液化天然气(LNG)工厂项目可行性研究报告.doc
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1、目 录1总论11.1项目概要11.2建设单位概况11.3编制依据及原则11.4项目背景21.5投资意义31.6主要技术经济指标42气源63市场现状和产品价格预测73.1市场现状73.2LNG主要客户分析83.2产品价格预测94生产规模及工艺技术方案104.1生产规模104.2工艺路线104.3工艺流程134.4自控水平164.5平面布置174.6装置“三废”排放174.7占地面积175总图、运输及储运185.1总图185.2运输185.3贮存186建筑工程及公用工程196.1建筑工程196.2公用工程197辅助生产设施227.1消防设施227.2维修设施227.3生活福利设施228环境保护23
2、8.1设计采用的环保标准238.2主要污染源及污染物238.3环保治理措施238.4噪声控制措施238.4绿化259职业安全卫生269.1原料及产品性质269.2主要防范措施2610企业组织及定员2710.1生产制度2710.2劳动定员2711项目实施规划2812投资估算2913成本估算及利润评价3113.1成本估算3113.2利润评价3213.3清偿能力32III30x104Nm3/d液化天然气(LNG)工厂项目建议书1总论1.1项目概要天然气气源来自中石油中卫-贵阳天然气联络线管输天然气,拟建液化装置的日处理气量30xl04Nm3,日生产液化天然气(LNG)216t,年生产液化天然气7.8
3、xl04t。1.2建设单位概况1.3编制依据及原则1.3.1编制依据液化天然气(LNG)生产、储存和装运(GB/T20368-2006);城镇燃气设计规范(GB50028-2006);石油天然气工程设计防火规范(GB50183-2004);建筑设计防火规范(GB50016-2006)等国家相关规范规程1.3.2编制原则采用先进的天然气液化工艺技术,充分利用丰富的天然气资源,改善能源消费结构,大力推广洁净能源的消费,节约投资,提高经济效益。采用国内外先进可靠的天然气液化工艺技木,主要设备国内制造。为使拟建装置安全可靠、容易操作和维护,将采用MRC制冷与成熟的、可靠的预处理工艺技术进行设计,使得流
4、程简单、操作灵活、安全可靠、易起动、易操作、维护方便。1.4项目背景 1.4.1天然气缺口巨大随着中国经济快速发展,对于能源的依赖越来越严重,能源的供需矛盾越来越突出。2007年我国能源消费总量占世界能源消费总量的15%,位居世界第二。目前,天然气消费在世界能源消费结构的比重已达到45%,成为仅次于石油的第二大能源。在能源消费大国中,我国能源消费总量中煤炭的比重最高,是全球平均水平的3倍,而天然气的比重最低,仅占总量的3%,只是全球平均水平的7%。随着国家对于环境治理的重视,煤炭作为高排放能源,其使用已经受到许多限制。天然气作为清洁能源开始逐步取代煤炭甚至燃料油。根据全国能源发展总体纲要,我国
5、的能源消耗结构中,天然气所占的比例要从2006年的3%上升到2010年的6%,相当于翻一番。2008年我国天然气消费量已达到778亿立方米,而2010年天然气消费量为1100亿立方米,2020年需求量将达到2100亿立方米。2010年底我国天然气消费缺口近400亿立方米,2020年缺将达600亿立方米。近几年,国内经济发达地区对天然气需求更多,导致连续几年“气荒”,影响了工业发展和居民生活表1-1 中国未来天然气的供需预测表 l08Nm3年份保守预测乐观预测预测消费预测产量预测缺口预测消费预测产量需求缺口2015 16001200400240016008002020 2100150060035
