小型可移动撬装式天然小型可移动撬装式天然 气液化回收装置气液化回收装置 中国科学院理化技术研究所 中科睿凌低温设备有限公司 2017年 北京 1/45 主要内容主要内容 研制单位介绍研制单位介绍 非常规气源利用技术思路非常规气源利用技术思路 撬装液化装置研究进展与成果撬装液化装置研究进展与成果 公司产品及业绩公司产品及业绩 经济性评述经济性评述 2/45 中国科学院中国科学院（Chinese Academy of Sciences）成立）成立 于于1949年年11月，为中国自然科学最高学术机构、科学技术月，为中国自然科学最高学术机构、科学技术 最高咨询机构、自然科学与高技术综合研究发展中心。最高咨询机构、自然科学与高技术综合研究发展中心。 中国科学院理化技术研究所中国科学院理化技术研究所组建于组建于1999年年6月，是以原月，是以原 中国科学院感光化学研究所、中国科学院感光化学研究所、低温技术实验中心低温技术实验中心为主体整合为主体整合 而成。全所现有在职职工而成。全所现有在职职工505人，其中中国科学院院士人，其中中国科学院院士5人人 、中国工程院院士、中国工程院院士2人、第三世界科学院院士人、第三世界科学院院士2人、研究员人、研究员 81人、副高级专业技术人员人、副高级专业技术人员150人。现有在学博士和硕士研人。现有在学博士和硕士研 究生究生500余人。余人。 3/45 中国科学院物理研究所中国科学院物理研究所5室室 中国科学院低温技术实验中心中国科学院低温技术实验中心 中国科学院理化技术研究所中国科学院理化技术研究所 低温研究历史沿革低温研究历史沿革 我国最早从事气体制冷和液我国最早从事气体制冷和液 化设备的研究、设计、成套化设备的研究、设计、成套 集成的研发集体；集成的研发集体； 我国最早开展天然气、焦炉气我国最早开展天然气、焦炉气 和瓦斯气液化分离的团队；和瓦斯气液化分离的团队； 中国制冷学会低温专业委员会中国制冷学会低温专业委员会和和 中国物理学会低温物理专业委中国物理学会低温物理专业委 员会挂靠单位；员会挂靠单位； 研究领域设计国防、航天和研究领域设计国防、航天和 化学工业的各个领域；化学工业的各个领域； 4/45 研究领域研究领域 天然天然/煤层气液化煤层气液化 混合工质节流制冷混合工质节流制冷 煤炭及煤化工煤炭及煤化工 透平膨胀机透平膨胀机 氢、氦液化氢、氦液化 低温储存箱低温储存箱 高低温试验箱高低温试验箱 焦炉气液化焦炉气液化 含氧煤层气液化含氧煤层气液化 气体轴承膨胀机气体轴承膨胀机 高效增压膨胀机高效增压膨胀机 研究领域研究领域 工艺流程包设计工艺流程包设计 小型撬装化研究小型撬装化研究 5/45 公司简介公司简介 中科睿凌低温设备有限公司中科睿凌低温设备有限公司 (Refrigeration and Liquefaction Equipment Co.,Ltd)，成立于2012 年5 月，注册资本5000万 元人民币。主营业务包括：煤层气/天然气液化、 煤层气/天然气净化、零散气提纯回收、工业冷冻 设备生产、加工及销售等。 公司依托于中国科学院理化技术研究所，是一家 个集科研、生产、经营三位一体的新型现代化高 科技企业。公司秉承“科技创新，服务至上”的 宗旨，为客户提供一站式解决方案。 6/45 主要内容主要内容 研制单位介绍研制单位介绍 非常规气源利用技术思路非常规气源利用技术思路 撬装液化装置研究进展与成果撬装液化装置研究进展与成果 公司产品及业绩公司产品及业绩 经济性评述经济性评述 7/45 天然气能源发展展望天然气能源发展展望 8/45 国务院国务院能源发展能源发展战略行动计划战略行动计划（20142014- -20202020年年） 大力大力发展天然气发展天然气 突破突破非常规天然气发展瓶颈非常规天然气发展瓶颈 培育自主创新和培育自主创新和装备制造能力装备制造能力 