液化天然氣技術(shù)

1、v1、什么是液化天然氣？v 天然氣在常壓下，當(dāng)冷卻至約-162時，則由氣態(tài)變成液態(tài)，稱為液化天然氣（英文 Liquefied Natural Gas, 簡稱LNG）。天然氣在液化過程中進(jìn)一步得到凈化，甲烷純度更高，不含二氧化碳，硫化物，無色、無味、無毒且無腐蝕性。液化天然氣的體積約為同量氣態(tài)天然氣體積的1/600，大大方便存儲和運輸。液化天然氣比水輕，重量僅為同體積水的45%。vLNG的主要成份為甲烷，化學(xué)名稱為CH4，還有少量的乙烷C2H6、丙烷C3H8以及氮N2等其他成份組成。臨界溫度為-82.3，臨界壓力為45.8kg/cm2。沸點為-162.5，熔點為-182，著火點為650。液態(tài)密度

2、為0.425T/m3，氣態(tài)密度為0.718kg/Nm3氣態(tài)熱值9100Kcal/m3，液態(tài)熱值12000Kcal/kg爆炸范圍：上限為15%，下限為5%。華白指數(shù)(W)44.94MJ/Nm3。燃燒勢(CP)45.18。 vLNG的優(yōu)點表現(xiàn)在以下幾個方面v（1）安全可靠 LNG的燃點比汽油高230，比柴油更高；LNG爆炸極限比汽油高2.5-4.7倍；LNG相對密度為0.47左右，汽油為0.7左右，比空氣輕，即使稍有泄漏，也將迅速揮發(fā)擴散，不至于自燃爆炸或形成遇火爆炸的極限濃度。因此，LNG是一種安全的能源。v（2）清潔環(huán)保 根據(jù)取樣分析對比，LNG作為汽車燃料 ，比汽油、柴油的綜合排放量降低85

3、%左右，其中CO排放減少97%，HC減少70-80%，vNOX減少30-40%，CO2減少90%，微粒排放減少40%，噪音減少40%，而且無鉛、苯等致癌物質(zhì)，基本不含硫化物，環(huán)保性能非常優(yōu)越。因此，LNG是一種潔凈的能源。v（3）經(jīng)濟(jì)高效 LNG液化后體積大約縮小為氣態(tài)天然氣的1/625，其儲存成本大約是氣態(tài)天然氣的1/7-1/6，投資省、占地少、儲存效率高。此外，LNG攜帶的冷量可以部分回收利用。v（4）靈活方便 不僅比地下輸氣管道節(jié)省投資，而且方便可靠、風(fēng)險性小、適應(yīng)性強。v由于LNG有利于生態(tài)環(huán)境保護(hù)，尤其是在工業(yè)中心和人口稠密地區(qū)，使用LNG更具優(yōu)越性，目前世界上環(huán)保先進(jìn)的國家都在推廣

4、使用LNG。v（1）解決邊遠(yuǎn)地區(qū)的能源供應(yīng) LNG可以通過地面或水上運輸工具運輸?shù)竭h(yuǎn)離天然氣田的邊遠(yuǎn)能源消費地，取代地下遠(yuǎn)距離管道輸送，節(jié)省大量管線及站場建設(shè)的投資。v（2）解決邊遠(yuǎn)氣田的開發(fā)或天然氣回收 ，v（3）利用LNG作天然氣調(diào)峰。v（4）LNG冷量的回收 LNG在常溫下攜帶有大約836J/kg的冷量，這些冷量可以回收，回收率在50%以上。v（5）用作燃料 家庭、工廠發(fā)電、各種運輸車輛等。v（6）化工原料。v1、儲罐內(nèi)渦旋產(chǎn)生的原因及后果v在出現(xiàn)液體溫度或密度分層的低溫容器中，底部液體由于漏熱而形成過熱，在一定條件下迅速到達(dá)表面并產(chǎn)生大量蒸汽的過程。通常出現(xiàn)在多組分液化氣體中。v 渦旋

