LNG-FPSO单点系泊系统设计分析研究

LNG-FPSO具有开采、处理液化天然气的功能,并可储存和装卸LNG,由单点系泊系统长期系泊于作业海域。基于BV系泊分析软件ARIANE7.0.2,采用时域计算方法分析了预张力和系泊缆长度等参数对系泊缆最小安全系数和最大躺底长度的影响,结果可为系泊系统的优化提供了一定的参考。

LNG-FPSO外输系统设计分析研究

LNG通过外输系统从LNG-FPSO(简称FLNG)卸载至穿梭LNG船上,外输系统是FLNG的最关键技术之一。分别介绍了旁靠外输和串靠外输的主要特点及目前外输技术的发展现状。简要阐述了旁靠外输系统设计的关键要素,包括系泊布置、碰垫布置等。最后结合实例介绍了旁靠外输系泊计算分析的基本流程,并进行了计算分析,初步结论为旁靠外输系统的设计提供了一定的参考。

LNG-FPSO液化工艺方案比选研究

通过分析LNG-FPSO的特点和要求,对国际上已有的LNG-FPSO液化工艺方案进行了比选研究,总结出分别适用于大型和小型LNG-FPSO的液化工艺方案。通过比选研究表明:DMR工艺在安全性上要优于C3MR工艺和阶式工艺,最适合作为大型LNG-FPSO液化工艺;氮膨胀液化工艺和SMR适用于小型LNG-FPSO液化工艺,但氮气膨胀液化工艺更为安全。

绕管式换热器在LNG-FPSO应用中存在的问题及其解决方案探讨

国内绕管式换热器被广泛应用于低温甲醇洗、空气分离、LNG、煤基烯烃、炼油重整、加氢裂化及等领域。而在LNG-FPSO领域中尚未得到推广,主要原因在于,与传统的绕管式换热器相比,该类绕管式换热器在材料的选择、结构设计、焊接工艺及计算方法等存在很大的不同点。国内很少开展在该领域的相关关键技术研究,长期以来被国外所垄断。开展相关的关键技术研究尤为迫切,本文对绕管式换热器在LNG-FPSO应用中存在的问题及其解决方案进行了初步探讨,以此来推动国内绕管式换热器在该领域的发展,实现绕管式换热器在LNG-FPSO领域中的国产化。

FLNG绕管式换热器晃动实验分析

浮式液化天然气生产储卸装置(FLNG,又称LNG-FPSO)是一种用于海上天然气田开发的浮式生产装置。由于FLNG装置海上作业的特殊环境,FLNG液化工艺不仅要实现最基本的天然气液化功能,还需考虑海上恶劣的环境条件对FLNG液化工艺的影响。海洋中海浪的波动对液化系统中的关键设备——换热器影响较大。为了研究绕管式换热器在海上晃荡条件下的性能,通过建立双混合制冷剂液化工艺小试实验装置,进行绕管式换热器实验装置的晃动实验。结果表明实验装置晃动时,节流阀节流前压力降低,节流后压力升高,节流阀的节流效果变差,绕管式换热器换热效果变差。换热器的换热效果受到晃动的方向和FLNG中设备安装方向的耦合影响,倾斜工况下换热器换热效果受影响最大,受横摇影响较纵摇影响大。

晃荡条件下氮膨胀液化过程冷箱运行可靠性

为了验证LNG-FPSO液化工艺及其核心设备——液化冷箱在海上晃荡条件下运行的可靠性,建造了小型撬装天然气液化装置,并通过冷箱的纵荡和横摇实验,对不同工况下板翅式换热器、膨胀机和分离器的工作性能及整体工艺系统的运行效果进行了分析。结果表明,晃荡条件下冷箱运行可靠,设备具有较强的抗晃动能力,带预冷的氮膨胀液化工艺可以适用于目标气田的海况;膨胀机水平安装可以减小晃荡的影响;横摇会提高气液两相分离过程的平衡程度及液相的蒸发率;横摇是对FPSO装置影响最大的运动形式,将工艺设备布置在船体的中轴线上可以减小设备晃荡的幅度。

CO_2预冷双氮膨胀天然气液化工艺的海上适应性分析

优选出的CO2预冷双氮膨胀制冷液化工艺提高了液化效率,增大了天然气液化处理能力,但其海上作业适应性还有待考察。为此,通过流程模拟和火用分析,对CO2预冷、丙烷预冷和混合冷剂双氮膨胀制冷液化工艺流程进行了对比,并从热力学角度出发,分析了CO2预冷双氮膨胀制冷液化工艺对原料气物性(温度、压力、组成)、流程操作参数(CO2节流后的温度)以及CO2纯度的敏感性,对其海上适应性做出了评价。结论认为:该工艺可适用于海况恶劣的环境,其对原料气温度、压力和组成变化不敏感,适合于中到大规模的天然气液化生产。最后,为保证流程的安全、高效运行,提出了该工艺应用中需注意的3个问题:①压缩机水冷器温度应低于31.1℃;②CO2预冷温度应超过-53℃;③CO2杂质含量应控制在1%以内。

