǔ)罐內(nèi)少量蒸發(fā)。卸船時(shí),由于船上儲(chǔ)罐內(nèi)輸送泵運(yùn)行時(shí)散熱、船上儲(chǔ)罐與終端儲(chǔ)罐的壓差、卸料臂漏熱及液體與蒸發(fā)氣的置換等, 蒸發(fā)氣量可數(shù)倍增加。為了最大程度減少卸船時(shí)的蒸發(fā)氣量, 應(yīng)盡量提高此時(shí)儲(chǔ)罐內(nèi)的壓力。

2.3 液化天然氣再氣化/外輸系統(tǒng)

儲(chǔ)罐內(nèi)液化天然氣經(jīng)罐內(nèi)輸送泵加壓至1兆帕后進(jìn)人再冷凝器,使來自儲(chǔ)罐頂部的蒸發(fā)氣液化從再冷凝器中流出的液化天然氣可根據(jù)不同用戶要求,分別加壓至不同壓力。一般情況是一部分液化天然氣經(jīng)低壓外輸泵加壓至4兆帕后,進(jìn)入低壓水淋蒸發(fā)器中蒸發(fā)。水淋蒸發(fā)器在基本負(fù)荷下運(yùn)行時(shí), 浸沒燃燒式蒸發(fā)器作為備用設(shè)備, 在水淋蒸發(fā)器維修時(shí)運(yùn)行或在需要增加氣量調(diào)峰時(shí)并聯(lián)運(yùn)行。另一部分經(jīng)高壓外輸泵加壓至7兆帕后,進(jìn)人高壓水淋蒸發(fā)器蒸發(fā),以供遠(yuǎn)距離用戶使用。

3 液化天然氣冷能的利用

液化天然氣在工業(yè)生產(chǎn)以及居民生活中都具有非常廣泛的用途。而若想對(duì)液化天然氣進(jìn)行充分的利用就必須將其進(jìn)行深度冷凍，只有通過深度冷凍技術(shù)的運(yùn)用，將其控制在一個(gè)超低溫度的大型冰箱內(nèi)，才能使天然氣得以液化保存并被廣泛的應(yīng)用。在對(duì)天然氣進(jìn)行液化的過程中需要消耗巨大的能量，這些能量作用于氣化狀態(tài)的天然氣，可以使其變成液態(tài)形式，當(dāng)液化的天然氣在進(jìn)行釋放使用時(shí)便會(huì)將其進(jìn)行液化過程中所吸收的巨大能量通過能量守恒定律加以轉(zhuǎn)化釋放，進(jìn)而是天然氣投入正常的使用當(dāng)中，并且收到降低使用成本的良好效果。

液化天然氣冷能的利用原理主要是根據(jù)液化天然氣周圍環(huán)境與天然氣二者之間壓強(qiáng)的不同，來實(shí)現(xiàn)液化冷能回收利用的。當(dāng)液化天然氣本身與周圍環(huán)境的壓強(qiáng)處于平衡狀態(tài)時(shí)，其內(nèi)部存儲(chǔ)的能量便會(huì)得以釋放，并可以通過合理的手段對(duì)這部分釋放能量加以運(yùn)用。

4 汽車對(duì)液化天然氣的運(yùn)用

天然氣作為一種有甲烷所組成的氣態(tài)化石燃料，在能量轉(zhuǎn)化的過程中不會(huì)產(chǎn)生廢渣、廢水，引起被譽(yù)為21世紀(jì)的清潔燃料。目前隨著汽車數(shù)量的不斷增多，汽車尾氣對(duì)自然環(huán)境的污染越發(fā)嚴(yán)重，針對(duì)這一問題，若想有效控制汽車尾氣對(duì)自然環(huán)境所造成的污染就需要采用新型能源來替代汽油作為汽車的唯一動(dòng)力能源。為此天然氣作為汽車的新型燃料而備受重視。根據(jù)天然氣汽車所采用的天然氣存儲(chǔ)方式的不同，可以將天然氣汽車劃分為以下三類：壓縮天然氣汽車、液化天然氣汽車、和吸附天然氣汽車。

總結(jié)

液化天然氣作為一種新型的環(huán)保型燃料，用于液化天然氣存儲(chǔ)的設(shè)備具有投資成本高，存儲(chǔ)技術(shù)復(fù)雜等主要特點(diǎn)，液化天然氣的使用符合我國(guó)構(gòu)建人員自然和協(xié)發(fā)展的發(fā)展理念，液化天然氣的存儲(chǔ)以及應(yīng)用技術(shù)為這一發(fā)展理念的實(shí)現(xiàn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，我國(guó)在發(fā)展的道路上要積極的研發(fā)液化天然氣的儲(chǔ)存以及應(yīng)用技術(shù)，為液化天然氣在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及人們生產(chǎn)生活中得到更為廣泛的運(yùn)用開拓更為廣闊的空間。

參考文獻(xiàn)

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天然氣液化技術(shù)范文第3篇

二十一世紀(jì)，我國(guó)能源結(jié)構(gòu)將有較大調(diào)整， 目標(biāo)是加快國(guó)內(nèi)石油天然氣資源的勘探和開發(fā)，積極引進(jìn)鄰國(guó)(俄羅斯等獨(dú)聯(lián)體國(guó)家)的天然氣，適量進(jìn)口LNG(在東南沿海建設(shè)進(jìn)口LNG接收基地)。

預(yù)計(jì)，2010年我國(guó)天然氣產(chǎn)量將達(dá)到500億立方米，LNG進(jìn)口量達(dá)到500萬噸。穩(wěn)定、安全、可靠、清潔的天然氣將逐步成為城市燃?xì)獾闹鳉庠矗烊粴饣瘜⒊蔀槌鞘腥細(xì)獾陌l(fā)展趨勢(shì)， 目前采用液化氣氣化或液化氣摻混空氣的集中管道供應(yīng)方式的城市，將逐步轉(zhuǎn)換為使用天然氣。本文對(duì)天然氣與管道液化氣兩種氣源的轉(zhuǎn)換技術(shù)作一介紹，提供決策參考。

