浅析中国LNG应用技术发展现状及前景_曾燕丽

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董蒙蒙:LNG储运技术研究进展405低温环境正常工作;罐内LNG蒸发体积会迅速增大,造成安全隐患,要保证安全;内外罐要根据各自特性,选择相应材料;LNG储罐需要有很好的保温性,减小耗损;储罐要可以承受特殊的天气和自然环境;储罐的材料和做工必须要严格把关[8]。LNG储罐的压力和BOG对储罐的安全有很大的影响,这也是储罐建造中需要注意的问题之一。储存时间长,管内压力大,BOG增多,安全性会降低;环境温度增大,对压力,对BOG影响也较大,温度高,安全性降低;保温性越好,储罐越安全;也可以用提高罐内含氮量的办法,减少BOG,增加安全性[9]。LNG储罐在建造中有几点很重要:建造出钢衬板后,用大型鼓风机将空气压缩,膨胀产生力,托起衬板,即气吹顶升衬板;Ni9钢性能好,但作罐壁的钢板之间的焊接工艺要求高;铺设罐底板的技术也极为重要。我国LNG产业发展迅速,要想降低LNG储存成本,还需自主研究,掌握这些技术,并加以发展,创新,这对我国的能源发展有着重要意义。4LNG冷能利用4.1LNG冷能价值LNG要转化成常温的天然气后使用,这个转化过程,从-162℃升到常温,需要吸收大量的热,大约840kJ/kg。这相当于使用1t的液化天然气可以使用冷量约为250kW·h。而很多传统LNG接收站都没有回收LNG汽化产生的冷能,直接用海水进行换热,不但浪费了这部分LNG冷能,而且容易造成LNG接受站附近海水温度过低,造成海水冷污染[10]。4.2LNG冷能利用技术LNG的利用方法可分为直接利用法和间接利用法。直接利用包括低温饲养和培育、低温除盐、低温发电、生产干冰和空气分离等等。间接利用包括储存运输冷冻食品,粉碎塑料和橡胶、粉碎废旧家电和车。在LNG冷能利用方面,使用LNG冷能进行发电技术应用广泛,技术较为成熟。LNG的联合发电技术分为几种:可以把LNG加压、汽化形成高压气体,将LNG物理㶲转为压力㶲,称为天然气直接发电;可以利用LNG与空气的温度差,带动动力设备的朗肯循环发电;可以燃气轮机将LNG冷能综合利用;可以组合上述方法以达到最优化发电效率。目前,有LNG冷能和低温余热可以联合利用的新方法,组合循环,可以提高利用效率。也可使用LNG的冷能进行空气分离,制取液氮、液氧需要LNG冷能,用两级压缩式制冷机冷却空气,这可以节约原来制造低温环境所用的电能、机械能,也使得整个流程更为简单,需要的设备更少。使用LNG的冷能来帮助空气分离能够降低能耗,合理的利用冷能,提高效率。在接受站进行LNG轻烃的回收,可以调整LNG的热值,用于下游的使用,也是LNG冷能利用的一种方法。LNG冷能可以利用在汽车上。LNG汽车中的LNG可以动力利用,加压、汽化之后便可推动动力机械做工。LNG汽化释放的冷能也可用于运输汽车的冷藏室,此冷能还能被汽车的空调系统应用[11]。低温可以使塑料、橡胶等物质脆化,可利用LNG的冷能来粉碎这些高分子物质可使粉碎变得简单,节约很多机械能,并回收这些高分子物质中的有用成分。在LNG利用的问题上,还要解决LNG供应稳定的问题,可以部分利用LNG冷能,LNG需求量大的时候,依然以保持LNG稳定供应为主,还可以用循环的冷却物质来代替LNG将冷能循环出去,可以保持LNG供应稳定,也可以使冷能的利用不受空间的限制[12]。5结束语目前,LNG产业在国内正处于快速发展之际,我国的LNG进口量也在逐年大幅增加,而在设备和利用方面的成本比较高,利润较小。我国可以对LNG的各个方面(运输、接收、储存、处理、利用)所用的技术和设备加大研发力度,掌握各个过程的核心技术和重难点工程,并加以相应创新,形成有自己特色的国产装备和国产技术,这样就可以从基础上降低成本。另一方面,对LNG资源的合理规划使用也是很关键的,应做好统一的使用计划,保证经济性。还要对LNG的冷能进行合理利用,减少能量损耗,提高能源使用效率。参考文献:[1]侯磊,齐世明,李静.