最全LNG(液化天然氣)知識匯總
更新時間:2018-01-05
1·LNG
LNG是英文Liquefied Natural Gas的簡稱,即液化天然氣。它是天然氣(甲烷CH4)在經凈化及超低溫狀態下(-162℃、一個大氣壓)冷卻液化的產物。液化后的天然氣其體積大大減少,約為0℃、1個大氣壓時天然氣體積的1/600,也就是說1立方米LNG氣化后可得600立方米天然氣。無色無味,主要成份是甲烷,很少有其它雜質,是一種非常清潔的能源。
2·LNG基本參數
LNG主要成分是甲烷(90%以上)、乙烷、氮氣(0.5-1%)及少量C3~C5烷烴的低溫液體。LNG是由天然氣轉變的另一種能源形式。
1)LNG的主要成份為甲烷,化學名稱為CH4,還有少量的乙烷C2H6、丙烷C3H8以及氮N2等其他成份組成。
2)臨界溫度為-82.3℃。
3)沸點為-161.25℃,著火點為650℃。
4)液態密度為0.420~0.46T/m3,氣態密度為0.68-0.75kg/m3。
5)氣態熱值38MJ/m3,液態熱值50MJ/kg。
6)爆炸范圍:上限為15%,下限為5%。
7)辛烷值ASTM: 130。
8)無色、無味、無毒且無腐蝕性。
9)體積約為同量氣態天然氣體積的1/600。
3·LNG用途
車用:LNG是一種清潔、高效的能源,其作為優質的車用燃料,與汽油相比,具有抗爆性能好、發動機壽命長、燃料費用低、環保性能好、儲存效率高、安全性好等優點。
城市燃氣:LNG可以有效供應管網沒有輻射到的地區,并且可以有效緩解城市燃氣用氣高峰情況下的調峰需求。季節變化等因素導致用氣不均勻性明顯,調峰需求突出,各地區城市燃氣紛紛建設LNG調峰儲備設施,緩解用氣不均勻情況。
工業燃料、發電:LNG運輸靈活,在管道未輻射情況下,加裝氣化裝置供應工業用戶、電廠。LNG發電在環保、調峰等方面相對于傳統電廠具有決定優勢,新興的分布式能源是未來發展方向。
冷能利用:冷能是在自然條件下,利用一定溫度差所得到的能量。在LNG氣化過程中,約能產生870Kj/Kg的低溫能量。可以利用LNG冷能發電;在LNG接收站旁邊建低溫冷庫,利用LNG冷能冷凍食品;利用LNG冷能低溫干燥與粉碎,應用于醫藥和食品行業;利用LNG冷能液化二氧化碳,應用在焊接、消防、冷凍食品等方面;還可利用LNG冷能分離空氣,生產液氮、液氧和液氬等。
4·LNG接收站
LNG 接收站英文是LNG Terminal,漢語是液化天然氣接收站,是指儲存液化天然氣然后往外輸送天然氣的裝置。 LNG接收站包括LNG碼頭和LNG儲罐區,LNG接收站主要設備有卸料臂、儲罐、低壓輸送泵、高壓輸送泵、汽化器、BOG壓縮機、火炬塔等。
從2006年深圳大鵬LNG接收站投產以后,我國現已建成投產11座LNG接收站:深圳大鵬LNG接收站、福建莆田LNG接收站、上海洋山LNG接收站、海南洋浦LNG接收站、天津LNG接收站、山東青島LNG接收站、江蘇如東LNG接收站、遼寧大連LNG接收站、廣東珠海LNG接收站、浙江寧波LNG接收站、河北唐山LNG接收站。截止到現在接收能力達到3400萬噸/年。
5·LNG船
LNG船主要指LNG的運輸船,在零下162攝氏度(-162)低溫下運輸液化氣的專用船舶,具有“高技術、高難度、高附加值”的特點。船舶尺寸通常受到港口碼頭和接收站條件的限制,使用壽命一般為40~45年,液化天然氣船的儲罐系統有自撐式和薄膜式兩種,自撐式有A型和B型兩種,A型為菱形或稱為IHISPB,B型為球形。
6·LNG液化廠
LNG液化廠,英文名稱:LNG Plant。是將氣體狀況的天然氣,經過加壓、冷卻等過程變成液態的工廠。液化廠工藝流程:送氣-預處理(脫酸、脫硫脫汞、脫水)-液化(多種工藝,較多使用混合冷劑制冷工藝)-產液-棧臺-外運。
我國LNG液化工廠從上世紀末開始發展,2001年河南中原液化天然氣工廠建成運行,生產規模15萬立方米/天,LNG年產量為4萬噸。2004年9月新疆廣匯LNG工廠已建,年產LNG40萬噸。從2008年起,受到天然氣管道未覆蓋地區需求量的拉動和經濟效益的驅動,近年來我國小型LNG液化廠發展迅速。截止到2013年底,全國已建的LNG液化廠項目(包括液化廠擴建二期工程)共102個,覆蓋全國24個省市自治區,全國液化廠產能接近5000萬立方米/天,年生產LNG能力超過150億立方米。到2014年,中國石油在湖北黃岡建成500萬方/天,國內LNG液化廠建設進入了成熟期,主要分布在西北、晉陜、川渝等資源地,主要銷往江浙、環渤海、珠三角等沿海LNG消費區。
