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LNG液化和接收站工艺介绍


MAR.18.2004 EDITION (VERSION 1)

L N G
INDUSTRIAL INTRODUCE

SEOSEO-HEUNG METAL CO., LTD. VALVE COMPANY http://www.seoheungvalve.com

PROCRESSPROCRESS-1 (E

xtraction to Loading)
2ND Procedure

1ST Extraction 天然气开采及精制 2ND Liquefaction Facilities 天然气液化设备
1ST Procedure 4TH Procedure 5TH Procedure
LNG NG

3RD Storage Tank 生产国储存罐 4TH Loading Arm 装船设备 5TH LNG Carriage Ship 液化天然气运输船

3RD Procedure

天然气 天然气开采及精制工程
碳氢化合物(Hydrocarbon) 探查 钻探 确认埋藏 开采 除掉杂质 (水分/硫化物/一氧化碳/灰尘油分)

天然气 天然气液化工程
(NG LNG, 1/600) 膨胀法Turbo Expend. Cycle 多端冷冻法Cascade Cycle 多端冷冻法C d C l 混合冷媒法M.C. R. Cycle

生产国储存罐 产国储存罐
装船前临时储存用双重结构 特殊混凝土外壁 隔热材料 (外壁与内壁之间) 封闭型特殊不锈钢内壁

装船设备
LNG Pump, Pipe Line, Loading Arm BOG Gas Recovery Facilities

液化天然气 液化天然气运输船
Moss Type Membrane Type

Carriage to LNG Terminal

PROCRESSPROCRESS-2 (Unloading to Pipe line)
LNG BOG NG

4TH 蒸发燃气压缩机 Boil Off Gas Compressor
蒸发的 Ethane Gas (BT –88.6oC) 用Compressor压缩升压 用 压缩升压

7TH Proced.

5TH 再液化设备 ReCondensor 液化设备
4TH Proced. 6TH Proced. 2ND Proced. 1ST Proced.

在蒸发燃气压缩机中压缩的高温

蒸发燃气 (5~35 oC)与 LNG1
5TH Proced.

3RD Proced.

(-150 ~ -160oC)进行混合后,在 G (-130 50 LNG2 ( 30 ~ -150oC)里再凝缩. Pressure Cond. LNG1 < LNG2

6TH 2次泵 Secondary Pump
把压缩前的低压LNG多端压缩为约 80kg/cm2的高压LNG后输送到汽化机 液体的升压比气体容易进行

1ST 液化天然气 液化天然气 运输船 运输船
Moss Type Membrane Type

2ND 装卸设备 装卸设备
LNG Pump Pipe Line Loading A L di Arm BOG-Gas Recovery Facil.

3RD KOGAS 储存罐
供货储存用2重 结构 特殊混凝土外壁 制冷剂 (外壁/内壁之间) 密闭型特殊 SUS 内壁 加压用 1次 泵

7TH 高压汽化机 (海水式) ORV 海水式)
Open Rack Vaporizer 喷洒低温海水,汽化 LNG

PROCESSPROCESS-1> 1ST Extraction
天然气开采及精制(Extraction)
天然气是指天然出现的,以碳氢化合物为主成份的, 可燃性燃气.通过地质探查后进行 钻探, 确认埋藏量, 生产性分析, 挖掘等阶段,从地下开采. 天然气成份 : 主成份 M th Methane G (90%) Eth Gas Ethane, P Propane, B t Butane 等以外 还包括高分子碳氢 等以外,还包括高分子碳氢 化合物 (Hydrocarbon), N2, He,一氧化碳 (CO2), 硫化氢 (H2S), 水分 (H2O) 等杂质 当天然气在不分离或除掉以上杂质的情况下直接使用的话,会对发热量及物理化学方面的性质有所 不同,尤其是因为硫磺类物质的影响下引起污染空气. 不同 尤其是因为硫磺类物质的影响下引起污染空气 同时,把这种物质从天然气中分离后,提高天然气的质量,充分利用分离出的物质,将通过如下的分离 及精制过程制作出干净的燃料.