原油管道输送系统节能降耗工作的若干思考[J].油气田地面工程,2008,27(11):62-63.[2]李国平.杨睿,汪昆华.国内外减阻剂研制及生产新进展[J].油气储运,2000,19(1):3-6.[3]Motier.J.F.andPrilutski.D.J.CaseHistoriesofPolymerDragReductioninCrudeoilLines[J].PipeLineIndustry,1985(6):33-37.[4]李浩宇,薛延军.EP系列减阻剂在原油管道中的应用[J].油气储运,2013,31(6):23-25.[5]张保昌,王自发.减阻剂在原油管道运行中的应用[J].中国石油和化工标准与质量,2014(6):130.[6]TaoLiu,LongFang,XinLiu,XiaodongZhang.Preparationofakindofreactivepourpointdepressantanditsactionmechanism[J].Fuel,2015,143:448-454.[7]连艺秀,等.易凝高黏原油的改性输送工艺[J].油气田地面工程,2014,33(4):23-24.(下转第409页)当代化工2014年4月1.2LNG船发展方向迅速发展LNG造船技术,减少运输成本,提升安全性,提高效率是LNG船的进步方向所在。以下是主要的几个发展方向:1.2.1降低蒸发率可以在球形液舱的侧面添加热阻滞,以前的船舱舱裙的漏热面积大,此处的漏热可以通过添加热阻滞的方法来减少。可通过在船舱舱裙结构中添加不锈钢板的方法降低蒸发率,减少耗费的BOG,提高LNG船的效率。1.2.2BOG再液化LNG船所用的燃料一般是BOG与柴油的混合物,运输过程中产生的BOG可以给船提供动力,而在船舶停靠时产生的BOG就会白白损耗掉。可以研发BOG再液化设备来解决这一问题。1.2.3节能动力设备旧设备,各种消耗大,耗能多,应该用节能减排的新型动力设备来代替,降低耗油率。2LNG接收站2.1LNG接收站流程LNG接收站的流程:LNG船到达接收站,通过接收站卸液臂,通过接收站管道将其送到储罐中储存,LNG接收站的再冷凝工艺处理贮存过程当中生成的BOG。外输之前要通过汽化器汽化,然后通过调压等处理后进入管网。LNG气化站是另一种形式的LNG接收端,主要包括卸载台、低温储罐、压力系统、气化系统、调压、计量和加臭系统。主要过程是通过LNG槽车运送到站,卸车,入罐,然后增压系统加压,汽化器实现汽化,再通过调节压力、计量之后输送到管网。2.2LNG接收站技术现状由于在卸液过程中要保持船舱中的LNG压力不会过小,LNG接收站中的管道都有回流管线,用来维持压力。正常接收站管道配置分为两种:一种为大直径排液管线和小直径的回流管线;另一种是两个同等尺寸的卸液管线各占一半的流量,可以提供一根管故障的情况下,继续排液,但更为昂贵。LNG汽化过程经常应用的汽化器有三种型式:开架式汽化器、浸没燃烧加热型汽化器、中间介质型汽化器。开架式汽化器是以海水为热源,用管板,将海水喷淋在管板外表面换热使LNG汽化。占地面积较大,资金投入较大,但运行费更低,操作维护易实现。浸没燃烧加热型汽化器是一种向水中直接排除燃气的燃烧器,燃气剧烈的搅动水,使传热效率很高,沿着汽化器的管路流动的水使得LNG汽化。传热效率较高,外形较小,安装费用低,但操作和维护费用较高。中间介质型汽化器是以中间介质为热媒,换热使得LNG汽化。LNG接收站对于BOG的处理方法有两种:一种是直接输出,将产生的BOG直接增压,调压等处理后,外输到管网。这种方法工艺简单,规模不必很大,适用于小型的接收站。而一般的大型LNG接收站,LNG资源量充足,可以提供足够的冷源,就可以通过蒸发气再冷凝技术。BOG先增压,然后与过冷LNG换热,液化,再回输到LNG储罐中,也可保持管内的压力稳定[4]。直接输出BOG的方法如果压缩过程改成多级压缩,BOG加压的同时进行换热,冷却,混合,再压缩,这种方法降低了BOG的温度,降低了能耗。