LNG工廠主要的流程為預處理工藝和液化工藝。目前技術成熟的液化工藝有階式制冷、膨脹制冷和混合冷劑制冷。膨脹制冷由于具有流程簡潔、設備少的特點,在一些小規模(30×104m3/d以下)的液化裝置中有采用。隨著技術的發展,在建的裝置多采用混合冷劑制冷。混合制冷工藝對規模適應性較強,該工藝還可細分,對100×104m3/d以下規模,可采用單級混合冷劑液化流程;對于100×104m3/d以上規模,采用丙烷預冷混合冷劑液化流程,該工藝雖然增加了部分設備數量,但運行能耗卻降低,規模越大,能耗降低越多。
7·LNG加注站
LNG加注站
LNG加注站主要由LNG槽車、LNG儲罐、卸車/調壓增壓器、LNG低溫泵、加氣機及LNG車載系統等設備組成。LNG汽車加氣站一般分為常規站和橇裝站。
①常規站:建在固定地點,LNG通過卸氣裝置,儲存在LNG儲罐中,采用加氣機給汽車加LNG。
②橇裝站:將加氣站相關設備和裝置安裝在汽車或橇體上,工廠高度集成,便于運輸和轉移,適用于規模較小的加氣站。
LNG加氣站工藝流程
設計LNG加氣站的工藝流程分四個步驟:卸車流程、調壓流程、加氣流程、卸壓流程
1)卸車流程:把集裝箱或汽車槽車內的LNG轉移至LNG加氣站儲罐內。此過程可以通過三種方式實現。
(1)通過卸車增壓器卸車。通過增壓器將氣化后的氣態天然氣送入LNG槽車,增大槽車的氣相壓力,將槽車內的LNG壓入LNG儲罐。更多油品資訊油品信息調油技術請關注微信公眾號油品圈。此過程給槽車增壓,所以卸完車后需要給槽車減壓0.2~0.3MPa,需排出大量的氣體。
(2)通過浸沒式加氣泵卸車。將LNG槽車和LNG儲罐的氣相空間相連通,通過低溫泵將槽車內的LNG卸入LNG儲罐。
(3)通過增壓器和泵聯合卸車。先將LNG槽車和LNG儲罐的氣相空間相連通,然后斷開,在卸車的過程中通過增壓器適當增大槽車的氣相壓力,用低溫泵卸車。
2)調壓流程:由于目前汽車上的車載瓶本身不帶增壓器,因此車載瓶中的液體必須是飽和液體。為此在給汽車加液之前首先對儲罐中的LNG進行調壓,使之成為飽和液體方可給汽車加氣。調壓方式也有三種。
(1)通過儲罐壓力調節器調壓
(2)通過泵低速循環進行調壓
(3)通過儲罐壓力調節器與泵低速循環聯合使用進行調壓。
3)加氣流程:儲罐中的飽和液體LNG通過低溫泵加壓后經過計量由加氣機給汽車加氣,分為單線、雙線加氣。當車載儲氣瓶壓力較低時,車載儲氣瓶采用上進液噴淋式,加進去的LNG直接吸收車載氣瓶內氣體的熱量,使氣瓶內壓力降低,減少放空氣體,并提高了加氣速度。當車載儲氣瓶壓力較高時,采用雙線加氣,通過回氣管,將車載儲氣瓶內的氣體回收至LNG儲罐中。
4)卸壓流程:在給儲罐調壓過程中,儲罐中的液體同時在不斷的蒸發和氣化,這部分氣化了的氣體如不及時排出,儲罐壓力會越來越大,當儲罐壓力大于設定值時,相關閥門打開,釋放儲罐中的氣體,降低壓力,保證儲罐安全。
8·LNG氣化站
LNG通過低溫汽車槽車運至LNG衛星站,通過卸車臺設置的臥式專用卸車增壓器對汽車槽車儲罐增壓,利用壓差將LNG送至衛星站低溫LNG儲罐。工作條件下,儲罐增壓器將儲罐內的LNG增壓到0.6MPa。增壓后的低溫LNG進入空溫式氣化器,與空氣換熱后轉化為氣態天然氣并升高溫度,出口溫度比環境溫度低10℃,壓力為0.45-0.60 MPa,當空溫式氣化器出口的天然氣溫度達不到5℃以上時,通過水浴式加熱器升溫,最后經調壓(調壓器出口壓力為0.35 MPa)、計量、加臭后進入城市輸配管網,送入各類用戶。
LNG氣化站主要設備:
低溫儲罐 由碳鋼外殼、不銹鋼內膽和工藝管道組成,內外殼之間充填珠光沙隔離。
氣化器 氣化器是將低溫液體升溫成氣態介質的管式壓力容器。
過濾器 用于過濾出站天然氣中的顆粒雜質及水。
LNG 工藝管線、閥門
9·LNG車用常識
天然氣汽車是以天然氣為燃料的一種氣體燃料汽車,按照燃料使用狀況的不同,天然氣汽車可分為:
專用燃料天然氣汽車:發動機只使用天然氣作為燃料;
雙(混合)燃料天然氣汽車:發動機可以使用天然氣或燃油為燃料;
LNG車用經濟性:
1)天然氣和柴油間換算:1立方天然氣熱值等于0.86升柴油;一方天然氣產生的動力與0.75-0.8升柴油相當。
2)LNG汽車加氣量算:一種是以體積來計量,計量單位是立方米(汽柴油計量單位是升),一種是以質量來計量,計量單位是公斤(汽柴油計量單位是噸)。
3)LNG重卡儲瓶容量:由于氣源產地不同,LNG的密度、熱值、氣化率、溫度會稍有差別。常出現450L的車載瓶罐,充裝的LNG質量超200KG。
4)LNG汽車加一次加注時間:加注相同體積的LNG和汽柴油所需時間相當,LNG加液機最大加液能力150到200L/min,正常加氣時間為5到10分鐘。
5)LNG重卡續航里程:LNG重卡配備2個450升的車用瓶可以存儲大約500立方天然氣,百公里耗氣量50方,可以續航900多公里。