燃气输配第13章

1、(LIguefied Natural Gas)第十三章 液化天然气供应 1、液化天然气生产 2、液化天然气储运 3、液化天然气接收站 4、液化天然气气化站 5、液化天然气汽车加气站第十三章 液化天然气供应 液化天然气是将天然气经过预处理，脱除重质烃、硫化物、二氧化碳和水等杂质后，在常压下深冷到-162液化得到的产品。 液化后的液态天然气体积仅为气态天然气体积的1/625，主要特点为低温、杂质少、气态液态体积比大。第十三章 液化天然气供应 LNG主要供应链第一节 液化天然气生产 LNG生产工艺主要包括天然气预处理和液化。 预处理：将天然气中水分、硫化氢、二氧化碳、重烃、汞等杂质脱除，以免杂质腐蚀

2、或冻结阻塞管道和设备。 液化：采用外部冷源或膨胀制冷工艺，将天然气加工为-162的低温液体。 液化工艺：阶式循环制冷、混合制冷和膨胀制冷。第一节 液化天然气生产 LNG主要生产过程： 气态天然气 净化处理 压缩升温冷凝分离 节流膨胀降温 液化天然气 天然气液化装置有基本负荷型净化装置和调峰型净化装置。一、天然气预处理 1、脱水（冷却法、吸收法、吸附法） 2、脱酸性气体（醇胺法、热钾碱法、砜胺法） 3、脱烃二、天然气液化工艺流程 1、阶式循环制冷 级联式液化流程也被称为阶式液化流程、复叠式液化梳程或串联液化流程。主要应用基本负荷型天然气液化装置。 级联式液化流程中较低温度级的循环，将热量转移给相

3、邻的较高温度级的循环。 第一级丙烷制冷循环为天然气、乙烯和甲烷提供冷量；第二级乙烯制冷循为天然气、甲烷提供冷量；第三级甲烷制冷循环为天然气提供冷量。1、阶式循环制冷一级联式液化流程示意图 能耗低；制冷剂为纯物质，无配比问题；技术成熟操作稳定。 机组多，流程复杂，初投资大，附属设备多，管道与控制系统复杂，维护不便。1、阶式循环制冷标准阶式制冷循环天然气液化流程图（美国阿拉斯克乃依工厂、阿尔及利亚的阿尔泽GL4工厂）二、天然气液化工艺流程 2、混合制冷流程 混合制冷剂液化流程有闭式、开式、带预冷的混合制冷剂三种流程型式。 混合制冷剂液化流程流程特点 机组设备少、流程简单、投资省（比阶式省15%20

4、%)，管理方便； 能耗较高（比阶式高10%20%) 、冷剂合理配比较为困难。2、混合制冷流程 闭式混合制冷剂液化流程中，制冷剂循环与天然气液化过程分开，自成一个独立的制冷循环。 制冷剂：由N2、CH4、C2H5、C3H8、C4H10、C5H12组成。2、混合制冷流程 开式混合制冷剂液化流程中，天然气即是制冷剂又是需液化的对象。 制冷剂由液化的天然气混合物组成，制冷剂组成难于控制。2、混合制冷流程带预冷混合制冷剂液化流程是在MRC工艺基础上经过改进、开发的液化工艺；预冷方式有氨、丙烷、混合工质等，其中带丙烷预冷的MRC工艺应用较多。具有流程简单、效率高、运行费用低、适应性强等优点。是目前最为合理

5、的液化工艺。2、混合制冷流程二、天然气液化工艺流程 3、膨胀制冷 具有流程简单、调节灵活、易操作、维护方便等优点； 送入装量的气流须深部深度干燥；回流压力低，换热面积大，受低压用户多少的限制；液化率低。 带膨胀机的液化流程比较简单，投资适中，特别适用于液化能力较小的调峰型装置。3、膨胀制冷天然气膨胀液化流程1-脱水器；2-脱CO2塔； 3-水冷却器；4-返回气压缩机；5、6、7-换热器；8-过冷器；9-储槽；10-膨胀机；11-压缩机三、液化天然气性质 液化天然气的组分取决于原料天然气和生产工艺。其主要组分为甲烷、还有少量的乙烷、丙烷、氮。三、液化天然气性质第二节 液化天然气储运 在液化天然气

6、（LNG）工业链中，LNG的储存和运输是两个重要环节； LNG储存：储罐或储槽； LNG运输：LNG槽船或LNG槽车； LNG的储存温度很低，对其储存设备和运输工具就提出安全可靠、高效的严格要求。1. LNG储存 由于LNG具有可燃性和超低温性，对LNG储罐有很高的要求。 LNG储罐在常压下储存，罐内压力为3.417.2kPa，储罐的蒸发量一般0.04%0.2%。 按储罐的容量分类：（小、中、大）型储罐、（大、特大）型储槽 按罐的材料分类：双金属罐、预应力混凝土储槽、薄膜罐 按储罐压力分类：压力储罐、常压储罐 按围护结构的隔热方式分类：真空粉末隔热、正压堆积隔热、高真空多层隔热2、LNG储罐（

