液化天然氣儲(chǔ)存和應(yīng)用技術(shù)

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1、液化天然氣儲(chǔ)存及應(yīng)用技術(shù)摘要：天然氣作為新式清潔環(huán)保能源，在城市能源結(jié)構(gòu)中正扮演著越來越重要的作用。本文主要闡述了液化天然氣的制取與輸送、接收站的工藝系統(tǒng)、接收站的主要設(shè)備、冷能利用和汽車?yán)眉夹g(shù)。關(guān)鍵詞：接收站工藝系統(tǒng)冷能利用汽車?yán)?、前言天然氣是一種清潔優(yōu)質(zhì)能源，近年來，世界天然氣產(chǎn)量和消費(fèi)量呈持續(xù)增長(zhǎng)趨勢(shì)。從今后我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展看，加快天然氣的開發(fā)利用，對(duì)改善能源結(jié)構(gòu)，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，提高人民生活質(zhì)量，具有十分重要的戰(zhàn)略意義。國(guó)際上液化天然氣(LNG)的生產(chǎn)和應(yīng)用已有久遠(yuǎn)的歷史。LNG貿(mào)易是天然氣國(guó)際貿(mào)易的一個(gè)重要方面。近10年來LNG產(chǎn)量以年20％速度增長(zhǎng)。LN

2、G工業(yè)將是未來天然氣工業(yè)重要組成部分，亦必將開始一個(gè)新的階段。2、液化天然氣的制取與輸送LNG是液化天然氣的簡(jiǎn)稱，常壓下將天然氣冷凍到-162℃左右，可使其變?yōu)橐后w即液化天然氣(LNG)。它是天然氣經(jīng)過凈化(脫水、脫烴、脫酸性氣體)后，采用節(jié)流，膨脹和外加冷源制冷的工藝使甲烷變成液體而形成的。LNG的體積約為其氣態(tài)體積的l／620。15天然氣的液化技術(shù)包括天然氣的預(yù)處理，天然氣的液化及貯存，液化天然氣的氣化及其冷量的回收以及安全技術(shù)等內(nèi)容。LNG利用是一項(xiàng)投資巨大、上下游各環(huán)節(jié)聯(lián)系十分緊密的鏈狀系統(tǒng)工程，由天然氣開采、天然氣液化、LNG運(yùn)輸、LNG接收與氣化、天然氣外輸管

3、線、天然氣最終用戶等6個(gè)環(huán)節(jié)組成。由于天然氣液化后，體積縮小620倍，因此便于經(jīng)濟(jì)可靠的運(yùn)輸。用LNG船代替深海和地下長(zhǎng)距離管道，可節(jié)省大量風(fēng)險(xiǎn)性管道投資，降低運(yùn)輸成本。從輸氣經(jīng)濟(jì)性推算，陸上管道氣在3000km左右運(yùn)距最為經(jīng)濟(jì)，超過3500km后，船運(yùn)液化天然氣就占了優(yōu)勢(shì)，具有比管道氣更好的經(jīng)濟(jì)性。LNG對(duì)調(diào)劑世界天然氣供應(yīng)起著巨大的作用，可以解決一個(gè)國(guó)家能源的短缺，使沒有氣源的國(guó)家和氣源衰竭的國(guó)家供氣得到保證，對(duì)有氣源的國(guó)家則可以起到調(diào)峰及補(bǔ)充的作用，不僅使天然氣來源多元化，而且有很大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。LNG作為城市氣化調(diào)峰之用比用地下儲(chǔ)氣庫(kù)有許多優(yōu)點(diǎn)。例如：它選址不受地理

