液化天然气技术

3、LNG发电


（1）常规蒸汽发电 利用天然气在锅炉中燃烧， 产生高温高压蒸汽推动蒸汽轮机，从而带动发电 机发电。这种发电热效率低只有38%左右，目前 已很少使用； （2）燃气-蒸汽联合循环发电 利用天然气在燃 气轮机中直接燃烧做功，是燃气轮机带动发电机 发电。再利用燃气轮机产生的高温尾气，通过余 热锅炉产生高温高压蒸汽推动蒸汽轮机，然后带 动发电机发电，此时为双循环，即联合循环发电。

广东珠海液化天然气项目 该项目是中国海洋石油总公司利用南 海番禺气田天然气作资源，建设的第一套 天然气液化装置试点工程，位于广东省珠 海市横琴岛，紧邻中海石油(中国)有限公 司珠海终端天然气处理厂，液化能力约2亿 立方米/年，LNG产量约14万吨/年。现在 已经投产，产品已经进入深圳城市燃气管 网
3-液位计
4-LNG储罐
5-压力控制阀 6-球阀
8-电磁阀 7-充液阀
10-加热水管
11-发动机
9-蒸发器及两级减压器
LNG汽车燃料供给系统工作原理


当发动机运行时，LNG在储罐中气液共存， 正常工作压力不低于0.2MPa，当罐内压力低于 0.2MPa时，压力控制阀开启，自增压器工作， 将一部分气态天然气充入储罐，使罐内达到工作 压力。当发动机停运时，随着热量的不断吸入， LNG不断地被气化，当储罐的压力高于0.6MPa 时，安全阀打开，迅速放出部分气态天然气，保 证储罐不受破坏。 使用时从罐内流出的LNG经过气化器吸收发 动机冷却水废气热量而气化，并使其温度升高， 然后经过两级减压，经管路输送到混合器，并与 空气混合进入发动机
液化天然气技术
一、液化天然气基本知识

1、什么是液化天然气？ 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）。 天然气在液化过程中进一步得到净化，甲烷 纯度更高，不含二氧化碳，硫化物，无色、无味、 无毒且无腐蚀性。 液化天然气的体积约为同量气态天然气体积 的1/600，大大方便存储和运输。 液化天然气比水轻，重量仅为同体积水的 45%。
3、LNG的优点


LNG的优点表现在以下几个方面 （1）安全可靠 LNG的燃点比汽油高230℃，比 柴油更高；LNG爆炸极限比汽油高2.5-4.7倍； LNG相对密度为0.47左右，汽油为0.7左右，比 空气轻，即使稍有泄漏，也将迅速挥发扩散，不 至于自燃爆炸或形成遇火爆炸的极限浓度。因此， LNG是一种安全的能源。 （2）清洁环保 根据取样分析对比，LNG作为汽 车燃料 ，比汽油、柴油的综合排放量降低85% 左右，其中CO排放减少97%，HC减少70-80%，
（3）LNG冷量可以回收，可取代汽车空 调； （4）加注方便 CNG加气时间长，如需加 快加气，则要高性能压缩机，这意味着高 能耗、高噪音、高投资及高运行费用，而 LNG的加注时间和常规燃料差不多； （5）LNG汽车燃料供给系统示意图

LNG汽车燃料供给系统示意图
2-压力表 13-化油器 1-安全阀 14-自增压器 12-混合器
七、LNG加气站设计依据的标准和规范
液化天然气（LNG）生产、储存和装运 GB/T20368-2006 液化天然气（LNG）车用燃料系统规范 NFPA57 石油化工静电接地设计规范SH3097-2000 设备及管道保冷设计导则GB/T15586-95 设备及管道绝热工程设计规范GB5024697

（2）解决边远气田的开发或天然气回收 ， （3）利用LNG作天然气调峰。 （4）LNG冷量的回收 LNG在常温下携带 有大约836J/kg的冷量，这些冷量可以回收， 回收率在50%以上。 （5）用作燃料 家庭、工厂发电、各种运 输车辆等。 （6）化工原料。

二、LNG储存与管理
（1）在操作中特别注意阀门关闭顺序，严 禁出现低温液体被封闭的状况； （2）注意观察储罐和管道压力上升情况； 注意观察安全阀后是否存在结霜情况； （3）检查管道和管托支撑变化； （4）管道、管件、法兰有无裂纹； （5）是否有泄漏； （6）保温材料，保温真空管使用情况等。

四、LNG装卸
1、储罐内涡旋产生的原因及后果 在出现液体温度或密度分层的低温容器中， 底部液体由于漏热而形成过热，在一定条 件下迅速到达表面并产生大量蒸汽的过程。 通常出现在多组分液化气体中。 涡旋易引起储罐内过热的LNG大量蒸 发而导致事故的发生。

2、如何防止涡旋的发生



由于LNG涡旋是由分层引起的，因此防止分层就 可以防止涡旋： （1）不同产地、不同气源的LNG分开储存，这 样可以避免因密度差而引起的分层； （2）密度相近时，宜选择底部充注； （3）轻质充入重质选择底部充注； （4）重质充入轻质选择顶部充注； （5）用泵将液体从底至顶循环； （6）保持LNG的含氮量低于1%。



