LNG氣化站理論知識(shí)

LNG氣化站理論知識(shí)一、LNG氣化站的分類：根據(jù)《城鎮(zhèn)液化天然氣場(chǎng)站建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》2011年12月1日起施行的標(biāo)準(zhǔn)，LNG氣化站分類如下：類別廠站類型日液化能力（萬(wàn)Nm3/d）儲(chǔ)罐總?cè)莘em3單套生產(chǎn)能力總生產(chǎn)能力液化廠Ⅰ類30～5010010000～15000Ⅱ類15～30605000～8000Ⅲ類10～15303000～5000Ⅳ類≤10101500～3000類別廠站類型時(shí)氣化能力（Nm3/h）儲(chǔ)罐總?cè)莘em3氣化站Ⅰ類500003000～5000Ⅱ類300002000～3000Ⅲ類10000900～1500Ⅳ類2000300～6001、天然氣組成：天然氣是由烴類和非烴類組成的復(fù)雜混合物，天然氣中的烴類基本上是烷烴，通常以甲烷為主，還有乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、以及少量的已烷以上烴類。天然氣中的非烴類氣體，一般為少量的氮?dú)?、氧氣、氫氣、二氧化碳、水蒸氣、硫化氫，以及微量的惰性氣體如氦、氬、氙等。2、根據(jù)化學(xué)組分不同，天然氣可分為二類：（1）干性天然氣：含甲烷90%以上的天然氣。（2）濕性天然氣：除主要含甲烷外，還有較多的乙烷、丙烷、丁烷等氣體。二、天然氣基本知識(shí)3、根據(jù)天然氣的來(lái)源分三類（1）純天然氣：氣藏中通過(guò)采氣井開(kāi)采出來(lái)的天然氣稱為氣井氣，這種氣體屬于干性氣體，主要成分是甲烷。（2）油田伴生氣：油田氣是與石油伴生的，是天然氣的一種，從化學(xué)組成來(lái)說(shuō)屬于濕性天然氣。開(kāi)采時(shí)與原油一起打出，氣油比（m3/t）一般在20~500范圍內(nèi)。這種氣體中含有60%~90%的甲烷，10%~40%的乙烷、丙烷、丁烷和高碳烷烴。（3）凝析氣田氣：是含有容易液化的丙烷和丁烷成分的富天然氣。（4）礦井氣：從井下煤層抽出的礦井氣，習(xí)慣稱為礦井瓦斯氣。4、天然氣的儲(chǔ)運(yùn)：天然氣是以氣態(tài)燃用，但儲(chǔ)運(yùn)方式有管輸天然氣、壓縮天然氣（CNG）、液化天然氣、天然氣水合物等多種形式。（1）CNG：天然氣壓縮比為250左右，CNG生產(chǎn)成本相對(duì)較低，能耗低。但是采用笨重的高壓氣瓶，導(dǎo)致CNG單車運(yùn)輸量比較小，運(yùn)輸成本高。只適合為距離氣源地近、用氣量小的城市供應(yīng)燃?xì)?。?）LNG：壓縮比可到600左右，溫度達(dá)-162℃，具有較大氣液比便于運(yùn)輸。（3）管輸天然氣（PNG）：主要針對(duì)氣源地用戶或與氣源地通過(guò)陸地相連的國(guó)家之間天然氣運(yùn)送，對(duì)于距離氣源地較遠(yuǎn)的地區(qū)，只有當(dāng)用氣量較大時(shí)才會(huì)具有較好經(jīng)濟(jì)性。管道天然氣和液化天然氣運(yùn)輸成本、運(yùn)輸距離的臨界值大致在4000～5000公里間。（4）其他技術(shù)：天然氣水合物（NGH，NaturalGasHydrate）和吸附天然氣（ANG，AdsorptionNaturalGas）1、天然氣的主要組分是甲烷，其臨界溫度為－83℃，故在常溫下，無(wú)法僅靠加壓將其液化。通常的液化天然氣（LiquefiedNaturalGas，簡(jiǎn)稱LNG）多存儲(chǔ)在溫度為(-135至－162）℃、壓力為（0.1至0.35）MPa左右的低溫儲(chǔ)罐內(nèi)。LNG體積約為同量氣態(tài)天然氣體積的1/625，密度在430～470kg/m3左右?？梢?jiàn)液化天然氣具有較大的氣液比，便于運(yùn)輸。2、液化天然氣是經(jīng)過(guò)凈化處理（除塵、脫汞、脫水、脫酸性氣體、脫重?zé)N等）后，采用節(jié)流膨脹及外加冷源冷卻的工藝使得天然氣液化的。3、LNG臨界浮力溫度為-107℃，當(dāng)氣態(tài)天然氣的溫度比-107℃高時(shí)，泄漏點(diǎn)處的氣態(tài)天然氣就上升飄走。否則，泄漏點(diǎn)處的氣態(tài)LNG會(huì)下沉。4、LNG密度還是液體溫度的函數(shù)ρ1=ρ-1.35（t+162）三、液化天然氣知識(shí)5、LNG基本特性：5.1低溫特性；5.2氣液膨脹比大；5.3LNG的包容特性（包容是有LNG的氣液膨脹比大決定的），主要就是在LNG場(chǎng)站中兩個(gè)閥門之間安裝安全閥。5.4快速相變（如果較熱液體的熱力學(xué)（開(kāi)氏）溫度大于較冷液體沸點(diǎn)的1.1倍時(shí)，后者溫度將迅速上升，其表層溫度可能超過(guò)自發(fā)核化溫度(當(dāng)液體中產(chǎn)生氣泡時(shí))。