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  • LNG简介

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    • LNG简介

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    • 发布时间:2017-8-28 0:00:00

    一、LNG简介

    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)。天然气是一种混和物,其组分随气田不同而异,主要成分有甲烷、氮及C2~C5的饱和烷烃,另外还含有微量的氦、二氧化碳及硫化氢等,通过制冷液化后,LNG就成为含甲烷(96%以上)和乙烷(4%)及少量C3~C5烷烃的低温液体。LNG是由天然气转变的另一种能源形式。
    1、LNG的物化性质 

    1)LNG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。

    2)临界温度为-82.3℃,临界压力为45.8kg/cm3(4.58MPa)。

    3)沸点为-162.5℃,熔点为-182℃,着火点为650℃。

    4)液态密度为0.430T/m3,气态密度为0.688kg/Nm3。

    5)气态热值9100Kcal/m3,液态热值12000Kcal/kg。

    6)爆炸范围:上限为15%,下限为5%。

    7)华白指数(W)44.94MJ/Nm3。

    8)燃烧势(CP)45.18。

    9)辛烷值ASTM: 130(研究法)。

    10)无色、无味、无毒且无腐蚀性。

    11)体积约为同量气态天然气体积的1/625 

    2、LNG的优点

    1)LNG体积比同质量的天然气小625倍,所以可用汽车轮船很方便地将LNG运到没有天然气的地方使用。

    2)LNG储存效率高,占地少。投资省,10m3LNG储存量就可供1万户居民1天的生活用气。

    3)LNG作为优质的车用燃料,与汽油相比,它具有辛烷值高、抗爆性能好、发动机寿命长。燃料费用低。环保性能好等优点。它可将汽油汽车尾气中HC减少72%,NOx减少39%, CO减少90%,SOx、Pb降为零。

    4)LNG汽化潜热高,液化过程中的冷量可回收利用。

    5)由于LNG汽化后密度很低,只有空气的一半左右,稍有泄漏立即飞散开来,不致引起爆炸。

    6)由于LNG组分较纯,燃烧完全,燃烧后生成二氧化碳和水,所以它是很好的清洁燃料,有利于保护环境,减少城市污染。

    3、LNG的主要用途 

    1)作为清洁燃料汽化后供城市居民使用,具有安全、方便、快捷、污染小的特点。

    2)作代用汽车燃料使用。采用LNG作为汽车发动机燃料,发动机仅需作适当变动,运行不仅安全可靠,而且噪声低污染小,特别是在排放法规日益严格的今天,以LNG作为燃料的汽车,排气明显改善。据资料报道:与压缩天然气(CNG) 比较,在相同的行程和运行时间条件下,对于中型和中重型车辆而言,LNG汽车燃料成本要低20%,重量要轻2/3,同时,供燃系统装置的成本也至少低2/3。可以证明,将天然气液化并以液态储运是促使它在运输燃料中应用的最经济有效的方法。

    3)作为冷源用于生产速冷食品,以及塑料,橡胶的低温粉碎等,也可用于海水淡化和电缆冷却等。

    4)作为工业气体燃料,用于玻壳厂,工艺玻璃厂等。

    4、LNG的生产、运输、储存

    LNG的生产工艺一般分以下三种:一是阶式混和制冷工艺,二是混和阶式制冷工艺,三是压缩、膨胀制冷工艺。LNG工厂主要设备有压缩机、膨胀机、换热器、分离器、低温储罐、低温泵、低温槽车等。

    LNG的运输方式主要有轮船、火车。汽车槽车等方式。在500~800公里经济运输半径范围内,采用汽车槽车运输LNG是比较理想的方式。槽车罐体采用双壁真空粉未绝热,配有操作阀安全系统及输液软管等。国内低温液体槽车的制造技术比较成熟,槽车使用安全。

    LNG产品采用深冷液体储罐储存,液体储罐为双壁真空粉未绝热,LNG的日蒸发率可控制在0.46%之内,储存周期为4天。

    二、LNG气化站的工艺流程概述

     

    LNG由槽车运至气化站,利用LNG卸车增压器使槽车内压力增高,将槽车内LNG送至LNG低温储罐内储存。当从LNG储罐外排时,先通过储罐的自增压系统,使储罐压力升高,然后打开储罐液相出口阀,通过压力差将储罐内的LNG送至气化器后,经调压、计量、加臭等工序送入市政燃气管网。当室外环境温度较低,空温式气化器出口的天然气温度低于5℃时,需在空温式气化器出口串联水浴式加热器,对气化后的天然气进行加热。

     

    1、LNG的储存

    1)储罐容积的确定

    储罐的总容积通常按3~7d高峰月平均日用气量来确定,还应考虑长期供气气源厂的数量、检修时间、运输周期及用户用气波动等因素,工业用气量要根据用气设备性质及生产的具体要求确定。若只有一个气源厂,则储罐的总容积应考虑在气源厂检修期间能保证正常供气。

    2)LNG的储存方式

    储罐是LNG气化站的主要设备,直接影响气化站的正常生产,也占有较大的造价比例。按结构形式可分为地下储罐、地上金属储罐和金属预应力混凝土储罐。对于LNG储罐,现有真空粉末绝热型储罐、正压堆积绝热型储罐和高真空层绝热型储罐,中、小型气化站一般选用真空粉末绝热型低温储罐。储罐分内、外两层,夹层填充珠光砂并抽真空,减小外界热量传入,保证罐内LNG日气化率低于0.3%。

    2、LNG的气化

    气化装置是气化站向外界供气的主要装置,设计中我们通常采用空温式气化器,其气化能力宜为用气城镇高峰小时计算流量的I.3~1.5倍,不少于2台,并且应有1台备用。当环境温度较低时,空温式气化器出口天然气温度低于5℃时,应将出口天然气进行二次加热,以保证整个供气的正常运行。一般天然气加热器采用水浴式加热器。

    3、BOG(蒸汽:Boil Off Gas)与EAG(安全放散气体:Escape air gas)的处理

     

    BOG主要来源于LNG槽车回气和储罐每天0.3%的自然气化。现在常用的槽车容积为40m3,回收BOG的时间按照30min计算,卸完LNG的槽车内气相压力约为0.55MPa,根据末端天然气压力的不同,回收BOG后槽车内的压力也不同,一般可以按照0.2MPa计算。回收槽车回气需要BOG加热器流量为280m3/h,加LNG储罐的自然蒸发量,则可计算出BOG加热器流量。LNG的储存温度为-163℃,即BOG的温度约为-163℃,为保证设备的安全,要将BOG加热到15℃。根据流量和温度可以确定BOG加热器的规格。回收的BOG经过调压、计量、加臭后可以直接进入管网,如果用户用气非连续则需要设置BOG储罐进行储存。

    EAG主要是在设备或管道超压时排放。当LNG气化为气体天然气时,天然气比常温空气轻时的临界温度为-110℃。为防止EAG在放散时聚集,则需将EAG加热至高于-110℃后放散。容积为100m3的LNG储罐选择500m3/h的EAG加热器,最大量放散时出口温度不会低于-15℃。

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