LNG开题报告.docx
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LNG开题报告.docx
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LNG开题报告
基层编号:
上级编号:
大港油田集团有限责任公司
重点科技项目
开题论证报告
项目(课题)名称
天然气液化储存及调峰技术研究
负责单位:
石油工程公司(盖章)
项目负责人:
周学深
起止年限:
2003年1月至2004年12月
编写日期:
2002年10月20日
填写说明
为加强科技开发项目立项及计划管理,凡申请在大港油田集团有限责任公司立项的科学研究单位,都需填报《开题论证报告》。
通过专家论证评审后,再经科委审批方可列为集团公司科技计划项目。
《开题论证报告》由承担科学研究任务的主要负责单位的项目负责人认真详尽填写,经单位主管科技工作的领导审查签字盖章后,报集团公司科技开发部进行形式审查,合格后再按科技开发部要求份数提交专家组进行立项前的论证评审。
经专家评审确认立项的科技项目,申报单位按论证专家提出的意见对《开题论证报告》进行修改完善,再一式三份上报科技开发部。
《开题论证报告》以独立课题为基本单元分别填写。
两个以上单位共同承担一个课题时,视具体情况各自分别填写上报或共同协商填写上报。
《开题论证报告》填写格式要求:
报告纸张一律为A4纸;正文文字为宋体,字号为小四;填写单位应严格按照格式要求组织编写材料,不得任意修改字型、字号及边框。
一、国内外技术现状、发展趋势和集团公司技术经济现状
气田开发和管道输气是平稳、均衡的采输气,但不同季节和昼夜时间不同用户用气是不均衡的,尤其是调峰电厂等用户小时用气波动很大,为解决这一矛盾,通常采用储气调峰的方法。
天然气调峰有以下几种方式:
1.地下储气库方式,容量大,适应于季节调峰,目前国内已建有3座枯竭气田地下储气库;2.管道调峰方式,与增压站配套,适应于日调峰;3.球罐调峰,用于补充管道调峰的不足;4.LNG调峰方式,同时满足日调峰和事故供气。
天然气液化是指通过制冷的方法使天然气变成液体,称为LNG。
LNG具有以下优点:
1.LNG体积比同质量的天然气小625倍,可用汽车或轮船方便地运到没有天然气的地方使用。
2.LNG储存效率高,10m3LNG储存量可供1万户居民1天的生活用气。
3.LNG可作为优质的车用燃料,与汽油相比具有辛烷值高、抗爆性能好、燃料费用低、环保性能好等优点,与压缩天然气(CNG)比较,LNG汽车燃料成本低20%,供燃系统成本低2/3。
4.LNG汽化潜热高,气化过程中的冷量可回收利用。
由于LNG具有十分优越的特点,国外已被广泛应用,1964年世界上第一座LNG工厂在阿尔及利亚建成投产,至今LNG已占国际天然气贸易量的25%,预计今后几年世界LNG贸易的年均增长率将达到10%以上。
我国LNG产业刚刚起步,LNG液化调峰技术在我国还处在初始阶段,1999年以来四川绵阳、吉林油田、长庆油田曾先后投建过LNG工厂,但都因技术原因而以失败告终。
2001年10月中原油田天然气液化装置(LNG产量250m3/d)建成投产,装置投资1.05亿元,采用法国索菲燃气公司提供的基础设计,主要设备国外进口,采用丙烷预冷、乙烯制冷和节流膨胀的复迭式制冷工艺,该装置的建成投产说明LNG在我国已进入商业应用阶段。
目前集团公司在LNG液化储存及调峰技术方面还未开展工作,相关计算软件、加工和储存流程、设备研究严重滞后。
石油工程公司虽然在天然气轻烃回收领域居国内领先,但由于国内多年来LNG未得到广泛应用,因此有必要对LNG生产工艺、设备等进行研究,开发各种规模的LNG液化装置解决各种用户用气调峰问题,提高石油工程公司专有技术水平,开辟新的设计市场,适应油田外部市场开发的形势。
二、项目概要:
(含立项必要性、技术性质、解决的主要技术问题和可形成的配套技术、自主知识产权、达到的技术水平、产学研情况及市场竞争力等)
我国东南沿海进口LNG价格相当于1.36元/m3(含税),气化后气价1.5元/m3,到达城市门站气价1.6元/m3,按净热值计算,单价热值24074kJ/元。
