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LNG特性介紹

LNG是英文LiquefiedNatural Gas的簡(jiǎn)稱(chēng)，即液化天然氣。它是天然氣（甲烷CH4）在經(jīng)凈化及超低溫狀態(tài)下（-162℃、一個(gè)大氣壓）冷卻液化的產(chǎn)物。液化后的天然氣其體積大大減少，約為0℃、1個(gè)大氣壓時(shí)天然氣體積的1/600，也就是說(shuō)1立方米LNG氣化后可得600立方米天然氣。無(wú)色無(wú)味，主要成份是甲烷，很少有其它雜質(zhì)，是一種非常清潔的能源。

LNG優(yōu)勢

天然氣是優(yōu)質(zhì)、高效、潔凈的能源，液化天然氣可以像石油一樣安全方便地儲存及運輸，液化天然氣技術(shù)的發(fā)展，提高了天然氣在全球的競爭性。作為“對環(huán)境友好的”能源，天然氣的地位日益上升，市場(chǎng)前景十分廣闊。目前，我國各主要大型城市如深圳、上海的汽車(chē)尾氣已經(jīng)取代工業(yè)廢氣，成為城市大氣污染的首要污染源。采用天然氣作為燃料后，將極大程度地改善市內的環(huán)境污染問(wèn)題。以L(fǎng)NG 汽車(chē)為例， LNG汽車(chē)具有尾氣排放量極低、噪聲和震動(dòng)較低等優(yōu)點(diǎn)。LNG發(fā)動(dòng)機排放的氮氧化物只有柴油發(fā)動(dòng)機排放的 25%，碳氫化合物和碳氧化合物分別只有柴油發(fā)動(dòng)機的 30%和12%，顆粒物的排放幾乎為零，并且 LNG 發(fā)動(dòng)機的聲功率只有柴油發(fā)動(dòng)機的 36%；使用LNG 做汽車(chē)燃料，其尾氣中的二氧化氮、二氧化碳含量比使用燃油燃料降低 98%和 30%，更有利于環(huán)保。

LNG主要用途

LNG作為一種清潔燃料，必將成為新世紀的主要能源之一。概括其用途，主要包括：

(1)用作城市管網(wǎng)供氣的高峰負荷和事故調峰

(2)用作大中城市管道供氣的主要氣源

(3)用作LNG小區氣化的氣源

(4)用作汽車(chē)加氣的燃料

(5)用作飛機燃料

(6)LNG的冷能利用

(7)分布式能源系統

LNG、CNG、ANG、NGH對比分析

天然氣的運輸除了液化為L(cháng)NG以外也有其他的技術(shù)方式。有人已經(jīng)構想壓縮天然氣(CNG)船，就是把天然氣壓縮到大約200大氣壓左右儲存在壓力容器中用船裝載。CNG不用液化，可省掉了液化過(guò)程耗能;但是其壓縮耗功也很大，而且高壓容器自重大，單位自重運量低因而CNG船運相對于LNG的船運是否有競爭力目前還很難說(shuō)。另外，CNG對天然氣氣源和管網(wǎng)的依賴(lài)性較強，對遠離氣源的地方使用CNG比較困難。吸附天然氣(ANG)和天然氣水合物(NGH)的運輸方式雖然都可以避開(kāi)大量耗能的深冷技術(shù)，但是吸附劑本身也有重量、也占體機此外目前還沒(méi)有解決脫附不完全的問(wèn)題。目前在NGH中每m3的水可以水合近20Om3的天然氣。但是lm，的水重1噸，而200m3的天然氣的重量才100多kg。所以NGH船運的水比天然氣重近10倍，經(jīng)濟上的合理性和技術(shù)上的成熟性還有待于進(jìn)一步的探討，暫時(shí)還是難以取代LNG運輸。

LNG汽車(chē)特別適合于城際間的中長(cháng)途客貨運輸。CNG對天然氣氣源和管網(wǎng)的依賴(lài)性較強，對遠離氣源的地方使用CNG比較困難。通?？捎?0～50m3的汽車(chē)槽車(chē)將LNG運到加氣站，不受氣源和管網(wǎng)限制。經(jīng)濟的發(fā)展催生大量的客貨運輸，也需要環(huán)保的清潔能源，這一領(lǐng)域CNG難以實(shí)施，而LNG汽車(chē)特別適合于城際間的中長(cháng)途客貨運輸。因此，LNG產(chǎn)業(yè)在這一領(lǐng)域發(fā)展有著(zhù)較為廣闊的前景，開(kāi)發(fā)中長(cháng)途客貨運輸、重型載貨汽車(chē)運輸必將影響深遠。

LNG加注站占用土地少，投資少。LNG加注站比CNG加氣站有明顯優(yōu)勢。LNG加注站占地面積小，不需要鋪設管線(xiàn)，不需大型壓縮機房，耗能比CNG加氣站小，單車(chē)加注時(shí)間短。LNG加注站的建設費用比CNG加氣站低，日售1×104m3的CNG加氣站投資需700～900萬(wàn)元，日售（3～4）×104m3的LNG加注站投資約為300～400萬(wàn)元。LNG加注站具有投資小、環(huán)保、安全的特點(diǎn)。

第一章LNG基礎知識

一、什么是LNG

二、LNG組成及性質(zhì)

三、LNG的特點(diǎn)

四、LNG的廣泛用途

五、LNG“鏈”

六、LNG項目

七、LNG安全環(huán)保性能

八、結論

一、什么是液化天然氣LNG（LiquefiedNatural Gas)?

