淺談液化天然氣輸送及應(yīng)用技術(shù)

1、<p>　　淺談液化天然氣輸送及應(yīng)用技術(shù)</p><p>　　摘 要：隨著我國“西氣東輸”工程的蓬勃開展，全國性的天然氣利用熱已經(jīng)掀起。天然氣作為目前世界上最佳能源，在我國城市氣源的選擇中已被高度重視，大力推廣天然氣已成為我國的能源政策。但由于天然氣長距離管道輸送的工程規(guī)模大，投資高、建設(shè)周期長，短時間內(nèi)長輸管線難以到達(dá)大部分城市。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：液化 天然氣 氣

2、化 輸送 預(yù)冷 </p><p>　　一、液化天然氣的制取與輸送 </p><p>　　LNG是液化天然氣的簡稱，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。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

3、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運輸、LNG接收與氣化、天然氣外輸管線、天然氣最終用戶等6個環(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*的運輸。用LNG船代替深海和地下長距離管道，可節(jié)省大量風(fēng)險性管道投資，降低運輸成本。從輸氣經(jīng)濟(jì)性推算，陸上管道氣在3000km左右運距最為經(jīng)濟(jì)，超過3500km后，船運液化

4、天然氣就占了優(yōu)勢，具有比管道氣更好的經(jīng)濟(jì)性。LNG對調(diào)劑世界天然氣供應(yīng)起著巨大的作用，可以解決一個國家能源的短缺，使沒有氣源的國家和氣源衰竭的國家供氣得到保證，對有氣源的國家則可以起到調(diào)峰及補充的作用，不僅使天然氣來源多元化，而且有很大的經(jīng)濟(jì)價值。 </p><p>　　LNG作為城市氣化調(diào)峰之用比用地下儲氣庫有許多優(yōu)點。例如：它選址不受地理位置、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、距離遠(yuǎn)近、容量大小等限制，而且占地少、造價低、工期短、維

5、修方便。在沒有氣田、鹽穴水層的城市，難以建地下儲氣庫，而需要設(shè)置LNG調(diào)峰。這項技術(shù)在國外已比較成熟，如美國、英國和加拿大的部分地區(qū)采用LNG調(diào)峰。我國也正在引進(jìn)這項技術(shù)。液化天然氣蘊藏著大量的低溫能量，在1個大氣壓下，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、制造干冰、冷凍食品等。由于LNG工廠在預(yù)處理時已脫除了氣體的雜質(zhì)，因此LNG作為燃料燃燒時所排放的煙氣中 S02及NOx含量很

6、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。 </p><p>　　二、LNG的安全環(huán)保性能與冷能利用 </p><p>　　氣態(tài)天然氣密度比空氣輕，泄漏后容易擴(kuò)散，而液化石油氣反之；天然氣的爆炸極限為5～15%，其下限較液化石油氣的1%要高，也就是說，引起爆炸的氣體泄漏量要大，危險性要小一些；另外，LNG在低溫下儲存，更安全。

7、至今全世界未見有因LNG燃燒爆炸事故的報道。 </p><p>　　氣化站內(nèi)，LNG儲罐采用自力降壓、壓力報警手動放空、安全閥起跳三層保護(hù)措施，同時，儲罐液相進(jìn)出口及出站總管設(shè)有緊急切斷裝置，保證了站內(nèi)安全。 </p><p>　　天然氣在液化過程中脫除了H2O、重?zé)N類、H2S等雜質(zhì)，比一般天然氣更加純凈，燃燒更完全，是最清潔的能源之一。 </p><p>　　LN

8、G的低溫性能使其具有很大的低溫能量。利用這些冷量可以進(jìn)行橡膠的低溫研磨、建設(shè)冷庫、建設(shè)滑雪場或溜冰場，還可以用來作為夏季的空調(diào)等。根據(jù)計算，若將每氣化1m3氣態(tài)天然氣時釋放的冷量的30%應(yīng)用于低溫研磨，產(chǎn)生的效益為0.6元。LNG的冷量還可以分級使用，深冷用于低溫研磨，中冷用于制冰、建滑雪場、溜冰場，淺冷用于冷庫的建設(shè)，冷能的梯級利用使得能量得到了最大的利用。 </p><p>　　因我國目前LNG使用規(guī)模較小，