4、位置、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、距離遠(yuǎn)近、容量大小等限制，而且占地少、造價(jià)低、工期短、維修方便。在沒有氣田、鹽穴水層的城市，難以建地下儲(chǔ)氣庫(kù)，而需要設(shè)置LNG調(diào)峰。這項(xiàng)技術(shù)在國(guó)外已比較成熟，如美國(guó)、英國(guó)和加拿大的部分地區(qū)采用LNG調(diào)峰，我國(guó)也正在引進(jìn)這項(xiàng)技術(shù)。15液化天然氣蘊(yùn)藏著大量的低溫能量，在1個(gè)大氣壓下，到常溫氣態(tài)大約可放出879KJ／kg的能量，利用其冷能可以進(jìn)行冷能發(fā)電、空氣分離、超低溫冷庫(kù)、制造干冰、冷凍食品等。由于LNG工廠在預(yù)處理時(shí)已脫除了氣體的雜質(zhì)，因此LNG作為燃料燃燒時(shí)所排放的煙氣中S02及NOx含量很少，因此被稱為清潔能源，廣泛用于發(fā)電、城市民用燃?xì)饧肮I(yè)燃?xì)?，減

5、少了大氣污染，有利于經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。3、LNG接收站的工藝系統(tǒng)LNG通常由專用運(yùn)輸船從生產(chǎn)地輸出終端運(yùn)到目的地接收站，經(jīng)再氣化后外輸至用戶。目前，已形成了包括LNG生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、接收、再氣化及冷量利用等完整的產(chǎn)、運(yùn)、銷LNG工業(yè)體。3．1LNG接收站工藝流程LNG接收站一般由接收港和站場(chǎng)兩部分組成，其工藝方案可分為直接輸出式和再冷凝式兩種，主要區(qū)別在于根據(jù)終端用戶壓力要求不同，在流程中是否設(shè)有再冷凝器等設(shè)備。后者的工藝流程見圖l。15圖1LNG接收站工藝流程由圖l可知，LNG接收站一般由LNG卸船、儲(chǔ)存、再氣化／外輸、蒸發(fā)氣處理、防真空補(bǔ)氣和火炬／放空6部分工藝

6、系統(tǒng)(有的終端還有冷量利用系統(tǒng))組成。為了能夠平穩(wěn)、安全的運(yùn)轉(zhuǎn)，必須要有高度可靠的控制系統(tǒng)。3.1.1LNG卸船系統(tǒng)LNG運(yùn)輸船靠泊碼頭后，經(jīng)碼頭上卸料臂將船上LNG輸出管線與岸上卸船管線連接起來，由船上儲(chǔ)罐內(nèi)的輸送泵(潛液泵)將LNG輸送到終端的儲(chǔ)罐內(nèi)。隨著LNG不斷輸出，船上儲(chǔ)罐內(nèi)氣相壓力逐漸下降，為維持其值一定，將岸上儲(chǔ)罐內(nèi)一部分因冷損氣化產(chǎn)生的蒸發(fā)氣加壓后經(jīng)回流管線及回流臂送至船上儲(chǔ)罐內(nèi)。15LNG卸船管線一般采用雙母管式設(shè)計(jì)。卸船時(shí)兩根母管同時(shí)工作，各承擔(dān)50％的輸送量。當(dāng)一根終管出現(xiàn)故障時(shí)，另一根母管仍可工作，不致使卸船中斷。在非卸船期問，雙母管可使卸船管線構(gòu)

7、成一個(gè)循環(huán)，便于對(duì)母管進(jìn)行循環(huán)保冷，使其保持低溫，減少因管線漏熱使LNG蒸發(fā)量增加。通常，由岸上儲(chǔ)罐輸送泵出口分出一部分LNG來冷卻需保冷的管線，再經(jīng)循環(huán)保冷管線返回罐內(nèi)。每次卸船前還需用船上LNG對(duì)卸料臂等預(yù)冷，預(yù)冷完畢后再將卸船量逐步增加至正常輸量。卸船管線上配有取樣器，在每次卸船前取樣并分析LNG的組成、密度及熱值。3.1.2LNG儲(chǔ)存系統(tǒng)LNG低溫儲(chǔ)罐采用絕熱保冷設(shè)計(jì)。由于有外界熱量或其它能量導(dǎo)人，例如儲(chǔ)罐絕熱層、附屬管件等的漏熱、儲(chǔ)罐內(nèi)壓力變化及輸送泵的散熱等，故會(huì)引起儲(chǔ)罐內(nèi)少量LNG蒸發(fā)。正常運(yùn)行時(shí)。罐內(nèi)LNG的日