1．液化氣集中管道供應(yīng)方式

液化氣集中管道供應(yīng)方式，主要有液化氣氣化與液化氣摻混空氣的集中管道供應(yīng)兩種方式。

1．1用途與規(guī)模

液化氣氣化集中管道供應(yīng)方式，主要用于區(qū)域性與城鎮(zhèn)的小區(qū)供氣。氣化站供氣服務(wù)半徑一般為2公里，約l萬居民用戶。在人口密度較高地區(qū)，供氣戶數(shù)有較大增加，如香港中央氣化站、深圳羅湖氣化站供氣戶數(shù)均超過2萬戶，佛山環(huán)湖氣化站供氣戶數(shù)超過4萬戶。

液化氣摻混空氣集中管道供應(yīng)方式，主要用于城市中、小規(guī)模燃?xì)鈿庠矗斯っ簹獾拇谩⒄{(diào)峰機(jī)動(dòng)氣源，天然氣的代用、過渡、調(diào)峰或事故應(yīng)急氣源，以及寒冷與液化氣氣質(zhì)不宜直接氣化的地區(qū)的燃?xì)鈿庠础；鞖庹竟庖?guī)模大小不一，國(guó)內(nèi)大型混氣廠， 日產(chǎn)氣可達(dá)50萬立方米。

1．2混合氣中液化氣與空氣的比例

根據(jù)混合氣用途，液化氣與空氣的混合比例各不相同，但應(yīng)達(dá)到GB50028—93《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》中6.4．12條文“液化石油氣與空氣的混合氣體中，液化氣體積百分含量必須高于其爆炸上限的1．5倍”的規(guī)定。目前，混合氣中液化氣與空氣兩者比例如下：(見表一)。

表1 混合氣中L．P．G與Air 比例

用途 混合氣中 混合氣低熱值(MJ／M3) L．P.G％ Air％ 代用人工煤氣(相當(dāng)5R基準(zhǔn)氣) 15 85 168 25 75 29．5 代用大然氣(相當(dāng)10T、12T基準(zhǔn)氣) 40 60 452 46 54 517 55 45 562 1．3輸配方式與壓力級(jí)制

根據(jù)供氣方式、氣質(zhì)、規(guī)模大小與區(qū)域不同，液化氣集中氣化管道供應(yīng)的輸配方式和壓力級(jí)制，一般采用二級(jí)或三級(jí)系統(tǒng)；液化氣摻混空氣集中管道供應(yīng)方式，一般采用二級(jí)系統(tǒng)。

燃?xì)廨斔蛪毫Ψ謩e為：高壓(B)O．4＜P≤0．8Mpa，中壓(A)0．2＜P≤O．4Mpa， 中壓(B)0．005＜P≤0．2MPa，低壓P≤0．005Mpa。

1．3．1二級(jí)系統(tǒng)有以下幾種。

2．1．1地下儲(chǔ)存

常見的是儲(chǔ)存在多孔結(jié)構(gòu)地下構(gòu)造層中，也可儲(chǔ)存在含鹽巖層的巖縫、廢棄的礦井(礦山坑道)或其它人工開鑿的坑道中，天然氣儲(chǔ)存方法為加壓或降溫。

2．1．2低溫儲(chǔ)存

天然氣冷凍為液態(tài)儲(chǔ)存，并建LNG氣化裝置作儲(chǔ)氣調(diào)峰。

2．1．3儲(chǔ)氣柜、球罐儲(chǔ)存

常用高壓天然氣球罐，或利用人工煤氣的儲(chǔ)氣柜低壓儲(chǔ)存。

2．1．4高壓管道儲(chǔ)存

利用大規(guī)模埋地高壓管束、長(zhǎng)輸與高壓輸氣干管。

2．1．5生產(chǎn)代用天然氣用于調(diào)峰與事故的應(yīng)急

主要有液化氣摻混空氣、石腦油制氣、LNG氣化等生產(chǎn)方式。

2．2天然氣輸配系統(tǒng)

天然氣長(zhǎng)輸管道采用超高壓。城市天然氣輸配系統(tǒng)一般選揮高壓(A)0．8＜P≤1．6Mpa，高壓(B)0．4＜P≤0．8Mpa，中壓(A)0．2＜P≤O．4Mpa，中壓(B)0．O05＜P≤0．2Mpa，低壓P＜0．005Mpa三級(jí)壓力級(jí)制。

對(duì)用戶供氣可選擇中壓進(jìn)戶或地區(qū)調(diào)壓后低壓進(jìn)戶。燃具額定壓力為2000Pa。3．天然氣與管道液化氣的轉(zhuǎn)換

綜上所述，天然氣與管道液化氣的轉(zhuǎn)換是一個(gè)系統(tǒng)工程，需綜合考慮輸配、儲(chǔ)存、用氣等各個(gè)方面，選擇具有超前性、可操作性、先進(jìn)性的優(yōu)化方案。轉(zhuǎn)換中應(yīng)研究下列幾點(diǎn)。

3．1燃?xì)饪煞窕Q

在選擇方案中，應(yīng)首先研究與分析，己使用的燃?xì)馀c天然氣可否互換。通常，判斷燃?xì)獾幕Q性，采用燃燒特性中華白數(shù)(熱負(fù)荷指數(shù))W表示。兩種燃?xì)饣Q時(shí)，W的變化應(yīng)不大于±5—10％。當(dāng)兩者燃燒特性相差較大時(shí)，并應(yīng)考慮火焰特性，如離焰、回火、黃焰和不完全燃燒等，計(jì)算燃?xì)獾娜紵齽?shì)Cp。以確定不同W和Cp的燃?xì)猓谌季呱系幕Q范圍和可否互換，各類燃?xì)獾娜紵匦灾笖?shù)(W和Cp)均有一定控制的波動(dòng)范圍。同時(shí)，可決策原有供氣系統(tǒng)能否保留或改造。