在某些情況下，過(guò)熱液體將通過(guò)復(fù)雜的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)機(jī)制在短時(shí)間內(nèi)蒸發(fā)，而且以爆炸的速率產(chǎn)生蒸氣。6、LNG的優(yōu)越性：6.1氣液膨脹比大、能效高易于運(yùn)輸和儲(chǔ)存效率高、占地少、投資省。6.2安全可靠：LNG燃點(diǎn)比汽油高230℃，比柴油更高；相對(duì)密度為0.47左右，易擴(kuò)散；相對(duì)于CNG，存儲(chǔ)壓力低，較安全。6.3清潔環(huán)保：由于液化過(guò)程的原因，LNG更純凈。LNG作為汽車燃料，比汽油、柴油的綜合排放量降低約85%，而且無(wú)鉛、苯等致癌物質(zhì)，基本不含硫化物。6.4經(jīng)濟(jì)高效：LNG的存儲(chǔ)成本僅為氣態(tài)天然氣的1/70--1/6，投資省，占地少，且攜帶的冷量可以部分回收利用。6.5靈活方便：可以通過(guò)運(yùn)輸工具運(yùn)送到管網(wǎng)難以達(dá)到的用戶（如LNG瓶組站），比地下管網(wǎng)投資省，方便可靠，風(fēng)險(xiǎn)性小，適應(yīng)性強(qiáng)。7、LNG的危害7.1低溫凍傷7.2低溫麻醉：人在低于10℃下的時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，就會(huì)有低溫麻醉的危險(xiǎn)產(chǎn)生。隨著體溫的下降，生理功能和智力活動(dòng)都會(huì)下降，心臟功能衰竭，體溫進(jìn)一步下降將會(huì)導(dǎo)致死亡。7.3窒息：如果人體吸入純凈LNG蒸汽而不迅速脫離，很快就會(huì)失去知覺(jué)，幾分鐘后便會(huì)死亡。當(dāng)空氣中的氧含量逐漸降低時(shí)，操作人員卻沒(méi)有一點(diǎn)感覺(jué)，也沒(méi)有任何警示，等意識(shí)到時(shí)則為時(shí)已晚。通常，含氧量10%是人體不出現(xiàn)永久性損傷的最低限，相應(yīng)的，空氣中的甲烷含量為52.4%，因此，任何人不得擅入高含LNG蒸汽的區(qū)域。7.4冷爆炸：當(dāng)LNG遇到水時(shí)，由于熱傳遞速率非常高，LNG劇烈沸騰并伴隨很大的響聲（類似于水落在燒紅的鋼板上），進(jìn)而噴出水霧，導(dǎo)致LNG蒸汽爆炸，即所謂的冷爆炸。8、LNG的廣泛用途1、作為城市管網(wǎng)供氣的應(yīng)急調(diào)峰；2、用于大中城市管道供氣的主要?dú)庠矗ㄈ缟钲诖簌iLNG接收站）3、作為L(zhǎng)NG小區(qū)氣化的氣源（在沒(méi)有管網(wǎng)的情況下使用）；3.1小區(qū)氣化站可作為城鎮(zhèn)氣源，實(shí)現(xiàn)與管道天然氣對(duì)接后，也可作為城市天然氣的調(diào)峰與儲(chǔ)存設(shè)施。4、用于汽車（重卡、公交、長(zhǎng)途運(yùn)輸車等）和船舶燃料氣源；5、LNG冷能利用（主要適用于大型氣化站）：當(dāng)LNG汽化時(shí)，它將釋放大量的冷能，包括天然氣的汽化潛熱和氣態(tài)天然氣從儲(chǔ)存溫度再升溫到環(huán)境溫度的顯熱，大約為830kJ/kg。冷能的直接利用有：7、分布式能源系統(tǒng)；四、LNG生產(chǎn)鏈LNG從氣田采集到用戶使用天然氣，是一條相互連接，相互約束的生產(chǎn)供應(yīng)鏈，生產(chǎn)鏈簡(jiǎn)要如下：五、LNG主要使用閥門1.截止閥

截止閥主要結(jié)構(gòu)形式有直通式和直角式，帶手輪或手柄的截止閥，操作時(shí)不得再增加輔助杠。如遇密封不嚴(yán)，則應(yīng)檢查修復(fù)密封面或其他零件。手輪、手柄順時(shí)針旋轉(zhuǎn)為關(guān)閉，反之則開(kāi)啟。截止閥安裝時(shí)，應(yīng)注意使介質(zhì)的流向與閥體上所指箭頭的方向一致。截止閥一般低為進(jìn)口高為出口。截止閥的手輪、手柄或傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，均不允許作起吊用，并嚴(yán)禁碰撞。截止閥只供全開(kāi)，全關(guān)各類管道和設(shè)備上的介質(zhì)運(yùn)行之用，不允許作節(jié)流用。2.閘閥閘閥類型代號(hào)用漢語(yǔ)拼音字母Z表示。閘閥只供全開(kāi)、全關(guān)各類管道或設(shè)備上的介質(zhì)運(yùn)行之用，不允許作節(jié)流用。3.止回閥

止回閥類型用漢語(yǔ)拼音字母H表示，止回閥的結(jié)構(gòu)形式分升降、旋啟兩種。升降

中又有直通式、立式、角式