6、50240011501.4.2LNG弥补管输天然气的不足管输天然气由于受到气源、地理、经济等条件的限制,巳无法满足社会日益增长的用气需求。如此巨大的天然气用量和天然气市场,仅靠管道输送是难以覆盖的。液化天然气(LNG)是一种绿色能源,近年来发展十分迅速。液化天然气用作低温储备气源,比高压球罐储备和管网储备调峰更优越一些,其储存能力和筹备量大、管理较方便、应变能力强。我国政府非常重视液化天然气产业的发展,2004年6月,国家发改委在我国能源中长期发展规划的基础上制定了关于我国液化天然气进口方案的建议。这标志着我国已经进入LNG利用的新阶段。天然气液化储存后用于城镇管网调峰,这种方式在发达国家已经
7、被广泛采用。早在上世纪60年代,我国就已经完成了小型LNG生产项目的工业性试验,掌握了液化工艺技术。从“八五”阶段一直发展到现在,我国的LNG生产项目已经形成了一定的规模,并且目前已建和拟建的LNG液化工厂中,其液化设备基本以国产设备为主,配套设备的国产化不低于60%。目前,总生产规模约1000万方/天。1.5投资意义经过液化处理的天然气LNG凭借其运输方式灵活、高效、经济等优势,市场规模不断扩大。液化天然气的体积只有同量气体体积的1/625,因而其液化后,可降低贮存和运输成本。以LNG的形式储存天然气几乎是唯一的经济有效的方法。多年来天然气市场开发经验表明,天然气用户的特点是初期用户少、用户
8、分散、用气量小,仅仅依赖天然气管网,很大程度上制约了天然气的规模化发展。特別是对于那些地方经济发展迅速,但比较分散且地形复杂难以铺设管道的县级城市,采用液化天然气技术可以满足其对能源的迫切需要。LNG单位体积的燃值相当于汽油的水平,可作为民用、发电和交通运输工具的燃料。1辆49立方米LNG槽车每次可装运天然气2.9xlO4标准立方米,能满足1000辆汽车或3万户居民一天的用气量。因此,发展储运方便、使用灵活的液化天然气,克服了管输天然气弊端,加快了天然气市场的建立。天然气液化工厂用大容量槽车将LNG运至天然气急需的地区或企业,将改变能源结构,改善环境质量,加大能源供给量,并提高自身盈利水平。1
9、.6主要技术经济指标详见主要技术经济指标表。表1-1 主要技术经济指标表序号项目单位数量备注(一)主要原材料消耗1天然气104Nm3/d302氮气Nm3/a开车时置换用(二)商品量1液化天然气104Nm3/d302液化率(三)公用工程1电KWh/d2循环水m3/d(四)总图运输1工程占地亩100暂定2运输量运入量运出量(五)工程定员人36(六)工程建设期月(七)主要经济指标1工程总投资万元2总投资收益率3财务内部收益率(税后)4财务净现值(税后)万元5投资回收期(税后)年6盈亏平衡点322气源 本工程天然气气源来自中石油中卫-贵阳天然气联络线管输天然气。中卫贵阳天然气联络线工程起自宁夏中卫,经
10、甘肃、陕西、四川、重庆,止于贵州贵阳,干线全长1613km,全线设输气站场14座,其中压气站6座。该管段在中卫与西气东输一、二线及陕京线系统连接;在贵阳与中缅天然气管道连接,设计参数见下所示:设计年输量: 150x108Nm3 a; 设计压力: 10MPa; 输气管径: 1016mm 暂确定本工程的天然气气质参数如下:表2-1 天然气气质参数 序号成分体积百分比(%)1CH495.622C2H60.063N20.014CO22.465H20.576H2O0.017H2S20mg/m3低热值:35.50MJ/Nm3供气压力:2.54.0MPa3市场现状和产品价格预测3.1市场现状中国LNG产业起
