CN212109206U - 一种模块化的近海固定平台式天然气液化系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种模块化的近海固定平台式天然气液化系统，天然气液化系统设立于近海海域，包括架设在近海海域的导管架结构、设置在导管架结构上的安装平台模块以及设置在安装平台模块内的至少一组海上天然气液化模块，海上天然气液化模块直接在近海区域对来自前工艺系统的天然气进行液化处理。本实用新型主要针对边际气田天然气井口分布广、经济效益低等特点，通过将系统设立于近海海域，有效规避在某些特定国家陆上建厂数年审批周期，并节省岸线资源，减少陆上人为环境破坏。而且将天然气集中到海上平台集中处理，相比于现有将海上天然气通过管道输远距离输送到陆上进行液化处理或传统的海上浮式生产装置生产方式，降低了建设成本和运营成本。
Description
技术领域
本实用新型属于石油天然气与海洋工程技术领域，特别涉及一种模块化的近海固定平台式天然气液化系统。
背景技术
目前常见的海上天然气液化系统主要有：海上天然气通过管道输送到陆上LNG工厂进行液化、海上浮式生产装置FLNG进行液化。
海上天然气通过管道输送到陆上LNG工厂技术已相当成熟，但随着人们环保意识越来越强，很多陆上LNG工厂存在选址困难、现场施工依托条件差、建造周期长等缺点。而海上浮式生产装置(FLNG)主要适用于海上大规模生产，主要包含系泊系统、储存系统、净化系统、液化系统、控制系统和生活区，同时存在受到风浪环境条件影响较大、运营和维护费用高、建造成本高等特点。
在世界已探明的天然气资源中，某些气藏位于特定海域，海底地形条件复杂，不能采用管道输送的方式将天然气输送至岸上处理，而从经济性考虑FLNG又不能作为推荐方案。另外，尽管在一些管道可以到达岸线的气田，但随着岸线资源的日益稀缺，找到合适的岸线建立终端也变得越来越难。同时，在中资企业走向海外的过程中，某些国家由于当地人文、政治原因，LNG陆上建厂的审批难度远远大于海上建厂。因此，基于以上情况，选择更为经济可行的的LNG生产模式势在必行。
实用新型内容
本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种模块化的近海固定平台式天然气液化系统，以适应以上情况的经济可行的LNG生产模式。
本实用新型采用的技术方案是：一种模块化的近海固定平台式天然气液化系统，其特征在于：所述天然气液化系统设立于近海海域，包括架设在近海海域的导管架结构、设置在导管架结构上的安装平台模块以及设置在安装平台模块内的至少一组海上天然气液化模块，所述海上天然气液化模块直接在近海区域对来自前工艺系统的天然气进行液化处理。
本实用新型所述的模块化的近海固定平台式天然气液化系统，其所述海上天然气液化模块包括主低温换热器、冷剂吸入罐、冷剂压缩机、冷剂压缩机出口水冷器、冷剂压缩机段间水冷器、冷剂压缩机出口分液罐、冷剂压缩机段间分液罐以及用于连接上述各部件的管路，来自净化系统的天然气进入主低温换热器中与冷剂换热，所述冷剂吸入罐内的冷剂经冷剂压缩机的多级增压，并经由冷剂压缩机出口水冷器、冷剂压缩机段间水冷器、冷剂压缩机出口分液罐以及冷剂压缩机段间分液罐处理产生的中压液相冷剂、高压气相冷剂、高压液相冷剂为天然气液化提供冷量。
本实用新型所述的模块化的近海固定平台式天然气液化系统，其所述安装平台模块分为上、中、下三层，所述海上天然气液化模块的各部件分别布置在安装平台模块的上、中、下三层。
本实用新型所述的模块化的近海固定平台式天然气液化系统，其所述安装平台模块的下层布置有主低温换热器、冷剂吸入罐和冷剂压缩机，在所述安装平台模块的下层设置有多个支撑点，所述多个支撑点用于与导管架结构连接并支撑其上部结构；
