中國LNG關鍵裝備當自強

    近十年來， 中國液化天然氣（LNG）產業迅速成長和發展，全面“開花”，成績卓著；但另一方面，在現有及在建的中小型天然氣液化工程項目中，關鍵裝備國產化不足，而要發展大型天然氣液化工程項目，同樣受關鍵工藝技術裝備的制約。這就是當前中國LNG工業的發展現狀。

    大中型裝備落后國外

    近半個世紀以來， 全球主要的天然氣液化專利技術均掌握在ConocoPhilips、Shell、AP、Linde、BV等國際公司手中。而國外公司在天然氣液化關鍵裝備市場，如板翅式或饒管式冷箱、驅動機、燃氣透平、壓縮機等，長期處于壟斷。據中國寰球工程公司戰略發展部主任、中國石油天然氣液化關鍵技術研究重大科技專項項目長李玉龍介紹，“在壓縮機方面，1990年之前，Clark公司是壓縮機全球主要供應商；近20年，GE/NP公司主導了壓縮機市場，目前占到全球市場的54%；Elliott和MHIClark兩家則分別占到20%、18%。”

    相比之下，隨著近年來中國LNG產業的興起，國內LNG壓縮機制造才剛剛起步。沈陽鼓風機集團是國內知名大型風機制造企業，目前已經接到近三十臺訂單，但都是中、小型LNG離心壓縮機。在國內，像沈陽鼓風機集團這樣有很強的研發制造實力的企業還不多。

    “我國現有天然氣液化工程的關鍵設備國產化率僅僅達到30%。”在中國國際液化天然氣大會現場，李玉龍對本刊記者說。來自中國科學院理化技術研究所的孫兆虎在會上發言說，由于起步晚，“中國大中型天然氣液化技術裝備落后國外20年”。中國LNG工業尚處于起步階段，是不爭的事實，表現之一就是還沒有大型的天然氣液化工廠。“技術裝備的研發需要支持平臺”，目前“沒有大型天然氣液化工程作為依托”，制造企業研發投入大、風險大。李玉龍認為，這是中國LNG關鍵裝備國產化進展緩慢的主要原因。

    關鍵裝備研發
    成為當務之急

    近年來，全球液化裝置規模不斷擴大，單線生產能力不斷提高。隨著這種趨勢，“關鍵設備的最大負荷和驅動器的最大能力，逐漸成為進一步提高產能的瓶頸。”李玉龍指出，“關鍵設備向大型化發展，但受到運輸以及制造業能力的限制。”

    哈爾濱工業大學低溫與超導技術研究所所長賈林祥持有同樣的觀點。他認為，除了工藝技術和實際工程經驗，限制大型LNG工程項目國產化的因素，“最主要的障礙是大型國產設備的制造能力和水平”。他指出，“關鍵設備的研制是當務之急”。

    在大型LNG工程國產化上，賈林祥認為，“針對國內設備能力有限的困難，在工藝方案設計上，應盡可能充分發揮現有設備的最大能力，并兼顧工藝技術的擴展潛力。同時，工藝技術的先進性要以主要設備的可選性為基礎，簡單追求國外那種大規模的或是太先進的工藝，會增加關鍵設備的研制難度，增大項目風險。”他說，在發展側略上，可以采取“‘先小后大原則’，積累工程經驗，提高設備生產水平”；同時采取“‘逆向設計原則’，由可選關鍵設備的能力決定單列生產規模和液化工藝的選擇。”

    李玉龍指出，發展大型LNG工程項目，還要解決“工藝流程與混合冷劑配方的匹配、關鍵設備匹配的可靠性、提高效率、流程優化及能量綜合利用等關鍵技術問題”。比如，“壓縮機驅動器能力的合理匹配，是未來的研究方向之一。”

    “ 今后應重點攻關大型燃氣輪機、蒸汽輪機、大功率驅動電機、全負荷變頻機、烴介質循環壓縮機、大型烴介質板翅式換熱器、大型LNG儲罐等關鍵設備。”賈林祥指出，在這些關鍵設備研發上，“設備的研究目標不能定得過高，只能立足于現有基礎，做技術的有限拔高。”他認為，“建設高單列產量液化加工廠的長期任務，是徹底解決基礎材料、基礎設備、基礎工藝、基礎測試手段的問題，需要整個工業水平的提高。”

    國內科研攻關正積極跟進發展自主LNG關鍵裝備，早日打破國外壟斷，中國LNG產業才不至于既“氣短”，又“器短”。為解決大型天然氣液化工程的工藝技術難題，實現
關鍵設備國產化、工藝技術工程化，目前國內多家技術企業和研究機構紛紛投入到LNG關鍵技術研究行列中。目前我國在LNG接收站上已經取得突破。后期建設的江蘇LNG接收站采用了中國自己的專利及工藝技術；大連LNG接收站做到了自主設計，甚至自主建設和管理。兩個接收站在LNG儲罐上均使用了國產9%Ni鋼板。同時，經過努力，我國已經在MR壓縮機、大型冷箱、18×104m3LNG儲罐上實現了自主化制造。目前中國寰球工程公司與沈陽鼓風機集團正在合作開發大型冷劑壓縮機。沈陽鼓風機集團研
制的260萬噸/年離心式壓縮機即將完成性能、機械運轉等測試，還將研發大型天然氣液化壓縮機組。沈陽遠大壓縮機股份有限公司與中國寰球工程公司共同承接的中石油“十二五”攻關科研項目低溫BOG壓縮機，是目前的最大迷宮壓縮機。

    國內的科研攻關正在積極跟進。“以往大型裝備需要國產化，現在，一些小型關鍵裝備也亟待填補國內空白。”除了技術上要迅速突破，專家指出，也要相應地提高現有制造能力。“目前國內設備的體積比國外設備大5%~10%，在提高產品質量和可靠性的基礎上，還要考慮到降低能耗、方便運移等。”

    為滿足發展需求，加快中國LNG產業發展，中國寰球工程公司最近宣布， 將籌建一個開放式合作研發機構—— 液化天然氣（LNG） 研發中心。該中心設立五個研究所，包括凈化技術研究所、液化技術研究所、關鍵設備國產化研究所、儲運技術研究所、施工技術研究所，將圍繞液化天然氣產業鏈相關的關鍵工藝、裝備及施工技術展開研究。

    中國寰球工程公司副總經理宋少光介紹說，“這些研究將瞄準國際最先進技術，開發滿足大型天然氣液化工程需要的工藝技術，自主完成大型天然氣液化裝置工藝設計，并實現配套壓縮機及冷箱等關鍵設備的國產化。” 此外，液化天然氣（LNG）研發中心還將肩負“培育具有高水平天然氣液化技術和工程應用能力的專業技術人才，提升中國天然氣液化領域綜合工程建設和運營生產能力。”

    “工欲善其事，必先利其器。”惟有早日實現關鍵裝備和重型裝備的國產化，中國LNG工業才能向世界先進水平看齊，加快發展步伐，直至引領世界LNG產業潮流。