NOX减少30-40%，CO2减少90%，微粒排放减 少40%，噪音减少40%，而且无铅、苯等致癌物 质，基本不含硫化物，环保性能非常优越。因此， LNG是一种洁净的能源。 （3）经济高效 LNG液化后体积大约缩小为气态 天然气的1/625，其储存成本大约是气态天然气 的1/7-1/6，投资省、占地少、储存效率高。此外， LNG携带的冷量可以部分回收利用。 （4）灵活方便 不仅比地下输气管道节省投资， 而且方便可靠、风险性小、适应性强。
5、我国常用LNG储罐的规格型号

目前，我国LNG储存的设备主要有真空绝 热和普通堆积绝热储罐两种。前者容积较 小一般小于150m3，最常使用的是50m3和 100m3储罐真空绝热储罐。内罐材料为 0Cr18Ni9，外罐材料16MnR。夹层充填珠 光砂并抽真空。盐田港采用的是高真空多 层缠绕式绝热形式，技术比前者更先进一 步。
（4）自动保护系统测试完好全部投用，氮 气系统投用，紧急切断阀全部打开； （5）压力表根部阀、储罐液位计根部阀、 气液平衡阀全部打开； （6）预冷材料物资准备好 液氮，便携式 测温仪，便携式可燃气体报警仪，铜制工 具，卸车接头，工作服，工作鞋，防冻手 套，记录表格等。

3、预冷注意的安全事项和检查内容

八、施工及验收执行的标准规范




城镇燃气输配工程施工及验收规范CJJ33-2005 工业金属管道工程施工及验收评定标准 GB50184-93 工业金属管道工程施工及验收规范GB20235-97 现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范 GB50236-98 石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规 范SH/T3501-2002 石油天然气站内工艺管道工程施工及验收规范 SH/T0402-2002
1、LNG装卸作业有哪些安全要求 （1）LNG装卸作业必须由具有资质认证 的操作人员负责操作； （2）装卸区内禁止一切火源、火种，同时 应设有“禁止烟火”警示牌； （3）制定切实可行的安全操作规程，严格 按照操作规程进行作业； （4）按制定位置停好LNG槽车，手动制 动到位，将槽车息火，放好固定车墩；
三、LNG管道的绝热和预冷





1、LNG管道绝热材料的种类 （1）改性聚氨酯泡沫塑料PUH、PUB； （2）水发泡玻璃纤维增强聚氨酯泡沫塑料PEF； （3）真空夹套型绝热结构。 2、管道预冷前的准备工作 （1）检查所有阀门确认处于关闭状态； （2）确认放空系统盲板已经拆除，放空系统畅 通； （3）打开所有安全阀根部阀、降压调节阀前后 阀以及储罐气相放空根部阀；
4、LNG储存设施采取的安全措施




（1）储罐安全措施 在储罐液相管上设紧急切断 阀，以便在装置发生意外时切断储罐与外界的连 通，防止储罐内的LNG泄漏。储罐内罐设置安全 阀，外罐设泄压设施。 （2）管道安全措施 在液相管道的两个切断阀之 间设置安全阀，一旦两个切断阀关闭，管道内的 液体气化时，安全阀自动起跳，以防超压造成事 故。气相总管上设置紧急放空装置，一旦有误操 作或设备超压，安全阀自动起跳，以保护设备及 管路安全。 （3）泄漏处置措施 设置围堰（防护墙、防护提） （4）安全放散。

五、LNG的应用
1、LNG在城市燃气管网的应用 （1）用作城市燃气管网的高峰负荷和事故 调峰； （2）用作大中城市燃气管网供气的主要气 源； （3）用作LNG小区气化的气源。


2、LNG在汽车上的应用 LNG用作汽车燃料，主要有以下优点： （1）行程远 1kg 的LNG可以代替1.25kg的柴油； （2）性价比高 与CNG和LPG相比，LNG不仅 具有储存能量大、压力低、噪音小、清洁、环保 等优势，而且具有良好的使用性能（抗暴、稳定 性强，燃烧热值高）和相对便宜的优点，因此 LNG汽车燃料的性能与价格比高；
4、LNG在国内外应用现状
天然气在发达国家的能源结构中占25% 以上，而且呈不断增长的趋势。 我国上海LNG调峰站于1999年建成投 产；中国首家LNG厂于2001年9月在中原 油田投产。深圳市大鹏LNG项目是我国第 一个LNG进口项目，LNG来自澳大利亚。 该项目由LNG接收站和输气干线项目、 LNG运输项目、燃气电厂项目、城市燃气 管网项目以及等多个项目组成的系统工程。



（5）连接好静电连接线，严禁其他车辆入内； （6）卸车过程作业人员不得擅自离开作业现场， 时刻观察槽车和储罐压力及液位的变化； （7）下列情况不得从事卸车作业： ①雷雨天气。 ②附近有明火。 ③站内发生泄漏。 ④LNG储罐压力异常。 ⑤其他不允许卸车的情况。
2、LNG槽车应具有的安全措施 （1）紧急切断控制 通过部分阀门可在操 作箱内或汽车底盘前部实施气动控制； （2）易熔塞 易熔塞维伍德合金制造，其 熔融温度70℃左右； （3）阻火器 安装在放散管路上； （4）导静电接地与灭火装置。