所述安装平台模块的中层布置有冷剂压缩机出口分液罐和冷剂压缩机段间分液罐；
所述安装平台模块的上层布置有冷剂压缩机出口水冷器和冷剂压缩机段间水冷器。
本实用新型所述的模块化的近海固定平台式天然气液化系统，其布置在安装平台模块下层的主低温换热器贯穿安装平台模块的上、中、下三层，即所述主低温换热器由安装平台模块的下层穿过中层直到安装平台模块的上层。
本实用新型所述的模块化的近海固定平台式天然气液化系统，其在所述安装平台模块的下层还设置有闭式排放罐、闭式排放泵以及天然气接口和LNG出口区域，并配有防爆隔离墙。
本实用新型所述的模块化的近海固定平台式天然气液化系统，其在所述安装平台模块的中层还设置有管路区域以及检修舱口盖、楼梯。
本实用新型所述的模块化的近海固定平台式天然气液化系统，其在所述安装平台模块的上层还设置有消防水撬模块、分析间以及用于物料吊装及设备维修更换的至少一台克令吊。
本实用新型与现有技术相比，有益效果是：
1、本实用新型主要针对边际气田天然气井口分布广、经济效益低等特点，通过将天然气液化系统设立于近海海域，有效规避了在某些特定国家陆上建厂数年的审批周期，并节省了岸线资源，减少陆上人为环境破坏。
2、本实用新型把边际气田天然气集中到该模块化的海上天然气液化系统平台上处理，在某些特定环境下，相比于现有海上天然气通过管道远距离输送到陆上进行液化处理的方式，降低了建设成本和运营成本。
3、本实用新型设立于近海海域，其在满足海上直接对天然气进行液化处理的基础上，克服了类似FLNG等浮式生产设施投资成本高，后期运营受海洋气候影响大等问题。
4、本实用新型通过多层布置、设置防爆墙隔离措施对非危险区进行保护，功能完善、布局合理，既满足人体工程学设计，又能够从安全和环境标准方面为操作者提供良好的工作和生活环境，还满足了操作检修空间的需求，又把整个模块化装置控制在船舶运输限制的范围内，很好地解决了建造与海洋运输的问题。
5、本实用新型在陆上工厂进行模块化制造，上部模块组装、调试后，再将导管架、上部模块分别整体运输至预定海域进行安装，工厂可多模块同时制造，缩短了施工工期。
6、本实用新型采用模块化设计，在扩容性、可拆迁性方面具有明显优势。当气田气藏优于预期时，可根据需要再已有平台旁进行扩建；或气藏衰竭，亦可用拖船将装置拖曳至新的气田重新投入使用。
附图说明
本实用新型将通过具体实例并参照附图的方式说明，其中
图1为本实用新型中的天然气液化工艺流程示意图。
图2为本实用新型中固定平台式天然气液化模块结构示意图。
图3为本实用新型中平台模块的下层布置示意图。
图4为本实用新型中平台模块的中层布置示意图。
图5为本实用新型中平台模块的上层布置示意图。
图中标记：1为导管架结构，2为安装平台模块，3为主低温换热器，4为冷剂吸入罐，5为冷剂压缩机，6为冷剂压缩机出口水冷器，7为冷剂压缩机段间水冷器，8为冷剂压缩机出口分液罐，9为冷剂压缩机段间分液罐，10为支撑点，11为闭式排放罐，12为闭式排放泵，13为天然气接口和LNG出口区域，14为管路区域，15为消防水撬模块，16为分析间，17为克令吊。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