9、LNG冷能的利用還沒得以重視和推廣，隨著LNG使用規(guī)模的不斷擴(kuò)大，LNG的冷能的利用市場前景巨大。 </p><p>　　三、LNG的氣化及預(yù)冷與進(jìn)液 </p><p>　　LNG氣化為吸熱過程，根據(jù)熱媒的不同，有海水、空溫、水浴等氣化方式。目前國內(nèi)LNG氣化站都采用空溫式和水浴式結(jié)合的二級氣化方式?？諟厥綋Q熱器直接利用自然空氣進(jìn)行換熱，不需要附加能源，其氣化能力主要決定于換熱面，因此，通

10、常采用翅片的形式。水浴式換熱器是空溫式換熱器的補充，只是在冬季外界溫度較低，利用自然氣化無法保證天然氣溫度的情況下才使用，在南方（如龍川）冬季氣溫較高，基本不需要使用。 </p><p>　　換熱器的規(guī)格主要決定于高峰小時燃?xì)饬髁浚瑔闻_氣化能力最高可達(dá)3000立方米/小時，通常要考慮備用，可以切換使用。氣化站中的儲罐增壓器、BOG加熱器、EAG加熱器等設(shè)備也采用空溫式換熱器。 </p><p&

11、gt;　　LNG氣化站設(shè)備、管道施工完成后，由于超低溫及LNG特殊要求，在正式投產(chǎn)之前，必須采用中間介質(zhì)進(jìn)行低溫預(yù)冷，經(jīng)過預(yù)冷檢驗調(diào)試合格后方可接收LNG，其過程也是對設(shè)備及工程的檢驗。通常采用液氮作為預(yù)冷介質(zhì)。氣化站內(nèi)的主要設(shè)備有LNG儲罐、BOG（蒸發(fā)氣）罐、氣化器、增壓器、BOG加熱器、EAG（放散排空氣體）加熱器及相關(guān)工藝管道及管件，LNG儲罐的預(yù)冷是氣化站預(yù)冷中的主要內(nèi)容。 </p><p>　　在預(yù)冷

12、及進(jìn)液過程中，對溫度、壓力、進(jìn)液速度、置換時間及操作步驟應(yīng)科學(xué)安排和嚴(yán)格控制。防止出現(xiàn)局部急冷、超壓、封閉管段內(nèi)液體激烈氣化膨脹、進(jìn)液不均勻致LNG分層翻滾等現(xiàn)象而導(dǎo)致設(shè)備及管道的損壞。實際操作過程中，可通過上下進(jìn)氣、升壓降壓、快慢流速等措施加快換熱，縮短預(yù)冷時間；根據(jù)自增壓、減壓放散、控制進(jìn)氣速度及進(jìn)氣方式等措施達(dá)到對壓力的控制。 </p><p>　　所需預(yù)冷介質(zhì)的量根據(jù)儲罐的容積及數(shù)量通過冷量計算而定。通常

13、一個50立方米低溫儲罐預(yù)冷約需要消耗5～10m3的液氮。對于一個氣化站來說，液氮冷能的充分利用可以減少站內(nèi)預(yù)冷所需的液氮量。通達(dá)公司在實際操作中，利用一次換熱后LNG罐中的氮氣對其余設(shè)備進(jìn)行二次換熱預(yù)冷，甚至進(jìn)行三次換熱，節(jié)約了液氮耗量及預(yù)冷時間，達(dá)到了很好的效果。因此，液氮的耗量及預(yù)冷時間與氣化站的規(guī)模并不成正比，其關(guān)鍵是液氮冷能的多次利用。 </p><p><b>　　四、結(jié)語 </b>

14、;</p><p>　　目前，國家正在大力推廣使用這一先進(jìn)技術(shù)，并擬在我國沿海興建大型的LNG碼頭，大量進(jìn)口LNG。通達(dá)能源股份有限公司利用這一方式先后在廣東、江西、江蘇、浙江的中小城市投資建設(shè)城市天然氣設(shè)施，并已成功投產(chǎn)運行，同時在建的城市LNG項目還有多個。隨著我國LNG氣源的增多，可以預(yù)測，不久的將來LNG這一新的供氣方式將會成為城市燃?xì)饣氖走x途徑，使用這種供氣方式的城市將會迅猛增加。</p>