7、槽）结构 目前世界上应用较普遍的，以金属材质地面圆柱状双层壁的储罐为主。 内罐材质大都采用9%镍钢、珠光体不锈或铝合金；外罐材料一般为碳钢，绝热材料采用珠光砂、聚氨酯泡沫塑料、聚苯乙烯泡沫塑料、玻璃纤维等。2、LNG储罐（槽）结构预应力混凝土储罐2、LNG储罐（槽）结构地下LNG储罐3、LNG运输 1、海上运输 LNG船根据LNG货舱分为三种形式，MOSS型（球形舱）、GTT型（薄膜舱）、SPB型（棱形舱）。 LNG运输状态为低温常压，温度为-162. LNG船在运输过程中需要保证货舱的隔热性能，以降低LNG的气化率，减少LNG的损耗，液舱蒸发率一般0.2%d.3、LNG运输 2.陆上运输 L

8、NG槽车有半挂式运输槽车和集装箱式槽车两种形式。 LNG槽车的隔热方式 真空粉末隔热 真空纤维隔热 高真空多层隔热 LNG槽车有两种输液方式：压力输送(自增压输液)和泵送液体。3、LNG运输半挂式LNG运输车第三节 液化天然气接收站 LNG接收站的主要功能是接收、储存、再气化液化天然气，为区域管网用户稳定供气。LNG接收站除了气化LNG供应区域管网用户，另外也提供LNG给管网达不到的中小城镇气化站、小区瓶组站等。1、LNG卸船系统 接收站的卸船系统包括专用码头、卸料臂、蒸发气返回臂和管路等。 CNG专用码头的特点是接收品种单一、数量多、船型大。码头上除设有大型运输船靠泊、停泊设施外，LNG码头

9、的专用设备是卸料臂。卸船操作在操作员的监控下进行，重点是控制系统压力。卸料臂通过液压系统操作。LNG运输船到达卸船码头后，通过运输船上的输送泵，经过多台卸料臂分别通过支管汇集到总管，并通过总管输送到LNG储罐中。LNG进入储罐后置换出的蒸发气，通过一根返回气管道，经气相返回臂，送到运输船的LNG储舱中，以保持系统的压力平衡。 在卸船操作初期，采用较小的卸船流量来冷却卸料臂及辅助设施，以避免产生较多的蒸发气，导致蒸发气处理系统超负荷而排放到火炬。当冷却完成后，再逐渐增加流量到设计值。 卸船作业完成后，使用氮气将残留在卸料臂中的LNG吹扫干净，并准备进行循环操作。，从各卸料支管中排除的LNG进入码

10、头上设置的收集罐，并通过收集罐加热器将排除的LNG气化后经气体返回管线送到蒸发气总管。 在无卸船期间，通过一根从低压输出总管来的循环管线以小流量LNG经卸料总管循环返回再冷凝器，以保持LNG卸料总管处于冷备用状态。2、LNG储存系统 LNG储存系统由低温储槽、附属管线及控制仪表组成。低温储槽内的液体在储存过程中，由于外部少量热量的传入，会使一部分低温液体气化，储槽的日蒸发率约为0.06%0.08%。一般接收站至少应有2个等容积的储槽。3、LNG气化外输系统 LNG需要通过换热器将其气化为气态天然气，通过管道输送到城镇用户。 LNG接收站的气化外输系统包括LNG输送泵、气化器及调压计量设施。 L

11、NG气化器按加热方式不同分为空气加热型气化器、水加热型气化器、蒸汽加热型气化器、燃烧加热型气化器。第四节 液化天然气气化站 LNG气化站通常指具有接收LNG、储存并气化外输功能的场站。主要作为输气管线达不到或采用长输管线不经济的中小型城镇的气源，另外也可作为城镇的调峰应急气源。一、大型LNG气化站 （一）气化站工艺流程一、大型LNG气化站 （二）气化站工艺设备 LNG气化站工艺设备主要有储罐、气化器、调压计量装置、低温泵等。 1、储罐 气化站储罐总容积按下式计算：maxmax,maxTbTdmtotGnKV一、大型LNG气化站 2、气化器 LNG气化器根据热源的不同，可分为空温式气化器和水浴式

12、气化器两种类型。水加热型汽化器原理图水加热型汽化器原理图一、大型LNG气化站 3、低温泵 LNG低温泵主要用于加压强制气化系统及灌装钢瓶，可在罐区外露天布置或设置在罐区防护墙内。LNG低温泵常采用离心泵，根据最大流量及所需压力选型。一、大型LNG气化站 （三）LNG气化站安全控制 由于LNG易燃易爆的特性，站内需配备监控及消防系统。 气化站安全报警系统需设置储罐高低液位报警、储罐超压及真空报警、低温报警、可燃气体检测报警、火焰检测报警。一、大型LNG气化站 （四）站址选择及总平面布置 1、站址选择 站址选择一方面要从城镇的总体规划和合理布局出发，另一方面也应从有利生产、方便运输、保护环境着眼。一、大型LNG气化站 2、总平面布置 LNG气化站总平面应分区布置，一般分为生产区（包括卸车区、储罐区、气化区）和生产辅助区。二、小型LNG气化站 （一）瓶组气化站 LNG瓶组气化站采用气瓶组作为储存及供气设施，主要应用于居民小区、小型工商业用户等供气。LNG瓶组气化站主要工艺设备包括LNG钢瓶、空温式气化器、B