如图1所示，一种模块化的近海固定平台式天然气液化系统，所述天然气液化系统设立于近海海域，包括架设在近海海域的导管架结构1、设置在导管架结构1上的安装平台模块2以及设置在安装平台模块2内的至少一组海上天然气液化模块，所述海上天然气液化模块直接在近海区域对来自前工艺系统的天然气进行液化处理。在本实施例中，所述安装平台模块内设置有两组安装平台模块，所述安装平台模块2分为上、中、下三层，所述海上天然气液化模块的各部件分别布置在安装平台模块2的上、中、下三层，具体地，下层与中层平台之间的高度为10m，中层与上层之间的高度为6m，用于安装海上天然气液化系统的模块长41米宽41米，工作水深可满足10-60米，重量4500-5500吨，各层平台之间通过前后斜对称布置2部楼梯，四周为环形安全通道。
如图2所示，所述海上天然气液化模块包括主低温换热器3、冷剂吸入罐4、冷剂压缩机5、冷剂压缩机出口水冷器6、冷剂压缩机段间水冷器7、冷剂压缩机出口分液罐8、冷剂压缩机段间分液罐9以及用于连接上述各部件的管路，来自净化系统的天然气进入主低温换热器3中与冷剂换热，所述冷剂吸入罐4内的冷剂经冷剂压缩机5的两级增压，并经由冷剂压缩机出口水冷器6、冷剂压缩机段间水冷器7、冷剂压缩机出口分液罐8以及冷剂压缩机段间分液罐9处理产生的中压液相冷剂、高压气相冷剂、高压液相冷剂为天然气液化提供冷量，实现海上天然气液化系统的液化功能。其中，海上天然气液化模块内的设备、管道、电气开关、电缆、基座及结构防腐底漆在工厂内组装完成。
所述海上天然气液化模块的工作原理是：冷剂压缩机启动后，从冷剂吸入罐中吸入冷剂，经冷剂压缩机一级增压后进入冷剂压缩机段间水冷器中冷却、在冷剂压缩机段间分液罐中进行气液分离，中压液相冷剂进入主低温换热器中提供冷量，中压气相冷剂再经冷剂压缩机二级增压后进入冷剂压缩机出口水冷器中冷却，在冷剂压缩机出口气液分离中进行气液分离，产生高压气相冷剂和高压液相冷剂，进入主低温换热器中提供冷量，将来自净化系统的天然气冷冻到-162℃，生产出液化LNG，然后液化天然气(LNG)去储存罐；经冷箱复热的低压气相冷剂返回到冷剂吸入罐完成制冷循环。
如图3所示，所述安装平台模块2的下层布置有主低温换热器3、冷剂吸入罐4和冷剂压缩机5，在所述安装平台模块2的下层设置有9个支撑点10(6大3小)，所述九个支撑点10用于与导管架结构1连接并支撑其上部结构，与导管架结构相连接的支撑点纵向中心距32米，横向中心距30米，确保重心稳定、吊装安全，浮拖安装时满足多数运输船的宽度；布置在安装平台模块2下层的主低温换热器3贯穿安装平台模块2的上、中、下三层，即所述主低温换热器3由安装平台模块2的下层穿过中层直到安装平台模块2的上层；其中，在所述安装平台模块2的下层还设置有闭式排放罐11、闭式排放泵12以及天然气接口和LNG出口区域13，并配有防爆隔离墙，天然气接入口区域布置于对应平台的右侧，中间为闭式排放泵，前后为两个NG入口接口和LNG出口接口，NG的入口主要来自于天然气净化系统，通过软管与法兰连接，LNG的出口也通过软管与法兰连接LNG储存平台，设置的防爆墙隔离措施用于对非危险区进行保护，在NG入口接口区域与LNG出口接口区域使用防爆隔离墙进行隔离，各功能区也通过防爆墙及防火门进行隔离，避免火灾导致的损失；在甲板的下方布置有相应的管道阀门、动力和信号电缆，管道与管道之间用法兰连接，运输时可从法兰及螺栓连接处拆卸。
如图4所示，所述安装平台模块2的中层布置有冷剂压缩机出口分液罐8和冷剂压缩机段间分液罐9；在所述安装平台模块2的中层还设置有管路区域14以及检修舱口盖、楼梯等安全设施。
如图5所示，所述安装平台模块2的上层布置有冷剂压缩机出口水冷器6和冷剂压缩机段间水冷器7；在所述安装平台模块2的上层还设置有消防水撬模块15、分析间16以及用于物料吊装及设备维修更换的两台克令吊17，所述两台克令吊前后斜对对称布置，通过打开上层的吊装仓库口盖吊装更换中层及下层的设备以及从船上吊装物资进入模块内部。
