用于低溫水域的浮式液化天然氣再氣化系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種浮式液化天然氣(LNG)再氣化系統(tǒng)，特別是關(guān)于一種適用于中國北方海域等低溫水域，同時(shí)能夠適應(yīng)不同海水工況和水質(zhì)條件海域的浮式液化天然氣再氣化系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國家對能源需求的不斷增長，引進(jìn)LNG對優(yōu)化中國的能源結(jié)構(gòu)發(fā)揮重要作用，有效解決能源供應(yīng)安全、生態(tài)環(huán)境保護(hù)的雙重問題，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和社會的可持續(xù)發(fā)展。接收LNG的方式一般分為陸上和海上。如今中國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展對天然氣的需求日益增長，沿海區(qū)域遍布陸上LNG接收站，同時(shí)，中國海洋油氣資源豐富，初始勘探開發(fā)程度較低、發(fā)展?jié)摿Υ?，?yīng)用于海上LNG接收與處理、陸上LNG接收站資源調(diào)配、海洋開采天然氣處理與運(yùn)輸?shù)暮Ｉ细∈皆贇饣b置變得越發(fā)重要，前景十分廣闊。
[0003]海上浮式LNG再氣化裝置較常規(guī)陸上終端具有多種優(yōu)點(diǎn)，特別是對環(huán)境敏感地區(qū)或人口稠密地區(qū)，具有建設(shè)周期短、相對成本低等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)海域溫度的不同、水質(zhì)的不同，氣化系統(tǒng)的要求也不盡相同。中國的南北兩端可能應(yīng)用FSRU的海域之間的跨度約為2800公里，盡管都為亞熱帶，但是北部接近寒帶而南部與熱帶相鄰。南北兩端的海域的差別大至為:1)環(huán)境氣溫在冬季的差別可達(dá)30°C以上；2)從冬季結(jié)冰的渤海灣曹妃甸海域，到海南的三亞附近海域，冬季的海水溫度差也在10°C以上。3)北部海域的水深相對較淺，混濁度相對較大。從南至北，受地理位置、河流入?？凇⒑Ｑ罄?暖流的影響，國內(nèi)海域情況可大致分為南海、東海、黃海和渤海，各海域海水情況如下:
[0004]A)在渤海灣，除灣口的大連和煙臺以外，水深較淺，海底沉積淤泥，大風(fēng)過后混濁度很大，且有多條河流的入?？?，海水中間夾雜著泥沙以及貝殼等雜物，使得換熱器被腐蝕損毀嚴(yán)重，容易造成了介質(zhì)的泄露，因此海水水質(zhì)很差的情況下不適于在換熱器中使用海水，需考慮熱介質(zhì)系統(tǒng)(即HM系統(tǒng))。
[0005]B)黃海海域的水質(zhì)較渤海灣要好，但是冬季存在海水溫度低于8°C的階段，可以考慮海水系統(tǒng)與熱介質(zhì)系統(tǒng)相結(jié)合的方式。但是從江蘇北部沿海至上海，受歷史上黃河入?？诤烷L江入?？诘挠绊懀嗌骋草^多。
[0006]C)東海絕大部分海域的水質(zhì)適用于換熱器。但是由于受海水冷流的影響，海水溫度偏低，可能整個(gè)冬季都不能使用海水加熱中間介質(zhì)。
[0007]D)南海海域水質(zhì)好，水溫相對較高，適合用海水換熱中間介質(zhì)，作為LNG再氣化熱源。
[0008]現(xiàn)有的浮式液化天然氣再氣化系統(tǒng)一般只適用于海水溫度8°C以上的海域，而對于上述渤海、黃海、東海的水文氣候條件具有一定局限性:一方面海水溫度低于8°C，現(xiàn)有浮式液化天然氣再氣化系統(tǒng)無法使用；另一方面，對于含沙較多、水質(zhì)較差的海水，會對換熱器造成腐蝕，縮短設(shè)備使用壽命，存在泄漏的安全隱患。因此有必要設(shè)計(jì)一種能夠適應(yīng)海水溫差和海水水質(zhì)的浮式液化天然氣再氣化系統(tǒng)對于未來LNG行業(yè)的發(fā)展十分關(guān)鍵。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]針對上述問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種靈活應(yīng)用于各種海水工況的浮式液化天然氣再氣化系統(tǒng)，不僅能夠適應(yīng)低溫，也能夠防止對中間介質(zhì)加熱器造成腐蝕。
