液化天然气技术

1、v1、什么是液化天然气？v 天然气在常压下，当冷却至约-162时，则由气态变成液态，称为液化天然气（英文 Liquefied Natural Gas, 简称LNG）。天然气在液化过程中进一步得到净化，甲烷纯度更高，不含二氧化碳，硫化物，无色、无味、无毒且无腐蚀性。液化天然气的体积约为同量气态天然气体积的1/600，大大方便存储和运输。液化天然气比水轻，重量仅为同体积水的45%。vLNG的主要成份为甲烷，化学名称为CH4，还有少量的乙烷C2H6、丙烷C3H8以及氮N2等其他成份组成。临界温度为-82.3，临界压力为45.8kg/cm2。沸点为-162.5，熔点为-182，着火点为650。液态密度

2、为0.425T/m3，气态密度为0.718kg/Nm3气态热值9100Kcal/m3，液态热值12000Kcal/kg爆炸范围：上限为15%，下限为5%。华白指数(W)44.94MJ/Nm3。燃烧势(CP)45.18。 vLNG的优点表现在以下几个方面v（1）安全可靠 LNG的燃点比汽油高230，比柴油更高；LNG爆炸极限比汽油高2.5-4.7倍；LNG相对密度为0.47左右，汽油为0.7左右，比空气轻，即使稍有泄漏，也将迅速挥发扩散，不至于自燃爆炸或形成遇火爆炸的极限浓度。因此，LNG是一种安全的能源。v（2）清洁环保 根据取样分析对比，LNG作为汽车燃料 ，比汽油、柴油的综合排放量降低85

3、%左右，其中CO排放减少97%，HC减少70-80%，vNOX减少30-40%，CO2减少90%，微粒排放减少40%，噪音减少40%，而且无铅、苯等致癌物质，基本不含硫化物，环保性能非常优越。因此，LNG是一种洁净的能源。v（3）经济高效 LNG液化后体积大约缩小为气态天然气的1/625，其储存成本大约是气态天然气的1/7-1/6，投资省、占地少、储存效率高。此外，LNG携带的冷量可以部分回收利用。v（4）灵活方便 不仅比地下输气管道节省投资，而且方便可靠、风险性小、适应性强。v由于LNG有利于生态环境保护，尤其是在工业中心和人口稠密地区，使用LNG更具优越性，目前世界上环保先进的国家都在推广

4、使用LNG。v（1）解决边远地区的能源供应 LNG可以通过地面或水上运输工具运输到远离天然气田的边远能源消费地，取代地下远距离管道输送，节省大量管线及站场建设的投资。v（2）解决边远气田的开发或天然气回收 ，v（3）利用LNG作天然气调峰。v（4）LNG冷量的回收 LNG在常温下携带有大约836J/kg的冷量，这些冷量可以回收，回收率在50%以上。v（5）用作燃料 家庭、工厂发电、各种运输车辆等。v（6）化工原料。v1、储罐内涡旋产生的原因及后果v在出现液体温度或密度分层的低温容器中，底部液体由于漏热而形成过热，在一定条件下迅速到达表面并产生大量蒸汽的过程。通常出现在多组分液化气体中。v 涡旋

5、易引起储罐内过热的LNG大量蒸发而导致事故的发生。v由于LNG涡旋是由分层引起的，因此防止分层就可以防止涡旋：v（1）不同产地、不同气源的LNG分开储存，这样可以避免因密度差而引起的分层；v（2）密度相近时，宜选择底部充注；v（3）轻质充入重质选择底部充注；v（4）重质充入轻质选择顶部充注；v（5）用泵将液体从底至顶循环；v（6）保持LNG的含氮量低于1%。v（1）强度要求 储罐材料应具有满足常温至-162温度范围内的强度要求，且罐体应当在各种情况下无渗漏、无破损。v（2）耐低温深冷性能要求 与LNG储罐相关的设备或设施包括储罐、管道，阀门管件等必须具备可靠的耐低温深冷性能。v（3）绝热性能要

