FLNG/FLPG新型装置设备风险评估方法研究

针对FLNG/FLPG新型装置上设备数量多,故障模式复杂,风险评估模型层次不清导致风险评估结果往往不准确的问题,提出了一种FLNG/FLPG新型装置的设备风险评估方法:以层次分析法构造工艺模块、设备、故障模式3个层次的风险评估模型,然后采用改进的FMEA对最低层次的设备故障模式进行评估,最后运用多级模糊综合评判方法逐层上推,得出FLNG/FLPG新型装置整船层次上各工艺模块的设备风险评估结果。应用实例表明,该方法可为FLNG/FLPG新型装置设备的维修及设备风险管理提供决策依据,同时对其他系统的设备风险评估可提供一定的参考。

大型FLNG/FLPG装置上部模块二氧化碳预冷双氮膨胀液化工艺方法

针对FLNG/FLPG装置区别于常规FPSO以及陆上LNG工厂的关键和难点技术,以南海某深水气田为研究目标,开展了FLNG/FLPG装置液化工艺方案优化分析,提出了具有自主知识产权的CO2预冷双氮膨胀的海上FLNG液化工艺。对影响该工艺流程性能的关键参数进行了优化,分析了该工艺对于海上FLNG装置的适应性。结果表明:二级制冷工艺用于海上FLNG装置的天然气预冷过程,当二氧化碳一级制冷温度在-20℃左右,二级制冷温度在-50℃左右,氮气循环压缩机出口压力取8 MPa,两级氮膨胀制冷分界温度取-98℃,海水换热温差在8℃左右,单列总功耗为6.258×104 kW,液化率为93.7%,比功耗为0.327 1 kW·h/m3。该工艺安全性高、流程简单、设备紧凑、经济性较好,具有较好的海上适应性。(图6,表4,参8)。

FLNG/FLPG工程模式及其经济性评价

大型浮式液化天然气FLNG(Floating Liquid Natural Gas)船/浮式液化石油气FLPG(Floating Liquid Pe-troleum Gas)船是近年来海洋工程界提出的、主要用于深远海气田开发的工程装置,是集海上天然气液化、储存和装卸为一体的新型装置,具有开采周期短、开采灵活、可独立开发、可回收和可运移、无需管道输送等特点,有可能是开发我国南海深远海气田重要的工程应用模式之一。为此,以南海某深水气田作为目标气田,对比分析了传统的开发工程模式与FLNG/FLPG开发工程模式的经济性,结果表明,采用该装置开发深水天然气田可节省投资。同时还分析了不同离岸距离对投资的影响,结论认为,使用该装置对离岸距离不敏感。因此,FLNG/FLPG开发工程模式对离岸距离较远的深远海气田具有较好的经济性,是一种值得推广的深远油气田开发工程模式。

FLNG丙烷预冷双氮膨胀液化工艺中试装置试验分析

为验证中国海油自主研发的丙烷预冷双氮膨胀新型FLNG液化工艺的技术可行性及适应性,建设了一套2万m3/d规模的液化中试装置。通过试验验证了冷却温度、天然气压力对液化工艺的影响,并进行了液化单元快速开停车方案试验。试验结果表明:随着混合冷剂级间冷却温度降低,FLNG液化中试装置液化能耗降低,试验过程中冷却温度降低12℃条件下天然气处理能力增加4.26%,液化单位能耗减少约5%;FLNG液化中试装置快速开车时间主要受板翅式换热器的降温速度要求限制,先开启过冷氮气循环,再开启液化段氮气循环是达产最快的开车程序,开车5 h内可以达到设计生产负荷;FLNG液化中试装置具有快速停车性能,可以在5 min内关停,停车后5 d内冷箱恢复常温;随着天然气压力降低,FLNG液化中试装置液化能力下降,试验过程中天然气压力从3 547 kPa降低到2 000 kPa时天然气处理能力降低11.2%。本文试验分析结果为大型FLNG液化装置工程化提供有效技术保障。

FLNG油气处理装置安全消防系统的设计

分析了LNG及液化处理过程中的火灾危险性,提出了适应FLNG油气处理装置的防火防爆措施及消防设计思路,可为FLNG安全消防设计方案提供参考。

FLNG装置工艺模块安全间距研究

针对浮式液化天然气(FLNG)装置重大危险源的密集而导致的模块安全问题,提出基于定量风险评估的模块安全间距确定方法。在研究模块安全布置合理性的基础上,采用事件树分析方法计算泄漏事故频率,基于火灾爆炸理论模型研究事故后果,根据安全目标进行事故场景的选择。应用定量风险评估理论计算人员风险、经济风险和多米诺效应风险,并建立风险值与模块间距的关系,从模块和装置2个层次进行风险可接受性分析,确定模块安全间距。实例分析结果表明:该方法合理可行,可为大型装置的模块安全间距确定提供思路。