5、易引起儲罐內(nèi)過熱的LNG大量蒸發(fā)而導(dǎo)致事故的發(fā)生。v由于LNG渦旋是由分層引起的，因此防止分層就可以防止渦旋：v（1）不同產(chǎn)地、不同氣源的LNG分開儲存，這樣可以避免因密度差而引起的分層；v（2）密度相近時，宜選擇底部充注；v（3）輕質(zhì)充入重質(zhì)選擇底部充注；v（4）重質(zhì)充入輕質(zhì)選擇頂部充注；v（5）用泵將液體從底至頂循環(huán)；v（6）保持LNG的含氮量低于1%。v（1）強度要求 儲罐材料應(yīng)具有滿足常溫至-162溫度范圍內(nèi)的強度要求，且罐體應(yīng)當(dāng)在各種情況下無滲漏、無破損。v（2）耐低溫深冷性能要求 與LNG儲罐相關(guān)的設(shè)備或設(shè)施包括儲罐、管道，閥門管件等必須具備可靠的耐低溫深冷性能。v（3）絕熱性能要

6、求 儲罐材料應(yīng)具有良好的絕熱保冷性能，絕熱材料必須是熱的不良導(dǎo)體和良好的穩(wěn)定性，在-162溫度下部發(fā)生脆裂。v（4）施工質(zhì)量要求高，能確保儲罐的安全。v（1）儲罐安全措施 在儲罐液相管上設(shè)緊急切斷閥，以便在裝置發(fā)生意外時切斷儲罐與外界的連通，防止儲罐內(nèi)的LNG泄漏。儲罐內(nèi)罐設(shè)置安全閥，外罐設(shè)泄壓設(shè)施。v（2）管道安全措施 在液相管道的兩個切斷閥之間設(shè)置安全閥，一旦兩個切斷閥關(guān)閉，管道內(nèi)的液體氣化時，安全閥自動起跳，以防超壓造成事故。氣相總管上設(shè)置緊急放空裝置，一旦有誤操作或設(shè)備超壓，安全閥自動起跳，以保護(hù)設(shè)備及管路安全。v（3）泄漏處置措施 設(shè)置圍堰（防護(hù)墻、防護(hù)提）v（4）安全放散。v目前，

7、我國LNG儲存的設(shè)備主要有真空絕熱和普通堆積絕熱儲罐兩種。前者容積較小一般小于150m3，最常使用的是50m3和100m3儲罐真空絕熱儲罐。內(nèi)罐材料為0Cr18Ni9，外罐材料16MnR。夾層充填珠光砂并抽真空。鹽田港采用的是高真空多層纏繞式絕熱形式，技術(shù)比前者更先進(jìn)一步。v1、LNG管道絕熱材料的種類v（1）改性聚氨酯泡沫塑料PUH、PUB；v（2）水發(fā)泡玻璃纖維增強聚氨酯泡沫塑料PEF；v（3）真空夾套型絕熱結(jié)構(gòu)。v2、管道預(yù)冷前的準(zhǔn)備工作v（1）檢查所有閥門確認(rèn)處于關(guān)閉狀態(tài)；v（2）確認(rèn)放空系統(tǒng)盲板已經(jīng)拆除，放空系統(tǒng)暢通；v（3）打開所有安全閥根部閥、降壓調(diào)節(jié)閥前后閥以及儲罐氣相放空根部

8、閥；v（4）自動保護(hù)系統(tǒng)測試完好全部投用，氮氣系統(tǒng)投用，緊急切斷閥全部打開；v（5）壓力表根部閥、儲罐液位計根部閥、氣液平衡閥全部打開；v（6）預(yù)冷材料物資準(zhǔn)備好 液氮，便攜式測溫儀，便攜式可燃?xì)怏w報警儀，銅制工具，卸車接頭，工作服，工作鞋，防凍手套，記錄表格等。v（1）在操作中特別注意閥門關(guān)閉順序，嚴(yán)禁出現(xiàn)低溫液體被封閉的狀況；v（2）注意觀察儲罐和管道壓力上升情況；注意觀察安全閥后是否存在結(jié)霜情況；v（3）檢查管道和管托支撐變化；v（4）管道、管件、法蘭有無裂紋；v（5）是否有泄漏；v（6）保溫材料，保溫真空管使用情況等。v1、LNG裝卸作業(yè)有哪些安全要求v（1）LNG裝卸作業(yè)必須由具有資

