LNG接收站建設與運營

LNG接收站建設與運營技術溝通感謝學會石油儲運專業(yè)委員會的邀請，很榮幸能與各位同仁一起溝通LNG新技術在中石化的應用，投產(chǎn)狀態(tài)并展望將來LNG行業(yè)進展。自然氣分公司的主要職責為：負責自然氣長輸管道、LNG接收站、CNG加氣母站、儲氣庫等的建設和運行治理;目前，自然氣分公司運行管網(wǎng)4600余公里，參控股合資管道近5000公里，年供氣規(guī)模150億立方米，市場掩蓋范圍15個省〔市〕。正在逐步形成“二線”〔川氣東送管道、榆濟輸氣管道〕、“三站”〔山東LNG接收站、天津LNG接收站、北海LNG接收站〕、“三庫”〔中原、江漢、金壇儲氣庫〕的布局。宗旨：“奉獻清潔能源共建美麗中國”目錄一、山東LNG接收站新技術應用二、山東LNG接收站投產(chǎn)狀態(tài)三、中石化LNG的今后進展（1）概述（2）LNG儲罐（3）接收站（4）碼頭一、山東LNG接收站新技術應用青島LNG接收站區(qū)域位置圖〔1〕概述碼頭與陸域形成LNG罐區(qū)LNG場站工程1個LNG碼頭；1個工作船碼頭；LNG船航道深度：-14.7m;取排水口、引橋及護岸。3臺LNG儲罐：16萬方，全容罐，內(nèi)罐直徑80米，外罐外徑83.6米；一期調(diào)整增設一臺儲罐及相應配套工藝處理設施。碼頭卸料設施;工藝處理設施；計量外輸設施；LNG裝車設施；火炬設施；BOG系統(tǒng)；輕烴回收系統(tǒng)；公用工程系統(tǒng)及生產(chǎn)幫助設施。山東LNG接收站設計儲罐接收站碼頭中交二航院SEIFEEDSofz、TDLPEC（總體院）各設計院均為第一次擔當LNG接收站設計，通過引進、消化、吸取世界先進的工藝技術，攻堅克難，樂觀開展技術爭論及創(chuàng)新，取得了多項技術突破，獨立完成了EPC工作，使山東LNG接收站在整體設計上到達了國內(nèi)先進水平。新技術一架空筏板地基代替樁基二底板厚度國內(nèi)最薄三獨立掌握有限元分析技術四改進4#儲罐穹頂澆筑施工工藝新亮點五預應力及錨具首次國產(chǎn)化六9%Ni鋼焊接技術創(chuàng)新〔2〕LNG儲罐架空筏板技術：筏板+短柱+剪力墻一在原設計根底上進展優(yōu)化，制造性的承受了筏板+短柱+剪力墻的LNG儲罐根底模式，承臺環(huán)梁局部厚度800mm，中間區(qū)域600mm，不僅削減儲罐根底投資，也大大縮短了施工周期。筏板根底由埋地鋼筋混凝土根底筏板，兩道開洞率為50%的環(huán)形斷續(xù)鋼筋混凝土抗震剪力墻〔108塊，外圍兩圈〕以及616根截面0.6m×0.6m的鋼筋混凝土短柱組成。1-4#LNG儲罐筏板根底地基均承受自然地基，持力層為強風化巖，經(jīng)計算，其地基承載力、最大沉降值均滿足要求。儲罐技術創(chuàng)新地基篩選：樁基VS架空筏板工期：該場地因強風化巖土層厚，且中風化巖層頂標高起伏波動大，灌注樁為嵌巖樁，鉆孔施工進度慢，假設再考慮灌注樁試樁周期等因素，詢問施工單位認為承受筏板根底方案可節(jié)省施工周期三個月以上。工程量：樁基方案和筏板根底方案，外罐罐壁及罐頂?shù)葮?gòu)造一樣。因此只對外罐底板及以下構(gòu)造的工程量〔取單座平均值比較〕進展比較。由下表可知，筏板根底方案的總鋼筋混凝土用量10260m3少于樁基方案14255m3的總鋼筋混凝土用量。僅僅混凝土一項可節(jié)省投資400萬元。

