低温制冷系统应用案例：海上液化天然气（LNG）再液化装置（四）

十三、工程规范和分类。

工程规范和分类在海上LNG FPSO的设计中占据重要地位。尽管陆上LNG工厂的工程规范和标准可以为上层设计提供指导，但所有海上设施的设计必须获得权威船级社的批准。

船级社的任务和职责广泛而重要，包括结合油气运输行业的最佳实践，尽可能采用现有的标准，同时针对LNG的特性和潜在的泄漏风险增加特定的考虑，正式认可新技术，并对新出现的危害进行风险评估。

在工程的早期阶段，船级社会进行初步的安全评估，这是确定潜在危害和制定风险缓解措施及程序的关键步骤。在这一阶段，工厂设计、布局以及环境和安全研究必须足够详尽，以满足许可要求。船级社作为正式的设计权威机构，会对详细工程进行正式的安全评估。

随着工程和技术的不断进步，一个核心关注点在于船级社的要求与LNG工厂的传统工程标准之间的差异，以及如何确保拟议的设备和工厂满足这些要求。这涉及到设计方法和材料的验证、审核和批准，这些工作需要供应商、船级社和工程团队之间的紧密合作与沟通。

通过船级社的严格审批和各方之间的密切合作，我们能够确保海上LNG FPSO的设计既符合国际标准，又适应海上环境的特殊性，从而实现安全、高效和可持续的LNG生产。

十四、工厂标准化。

浮式液化工厂的工程设计在后勤和调度方面，与陆上工厂相比，面临着独特的挑战。荷兰国际集团的海上工厂正是采用了模块化设计策略，这种设计不仅简化了安装流程，还大幅减少了管道、仪表和服务的连接工作，从而显著缩短了首艘LNG船的建造周期。对于船厂而言，严格遵守制造和建造时间表至关重要，因为任何延误都可能影响到多艘船的交付进度。

在工厂设计和工程的各个环节中，最小化重量始终是一个核心目标。这不仅有助于优化重量分配，更能有效支持整体的模块化战略。在海上液化天然气的生产过程中，我们采用了一种以建设为主导的工程方法，这种方法强调标准系统和模块设计的重要性。

在过往的项目中，我们曾以适用于大多数预期项目（特别是澳大利亚和西非海上项目）的原料气成分为基础进行设计。这种标准装置设计能够处理原料气中高达4 mol%的CO含量，并配备了上游冷凝水去除系统。此外，甲板上还预留了空间，以便在需要时安装额外的设备，以去除更高水平的原料气CO和硫化物。如果必要，我们还可以将进料气压力提升至40巴以上。

对于不同的进气条件，我们通过详细的过程模拟来评估标准装置的性能和LNG生产能力。尽管在某些情况下，可能需要根据特定的原料气条件对设备进行适当的调整或增加，但我们始终致力于实现LNG工厂的标准化设计。

与定制工厂设计相比，采用标准工厂方法能够显著减少工程时间，降低设备和上层设计的变更频率，从而将整个交付时间表缩短数月之久。这种综合性的方法也与我们的目标高度契合，即最大限度地减少生产设施的搬迁和未来设备的变动。

十五、液化系统

液化系统作为海上LNG FPSO的核心部分，其设计和运行面临着独特的挑战。对于一座年产量高达150万吨的双列液化厂而言，氮气循环压缩所需的功率达到惊人的90兆瓦。在陆上液化天然气工厂中，制冷剂压缩机通常由工业重型燃气轮机驱动，然而，这种方案在海上环境中并不可行，因为海上平台的空间、重量限制以及恶劣的海洋环境都使得传统燃气轮机的使用变得不切实际。

因此，在海上LNG FPSO中，液化系统的设计必须考虑到这些因素。可以采用更为紧凑、轻量且适用于海上环境的驱动系统，如电力驱动或专门的机械驱动方案。这些替代方案不仅满足了海上平台对空间和重量的严格要求，同时也能够应对海洋环境中的各种挑战。

此外，为了确保液化系统的稳定运行和高效性能，还需要对系统进行精确的控制和优化。这包括制冷剂的循环管理、压缩机的运行调度以及系统的热平衡等方面。通过采用先进的控制技术和算法，可以实现对液化系统的精确控制，确保其在各种工况下都能达到最佳的运行状态。

总的来说，海上LNG FPSO的液化系统设计是一项复杂而精细的工作，需要综合考虑技术、经济和环境等多方面的因素。通过采用合适的驱动系统和控制策略，可以确保液化系统的高效稳定运行，为海上LNG生产提供可靠的保障。

下图为低温再液化系统实物图

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