下一波液化天然气项目效率

贝克休斯公司的模块化液化天然气解决方案，名为NMBL。

贝克休斯公司将模块化液化天然气设计、电气化和人工智能赋能的性能工具定位为液化项目开发下一阶段的核心支柱，因为运营商正在努力提高效率、减少排放并降低新建和现有工厂的生命周期成本。

在接受COMPRESSORtech2采访时，贝克休斯液化天然气平台经理 Andrea Intieri 表示，公司将天然气和液化天然气视为长期基石能源，并正围绕更快上市、更低排放和更灵活的工厂配置调整其技术组合。此次采访是在贝克休斯于意大利佛罗伦萨举行的年度会议上进行的。

安德烈亚·因蒂埃里

“我们实际上生活在天然气时代，”因蒂埃里说。“我们看到了提高效率、减少温室气体排放和降低成本的切实机会。这些目标既可以应用于新项目，也可以应用于现有项目。”

目前正在发生的关键转变是，中型模块化液化天然气（LNG）装置正日益取代单条产能超过500万吨/年的大型现场组装式装置。Intieri表示，开发商正越来越多地将同等产能拆分为多条较小的装置，每条装置的产能通常在80万吨至200万吨/年左右，以降低风险并缩短工期。

贝克休斯公司开发了一种名为NMBL的模块化液化天然气解决方案，该方案以标准化、可重复的中型液化模块为核心。每个NMBL模块都集成了一个用于核心工艺设备的模块，而冷箱、缓冲罐和压缩机组系统则采用外部配置，从而可以灵活选择驱动装置并扩展产能。

Intieri 表示，新的方法强调可复制和可扩展的标准化模块“系列”，而不是为每个项目构建大型定制模块。

他说：“这项运动的核心在于打造小型、预先设计、标准化、可重复且可扩展的列车。通过这种方式，我们将行业的标准化提升到了一个新的水平。”

他表示，模块化设计可以在受控的场地环境中进行制造，从而提高安全性和质量，同时减少现场劳动力接触——这对于美国墨西哥湾沿岸地区来说是一个重要因素，因为那里的劳动力供应和成本仍然是持续存在的问题。

他指出，目前多个全球项目正在采用中型或模块化列车概念，这表明该方法已从理论走向商业实施。

电气化是另一项重要的技术趋势，越来越多的液化天然气开发商正在评估采用电动机驱动的压缩方式，以取代传统的燃气轮机机械驱动。Intieri表示，电气化可以提高工厂的整体效率，并显著降低现场排放，具体效果取决于能源类型。

“我们相信电气化将继续成为液化天然气行业的基石之一，”他说。

他指出，加拿大利用水力发电的项目以及中东利用核电电网的发展项目，都表明电力驱动的液化天然气生产线能够显著降低碳排放强度。近年来，电气化也促使贝克休斯收购了电机和发电机技术，成立了BRUSH Power Generation公司，从而实现了旋转设备与电气系统更紧密的集成。

Intieri 表示，通过将自主研发的压缩机与电动机和发电机相结合，该公司可以优化整个轴系，并通过综合研究和测试，在设计早期解决机电交互风险。

Intieri 表示，在涡轮机械方面，效率的提升来自于压缩机和驱动器技术的升级。

他表示，新型压缩机级和叶轮设计可实现超过87%的级效率，而航空衍生燃气轮机与重型机组相比，提高了机械驱动效率。他以LM9000级燃气轮机为例，该燃气轮机在ISO工况下的效率超过44%，是液化天然气压缩领域采用高效机械驱动技术的典范。

他表示，更高的驱动器和压缩机效率可直接转化为更低的燃料消耗和每吨液化天然气产量的排放量减少。

Intieri 表示，虽然新建液化天然气项目可以在设计阶段融入提高效率和减少排放的措施，但现有的棕地工厂也提供了有意义的升级机会。

一种方法是压缩机组重组，即运营商在保留现有机壳的情况下，用新一代空气动力学组件替换压缩机组。这样可以在不改变工厂占地面积的情况下，实现多项效率提升。

数字化系统在棕地改造优化中也发挥着越来越重要的作用。贝克休斯部署了覆盖整个资产范围和专注于旋转设备的数字化平台，用于收集运行数据、监测设备健康状况并提出性能和维护建议。

“在棕地改造项目中，你接手的是已经存在并运行多年的现有设施，”Intieri说道。“你可以通过升级改造提高效率，并通过数字化转型释放大量潜力。”

Intieri 将数字化和基于人工智能的分析视为液化天然气运营的一个主要前沿领域，尤其是在维护策略和生产优化方面。

数字化LNG模块和互联的涡轮机械机组能够持续监测设备健康状况，使运营商能够从基于时间的维护策略转向基于状态的维护策略。借助持续的数据馈送和预测模型，可以根据设备的实际状况而非固定的维护周期来提前或推迟维护。

除了维护之外，人工智能驱动的工具还被用于优化工厂性能，以应对原料气成分、环境温度和运行压力等不断变化的条件。

Intieri 表示，由于液化天然气列车很少能完全按照设计点运行，人工智能模型和神经网络可以建议进行运行调整（例如改变混合制冷剂的成分），以使列车在各种条件下性能更接近最佳状态。

他说：“我们的目标是消除计划外事件，并始终优化性能。生产优化或许是最引人入胜的前沿领域。”

他还补充说，对数千个旋转资产进行长期远程监测所获得的数据深度，也增强了模型训练和诊断准确性。

展望未来，Intieri表示，贝克休斯将继续大力投资液化天然气、数字化和低碳技术领域的研发。他预计，未来几年，人工智能优化、碳捕获系统以及氢气和其他低碳燃料的进一步发展将对液化天然气工厂的设计和运营产生影响。

他表示：“数字化将带来诸多机遇。清洁技术解决方案和新能源解决方案——例如碳捕获和氢能——代表着另一个重要的前沿领域。我们希望将这些技术应用于液化天然气生产，从而在脱碳进程中迈出下一步。”

他还补充说，最近一些液化天然气项目采用了高效航空衍生涡轮机和模块化中型列车，这表明近期的大部分创新将集中在哪些方面。