中国海油“CGTank~”大型LNG储罐技术体系与工程化应用

LNG储罐设计、建造工艺复杂,造价高,是能源领域中的尖端技术之一,长期由国外企业垄断。为了实现LNG储罐技术的国产化,作为目前国内最大LNG进口商的中国海洋石油总公司(以下简称中国海油),在借鉴国内外相关单位设计建设经验的基础上,经过多年科研攻关,成功研发了LNG储罐技术体系"CGTank~":①自主开发了成套计算软件,通过建立流固耦合的三维全息及多点接触模型,完成了对储罐全工况的计算;②引入欧洲规范,结合响应谱分析,创新了地震作用研究及内罐校核研究;③首次提出利用最大剪切破坏理论得到的主应力作为应力强度判别的标准;④形成了完全自主知识产权的大型LNG全容储罐技术包。"CGTank~"体系在天津LNG示范工程中完成了首次应用,由中国海油气电集团提供储罐设计核心技术,由海洋石油工程股份有限责任公司EPC总承包,目前项目已经通过了所有指标的测试,顺利运营。LNG储罐自主技术的应用前景广阔,有利于推动LNG产业的全面国产化进程。     

煤制天然气碳排放全生命周期分析及横向比较

在中国天然气市场需求旺盛、供需缺口快速扩大的大背景下,煤制天然气（SNG）迎来了大规模的投资与发展热潮。然而,随着“低碳经济”发展模式的转变预期,SNG又面临着“低碳”与否的争议。为此,采用全生命周期（LCA）评价方法对SNG项目从原煤开采到转化为煤制天然气、直至进入终端消费全过程的直接和间接二氧化碳排放及其温室气体排放进行了清单分析。同时,对SNG与煤层气、液化天然气、管输天然气的全生命周期二氧化碳排放清单进行了横向比较,将相关产业链划分为国外和国内两个环节并进行分析,结果认为LNG在国际贸易中具有明显的碳减排优势。结合美国大平原SNG工厂碳减排对我国的启示,提出中国发展SNG的“低碳”途径与选择,并呼吁应从多方面谨慎对待具体SNG项目的前期规划和研究。     

空气热源式气化技术在大型LNG接收终端的应用

近年来,空气热源式气化设备和技术（Ambient air based heating vaporization,AHV）因其具有环境友好、节约能源、可持续利用等优势而在其他国家的新建LNG项目中不断得到实践验证和推行。为此,介绍了AHV的技术特点、分类及其在世界各地的最新应用情况,并与常规气化技术进行了对比,进而提出了该类技术的应用条件,分析了该技术方案的优缺点。结果认为：①LNG接收终端所处位置具体环境的气象条件（年最低环境温度、湿度、风向和风速、持续时间等）是选择合适的AHV技术的关键因素;②设计空气热源气化系统需要确定它的最低环境温度以及备用热源系统需要热机备用的工况条件;③相对于浸没燃烧式气化器,AHV系统的优势明显,且燃气（电）价格比率越高,其优势越显著;④在不适合采用海水开架式气化技术的条件下,AHV可作为优选方案;⑤在免费海水使用受限、天然气燃烧制热成本高昂的情况下,以空气热源作为气化系统基荷热源是最为便利和直接的选择。为中国规划和设计新建LNG接收终端提供了更为经济和环保的气化技术选项     

LNG接收站卸料管道专用隧道设计探讨

作为常规地面管架或栈桥管廊方案的替代,LNG接收站卸料管道专用隧道是一种全新的技术解决方案,具有许多独特之处,为此,介绍了目前世界上仅有的两条卸料管道专用隧道--美国Dominion Cove Point LNG接收站和日本东京瓦斯Ohgishima LNG接收站卸料管道专用隧道的情况,并以广东省某地处于前期可行性研究阶段的LNG项目为例,分析了国内第一条LNG卸料管道专用隧道工程的内部系统相关设计和研究情况,提出了该类型隧道内系统设计应着重考虑的设计特点：横断面的基本形状;高等级安全性的保障;合适的操作和维护设施;连续监控系统的设置。该研究成果对更为广泛的低温管道专用隧道内部系统的设计和研究具有借鉴和参考意义。     

LNG接收站蒸发气处理系统静态设计计算模型

BOG（Boil Off Gas）系统是LNG接收站设计阶段中必须重点考虑的关键问题之一。与大型LNG液化工厂中主要考虑BOG提供燃料气和LNG装船工况下BOG直接通过火炬燃烧情况完全不同,LNG接收站设计中则应结合气化外输压力、最小外输流量等不同项目特点,对于BOG的回收、处理和利用有更多的选择。为此,按照LNG接收站卸船和非卸船两种基本工况划分,对设计阶段保守估算BOG产生量引入完整的静态计算方法,通过实例计算,提出了BOG压缩机的合理配置方案,以期实现技术与经济两方面的优化。该计算方法对于国内自主进行LNG接收站的设计具有参考意义,对于小型LNG卫星站的设计亦有借鉴意义。     

