理论教育 液化天然气潜液泵及海水循环泵的优化设计

液化天然气潜液泵及海水循环泵的优化设计

时间:2023-06-08 理论教育 版权反馈
【摘要】:同年9月,由国家能源局及中国机械工业联合会牵头,组织召开了国产化第一次工作会议,自此,LNG潜液泵的国产化研制工作全面展开。LNG接收站1)LNG罐内潜液泵。3)海水循环泵。海水循环泵主要应用在LNG接收站,用于将海水输送至LNG汽化器,用海水对LNG加热使其汽化。目前,国内LNG接收站装置中,海水循环泵基本全部采用进口产品,仅上海凯泉在中海浙江宁波LNG接收站有海水循环泵的国产化应用业绩。

液化天然气潜液泵及海水循环泵的优化设计

1.国产化概况

在液化天然气(LNG)产业链中,主要涉及LNG液化工厂、LNG接收站、LNG城市调峰站、LNG发电厂、浮式的LNG生产存储装置(LNG-FPSO)、浮式的LNG存储再汽化装置(LNG-FSRU)、浮式LNG再汽化装置(LNG-FRU)以及LNG运输船。在上述装置中,LNG潜液泵主要用于将储罐中的LNG介质输送到下游的汽化单元、外输单元或将LNG介质增压后输送到下游的汽化器进行汽化后管道输送,以及LNG运输船的装卸。

根据国家能源发展计划,LNG作为清洁能源将成为未来的发展重点。长期以来我国LNG技术发展落后于发达国家,关键设备都是依赖进口,处于国外技术垄断状态。而进口泵存在价格高、交货期长、售后服务不及时且费用高、备件价格高且供货期长等问题,因此实现LNG潜液泵的国产化意义重大。通过LNG潜液泵的国产化,将提高我国低温潜液泵的设计制造能力,带动整个低温配套零部件行业的技术发展,为我国低温设备最终走向国际市场打下坚实基础。同时,为未来南海油气资源的开发做好技术储备。

2.国产化历程

2011年4月,大连深蓝泵业有限公司开始LNG低温泵的国产化市场调研、技术储备工作。同年9月,由国家能源局及中国机械工业联合会牵头,组织召开了国产化第一次工作会议,自此,LNG潜液泵的国产化研制工作全面展开。

(1)LNG液化工厂 2011—2012年,完全国产化研制的中大型泵池潜液泵(Q=40m3/h,H=133m,P=22kW;Q=120m3/h,H=150m,P=45kW)分别用于中海油营口LNG液化厂、中海油菏泽LNG液化厂,并均在2013年一次性开车成功。这是国内首台完全自主设计、制造的中大型泵池潜液泵开车成功案例,对LNG潜液泵的国产化进程具有里程碑意义。由于该潜液泵自带真空保温筒体,具有保温效果好、占地面积小、预冷过程消耗介质少、配置简单、易于操作维护等优点,得到了用户的一致好评。

2012—2013年,国内研发、设计、制造的首台液-液相LNG低温潜液透平在中海油广东珠海液化厂一次性开车成功。一般液化厂都采用阀门进行降压,但是会引起介质的大量闪蒸,减少LNG产量。该透平的研制成功,可替代阀门使用,在达到降压效果的同时,可提高LNG的产量3%~5%,经济效益可观,同时可将产生附加的电能回收利用。

(2)LNG加注站 2012—2015年,依托中船圣汇设备有限公司等LNG加注站项目,完成了流量为15m3/h、扬程为220m、功率为11kW的LNG加注站用泵池潜液泵的国产化,并在现场一次性开车成功,各项性能均达到国际竞争对手同类产品的水平。

(3)LNG接收站

1)LNG罐内潜液泵。2014—2016年,依托中海浙江宁波液化天然气有限公司LNG接收站项目,完成了16万m3 LNG储罐内潜液泵(Q=430m3/h,H=256m,P=250kW)的国产化研制,2016年7月完成了设备的现场安装运行测试,各项性能满足设计使用要求。2016年11月,该泵通过了由中国机械工业联合会组织的产品鉴定。

2014—2016年,依托广西防城港天然气有限公司LNG储运库项目,完成了3万m3 LNG储罐内潜液泵(Q=235m3/h,H=193m,P=93kW)的国产化。目前该泵已经完成了工厂内的低温性能试验验收,各项性能满足设计要求。

2017年3月,大连深蓝泵业分别取得中海油福建天然气有限责任公司5#、6#储罐项目2台LNG罐内潜液泵(Q=370m3/h,H=220m,P=185kW)、中海油天津液化天然气有限责任公司LNG储罐项目1台LNG罐内潜液泵(Q=290m3/h,H=229m,P=155kW)的订货合同,目前,上述设备已完成制造并交货。大连深蓝泵业成为国内首家能够设计制造及试验,且有实际现场运行经验的LNG潜液泵制造厂家。

