中國海油鹽城“綠能港”投用的我國自主研制的國內最大尺寸卸料臂（局部）。 侯凱邀 攝

鹽城“綠能港”開始接卸首船液化天然氣。侯凱邀 攝
碧水茫茫，海天一色。江蘇鹽城濱海港區的通用碼頭上，門座起重機一字排開，重型船舶有序卸貨。不遠處，濱海港工業園區內的中國海油鹽城“綠能港”，一個個足球場大小的液化天然氣儲罐整齊排列，專用碼頭垂直入海，五臺卸料臂整裝待發。
幾天前，這里完成了首船液化天然氣的接卸任務，標志著我國規模最大的液化天然氣儲備基地——中國海油鹽城“綠能港”一期工程順利投產。
液化天然氣，被視為地球上最清潔的化石能源，主要成分是甲烷，無色、無味、無毒、無腐蝕，是天然氣保供、節能減排的重要力量。隨著我國天然氣消費量的快速增長，接收站等基礎設施建設加速推進。作為國家天然氣產供儲銷體系建設重點工程，中國海油鹽城“綠能港”的投產對于保障我國清潔能源供應、優化能源消費結構、推動天然氣管網互聯互通等具有重要意義。
國內最大的液化天然氣儲備基地是如何打造的，有哪些技術突破？液化天然氣如何進入千家萬戶？記者近日采訪了中國海油鹽城“綠能港”項目有關負責同志。
國內規模最大、全球范圍內一次性建設規模最大的液化天然氣接收站項目
10座大型儲罐年處理能力達600萬噸，可供江蘇全省居民使用28個月
液位高度正常、壓力正常、溫度正常……自首船液化天然氣接卸任務完成以來，中海石油氣電集團有限公司副總工程師、中國海油鹽城“綠能港”項目負責人李峰每天都會來到項目中控室看一看3號儲罐的“工作狀態”。
“這是國內首個正式投用的22萬立方米液化天然氣儲罐。”李峰告訴記者，首船液化天然氣接卸任務總計21萬立方米，自9月26日運輸船靠泊后開始，持續至10月2日中午12時許船舶離港，“這些液化天然氣約有9.26萬噸，汽化后可達1.3億立方米，大約可供650萬戶家庭1個月的生活使用。”
據介紹，鹽城“綠能港”是國家天然氣產供儲銷體系建設及互聯互通重點規劃項目，一期工程于2019年5月正式啟動，共建造10座大型液化天然氣儲罐，包括4座22萬立方米儲罐和6座27萬立方米儲罐，總罐容達250萬立方米，是國內規模最大的液化天然氣儲備基地，也是全球范圍內一次性建設規模最大的液化天然氣接收站項目。
目前，4座22萬立方米儲罐已正式投入運營，6座27萬立方米儲罐正在建造施工中。待2023年底全部投產運行后，鹽城“綠能港”一期工程液化天然氣年處理能力將達600萬噸，相當于氣態天然氣85億立方米，可供江蘇全省居民使用28個月。
不僅規模宏大，鹽城“綠能港”單個罐體的個頭也不小。記者了解到，22萬立方米儲罐總高59.6米、直徑89.6米，27萬立方米儲罐更大——總高接近60米、直徑近百米，是當前世界上單罐容量最大的儲罐。
上個月，鹽城“綠能港”6座27萬立方米液化天然氣儲罐全部成功升頂，為大規模、批量化建設液化天然氣接收站積累了豐富經驗，也證明我國超大型液化天然氣儲罐設計建造技術和項目管理能力達到世界先進水平。
“高度堪比‘鳥巢’，單個儲罐占地面積堪比一個標準足球場。”李峰介紹，27萬立方米儲罐建成后自重超過8萬噸，這些重量分攤在406根直徑為1.5米的樁基上。
目前，儲罐主體結構施工已基本完成，正處于內罐施工階段。據介紹，待內罐施工和中間保溫材料填充完成后，工作人員會將罐內空氣全部置換成惰性氣體氮氣，確保使用安全。最后，還會在儲罐外側涂上涂料，“既是為了美觀，也是為了減少陽光照射”。
自主研發建立了液化天然氣接收站智能化新型化、新型低溫存儲等13大技術體系
既可保持-196℃的“冷靜”，也可經受火災、爆炸、地震等極端工況考驗
儲罐，是液化天然氣產業鏈中的核心裝備，安全性要求極高、設計建造工藝復雜，與傳統的中小型儲罐相比，容量和尺寸增加的同時，設計難度、施工難度也成倍增加。李峰用四個字來形容——“既難又貴”。
液化天然氣存儲需要-162℃的低溫條件，這就要求儲罐不僅能穩定保持更低溫度，還需能夠經受火災、爆炸、地震等極端工況考驗，涉及結構、流體、材料、工藝等多學科，長期以來只有少數國家掌握該項技術。
近年來，我國科技工作者持續攻關，先后攻克了低溫應力分析技術、多場耦合仿真技術、儲罐抗震及減隔震技術等難題，自主研發建立了液化天然氣接收站智能化新型化、新型低溫存儲等13大技術體系，掌握了全球最大27萬立方米儲罐的設計建造能力，為我國液化天然氣接收站建設按下了快進鍵。據測算，十年時間，國內外采用中國技術建造的儲罐已有66座，總容積1199萬立方米，位居全球第一。
