LNG基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)資料

LNG基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)資料1．1天然氣物理特性天然氣是蘊(yùn)藏在地下巖層孔隙或者裂縫的可燃?xì)怏w。就其產(chǎn)狀分析，有游離態(tài)、溶解態(tài)（溶于原油和水中）、吸附態(tài)和固態(tài)氣水合物四種類型。從分布特點(diǎn)又可分為聚集型和分散型兩類。天然氣主要成分為甲烷（CH4），并含有重?zé)N（C2—C5）氣。其中非烴氣以氮?dú)猓∟2）、二氧化碳（CO2）、硫化氫（H2S）氣較為常見。另外，天然氣中還含有一氧化碳（CO）、二氧化硫（SO2）等氣體。天然氣與空氣混合濃度在5～15％時(shí)遇明火或大于天然氣燃點(diǎn)650℃時(shí)即燃燒，是易燃易爆性氣體。天然氣在常壓絕對(duì)溫度111K(-162℃)液化，即變?yōu)橐夯烊粴?LNG)，液化后體積縮小到1／600左右，液化天然氣升溫氣化后即為普通天然氣。天然氣性質(zhì)：臨界溫度為－82.3℃，臨界壓力為4.49MPa。著火點(diǎn)為650℃。液態(tài)密度為0.425T/m3，標(biāo)態(tài)下氣態(tài)密度約為0.7kg/Nm3（15℃）。氣態(tài)熱值約37000kJ/m3，液態(tài)熱值約50000kJ/kg。爆炸范圍：上限為15%，下限為5%。華白指數(shù)(W)：44.94MJ/Nm3。華白指數(shù)是衡量熱負(fù)荷大小的特性指數(shù)，兩種不同燃?xì)?，只要華白指數(shù)相近，其所用的燃具就可以通用（互換）?？山朴?jì)算：華白指數(shù)＝燃?xì)飧邿嶂?燃?xì)庀鄬?duì)密度(空氣=1)/2燃燒勢(shì)(CP)：45.18。燃燒勢(shì)是反應(yīng)燃?xì)馊紵隣顟B(tài)的特性參數(shù)。天然氣無(wú)毒無(wú)味但是窒息性氣體，當(dāng)空氣中有大量天然氣時(shí)，人體將由于患缺氧癥而感到惡心或暈眩。與其它石化燃料相比，天然氣燃燒時(shí)僅排放少量的二氧化碳粉塵和極微量的一氧化碳、碳?xì)浠衔铩⒌趸?。例如，產(chǎn)生同等熱量，天然氣燃燒所釋放出來(lái)的有害物質(zhì)只是煤的20%，CO2的釋放量比煤低50%。因此，天然氣是一種清潔的能源。表1－1廣東引進(jìn)天然氣成分說(shuō)明貧氣富氣組分，摩爾百分比mol%mol%氮1.260.18甲烷96.3389.55乙烷1.935.63丙烷0.333.23I-丁烷0.070.76n-丁烷0.080.65l總計(jì)100.00100.00分子量16.6218.35壓縮系數(shù)Z0.8110.741密度（kg/m3）80.096.6粘度（cP）0.0130.014高熱值，百萬(wàn)Btu/噸51.6951.60 注：1英熱單位（Btu）＝1055.06焦耳（J）表1－2天然氣（NG）與液化石油氣（LPG）比較：天然氣（NG、LNG）液化石油氣（LPG）組分甲烷（一般80%以上）丙烷（30%）、丁烷（70%）來(lái)源氣田、油田或煤田開采氣田、油田開采或石油煉制儲(chǔ)存壓力容器儲(chǔ)存、低溫溶劑儲(chǔ)存、天然氣液化儲(chǔ)存、天然氣水合物儲(chǔ)存、地下儲(chǔ)氣庫(kù)儲(chǔ)存壓力容器儲(chǔ)存、低溫儲(chǔ)存輸送天然氣管道或LNG槽船、槽車。液態(tài)體積為氣態(tài)時(shí)的1/600，運(yùn)輸靈活管道（氣態(tài)）或LPG槽船、槽車。液態(tài)體積為氣態(tài)時(shí)的1/250經(jīng)濟(jì)性價(jià)格便宜（比LPG低30%）且穩(wěn)定，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)價(jià)格貴且隨市場(chǎng)波動(dòng)大，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力弱、競(jìng)爭(zhēng)激烈安全性天然氣密度大約是空氣的0.7倍，比空氣輕，若泄漏，容易上升向大氣逸散，危險(xiǎn)性小LPG密度大約是空氣的1.8倍，泄漏時(shí)會(huì)集聚在居室下部，不易擴(kuò)散。因此，LPG泄漏造成爆炸、失火的危險(xiǎn)比天然氣大使用性天然氣使用中，組分保持穩(wěn)定，燃具風(fēng)氣比調(diào)定就可長(zhǎng)期不變。由于碳含量不同，在發(fā)出同等熱量下產(chǎn)生的CO2也不同。天然氣燃燒產(chǎn)生的CO2比LPG少14%，煙氣中活性烴含量也比LPG低罐裝LPG使用過(guò)程中，氣體組分會(huì)逐漸變重，后期由于重質(zhì)組分增多，或出現(xiàn)黃焰，燃燒不完全，必須調(diào)節(jié)風(fēng)門，增加空氣吸入量1．