我国天然气我国天然气占比低占比低煤石油煤石油严重污染严重污染天然气天然气清洁能源清洁能源 作为最洁净的化石能源，发展天然气作为最洁净的化石能源，发展天然气意意义义重大重大 缓解缓解大大气污染气污染、优优化化能能源源结结构构、促促进进社社会会可可持持续续发发展展 一次能源结构中一次能源结构中天然气占比天然气占比 天然气资源状况天然气资源状况 9/45 气源分类气源分类 储量储量 / 万亿万亿m 资源特色资源特色集输模式集输模式 常规天然气常规天然气 38 资源集中、单井产量资源集中、单井产量 高且稳定高且稳定 管道集输或集中液化工厂管道集输或集中液化工厂 模式模式 非非 常常 规规 煤层气煤层气37 均存在开采困难、均存在开采困难、单单 井产量低井产量低、稳产期短稳产期短、 资源分散资源分散 传统传统管道及集中液化集输管道及集中液化集输 模式不适宜模式不适宜 急需发展小型可移动式的急需发展小型可移动式的 撬装液化装置撬装液化装置 页岩气页岩气25 致密气致密气11 液化天然气液化天然气(LNG)：体积缩小：体积缩小600多倍多倍 非常规气源非常规气源是指在开发过程中获得的分散的、小股量天然气是指在开发过程中获得的分散的、小股量天然气, , 包括气田分散包括气田分散的的单井气、油田伴生气单井气、油田伴生气、煤层气、页岩气，工艺、煤层气、页岩气，工艺 放散气以及放散气以及海上采油平台产出的无法利用的小股量天然气海上采油平台产出的无法利用的小股量天然气。 沼气油田伴生气煤层气 非常规气源的利用现状非常规气源的利用现状 10/45 大量零散气和工艺放散气的焚烧将严重影响环境大量零散气和工艺放散气的焚烧将严重影响环境。 例如中原油田有100多口零散井单井产量大多在10吨以下，各井分布比较 分散，生产不稳定。据不完全统计，仅部分因地域限制、分散的小油田 每年烧掉的伴生气就高达10亿立方米左右。 回收回收零散气和放散气资源零散气和放散气资源, , 变废为宝，变废为宝，对对缓解能源缓解能源 供应紧张供应紧张和和改善地区环境有着十分重要的意义改善地区环境有着十分重要的意义！ 非常规气源的利用现状非常规气源的利用现状 11/45 中联煤山西沁南区块的例子中联煤山西沁南区块的例子 3030万方万方/ /天产量天产量： 300300余口井分布在十余平方公里的山地余口井分布在十余平方公里的山地 中中 数十个集气增压子、分站数十个集气增压子、分站 支、干管网总计约百公里长支、干管网总计约百公里长 主要问题：主要问题： 投资大、运行维护工作量大、投资大、运行维护工作量大、 能耗高能耗高 容易造成部分井报废容易造成部分井报废 实际产量实际产量/ /产能较低产能较低 对于我国广大的非常规天然气，包括煤层气、页岩气等气源，相对对于我国广大的非常规天然气，包括煤层气、页岩气等气源，相对 分散，且均是以吸附状态存在的，具有单井产量低或压力低等特点，分散，且均是以吸附状态存在的，具有单井产量低或压力低等特点， 不在适合于常规天然气集输方式。不在适合于常规天然气集输方式。 非常规气源开发面临困难非常规气源开发面临困难 12/45 13/45 急需发展适用于非常规天然气的灵活高效的集输技术急需发展适用于非常规天然气的灵活高效的集输技术 满足满足偏散偏散天然气天然气资源液化回收资源液化回收需求需求 城市管网分布式调峰及加气站城市管网分布式调峰及加气站 现有天然气液化技术难以现有天然气液化技术难以高效、低成本高效、低成本的实现的实现撬装可移动化撬装可移动化 高压高压液化流程液化流程复杂复杂小型化小型化成本高成本高、缺乏合适设备、缺乏合适设备 专用大型液化设备专用大型液化设备压缩机及换热器，压缩机及换热器，国外垄断国外垄断 氮气膨胀液化技术氮气膨胀液化技术效率低效率低、可靠性差、可靠性差 常规液化工厂存在弊端常规液化工厂存在弊端 