除掉 水分
水分是在液化 天然气的过程中凝结而成,并且会严重操作设施,所以一定要 除掉水分. 水分余量的 允许限度 (15oC, 1atm-abs Gas : 96~127g/10M3)

PROCESSPROCESS-1> 1ST Extraction
天然气开采及精制(Extraction)
除掉 硫化物

-continuecontinue-

在已经开采的天然气中含有相当数量(5g/M3)的硫化物(H2S).这种硫化物会引起空气污染,所以,利用选 择性吸收硫化物的胺(Amine) 类吸收剂来进行 除掉,所分离的硫化物,将用在硫磺(S)及硫酸(H2SO4)的 制作原料. 吸收剂 : Sweetening Process

除掉 一氧化碳 氧化碳
开采的天然气中一氧化碳的含量体积比最高能达到45% .大量的一氧化碳如同氮气,对发热量有很大的 影响,所以一定要通过天然气液化工程 除掉它.

除掉 灰尘及油分
灰尘 (d t)是指 从地下 开采天然气的过程中 起带上来的沙子及因这些物质的摩擦所产生的设备 (dust)是指,从地下 开采天然气的过程中一起带上来的沙子及因这些物质的摩擦所产生的设备 磨损粉尘等. 这种粉尘会严重损伤高速旋转的泵, 压缩机的涡轮. 同时注入在设备里的润滑油在突然变化的压力下会产生大量的微粒分散油分, 并混合在天然气内,降 低天然气的质量. 低天然气的质量 同时,一般情况下通过气旋, 静电沉淀法或过油擦洗等方法来除掉这种灰尘及油分 .

PROCESSPROCESS-1> 2ND Liquefaction Facilities
天然气液化工程 Liquefaction Process
为了远距离输送在山地里开采精制的天然气时,或在小面积储存空间内储存 更多的天然气时,一般通过液化工程,使它变成液体状态. 成为液体状态的天然气叫做 液化天然气(LNG),因为液化后天然气 (NG)的体 积将减少到600分之一,所以很容易运输及储存. 天然气的 主成份为甲烷,而且 甲烷液化温度很低, 一般情况下很难处理成液 化状态. 所以,将采用如下特殊方法, 液化天然气

膨胀法 Turbo Extend Cycle

加压天然气后,利用涡轮急速断热膨胀时,被膨胀的天然气 温度急骤下降,成为液体状态的原理方法. 急 降 液体 态的原 法

多端冷冻法 The Cascade Cycle 混合冷媒法 Multi-Component Refrigerant Cycle

利用各种冷媒,按次序降低天然气的温度, 来进行 液化的方法. 首先以乙烯 (Ethylene)为冷媒 液化 丙烷(Propane) , 再把已经 液化的丙烷为冷媒,液化天然气的方法.

按一定的比例混合碳氢化合物(Hydrocarbon)与氮气 (N2)作为冷媒 ,通过凝聚及膨胀过程 通过凝聚及膨胀过程 就可获得能 液化 天然气的超低温.利用这种方法来液化天然气的方法.

PROCESSPROCESS-1> 3RD Storage Tank
液化天然气临时储存工程 (Storage Tank)
液化基地上所使用的储存罐与交接基地里所使用的,在结构上是相同. 液化基地上所使用的储存罐与交接基地里所使用的 在结构上是相同 通过天然气液化设备进行 液化后的天然气,在装船前以液体的形式临时 储存为目的. 储存罐的 结构,就像巨大的保温瓶一样的概念来设计成外壁及 内壁的 2 重 结构形式.

外壁Outside Wall

由特殊混凝土(Post-Stressed Concrete Wall)制成, 可支撑罐中所产生的所有力量,相当于保温瓶的外壳.

BOG

内壁 Inside Wall
能在液体状态下储存天然气的封闭型Membrane壁制作而成.

LNG

隔热材料Poly Vinyl Chloride Foam
A 外壁与 内壁之间,填充了隔热效果好的隔热材料,隔离从外部进来的热量, 防止天然气汽化的现象,可起到安全保管液态天然气的作用.