[0010]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案:一種用于低溫水域的浮式液化天然氣再氣化系統(tǒng)，其特征在于，該浮式液化天然氣再氣化系統(tǒng)包括:一 LNG/NG轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)，所述LNG/NG轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)包括一 LNG高壓栗，所述LNG高壓栗的進(jìn)口連接液化天然氣的入口，所述LNG高壓栗的出口連接一第一級LNG換熱器的第一進(jìn)口，所述第一級LNG換熱器的第一出口連接一第二級NG加熱器的進(jìn)口，所述二級NG加熱器的出口連接一天然氣外輸計(jì)量裝置；一中間介質(zhì)回路結(jié)構(gòu)，所述中間介質(zhì)回路結(jié)構(gòu)包括一用于存儲中間介質(zhì)的中間介質(zhì)緩沖罐，所述中間介質(zhì)緩沖罐的進(jìn)口連接所述第一級LNG換熱器的第二出口，所述中間介質(zhì)緩沖罐的出口連接一中間介質(zhì)循環(huán)栗的進(jìn)口，所述中間介質(zhì)循環(huán)栗的出口連接一中間介質(zhì)加熱的第一進(jìn)口，所述中間介質(zhì)加熱器的第一出口連接所述第一級LNG換熱器的第二進(jìn)口 ；一加熱介質(zhì)回流結(jié)構(gòu)，所述加熱介質(zhì)回流結(jié)構(gòu)包括一用于存儲加熱介質(zhì)的加熱介質(zhì)緩沖罐，所述加熱介質(zhì)緩沖罐的進(jìn)口連接一加熱介質(zhì)加熱裝置的第一出口，所述加熱介質(zhì)加熱裝置的第一進(jìn)口和第二進(jìn)口分別連接天然氣BOG入口和燃料氣入口，所述加熱介質(zhì)緩沖罐的出口連接一加熱介質(zhì)循環(huán)栗的進(jìn)口，所述加熱介質(zhì)循環(huán)栗的出口經(jīng)一閥門連接所述中間介質(zhì)加熱器的第二進(jìn)口，所述中間介質(zhì)加熱器的第二出口經(jīng)一閥門連接所述加熱介質(zhì)加熱裝置的第三進(jìn)口 ；一海水循環(huán)結(jié)構(gòu)，所述海水循環(huán)結(jié)構(gòu)包括一海水栗，所述海水栗的進(jìn)口設(shè)置在海水區(qū)域，所述海水栗的出口并聯(lián)連接所述第二級NG加熱器的第二進(jìn)口和所述中間介質(zhì)加熱器的第二進(jìn)口，所述第二級NG加熱器的第二出口和所述中介質(zhì)加熱器的第二出口均連接海水處理系統(tǒng)，其中，所述中間介質(zhì)加熱器的第二進(jìn)口與所述海水栗之間設(shè)置一閥門，所述中間介質(zhì)加熱器的第二出口與所述海水處理系統(tǒng)之間也設(shè)置一閥門。
[0011]進(jìn)一步地，所述加熱介質(zhì)加熱裝置包括一廢熱回收加熱器和一加熱介質(zhì)補(bǔ)償加熱器，所述廢熱回收加熱器設(shè)置在所述加熱介質(zhì)補(bǔ)償加熱器上方，所述廢熱回收加熱器通過煙道將天然氣BOG和燃料氣混合燃燒后的煙氣集中收集，利用煙氣里的余熱對進(jìn)入的加熱介質(zhì)進(jìn)行初步加熱，并將加熱后的加熱介質(zhì)輸送到所述加熱介質(zhì)補(bǔ)償加熱器繼續(xù)進(jìn)行溫度補(bǔ)償使得加熱介質(zhì)溫度達(dá)到設(shè)定溫度。
[0012]進(jìn)一步地，所述第一級LNG換熱器采用PCHE汽化器。
[0013]進(jìn)一步地，所述第二級NG加熱器和中間介質(zhì)加熱器均采用管殼式熱交換器。
[0014]進(jìn)一步地，所述中間介質(zhì)采用丙烷，所述加熱介質(zhì)采用50%的水和50%的乙二醇混合物。
[0015]本實(shí)用新型由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn):1、本實(shí)用新型的中間介質(zhì)加熱器從海水或是HM中獲取熱量，當(dāng)海水的進(jìn)口溫度高于8°C時(shí)，大部分時(shí)候采用海水作為熱源；而當(dāng)海水的溫度低于8°C時(shí)，中間介質(zhì)加熱器熱源將由海水換成加HM，本實(shí)用新型在低溫海水工況引入了加熱介質(zhì)，根據(jù)海域的不同，加熱介質(zhì)的大小和形式可以改變，因此該系統(tǒng)在各情況海水工況的海域均可以使用，適用于中國的各個(gè)海域以及國外其他相似海域，靈活應(yīng)用于各種海水工況，不僅能夠適應(yīng)低溫水域，也能夠防止對中間介質(zhì)加熱器造成腐蝕。2、本實(shí)用新型的加熱介質(zhì)加熱裝置包括廢熱回收加熱器和加熱介質(zhì)補(bǔ)償加熱器，廢熱回收加熱器設(shè)置在加熱介質(zhì)補(bǔ)償加熱器上方，廢熱回收加熱器主要通過煙道將天然氣BOG和燃料氣混合燃燒后的煙氣集中收集，首先利用煙氣里的余熱對管程中的加熱介質(zhì)進(jìn)行初步加熱，再由加熱介質(zhì)補(bǔ)償加熱器內(nèi)燃料對加熱介質(zhì)進(jìn)行精確加熱，因此能夠提高換熱效率，減少熱損失。