9、質(zhì)認(rèn)證的操作人員負(fù)責(zé)操作；v（2）裝卸區(qū)內(nèi)禁止一切火源、火種，同時應(yīng)設(shè)有“禁止煙火”警示牌；v（3）制定切實可行的安全操作規(guī)程，嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行作業(yè)；v（4）按制定位置停好LNG槽車，手動制動到位，將槽車息火，放好固定車墩；v（5）連接好靜電連接線，嚴(yán)禁其他車輛入內(nèi)；v（6）卸車過程作業(yè)人員不得擅自離開作業(yè)現(xiàn)場，時刻觀察槽車和儲罐壓力及液位的變化；v（7）下列情況不得從事卸車作業(yè)：v雷雨天氣。v附近有明火。v站內(nèi)發(fā)生泄漏。vLNG儲罐壓力異常。v其他不允許卸車的情況。v2、LNG槽車應(yīng)具有的安全措施v（1）緊急切斷控制 通過部分閥門可在操作箱內(nèi)或汽車底盤前部實施氣動控制；v（2）易熔塞 易

10、熔塞維伍德合金制造，其熔融溫度70左右；v（3）阻火器 安裝在放散管路上；v（4）導(dǎo)靜電接地與滅火裝置。v1、LNG在城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的應(yīng)用v（1）用作城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的高峰負(fù)荷和事故調(diào)峰；v（2）用作大中城市燃?xì)夤芫W(wǎng)供氣的主要氣源；v（3）用作LNG小區(qū)氣化的氣源。v2、LNG在汽車上的應(yīng)用vLNG用作汽車燃料，主要有以下優(yōu)點：v（1）行程遠(yuǎn) 1kg 的LNG可以代替1.25kg的柴油；v（2）性價比高 與CNG和LPG相比，LNG不僅具有儲存能量大、壓力低、噪音小、清潔、環(huán)保等優(yōu)勢，而且具有良好的使用性能（抗暴、穩(wěn)定性強，燃燒熱值高）和相對便宜的優(yōu)點，因此LNG汽車燃料的性能與價格比高； v（3）

11、LNG冷量可以回收，可取代汽車空調(diào)；v（4）加注方便 CNG加氣時間長，如需加快加氣，則要高性能壓縮機，這意味著高能耗、高噪音、高投資及高運行費用，而LNG的加注時間和常規(guī)燃料差不多；v（5）LNG汽車燃料供給系統(tǒng)示意圖1-安全閥 2-壓力表3-液位計 4-LNG儲罐5-壓力控制閥 6-球閥7-充液閥 8-電磁閥9-蒸發(fā)器及兩級減壓器 10-加熱水管 12-混合器13-化油器 14-自增壓器11-發(fā)動機v 當(dāng)發(fā)動機運行時，LNG在儲罐中氣液共存，正常工作壓力不低于0.2MPa，當(dāng)罐內(nèi)壓力低于0.2MPa時，壓力控制閥開啟，自增壓器工作，將一部分氣態(tài)天然氣充入儲罐，使罐內(nèi)達(dá)到工作壓力。當(dāng)發(fā)動機停

