漫漫进阶路
文:陆晓如 王坤敏
一步步扎实向前,在LNG领域实现从无到精的蜕变。
依海生存,煮海熬波。盐,曾是江苏盐城唯一的标签。
在今天,清洁能源液化天然气(LNG)赋予了它新的城市名片—— 6月30日,中国海油盐城“绿能港”一期扩建工程全部建设完工。盐城,成了我国规模最大的LNG储备基地。
与有荣焉!作为盐城“绿能港”一期项目的EPC总承包方,从一期工程到一期扩建工程,海油石化工程在古黄河入海口挺起了一座世界级清洁能源基地,再一次取得了重大标志性成果。
今天的荣光源于长久的积淀。
从零开始,学习、消化、应用、转化、提升、转型、拓展……披荆斩棘,一条漫长的进阶路,带领海油石化工程走到了今天。
01从零跨越
将时针拨回至1960年,2200吨LNG从美国出发,航行至英国坎威尔岛接收站。
这次成功跨越大西洋的远航,证实了LNG可以通过航运的形式输送到遥远的能源需求国,揭开了全球LNG工业发展的序幕。
此后,天然气绿色、安全、高效、经济的能源属性日益被全球认可,经济飞速发展的中国日益面临能源紧张和大气污染的挑战,从国外进口天然气、优化我国能源结构,成为了国家议题。
1995年,中国进口LNG项目正式启动。重任落在了中国海油肩上——受原国家计委委托,牵头进行我国东南沿海地区引进LNG的规划研究。
“可考虑引进LNG的试点,先在广东试点。”1998年,时任国务院总理朱镕基的批示,掀开了我国LNG产业发展的新篇章。
2006年6月28日,时任国务院总理温家宝出席广东大鹏LNG项目一期工程投产仪式,足见国家对LNG项目的重视程度。
但在彼时,对海油石化工程来说,LNG只是一个出现在新闻里的时髦词汇。
在2006年10月进入中国海油之前,海油石化工程属地方设计院,主要从事化工专业设计。
“加入中国海油后,我们站上了更大的发展舞台,也要求我们围绕‘贴近主业、服务海油’这条主线不懈努力。”海油石化工程党委副书记、总经理吴广增指出。
新的起点、新的环境、新的挑战,但箭已上弦,不得不发!
怎么贴近主业?怎么服务海油?
中国海油是以油气生产为主的能源央企,海油石化工程必须从化工领域跨入油气领域。
进一步分析中国海油的各项业务,海油石化工程找到了主要发力点——LNG接收站。
“国家倡导加快推进天然气应用,集团公司在全国最早布局LNG业务,当时正在攻关LNG接收站的相关技术。我们有工程技术研究的背景和优势,主动适应能源转型趋势,瞄准集团公司的重大战略方向,担当LNG技术、工程研究先锋,布局进入LNG领域。”吴广增介绍说。
2007年开始,海油石化工程逐步参与到LNG接收站项目的前期工作中,迈进了LNG领域。
海油石化工程技术发展部经理马继红是那段LNG市场培育期的亲历者。
“我国LNG接收站业务起步较晚,初期的设计需要引进国外技术,工程建设依靠外方总承包,而国外公司与国内公司在费用计取上差距较大。2009年前后,我与几位同事一起开展深圳LNG接收站项目的初步设计工作,开始大量承接与LNG相关的项目。”马继红回忆说。
海油石化工程副总工程师仇德朋亲身参与了那段攻关LNG接收站技术的历史。
2009年,仇德朋博士毕业,加入海油石化工程工程技术中心,成为中国海油第一批LNG接收站技术攻关团队的一员。
他清晰地记得第一次拿到可研项目时,师父对他说过的话:“不能满足于照搬国外的设计,要消化吸收再提升。我们目标是要做LNG接收站的EPC总承包。”
从此,仇德朋和其他团队成员一样,只有一个目标——学习消化国外LNG接收站技术,推进中国LNG接收站建设的自主化进程。
“2009—2010年,我们承接了40多个与LNG相关的项目。攻关团队成员几乎人手一个项目,从中积累了不少经验。”仇德朋说。
浩瀚海洋,源于细小溪流。以承担LNG接收站CD&FEED、预/可行性研究报告、项目申请报告等前期工作为主,配合业主进行项目核准,了解LNG产业发展趋势……海油石化工程研究并储备了相关技术,蓄势待发。
02全面掌握
找准方向,努力的种子一旦埋下,就没有什么能阻挡它破土发芽、开花结果。
2010年,海油石化工程迎来了LNG业务发展史上的第一个重大突破——先后承接粤东LNG项目、深圳LNG项目的详细设计。
“这是公司最早承接的LNG接收站详细设计项目。为确保项目万无一失,公司针对专业存在短板和技术储备不足的实际情况,借助外援和自主攻关并举,不断掌握核心设计技术。”海油石化工程项目执行中心主任刘洪佳介绍说。
管机专业的突破,得益于外援。
在粤东LNG项目中,海油石化工程的管机专业缺少在低温、地震、水锤组合工况下的计算经验。为确保设计的安全和质量,决定委托给具备设计经验的其他工程公司,借助外部资源完成该项工作。
结果很完美——双方共同完成了LNG管机设计,通过了第三方审查。而且通过合作交流和学习,海油石化工程的管机人员基本掌握了低温LNG管道应力分析应考虑的工况及分析方法,初步掌握了水锤分析的原理和应对水锤荷载的方法。
在此基础上,在深圳LNG项目中,海油石化工程管机专业化被动为主动。
原本,深圳LNG项目业主打算把管机专业总体分包给国外某工程公司。但是,由于设计招标阶段缺少订货资料,无法满足该公司的计算要求。
关键时刻,海油石化工程管机专业独立承担了深圳LNG项目低温管线应力分析和水锤模拟计算。后来,国外工程公司同样给出了相关计算结果。比对双方分析结果,完全一致!