綜上所述，本實(shí)用新型具有適用性強(qiáng)、能源綜合利用率高、對海域運(yùn)動的敏感度低、操作性能好、維護(hù)少、中間介質(zhì)的可控性高等優(yōu)點(diǎn)，因此能夠代替海上浮式LNG再氣化裝置(FSRU和SRV)的氣化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)中國北方水域進(jìn)行穩(wěn)定生產(chǎn)，連續(xù)安全供氣。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型的浮式液化天然氣再氣化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]以下結(jié)合附圖來對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描繪。然而應(yīng)當(dāng)理解，附圖的提供僅為了更好地理解本實(shí)用新型，它們不應(yīng)該理解成對本實(shí)用新型的限制。在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“第一”、“第二”等僅僅是用于描述的目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
[0018]如圖1所示，本實(shí)用新型的用于低溫水域的浮式液化天然氣再氣化系統(tǒng)包括一LNG/NG轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)、一中間介質(zhì)(IF)回路結(jié)構(gòu)、一加熱介質(zhì)(HM)回路結(jié)構(gòu)和一海水循環(huán)結(jié)構(gòu)；
[0019]LNG/NG轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)包括一 LNG高壓栗I，LNG高壓栗I的進(jìn)口連接液化天然氣的入口 A，LNG高壓栗I的出口連接一第一級LNG換熱器2的第一進(jìn)口，第一級LNG換熱器2的第一出口連接一第二級NG (天然氣)加熱器3的進(jìn)口，第二級NG加熱器3的出口連接一天然氣外輸計(jì)量裝置4;
[0020]中間介質(zhì)回路結(jié)構(gòu)包括一用于存儲中間介質(zhì)的中間介質(zhì)緩沖罐5，中間介質(zhì)緩沖罐5的進(jìn)口連接第一級LNG換熱器2的第二出口，中間介質(zhì)緩沖罐5的出口連接一中間介質(zhì)循環(huán)栗6的進(jìn)口，中間介質(zhì)循環(huán)栗6的出口連接一中間介質(zhì)加熱器7的第一進(jìn)口，中間介質(zhì)加熱器7的第一出口連接第一級LNG換熱器2的第二進(jìn)口 ；
[0021]加熱介質(zhì)回流結(jié)構(gòu)包括一用于存儲加熱介質(zhì)的加熱介質(zhì)緩沖罐8，加熱介質(zhì)緩沖罐8的進(jìn)口連接一加熱介質(zhì)加熱裝置9的第一出口，加熱介質(zhì)加熱裝置9的第一進(jìn)口和第二進(jìn)口分別連接天然氣BOG入口 B和燃料氣入口 C，加熱介質(zhì)緩沖罐8的出口連接一加熱介質(zhì)循環(huán)栗10的進(jìn)口，加熱介質(zhì)循環(huán)栗10的出口經(jīng)一閥門連接中間介質(zhì)加熱器7的第二進(jìn)口，中間介質(zhì)加熱器7的第二出口經(jīng)一閥門連接加熱介質(zhì)加熱裝置9的第三進(jìn)口 ；
[0022]海水循環(huán)結(jié)構(gòu)包括一海水栗11，海水栗11的進(jìn)口設(shè)置在海水區(qū)域，海水栗11的出口并聯(lián)連接第二級NG加熱器3的第二進(jìn)口和中間介質(zhì)加熱器7的第二進(jìn)口，第二級NG加熱器3的第二出口和中介質(zhì)加熱器7的第二出口均連接海水處理系統(tǒng)12，其中，中間介質(zhì)加熱器7的第二進(jìn)口與海水栗11之間設(shè)置一閥門，中間介質(zhì)加熱器7的第二出口與海水處理系統(tǒng)12之間也設(shè)置一閥門。
[0023]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，加熱介質(zhì)加熱裝置9包括一廢熱回收加熱器(WHRU)和一加熱介質(zhì)補(bǔ)償加熱器，加熱介質(zhì)補(bǔ)償加熱器可以采用加熱爐，加熱爐上方設(shè)置廢熱回收加熱器，廢熱回收加熱器通過煙道將天然氣BOG(閃蒸汽)和燃