12、運時，隨著熱量的不斷吸入，LNG不斷地被氣化，當(dāng)儲罐的壓力高于0.6MPa時，安全閥打開，迅速放出部分氣態(tài)天然氣，保證儲罐不受破壞。v 使用時從罐內(nèi)流出的LNG經(jīng)過氣化器吸收發(fā)動機冷卻水廢氣熱量而氣化，并使其溫度升高，然后經(jīng)過兩級減壓，經(jīng)管路輸送到混合器，并與空氣混合進(jìn)入發(fā)動機v（1）常規(guī)蒸汽發(fā)電 利用天然氣在鍋爐中燃燒，產(chǎn)生高溫高壓蒸汽推動蒸汽輪機，從而帶動發(fā)電機發(fā)電。這種發(fā)電熱效率低只有38%左右，目前已很少使用；v（2）燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電 利用天然氣在燃?xì)廨啓C中直接燃燒做功，是燃?xì)廨啓C帶動發(fā)電機發(fā)電。再利用燃?xì)廨啓C產(chǎn)生的高溫尾氣，通過余熱鍋爐產(chǎn)生高溫高壓蒸汽推動蒸汽輪機，然后帶動發(fā)電

13、機發(fā)電，此時為雙循環(huán)，即聯(lián)合循環(huán)發(fā)電。v 天然氣在發(fā)達(dá)國家的能源結(jié)構(gòu)中占25%以上，而且呈不斷增長的趨勢。v 我國上海LNG調(diào)峰站于1999年建成投產(chǎn)；中國首家LNG廠于2001年9月在中原油田投產(chǎn)。深圳市大鵬LNG項目是我國第一個LNG進(jìn)口項目，LNG來自澳大利亞。該項目由LNG接收站和輸氣干線項目、LNG運輸項目、燃?xì)怆姀S項目、城市燃?xì)夤芫W(wǎng)項目以及等多個項目組成的系統(tǒng)工程。v廣東珠海液化天然氣項目v 該項目是中國海洋石油總公司利用南海番禺氣田天然氣作資源，建設(shè)的第一套天然氣液化裝置試點工程，位于廣東省珠海市橫琴島，緊鄰中海石油(中國)有限公司珠海終端天然氣處理廠，液化能力約2億立方米/年，

14、LNG產(chǎn)量約14萬噸/年。現(xiàn)在已經(jīng)投產(chǎn)，產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入深圳城市燃?xì)夤芫W(wǎng) v1、LNG存在的危害v LNG存在沸騰與翻滾、低溫凍傷、泄漏、低溫麻醉等危害。v2、LNG蒸汽主要危害v LNG蒸汽不僅可使人窒息，一旦遇火將發(fā)生爆炸，其危害則是災(zāi)難性的。如儲罐超壓破裂、火災(zāi)、冷爆炸。v3、防止LNG泄漏引發(fā)重大事故的措施v 在儲罐周圍建設(shè)圍堰；建設(shè)消防系統(tǒng)；配備消防器材；穿戴好防低溫、防窒息的防護(hù)用品等。v液化天然氣（LNG）生產(chǎn)、儲存和裝運GB/T20368-2006v液化天然氣（LNG）車用燃料系統(tǒng)規(guī)范NFPA57v石油化工靜電接地設(shè)計規(guī)范SH3097-2000v設(shè)備及管道保冷設(shè)計導(dǎo)則GB/T15586-95v設(shè)備及管道絕熱工程設(shè)計規(guī)范GB50246-97v城鎮(zhèn)燃?xì)廨斉涔こ淌┕ぜ膀炇找?guī)范CJJ33-2005v工業(yè)金屬管道工程施工及驗收評定標(biāo)準(zhǔn)GB50184-93v工業(yè)金屬管道工程施工及驗收規(guī)范GB20235-97v現(xiàn)場設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗收規(guī)范GB50236-98v石油化工劇毒、可燃介質(zhì)管道工程施工及驗收規(guī)范SH/T3501-2002v石油天然氣站內(nèi)工藝管道工程施工及驗收規(guī)范SH/T0402-2002v目前，國內(nèi)外天然氣的需求空前增長，但天然氣資源與用戶分布很不均衡。世界上已探明的天然氣儲量大多位于俄羅斯境內(nèi)的西伯利亞和波斯灣，中國的天然氣資源則多分