近年來,隨著世界天然氣產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,液化天然氣(LNG)已成為國際天然氣貿(mào)易的重要部分。
近年來,隨著世界天然氣產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,液化天然氣(LNG)已成為國際天然氣貿(mào)易的重要部分。與十年前相比,世界LNG貿(mào)易量增長了一倍,出現(xiàn)強勁的增長勢頭。
據(jù)國際能源機構預測,2012年國際市場上LNG的貿(mào)易量將占到天然氣總貿(mào)易量的36%,到2020年將達到天然氣貿(mào)易量的40%,占天然氣消費量的15%。至2020年全球天然氣消費量將繼續(xù)以年2%-3%的增長率增長,而LNG在天然氣貿(mào)易市場中所占份額也將逐步增大,達到8%的年增長率。LNG在國際天然氣貿(mào)易中發(fā)展勢頭如此強勁,地位越來越重要,這都得益于世界LN6應用技術的發(fā)展。世界上普遍認為:液化天然氣工業(yè)是當代天然氣工業(yè)的一場革命,其發(fā)展已經(jīng)歷了六十多年的歷史,形成了從液化,儲存,運輸,汽化到終端利用的一整套完整的工藝技術和裝備。
LNG是天然氣的一種儲存和運輸形式,其廣泛使用有利于邊遠天然氣的回收和儲存,有利于天然氣遠距離運輸,有利于天然氣使用中的調峰和開拓市場,以及擴展天然氣的利用形式。
我國早在六十年代,國家科委就制訂了LNG發(fā)展規(guī)劃,六十年代中期完成了工業(yè)性試驗。四川石油管理局威遠化工廠擁有國內最早的天然氣深冷分離及液化的工業(yè)生產(chǎn)裝置,除生產(chǎn)He外,還生產(chǎn)LNG。進入九十年代,我國進一步開始了液化天然氣技術的實踐,中科院低溫中心聯(lián)合有關企業(yè),分別在四川和吉林研究建成了兩臺液化天然氣裝置,一臺容量為每小時生產(chǎn)0.3方LNG,采用自身壓力膨脹制冷循環(huán),一臺容量為每小時生產(chǎn)O.5方LNG,采用氮氣膨脹閉式制冷循環(huán)。與國外情況不同的是,國內天然氣液化的研究都是以小型液化工藝為目標。
隨著我國天然氣工業(yè)的發(fā)展,在液化天然氣技術實踐的基礎上,通過引進國外技術,第一臺事故調峰型天然氣液化裝置于2000年在上海浦東建成,第一臺商業(yè)化的天然氣液化裝置于2001年在中原油田建成。這標志著,在引進國外天然氣液化技術的基礎上,國內天然氣液化應用技術開始全面推開,隨后在新疆,四川等地相繼有多個LNG工廠建成投產(chǎn),促使我國天然氣從液化,儲存,運輸,到終端使用的LNG應用技術的全面發(fā)展。
從2001年中原油田建成的第一套商業(yè)化天然氣液化裝置開始,到目前近十年的時間,我國LNG應用技術得到了快速發(fā)展,建立起了涉及天然氣液化,儲存,運輸,汽化和終端使用,以及配套裝備各個方面,具有中國特色的LNG產(chǎn)業(yè),成為了我國天然氣工業(yè)發(fā)展中的一個重要方面。主要體現(xiàn)在:
前期的工廠大都是在引進國外技術的基礎上,通過消化吸收與國內技術相結合完成,中原天然氣液化裝置由法國索菲燃氣公司設計,使用丙烷和乙烯為制冷劑的復疊式制冷循環(huán)。新疆廣匯天然氣液化裝置由德國林德公司設計,采用混合制冷劑循環(huán)。而國內已建和擬建的中小型LNG液化工廠,其液化設備除主要設備外基本以國產(chǎn)設備為主,配套國產(chǎn)化設備已達到60%。
近年來,隨著多套小型液化裝置的建設,我國已完全能自行設計、制造、安裝和調試LNG生產(chǎn)裝置。2009年10月,由四川空分設備(集團)有限責任公司自行設計、制造、安裝和調試的寧夏30萬方/天天然氣液化裝置在銀川開發(fā)區(qū)正式開車成功。該套裝置采用帶制冷機預冷的氮、甲烷混合介質膨脹制冷工藝流程,是目前國內最大的完全國產(chǎn)化的天然氣液化裝直。