中海油面向长江以北地区天然气产供储销新体系构建

中国海洋石油集团有限公司(以下简称中海油)在长江以北地区的天然气产供储销体系建设尚处于起步阶段。为了加快进度,根据国家天然气产供储销体系建设的思路,基于中海油在该区产供储销体系的现状,构建了具有中海油特色的天然气产供储销体系。该体系具有以下特点:①布局框架由7大具有中海油典型特色的支柱支撑,体系量化分析结构由12项要素组成,可以系统化地评估企业建设天然气产供储销体系中的总体适应性,逐一有效地识别具体设施的冗余程度或"瓶颈"所在;②以有限度的预期市场目标为导向,以储气设施建设为突破点,以区域"自平衡"为体系核心,以具有一定富裕量的"资源—设施—市场"平衡为建设原则。结论认为:①在长江以北地区,通过"海气+LNG"资源统一协同和"四点、N站、一网"的天然气基础设施布局,可以形成较大规模和互相支撑的天然气年周转、气化外输、储气和调峰能力;②依托于"资源池"的统筹调配和LNG接收站的小时级调峰能力,可以为高波动的用气需求量提供高弹性的供气保障;③在长江以南沿海地区产供储销体系的富裕能力能够直达或商业互换至长江以北地区,依托海上LNG资源的灵活调度和陆上外输管道气的流向调配,可以在更大范围内为长...     

LNG 产业链动态模拟仿真平台应用现状和展望

LNG产业链是一个复杂的系统工程,为了寻找产业链运行和管理中的短板环节和规避风险,需要通过动态模拟仿真对现有LNG生产物流系统进行优化和设计。通过对系统仿真概念的了解,和对模拟LNG产业链的动态仿真软件进行比较和选择可知,Witness软件可用于LNG产业链动态模拟的二次开发。在Witness软件基础上通过编程语言进行二次开发,编制了LNG产业链动态仿真系统的完整模型结构,介绍了二次开发的思路和算法,并对建立好的动态模拟仿真平台进行了软件测试,提出了二次开发和应用中的瓶颈问题和解决方法。最后总结了该仿真平台将来的应用前景和方向。     

LNG接收站蒸发气处理系统的动态设计计算模型

准确合理地预测蒸发气（BOG）量,对于LNG储罐安全管理、LNG卸船操作安全管理、BOG压缩机能力选择、BOG压缩机启停操作与提效节能和稳定利用BOG燃料气等均具有重要意义。国外已有一些理论化的BOG蒸发率（BOR）动态计算模型,但计算复杂且由于其对LNG储罐内BOG产生机理的认识是建立在一定理论假设的基础上的,对实际LNG储罐内BOG产生机理的认识不够准确,加之各种实际操作工况要复杂得多,因此,这类模型的广泛适用性仍有待考证。为此,基于BOG生成机理的基本理论和传热动力学理论,结合具体LNG接收站储罐生产操作数据,得到了半经验化的BOR（Boil Off Rate）动态模型,实例证实：该方法方便、有效,更有利于预测和指导生产实际。     

中国东南沿海发展煤制天然气的可行性

随着近年来煤制天然气(SNG)技术的发展,国内呈现出积极开发SNG项目的热潮,但输送距离成为坑口建厂模式与天然气市场之间的巨大沟壑。通过在西部煤矿坑口建厂与在东南沿海地区建设SNG工厂的技术与经济可行性分析,认为沿海SNG工厂在价格和风险承受等方面更富竞争力,同时对于东南沿海地区掌握自主气源的意义重大。尤其对于国内石油公司而言,SNG相比在沿海建设的液化天然气项目,是一种更为可靠的资源和价格对冲工具,而且沿海SNG项目在获取煤炭资源方式上有更多的灵活性。在提高经济性方面,资源与运输费用的长期锁定、褐煤的坑口提质处理都是必要的,但在污染物排放、废水处理及废渣利用方面,应进行审慎的风险评估和措施论证,确保其成为受欢迎的新型能源项目。     

采用动态物流模型计算LNG接收站的有效罐容

科学合理地确定LNG储罐罐容及数量配置是LNG接收站前期研究阶段最重要的任务之一,目前国外概念设计与前端工程设计一般用静态经验公式估算法来确定新建LNG接收站项目的LNG储罐罐容,再采用外部第三方或其内部开发的动态数学模型进行核算,基本未考虑用气市场的波动性和调峰需求,估算结果明显低于LNG接收站达到设计负荷工况下的实际需求。为此,引入成熟的物流概念和技术,把握LNG产业链的物流本质,针对LNG接收站储罐的库存物流和LNG运输船到港、卸货的排队物流特性,建立了用于计算LNG接收站储罐罐容及其数量配置的动态数学模型。通过广东某LNG接收站项目实例计算比较可知,该模型具有以下优点:既可确定经济合理的LNG运输船船容及配置、LNG接收站罐容及配置,又可计算出非均匀船期条件下的LNG储罐罐容及所需配置数量,还可动态地掌握LNG储罐库存曲线的变化情况,为现货采办等经营手段提供可靠的决策依据。