可提高效率及海上适应性的浮式双混合制冷剂天然气液化工艺

浮式天然气液化装置(LNG Floating Production Storage and Offloading Unit,缩写为LNG-FPSO)具有便于迁移、设备可靠、安全性高等优点,但其海上适应性较差。为此,中海石油气电集团有限责任公司技术研发中心研发了一种浮式双混合制冷剂的天然气液化工艺流程,进行了流程模拟并与中国石油大学(华东)合作建造了实验装置;通过利用不同配比的两种混合冷剂实现DMR模块化设计及流程运行参数的优化,提高了LNG-FPSO工艺的效率及海上适应性。同时选择适应于海上复杂工况的设备进行双混合制冷剂流程的实验,并针对压缩机出、入口压力、水冷器温度等关键参数进行误差分析以及控制方案的确定,通过实验确定了流程中实际操作参数,为LNG-FPSO实际生产中的设备选型和运行提供了经验。最后分析了该工艺对原料气温度、压力、流量以及组分含量的敏感性,并给出了该工艺在生产中适应的参数变化范围。结论认为:该工艺可适应于复杂的海况并进行大规模的天然气液化处理。

双混合制冷剂天然气液化过程实验分析

浮式天然气液化装置(LNG-FPSO)具有便于迁移、设备可靠、安全性高等特点,适应于海上油气田的开发。而混合制冷剂流程效率高、处理量大,在海况较平稳、气田产量大的条件下具有明显优势。利用与中海石油气电集团技术研发中心合作研制的浮式双混合制冷剂液化实验装置来验证双混合制冷剂流程的准确性,并对目标气田的原料气产量、原料气入口温度及压缩机频率等进行敏感性分析,以及海上适应性进行研究评价。通过实验发现双混合冷剂液化工艺可满足平稳海况下大规模天然气液化处理,原料气温度、压力在一定范围内变化对流程影响较小,采用变频式压缩机可有效降低低负荷下系统能耗。

海上天然气液化工艺流程优选

LNG—FPSO(LNG Floating Production Storage and Offloading Unit,又称FLNG)是集海上液化天然气的生产、储存、装卸和外运为一体的新型浮式生产储卸装置。作为LNG—FPSO的核心技术,海上天然气液化工艺将对该装置的建造运营费用、运行稳定性和整个系统的安全性产生很大的影响,而现有的3种基本类型的天然气液化工艺(氮膨胀、混合冷剂和级联式制冷液化工艺)都不能完全符合海上天然气液化工艺的设计标准。为此,根据海上作业的特殊工况,组合模拟了6种适用于海上天然气液化的工艺流程,并从制冷剂流量、功耗、关键设备数量、天然气流量敏感性、天然气组成敏感性、易燃制冷剂储存和海上适应性等方面对各流程进行了比较,根据计算结果及对各流程的定性分析,优选出带预冷的氮膨胀液化工艺[即丙烷预冷双氮膨胀流程、混合制冷剂—氮气膨胀(并联)流程和混合制冷剂—氮气膨胀(串联)流程]为LNG—FPSO装置的首选工艺,且发现随着预冷深度的增加,该工艺的海上适应性减弱,功耗降低,处理能力增强。

浮式LNG生产储卸装置关键设计技术对比分析

海上石油伴生气的液化及储存是一个复杂的系统工程,对装置有特殊的要求,主要体现在:狭小空间场地、海浪和船体的晃动对设备的影响、海上LNG储槽中液体晃动的安全问题、LNG从FPSO向运输船的安全卸载外输方式等。根据我国南海海域的自然条件及油田伴生气源组分特点,作者对浮式LNG生产储卸装置的关键技术进行了一系列的研究,包括FPSO总体方案、净化流程工艺、液化流程工艺、LNG储存、LNG卸载运输、FPSO动力、安全与平面布局等,取得了一定进展,本文对上述问题做了扼要阐述和介绍。

新型边际气田开发技术──浮式液化天然气生产储卸装置

浮式液化天然气生产储卸装置（ＦＰＳＯ），是一种新型的边际气田开发技术，具有投资低、建造周期短、可重复使用的优点。本文介绍了浮式天然气生产储卸装置的概念，结合国际上最新的设计方案对该装置的液化流程、ＬＮＧ储存系统、卸货系统以及总体布局进行了说明。图２表１参３。

