近年来,随着世界天然气产业的迅猛发展,液化天然气(LNG)已成为国际天然气贸易的重要部分。
近年来,随着世界天然气产业的迅猛发展,液化天然气(LNG)已成为国际天然气贸易的重要部分。与十年前相比,世界LNG贸易量增长了一倍,出现强劲的增长势头。
据国际能源机构预测,2012年国际市场上LNG的贸易量将占到天然气总贸易量的36%,到2020年将达到天然气贸易量的40%,占天然气消费量的15%。至2020年全球天然气消费量将继续以年2%-3%的增长率增长,而LNG在天然气贸易市场中所占份额也将逐步增大,达到8%的年增长率。LNG在国际天然气贸易中发展势头如此强劲,地位越来越重要,这都得益于世界LN6应用技术的发展。世界上普遍认为:液化天然气工业是当代天然气工业的一场革命,其发展已经历了六十多年的历史,形成了从液化,储存,运输,汽化到终端利用的一整套完整的工艺技术和装备。
LNG是天然气的一种储存和运输形式,其广泛使用有利于边远天然气的回收和储存,有利于天然气远距离运输,有利于天然气使用中的调峰和开拓市场,以及扩展天然气的利用形式。
我国早在六十年代,国家科委就制订了LNG发展规划,六十年代中期完成了工业性试验。四川石油管理局威远化工厂拥有国内最早的天然气深冷分离及液化的工业生产装置,除生产He外,还生产LNG。进入九十年代,我国进一步开始了液化天然气技术的实践,中科院低温中心联合有关企业,分别在四川和吉林研究建成了两台液化天然气装置,一台容量为每小时生产0.3方LNG,采用自身压力膨胀制冷循环,一台容量为每小时生产O.5方LNG,采用氮气膨胀闭式制冷循环。与国外情况不同的是,国内天然气液化的研究都是以小型液化工艺为目标。
随着我国天然气工业的发展,在液化天然气技术实践的基础上,通过引进国外技术,第一台事故调峰型天然气液化装置于2000年在上海浦东建成,第一台商业化的天然气液化装置于2001年在中原油田建成。这标志着,在引进国外天然气液化技术的基础上,国内天然气液化应用技术开始全面推开,随后在新疆,四川等地相继有多个LNG工厂建成投产,促使我国天然气从液化,储存,运输,到终端使用的LNG应用技术的全面发展。
从2001年中原油田建成的第一套商业化天然气液化装置开始,到目前近十年的时间,我国LNG应用技术得到了快速发展,建立起了涉及天然气液化,储存,运输,汽化和终端使用,以及配套装备各个方面,具有中国特色的LNG产业,成为了我国天然气工业发展中的一个重要方面。主要体现在:
前期的工厂大都是在引进国外技术的基础上,通过消化吸收与国内技术相结合完成,中原天然气液化装置由法国索菲燃气公司设计,使用丙烷和乙烯为制冷剂的复叠式制冷循环。新疆广汇天然气液化装置由德国林德公司设计,采用混合制冷剂循环。而国内已建和拟建的中小型LNG液化工厂,其液化设备除主要设备外基本以国产设备为主,配套国产化设备已达到60%。
近年来,随着多套小型液化装置的建设,我国已完全能自行设计、制造、安装和调试LNG生产装置。2009年10月,由四川空分设备(集团)有限责任公司自行设计、制造、安装和调试的宁夏30万方/天天然气液化装置在银川开发区正式开车成功。该套装置采用带制冷机预冷的氮、甲烷混合介质膨胀制冷工艺流程,是目前国内最大的完全国产化的天然气液化装直。