“通过深圳LNG项目,我们的管机专业更加全面地分析工况,并完成了应力CAESARⅡ软件的模型建立及分析,通过了业主邀请的软件厂家和业内专家的水锤审查。与国外工程公司的比对结果显示,我们已全面掌握LNG管道分析计算的能力。”刘洪佳说。
建立起LNG抗爆设计专业,是海油石化工程自主攻关获得的成果之一。
在粤东LNG项目槽车装车控制室设计中,海油石化工程第一次接触LNG抗爆设计。
相比传统控制室,LNG槽车装车控制室很不一样——
建筑单体没有外窗,抗爆外墙墙洞预留严谨,墙体进出风口需加装抗爆阀;必须设置联锁装置,可燃或火焰探测系统报警时,能够实现迅速关闭排风气密阀及排风机,保证室内的安全;结构计算需输入抗爆冲击波荷载……
第一次,是挑战也是机遇。
海油石化工程各专业协同合作进行攻关。安全专业进行FHA、QRA火灾量化分析研究,结构专业进行抗爆结构建模计算及节点特殊做法处理,建筑专业进行抗爆前室、抗爆门及布局规划,电信专业进行抗爆控制室火气系统联锁报警实现……
结果同样完美——海油石化工程完全掌握了LNG接收站内建筑单体的各专业同步抗爆设计。
以实战补短板、促提升,海油石化工程具备了LNG接收站全流程多工况的模拟计算能力,实现了三维设计应用与数字化集成,掌握了低温管道应力分析能力,满足了LNG项目对设计深度、采办准确度、施工精度的高标准要求,全面掌握了LNG接收站设计技术。
2013年12月,由海油石化工程承担前期咨询研究和基础工程设计的天津一期浮式LNG项目正式对外供气。该项目创下了我国国内LNG项目的最快供气纪录,标志着海油石化工程LNG设计成果实现了工业化应用。
03向EPC总承包转型
工程总承包,是国际通用的建设项目组织实施方式。
20世纪80年代,我国开始引入工程总承包模式。2003年2月,原建设部出台指导意见,开始在全国范围内全面推广工程总承包。开展工程总承包业务,是设计公司发展的必由之路。
早在1988年,海油石化工程就组建了总承包队伍,成为国内较早涉足总承包的公司之一。承担的第一个总承包项目——滕州1-4丁二醇项目和70焦炉安装工程,创收11万元,打好了漂亮的第一仗。
此后,通过山东兴禹化工有限公司6万吨/年尿素工程等项目的锻炼,海油石化工程的总承包能力大幅提升。总承包的禹城13万吨/年尿素项目获得了全国工程勘察设计行业优秀工程总承包项目奖。
机会总是垂青有准备的人。
2015年,海油石化工程在LNG领域斩获了第一个总承包项目——中国海油湄洲湾“绿能港”(福建LNG)5#、6#储罐工程,实现设计、采办、施工一体化管理,成为国内为数不多的LNG项目总承包商之一。
这是中国海油“以自主技术为基础,实现自主设计、自主管理”的第一个项目,打破了国外工程公司对中国海油LNG项目总承包的垄断。这也是海油石化工程承担的第一个LNG总承包项目,要求更严、标准更高。
第一次吃螃蟹,避不开的是种种困难。
仅看工程地质条件,复杂程度远远超过了最初详勘报告的结论——中风化基岩面与实际基岩面出入差值在-2.1米至+13.3米之间,实际孤石率增加41%,相邻岩面倾角最大77°……由此造成的桩基施工中判岩结论难以统一、斜孔偏孔率高等问题,给项目进度及质量控制带来了极大困扰。
“湄洲湾‘绿能港’项目桩基施工过程很坎坷,但最终通过各种措施及投入,确保了高质量完成。而且通过对全过程充盈系数积累、抛石及淤泥区塌方处理、桩基施工工艺调整及钢筋接头镦粗等施工过程工艺的记录、分析与研究,为公司桩基施工管理及能力提升打下了坚实的基础。”海油石化工程土建室主任甄军说。
拨云见日!