LNG是英文Liquefied Natural Gas的簡(jiǎn)稱(chēng)，即液化天然氣。它是天然氣（甲烷CH4）在經(jīng)凈化及超低溫狀態(tài)下（-162℃、一個(gè)大氣壓）冷卻液化的產(chǎn)物。液化后的天然氣其體積大大減少，約為0℃、1個(gè)大氣壓時(shí)天然氣體積的1/600，也就是說(shuō)1立方米LNG氣化后可得600立方米天然氣。無(wú)色無(wú)味，主要成份是甲烷，很少有其它雜質(zhì)，是一種非常清潔的能源。其液體密度約426kg/m3 ,此時(shí)氣體密度約1.5 kg/m3.爆炸極限為5%-15%（體積%），燃點(diǎn)約450℃。油/氣田產(chǎn)生的天然氣經(jīng)過(guò)除液、除酸、干燥、分餾、低溫冷凝形成，體積縮小為原來(lái)的1/600。

二、LNG組成及性質(zhì)

以中原油田、新疆廣匯、深圳大鵬灣進(jìn)口LNG為例，其組成及性質(zhì)見(jiàn)下表

三、液化天然氣的特點(diǎn)

1、低溫、氣液膨脹比大、能效高易于運輸和儲存1標準立方米的天然氣熱質(zhì)約為9300千卡，1噸LNG可產(chǎn)生1350標準立方米的天然氣，可發(fā)電8300度。

2、清潔能源—LNG被認為是地球上最干凈的化石能源！LNG硫含量極低，若260萬(wàn)噸/年LNG全部用于發(fā)電與燃煤（褐煤）相比將減排SO2約45萬(wàn)噸（大體相當于福建全年的SO2排放量的2倍），將阻止酸雨趨勢的擴大。天然氣發(fā)電NOX和CO2排放量?jì)H為燃煤電廠(chǎng)的20%和50%?安全性能高—由LNG優(yōu)良的理化性質(zhì)決定的！氣化后比空氣輕，無(wú)色、無(wú)嗅、無(wú)毒。燃點(diǎn)較高：自燃溫度約為450℃；燃燒范圍較窄：5%－15%；輕于空氣、易于擴散！

LNG作為能源，其特點(diǎn)有：

1、LNG燃燒后基本上不產(chǎn)生污染。

2、LNG供應的可靠性，由整個(gè)鏈系的合同和運作得到保證。

3、LNG的安全性是通過(guò)在設計、建設及生產(chǎn)過(guò)程中，嚴格地執行

一系列國際標準的基礎上得到充分保證。LNG運行至今30年，未

發(fā)生過(guò)惡性事故。

4、LNG作為電廠(chǎng)能源發(fā)電，有利于電網(wǎng)的調峰，安全運行和優(yōu)化

以及電源結構的改善。

5、LNG作為城市能源，可以大大提高供氣的穩定性、安全性及經(jīng)

濟性。

四、LNG的廣泛用途LNG作為一種清潔燃料，必將成為新世紀的主要能源之一。概括其用途，主要包括：

(1)用作城市管網(wǎng)供氣的高峰負荷和事故調峰

(2)用作大中城市管道供氣的主要氣源

(3)用作LNG小區氣化的氣源

(4)用作汽車(chē)加氣的燃料

(5)用作飛機燃料

(6)LNG的冷能利用

(7)分布式能源系統

五、LNG“鏈”

LNG從氣田采集到用戶(hù)使用天然氣，是一條相互聯(lián)接，相互約束的生產(chǎn)供需鏈。每個(gè)供需環(huán)節緊密銜接，互相制約，并以嚴格的合同予以保證。

六、LNG項目

LNG項目一般應包括下列的生產(chǎn)環(huán)節：

1、天然氣生產(chǎn)

為上游氣田的勘探，開(kāi)采、集輸以及氣體的脫水，脫烴、并把天然氣輸送到液化工廠(chǎng)去

2、天然氣液化

在天然氣液化廠(chǎng)內將天然氣進(jìn)行凈化，液化和儲存。

液化冷凍工藝通常采用以乙烷，丙烷及混合冷凍劑作為循環(huán)介質(zhì)的壓縮循環(huán)冷凍法。

3、LNG運輸

我國目前現有LNG運輸均采用汽車(chē)槽車(chē)。單輛槽車(chē)最大LNG水容積37m3，LNG運輸能力22000 Nm3氣態(tài)天然氣，槽車(chē)設計壓力0.8MPa，運行壓力0.3MPa。正常平均行駛速度60km/h。整個(gè)運輸過(guò)程安全、穩定。經(jīng)跟車(chē)實(shí)測，運行中LNG槽車(chē)內的壓力基本不變，短時(shí)停車(chē)上漲0.02MPa左右，途中安全閥無(wú)放散現象，LNG幾乎無(wú)損失。

