石油相关专业毕业设计外文翻译.docx

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石油相关专业毕业设计外文翻译

本科毕业设计（论文）外文翻译译文

学生姓名：

院（系）：

石油工程学院

专业班级：

油气储运工程

指导教师：

完成日期：

年月日

新的液化天然气接收终端的概念

作者:

BorisErtl，M.W.KelloggLimited

CharlesDurr，KBR

DavidCoyle，KBR

IsaMohammed，M.W.KelloggLimited

StanleyHuang，InternationalProcessSystems

起止页码：

1—16

出版日期（期刊号）：

18thWorldPetroleumCongress，25-29September

出版单位：

WorldPetroleumCongress

摘要：

液化天然气（LNG）是一种将大量滞留气体输送到遥远市场的成本经济的途径。

LNG产业链是资本密集型的，需要一批高成本要素通常包括天然气生产、管道加工厂、液化工厂、LNG储存和装卸设施、船舶、LNG接收设施，LNG汽化和气体输送。

为了一个液化天然气项目顺利的进行下去，供应链中的所有元素都必须到位。

接收终端日益成为液化天然气贸易增长的一个约束，而设计师需要解决新的挑战，包括环境与许可的问题以及进口天然气规格和当地天然气的需求之间的气体质量的互换性。

为了应对这些新的挑战需要新技术，为了说明这一点，提出了一些新的技术，给终端设计各个方面的价值增强提供机会。

本文介绍：

1．汽化器的概念；有环境性能调整的可用技术的比较

2．与其它设施的热集成；如果LNG汽化器冷却工艺流程被集成那么优化环境性能就能实现

3．乙烷回收；有可能提供有价值副产品的气体质量控制的一种新方法

4．海上终端；在审议中概念的简要讨论

引言

对于大量天然气的长距离输送，液化天然气（LNG）是一种成本经济的技术。

该技术的基础是通过低温冷却去冷凝天然气，与大气条件下的气体相比由此可以减少它的体积约600倍。

密度的增加是成本效益的开始。

液化天然气供应链是非常密集的，通常包括：

●远程/海上位置天然气生产

●管道到陆上工厂

●陆上天然气处理

●液化工厂

●LNG储存和装载设施

●LNG输送

●LNG接收终端；储存和再气化

●天然气分布到市场

为了LNG项目的进展供应链的这些所有环节都需要到位。

本文重点研究的液化天然气接收终端。

接收终端修建临近预定的气体市场，方便连接到当地的天然气管道系统，与当地的消费者相结合，如一个发电厂。

在液化天然气贸易中，接收终端日益成为一个增长的制约，而设计师需要应对新的挑战。

由于这些设施必然需要接近人口密集的地区，为了获得他们想要的市场，终端设计的潜在安全和环境方面的公众意识逐渐需要增强。

最近的经验，特别是在北美和欧洲，为了获得许可证，终端设计需要符合日益严格的要求。

除了允许的要求，随着液化天然气贸易逐渐全球化，液化天然气终端设计在某些情况下需要调节气体，以适应来自世界各国的液化天然气的天然气质量，以满足当地市场的天然气规格要求。

应对这些新的挑战需要新的技术，为了说明这一点，提出了一些新的技术，给终端设计各个方面的价值增强提供机会。

本文介绍：

●新的汽化器的概念

●与其他设施的热集成

●乙烷回收

●海上终端

液化天然气价值链

液化天然气（LNG）是在大气压力和低温条件下的天然气的液体形式，约为-160℃。

天然气转变为液化天然气，相比于天然气在大气压力下其体积收缩约600倍。

制造液化天然气的目的是使天然气长距离经济运输成为可能，虽然液化天然气链需要非常重要的资本投资，这条路线成为运输距离超过2500公里运输量高的天然气输送最经济的手段。

