低温制冷系统应用案例：海上液化天然气（LNG）再液化装置（一）

随着海上液化天然气（LNG）储存和转移技术的革新，即便年产能达到100万吨至200万吨的规模，海上液化天然气生产也已成为商业上的可行选择。鉴于陆上液化天然气设施成本的不断攀升，浮式液化天然气（FLNG）展现出了显著的成本竞争优势。

浮式液化天然气(FLNG)工厂将依托先进的涡轮膨胀器液化技术，实现高效制冷。这项技术已在陆上小规模液化天然气生产中得到广泛应用，并凸显出多重优势：过程安全性高、设计简洁、操作便捷、占地面积小以及上层结构轻量化。更重要的是，与陆上基本负荷生产相比，首次海上液化天然气生产的整体项目成本和进度均具备竞争力。

然而，值得注意的是，浮式液化天然气装置FLNG工厂的规模将远超现有使用涡轮膨胀机的LNG工厂，这自然带来了一系列新颖的技术、工程和安全挑战。其中，制冷剂压缩系统配置及其压缩机驱动器的选择尤为关键。此外，在液化装置设计中，如何确保结构与上部甲板及船体的稳固连接也是一个不容忽视的问题。

针对这些技术和商业问题，我们将进行深入探讨，并寻求切实可行的解决方案。通过不断优化技术、提升工程效率以及强化安全保障措施，我们有信心推动浮式液化天然气生产的进一步发展，为全球能源市场注入新的活力。

一、能源短缺。

全球范围内，常规能源的短缺现象日益凸显，这使得液化天然气的需求持续攀升。为了满足这种需求，美国、西欧、印度和中国等国家都在积极升级现有的进口终端和再气化设施。同时，新的液化天然气运输船的交付量也达到了前所未有的高峰。尽管一些新的液化天然气工厂计划在2009年投产，但许多原定的液化天然气生产项目却难以实现，这导致预计到2012年，全球液化天然气产量将出现高达1.5亿吨/年的供应缺口。

关于新的液化天然气生产，投资不足的问题尤为突出。其中一个重要原因是近岸地区缺乏足够规模的天然气田，这使得找到合适的工厂选址变得异常困难。此外，一些主要的液化天然气生产国为了保障本国的天然气供应，纷纷宣布暂停开采。同时，由于原材料短缺以及工程和建筑公司人力资源的紧张，液化天然气工厂的建设成本不断攀升，这也导致许多项目的最终投资决策被推迟。因此，那些原本计划建设的液化天然气项目在短期内实现的可能性并不大。

二、浮动液化天然气潜力。

浮动液化天然气展现出巨大的潜力。鉴于陆上液化天然气生产所面临的种种挑战，海上液化天然气生产重新激发了人们的兴趣。经过三十年的深入研究，我们已经明确了实现海上液化天然气生产所需的关键技术突破。除了工艺技术和工厂设计问题，海上液化天然气的转运与储存技术的飞速发展，对于其可行性起到了至关重要的作用。

如今，海上液化天然气运输技术已发展到商业应用的阶段，多家供应商已拥有成熟的商业系统。十年前，仅有一个液化天然气储存系统被证实可以在海上部分装载状态下安全运行。而现在，已有多个液化天然气储存系统获得认证，造船商也能提供经过批准的设计方案。

全球范围内，存在数百个尚未开发的天然气田，其储量足以支持年产100万吨的液化天然气工厂运行十年甚至更久。若产量有所下降，浮动液化天然气设施还可以转移到新的气田，从而可能延长30到40年的使用寿命。此外，石油生产中伴生的天然气液化也极具吸引力，否则这些天然气将被重新注入地下。目前，已有小于1.0 Mtpy的伴生气确定可以进行液化处理。

浮式生产、储存和卸载（FPSO）是开发未利用石油储备的常规方法，目前全球已有超过100艘FPSO在运行。多家船舶租赁和液化天然气运输公司具备处理液化天然气FPSO项目的能力和专业知识。同时，工程公司也积累了丰富的经验，确保海上项目的顺利完成和成功运营。

三、成本和进度优势。

在成本和进度方面，技术发展与工程研究均表明，液化天然气（LNG）与浮式生产、储存和卸载设施（FPSO）的联合应用，其成本预估可达700吨/年，这一投资成本几乎让所有的陆上液化天然气项目望尘莫及。目前，海上液化天然气生产已具备商业可行性，这主要得益于海上液化天然气船的成本优势。相较于陆上生产所需的大规模基础设施，如天然气管道、码头、液化天然气储罐、场地准备及施工设施等，海上液化天然气船的成本显然更为经济。

不仅如此，与陆上项目相比，浮式液化天然气（FLNG）项目通常能够更快地实现商业化生产，展现出更高的灵活性。这种优势使得FLNG成为实现液化天然气承接和销售机会的可行解决方案。如今，浮式液化天然气生产已不再仅仅是一种具有前景的或“不久的将来”的技术，它已经成为陆上液化天然气生产的有力竞争者，并为未来可能出现的液化天然气短缺问题提供了切实可行的解决方案。

四、液化工艺评价与选择。

液化工艺的选择与评价是一项至关重要的任务。多年来，尽管液化天然气工厂的许可商和工程公司尝试将陆上技术和工厂设计概念应用于潜在的海上项目，但效果并不理想。海上加工与陆上工厂相比，面临着独特的工程、项目管理和安装挑战，这些挑战必须得到妥善解决，才能确定最适合的工艺技术和工厂设计。

为了使海上液化天然气生产实现商业化，并赢得潜在投资者的信任，我们必须深入研究和评估各种液化工艺。陆上液化天然气生产已经历了长时间的发展，积累了丰富的设计理念、工程程序和危害缓解措施，这些经验对于海上液化天然气（FLNG）生产而言具有重要价值。然而，与此同时，我们也必须充分考虑FPSO的独特要求，确保所选工艺技术与FPSO的运营模式相契合。

因此，选择最佳的工艺技术，是确保LNG FPSO可行性和可接受性的基础。我们必须对各种工艺进行全面的评价，综合考虑其技术成熟度、经济效益、安全可靠性等因素，从而选择出最适合海上液化天然气生产的工艺方案。

下图为某海上液化天然气（LNG）再液化系统设计图

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