CN107588320A - 海上液化天然气生产、储存、转运装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种海上LNG生产、储存、转运装置和方法，包括天然气预处理平台、天然气接收平台、火炬塔平台、天然气液化平台、生活平台、公用设施平台、LNG存储平台、LNG装载平台、栈桥、系泊墩。本发明通过在海上安装预制好的平台式天然气液化、存储和转运的装置，将天然气从陆上输送到平台液化并储存，并通过LNG运输船将LNG进行转运，实现了天然气的离岸液化、存储和转运，从而解决了陆上液化天然气工厂选址困难、审批流程长、建造周期长、建造成本高、距离港口远等难题。与传统天然气液化工厂相比，本发明非常适合缺乏天然港口及港口不易变更的情况，工艺简单、投资低、建设周期短，市场发生变化时设备可迁移至其他地区继续服务。

Description

海上液化天然气生产、储存、转运装置和方法

技术领域

本发明涉及液化天然气(Liquefied Natural Gas，简称为LNG)，尤其是涉及一种海上LNG生产、储存、转运装置和方法。

背景技术

液化天然气的主要成分是甲烷，被公认是地球上最干净的化石能源，无色、无味、无毒、无腐蚀性，其体积约为同量气态天然气体积的1/625，液化天然气的质量仅为同体积水的45％左右。

液化天然气工厂是将气态天然气经过压缩、净化处理、低温液化等工艺过程加工成液态天然气的加工工厂。生产原料为气态天然气，由天然气管道引入，成品为液化天然气(LNG)。

LNG为低温深冷介质，储存设备及相关设备设施要具备可靠的耐低温深冷性能。特别是储存设备应至少满足耐低温-162℃以下，应达到-196℃。LNG储罐通常分为常压储罐、带压储罐两种。

陆上天然气液化工厂普通存在选址困难，审批流程长，建造周期长的问题。基于环境保护和安全因素的考虑，天然气液化工厂一般处于偏远地区，导致建设过程中易出现如缺乏电力、缺乏熟练工人、原材料运输困难等诸多问题，导致建造成本偏高。工厂建成后也会由于地处偏远，距离港口较远，导致LNG产品运输困难、运输成本偏高，以至LNG产品总成本偏高的问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术中的缺点，提供了一种海上LNG生产、储存、转运装置和方法，在海上安装平台式天然气液化、存储和转运的装置(所有平台结构和设备的建造与装配均提前在陆上的造船厂完成)，通过海底管道将未处理的天然气从陆上输送到平台液化、储存，并通过LNG运输船将存储的液化天然气进行转运，实现了天然气的离岸液化、存储和转运，解决了陆上液化天然气工厂选址困难、审批流程长、建造周期长、建造成本高、距离港口远等难题。

本发明的技术解决方案如下：

一种海上LNG生产、储存和转运装置，其特点在于，包括天然气预处理平台、天然气接收平台、火炬塔平台、天然气液化平台、公用设施平台、LNG存储平台、LNG装载平台、栈桥、系泊墩；

所述的天然气预处理平台安装天然气预处理模块，所述天然气接收平台安装气体接收设备，所述的天然气液化平台安装一个以上的天然气液化模块；所述的LNG存储平台上安装LNG存储系统，包括多个LNG储罐；所述的天然气预处理模块的进气口与海底天然气输送管道连接，天然气通过预处理模块的输出口通过管道与所述的天然气接收平台的气体接收设备相连，所述的气体接收设备的另一端通过管道与所述的天然气液化平台的天然气液化模块；天然气经液化的LNG通过管道输入所述的LNG储罐中进行存储；所述的LNG储罐通过阀门与所述的公用设施平台的燃料气系统、所述的天然气液化模块的蒸发气系统、所述的火炬塔相连

所述的火炬塔平台包括火炬烟囱、无烟尖端、点火系统和洗涤器，以安全地燃烧所有排出的天然气；

所述的公用设施平台包含供电区、控制区、辅助设备区、维修区、救生设备区、辅助气体供应区；

所述的栈桥、系泊墩与所述的LNG装载平台相连，为LNG运输船停泊和工作提供方便。

还有生活平台包括以下功能区：生活区、办公区、消防设施区。

所述的平台的承载平台分为水下基础结构和上部功能模块，水下基础结构采用固定式平台或者自升式移动平台形式，通过桩腿或导管架把整个平台固定于水底，不会随风、浪、流移动。