外壁 1次 泵 隔热材 料 BOG LNG 内壁

1次 泵 First Pressurize Pump
为了从新液化在储存罐内自然汽化的蒸发燃气(BOG), 输送到蒸发燃气 压缩机 (Boil Off Gas Compressor) 的管道.

A 蒸发燃气回收排管Boil Off Gas Recovery Pipe Line
为了从新液化在储存罐内自然汽化的蒸发燃气(BOG), 输送到蒸发燃气 压缩机 (Boil Off Gas Compressor) 的管道.

储存罐的 结构

4TH Loading Arm & 5TH LNG-Carrier LNG装船设备Loading Arm
在天然气液化基地生产后储存在储存罐内的天然气是主要通过输送线进行长距离 输送.在我国(韩国燃气公社)也是,主要从印度尼西亚及马来西亚等地区,通 过LNG-CARRIER (输送线)引进LNG, LNG线是按罐的形式可分为MOSS 型及 MEMBRANE型. 在这种 LNG线上,为了装船液化天然气的 装船设备由: 1. LNG PUMP 2. LOADING ARM 3. BOG RECYCLE FACILITIES (为了回收 装船过程中所发生的蒸发燃气的设备)

液化天然气运输船 LNG-Carrier
液化天然气(LNG)是处于零下163度的 极低温状态. 在这种温度里放入金鱼时,会瞬 间冻结成S型,拿出后再放入水中时,过不了多久就能复活游动. 以前是因为极 低温材料的问题及600分之 1的浓缩液化天然气会爆炸等危险,只好按气体状 态下进行管道输送.但是,物流及需要方面很有竞争力的 LNG 输送船已经问 世,干燥技术的核心问题,就是防止燃气泄漏及安全问题.

Various LNG-Carrier (DAEWOO / SAMSUNG) LNG作为LNG船的核心技术,防燃气泄漏及确保安全性, 需要采用双重船体及具有双重保护壁的储存罐, 质量过关的各种 极低温设备, 等离子焊接等极高的技术水平

BERGE BOSTON DSME/DNV 13万 8千 CMB级 LNG运输船 船主公司Bergesen D.Y.ASA

HANJINE PYYEONGTAEK DSME/KR&BVK. FREESIA DSME/KR&BV 13万 CMB级 LNG运输船 13万 8千 CMB级 LNG运输船 船主公司Hanjine Shipping Co.,Ltd. 船主公司Korea Line Co.,Ltd.

GRANATINA DSME/LR 14万500 CMB级 LNG运输船 船主公司Shell International T & S

ANNE-LAURE DSME/BV 7万8千500 CMB级 LNG运输船 船主公司Geogas Shipping SA.

BERGE BOSTON SSHM/LRS.ABS 138000M3 / 145000M3 LNG运输船 船主公司British Trader / Peninsula LNG

PROCESSPROCESS-2> 4TH Boil Off Gas Compressor
蒸发燃气压缩机Boil Off Gas Compressor 气压缩机
LNG是沸点温度在摄氏零下162度的超低温(极低温) 液体,所以,能通过罐及排 管外部传达的热量引起蒸发,为了再进行液化 这种蒸发燃气,必须施加压力.这是 为了提高压力所使用的加压 设备 LNG的主成份为甲烷CH4).但是 ,也含有少量的乙烷 (Ethane, C2H6)及 丙烷 ( (Propane, C3H8) 等物质 按不同的生产地 其组成有所不同 尤其是 组成 等物质.按不同的生产地,其组成有所不同.尤其是,组成 物质中的乙烷或丙烷等物质的沸点温度比LNG 高出很多,所以大部分蒸发燃气 是由乙烷来组成. 这种蒸发燃气是通过蒸发燃气压缩机,进行 加压后送到火力发电厂作为燃料来 使用,但是,因为只使用 使用 但是 因为只使用 蒸发燃气 时 其发热量不足 所以不能作为一般城市燃气 时,其发热量不足,所以不能作为 般城市燃气 来提供.大部分是经蒸发燃气压缩机 加压后再送到液化设备中进行液化处理.
BOG

Boil Temperature 各构成物质的沸点温度 LNG (Methane CH4) - 162 o C (Methane, Ethane, C2H6 - 88.6 o C Propane, C3H8 - 42.0 o C

PROCESSPROCESS-2> 5TH Re-Condenser Re再液化工程 Re-Liquefaction Process
蒸发燃气压缩机里压缩好的蒸发燃气与 LNG混合后,再进行液化的设备 设备.

