1、OIL FPSO大连新船重工为国外造的23万吨级的FPSO，BELANAK，船长285米，船宽58米，型深26米，可在海况复杂的强台风条件下，连续30年固定在水深90米的印尼巴拉奈克油田进行采油作业，设计能力为每天处理原油10万桶。这是我国建造的第一艘出口浮式生产储油船。LPG FPSO除了OIL的FPSO外，CHEVRONTEXACO在日本造了13.5万立方米的LPG的FPSO，SANHA，这种类型的FPSO是世界第一条，该FPSO接LPG后会直接加工成丙烷和丁烷，2019年建造完成，2019年投入使用。LNG FPSOABB公司LNG FPSO效果图。1988 1990 1992 1994
2、 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 201250100150200250300350 mtpaYear Global LNG Liquefaction CapacityLNG生产能力增长及其前景预测年份能源消费总量Mt标准煤煤炭%石油%天然气%一次电力%2000(实际)1 280.006723.62.56.920191 434.1564244.67.420191 617.1561.225.25.6820191 841.505726.58.28.320202 119.6554279.89.2串联蒸发冷凝液化流程串联蒸发冷凝液化流程 闭式混合制冷剂液化
3、流程：制冷剂循环和天然闭式混合制冷剂液化流程：制冷剂循环和天然气液化过程分开，自成一个独立的制冷循环气液化过程分开，自成一个独立的制冷循环 1.开式混合制冷剂液化流程：天然气既是制冷剂开式混合制冷剂液化流程：天然气既是制冷剂又是需要液化的对象又是需要液化的对象 2.丙烷预冷混合制冷剂液化流程：结合了级联式丙烷预冷混合制冷剂液化流程：结合了级联式液化流程和混合制冷剂液化流程的优点，流程液化流程和混合制冷剂液化流程的优点，流程既高效又简单既高效又简单 3.目前世界上目前世界上80%以上的基本负荷型天然气液化以上的基本负荷型天然气液化装置中，采用了丙烷预冷混合制冷剂液化流程装置中，采用了丙烷预冷混合
4、制冷剂液化流程 4.整体结合式级联型液化流程整体结合式级联型液化流程(Integral Incorporated Cascade)，简称为，简称为CII液化流程。液化流程。CII流程精简、设备少流程精简、设备少 1、6、7、13气液分离器 2低压压缩机 3、5冷却器4高压压缩机 8分馏塔 9,10,11节流阀 12冷箱氮气膨胀液化流程氮气膨胀液化流程(N2Cycle)较为简化、紧凑，造较为简化、紧凑，造价略低价略低 起动快，热态起动起动快，热态起动12小时即可获得满负荷产品，小时即可获得满负荷产品，运行灵活，适应性强，易于操作和控制，安全性运行灵活，适应性强，易于操作和控制，安全性好，放空不会
5、引起火灾或爆炸危险好，放空不会引起火灾或爆炸危险 制冷剂采用单组分气体制冷剂采用单组分气体 但其能耗要比混合制冷剂液化流程高但其能耗要比混合制冷剂液化流程高40%左右左右 1-1-预处理装置预处理装置 2/4/5-2/4/5-换热器换热器 3-3-重烃分离器重烃分离器 6-6-透平膨胀机透平膨胀机 7-7-制动压缩机制动压缩机8/9-8/9-水冷却器水冷却器 10-10-循环压缩机循环压缩机 11-11-储罐储罐 12-12-预热器预热器 13-13-压缩机压缩机液化流程液化流程能耗比较能耗比较级联式液化流程级联式液化流程1 1单级混合制冷剂液化流程单级混合制冷剂液化流程1.251.25丙烷预
6、冷的单级混合制冷剂液化流程丙烷预冷的单级混合制冷剂液化流程1.151.15多级混合制冷剂液化流程多级混合制冷剂液化流程1.051.05单级膨胀机液化流程单级膨胀机液化流程2.002.00丙烷预冷的单级膨胀机液化流程丙烷预冷的单级膨胀机液化流程1.701.70两级膨胀机液化流程两级膨胀机液化流程1.701.70指标指标级联式级联式MRCMRC膨胀机膨胀机技术成熟技术成熟是是是是是是总空间要求总空间要求大大*大大*小小制冷剂储存灾害制冷剂储存灾害有有有有无无对船运动敏感性对船运动敏感性中中中中低低操作简单性操作简单性中中低低高高开停方便开停方便中中低低高高进气改变适应性进气改变适应性高高中中*高高
7、效率效率高高中中低低复杂程度复杂程度高高中中低低换热器类型换热器类型小小大大小小换热面积换热面积小小大大小小适应性适应性高高中中高高总投资总投资高高高高/中中低低*需要储存烃制冷剂；需要储存烃制冷剂；*需要调整制冷剂组成需要调整制冷剂组成 LNG 天然气液化装置是天然气液化装置是LNG FPSO的关键技术，直接影的关键技术，直接影响到整个平台运行的安全性和经济性响到整个平台运行的安全性和经济性 海上作业的特殊环境对液化装置提出了如下要求：海上作业的特殊环境对液化装置提出了如下要求：装置的流程简单，设备布置紧凑，占地少，满足海装置的流程简单，设备布置紧凑，占地少，满足海上的安装需要；液化装置有制
8、取制冷剂的能力，对上的安装需要；液化装置有制取制冷剂的能力，对不同产地的天然气适应性强，热效率较高；安全可不同产地的天然气适应性强，热效率较高；安全可靠，船体的运动不会显着地影响其性能靠，船体的运动不会显着地影响其性能 单一混合制冷剂液化循环流程图单一混合制冷剂液化循环流程图RECUPERATIVE HEAT EXCHANGERAFTER-COOLEREXPANSIONENGINEor VALVECOMPRESSOR156W1Q1Q3243QQ78Parasitic Losses:Line LossesHeat LeakLimited Performance:Expander:70-90%is
9、entropic expansion.JT Valve:Irreversibleisenthalpic expansion.Parasitic Losses:Pressure dropHeat leakHT across temperature gradientLongitudinal conduction Limited Performance:Finite temperature approachLimited Performance:Centrifugal:75-85%adiabatic compression.Axial:Slightly higher thancentrifugal.