所述的承载平台的大小和数量由相应平台的上部功能模块的实际情况决定。

上述海上LNG生产、储存和转运装置的工作流程，包括下列步骤：

1)进气口与海底天然气输送管道相连接，天然气经海底天然气输送管道、进气口通过天然气预处理模块处理后，通过管道输送至天然气接收平台的气体接收设备；

2)所述的气体接收设备均等地将天然气输送给天然气液化平台；

3)在所述的天然气液化平台，预处理好的气体进入天然液化模块进行液化，液化后的液化天然气降低压力后，再被输送到LNG存储平台的储罐中进行存储；

4)所述的LNG存储平台的工作包括：

①所有的储罐先用惰性气体进行惰化，以保证罐体内接近真空状态；

②LNG主液货泵启动，将来自天然气液化平台的LNG输入到储罐内进行存储，储罐内的各压力、温度、液位仪表及时监测罐内的温度、压力和液位高度；

③当罐内产生的蒸发气体的压力超过设定值时，将多余的蒸发气体从罐内输出到公用设施平台的燃料气系统，用作燃气轮机的燃料，或再回输到液化平台的蒸发气系统中，再次液化成LNG；

当出现台风或飓风时，可将蒸发气体输送到所述的火炬塔平台进行燃烧处理；

5)所述的LNG装载平台安装多套LNG运输船装载臂，LNG运输船通过系泊墩停泊在LNG装载平台旁，然后LNG运输船上的管路与所述的LNG装载平台上的LNG装载臂连接，装载臂将LNG输送到LNG运输船的液舱中。

与现有技术相比，本发明的优点是：

1)本发明海上液化天然气生产、储存、转运装置由天然气预处理平台、天然气接收平台、火炬塔平台、天然气液化平台、公用设施平台、LNG存储平台、LNG装载平台、栈桥、系泊墩等组成，可实现天然气接收、预处理、液化、储存、装载、转运等多种功能；

2)本发明多功能可通过增减承载平台的数量或增减功能模块来满足用户实际所需功能，组合灵活，可以根据当地市场的供给情况选择不同的设备类型(如液化模块、储罐形式、机组型号等)，实现功能选择菜单化；

3)所述的承载平台的基础结构采用固定式平台或者采用自升式可移动平台，通过桩腿或者导管架固定整个平台，不会随风、浪、流移动，蒸发气(BOG)量小，BOG的处理运行成本低；遇到恶劣气候不需要停机，全年工作时间长，运营的效率高；

4)本发明的各平台之间可以根据安全的需要保持一定的距离，而且平台数量可以增减，解决了空间、液化能力和LNG储存能力受限的问题，同时装置和系统之间的安全间距也可以得到很好的保证，确保了该装置的安全性和经济性；

5)本发明在海上集成了天然气液化、储存和码头装载转运的功能，保护了人类居住环境，节省了土地购置费用，缩减了审批时间，所有基础结构、储罐、液化模块、设备系统在工厂预制集成，然后利用半潜船运输到海上进行安装，实现了建造工艺简单化、建造周期短、投资成本低、选址灵活的优势，市场发生变化时本发明可迁移至其他地区继续服务。

附图说明

图1是本发明海上LNG生产、储存、转运装置一个实施例的示意图

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的保护范围的限定。

先请参阅图1，图1是本发明海上LNG生产、储存、转运装置一个实施例的示意图，由图可见，本发明海上LNG生产、储存、转运装置，包括：海底天然气管道1、天然气预处理平台2、天然气接收平台3、火炬塔平台4、天然气液化平台5、生活平台6、公用设施平台7、LNG存储平台8、LNG装载平台9、LNG运输船10、栈桥11、系泊墩12。

所有平台分为水下基础结构和上部功能模块。所述的天然气预处理平台2水下基础结构采用固定式平台，可抵御百年一遇的灾害性天气，平台上安装天然气预处理模块。

该天然气预处理平台2的进气口与海底天然气输送管道1连接，天然气通过天然气预处理模块进行处理后，通过管道输送至所述的天然气接收平台3。

所述的天然气接收平台3水下基础结构采用固定式平台，可抵御百年一遇的灾害性天气，安装入口气体接收设备。

预处理后的天然气经所述的天然气接收平台3的接收装置均等地输送给所述的天然气液化平台5。

所述的天然气液化平台5水下基础结构采用固定式平台，可抵御百年一遇的灾害性天气，平台上安装天然气液化模块。

预处理好的天然气从接收平台3以设定的压力和液化就绪状态输送到液化平台5上的天然液化模块中进行液化，液化后的LNG降低压力后，再被输送到LNG存储平台8进行存储。

所述的LNG存储平台8水下基础结构采用固定式平台，可抵御百年一遇的灾害性天气，上部功能模块为LNG存储系统，每个平台可布置多个LNG储罐，平台的大小和数量由实际LNG的存储量决定。

储罐先用惰性气体进行惰化，以保证罐体内接近真空状态，LNG主液货泵启动，将来自液化平台5的LNG输入到储罐内进行存储。储罐内的压力、温度、液位仪表监测罐内LNG的温度、压力和液位高度，当罐内产生的蒸发气体(BOG)压力超过设定值时，将多余的蒸发汽(BOG)从罐内输出到公用设施平台7的燃料气系统，用作燃气轮机的燃料，也可再回输到液化平台5的BOG系统中，再次进行液化成LNG。当出现台风或飓风时，可将蒸发气体输送到所述的火炬塔平台进行燃烧处理。

