液化天然气生产储卸装置

科技工作者之家  |   2020-11-17 18:09

液化天然气生产储卸装置(Floating Pmduction Storage and Offlloading System,简称FPSO)作为一种新型的边际气田开发技术,以其投资较低、建设周期短、便于迁移等优点备受青睐。

概述液化天然气生产储卸装置(Floating Pmduction Storage and Offlloading System,简称FPSO)作为一种新型的边际气田开发技术,以其投资较低、建设周期短、便于迁移等优点备受青睐。

常规海上天然气开发,包括海上平台的建设、铺没海底天然气输送管道、岸上天然气液化工厂的建设、公路建造、LNG外输港口等基础设施,其投资大、建造周期长、现金刚收迟。针对以上不足,浮式LNG生产储卸装置的设计着眼于低投资、投产快和高效益,集液化天然气的生产、储存与卸载于一身,简化了边际气田的开发过程,优点颇多。

浮式LNG装置可分为在驳船、油船基础上改装的LNG生产储卸装置和新型混凝土浮式生产储卸装置。整个装置可看作一座浮动的LNG生产接收终端,直接泊于气田上方进行作业,不需要先期进行海底输气管道、LNG工厂和码头的建设,降低了气田的开发成本。同时减少了原料天然气输送的压力损失,可以有效回收天然气资源。

浮式LNG装置采用了生产工艺流程模块化技术,各工艺模块可根据质优、价廉的原则,在全球范围内选择厂家同时进行加工建造,然后存保护水域进行总体组装,可缩短建造安装周期,加快气田的开发速度。另外,浮式LNG装置远离人口密集区,对环境的影响较小,有效避免了陆上LNG工厂建设可能对环境造成的污染问题该装置便于迁移,可重复使用,当开采的气田气源衰竭后,可南拖船拖曳至新的气田投入生产,尤其适合于边际气田的开发利用。1

储存系统LNG储存设施为浮式LNG生产装置稳定生产提供足够的缓冲容积、LNG储存设施的容量,取决于LNG的产量和LNG运输船的数量、大小、往返时间,以及装卸作业时的海况条件,其设计原则是在保证稳定生产的前提下,尽可能提高LNG运输船的运营经济性。日本国家石油公司针对东南亚海域的气田开发,对浮式LNG生产装置的储存系统进行了研究,得到了储存容量与气田距LNG接收终端距离之问的关系。

针对浮式LNG装置的壳体和LNG储槽型式,可以有如下选择:①钢质壳体和MOSS球型储槽;②混凝土壳体和MOSS球型储槽;③钢质壳体和自支持棱柱型储槽;④混凝土壳体和薄膜储槽。

储存系统的设计要保证LNG储存的安全,并将LNG泄漏可能造成的危害降低到最低程度。对于钢质壳体,要采用水幕等措施避免泄漏的低温LNG液体接触壳体。混凝土壳体由于吃水深,承载能力大,而且混凝土材料具有低温性能好、不易老化的优点,近来备受重视。MOSS球型储槽及自支持棱柱型储槽的安全性和极佳的低温隔热性能,已得到了实践验证,均可满足浮式LNG装置的储存需要。当采用MOSS球型储槽,由于储槽上方的空间得不到充分利用,对流程设备的合理布局提出了更高的要求,这一点在设计时必须引起注意。1

卸货操作海上LNG的装卸不同于陆上作业,由于船体间的相互运动,难度颇大。日前有2种LNG卸货方式,即并排卸货和串联卸货。

并排卸货适用于平静的海域,LNG运输船与浮式LNG装置并排泊在一起,利用卸货臂进行卸货作业。浮式LNG装置远离火炬的一侧用作LNG船的停泊,并提供水幕等防火措施。这种作业方式最可能发生的危险是卸货臂LNG的泄漏,这主要是用于浮式装置与LNG运输船之间存在相互运动造成的,另外,还需注意LNG运输船停泊的安全性,经验表明,海浪平均波高小于1.5m时,停泊作业是安全的。当风向、海流的方向与海浪小一致时,为减少停泊的危险性,浮式LNG装置需要通过艉推进器控制船体的方向、以便于LNG运输船的停泊。或者采用一船辅助拖船调整船体厅位,避免风浪将LNG运输船推向浮式LNG装置。据估计,采用艉推进器或拖船后,LNG卸货作业的极限平均波高为2.5m。

串联卸货方式则是采用动态定位装置控制LNG运输船首部管汇,与浮式LNG装置尾部的距离在容许工作范围内,从而避免了停泊和卸货作业中可能Hj现的危险,采用串联卸货方式,可在较为恶劣的海况条件下进行卸货作、忆极限平均波高可达4.5m。1

本词条内容贡献者为:

李航 - 副教授 - 西南大学