6、求 储罐材料应具有良好的绝热保冷性能，绝热材料必须是热的不良导体和良好的稳定性，在-162温度下部发生脆裂。v（4）施工质量要求高，能确保储罐的安全。v（1）储罐安全措施 在储罐液相管上设紧急切断阀，以便在装置发生意外时切断储罐与外界的连通，防止储罐内的LNG泄漏。储罐内罐设置安全阀，外罐设泄压设施。v（2）管道安全措施 在液相管道的两个切断阀之间设置安全阀，一旦两个切断阀关闭，管道内的液体气化时，安全阀自动起跳，以防超压造成事故。气相总管上设置紧急放空装置，一旦有误操作或设备超压，安全阀自动起跳，以保护设备及管路安全。v（3）泄漏处置措施 设置围堰（防护墙、防护提）v（4）安全放散。v目前，

7、我国LNG储存的设备主要有真空绝热和普通堆积绝热储罐两种。前者容积较小一般小于150m3，最常使用的是50m3和100m3储罐真空绝热储罐。内罐材料为0Cr18Ni9，外罐材料16MnR。夹层充填珠光砂并抽真空。盐田港采用的是高真空多层缠绕式绝热形式，技术比前者更先进一步。v1、LNG管道绝热材料的种类v（1）改性聚氨酯泡沫塑料PUH、PUB；v（2）水发泡玻璃纤维增强聚氨酯泡沫塑料PEF；v（3）真空夹套型绝热结构。v2、管道预冷前的准备工作v（1）检查所有阀门确认处于关闭状态；v（2）确认放空系统盲板已经拆除，放空系统畅通；v（3）打开所有安全阀根部阀、降压调节阀前后阀以及储罐气相放空根部

8、阀；v（4）自动保护系统测试完好全部投用，氮气系统投用，紧急切断阀全部打开；v（5）压力表根部阀、储罐液位计根部阀、气液平衡阀全部打开；v（6）预冷材料物资准备好 液氮，便携式测温仪，便携式可燃气体报警仪，铜制工具，卸车接头，工作服，工作鞋，防冻手套，记录表格等。v（1）在操作中特别注意阀门关闭顺序，严禁出现低温液体被封闭的状况；v（2）注意观察储罐和管道压力上升情况；注意观察安全阀后是否存在结霜情况；v（3）检查管道和管托支撑变化；v（4）管道、管件、法兰有无裂纹；v（5）是否有泄漏；v（6）保温材料，保温真空管使用情况等。v1、LNG装卸作业有哪些安全要求v（1）LNG装卸作业必须由具有资

9、质认证的操作人员负责操作；v（2）装卸区内禁止一切火源、火种，同时应设有“禁止烟火”警示牌；v（3）制定切实可行的安全操作规程，严格按照操作规程进行作业；v（4）按制定位置停好LNG槽车，手动制动到位，将槽车息火，放好固定车墩；v（5）连接好静电连接线，严禁其他车辆入内；v（6）卸车过程作业人员不得擅自离开作业现场，时刻观察槽车和储罐压力及液位的变化；v（7）下列情况不得从事卸车作业：v雷雨天气。v附近有明火。v站内发生泄漏。vLNG储罐压力异常。v其他不允许卸车的情况。v2、LNG槽车应具有的安全措施v（1）紧急切断控制 通过部分阀门可在操作箱内或汽车底盘前部实施气动控制；v（2）易熔塞 易

10、熔塞维伍德合金制造，其熔融温度70左右；v（3）阻火器 安装在放散管路上；v（4）导静电接地与灭火装置。v1、LNG在城市燃气管网的应用v（1）用作城市燃气管网的高峰负荷和事故调峰；v（2）用作大中城市燃气管网供气的主要气源；v（3）用作LNG小区气化的气源。v2、LNG在汽车上的应用vLNG用作汽车燃料，主要有以下优点：v（1）行程远 1kg 的LNG可以代替1.25kg的柴油；v（2）性价比高 与CNG和LPG相比，LNG不仅具有储存能量大、压力低、噪音小、清洁、环保等优势，而且具有良好的使用性能（抗暴、稳定性强，燃烧热值高）和相对便宜的优点，因此LNG汽车燃料的性能与价格比高； v（3）