所述的LNG装载平台9的水下基础结构采用固定式平台，可抵御百年一遇的灾害性天气，上部功能模块为LNG装载臂，平台的大小和装载臂的数量由实际所需的LNG装载速率决定。

LNG运输船10通过系泊墩12停泊在LNG装载平台9旁，然后LNG运输船上的管路与平台上的LNG装载臂连接，装载臂将LNG输送到到LNG运输船10的液舱中。

本发明的工作原理是：

未经处理的天然气通过海底管道输送到预处理平台进行预处理，处理后再输送至气体接收平台，由气体接收平台分配至各个天然气液化平台，通过平台的液化模块将天然气液化，然后通过管道将LNG输送至储存平台的LNG储罐之中，最后通过装载平台上的装载臂将LNG输送到LNG运输船的液舱中。

本发明通过在海上安装预制好的平台式天然气液化、存储和转运的装置，将天然气从陆上输送到平台液化并储存，并通过LNG运输船将LNG进行转运，实现了天然气的离岸液化、存储和转运，从而解决了陆上液化天然气工厂选址困难、审批流程长、建造周期长、建造成本高、距离港口远等难题。与传统天然气液化工厂相比，本发明非常适合缺乏天然港口及港口不易变更的情况，工艺简单、投资低、建设周期短，市场发生变化时设备可迁移至其他地区继续服务。

Claims (5)

1.一种海上LNG生产、储存和转运装置，其特征在于，包括天然气预处理平台、天然气接收平台、火炬塔平台、天然气液化平台、公用设施平台、LNG存储平台、LNG装载平台、栈桥、系泊墩；

所述的天然气预处理平台安装天然气预处理模块，所述天然气接收平台安装气体接收设备，所述的天然气液化平台安装一个以上的天然气液化模块；所述的LNG存储平台上安装LNG存储系统，包括多个LNG储罐；所述的天然气预处理模块的进气口与海底天然气输送管道连接，天然气通过预处理模块的输出口通过管道与所述的天然气接收平台的气体接收设备相连，所述的气体接收设备的另一端通过管道与所述的天然气液化平台的天然气液化模块；天然气经液化的LNG通过管道输入所述的LNG储罐中进行存储；所述的LNG储罐通过阀门与所述的公用设施平台的燃料气系统、所述的天然气液化模块的蒸发气系统、所述的火炬塔相连

所述的火炬塔平台包括火炬烟囱、无烟尖端、点火系统和洗涤器，以安全地燃烧所有排出的天然气；

所述的公用设施平台包含供电区、控制区、辅助设备区、维修区、救生设备区、辅助气体供应区；

所述的栈桥、系泊墩与所述的LNG装载平台相连，为LNG运输船停泊和工作提供方便。

2.根据权利要求1所述的海上LNG生产、储存和转运装置，其特征在于还有生活平台包括以下功能区：生活区、办公区、消防设施区。

3.根据权利要求1或2所述的海上LNG生产、储存和转运装置，其特征在于所述的平台的承载平台分为水下基础结构和上部功能模块，水下基础结构采用固定式平台或者自升式移动平台形式，通过桩腿或导管架把整个平台固定于水底，不会随风、浪、流移动。

4.根据权利要求3所述的海上LNG生产、储存和转运装置，其特征在于所述的承载平台的大小和数量由相应平台的上部功能模块的实际情况决定。

5.权利要求1所述的海上LNG生产、储存和转运装置的工作流程，其特征在于，包括下列步骤：

1)进气口与海底天然气输送管道相连接，天然气经海底天然气输送管道、进气口通过天然气预处理模块处理后，通过管道输送至天然气接收平台的气体接收设备；

2)所述的气体接收设备均等地将天然气输送给天然气液化平台；

3)在所述的天然气液化平台，预处理好的气体进入天然液化模块进行液化，液化后的液化天然气降低压力后，再被输送到LNG存储平台的储罐中进行存储；

4)所述的LNG存储平台的工作包括：

①所有的储罐先用惰性气体进行惰化，以保证罐体内接近真空状态；

②LNG主液货泵启动，将来自天然气液化平台的LNG输入到储罐内进行存储，储罐内的各压力、温度、液位仪表及时监测罐内的温度、压力和液位高度；

③当罐内产生的蒸发气体的压力超过设定值时，将多余的蒸发气体从罐内输出到公用设施平台的燃料气系统，用作燃气轮机的燃料，或再回输到液化平台的蒸发气系统中，再次液化成LNG；

当出现台风或飓风时，可将蒸发气体输送到所述的火炬塔平台进行燃烧处理；

5)所述的LNG装载平台安装多套LNG运输船装载臂，LNG运输船通过系泊墩停泊在LNG装载平台旁，然后LNG运输船上的管路与所述的LNG装载平台上的LNG装载臂连接，装载臂将LNG输送到LNG运输船的液舱中。