目前市场上90#汽油单价热值21520kJ/元,液化石油气为14264kJ/元,LNG单价热值是汽油的1.12倍,是LPG的1.69倍,因此用户对它的接受能力是最强的,所以不管作为民用燃料或是汽车燃料,LNG都有很好的经济效益和市场前景。
此外,运输方便、安全、清洁、高效的LNG还可用于燃气调峰,可用于海上气田或陆上边远油气田天然气的回收,可解决天然气管网不能到达地区的用气问题。
解决的主要技术问题:
目前我国天然气占一次能源消费的比例仅2.2%,随着西气东输等输气项目的实施,我国能源结构将发生重大变化,预计至2010年天然气占一次能源消费的比例将达到8.0%,我国天然气产量和进口量将大幅上升,而采用国外进口LNG装置投资高,因此客观上要求进行天然气液化储存和调峰技术研究,重点降低LNG装置投资和生产成本,提高装置国产化率,设计标准化缩短建设工期。
可形成的配套技术、自主知识产权、达到的技术水平:
LNG液化储存及调峰技术研究工作包括天然气液化技术、设备设计、仪表自控、消防系统等研究,形成石油工程公司专有技术,装置设计达到国内领先水平。
考虑工程需要和投资风险,国内开发LNG装置规模不宜太大,建议研究天然气液化能力10x104m3/d、50x104m3/d、100x104m3/d的LNG装置,装置实现橇装化,可满足绝大多数用户需要。
LNG产品采用深冷液体储罐储存,液体储罐为双壁真空粉未绝热,LNG的日蒸发率控制在0.46%之内。
目前世界上常用的储罐类型有地上双层罐壁和地下隔膜两种构造,单罐容量最大已达20x104m3。
配合LNG装置液化能力,结合国内低温储罐设计制造水平,建议研究储存能力400m3、1000m3、2000m3的LNG低温储罐。
三、主要研究内容、关键技术、技术路线、主要技术经济指标及预期的专利成果
目前世界LNG生产线的建设成本约为300~900美元/吨年生产能力,先进水平约为225美元/吨年生产能力,1吨LNG消耗动力约380kWh。
天然气液化过程包括净化单元和液化单元两大部分,净化单元脱除原料气中的水、重烃、酸性气体(H2S,CO2)、汞等不利于液化单元正常工作的有害物质,液化单元主要是利用外加冷源和自身压力能使气态天然气转化为液态的工艺过程。
研究内容:
1)开发LNG液化调峰相关计算软件(专用软件开发);
2)LNG液化工艺研究(新工艺开发);
3)LNG低温设备研究(新设备开发);
4)开发经济实用的多种规模LNG液化装置。
5)形成天然气液化、储运、接受设计标准。
关键技术:
LNG工厂关键技术是天然气液化工艺,主要有以下几种方式:
一是阶式混和制冷工艺,采用多种制冷剂的液化工艺,这种方法也称为复迭式制冷工艺;二是混和阶式制冷工艺,只有一种制冷剂的液化工艺;三是压缩膨胀制冷工艺,无制冷剂的液化工艺。
LNG工厂主要设备有压缩机、膨胀机、换热器、分离器、低温储罐、低温泵、低温槽车等。
技术经济指标:
1)推广天然气液化储存和调峰技术,满足用户日调峰和事故供气需要;
2)LNG装置投资控制在3000元/吨年生产能力;
3)LNG收率大于50%;
4)LNG液化成本控制在0.3元/吨。
5)装置设计达到国内领先水平,具备与国外设计同行竞争的能力。
预期的专利成果:
在本课题研究中注重技术创新和专利技术的及时培育,力争有1~2项专项技术申报专利。
四、课题起止时间及分年度进度安排
本课题研究的起止时间为2003年1月~2004年12月。
2003年1~6月,收集资料、市场调研(气源、用户、设备、装置);
2003年7~9月,工艺模拟分析(软件、流程);
2003年10~12月,完成方案设计及评审;
2004年1~6月,分别研究天然气液化能力10x104m3/d、50x104m3/d、100x104m3/d的LNG装置;
2004年7~10月,研究储存能力400m3、1000m3、2000m3的LNG低温储罐;
2004年11~12月,成果报告编制,评审验收。
五、现有科研条件(含室内研究、中间试验条件及技术力量等,尚需增加的研究试验手段等)
通过90年以来国内轻烃回收装置设计经验及有关天然气液化工艺的理论学习,石油工程公司已掌握了大量国内外情报信息。
在低温凝液分离方面积累了丰富的设计经验和有经验的设计人员。
同时几年来对国内LNG市场情况也进行了跟踪,收集了大量的资料。