外罐底板m3樁基m3抗震墻m3短柱m3筏板m3合計鋼筋砼m3樁基方案71997056

14255筏板基礎3744

269377587010260抗震設計施工技術質(zhì)量控制罐底國內(nèi)最薄二儲罐技術創(chuàng)新山東LNG儲罐底板厚度中心區(qū)域為600mm，環(huán)形區(qū)為800mm，做到了國內(nèi)最薄。在后期的實踐驗證中，此底板在承載力及其他方面滿足設計要求。國內(nèi)部分LNG項目底板工程主要參數(shù)項目底板半徑底板厚度大連LNG43.7m中心區(qū)900mm環(huán)形區(qū)1200mm浙江LNG44.55m1000mm珠海LNG43.55m中心區(qū)950mm環(huán)形區(qū)1200mm福建LNG43.55m中心區(qū)1100mm環(huán)形區(qū)1400mm上海LNG

中心區(qū)700mm環(huán)形區(qū)1200mm北海LNG

1200mm天津LNG

1100mm國內(nèi)工程首次獨立把握有限元分析技術三儲罐技術創(chuàng)新混凝土超低溫非線性有限元分析計算首次應用于國內(nèi)工程在LNG儲罐設計過程中，承受有限元分析技術，全面分析驗證了LNG儲罐設計的牢靠性，為設計供給了理論支撐，其中混凝土超低溫非線性有限元分析計算屬國內(nèi)工程獨立把握。儲罐穹頂施工優(yōu)化四儲罐技術創(chuàng)新4#儲罐穹頂澆筑施工工藝改進，首次承受穹頂大體積混凝土澆筑時兩步走的方法。先澆一層C50混凝土保證穹頂?shù)臉?gòu)造強度，預留約10公分的厚度后澆無收縮砂漿，確保穹頂中間400mm及邊緣800mm的厚度一次成型，確保不發(fā)生裂紋，保證了構(gòu)造強度又做到了外觀平滑，極大的提高了工作效率，該技術屬于國內(nèi)外首創(chuàng)。與傳統(tǒng)施工效果比照儲罐穹頂施工優(yōu)化四儲罐技術創(chuàng)新優(yōu)化后優(yōu)化前儲罐技術創(chuàng)新預應力施工及錨具首次國產(chǎn)化五國產(chǎn)預應力能否滿足儲罐要求，主要在于鋼絞線和錨具能否到達國際及國內(nèi)的相關要求。國產(chǎn)鋼絞線分別進展了單孔、19孔、27孔的低溫試驗，低溫錨具經(jīng)過了靜載試驗、疲乏試驗和錨下荷載傳遞試驗等測試，確定均到達國際標準。每臺儲罐預應力工程費用可節(jié)省三分之一，拉低了國外相應技術的報價，使得國內(nèi)企業(yè)有更多項選擇擇權。罐底保冷材料也承受國產(chǎn)泡沫玻璃。罐壁預應力波紋管預應力國產(chǎn)化錨座卡具扶壁柱預應力口泡沫玻璃磚切割泡沫玻璃磚鋪設