2)LNG高压外输泵。2016年5月,完成了青岛LNG接收站项目中进口LNG高压外输泵(Q=308m3/h,H=1923m,P=1040kW)的整机维修。该泵维修后于2016年10月在现场一次性开车成功,各项性能参数达到了进口泵故障前的水平。

目前,依托整机维修成功的技术基础正在寻求依托项目,推进开展LNG接收站用高压外输泵的国产化研制工作。(www.daowen.com)

3)海水循环泵。海水循环泵主要应用在LNG接收站,用于将海水输送至LNG汽化器,用海水对LNG加热使其汽化。

目前,国内LNG接收站装置中,海水循环泵基本全部采用进口产品,仅上海凯泉在中海浙江宁波LNG接收站有海水循环泵的国产化应用业绩。

(4)LNG发电厂 2015—2016年,依托广州协鑫蓝天热电有限公司LNG发电厂项目,完成了国内首台LNG罐外多级潜液泵(Q=55m3/h,H=635m,P=110kW)的国产化研制及应用。该种泵的研制成功,替代了柱塞泵,解决了由于柱塞泵故障率高而影响装置正常运行的问题。

2017年,国内制造企业取得东莞市九丰天然气储运有限公司LNG发电厂项目3台LNG增压泵(Q=78m3/h,H=910m,P=185kW)的订货合同,目前设备已完成制造。

(5)LNG调峰站 2015年,依托陕西杨凌LNG应急储备调峰项目,完成了大型LNG罐外多级潜液泵(Q=236m3/h,H=875m,P=400kW)的国产化研制。

2017年2月,国内制造企业取得山东东明石化集团有限公司LNG调峰站项目用6台LNG罐内潜液泵(Q=50m3/h,H=372m,P=65kW)的订货合同,目前,设备已完成制造并交货。

(6)LNG海上浮式平台 2015年,依托韩国GAS-ENTEC印尼LNG-FRU船项目,大连深蓝完成了LNG-FRU装置用泵(Q=100m3/h,H=260m,P=65kW)的研制,并通过了KR韩国船级社的认证。该设备于2016年3月在用户现场一次性开车成功,各项性能满足设计使用要求。该设备的研制成功标志着大连深蓝泵业的LNG潜液泵正式进入LNG船领域

根据2014年11月28日工信部联装〔2014〕501号文件要求,2015—2017年,大连深蓝泵业先后完成了适用于LNG-FPSO装置用液力透平(Q=35m3/h,H=-900m,P=-18.5kW)、LNG-FPSO装置船用潜液泵(Q=1500m3/h,H=165m,P=500kW)的样机研制,并已分别于2017年4—5月完成了试验验收,各项性能满足设计要求。

根据国家发展和改革委员会〔2015〕1406号文件要求,大连深蓝泵业开展了大型浮式天然气存储再汽化装置(FSRU)大型LNG多级罐外潜液泵(Q=500m3/h,H=2200m,P=2100kW)的样机研制。该项目于2017年8月通过了试验验收。

(7)丙烷脱氢装置用丙烷罐内潜液泵 2015年2月,完全自主国产化的首台丙烷罐内潜液泵(Q=70m3/h,H=80m,P=18.5kW)在张家港扬子江石化丙烷脱氢项目中一次性开车成功,运转良好。

2016年,依托国外某大型丙烷脱氢项目,完成了大型丙烷、丁烷罐内潜液泵(Q=1250m3/h,H=234m,P=710kW,T=-42℃;Q=110m3/h,H=157m,P=55kW,T=-42℃;Q=198m3/h,H=135m,P=90kW,T=-6.4℃)的设计制造及试验。这批泵目前已经完成了工厂内的低温性能试验及用户验收,并发货到了用户现场。

为了研制大型LNG低温潜液泵,2011—2015年,大连深蓝泵业建设了国内首个大型低温泵试验台。该试验台占地面积2万m2投资1.2亿元,是目前世界范围内规模最大、功能最先进的低温泵试验台。

2011至今,大连深蓝泵业通过LNG液化厂、LNG接收站、LNG发电厂、LNG调峰站、LNG-FPSO、LNG-FSRU、LNG-FRU等装置用大中小型LNG泵池潜液泵、LNG罐内泵、小型液力透平、LNG多级泵、LNG船用泵的国产化研制及应用,掌握并攻克了LNG低温潜液泵的关键技术,形成了一整套的设计、分析、工艺、测试、安装、调试、运行技术,已经具备批量化生产的能力。

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