工程1 通过安装在LNG 储存罐上的 1次 泵, 加压后的LNG与经 蒸发燃气压缩机 升压过的 蒸发燃气,分别通过 排管进入再液化设备中.

工程2 投入再液化设备的, 温度较高的 高压蒸发燃气(5oC ~ 35oC) 与 温度较低的 LNG (150oC ~ 160oC),在罐的上端混合室里进行混合及热交换, 并通过液化过程. 并通过液化过程

工程3 液化后的LNG,以凝聚状态下降到罐的下部, 并且用 2次 泵输送 LNG (-130oC ~ -150oC).

BOG LNG

虽然LNG的温度已经上升,但是不进行汽化,并保持 虽然LNG的温度已经上升 但是不进行汽化 并保持 LNG状态的原因是 因为随着压力上升后液体的沸点也一起上升. 即 LNG也随着压力的上升不会在零下162度上沸腾,而是在更高的温度下沸腾.

PROCESSPROCESS-2> 6TH Secondary Pump
液化天然气2次 加压工程 (Secondary Pressurize)

通过我国总长度达到 2435km的全国供气排管网络,为了输送到用户那里, 必须提高压力,因为液体比气体更容易升压,汽化液态LNG前通过2次 泵, 必须提高压力 因为液体比气体更容易升压 汽化液态LNG前通过2次 泵 把它压缩成80 Kg/cm2 高压的工程 电机 当LNG的压力高的时候, 汽化所需要的热量消耗会减少,
压缩前 LNG 压缩后 LNG

所以,用高压 汽化设备加压低压状态的LNG后供气. 这种2次 泵的数量是 通过全国排管中所提供的高压燃气输送总量 泵的数量是,通过全国排管中所提供的高压燃气输送总量

LNG

来决定

多端加压 泵
隔热材 料

2次 泵大体上分为 Pump 及 Motor 部分. 泵的吸入排管中安装有过滤器 ,从吸入排管进来的 LNG是,通过 泵下部,经过几个阶段的压缩后,最后输送的汽化机.

2次 泵 结构

PROCESSPROCESS-2> 7TH ORV (Open Rack Vaporizer)
高压汽化工程 (海水式, 高压汽化机, ORV)
汽化机可分为,为了 汽化 LNG 利用海水 温度的 海水式汽化机及 利用燃烧天然气时所产生的热量的燃烧式汽化机等两大类. 通过 汽化机变成气体状态的天然气,经过当发生燃气泄漏时,为了使人能感觉到燃 气,在天然气中添加味道的附属设备,并通过全国排管系统供到最终燃气用 户处.

热交换 管

海水引进 排管

海水式 汽化机
在左图及照片中显示具有代表性的海水式汽化机.基工作原理为,从第2次泵中输送 的高压 LNG,通过排管,从利用薄板制成的热交换机内部的下部,向上经过的 过程中,在外部洒海水,使得海水温度传达到LNG进行汽化的设备

燃烧式 汽化机
当采用燃烧式汽化机时, 因燃气的需要量增加, 并超过海水式 汽化机容量提供 天然 气时,或因冬天海水温度较低,引起 海水式 汽化机的生产能力下降时使用. 利用海水 度 利用海水温度 汽化 LNG的过程
LNG NG

燃烧式汽化机是采用热交换机牌水中的方式,通过安装在水槽里的燃烧器,燃烧空气 及天然气时发生的热量,把水加热并汽化LNG 的方式. 及天然气时发生的热量 把水加热并汽化LNG 的方式

汽化机 结构


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