11、LNG冷量可以回收，可取代汽车空调；v（4）加注方便 CNG加气时间长，如需加快加气，则要高性能压缩机，这意味着高能耗、高噪音、高投资及高运行费用，而LNG的加注时间和常规燃料差不多；v（5）LNG汽车燃料供给系统示意图1-安全阀 2-压力表3-液位计 4-LNG储罐5-压力控制阀 6-球阀7-充液阀 8-电磁阀9-蒸发器及两级减压器 10-加热水管 12-混合器13-化油器 14-自增压器11-发动机v 当发动机运行时，LNG在储罐中气液共存，正常工作压力不低于0.2MPa，当罐内压力低于0.2MPa时，压力控制阀开启，自增压器工作，将一部分气态天然气充入储罐，使罐内达到工作压力。当发动机停

12、运时，随着热量的不断吸入，LNG不断地被气化，当储罐的压力高于0.6MPa时，安全阀打开，迅速放出部分气态天然气，保证储罐不受破坏。v 使用时从罐内流出的LNG经过气化器吸收发动机冷却水废气热量而气化，并使其温度升高，然后经过两级减压，经管路输送到混合器，并与空气混合进入发动机v（1）常规蒸汽发电 利用天然气在锅炉中燃烧，产生高温高压蒸汽推动蒸汽轮机，从而带动发电机发电。这种发电热效率低只有38%左右，目前已很少使用；v（2）燃气-蒸汽联合循环发电 利用天然气在燃气轮机中直接燃烧做功，是燃气轮机带动发电机发电。再利用燃气轮机产生的高温尾气，通过余热锅炉产生高温高压蒸汽推动蒸汽轮机，然后带动发电

13、机发电，此时为双循环，即联合循环发电。v 天然气在发达国家的能源结构中占25%以上，而且呈不断增长的趋势。v 我国上海LNG调峰站于1999年建成投产；中国首家LNG厂于2001年9月在中原油田投产。深圳市大鹏LNG项目是我国第一个LNG进口项目，LNG来自澳大利亚。该项目由LNG接收站和输气干线项目、LNG运输项目、燃气电厂项目、城市燃气管网项目以及等多个项目组成的系统工程。v广东珠海液化天然气项目v 该项目是中国海洋石油总公司利用南海番禺气田天然气作资源，建设的第一套天然气液化装置试点工程，位于广东省珠海市横琴岛，紧邻中海石油(中国)有限公司珠海终端天然气处理厂，液化能力约2亿立方米/年，

14、LNG产量约14万吨/年。现在已经投产，产品已经进入深圳城市燃气管网 v1、LNG存在的危害v LNG存在沸腾与翻滚、低温冻伤、泄漏、低温麻醉等危害。v2、LNG蒸汽主要危害v LNG蒸汽不仅可使人窒息，一旦遇火将发生爆炸，其危害则是灾难性的。如储罐超压破裂、火灾、冷爆炸。v3、防止LNG泄漏引发重大事故的措施v 在储罐周围建设围堰；建设消防系统；配备消防器材；穿戴好防低温、防窒息的防护用品等。v液化天然气（LNG）生产、储存和装运GB/T20368-2006v液化天然气（LNG）车用燃料系统规范NFPA57v石油化工静电接地设计规范SH3097-2000v设备及管道保冷设计导则GB/T15586-95v设备及管道绝热工程设计规范GB50246-97v城镇燃气输配工程施工及验收规范CJJ33-2005v工业金属管道工程施工及验收评定标准GB50184-93v工业金属管道工程施工及验收规范GB20235-97v现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范GB50236-98v石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范SH/T3501-2002v石油天然气站内工艺管道工程施工及验收规范SH/T0402-2002v目前，国内外天然气的需求空前增长，但天然气资源与用户分布很不均衡。世界上已探明的天然气储量大多位于俄罗斯境内的西伯利亚和波斯湾，中国的天然气资源则多分