尤其1996年以来通过石油天然气总公司重点工程“丘东天然气处理厂”和海洋石油总公司重点工程“东方1-1陆上终端天然气处理厂”的设计锻炼,为顺利完成本课题研究奠定了坚实的基础。
六、工程依托落实情况
西气东输燃气电厂和城市民用气都是需要调峰的,新北京,新奥运是2008年奥运会的特色,绿色环保是重头戏之一,推广绿色环保型液化天然气汽车是北京向世界的承诺。
从目前海上气田开发和陆上边远气田开发的需要分析,急需一种投资少、运行费用低的天然气液化装置。
因此本课题紧扣西气东输燃气调峰和边远气田开发的实际需要,完全可以与工程实际结合。
七、经济效益分析 (总投入及经济效益预测)
(一)、科技投入预算:
年度总投入
(万元)
其中自筹
(万元)
申请补助
(万元)
其 它
(万元)
2003
30
30
2004
25
25
合 计
55
55
科技投入的各项主要用途:
研究费
仪器费
外协费
化验、加工
现场试验
其它
25
5
12
5
/
8
(二)、技术、经济效益分析预测:
研究内容:
1)开发LNG液化调峰相关计算软件;
2)LNG液化工艺研究;
3)LNG低温设备研究;
4)开发经济实用的多种规模LNG液化装置。
5)形成天然气液化、储运、接受设计标准。
技术经济指标:
1)推广天然气液化储存和调峰技术,满足用户日调峰和事故供气需要;
2)LNG装置投资控制在3000元/吨年生产能力;
3)LNG收率大于50%;
4)LNG液化成本控制在0.3元/吨。
5)研究成果达到国内领先水平,对开拓石油工程公司设计市场和工程总承包市场具有重要的战略意义,预计可年增设计产值500万元。
八、技术成果的推广应用前景、市场预测及产业化的可行性
天然气液化后便于进行经济可靠的运输。
用专门的LNG槽车、轮船、把边远、沙漠、海上油气田以及新区分散的天然气,经液化后进行长距商运输到销售地,减少大量天然气放空造成的损失,比管道输气可节省大量投资,采用橇装化工艺方便可靠,风险性小,适应性强。
LNG调峰装置比地面高压储气罐和地下储气库建设节省土地、资金、工期,而且方便、灵活,不受地质条件限制。
LNG作为优质的车用燃料与汽油相比具有辛烷值高、抗爆性好、燃烧完全、排气污染少、发动机寿命长、降低运输成本等优点;与压缩天然气(CNG)相比具有储存效率高、加一次气续驶行程远,车装钢瓶压力小、重量轻、数量小、建站不受供气管网限制等优点。
随着西气东输等输气项目的实施,我国天然气应用将进入一个快速发展时期,客观上要求进行天然气液化储存和调峰技术研究,因此开发不同规模的LNG装置,实现装置橇装化、国产化,可满足绝大多数用户需要,具有广阔的市场前景。
九、科研协作单位、协作内容及成果归属
本课题由石油工程公司负责实施,提出具体的研究内容和工程建造地点,协作单位为西南石油学院,配合开发天然气液化工艺计算软件和液化工艺研究,降低LNG工厂投资和运行成本,研究成果达到国内先进水平,最终成果归石油工程公司所有。
十、课题负责人及主要研究人员
负 责 人
姓 名
单 位
年龄
专业
职称职务
在项目中所承担的任务
周学深
大港石油工程公司
32
化工
副总工/高工
主要研究及汇编
袁宗明
西南石油学院
50
储运
教授
项目顾问
王峰
大港石油工程公司
29
炼制
副主任
方案设计及协调
主 要 研 究 人 员
李立秀
大港石油工程公司
37
化机
副总工/高工
参与研究
张东波
大港石油工程公司
34
仪表
副主任
参与研究
李海峰
大港石油工程公司
29
土建
工程师
参与研究
张辉英
大港石油工程公司
32
消防
工程师
参与研究
孟滨涛
大港石油工程公司
32
电气
工程师
参与研究
王铁军
大港石油工程公司
29
化工
工程师
参与研究
邵颖丽
大港石油工程公司
26
化工
助工
参与研究
魏晓
大港石油工程公司
26
化工
助工
参与研究
许晗宇
大港石油工程公司
24
化工
助工
参与研究
高述生
大港石油工程公司
39
化机
工程师
参与研究
十一、申报单位审查意见:
申报单位:
技术负责人审查签字:
申报单位盖章:
年 月 日
十二、主管部门审查意见:
审查人签字:
主管部门盖章:
年 月 日
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