11、步较晚,目前具有一定供气规模的液化厂只有新疆广汇和海南海燃,年处理能力也只有6.3亿立方米天然气。已建成广东LNG接收站年供应量370万吨,折合天然气51亿立方米。广东省LNG项目主要为珠江三角洲的燃气电厂和城市工业与民用及商业用户提供可靠的燃料,一期工程主要供应香港、深圳、广州、东莞、佛山五个城市和惠州、前湾、珠江、美视、东部五座电厂。作为中国第一个项目试点,该项目投产点燃了国内市场对LNG的热情。福建、上海、浙江的LNG项目纷纷开工建设,且福建和上海项目已于日前分别获得了印尼东固和马来西亚国家石油公司的气源供应,这三个项目均属于中海油。国内部分已投产的LNG液化工厂项目见下表所示:表3-1
12、 国内部分已投产的LNG液化工厂一览表 序号名称规模(104m3/d)地点投产日期年产量(万吨)1河南中原绿能高科15濮阳油田2001年11月42新疆广汇150鄯善吐哈油田2004年9月403海南海燃25海口福山油田2005年4月6.664中石油西南分公司4四川犍为县2005年11月1.065江阴天力燃气5江苏江阴2005年12月1.336新奥燃气15广西北海涠洲岛2006年3月47苏州华峰7苏州2007年5月1.88泰安深燃15山东泰安2008年3月49成都永龙5成都龙泉驿2008年4月1.3310青海西宁5青海西宁2008年7月1.3311山西港华煤层气25山西晋城2008年11月6.67
13、12鄂尔多斯星星能源100鄂尔多斯2008年11月2713重庆民生黄水12重庆黄水2008年12月3.2014中海油珠海横琴50珠海横琴岛2008年12月13 415新奥山西沁水15山西沁水2009年4月416宁夏清洁能源(一期)30宁夏银川2009年6月8.04总计478127 823.2LNG主要客户分析3.2.1 LNG用于发电LNG项目大部分的气量用于电厂的联合循环发电,LNG电厂与常规燃煤电厂相比,除了大大改善了环保状况之外,在占地和建设周期,调峰机动性等方面都显示了很大的优越性。建设投资相对较低,LNG电厂的单位千瓦造价约为国产脱硫煤电厂的89%,进口设备脱硫煤电厂的60%,核电厂
14、的33%。3.2.2 LNG用于城市燃气随着社会的发展,科技的进步以及人类对环境保护的意识增强,近年来,LNG作为清洁能源备受关注,天然气燃烧后产生的二氧化碳和氮氧化合物仅为煤的50%和20%,污染为液化石油气的14,煤的1800.随着居民生活水平的提高,中小城镇居民更希望能用清洁的能源,由于管道铺设投资设备费用大,LNG气化站具有比管道气更好的经济性,在中小城镇可采用LNG气化站作为气源供居民使用,此外还可用于商业事业单位的生活以及用户的采暖等。3.2.3 LNG作为工业燃料天然气作为工业燃料主要用于锅炉和工业窑炉,与煤、燃料油、液化气相比具有明显的优势。天然气作为工业燃料,环境效益明显。以
15、燃烧后排放的二氧化碳作为比较,如煤炭为100,则是由为83,而天然气仅为57,同时二氧化硫和氮氧化物等污染物仅微量排放。通过热值和热效率换算,每立方米天然气大约克替代3.3公斤煤炭,1.5公斤重油和1.3公斤柴油。从价格角度考虑,对煤炭的可替代优势不强,对轻油替代优势比较强,而能否顶替重油则需根据具体情况而确定。3.2.4 LNG作为汽车燃料随着我国天然气汽车工业的发展和液化天然气的优良特性,液化天然气汽车正在成为研究热点。通过了解液化天然气汽车的发动机、 燃料系统主要组成部分的功能和原理,再回顾我国液化天然气汽车的发展历史、应用现状,并且将LNG、CNG和汽油三种车用燃料进行比较,从而可以看
16、出液化天然气汽车比CNG和汽油汽车更加清洁、安全和经济。LNG汽车碳排放量为141gkm,远低于汽油车222 gkm和柴油车221 gkm的碳排放量,甚至也低于液态氢、混合动力和锂电池汽车的碳排放量;经过测试可知,LNG公交车可削减可吸入颗粒物(PM)91%,碳氢化合物20%,氮氧化物59%。此外,按照油、气 价格比,LNG汽车可以节省燃料费用约40%,LNG车辆使用者2-3年即可收回购置车辆增加的费用(气、油按0.7:1计算,1立方天然气热能相当于1.1-1.3升燃油),可给运营者带来良好的经济效益。3.2产品价格预测综合2012年8月份西南地区LNG生产企业销售状况,目前在西南地区LNG出