對(duì)于使用液化氣氣化管道集中供應(yīng)方式的，因液化氣與天然氣的W、CF值相差很大(見表2)，兩者不能互換，原有的氣源必須廢除，燃具需更換。而使用液化氣摻混空氣管道集中供應(yīng)方式的，如供氣技術(shù)參數(shù)與天然氣特性相近或作適當(dāng)調(diào)整配比，W、Cp在規(guī)定購(gòu)控制波動(dòng)范圍內(nèi)的(見表2)，兩種燃?xì)饪梢越榆墸季呖梢赃m應(yīng)。

表2 舉例的燃?xì)馓匦?/p>

液化氣氣化 液化氣摻混主氣混合氣 天然氣 LPG：Air55％：45％ LPG：Air50％：50％ LPG：Air45％：55％ CH4 87．35 C2H6 7．56 C3H6 0.11 C3H8 25．00 13．75 12．50 11．25 n-C4H10 32．06 17．63 16.03 14．43 i—C4H10 35．00 19．25 17.50 16．75 C4H10 7.94 4．37 3．97 3．57 CO2 4．22 O2 9.45 10．50 11．55 N2 35．10 39．50 43．51 0.76 比重(空氣＝1) 1．88 1.48 1．44 1．39 0．63 熱值(MJ／m3) 高 120．61 66．33 60．30 54.27 40，28 低 111．83 61．50 55．90 50．32 36.29 華白數(shù)(MJ／m3) 87．96 54．50 50．25 45．93 50．86 燃燒勢(shì)(Cp) 42—49(標(biāo)) 33—41(際) 31—34(標(biāo)) 爆炸極限(L上/L下%) 8．87／1．76 16．29／3．46 17．23／4.81

對(duì)于不適應(yīng)的燃具，在天然氣轉(zhuǎn)換前，需逐戶核對(duì)燃具品牌、型號(hào)，制訂更換方案的具體方法。

3．2輸配系統(tǒng)的改造

在編制、實(shí)施天然氣供氣規(guī)劃時(shí)，必須分析原有的輸配系統(tǒng)，是否適用或需改造。對(duì)液化氣氣化站、中、小型混氣站，不宜保留，原有輸配管網(wǎng)可作為天然氣庭院、街坊管道，對(duì)口徑偏小的需作改造。對(duì)大型混氣站，包括聯(lián)網(wǎng)的輸配管網(wǎng)，應(yīng)充分利用，舊管道(特別是鑄鐵機(jī)械、承插式接口管道)可采用內(nèi)穿PE管、U型PE管與鋼管清通等改造工藝，以提高輸氣管網(wǎng)的運(yùn)行壓力，減少投資。

原有調(diào)壓、閥門與輸配附屆設(shè)施，應(yīng)根據(jù)天然氣的設(shè)計(jì)與運(yùn)行要求，進(jìn)行更換與改造。

原有用氣管道或者絲扣鍍鋅鋼管，應(yīng)檢查絲扣的密封材料。對(duì)于不適用天然氣干氣的，需采取防止泄露的技術(shù)措施。

天然氣的用戶置換與原有輸配系統(tǒng)的改造，需要切、調(diào)、同步、有機(jī)的結(jié)合，對(duì)于有多個(gè)氣化或混氣站的城市，并非簡(jiǎn)單的小區(qū)聯(lián)網(wǎng)，即可實(shí)施天然氣化。因此，實(shí)施天然氣轉(zhuǎn)換前，應(yīng)將供氣范圍劃成若干個(gè)改造區(qū)域，分塊、分步的轉(zhuǎn)換，確保供氣的安全與不間斷，并制訂相應(yīng)的應(yīng)急措施。

民用天大然氣計(jì)量一般采用G2.5膜式燃?xì)獗恚瑢?duì)原使用中表容量偏大或羊皮膜的燃?xì)獗恚瑧?yīng)列入計(jì)劃更換。對(duì)營(yíng)事團(tuán)、工業(yè)用戶也應(yīng)如此。

3．3儲(chǔ)存與調(diào)峰

采用液化氣管道集令供氣方式，其燃?xì)鈨?chǔ)存與調(diào)峰，主要是調(diào)節(jié)LPG氣化器開啟臺(tái)數(shù)與輸氣壓力，不設(shè)儲(chǔ)存設(shè)施。當(dāng)轉(zhuǎn)換為天然氣時(shí)，除需上游配套的天然氣季節(jié)調(diào)峰設(shè)施外，月、周、日、時(shí)的調(diào)峰，需由燃?xì)怃N售系統(tǒng)考慮。根據(jù)供氣規(guī)模，一般可采用高壓管道、管束、球罐儲(chǔ)氣或保留混氣站生產(chǎn)代用天然氣，選擇各個(gè)方案需要進(jìn)行綜合經(jīng)濟(jì)分析與比較，并符合設(shè)計(jì)與運(yùn)行要求。

3．4制訂合理的天然氣銷售價(jià)格

各地液化氣氣化或混氣的成本和銷售價(jià)格相差較大，在實(shí)施天然氣轉(zhuǎn)換中，應(yīng)根據(jù)能源互補(bǔ)性、可替代性與品位的差異，制訂各類能源之間的價(jià)格導(dǎo)向與合理比價(jià)。并利用經(jīng)濟(jì)杠桿，考慮企業(yè)效益、用戶的承受能力和投資利潤(rùn)、利稅率等，確定天然氣的銷售價(jià)格。如原有燃?xì)怃N售價(jià)格較低、調(diào)整幅度較大，難以一次到位對(duì)，至少應(yīng)達(dá)到微利保本。