泡沫玻璃磚鋪設

泡沫玻璃磚鋪設

儲罐穹頂施工優(yōu)化六儲罐技術創(chuàng)新9%Ni鋼是國際公認的焊接難度較大的材料，國內(nèi)對9%Ni鋼焊接的爭論已進展多年，焊接工藝評定及工法已較為成熟。但內(nèi)罐底板、二次底板的大角焊縫的焊接均承受手工電弧焊。此焊接方法工作量大，對工人要求較高，且操作不便不適合長期連續(xù)作業(yè)，也造成了一些返修率高等問題。山東LNG經(jīng)過國內(nèi)外技術比對，領先承受了大角焊縫自動焊，經(jīng)過實踐說明，該焊接方法線能量小、層道數(shù)少，焊接完成后成型美觀、變形小，而且焊接接頭數(shù)量削減，打磨修補量明顯降低。一般焊工即可嫻熟操作。同時，得益于該技術的平穩(wěn)及高效，此種焊接方法對環(huán)境影響明顯減小。①輕烴回收裝置山東LNG原料氣中有200萬噸/年富LNG，C2+以上組分摩爾含量高達13%，C2+以上組分質(zhì)量含量22%。為充分利用LNG原料氣中的輕烴資源，設計了國內(nèi)首套從LNG中分別輕烴的裝置，可從200萬噸/年富LNG分別出中C2\C3+組分約40萬噸/年，山東LNG接收站充分發(fā)揮煉化行業(yè)優(yōu)勢，為國內(nèi)LNG接收站開創(chuàng)了一種新的盈利模式；〔2〕接收站②首創(chuàng)了在BOG再冷凝器氣相入口前增加BOG冷換器，利用高壓泵出口LNG的冷量為BOG降溫，穩(wěn)定了BOG進入再冷凝器溫度，使再冷凝器操作更加穩(wěn)定；③山東LNG安全閥放空承受密閉放空至BOG管網(wǎng)以盡可能回收利用，而汽化器超壓放空至火炬管網(wǎng)也確保超壓工況下無可燃氣體就地泄漏，增加了工藝運行的密閉性、安全性。放火炬PSV〔3〕接收站①充分考慮不同船型需求，系靠泊設施在國內(nèi)首次承受8系纜墩布置本工程設計代表船型為8~26.6萬m3LNG船，船長變化范圍較大〔239~345m〕，由于LNG船舶橫纜導纜孔位置集中于船頭、船尾較窄的空間，船舶導纜孔位置相對于碼頭必定會隨船長不同而大幅度變化。因此，為了使LNG碼頭能夠更好地適應船長的變化結(jié)合引橋的布置，承受8系纜墩的布置形式。〔4〕碼頭②海水泵房創(chuàng)新性的承受止水圍堰干地施工法考慮接近LNG儲罐允許震驚安全條件以及海水泵房施工的便捷性、牢靠性，海水泵房最終確定了止水圍堰干地施工法，確保在干地條件下進展大范圍混凝土澆筑，既保證了施工的安全和質(zhì)量，縮短了工期，又降低工程費用，節(jié)省了資金。〔5〕天津LNG接收站接收站工藝包天津LNG接收站工程工藝包在吸收、消化國外先進工藝的基礎上，對工藝包進行了再開發(fā)，具有中石化知識產(chǎn)權，實現(xiàn)了工藝的國產(chǎn)化。LNG罐區(qū)由于天津LNG位于淤泥質(zhì)土地的特殊性，LNG儲罐的應用隔震支座工藝，并采用了國產(chǎn)隔震支座；儲罐國產(chǎn)低溫鋼筋部分批次首次采用了國內(nèi)產(chǎn)品，實現(xiàn)了低溫鋼筋國產(chǎn)化；9Ni鋼板延續(xù)使用國內(nèi)鞍鋼與南鋼的產(chǎn)品，實現(xiàn)儲罐主要材料的國產(chǎn)化汽化工藝區(qū)浸沒燃燒式汽化器（除高、低壓浸沒燃燒式汽化器各一臺進口外）、中間介質(zhì)汽化器均通過中石化與國內(nèi)制造商聯(lián)合研發(fā)、制造，實現(xiàn)大型國產(chǎn)LNG汽化器零的突破。其他工藝區(qū)BOG再冷凝器首次由國內(nèi)供應商設計、制造加工，實現(xiàn)了國產(chǎn)化；除唐山LNG外，再次使用國產(chǎn)海水泵；此外部分海水蝶閥、碳鋼截止閥、止回閥、碳鋼全焊接球閥，碳鋼中低壓球閥均采用國產(chǎn)方案?？刂葡到y(tǒng)（DCS、SIS&OTS）等均由國外企業(yè)中國公司制造，進一步加快了LNG接收站工程設備材料的國產(chǎn)化進程。2023年11月14日首船調(diào)試氣到岸，標志著首個LNG工程--青島LNG接收站正式投產(chǎn)。2023年12月13日，來自巴布亞新幾內(nèi)亞的“切爾西”號海輪，裝載著約15萬立方米LNG?？吭诙铱诖a頭，標志著接收站正式投入運行。截止2023年1月12日，總共完成了23個航次的接船作業(yè)〔其中1個航次調(diào)試氣，22個航次商業(yè)氣〕，合計卸貨177余萬噸。輕烴：青島LNG接收站輕烴回收系列二裝置開車成功，開頭生產(chǎn)產(chǎn)品。經(jīng)取樣分析，液態(tài)乙烷、液化石油氣產(chǎn)品質(zhì)量合格，到達設計指標要求，并成功裝車外輸，這標志