在天然气生产更接近市场的情况下，管道通常是首选。

典型的液化天然气供应链的基本要素是

●天然气生产：

在液化天然气链中，这是一个“滞留天然气”的生产，在一个遥远且经常的近海位置。

●管道到陆上工厂：

对于陆上的处理，管道到一个合适的位置。

对于出口，管道进入合适的运输通道可能是这个供应链的重要要素。

对于海上气田的海上液化天然气的生产可能性一直被认为是一种消除这一管道的方法，虽然在写作的时候没有一个项目处于发展的高级阶段。

●陆上天然气处理：

未加工的天然气不适合液化。

对于重烃和污染物，液化过程是非常敏感的，如二氧化碳或可能会冻结的水，以及可能会导致铝材料腐蚀的汞。

因此，液化工厂的上游需要天然气的处理。

●液化工厂：

液化工厂是液化天然气供应链的主要成本要素之一。

该技术需要大量的压缩机，驱动程序和传热表面，以达到制冷的要求，并消耗大量的能量来推动这个过程。

●液化天然气的储存和装载设施：

储存是常常需要的，因为液化工厂设计的是连续运转，而运输则是间歇的。

储存量是由运输研究决定的，需要考虑到供应线路的风险。

装载设施一般包括栈桥和有船舶接口装载臂的码头。

●液化天然气输送：

目前的液化天然气贸易的大部分已经协商相对长期的供应合同和运输往往是由一个舰队致力于从一个特定的供应商到特定的位置的液化天然气交付。

在现货市场上，越来越多的液化天然气正在被交易，这可能会改变运输要求的类型。

液化天然气供应链中的运输成本取决于供应商和客户之间的距离，因为这会影响到供应链中的船舶数量。

对于大的运输距离，说超过12000公里，运输船队的成本可能接近天然气处理和液化装置的成本。

●LNG接收终端；储存和再气化，这是本文的主题。

●天然气分布到市场：

从终端的分布通常是一个管道连接到系统网络，但这也可能是给一个特别的能源消费的一个直接供应，如工业厂房或发电厂。

图1显示了液化天然气供应链的基本要素。

图1液化天然气供应链

液化天然气终端—典型流行设计

图2显示了一个典型的陆上液化天然气接收终端的简化示意图。

主要元素：

●卸货码头和栈桥连接管道到岸边

●液化天然气储罐和低压（主）泵

●蒸发气（BOG）处理和再冷凝器

●高压泵和汽化器

图2典型的液化天然气终端流程图

卸载系统

卸载系统包括几个连接到船上的装载臂、输送液化天然气到储存罐的装载线和返回置换蒸气和蒸发气的船，它取代了靠液化天然气泵出腾空的体积。

装载线通常在海平面以上，路经连接码头到岸边的栈桥上空。

该系统的设计是在终端基于不同的预期船只被优化了的。

有许多工程上的考虑，以确保安全和有效的操作，特别是过渡时期的管理，如从“卸载模式”到“容纳模式”的冷却和转变。

这个设计采用再循环，以确保在卸载过程中系统保持冷温。

液化天然气储存

有各种罐的设计可用于液化天然气终端。

典型的陆上终端有2个或更多的圆柱形储罐，因为这通常为每一个安装的存储容量提供最低的成本。

主泵是安装在储罐内的井里。

在特定情况下，其他结构可能会引人注目，例如，低容量的存储水平罐可以考虑，为海上设计（讨论过后）的矩形设计为了减少重量和空间的要求可能更有吸引力。

蒸发气（BOG）系统

由于液化天然气储存在低温下，无论储罐隔热效果是如何好，都会有一定程度来自环境的热量泄漏，这导致了蒸发气的产生。

只要终端是出口商品天然气，这个蒸发气就可能被输出。

为了消除从大气压力压缩天然气到大约100bar的管道压力的需要，大多数终端都有冷凝器。

在冷凝器使用一个中间压力时，LNG不再是饱和的，因此可以吸收蒸发气到液相。

然后，在液相蒸发以前，混合的液化天然气压缩到出口压力要求并出口。

KBR公司在美国开发并在干线液化天然气终端安装了第一个冷凝器。

气体蒸发和散发

次级（高压）泵提供所需的压力输送液化天然气，这是出口前蒸发和加热。

有各种各样的方法为汽化器提供热量，包括：

●水（通常是海水）泵在开架式汽化器（ORVs）

●燃料气燃烧加热水浴锅，浸没燃烧式汽化器（SCVs）

●在换热器里，一个中间流体的热风供暖去完成汽化器的职责