4、LNG場(chǎng)站 
1）LNG儲罐：LNG貯罐（低溫貯罐）是LNG的貯藏設備

LNG貯罐的特殊性： 
大容量的LNG貯罐，由于是在超低溫的狀態(tài)下工作（-162℃），因此與其他石油化工貯罐相比具有其特殊性。同時(shí)在運行中由于貯藏的LNG處于沸騰狀態(tài)，當外部熱量侵入時(shí)，或由于充裝時(shí)的沖擊、大氣壓的變化，都將使貯存的LNG持續氣化成為氣體，為此運行中必須考慮貯罐內壓力的控制、氣化氣體的抽出、處理及制冷保冷等。 
此外，LNG貯罐的安全閥、液面計、溫度計、進(jìn)出口管的伸縮接頭等附屬件也必須要耐低溫。貯罐的安全裝置在低溫、低壓下，也必須能可靠的起動(dòng)。 

LNG儲罐是氣化站中的關(guān)鍵設備，其絕熱性及密封性的好壞直接影響到LNG的蒸發(fā)和泄漏速度，即LNG的損耗速度和使用率。儲罐的性能參數主要有真空度、漏率、靜態(tài)蒸發(fā)率。作為低溫容器，LNG儲罐必須滿(mǎn)足國家及行業(yè)標準中的相關(guān)技術(shù)要求。儲罐的真空封結度反映儲罐的真空性，但真空度隨時(shí)間推移而降低；儲罐的漏率影響儲罐真空壽命，即儲罐真空度的變化速度；靜態(tài)蒸發(fā)率則能夠較為直觀(guān)的反映儲罐在使用時(shí)的保冷性能。以一臺50m3儲罐為例說(shuō)明：

（1）漏率1x10-9Pa.m3/s。 

（2）靜態(tài)蒸發(fā)率0.3%/d。一臺50m3的LNG儲罐裝滿(mǎn)LNG時(shí)，在不使用的情況下，完全蒸發(fā)需要近一年的時(shí)間。

靜態(tài)蒸發(fā)率可以通過(guò)實(shí)驗的方法測得，也可以通過(guò)實(shí)際運行中數據的分析計算得到。

2）LNG的氣化

LNG氣化為吸熱過(guò)程，根據熱媒的不同，有海水、空溫、水浴等氣化方式。目前國內LNG氣化站都采用空溫式和水浴式結合的二級氣化方式?？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，通常采用翅片的形式。

換熱器的規格主要決定于應急氣源小時(shí)燃氣流量，單臺氣化能力最高可達3200立方米/小時(shí)（實(shí)際最大氣化能力可達3840立方米/小時(shí)），。氣化站中的儲罐增壓器、BOG加熱器、EAG加熱器等設備也采用空溫式換熱器。

3）LNG的預冷與進(jìn)液

LNG氣化站設備、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)行低溫預冷，經(jīng)過(guò)預冷檢驗調試合格后方可接收LNG，其過(guò)程也是對設備及工程的檢驗。通常采用液氮作為預冷介質(zhì)。氣化站內的主要設備有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儲罐的預冷是氣化站預冷中的主要內容。

預冷的幾個(gè)技術(shù)參數：

進(jìn)液溫度：低于-80℃ 
儲罐壓力：0.3～0.55MPa 
進(jìn)液速度：3分鐘/m3 
預冷時(shí)間：約4～5小時(shí)/罐（視儲罐當時(shí)工況） 
液氮耗量：約10m3（視儲罐當時(shí)工況）

七、LNG安全環(huán)保性能

氣態(tài)天然氣密度比空氣輕，泄漏后容易擴散，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(shuō)，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。至今全世界未見(jiàn)有因LNG燃燒爆炸事故的報道。

氣化站內，LNG儲罐采用自力降壓、壓力報警手動(dòng)放空、安全閥起跳三層保護措施，同時(shí)，儲罐液相進(jìn)出口及出站總管設有緊急切斷裝置，保證了站內安全。

天然氣在液化過(guò)程中脫除了H2O、重烴類(lèi)、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。

八、結論

由于LNG很好的解決了管道天然氣無(wú)法到達城市使用天然氣的困難，雖然它在我國還屬于比較新的技術(shù)，但其優(yōu)勢明顯，發(fā)展迅速，前景廣大。

LNG屬于低溫可燃物質(zhì)，而且又經(jīng)過(guò)了液化、運輸、氣化等環(huán)節，因此，其工藝相對較為復雜，因此管理人員和操作人員的理論和實(shí)際上崗培訓刻不容緩！