天然氣液化技術(shù)范文第4篇

【關(guān)鍵詞】天然氣；液化天然氣；技術(shù)

一、引言

天然氣熱值高、污染小，多用做火力發(fā)電和城市燃燒的燃料。為了方便天然氣的運(yùn)輸和大量的存儲(chǔ)，開采出來的天然氣通常要去除雜質(zhì)，利用低溫進(jìn)行液化，變成液化天然氣（LNG）來提高運(yùn)輸和存儲(chǔ)的效率。液化天然氣是將氣田的天然氣采用管道集中之后進(jìn)行脫水和脫重質(zhì)烴，然后經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)去掉硫化氫及二氧化碳等雜質(zhì)，脫汞、最后采用冷媒循環(huán)式熱交換器將純天然氣進(jìn)行液化，方便運(yùn)輸和儲(chǔ)藏。需要使用LNG的時(shí)候，要先將其轉(zhuǎn)化成為常溫的氣體，轉(zhuǎn)化過程中會(huì)產(chǎn)生大量的冷能，如果將這些冷能加以回收利用，可以有效地利用能源，減少機(jī)械制冷大量的電能消耗，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益也會(huì)大大的增加。假如將LNG冷能以100%的效率轉(zhuǎn)化成為電力，1噸的LNG冷能相當(dāng)于240Kw·h。近些年，LNG工業(yè)迅速的發(fā)展，為L(zhǎng)NG冷能的回收和利用創(chuàng)造了豐厚基礎(chǔ)條件。

二、LNG工藝流程

LNG工藝流程路線的確定必須有工序、輔助設(shè)備及工廠的設(shè)備包含的專有、常規(guī)技術(shù)等確定，還要符合供氣部分的技術(shù)裝備要求。

此圖為典型的LNG工藝流程示意圖。通常工序和技術(shù)設(shè)備條件均取決于現(xiàn)場(chǎng)條件、氣源的質(zhì)量和生產(chǎn)技術(shù)是否規(guī)范。進(jìn)入氣體處理廠和LNG廠的氣體要先分離出重?zé)N，經(jīng)過儀表的計(jì)量，運(yùn)行壓力要控制在工廠設(shè)計(jì)運(yùn)行的壓力范圍之內(nèi)，去除會(huì)影響液化工藝及設(shè)備的雜質(zhì)，經(jīng)過冷劑冷卻分離出重?zé)N后，剩下的主要成分就是甲烷、小于0.1%/mol的戊烷和重?zé)N氣體，最后經(jīng)過深冷換熱器冷卻，經(jīng)閃蒸過冷至—160℃左右液化。冷卻、分餾得到的乙烷重新注入LNG中，丙烷和丁烷既可以重新注入氣源，也可以作為L(zhǎng)PG產(chǎn)品直接輸出，戊烷等其他剩余產(chǎn)品就作為汽油產(chǎn)品輸出。

三、LNG產(chǎn)品的提取

液化天燃?xì)猓↙NG）作為清潔能源已經(jīng)在我國(guó)加速應(yīng)用和推廣，作為可持續(xù)發(fā)展的清潔能源，具有環(huán)境效益和社會(huì)效益。使用LNG高效且經(jīng)濟(jì)，發(fā)電業(yè)中，天然氣的熱能利用率達(dá)55%，已經(jīng)高于燃油、煤的使用率。伴隨著人們環(huán)境保護(hù)意識(shí)的提高，LNG作為清潔能源備受關(guān)注。

1、煤制合成氨的化肥企業(yè)，其生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生一些甲烷，通過膜分離提氫裝置送到鍋爐燃掉，利用率非常低。尾氣中的甲烷是可以通過低溫分離技術(shù)提取出LNG產(chǎn)品，通過絕熱低溫罐、LNG罐車向市場(chǎng)提供，增加經(jīng)濟(jì)效益，減少環(huán)境污染。

甲烷至少要在—82.57℃以下，壓力到達(dá)4.604MPa的時(shí)候才能夠進(jìn)行液化，因此，甲烷的液化想要實(shí)現(xiàn)，只有在低溫的環(huán)境下。提氫尾氣中溫度最高的氬氣相比較甲烷的液化溫度存在20℃的溫差，所以，甲烷是提氫尾氣在低溫下最先液化的，通過精餾的方法，可以將其分離，進(jìn)而提取出LNG產(chǎn)品。

2、多聯(lián)產(chǎn)煤氣作為生產(chǎn)多種化工產(chǎn)品的原料氣源，是一種高品位的二次能源。它是以煤熱解作為基礎(chǔ)，主要可用的氣體成分有：H2、CO、CH4、二氧化碳及少量的烴烯類氣體。大型的多聯(lián)產(chǎn)煤氣用于民用燃?xì)猓蛇M(jìn)行甲烷化處理，變換成為替代天然氣（SNG），再經(jīng)液化得到LNG。

3、褐煤水分高，揮發(fā)份大，煤化程度低，適宜用低溫進(jìn)行褐煤熱解。在低溫解熱的過程中產(chǎn)生的可用氣體成分有：一氧化碳、甲烷和氫氣等。熱解過程中產(chǎn)生的熱解氣CO及CO2會(huì)伴隨著溫度升高而增多，甲烷和氫氣是在350℃時(shí)析出，當(dāng)解熱溫度持續(xù)上升的時(shí)候，CH4的生成量將會(huì)逐漸增加，甲烷的最大生成量峰溫是600℃左右。溫度進(jìn)一步升高，甲烷的含量就會(huì)下降。熱解煤氣中的甲烷可以進(jìn)行液化處理，生成LNG。

