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(jīng)凈化及超低溫狀態(tài)下(-162℃、一個大氣壓)冷卻液化的產(chǎn)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(zhì),是一種非常清潔的能源。
2·LNG基本參數(shù)
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(zhuǎn)變的另一種能源形式。
1)LNG的主要成份為甲烷,化學(xué)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(tài)密度為0.420~0.46T/m3,氣態(tài)密度為0.68-0.75kg/m3。
5)氣態(tài)熱值38MJ/m3,液態(tài)熱值50MJ/kg。
6)爆炸范圍:上限為15%,下限為5%。
7)辛烷值A(chǔ)STM: 130。
8)無色、無味、無毒且無腐蝕性。
9)體積約為同量氣態(tài)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(yōu)質(zhì)的車用燃料,與汽油相比,具有抗爆性能好、發(fā)動機壽命長、燃料費用低、環(huán)保性能好、儲存效率高、安全性好等優(yōu)點。
城市燃氣:LNG可以有效供應(yīng)管網(wǎng)沒有輻射到的地區(qū),并且可以有效緩解城市燃氣用氣高峰情況下的調(diào)峰需求。季節(jié)變化等因素導(dǎo)致用氣不均勻性明顯,調(diào)峰需求突出,各地區(qū)城市燃氣紛紛建設(shè)LNG調(diào)峰儲備設(shè)施,緩解用氣不均勻情況。
工業(yè)燃料、發(fā)電:LNG運輸靈活,在管道未輻射情況下,加裝氣化裝置供應(yīng)工業(yè)用戶、電廠。LNG發(fā)電在環(huán)保、調(diào)峰等方面相對于傳統(tǒng)電廠具有決定優(yōu)勢,新興的分布式能源是未來發(fā)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(chǎn)生870Kj/Kg的低溫能量??梢岳肔NG冷能發(fā)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(yīng)用于醫(yī)藥和食品行業(yè);利用LNG冷能液化二氧化碳,應(yīng)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(chǎn)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(qū),LNG接收站主要設(shè)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(chǎn)以后,我國現(xiàn)已建成投產(chǎn)11座LNG接收站:深圳大鵬LNG接收站、福建莆田L(fēng)NG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(xiàn)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(shù)、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(tǒng)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(jīng)過加壓、冷卻等過程變成液態(tài)的工廠。液化廠工藝流程:送氣-預(yù)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(chǎn)液-棧臺-外運。
我國LNG液化工廠從上世紀末開始發(fā)展,2001年河南中原液化天然氣工廠建成運行,生產(chǎn)規(guī)模15萬立方米/天,LNG年產(chǎn)量為4萬噸。2004年9月新疆廣匯LNG工廠已建,年產(chǎn)LNG40萬噸。從2008年起,受到天然氣管道未覆蓋地區(qū)需求量的拉動和經(jīng)濟效益的驅(qū)動,近年來我國小型LNG液化廠發(fā)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(qū),全國液化廠產(chǎn)能接近5000萬立方米/天,年生產(chǎn)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(nèi)LNG液化廠建設(shè)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(huán)渤海、珠三角等沿海LNG消費區(qū)。
LNG工廠主要的流程為預(yù)處理工藝和液化工藝。目前技術(shù)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(shè)備少的特點,在一些小規(guī)模(30×104m3/d以下)的液化裝置中有采用。隨著技術(shù)的發(fā)展,在建的裝置多采用混合冷劑制冷?;旌现评涔に噷σ?guī)模適應(yīng)性較強,該工藝還可細分,對100×104m3/d以下規(guī)模,可采用單級混合冷劑液化流程;對于100×104m3/d以上規(guī)模,采用丙烷預(yù)冷混合冷劑液化流程,該工藝雖然增加了部分設(shè)備數(shù)量,但運行能耗卻降低,規(guī)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(diào)壓增壓器、LNG低溫泵、加氣機及LNG車載系統(tǒng)等設(shè)備組成。LNG汽車加氣站一般分為常規(guī)站和橇裝站。
①常規(guī)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(guān)設(shè)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(zhuǎn)移,適用于規(guī)模較小的加氣站。
LNG加氣站工藝流程
設(shè)計LNG加氣站的工藝流程分四個步驟:卸車流程、調(diào)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(nèi)的LNG轉(zhuǎn)移至LNG加氣站儲罐內(nèi)。此過程可以通過三種方式實現(xiàn)。
(1)通過卸車增壓器卸車。通過增壓器將氣化后的氣態(tài)天然氣送入LNG槽車,增大槽車的氣相壓力,將槽車內(nèi)的LNG壓入LNG儲罐。更多油品資訊油品信息調(diào)油技術(shù)請關(guān)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(nèi)的LNG卸入LNG儲罐。
(3)通過增壓器和泵聯(lián)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(dāng)增大槽車的氣相壓力,用低溫泵卸車。
2)調(diào)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(diào)壓,使之成為飽和液體方可給汽車加氣。調(diào)壓方式也有三種。
(1)通過儲罐壓力調(diào)節(jié)器調(diào)壓
(2)通過泵低速循環(huán)進行調(diào)壓
(3)通過儲罐壓力調(diào)節(jié)器與泵低速循環(huán)聯(lián)合使用進行調(diào)壓。
3)加氣流程:儲罐中的飽和液體LNG通過低溫泵加壓后經(jīng)過計量由加氣機給汽車加氣,分為單線、雙線加氣。當(dāng)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(nèi)氣體的熱量,使氣瓶內(nèi)壓力降低,減少放空氣體,并提高了加氣速度。當(dāng)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(nèi)的氣體回收至LNG儲罐中。
4)卸壓流程:在給儲罐調(diào)壓過程中,儲罐中的液體同時在不斷的蒸發(fā)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(dāng)儲罐壓力大于設(shè)定值時,相關(guān)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(wèi)星站,通過卸車臺設(shè)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(wèi)星站低溫LNG儲罐。工作條件下,儲罐增壓器將儲罐內(nèi)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(zhuǎn)化為氣態(tài)天然氣并升高溫度,出口溫度比環(huán)境溫度低10℃,壓力為0.45-0.60 MPa,當(dāng)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(jīng)調(diào)壓(調(diào)壓器出口壓力為0.35 MPa)、計量、加臭后進入城市輸配管網(wǎng),送入各類用戶。
LNG氣化站主要設(shè)備:
低溫儲罐 由碳鋼外殼、不銹鋼內(nèi)膽和工藝管道組成,內(nèi)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(tài)介質(zhì)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(zhì)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(fā)動機只使用天然氣作為燃料;
雙(混合)燃料天然氣汽車:發(fā)動機可以使用天然氣或燃油為燃料;
LNG車用經(jīng)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(chǎn)生的動力與0.75-0.8升柴油相當(dāng)。
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(zhì)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(chǎn)地不同,LNG的密度、熱值、氣化率、溫度會稍有差別。常出現(xiàn)450L的車載瓶罐,充裝的LNG質(zhì)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(dāng),LNG加液機加液能力150到200L/min,正常加氣時間為5到10分鐘。
5)LNG重卡續(xù)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(xù)航900多公里。