在LNG儲運方面,我國在低溫液體儲罐領域,如液氧、液氮、乙烯儲罐,國內已有成熟的設計、建造技術。四川空分設備(集團)有限公司從20世紀80年代開始吸收外國設計,建造儲罐的先進技術,近年來自主開發(fā)了(400、6000)方的低溫液體儲罐,目前已建成該類儲罐上百臺,其中2000方以上儲罐20多臺。在國內主要有堆積絕熱和真空粉末絕熱兩種類型的LNG儲槽,容積從30方、100方、150方、700方(組合)不等。而結構形式有立式和臥式兩種。根據(jù)目前國內大型低溫LNG儲罐設計、建造技術現(xiàn)狀,我國30000方以下的LNG儲罐實現(xiàn)自主設計、建造的條件已基本成熟。
隨著LNG生產(chǎn)裝置商業(yè)化運行,LNG衛(wèi)星站也得到了快速發(fā)展。以2001年建成投產(chǎn)的山東淄博LNG衛(wèi)星汽化站為標志,在全國已建成100多座日供氣規(guī)模在卜60萬方的LNG衛(wèi)星站,主要分布在華南和長三角等沿海經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)。目前LNG衛(wèi)星站已成為城市燃氣調峰和彌補管道天然氣不足的重要手段。
LNG衛(wèi)星站主要具有接卸、儲存和汽化功能。我國的LNG衛(wèi)星站以及陸上運輸技術也已基本成熟,高真空粉末和超級真空纏繞式絕熱技術得到了快速發(fā)展,小型LNG瓶(O.15方以下)的無損存放期在15天以上,車載罐和衛(wèi)星站儲罐在75天以上,LNG衛(wèi)星站的建造和內陸液態(tài)運輸設備制造都已完全國產(chǎn)化,同類型同性能產(chǎn)品價格比國外成倍的便宜,極具競爭力。
已形成的一整套完善、成熟確保安全的小型LNG運輸、儲存、氣化和使用技術,以及一套有關運輸、儲存和使用的規(guī)范和法規(guī),為我國LNG衛(wèi)星站的健康發(fā)展奠定了基礎。
大型低溫LNG儲罐內罐用低溫材料選用是其設計與建造的技術關鍵之一?,F(xiàn)在低溫LNG儲罐內罐材料最常用的是9Ni鋼和不銹鋼,前者因其強度高、低溫韌性好廣泛應用于大型低溫LNG儲罐,后者主要用于50000方以下的中、小型低溫LNG儲罐。長期以來,9Ni鋼及其焊接材料一直依賴進口,這是困擾我國大型LNG工程建設的一個難題。
在施工工藝技術方面,國內已建和正建的低溫LNG儲罐,不管其工藝及設備技術來自何方,但儲罐建造施工無一例外地都由國內施工隊伍完成。因此,國內較早承擔大型低溫LNG儲罐建造施工的企業(yè),積累了豐富的經(jīng)驗,并在基礎及罐壁混凝土施工、內外罐組裝焊接施工和絕熱結構施工等方面對國外技術進行了改進。
目前,我國在LNG相關設計規(guī)范與標準、絕熱材料、施工工藝技術等方面所取得的積極進展,以及工程設計與施工企業(yè)參與大型低溫LNG儲罐設計建造的實踐,為我國大型低溫LNG儲罐國產(chǎn)化打下了一定的基礎。
LNG運輸船是造船業(yè)公認的技術含量、附加值最高、難度最大的貨輪,只有美國、日本、韓國和歐洲的少數(shù)幾個國家的造船廠能建造。在廣東LNG項目中,為實現(xiàn)"國貨國運,國船國造"目標,引入了國內造船企業(yè)參與競標,上海滬東中華船廠在招標中最終勝出,從而為中國造船工業(yè)爭取到一個重要的發(fā)展機遇。
我國LNG產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,促使了LNG的終端利用,并對相關產(chǎn)業(yè)起到了非常大的帶動作用。特別是LNG應用技術和儲運裝備,近幾年得到了長足的發(fā)展。
LNG是天然氣的一種獨特的儲存和運輸形式,非常利于降低天然氣的儲存成本和天然氣的遠距離運輸,同時,天然氣通過凈化處理和液化,比管道輸送的天然≮更為潔凈。因此LNG在終端使用上有比天然氣更獨特的特性。
一是用于天然氣市場的開拓。由于天然氣管道建'設投資大,許多地區(qū)不能及時建設管道,所以對管道氣不能及時到達的地區(qū),可用LNG培育和發(fā)展市場。
二是作為管道氣的補充和調峰。
三是作為汽車和船代用燃料。LNG在汽車工業(yè)中的發(fā)展優(yōu)勢非常明顯:著火點低,燃燒清潔環(huán)保,無黑煙、無灰渣和焦油,幾乎可以自由排放;體積小,能量存儲密度大,連續(xù)行駛距離通常是CNG的2倍以上;安全性能好,儲存壓力低(接近常壓),而且密度(0.45kg/m。)比空氣密度(0.55kg/m。)低,泄漏到空氣里也會向空中擴散,不會影響人身安全;燃燒性能好,抗爆性強。