●与其他冷却设施相集成，例如空气分离厂或电厂的集成

在现有的液化天然气终端最常用的技术是ORVs和SCVs。

汽化器的技术选择和热集成选择下面将更详细地讨论。

新的汽化器的概念

LNG汽化器的设计已经发生了一些变化；目前大部分汽化器是基于少量的传统设计。

然而，为了遵守环境法规，近日传统的技术需要更改，在一些地区，甚至可能不被接受。

常规技术

现行最普遍的做法是开架式汽化器（ORVs）或浸没燃烧式汽化器（SCVs）。

ORVs，如图3所示，使用水作为热源。

从长翅片管板外表面分配流量供水和在管道内汽化液化天然气。

ORVs广泛用在亚洲和欧洲，并在基本负荷型LNG服务被充分证明。

图3开架式汽化器的典型设计（图由神户制钢）

SCVs，图4所示，使用来自蒸发气的低压燃料气，增强散发气。

单个或多个燃烧器的使用，取决于喷雾器的流量。

为了利用来自燃料气冷凝水的热量，将燃烧后的气体喷射到水浴锅。

液化天然气通过被浸没在水浴锅里的管道。

水作为一种中间媒介，用于将热量从燃烧过程传递给液化天然气。

这也需要电力来运行燃烧空气鼓风机。

图4浸没燃烧式汽化器

一般来说，ORVs的水系统花费比SCVs大得多，但燃料燃烧SCVs更多（SCVs系统需要大约总汽化液化天然气的1.5%为燃料）。

考虑到LNG接收的是有价值的产品，这是常见的ORVs用于正常运行和SCVs安装作为备用或调峰服务。

然而，在一些网站SCVs提供正常汽化，因为可用水太冷不能提供热量防止冻结的危险发生，或在水中污染物的存在会危及可靠的ORV操作。

环境因素–ORVs

ORVs主要的环境问题是出水温度，进水速度和处理：

●出水温度：

主要环境问题是考虑海水汽化器影响鱼类浮游生物（鱼幼虫和卵）。

当使用海水加热时，世界银行指南指出：

“该污水应在初始混合和稀释的区域的边缘处产生不超过3℃的温度上升。

在不清楚的区域，从排放点开始使用100米”。

●进水速度和处理：

鱼类浮游生物是自由浮动的，容易被拉下水系统。

在美国的进水系统是根据清洁水法案第316条

（二）的规定进行设计和操作的。

这一规定的目的是减少在进水结构中由于被冲击和夹带的所有类型的海洋生物的死亡率，并建立严格的以技术为基础的性能要求去适应这个位置，设计，施工，和新设施的进水流量。

●水处理化学品：

水的供应需要氯化，以保护系统（特别是传热表面）防止生物污染。

一般在连续的基础上采用氯化钠溶液，将一次氯酸钠溶液注入水泵。

环境因素–SCVs

SCVs有燃烧排放和水浴废水相关的环境问题。

燃烧排放物是氮氧化物，一氧化碳，二氧化碳，和挥发性有机化合物（VOCs）。

燃烧过程中产生的水被凝结在水浴中，因此水连续产生。

水被二氧化碳所饱和，在排放前必须中和。

随着SCVs的改变,一些事物已经发生改变以达到减少排放的目的。

烟气再循环（FGR）技术，最初应用于垃圾焚烧产业，在低排放SCV设计中被采用。

在低温下，由于烟气饱和水，废气再循环的一部分到鼓风机的入口有更低的排放温度，导致与传统的SCV相比氮氧化物的排放降低25%。

通过增加燃烧气体的质量来补偿低温燃烧。

废气再循环可减少燃烧容量约6%。

这可以通过增加鼓风机功率补偿。

就SCVs，现有技术可以减少氮氧化物和一氧化碳排放物每个组件低于40ppmv。

然而，在一些环境敏感地区这些排放水平不满足排放要求，这就需要其他的必要措施。

在这种情况下，选择性催化还原（SCR）系统，已被广泛应用于其他行业，可以结合SCV应对严格的排放限制。

采用SCR，在烟气中氮氧化物的水平可以减少低于5ppm。

图5显示了一个使用SCR低氮氧化物的燃烧系统示意图。

图5基于SCV尾气的选择性催化还原系统

SCR方案减少了排放，但也有缺点，包括降低热效率，增加小区空间，复杂性和成本以及有限的操作经验（2单元操作在埃弗雷特，MA，美国自2003）。

新技术

由于现场环境挑战与传统的ORV和SCV技术相关，人们对这个行业现在替代液化天然气的汽化方法有浓厚的兴趣。

目前设备供应商和工