我国南海深水气田FLNG装置丙烷预冷双氮膨胀液化工艺试验模拟分析

天然气液化工艺是海上浮式液化天然气船FLNG的关键技术之一,目前处在少数几个公司的专利保护之中.由于海上特殊的作业环境,海上FLNG液化工艺的选择与陆上有所不同,研究适合于我国南海海洋环境和油气物性的FLNG液化工艺以及通过试验手段验证FLNG液化工艺在海上的适应性尤为必要.论文分别通过2000m^3/d的小型装置和20000m^3/d的中试装置试验,实现了具有自主知识产权的丙烷预冷双氮膨胀FLNG液化工艺的静态和动态性能的验证.通过将液化关键设备置于晃荡平台上的动态试验以及丙烷分离罐与冷箱之间液位差变化等动态模拟手段,验证了该液化工艺具有较好的海上适应性.2000m^3/d小型试验装置的静态试验模拟表明,在设计规模下,天然气的液化率可达99.1%,能耗可达0.42kw·h/m^3.将冷箱置于晃荡平台上的动态试验表明,船体横摇3.6°时换热性能不受影响.20000m^3/d中试装置的试验表明,该液化工艺具有液化率较高和能耗较低,开停车快速的优点以及较好的海上适应性.通过小型和中试装置的静态和动态试验,表明该液化工艺具有液化率较高、能耗较低以及较好的海上适应性等特点,验证了具有自主知识产权的丙烷预冷双氮膨胀FLNG液化工艺,能较好地适用于我国南海特殊的环境条件和油气物性,可作为我国南海深远海气田开发FLNG工程模式的液化工艺方案之一.

基于专利分析的FLNG液化装置技术发展研究

为研究浮式液化天然气生产储卸船(FLNG)液化装置工艺技术专利发展现状及技术演化趋势,基于Patsnap专利数据平台,检索并分析了全球近30年FLNG液化装置技术的申请专利数量、专利技术文本及趋势等数据。结果表明:在FLNG液化装置技术领城美国和韩国的专利申请.量占据绝对优势;中国作为在这一领城全球专利布局第二的国家,专利申请量正在不断增加,越来越多的FLNG液化装置技术热点将向中国迁移;高效、节能、环保是未来FLNG液化装置领城的主流发展方向。

铰接式尾输装置(ATOL)在FLNG应用前景分析

浮式液化天然气装置FLNG 设有天然气处理与液化装置、生活与动力设施、液化天然气储存舱及外输系统,用单点系泊或多点系泊的全海式海上天然气生产装置。液化天然气外输装置是FLNG 关键设备之一,本文介绍了ATOL 卸载装置结构组成、工作原理、受限因素、外输流程等,并针对ATOL 性能重点分析了在南海FLNG 上应用前景。

丙烷预冷系统对FLNG晃动条件的适应性实验研究

通过建立一套带有液位扰动系统的丙烷预冷液化天然气实验装置,研究丙烷预冷系统对浮式液化天然气装置(FLNG)晃动条件的适用性。实验中通过对丙烷分离器不同液位进行液位扰动来模拟晃动条件,分析丙烷预冷系统换热器在晃动条件下的温度特性。结果表明:丙烷分离器液位较低时,液位扰动对换热器的温度影响较大;随着液位的升高,液位扰动对换热器的温度影响不断减小;当液位达到一定高度后,液位扰动对换热器温度影响很小。丙烷预冷系统适用于FLNG,但在FLNG上使用须提高丙烷分离器的液位高度或分离器的位置,以降低晃动时液位波动对换热器的影响,因此,在设计时须加强安全设计和危险评估。

浮式液化天然气装置LNG预处理工艺大型分离设备研究进展

分离设备是海上浮式生产系统上天然气预处理的重要设备,在海上油气田特殊环境下,分离设备在气液不均匀分布条件下会严重影响分离效率,使预处理工艺效率降低。通过调研有关晃荡条件下分离设备气液流动和传质性能的研究现状,分别对气液分离器、填料塔等典型设备和常用的净化工艺进行讨论分析,为提高浮式设备的分离效率提供新的研究思路。结合工程实际,指出晃荡条件下分离设备运行性能的现有问题和今后的研究重点,为浮式环境中分离器的选型和优化设计提供建议。

FLNG电力系统设计研究

FLNG (浮式液化天然气生产储存外输装置)电力系统设计中,船舶电源装置的选择、电气设备选型、船舶主供电网络的电压等级确定及电气系统的接地方式确定等均是重点关注环节。文章研究FLNG电力系统设计中的关键环节,合理确定方案,减少船舶的整体电气设计中的纰漏,使设备最终满足使用要求。