4、煤制天然氣可以通過兩步（氣化及后續(xù)的甲烷化）來制得合成天然氣。天然氣相比較合成氣具有安全性高、單位體積的熱值更高的優(yōu)點(diǎn)。Shell煤氣化具有以下特點(diǎn)：對(duì)煤質(zhì)要求較低、環(huán)境污染小、合成氣中的有效成分（CO+H2>89%）含量高、原煤以及氧氣的消耗較低及運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)較低等。

2009年國(guó)內(nèi)有了首套的用于將煤氣化過程中的凈化的甲烷深冷分離工業(yè)化裝置。這套裝置能夠?qū)⒚簹饣敖够^程中產(chǎn)生的甲烷進(jìn)行有效的分離，進(jìn)而生產(chǎn)出合格的液化天然氣產(chǎn)品。甲烷深冷分離裝置采用低溫氣體分離技術(shù)，將原料氣冷卻到—180℃～—165℃，省去了傳統(tǒng)合成氣生產(chǎn)過程中較為復(fù)雜的甲烷轉(zhuǎn)化工段，將合成氣中的惰性氣體除去，凈化、精制的同時(shí)，將甲烷組分分離成為液態(tài)甲烷。這樣可以不需要增壓就能進(jìn)入下游作為合成氣，降低了合成回路惰性氣體的影響，還提高了合成反應(yīng)率，將后續(xù)合成氣壓縮機(jī)約為10%的分離功耗大大降低，還減少了廢氣的排放量，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

四、LNG技術(shù)

1、LNG的生產(chǎn)。對(duì)天然氣進(jìn)行冷凍，當(dāng)溫度降到—162℃至—140℃時(shí)，天然氣可由氣態(tài)轉(zhuǎn)化成為液態(tài)。液化的天然氣體積縮小約600倍，屬于超低溫，飽和壓力在0—0.5mPa。

2、LNG的運(yùn)輸。目前世界上常用的運(yùn)輸手段是船舶水運(yùn)和火車、汽車運(yùn)輸，他們均采用的是槽罐保溫工藝方式進(jìn)行長(zhǎng)距離的輸送。運(yùn)用LNG低溫集裝箱，在汽車和鐵路運(yùn)輸方面十分方便。

3、LNG的存儲(chǔ)。其存儲(chǔ)采用獨(dú)特的保溫儲(chǔ)罐存儲(chǔ)，一個(gè)容量為10000m3的儲(chǔ)罐，大約可以存儲(chǔ)4000～5000t的LNG。儲(chǔ)存期間如果不使用的情況下，LNG存儲(chǔ)可長(zhǎng)達(dá)27天。

4、LNG的氣化。氣化是指通過換熱器將LNG變成氣態(tài)，它是一個(gè)吸熱換熱的過程。氣化的方式有：海水氣化、熱水強(qiáng)制氣化及空氣氣化。國(guó)內(nèi)的小規(guī)模氣化器分為空浴式及水浴式兩種。

5、調(diào)壓、緩沖。經(jīng)過氣化的LNG需要進(jìn)過調(diào)壓至城市管網(wǎng)所需要的壓力范圍才行，如果有條件的需要設(shè)置緩沖罐，保證供氣的穩(wěn)定。

天然氣液化技術(shù)范文第5篇

關(guān)鍵詞:天然氣液化廠投資成本要素分析

中圖分類號(hào):TE8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1672-3791(2011)09(c)-0165-02

天然氣是最清潔的化石能源,是“低碳經(jīng)濟(jì)”的代表。利用天然氣產(chǎn)生的CO2排放量比煤少43%,比石油少28%。同時(shí),天然氣儲(chǔ)量豐富,產(chǎn)量持續(xù)增長(zhǎng),在全球一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比例不斷增加。各國(guó)油氣公司都高度重視天然氣業(yè)務(wù)的發(fā)展,并將控制天然氣資源作為實(shí)現(xiàn)其戰(zhàn)略目標(biāo)的核心。

天然氣有兩種貿(mào)易模式,即管道天然氣貿(mào)易和液化天然氣(Liquefied Natural Gas,LNG)貿(mào)易。目前全球LNG貿(mào)易量約占天然氣貿(mào)易總量的30%左右。LNG貿(mào)易有利于突破產(chǎn)氣區(qū)和用氣區(qū)之間的地理位置局限。

近幾年來,全球已經(jīng)興建了多個(gè)天然氣液化項(xiàng)目,據(jù)著名能源咨詢公司伍德-麥肯茲公司(Wood Mackenzie)預(yù)測(cè),未來十年,全球總共還需要新增大約1.5億噸LNG生產(chǎn)能力,以滿足日益增長(zhǎng)的天然氣需求。新的天然氣液化項(xiàng)目可能采用傳統(tǒng)或非傳統(tǒng)天然氣資源,甚至可能采用還在勘探階段的天然氣來源,這種不確定性增加了產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展的挑戰(zhàn)。建設(shè)一座天然氣液化廠往往要投資數(shù)十億美元,要想成功運(yùn)作,需要通過控制成本來實(shí)現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),從而在未來的LNG供應(yīng)中發(fā)揮良好的作用。而控制成本則首先要深入了解天然氣液化廠的投資構(gòu)成要素,本文主要就此進(jìn)行了分析。

1天然氣液化廠工程范圍

天然氣液化廠在設(shè)計(jì)階段會(huì)考慮整個(gè)項(xiàng)目生命周期的成本,但投資成本更為關(guān)鍵,它是項(xiàng)目生命周期成本中最大的一項(xiàng)單獨(dú)的成本。因此要了解哪些因素是影響投資的關(guān)鍵因素,它們?cè)黾恿瞬豢杀苊獾耐顿Y成本。在此之前,要首先了解投資范圍。