非常规气源利用新思路非常规气源利用新思路 非常规天然气非常规天然气 发展发展标准化的小型撬装液化装置标准化的小型撬装液化装置 “柔性液化中心柔性液化中心”和和“多套集群多套集群” 就地液化、液体贮运就地液化、液体贮运 提出一个新思路：提出一个新思路： 管道调峰管道调峰分布式供气分布式供气车用燃料车用燃料战略储备战略储备 14/45 “柔性液化中心柔性液化中心”和和“多套集群多套集群” 核核心：心： 多规格化的小型可移动多规格化的小型可移动 式煤层气液化单元式煤层气液化单元 “油气重大专项油气重大专项” “十二五项目十二五项目” 15/45 主要内容主要内容 研制单位介绍研制单位介绍 非常规气源利用技术思路非常规气源利用技术思路 撬装液化装置研究进展与成果撬装液化装置研究进展与成果 公司产品及业绩公司产品及业绩 经济性评述经济性评述 16/45 17/45 产业化方案产业化方案 混合工质的标准化充配工艺及设备混合工质的标准化充配工艺及设备 装置清洁及快速检漏工艺及设备装置清洁及快速检漏工艺及设备 液化成套装置在工厂完成生产、调试液化成套装置在工厂完成生产、调试 液化装置整体结构布局及集成工艺液化装置整体结构布局及集成工艺 建站模式 18/45 技术效果技术效果 形成形成标准化设备制造调试工艺标准化设备制造调试工艺，确保了性能、降低了成本，确保了性能、降低了成本 现场施工周期：大幅现场施工周期：大幅缩短至缩短至2周周，实现，实现“Plug and liquefy” 提出“提出“多套装置集群应用，柔性液化中心多套装置集群应用，柔性液化中心”的滚动发展模”的滚动发展模 式，大幅降低初投资式，大幅降低初投资 小型液化装置的多规格化：小型液化装置的多规格化：500050003 3万万5 5万万1010万万NmNm3 3/ /天天 整体撬装整体撬装( (可车载可车载) )产业化规模制造产业化规模制造出厂为标准设备出厂为标准设备 制冷循环比较制冷循环比较 循环循环效率效率技术可靠性技术可靠性小型化可行性小型化可行性 复叠循环复叠循环 （Cascade） 随着温度级数随着温度级数 增加，效率增增加，效率增 加加 多级复叠，多级节多级复叠，多级节 流，系统十分复杂，流，系统十分复杂， 可靠性低可靠性低 可行，但系统部件多。可行，但系统部件多。 设备复杂设备复杂 混合工质循环混合工质循环 （MRC） 高，优化混合高，优化混合 物浓度物浓度 系统简单，可靠性系统简单，可靠性 高高 可行，现有设备充分，可行，现有设备充分， 利用集成利用集成 N2膨胀循环膨胀循环 效率低，随着效率低，随着 增加膨胀级数，增加膨胀级数， 效率有所提高效率有所提高 流程较简单，但是流程较简单，但是 膨胀机可靠性较差膨胀机可靠性较差 透平及离心氮气压缩透平及离心氮气压缩 机的小型化存在困难。机的小型化存在困难。 混合制冷剂循环（混合制冷剂循环（MRC）液化流程是国际）液化流程是国际LNG 工业主流技术工业主流技术 19/45 主要技术指标先进性主要技术指标先进性 20/45 液化性能水平液化性能水平 本项目的性能水平本项目的性能水平 国际水平国际水平 国内部分国内部分 百万方水平百万方水平 序 号 机构 规模 （标方/天） 效率（千瓦 时/标方） 1美国 GTI2000 0.947 2挪威 W rtsil 公司67000 0.50 3挪威 SINTEF20000 0.6 4英国 Hamworthy100000 0.57 5 阿根廷 Galileo 公司20000 0.65 6昆仑能源100000 0.48 7中原绿能920000 0.48 8浙江大学25 0.5 9辽宁中集哈深冷70000 0.47 10 山东科瑞石油装备 有限公司 50000 1.87 11银川天佳100000 0.65 12天津振津50000 0.37 13四川空分集团1000000