2LNG的產(chǎn)業(yè)鏈天然氣從氣田開采出來(lái)，要經(jīng)過(guò)處理、液化、航運(yùn)、接收和再氣化等幾個(gè)環(huán)節(jié)，最終送至終端用戶。液化過(guò)程能凈化天然氣，除去其中的氧氣、二氧化碳、硫化物和水。這個(gè)處理過(guò)程能夠使天然氣中甲烷的純度達(dá)80%以上。圖2－1LNG產(chǎn)業(yè)鏈預(yù)處理天然氣經(jīng)預(yù)處理，脫除重質(zhì)烴、硫化物、CO2、水等雜質(zhì)后，在常壓下深冷到-162℃液化即制成液化天然氣（LiquefiedNaturalGas，縮寫為L(zhǎng)NG）。液化天然氣的生產(chǎn)流程：圖2－2天然氣液化過(guò)程原料天然氣進(jìn)入裝置后，首先進(jìn)入原料分液罐除去原料氣中的液體，然后進(jìn)入過(guò)濾器，過(guò)濾掉粒徑大的液體和固體。過(guò)濾后的天然氣進(jìn)入脫CO2設(shè)備，用一乙醇胺(MEA)法脫除CO2；脫CO2后的天然氣用分子篩進(jìn)行脫水處理。預(yù)處理流程中有兩臺(tái)干燥器切換使用，其中一臺(tái)干燥，另一臺(tái)再生。凈化后的天然氣，首先利用丙烷制冷循環(huán)提供的冷量冷卻天然氣。然后進(jìn)行節(jié)流降溫，產(chǎn)生的氣相經(jīng)乙烯換熱器和中壓LNG換熱器冷卻，再經(jīng)節(jié)流降溫，產(chǎn)生的液相進(jìn)一步冷卻及節(jié)流后進(jìn)入儲(chǔ)罐儲(chǔ)存。LNG特性：以液態(tài)的形式存在，其體積僅為氣態(tài)時(shí)的1/600，重量?jī)H為同體積水的45%左右，運(yùn)輸靈活；與管道天然氣相比，LNG成分更純。危險(xiǎn)性：極低溫度，易造成凍傷；少量液體能氣化成大量氣體，可燃。天然氣的運(yùn)輸LNG的運(yùn)輸設(shè)備主要是LNG船和LNG槽車。LNG船：LNG船是載運(yùn)大宗LNG貨物的專用船舶。目前標(biāo)準(zhǔn)載荷量在13～15萬(wàn)m3之間。一般船齡為25～30年。圖2－3LNG運(yùn)輸船LNG的儲(chǔ)罐是獨(dú)立于船體的特殊構(gòu)造，儲(chǔ)罐的形式對(duì)LNG運(yùn)輸?shù)脑O(shè)計(jì)影響很大。當(dāng)今世界LNG運(yùn)輸船的儲(chǔ)罐形式有自撐式和薄膜式兩種。薄膜型LNG船是法國(guó)GTT公司的技術(shù)，在船型性能方面要優(yōu)于MOSS型LNG船。LNG槽車：由LNG接收站或工業(yè)性液化裝置儲(chǔ)存的LNG，一般由LNG槽車運(yùn)到各地，供以民用或工業(yè)用氣。LNG載運(yùn)狀態(tài)一般是常壓，其溫度為112K的低溫。LNG又是易燃、易爆的介質(zhì)，載運(yùn)中的安全可靠是至關(guān)重要的。目前，由于我國(guó)LNG從生產(chǎn)地運(yùn)往使用地是用槽車方式運(yùn)輸?shù)?，所以目前已有四川和江蘇的制造商試制并生產(chǎn)了LNG槽車，均為半掛式運(yùn)輸槽車，有27m3、40m3、60m3幾種規(guī)格的LNG運(yùn)輸槽車。圖2－4LNG槽車液化天然氣接收終端（以廣東大鵬LNG接收站為例）（1）港口工程港口工程是廣東LNG站線項(xiàng)目的組成部分，是LNG接收站的配套工程。用于LNG運(yùn)輸船的靠泊，以便接卸從國(guó)外運(yùn)來(lái)的LNG，這是我國(guó)第一個(gè)LNG碼頭。工程包括：LNG泊位、重件碼頭、LNG泊位接岸棧橋、LNG接收站護(hù)岸、LNG接收站海水取水口、LNG泊位的航道、錨地、導(dǎo)助航設(shè)施等。（2）接收站接收站是LNG站線項(xiàng)目的主體部分。接收站的功能是接卸由LNG遠(yuǎn)洋運(yùn)輸船卸下的LNG，在LNG儲(chǔ)罐內(nèi)儲(chǔ)存并進(jìn)行氣化，氣化后的燃?xì)馑腿肴細(xì)廨敋飧删€及通過(guò)海底管道送至香港用戶。1）接收站的工藝部分主要由LNG卸料、LNG儲(chǔ)存、BOG（BoilOffGas）回收（BOG是儲(chǔ)罐的蒸發(fā)氣體，儲(chǔ)罐的日蒸發(fā)率一般為0.3%，這部分氣化了的氣體如不按時(shí)排出，會(huì)使儲(chǔ)罐上部氣相空間的壓力升高）、LNG輸送、氣化、燃?xì)馑统觥⒒鹁婕叭剂蠚庀到y(tǒng)組成。接收站輸氣干線出口接點(diǎn)壓力為9.0Mpa，輸出的天然氣最低溫度為0℃，不添加臭味劑，不進(jìn)行熱值調(diào)整。2）接收站工藝流程：LNG運(yùn)輸船到達(dá)碼頭停泊后，LNG通過(guò)運(yùn)輸船上的輸送泵，經(jīng)過(guò)卸料臂匯集到總管，再輸送至LNG貯罐中。LNG貯罐中的低壓輸送泵將LNG輸送到再冷凝器，從再冷凝器出來(lái)的LNG直接進(jìn)入LNG高壓輸送泵，加壓到9.2Mpa再輸