LNG（液化天然气）发展及其自动化系统研究

LNG（液化天然气）发展及其自动化系统研究
付强
【摘要】Describes the characteristics of liquefied natural gas,analyzes the production process and the principle of liquefied natural gas,and from the three bus control systems,security systems,and explosion-proof intelligent temperature control system,we discussed the LNG automation system,with a view to promote the development of liquefied natural gas automation system,improve the utilization of liquefied natural gas to provide reference.%阐述了液化天然气的特点，分析了液化天然气的工艺流程及生产原理，并从总线控制系统、安全防爆系统和智能温控系统三个方面，探讨了液化天然气的自动化系统，以期为推动液化天然气自动化系统的发展，提高液化天然气的利用率提供借鉴。

【期刊名称】《化工设计通讯》
【年(卷),期】2016(042)005
【总页数】1页(P127-127)
【关键词】液化天然气;发展;自动化系统
【作者】付强
【作者单位】江西省鄱阳湖液化天然气有限公司，江西湖口 332500
【正文语种】中文
【中图分类】TP29
液化天然气无色、无味和无腐蚀性等，重量仅为同体积水一半左右，主要成分为甲烷，低温时会变为液体混合物，空间面积缩小近600倍。

液化天然气作为新型的
燃料能源，不仅应用的范围广泛，而且产生的污染较小，不会对环境造成严重破坏。

因此，分析液化天然气的发展及其自动化系统，对优化能源结构和加快社会经济发展有着重要的意义。

1.1 方便运输存储
相对于汽化天然气，液化天然气占有空间要小很多，在能源运输中占有绝对的优势，汽车、火车和轮船等交通工具均可以用于液化天然气的运输，使天然气运输方式更为灵活便捷。

同时，由于液化天然气占有空间较少，使得其存储效率较高，在单位空间中即可集中较多液化天然气，从而降低了天然气站的建设投资成本。

1.2 改善能源结构
液化天然气使用性能高，与煤和石油等不可再生能源不同，天然气液化和制冷时会产生大量二次能源，如果可以得到合理的开发和应用，仍然可以产生有用能源。

因此，液化天然气有良好的节能性和环保性，可以改善能源结构。

1.3 燃料性能优良
液化天然气的性能优良，如污染物的排放量少、能源的转化率较高和抗爆性比较强等，相对于燃油而言，液化天然气更适宜作为汽车燃料，这既有利于环境保护，又有利于降低能耗。

液化天然气的工艺流程主要为：①净化处理。

如果天然气的浓度不高，含有较多的杂质，如硫化氢、二氧化碳和重烃等，需要对其进行净化处理，提纯出高浓度天然气。

②加压液化。

在天然气经过净化处理后，将其输送至液化装置，然后经过制冷与加压，使其成为液化天然气。

③回收副产品。

在天然气净化与液化过程中，会有副产品生成，如果得不到及时的回收，将会影响液化天然气工艺的生产效率与质量，所以需要对副产品进行回收、存储、处理或应用。

液化天然气工艺的生产原理主要包括：①无制冷剂的液化工艺，即在天然气液化过程中，制冷设备中不添加制冷剂，只是利用加压和降温等方式压缩天然气的气体结构，达到液化天然气的目的，此工艺生产液化天然气的纯度为最高。

②添加混合制冷剂的液化工艺，即条件和设备不太充足时，在制冷设备中适当添加制冷剂促使天然气液化，由于制冷剂的催化作用，天然气结构在液化的过程中会发生一定变化，生产的液化天然气纯度也有所降低。

③多循环制冷的液化工艺，即将天然气通过多次的分解和制冷，使天然气发生液化。

该工艺不仅制冷液化的效果好，而且生产的液化天然气纯度较高，但是生产流程较为复杂，自动化水平要求高。

3.1 总线控制系统
该系统主要包括安全监视、过程控制、火焰探测和紧急关断等各个子系统，运行内容主要为：①控制软件，主要由SCADA、PLC和DCS等控制软件组成，可以处
理多种类型的数据信息，SCADA负责向监控人员提供生产工艺方面的信息，PLC
功能是调节制冷设备运行结构，DCS主要模拟系统复杂的控制回路。

②检测软件，在液化生产线的运转中，部分数据信号由过程控制站传输到控制系统，如果数据传输时环境出现变化，单模光纤将可能失去传输的效能，使得数据丢失或者无法顺利传输。

因此，自动化系统需要设置多个控制站，用来接收与检测传输信号。

③远程软件，在总线控制系统中，防爆应急装置是确保液化生产线可以安全平稳运行的重要组成部分。

在净化和制冷的过程中，远程软件可以利用SCADA提供的数据信息，检测净化和制冷设备运行情况，依据检测结果是否满足要求，向控制中心发送安全或者警告提示。

3.2 安全防爆系统
为了确保生产工艺安全性、稳定性与高效性，液化天然气工厂会在生产链的总线上安装安全防爆系统，其目的是精确检查出生产链上存在的安全隐患，一经发现会立即向控制中心发送报警信号，提醒管理人员及时采取措施进行处理，避免影响液化
生产线的安全运行。

3.3 智能温控系统
该系统主要是利用温度变送器调控温度，其准度误差可控制在±%，在自动化系统中起着关键作用。

在天然气原料气输入和液化天然的输出过程中，温度变送器可以精确控制净化设备与制冷设备环境温度，确保液化生产线不因温度影响安全运行。

总之，液化天然气作为新型能源，不但在生产过程中产生的污染物较少，而且使用时的能源利用率高，在环境保护和降低能耗中发挥着重要的作用。

液化天然气自动化系统与其生产工艺和储运的有机结合，将会推动能源工业的持续发展，进一步完善能源结构，满足社会经济发展的需求。

【相关文献】
［1］高凯.液化天然气BOG处理控制系统的设计与实现［D］.上海.复旦大学，2010.
［2］杨宏泰.LNG接收站安全系统的设计［D］.上海.华东理工大学，2014.
［3］王华北.我国LNG工业发展及应用研究［D］.大庆.大庆石油学院，2009.。