17、厂价格(全年平均价)应定位在3.40元/立方米左右(4500元/吨),随着能源产业政策进一步调整,预计LNG产品价格将会有较大幅度提高。西南地区2012年8月份部分出厂价格统计见下表所示:表3-2 2012年8月份西南地区部分LNG出厂价格表 序号LNG液化工厂出厂价格(元吨)气化率(m3t)备注1重庆民生450014892华油广安435014893达州汇鑫435014894生产规模及工艺技术方案4.1生产规模装置规模:30xl04Nm3d技术来源:自主4.2工艺路线4.0MPa的原料天然气进入原料天然气预处理系统,在由变压吸附设备組成的预处理系统中取出其中的C02、及微量的H20、H2S和汞
18、等。净化后的天然气进入冷箱内的各段换热器被冷却液化后经减压作为产品进入LNG贮罐,减压汽化后的天然气返回各段换热器复热回收冷量后送出冷箱作为纯化器的再生用气。4.2.1工艺技术方案选择本天然气液化工程的艺过程基本包括原料气压缩系統、预处理(净化)、提纯液化、制冷剂循环压缩、产品储存、装车及辅助系统等,主要工艺流程包括原料气净化、提纯液化艺。4.2.2原料化工尾气净化工艺选择本装置的原料气未进行净化处理,因此不符合低温液化的质量标准,因此在进行液化前必须对其进行彻底净化。即除去原料气中的酸性气体、水分和杂质,如H2S、CO2和h2O等,以免它们在低温下冻结而堵塞、腐蚀设备和管道。本装置的原料气中
19、水等的含量超标,必须进行净化。天然气中水分的存在往往会造成严重的后果:水分与天然气在一定条件下形成水合物阻塞管路,影响冷却液化过程;另外由于水分的 存在也会造成不必要的动力消耗;由于天然气液化温度低,水和co2 的存在还会导致设备冻堵,故必须脱除。本装置的分子筛吸附系统用净化后的原料天然气作为冷吹和再 生介质,再生气出吸附塔后通过冷却、分离后排至原料压缩机入口。 三、低温液化与分馏工艺选择迄今为止,在深冷液化天然气领域中成熟的液化艺主要有以下 三种:阶式制冷循环艺、混合制冷循环艺和膨胀机制冷循环艺。阶式制冷循环工艺阶式制冷循环是用丙烷(或丙烯)、烷(或乙烯)、甲烷(或氮 气)等制冷剂(分別提供
20、约为-40C、-100C、-160c的温度场)进 行的三级冷冻,使天然气在多个温度等级的制冷剂中与相应的制冷剂 换热,从而使其冷却和液化。经典的阶式制冷循环的优点是采用了 3种制冷剂、9个制冷温度 梯度(丙烷、乙烷、甲烷各3个温度等级),使各级制冷温度与原料 气的冷却曲线接近,减少了熵值,比能量消耗接近于理论的热力学效 率的上限。而且该工艺操作灵活,开停车快捷,易于初期开车投产。但是阶式制冷也存在些缺点,需要三个大型循环压缩机,以及 相当数量的冷换设备;流程长、控制复杂、设备多等。混合制冷循环工艺混合制冷剂制冷循环是采用N2和烃类混合物作为循环制冷剂的工艺。该艺的特点是在制冷循环中釆用混合制冷
21、剂,只需要一台压缩机,简化了流程,降低了造价。但是从理论上讲,混合冷剂的 組成比例应按照天然气原料的組成、压力、艺流程而异,因此对冷 剂的配比和原料气的气质要求更为严格,一旦确定是不容易改变的。 即使能做到这一点,要使整个液化过程(从常温到-162C )所需的冷 量与冷剂所提供的冷量完全匹配是比较困难的,充其量只能局部或一 部分做到贴近冷却曲线。因此混合制冷剂循环流程的效率要比九个温 度梯度水平的阶式循环流程低。既然调节混合冷剂的组成比例使整个液化过程按冷却曲线提供 所需的冷量是困难的,那么合乎逻辑的推论是釆用折中的办法,分段 来实现供给所需的冷量,以期液化过程的熵增降至最小。因而,在混合冷剂
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