大型缠绕管式换热器关键技术发展分析

介绍缠绕管式换热器的特点、发展及技术难点,对国内外厂家的设计和制造水平进行对比,并介绍目前国内大型LNG和LNG-FPSO缠绕管式换热器设计和制造关键技术的研制情况,为大型LNG和LNG-FPSO缠绕管式换热器的国产化研究提供参考。

230000m^3 LNG FPSO舱段结构强度分析

针对230 000 m^3浮式液化天然气生产储卸装置(LNG FPSO)货舱区结构设计,利用法国船级社(BV)开发的VeriSTARHull软件进行强度分析。该LNG FPSO应用于我国南海气田开发,需要通过单点系泊系统长期定位于作业海域,要求能够抵御各种恶劣的海况并保证设施的安全和持续作业能力。因此,对船体结构进行分析和优化是整个浮式生产系统实现功能的基本要求和关键所在。文中结合BV相关规范要求建模、加载并分析计算结果,给出结构设计中需要注意的高应力区域并提出优化建议。

液化天然气浮式生产储卸装置低温液货卸载参数的定量分析

基于海上液化天然气的浮式生产储卸装置,应用Aspen plus软件建立1∶1的物理及数学模型,模拟计算了其低温液货卸载的流程,结合模拟结果和动量及能量方程分析了影响海上天然气卸载的主要参数,着重研究液化天然气输送流量、管路高度差对泵压差和蒸发气体质量的影响.结果表明:随着液化天然气输送流量增加,泵压增大而蒸发气体质量先减小而后增大,并存在一个最为经济的设计流量值;管路高度差对低温软管液货卸载的影响明显.

FLNG船体关键技术综述

FLNG浮式液化天然气开发系统是当前海洋工程领域所关注的研究热点之一。介绍FLNG船体相关的关键技术现状及发展趋势，并对我国FLNG的发展提出了建议。

浮式液化天然气装置液位计选型方案探讨

浮式液化天然气装置(LNG FPSO)设备内介质处于周期性或无规律的晃动状态,造成波动的假液面,给液位测量和工艺过程控制带来很大影响。根据几种常用液位计的测量原理和特点,探讨晃动状态下其适应性和局限性,提出了液位计选型设计方案;分析认为几种常用液位计在LNG FPSO容器内液面晃动环境中使用时,通过采取液位计保护装置等防晃动措施,可起到缓冲、延迟波浪影响的作用,减小或消除液面晃动影响,从而提高液位测量和工艺过程控制的稳定性和安全性。

浮式LNG装置适用标准探讨

浮式LNG装置是集LNG行业和浮式生产装置的关键技术于一体的高科技装置系统,对国内外深水大型油气田的规模开发具有十分重要的现实意义,但目前尚无系统的标准体系适用于此装置。通过对LNG行业和FPSO标准体系的广泛调研和比选,初步建立了针对FLNG设计的较为实用和系统的标准体系,对指导我国浮式液化天然气产业走向纵深和成熟具有一定参考意义。

双燃料发电机在FLNG上的应用

浮式液化天然气生产储卸装置FLNG目前越来越受到各大能源公司和国家的关注,作为新出现的产品,其应用和相关规范还处在不断研究完善和发展阶段。该装置的动力核心是双燃料发电机组,其燃气系统设计和其他相关系统的应用与传统柴油机有很大不同。文中以国内首个FLNG项目使用双燃料发电机为例,介绍并分析双燃料发电机主要系统特点和设计要求。

海上浮式LNG预处理工艺系统适应性分析

浮式液化天然气生产储卸装置(LNG-FPSO)集海上天然气的净化、液化、储存、装卸和外运为一体,是一种新型海上气田开发技术。在该技术中,天然气的预处理是一个关键环节,直接影响到后续工艺及整个装置的正常运行。陆上天然气预处理工艺已较成熟,而浮式LNG预处理系统由于受到海上特殊环境的限制,其工艺及设备的选择、布置与陆上有较大差别,研究分析陆上各种预处理工艺及设备对浮式生产装置的适应性,对LNG-FPSO的设计意义重大。给出了海上浮式LNG预处理工艺系统的设计原则及研究思路,分析了现有各种预处理工艺对浮式生产装置的适应性,初选了各种杂质的净化方法。为减少浮式生产装置运动对工艺及设备性能的影响,给出了设备在浮式生产装置上的布置及选型的建议。