本实用新型通过多层布置、设置防爆墙隔离措施对非危险区进行保护，功能完善、布局合理，既满足人体工程学设计，又能够从安全和环境标准方面为操作者提供良好的工作和生活环境，还满足了操作检修空间的需求，又把整个模块化装置控制在船舶运输限制的范围内；本实用新型采用了片装安装模式，可极大的减小安装难度，同时拆除方便，易扩建；本实用新型采用工厂内模块化制造、调试，滑移装船运输、浮吊安装快捷方便，减少了海上作业施工时间，受天气环境影响小，缩短了施工工期，提高了施工质量。
本实用新型并不局限于前述的具体实施方式。本实用新型扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (8)
1.一种模块化的近海固定平台式天然气液化系统，其特征在于：所述天然气液化系统设立于近海海域，包括架设在近海海域的导管架结构(1)、设置在导管架结构(1)上的安装平台模块(2)以及设置在安装平台模块(2)内的至少一组海上天然气液化模块，所述海上天然气液化模块直接在近海区域对来自前工艺系统的天然气进行液化处理。
2.根据权利要求1所述的模块化的近海固定平台式天然气液化系统，其特征在于：所述海上天然气液化模块包括主低温换热器(3)、冷剂吸入罐(4)、冷剂压缩机(5)、冷剂压缩机出口水冷器(6)、冷剂压缩机段间水冷器(7)、冷剂压缩机出口分液罐(8)、冷剂压缩机段间分液罐(9)以及用于连接上述各部件的管路，来自净化系统的天然气进入主低温换热器(3)中与冷剂换热，所述冷剂吸入罐(4)内的冷剂经冷剂压缩机(5)的多级增压，并经由冷剂压缩机出口水冷器(6)、冷剂压缩机段间水冷器(7)、冷剂压缩机出口分液罐(8)以及冷剂压缩机段间分液罐(9)处理产生的中压液相冷剂、高压气相冷剂、高压液相冷剂为天然气液化提供冷量。
3.根据权利要求2所述的模块化的近海固定平台式天然气液化系统，其特征在于：所述安装平台模块(2)分为上、中、下三层，所述海上天然气液化模块的各部件分别布置在安装平台模块(2)的上、中、下三层。
4.根据权利要求3所述的模块化的近海固定平台式天然气液化系统，其特征在于：所述安装平台模块(2)的下层布置有主低温换热器(3)、冷剂吸入罐(4)和冷剂压缩机(5)，在所述安装平台模块(2)的下层设置有多个支撑点(10)，所述多个支撑点(10)用于与导管架结构(1)连接并支撑其上部结构；
所述安装平台模块(2)的中层布置有冷剂压缩机出口分液罐(8)和冷剂压缩机段间分液罐(9)；
所述安装平台模块(2)的上层布置有冷剂压缩机出口水冷器(6)和冷剂压缩机段间水冷器(7)。
5.根据权利要求4所述的模块化的近海固定平台式天然气液化系统，其特征在于：布置在安装平台模块(2)下层的主低温换热器(3)贯穿安装平台模块(2)的上、中、下三层，即所述主低温换热器(3)由安装平台模块(2)的下层穿过中层直到安装平台模块(2)的上层。
6.根据权利要求4所述的模块化的近海固定平台式天然气液化系统，其特征在于：在所述安装平台模块(2)的下层还设置有闭式排放罐(11)、闭式排放泵(12)以及天然气接口和LNG出口区域(13)，并配有防爆隔离墙。
7.根据权利要求4所述的模块化的近海固定平台式天然气液化系统，其特征在于：在所述安装平台模块(2)的中层还设置有管路区域(14)以及检修舱口盖、楼梯。
8.根据权利要求4所述的模块化的近海固定平台式天然气液化系统，其特征在于：在所述安装平台模块(2)的上层还设置有消防水撬模块(15)、分析间(16)以及用于物料吊装及设备维修更换的至少一台克令吊(17)。
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