10、DRIVERLimited Performance:Finite drive efficiencyParasitic Losses:Pressure drop Limited Performance:Finite temperature approach设计公司LNG FPSO流程时间备注ABB Lummus Global双膨胀机流程2019ABS批准。采用Niche公司卸货装置。储液系统由IHI公司设计。挪威公司膨胀机流程2019-3-15 LNG EXPRESSMerlin Production Inc双膨胀机流程2019合作方：Costain油气工艺公司、Moss Maritime AS
11、公司BHP/Linde 改进的双氮膨胀机流程2000s在印尼帝汶海域Bayu-Undan气田采用Costain油气工艺公司双膨胀机流程1990s与Three Quays Marine Serices合作Foster Wheeler Petroleum公司膨胀机流程1980s可行性论证Costain/David Brown-Vosper 带机械制冷的氮膨胀机循环1980s北海海上液化天然气装置MAIN RECUPERATIVEHEAT EXCHANGERAFTER-COOLERTURBO-COMPRESSORAFTER-COOLEREXPANSIONENGINESHAFTCOMPRESSORFE
12、ED GASPRODUCT LNG123456798W2W1Q1Q21.膨胀机循环除了紧凑和安全外，其制冷剂始终保膨胀机循环除了紧凑和安全外，其制冷剂始终保持气相、冷箱小、无需分馏塔、对船运动的敏感持气相、冷箱小、无需分馏塔、对船运动的敏感性低等特点性低等特点 几乎在所有指标上，膨胀机循环均几乎在所有指标上，膨胀机循环均优于级联式循环和混合制冷剂循环优于级联式循环和混合制冷剂循环 2.虽然较早的海上装置采用了一些其它循环形式，虽然较早的海上装置采用了一些其它循环形式，如美孚石油公司浮式液化天然气装置的液化流程如美孚石油公司浮式液化天然气装置的液化流程设计采用了单级混合制冷剂液化循环，但采用膨设
13、计采用了单级混合制冷剂液化循环，但采用膨胀机循环在近期正在成为共识胀机循环在近期正在成为共识 1.预处理设备预处理设备2.膨胀机膨胀机3.压缩机压缩机4.换热器换热器1,7.蜗壳蜗壳 2.喷嘴喷嘴 3.膨胀轮膨胀轮 4.扩压器扩压器 5.主轴主轴 6.压缩机叶轮压缩机叶轮 8.端盖端盖 9.测测速器速器 10.轴承座轴承座 11.机体机体 12.中间体中间体 13.密封装置密封装置代号CL509CL505CL510CL512CL513型 号LTQ-6250LTQ-2000LTQ-20000-1LTQ-20000-2LTQ-20000-3原料气处理10000Nm/d1530%5020%5020%
14、5020%5010%原料气进装置压力MPa0.524.0213.4783.920.292原料气分子量2620202020透平膨胀机代号PT510PT504PT513PT504PT515型号PLPT-78/13-7PLPT-300/39-14PLPT-300/33-13PLPT-300/19-14PLPT-250/37-13进口压力MPa1.7653.7253.653.7253.48出口压力MPa0.3921.471.251.471.38进口温度-53-53-45-53-50出口温度-97.5-90-79-90-85增压机进口压力MPa0.3421.411.171.141.32出口压力MPa0.4351.731.561.731.6进口温度3635353534干气外输压力MPa0.3921.5770.31.471.272NC5240TYJ型 距离/km液化天然气运输船容量/103mFPSO储槽容量/103m3218819540239811548271161355632134156浮式液化天然气生产装置的储存容量SPB型LNG FPSO储槽外形及液舱剖面图1底部支承 2旁通孔 3绝热层 4水平辆 5压载水舱 6防浮楔7甲板 8防滚楔 9甲板横梁 10中间隔壁 11防晃隔板