“如同一個‘電飯煲’。”李峰告訴記者，超大型儲罐的外罐由混凝土澆灌而成，墻體最厚的地方達到1.2米；內罐是由耐低溫的9鎳鋼焊接而成；中間填充的是導熱系數低、保溫性能好的珍珠巖和彈性氈；罐底使用的則是5層新型無機絕熱材料泡沫玻璃磚，以確保罐底保冷效果，“不僅可以保持-196℃的‘冷靜’，還能經受火災、爆炸、地震等極端工況的考驗。”
穹頂升頂被業內人士稱為給儲罐“戴帽子”，是儲罐建造過程中技術難度最大、安全系數要求最高的施工工序。與此前22萬立方米儲罐相比，27萬立方米儲罐穹頂重量增加20%，近1200噸，面積增加近1000平方米，升頂難度之大可想而知。
“與大家想象中的‘吊裝’不同，這些巨大的穹頂是被‘吹’上去的。”李峰介紹，工程師們采用了“氣升頂”技術，利用4臺110千瓦的鼓風機，向密封的罐內吹氣，通過氣壓把穹頂緩慢托升至儲罐頂部的預定位置，再將其與罐壁頂端焊接在一起。“通過平衡導向、儲罐密封、頂升動力及智能監測系統，可精準控制儲罐升頂時的氣壓、速率、偏移率等關鍵參數，保障氣升頂的安全、穩定。”
目前，中國海油已開始新一代逼近極限的30萬立方米儲罐的技術研發，以及地下/半地下液化天然氣儲罐、自支撐式液化天然氣儲罐、全混凝土新型液化天然氣儲罐、海上液化天然氣儲罐、裝配式液化天然氣儲罐等新型儲罐的研發，駛入了“技術無人區”。
卸料臂是連接運輸船與接收站管線、輸送液化天然氣的重要通道，被稱作接收站的“咽喉”。在首船接卸任務中，中國海油首次使用了自主研發制造的國內最大尺寸卸料臂和自主研發的控制系統。
據介紹，歷時近十年成功研發制造的這套具有完全自主知識產權的液化天然氣卸料臂，不僅可承受-196℃的超低溫考驗，自動適應5米左右的潮汐落差和高達每秒65米的風荷載影響，具備快速對接、緊急脫離、自動關閉等復雜功能，還在國內率先具備裝卸一體化功能，既可以接卸液化天然氣，也可以實現向運輸船反輸，靈活性更高。“可降低40%設備采購費用，縮短8個月供貨周期，對于我國液化天然氣產業的發展具有重要意義。”專家表示。
集液化天然氣接收、儲存、外輸及冷能利用等功能于一體
每年可減排二氧化碳2850萬噸，相當于植樹6000萬棵
存儲在鹽城“綠能港”的液化天然氣如何走進千家萬戶？“將通過管線、罐車、槽船等途徑，源源不斷地輸送到華東及長三角地區，成為今冬明春天然氣保供的重要力量。”李峰告訴記者。
據業內專家介紹，在儲罐中有一個低壓泵，堪稱儲罐的“心臟”。它“打氣”后，得到召喚的液化天然氣直奔下一站——槽車橇或再冷凝器。抵達槽車橇的液化天然氣，將維持液化形態，乘坐“小巴士”前往各地開啟新的旅程；抵達再冷凝器的液化天然氣，在這里“稍作休息”后，將和一些來自壓縮機的“兄弟姐妹”匯合，開始新的蛻變之路——通過加熱或海水換熱等方式完成汽化。
“鹽城‘綠能港’使用的是開架式海水汽化器，即利用海水充當中間換熱的介質。”李峰說，液化天然氣汽化后將會抵達計量橇，在超聲波流量計的幫助下確定體積、質量和熱量后，朝著最終的目的地出發，來到電廠、加氣站，走進千家萬戶，成為生產、生活的好幫手。
鹽城“綠能港”不僅具有液化天然氣接收、儲存、外輸功能，還集冷能利用、燃氣發電、燃氣制氫等多功能于一體，是綜合性綠色清潔能源供應場站和重要樞紐。
以冷能利用為例。儲罐中儲存的液化天然氣溫度為-162℃，汽化時可釋放巨大的能量，即為“冷能”。“相比于其他化石能源，冷能釋放過程中不產生二氧化碳和含硫污染物，是一種清潔的能量形式。”李峰介紹，冷能最廣泛的利用方式是空氣分離制取氧氣和氮氣、冷庫制冷、冷鏈物流、打造冰雪世界等。這對于優化能源結構，保護生態環境，加快長江經濟帶產業轉型和助力我國實現碳達峰、碳中和目標具有十分重要的意義。
據介紹，按照年處理能力600萬噸計算，鹽城“綠能港”每年可實現減排二氧化碳2850萬噸，二氧化硫23.25萬噸，相當于植樹6000萬棵。
目前，我國天然氣消費仍處于快速增長階段。未來，將會有更多的“綠能港”誕生于祖國各地，成為清潔低碳、安全高效的能源體系上的重要一環，助力“雙碳”目標實現。
據了解，中國海油鹽城“綠能港”二期項目正在加快推進，計劃在一期項目基礎上再建設數座27萬立方米液化天然氣儲罐。除了鹽城“綠能港”外，中國海油還積極推進寧波、珠海等地多個接收站擴容，已開工擴建11個27萬立方米儲罐，使這些接收站的儲存能力基本實現翻一番。
|