在LNG储运方面,我国在低温液体储罐领域,如液氧、液氮、乙烯储罐,国内已有成熟的设计、建造技术。四川空分设备(集团)有限公司从20世纪80年代开始吸收外国设计,建造储罐的先进技术,近年来自主开发了(400、6000)方的低温液体储罐,目前已建成该类储罐上百台,其中2000方以上储罐20多台。在国内主要有堆积绝热和真空粉末绝热两种类型的LNG储槽,容积从30方、100方、150方、700方(组合)不等。而结构形式有立式和卧式两种。根据目前国内大型低温LNG储罐设计、建造技术现状,我国30000方以下的LNG储罐实现自主设计、建造的条件已基本成熟。
随着LNG生产装置商业化运行,LNG卫星站也得到了快速发展。以2001年建成投产的山东淄博LNG卫星汽化站为标志,在全国已建成100多座日供气规模在卜60万方的LNG卫星站,主要分布在华南和长三角等沿海经济发达地区。目前LNG卫星站已成为城市燃气调峰和弥补管道天然气不足的重要手段。
LNG卫星站主要具有接卸、储存和汽化功能。我国的LNG卫星站以及陆上运输技术也已基本成熟,高真空粉末和超级真空缠绕式绝热技术得到了快速发展,小型LNG瓶(O.15方以下)的无损存放期在15天以上,车载罐和卫星站储罐在75天以上,LNG卫星站的建造和内陆液态运输设备制造都已完全国产化,同类型同性能产品价格比国外成倍的便宜,极具竞争力。
已形成的一整套完善、成熟确保安全的小型LNG运输、储存、气化和使用技术,以及一套有关运输、储存和使用的规范和法规,为我国LNG卫星站的健康发展奠定了基础。
大型低温LNG储罐内罐用低温材料选用是其设计与建造的技术关键之一。现在低温LNG储罐内罐材料最常用的是9Ni钢和不锈钢,前者因其强度高、低温韧性好广泛应用于大型低温LNG储罐,后者主要用于50000方以下的中、小型低温LNG储罐。长期以来,9Ni钢及其焊接材料一直依赖进口,这是困扰我国大型LNG工程建设的一个难题。
在施工工艺技术方面,国内已建和正建的低温LNG储罐,不管其工艺及设备技术来自何方,但储罐建造施工无一例外地都由国内施工队伍完成。因此,国内较早承担大型低温LNG储罐建造施工的企业,积累了丰富的经验,并在基础及罐壁混凝土施工、内外罐组装焊接施工和绝热结构施工等方面对国外技术进行了改进。
目前,我国在LNG相关设计规范与标准、绝热材料、施工工艺技术等方面所取得的积极进展,以及工程设计与施工企业参与大型低温LNG储罐设计建造的实践,为我国大型低温LNG储罐国产化打下了一定的基础。
LNG运输船是造船业公认的技术含量、附加值最高、难度最大的货轮,只有美国、日本、韩国和欧洲的少数几个国家的造船厂能建造。在广东LNG项目中,为实现"国货国运,国船国造"目标,引入了国内造船企业参与竞标,上海沪东中华船厂在招标中最终胜出,从而为中国造船工业争取到一个重要的发展机遇。
我国LNG产业的快速发展,促使了LNG的终端利用,并对相关产业起到了非常大的带动作用。特别是LNG应用技术和储运装备,近几年得到了长足的发展。
LNG是天然气的一种独特的储存和运输形式,非常利于降低天然气的储存成本和天然气的远距离运输,同时,天然气通过净化处理和液化,比管道输送的天然≮更为洁净。因此LNG在终端使用上有比天然气更独特的特性。
一是用于天然气市场的开拓。由于天然气管道建'设投资大,许多地区不能及时建设管道,所以对管道气不能及时到达的地区,可用LNG培育和发展市场。
二是作为管道气的补充和调峰。
三是作为汽车和船代用燃料。LNG在汽车工业中的发展优势非常明显:着火点低,燃烧清洁环保,无黑烟、无灰渣和焦油,几乎可以自由排放;体积小,能量存储密度大,连续行驶距离通常是CNG的2倍以上;安全性能好,储存压力低(接近常压),而且密度(0.45kg/m。)比空气密度(0.55kg/m。)低,泄漏到空气里也会向空中扩散,不会影响人身安全;燃烧性能好,抗爆性强。