天然氣液化項(xiàng)目一般需投資建設(shè)以下幾個(gè)部分:(1)天然氣預(yù)處理設(shè)備——天然氣中含有硫化氫、二氧化碳、水、重?zé)N和和重金屬等雜質(zhì),會(huì)腐蝕生產(chǎn)和儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備,在低溫下凍結(jié)而堵塞設(shè)備和管道,因此作為液化裝置的原料氣,必須首先進(jìn)行預(yù)處理;(2)液化設(shè)備—— 也稱作液化天然氣生產(chǎn)線,將天然氣冷卻至-162℃左右成為液態(tài),其體積在常壓下減至氣態(tài)時(shí)的1/600,大型天然氣液化廠一般包括幾條生產(chǎn)線;(3)液化天然氣儲(chǔ)罐;(4)液化天然氣的裝運(yùn)碼頭;(5)輔助設(shè)施、公用工程。

雖然天然氣液化廠并沒有一個(gè)固定的標(biāo)準(zhǔn),但以上設(shè)施是構(gòu)成液化廠的主要部分。

2影響天然氣液化廠投資成本的因素

影響整個(gè)液化廠投資的要素并不是按照以上工程范圍劃分的,而是從以下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮:廠址、原料氣氣質(zhì)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)規(guī)模、液化工藝的選擇、材料成本、勞動(dòng)力成本、發(fā)起人/承包商成本、融資成本和模塊化建設(shè)等。

2.1 廠址

廠址選擇是工業(yè)基本建設(shè)的一個(gè)重要環(huán)節(jié),在天然氣液化項(xiàng)目中,廠址對(duì)投資的影響尤其重要,特殊的廠址和不同的市場(chǎng)目標(biāo)使得每個(gè)液化廠都是獨(dú)一無二的。在最初的設(shè)計(jì)階段,現(xiàn)場(chǎng)特定條件對(duì)投資的影響即應(yīng)被考慮在內(nèi)。

首先,雖然場(chǎng)地平整費(fèi)用所占總投資的比例不大,但該項(xiàng)費(fèi)用卻會(huì)由于廠址的地理位置、場(chǎng)地面積和土壤條件的不同而千差萬別,場(chǎng)地平整的難易程度對(duì)工期成本和勞動(dòng)力成本有較大的影響,有些場(chǎng)地平整費(fèi)用還包含土地動(dòng)遷費(fèi)用。

第二,廠址條件影響LNG儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)。LNG儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)與液化廠的規(guī)模有關(guān),但更取決于運(yùn)輸船的尺寸和裝卸頻率,而運(yùn)輸船尺寸與裝卸頻率受到現(xiàn)場(chǎng)條件的限制。另外,LNG儲(chǔ)罐的建設(shè)成本受土壤條件和地震條件的影響較大。

第三,海運(yùn)設(shè)施的投資也主要取決于廠址條件,部分取決液化廠的規(guī)模和配置。液化廠一般建設(shè)在遠(yuǎn)離人口中心的依托條件較差的地方。為了保證至少13.5m的水深條件,碼頭需要離岸足夠遠(yuǎn)。有些地點(diǎn)還需要建設(shè)防波堤,以達(dá)到運(yùn)輸船裝卸條件。海運(yùn)設(shè)施的成本很高,海運(yùn)碼頭主要由兩部分組成,即碼頭前沿和棧橋。不同碼頭前沿的建設(shè)成本相差不大,而棧橋的成本主要取決于長(zhǎng)度和海底土壤條件。如果碼頭前沿需要離岸更遠(yuǎn),則要增加棧橋長(zhǎng)度,海運(yùn)設(shè)施的成本便相應(yīng)增加。有時(shí)棧橋長(zhǎng)度會(huì)綿延數(shù)公里。

第四,廠址條件影響公用工程和輔助設(shè)施的規(guī)劃建設(shè),比如供水、供電設(shè)施是否需要新建或完善。此外,現(xiàn)場(chǎng)交通運(yùn)輸條件將影響施工建設(shè)期間和投產(chǎn)之后的運(yùn)輸費(fèi)用。

第五,項(xiàng)目地點(diǎn)對(duì)勞動(dòng)力的成本影響十分顯著,因項(xiàng)目地點(diǎn)不同而導(dǎo)致的勞動(dòng)力成本差異可達(dá)到50美元/噸。

2.2 原料氣氣質(zhì)與產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)

不同氣源的原料氣氣質(zhì)差別很大,對(duì)天然氣預(yù)處理的工藝流程及液化廠的配置具有一定影響,比如一些原料氣中的二氧化碳、二氧化硫和重金屬等雜質(zhì)含量較高,需要特殊處理,除增加凈化設(shè)備外,還要增加后續(xù)處理設(shè)施。另外,原料氣氣質(zhì)還關(guān)系到是否回收一些有價(jià)值的組分,比如對(duì)凝析油的回收利用。

產(chǎn)品方案和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)市場(chǎng)目標(biāo)而設(shè)計(jì),產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的差別將影響工藝流程的設(shè)計(jì),進(jìn)而影響工藝裝置投資。比如不同的市場(chǎng)目標(biāo)使得LNG產(chǎn)品的熱值標(biāo)準(zhǔn)不同,LNG產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)關(guān)系到凝析油的回收和脫氮等問題。

2.3 生產(chǎn)規(guī)模

生產(chǎn)規(guī)模決定設(shè)備數(shù)量和場(chǎng)地面積,從而影響設(shè)備材料成本和場(chǎng)地平整費(fèi)用。生產(chǎn)規(guī)模還決定海運(yùn)設(shè)施的規(guī)模和數(shù)量,從而影響海運(yùn)設(shè)施的建設(shè)成本。另外,生產(chǎn)規(guī)模也決定勞動(dòng)力成本。總體來看,有不到50%的液化廠投資與生產(chǎn)規(guī)模有關(guān)。