以湄洲湾“绿能港”项目为标志,海油石化工程在LNG领域实现了由设计向以设计为主体的EPC总承包的转型,总承包能力获得了极大提升——
设计板块彻底扭转了等靠条件的传统习惯;设计文件在满足规范要求的情况下,提高了工程量清单编制服务、招标技术文件关键条款设置、采办包划分建议以及现场施工可行性方面的能力;工程技术人员对行业关键设备和材料的供应商技术标准、行业口碑、投诉处理上的经验更加丰富……
大鹏一日同风起,扶摇直上九万里。
中国海油宁波“绿能港”(浙江LNG)二期项目、盐城“绿能港”一期项目、宁波“绿能港”三期项目……海油石化工程不断刷新EPC总承包业绩。
其中,盐城“绿能港”是浓墨重彩的一笔。
盐城“绿能港”一期项目一次性规划建设10座LNG储罐,总罐容250万立方米。其中,一期工程建设4座22万立方米LNG储罐、1座LNG船专用码头、工艺厂及配套设施,一期扩建工程建造6座27万立方米LNG储罐、工艺厂及配套设施。
设计、采办、施工高效衔接、高效执行,2022年9月26日,盐城“绿能港”一期工程正式投产,标志着海油石化工程LNG接收站工程总承包能力达到了国内一流水平。
在盐城“绿能港”投产一周年暨一期工程项目总结表彰大会上,海油石化工程获评“优秀总承包商”“优秀勘察设计承包商”。
6月30日,盐城“绿能港”一期扩建工程全部建设完工,标志着世界LNG接收站建设的新纪录再次被创造。海油石化工程再一次验证了在LNG领域的总承包实力。
04延伸产业链条
1月31日,中国海油2023年十大(新闻)事件揭晓。海油石化工程“设计的国内首套、世界最大冷能发电装置在上海LNG成功通过性能及可靠性试验”入选。
LNG达到-162℃的凝点后呈现液态,气化为常温气体的过程中释放大量的冷能。研究数据表明,一座规模600万吨/年的LNG接收站,一年释放的冷能约相当于14亿千瓦时的电量。
冷能是低碳宝藏,但LNG接收站大多采用开架式海水气化器对LNG进行气化。
和室内空调采用制冷剂与空气换热的原理一样,在换热过程中,LNG释放冷能实现气化,海水吸收冷能温度下降。巨量的冷能就这样直接排放到海水中,被白白浪费掉。
认识到LNG冷能利用节约能源、保护环境,可以产生可观的经济效益和良好的社会效益,LNG行业越来越重视冷能利用,为提高LNG冷能的实际利用率开展了诸多研究与实践。
“冷能利用意义重大,而我们承担了中国海油90%的LNG项目前期咨询,在LNG接收站工程设计转化与建设领域具备丰富的经验。开展LNG冷能利用技术攻关,我们有责任也有能力。”海油石化工程工艺系统室副主任徐国峰说。
着眼长远市场,深挖LNG产业发展潜力,坚持创新发展,海油石化工程在全面掌握LNG接收站设计、工程技术的同时,逐步掌握了冷能胶粉、冷能空分等关键技术。
2014年1月,自主开发设计的LNG冷能低温橡胶粉碎项目建成投产;2015年1月,承担可行性研究工作的国内首套具有自主知识产权的冷能空分项目—— 宁波LNG冷能空分项目投产。
LNG冷能发电,海油石化工程堪称先行者。
依托“冷能利用关键技术”课题研究,海油石化工程消化国外冷能发电关键技术,并落实冷能发电技术路线,应用于国内首个大型LNG冷能发电项目——上海LNG冷能发电项目,填补了我国在冷能发电领域的空白。
2023年5月,上海LNG冷能发电项目成功通过性能及可靠性试验。夏季最大发电量可超4000千瓦,装置安全可靠,并达到各项性能指标。投产后,预计年发电量2400万千瓦时,每年可减少能耗近7000吨标煤,减少碳排放约1万吨。
不断推动冷能发电成果转化应用,海油石化工程总承包浙江LNG冷能利用(发电)项目,建设一套5兆瓦冷能发电装置。在不增加能耗的前提下,利用海水和LNG之间的温差,实现了将LNG冷能转化为电能。在提升冷能的梯级利用效率的同时,将电量利用到接收站自身的电力需求中。项目建成后,预计每年净发电量2314.5万千瓦时,实现碳减排1.63万吨。
把冷能“吃干榨尽”,海油石化工程推进冷能产业链从工业向民用领域延伸。自主开发的换冷站成套技术工艺包,利用LNG冷能技术代替电能制冷,可应用于冷库、冰雪世界等民生设施,开创了LNG冷能利用新方向,获得了4项发明专利。
“在福建莆田冰雪小镇项目,我们成功开发出了成套换冷站工艺包。虽然由于一些外部因素项目搁置了,但我们的工艺包是成熟可行的。只要时机合适,就可以推广应用。”徐国峰说。
为国争气,把小众行业做成大产业,海油石化工程在LNG接收站及下游产业链不断创新突破,为LNG行业可持续发展不断贡献技术和工程价值,成为了我国清洁能源建设发展的一支重要力量。
本文图片均由海油石化工程提供