而蒸发气再冷凝的工艺可以通过降低蒸发气冷凝的初始温度,即可降低初始压力,达到节能效果[5]。基于LNG技术比较成熟的国家,中国的LNG接收站建设应提前规划,地下罐适当建设,储罐合理建设;LNG能源的利用也要提前做好计划,与其他能源要合理配置,合理使用,重视经济性[6]。3LNG储存3.1LNG储罐LNG到达接收站,被储存在储罐中。LNG储罐分为两种型式:地面储罐和地下储罐。LNG地面储罐也可根据储罐储壁结构,分为单容罐、双容罐、全容罐及薄膜罐。单容罐有单层的储存能力,外围一般会伴有围堰,适用的压力较低,安全性较低。双容罐有对LNG的双层储存能力,没有围堰,一般适合建设大型储罐,安全性较高。全容罐有对LNG的双层储存能力,没有围堰工作压力稍高,应用最为广泛,安全性较高。薄膜罐有对LNG的单层储存能力,应用较少,安全性较高。LNG地下储罐的罐体大部分在地面以下,有着双层结构,储存能力较大,占用地面积较小,安全性较高[7]。大型LNG储罐罐体分为内、外两层罐体结构。外罐罐壁为预应力混凝土结构,上游金属拱顶,拱顶上部分层浇注混凝土。储罐外罐壁内侧有一层防潮板。内罐底由三层钢板和保温层构成,最下层是碳钢防潮板,中上两层底板为Ni9钢,每两层地板铺设玻璃砖保温层。内罐为Ni0刚,顶部是铝合金吊顶,铝合金顶应用吊杆与外罐拱顶骨架相连接,上有保温层,内外罐之间填充油膨胀珍珠岩保温材料,罐壁无管口,所有管线都由灌顶开孔和罐内连通。3.2LNG储罐建造技术LNG储罐在建设的过程中有很多要求:需要在山东东营人,2009年毕业于中国石油大学(华东)油气储运工程专业,研究方向:天然气集输、处理、输送,天然气液化等。LNG储运技术研究进展董蒙蒙(中石化石油工程设计有限公司,山东东营257026)摘要:近年来,LNG产业发展迅速,我国LNG需求量逐年增加,我国LNG产业链不断完善,LNG技术的发展在LNG产业链中有着十分重要的地位。为此,报告总结了近年LNG产业链的各个方面的技术现状和进展和技术的发展方向。建议一方面国产化装备,降低成本,另一方面合理规划利用能源,减少损耗,提高效率。关键词:LNG技术;LNG运输;LNG储存;冷能利用中图分类号:TE83文献标识码:A文章编号:1004-0935(2015)04-0403-04LNG(液化天然气)温度为-162℃,是一种无色无味、常压、低温的天然气的液化形式,主要由甲烷及少量的乙烷、丙烷、丁烷等低分子烃和H2S、CO2、N2、H2O等组成。由于世界的石油资源储量有限,而且石油的使用带来的污染较大,人们意识到不能过于依赖石油资源。与此同时,人们发现天然气资源储量比较丰富,而且相对于石油而言,天然气更加环保、安全、清洁。在天然气工业迅速发展的同时,天然气的运输也成为了一个新的问题。有两种方法经济效益较高,分别是:通过铺设管道,天然气在管内运输;将天然气冷却到-162℃,得到LNG的形式,通过LNG船进行运输。通过管道运输的方法只适用于相邻的位置,局限性大,但资源供应量较为稳定。而通过LNG的形式运输相对灵活,消耗也不大,适用于跨地域、跨洋的运输,故LNG产业得到大力发展。LNG有以下优点:(1)LNG是液态形式,气液体积比约为620:1,所占体积较小,适合天然气的运输、储存,利用也较为方便。(2)LNG所含的环境污染成分非常少,主要成分CH4完全燃烧后的产物是CO2和H2O,非常有益于环保,可持续发展。(3)LNG的热值也比较高,单位体积LNG完全燃烧产生热量大,适于作燃料[1]。LNG经过近几年的迅速发展,已经成为了世界能源供应不可代替的一部分,可以缓解对石油能源的依赖。在我国,天然气正逐渐走入到人们的生活中,包括天然气汽车、天然气热水器、作为燃料等等,对天然气的需求也是快速增加,为保持天然气供应的稳定,不只是依靠管道进口天然气,我国的LNG接收站数量也在快速增加,LNG产业链也逐渐趋于完善,LNG技术的研究也成为全球能源研究的热点之一。1LNG船1.1LNG船发展现状就运输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