單從項(xiàng)目來看,根據(jù)“規(guī)模效益”的概念,如果單線生產(chǎn)能力增加,投資成本便相應(yīng)降低。2003年以前,天然氣液化廠項(xiàng)目的投資普遍反映出一個(gè)趨勢(shì),即工藝技術(shù)水平的進(jìn)步和單線規(guī)模增加可以降低單位投資成本。但是2004年之后,新建LNG項(xiàng)目的投資不再呈現(xiàn)這種趨勢(shì)。2004年至2008年,雖然LNG單線生產(chǎn)能力逐漸擴(kuò)大,液化廠項(xiàng)目的單位投資從400美元/噸上升到了1000美元/噸。以下幾個(gè)原因?qū)@一情況具有一定影響。

(1)石化項(xiàng)目建設(shè)高峰導(dǎo)致EPC承包商資源短缺。

(2)原材料供不應(yīng)求導(dǎo)致原材料價(jià)格上漲。

(3)LNG工業(yè)領(lǐng)域缺乏有技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)的工人。

(4)美元匯率的變動(dòng)。

生產(chǎn)規(guī)模本身受到氣田開況和市場(chǎng)情況的限制。

2.4 液化工藝

液化工藝的選擇常常被認(rèn)為是影響投資成本的重要因素，但實(shí)際上，工藝技術(shù)選擇對(duì)于整個(gè)項(xiàng)目成本來說并沒有那么大的影響，雖然它確實(shí)會(huì)影響到日后的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)和生產(chǎn)效率。不同工藝技術(shù)的投資有所不同，但工藝條件也有所差異，比如熱效率、操作靈活性、技術(shù)成熟度等，要根據(jù)項(xiàng)目的具體情況選擇。專利技術(shù)和工藝包的購(gòu)置費(fèi)用也取決于談判情況。

2.5 材料成本

材料成本是指所有設(shè)備和輔助材料的成本,包括散材(比如配管、電氣、鋼結(jié)構(gòu)和混凝土)。在項(xiàng)目采購(gòu)階段,材料成本根據(jù)項(xiàng)目的技術(shù)規(guī)范和要求以及材料市場(chǎng)供需情況的不同會(huì)有很大差別。材料成本占液化廠總成本的比例對(duì)于各液化廠項(xiàng)目之間的投資比較具有一定的影響,這是由于近幾年來,材料市場(chǎng)的發(fā)展已經(jīng)超越了天然氣液化廠項(xiàng)目的規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益。

2.6 現(xiàn)場(chǎng)勞動(dòng)力成本

勞動(dòng)力成本是一項(xiàng)重要的成本指標(biāo),勞動(dòng)力成本占到項(xiàng)目建設(shè)成本的50%左右。現(xiàn)場(chǎng)勞動(dòng)力成本主要指分包合同費(fèi)用,以人工時(shí)費(fèi)用為主,還包括粉刷、絕緣等與材料有關(guān)的費(fèi)用。每個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不同,造成人工時(shí)費(fèi)用差別很大。比如在美國(guó)、加拿大等發(fā)達(dá)國(guó)家,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)勞動(dòng)力的工資、住宿條件、保險(xiǎn)費(fèi)用等有較高的要求并有嚴(yán)格的監(jiān)管。不同地區(qū)、不同時(shí)期,技術(shù)工人的供需情況也有所不同,進(jìn)而影響人工時(shí)費(fèi)用。

2.7 發(fā)起人/承包商成本

發(fā)起人成本是指業(yè)主人員在項(xiàng)目執(zhí)行期間的費(fèi)用,大約會(huì)占整個(gè)液化廠投資的10%,但是也會(huì)由于許可證和法律費(fèi)用等項(xiàng)目的不同而有所差異。每個(gè)液化廠的具體工程范圍不同,發(fā)起人的費(fèi)用會(huì)由于項(xiàng)目復(fù)雜性的增加而增加。

承包商的費(fèi)用所占總投資比例較大,該項(xiàng)成本與工程范圍和項(xiàng)目地點(diǎn)有關(guān),與設(shè)備數(shù)量成比例變化。承包商的費(fèi)用包括設(shè)計(jì)、總部支持、施工管理、裝置建設(shè)和臨時(shí)設(shè)施建設(shè)等費(fèi)用。承包商之間的競(jìng)爭(zhēng)通常被認(rèn)為是影響投資成本的重要因素,但承包商在各自條件相近的情況下,其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)成本的影響十分有限。

2.8 融資成本

融資成本包括股票、債券利息和項(xiàng)目初始階段的運(yùn)營(yíng)費(fèi)用(LNG產(chǎn)品收入尚不能涵蓋操作費(fèi)用時(shí))。這是一項(xiàng)很少被列入成本指標(biāo)的費(fèi)用,但它實(shí)際和勞動(dòng)力成本、發(fā)起人/承包商成本及材料成本處于同樣重要的位置。該項(xiàng)成本會(huì)由于項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)和籌資難易程度的不同而不同。

2.9 現(xiàn)場(chǎng)建設(shè)與模塊化建設(shè)

大多數(shù)液化廠都是現(xiàn)場(chǎng)建設(shè),除非勞動(dòng)力短缺、現(xiàn)場(chǎng)氣候條件差等原因造成傳統(tǒng)建設(shè)模式成本高,或者項(xiàng)目執(zhí)行計(jì)劃不適于現(xiàn)場(chǎng)建設(shè)時(shí),模塊化建設(shè)模式更為適宜。

模塊化設(shè)計(jì)使得液化廠的部分結(jié)構(gòu)可以在專門的制造廠制造。離岸設(shè)施的甲板上的結(jié)構(gòu)經(jīng)常采用模塊化形式建造。模塊化的作用是可以重新部署勞動(dòng)力并降低現(xiàn)場(chǎng)建設(shè)成本。模塊化建設(shè)可以實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的并行建設(shè),縮短工期,但是如果海運(yùn)只能在特定的氣候條件下進(jìn)行時(shí),則會(huì)有增加工期的風(fēng)險(xiǎn)。

總的來說,模塊化設(shè)計(jì)在節(jié)約成本上并不占優(yōu)優(yōu)勢(shì),模塊化建設(shè)比現(xiàn)場(chǎng)建設(shè)需要更多的結(jié)構(gòu)鋼和設(shè)計(jì)工作,但是模塊化建設(shè)可以降低廠址偏僻遙遠(yuǎn)造成的費(fèi)用增加。

3一個(gè)投資估算的誤區(qū)

“多少美元一噸”是一個(gè)比較項(xiàng)目成本的時(shí)尚方法,即用生產(chǎn)規(guī)模除以總投資得到單位投資,從而比較不同項(xiàng)目的投資情況。有時(shí)候,投資者為了快速獲得費(fèi)用估算,會(huì)采用這種方法借鑒以往項(xiàng)目的投資。但是這種比較只關(guān)注了項(xiàng)目規(guī)模上的差異,而忽視了項(xiàng)目地點(diǎn)、項(xiàng)目范圍、氣源和市場(chǎng)等方面的差異,以下案例可以說明這一問題。

假設(shè)有六個(gè)天然氣液化廠都具備以下固定條件:(1)LNG生產(chǎn)能力為400萬噸/年;(2)液化廠開工率為95%;(3)平均環(huán)境溫度22℃;(4)采用燃?xì)馔钙津?qū)動(dòng)和空氣冷卻技術(shù)。

假設(shè)第一個(gè)液化廠的進(jìn)料氣氣質(zhì)符合一定的標(biāo)準(zhǔn),不需要預(yù)處理,則該液化廠僅包括液化裝置、最少的公用工程和輔助設(shè)施,水、電、污水處理都可以依托液化廠界區(qū)外的設(shè)施;第二個(gè)液化廠由于現(xiàn)場(chǎng)可依托條件較少,需要在第一個(gè)液化廠的基礎(chǔ)上增加公用工程系統(tǒng);第三個(gè)液化廠由于氣質(zhì)原因,需要在第二個(gè)液化廠的基礎(chǔ)上增加進(jìn)料氣預(yù)處理裝置,包括酸氣處理和脫汞裝置;第四個(gè)液化廠在第三個(gè)液化廠的技術(shù)上增加分餾裝置,并相應(yīng)增加LNG存儲(chǔ)裝置和裝卸系統(tǒng);第五個(gè)液化廠在第四個(gè)液化廠的基礎(chǔ)上進(jìn)一步增加凝析油裝置、二氧化碳脫除及后續(xù)處理裝置;第六個(gè)液化廠在第五個(gè)液化廠的基礎(chǔ)上增加硫磺回收裝置,且副產(chǎn)品液化石油氣(LPG)采收率最高。

比較這六個(gè)液化廠可以看出現(xiàn)場(chǎng)特定條件對(duì)項(xiàng)目投資具有很大影響。首先,六個(gè)液化廠的配置逐步增加,設(shè)備成本便相應(yīng)增加,但是帶動(dòng)的相關(guān)費(fèi)用的增加比例不會(huì)很大,這是由于制冷壓縮機(jī)、驅(qū)動(dòng)設(shè)備和低溫?fù)Q熱器等主要LNG生產(chǎn)設(shè)備已經(jīng)被包含在基本液化廠中。

第二,設(shè)備數(shù)量逐步增加,場(chǎng)地面積便相應(yīng)增加,場(chǎng)地平整費(fèi)用隨之增加。

第三,LNG儲(chǔ)罐成本可能有所差異。LNG儲(chǔ)罐根據(jù)結(jié)構(gòu)不同,可分為單包容罐、雙包容罐、全包容罐和薄膜型罐,對(duì)儲(chǔ)罐的選型要從投資、運(yùn)行費(fèi)用、環(huán)境保護(hù)等方面綜合考慮。使用全包容罐可以減少存儲(chǔ)LNG產(chǎn)品占用的場(chǎng)地面積,但是會(huì)增加很多投資成本。另外,全包容罐需要更長(zhǎng)的建設(shè)周期,對(duì)工期成本造成一定影響,LNG儲(chǔ)罐成本還受到土壤條件和地震條件的影響。因此,這六個(gè)液化廠的LNG儲(chǔ)罐成本可能會(huì)有很大差異。

第四,深度回收凝析油可能是考慮到項(xiàng)目整體的生產(chǎn)效益—— 比如液化石油氣(LPG)產(chǎn)品的價(jià)值超過了增加LNG產(chǎn)品的價(jià)值。雖然第六個(gè)液化廠深度回收凝析油可以增加項(xiàng)目的整體收入并降低項(xiàng)目的生命周期成本,但是當(dāng)單獨(dú)評(píng)估LNG的生產(chǎn)成本時(shí),卻導(dǎo)致評(píng)估值增加。

此外,六個(gè)液化廠的材料成本、海運(yùn)設(shè)施成本、勞動(dòng)力成本、發(fā)起人/承包商成本、融資成本等也可能由于各自特定條件的不同而有所差異。

可以看出,六個(gè)液化廠在LNG生產(chǎn)能力相同的條件下,單位投資卻不一樣。因此,單純通過規(guī)模的角度來比較項(xiàng)目的單位投資是不合理的。

與上述比較方法不同的是,一些石油公司建立了成本分析模型,可以通過改變具體條件來評(píng)估項(xiàng)目的投資成本,比如增減設(shè)備數(shù)量、修改人工時(shí)數(shù)量和價(jià)格、調(diào)整項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)等,從而根據(jù)液化廠的不同配置計(jì)算出不同的成本,得到“多少美元一噸”的結(jié)果,這種方法的計(jì)算結(jié)果會(huì)相對(duì)準(zhǔn)確一些,因?yàn)樗菍⒁粋€(gè)已知條件的設(shè)計(jì)同另一個(gè)假設(shè)條件或已知條件的設(shè)計(jì)進(jìn)行比較。

4結(jié)語