液化天然气的储存与应用技术探讨

工作报告 |

时间:

2021-06-29 09:41:04

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摘要:随着社会的发展,逐渐发现煤炭、石油等能源利用存在明显的弊端,尤其是环境污染、热能消耗等方面的差异较大。科学发展观对我国能源利用提出了新的指导,选择高性能燃料投入燃烧生产,创造了更加丰厚的经济收益。液化天然气(LNG)属于新形式的燃料能源,凭借其多项优势得到了普及应用,但解决其存储与装运问题是企业首要考虑的。本文针对液化天然气的储存和应用技术进行了具体探讨。

关键词:液化天然气;储存;应用

前言

液化天然气的储存和应用是整个液化天然气产业链中一个十分重要的环节。虽然其存储设备的投资成本高,存储技术复杂,但是液化天然气的使用符合我国经济可持续发展和环境保护的要求,而且随着液化天然气的存储以及应用技术不断的完善,液化天然气广泛的运用将有更为广阔的空间。

1液化天然气的危险特性

在液化天然气(liquefied natural gas)的储存、运输以及应用的过程中,安全问题一直是非常重要的问题,这主要是因为LNG存在许多危险特性。首先,液化天然气是一种超低温的燃料,具有冻伤的危险,在储运或者使用的过程中一旦泄露或者溢出就会大量吸收,急剧气化而结霜冻冰。其次,液化天然气容易导致火灾,具有极强的破坏力。LNG的密度比空气略小,因此火焰比较大,火焰温度也较高,辐射热也比较强,并且一旦形成火灾,还具有复燃、复爆等危险。液化天然气还具有易爆性,其爆炸的下限为3.6%~6.5%,爆炸上限在13%~17%,遇到明火易形成蒸汽云而爆炸。再次,液化天然气具有静电荷积蓄性,在运输和装卸的过程中可能会因为流动、喷射等产生大量静电荷的积蓄,当电位差达到一定的数值时会进行放电,从而引发爆炸。最后,因为液化天然气吸热后体积为液体的625倍,因此易膨胀扩散。这些危险性能的存在,对液化天然气的储存和应用提出来很高的技术要求,这样才能有效的保障工作人员的人身安全。

2液化天然气的制取与输送

液化天然气在标准大气压下降温到162℃可以转化为液体。开采出来的天然气首先要脱水除去其他杂质,然后再经过节流、膨胀以及制冷,使甲烷液化而成的,液化天然气具有体积小、方便储藏的优点,它的体积仅为气态的1/600。天然气的液化工艺又包括天然气的预处理、天然气的液化及贮存、液化天然气的气化及其冷量的回收以及安全技术等内容。

液化天然气的运输不仅安全系数高而且相对于其他的燃料要经济实惠,因为天然气液化后体积能缩小620倍.在输气运输方式的选择上来讲,主要是从运输成本上进行考虑,若是运输距离为陆上3000km左右,选择管道输气方式比较划算;而运输距离超出3500km的话,为了避免大量风险性运输管道的建设,就适合选择轮船运输的方式。

船运方式液化天然气对于整个世界的天然气资源的优化配置起了十分重要的作用。为天然气资源在世界范围内的自由流通提供了可靠的保障。可以使没有天然气或者天然气产量很少的国家能够获得天然气,而对于有充足天然气源的国家则可以获得丰厚的收入。液化天然气与传统的地下储气库相比,在城市燃气调峰中更加具有优势。例如,液化天然气站的建设受地质条件影响很小,占地面积小,而地下储气库在地质条件复杂以及没有气田的城市难以建立。国外的调峰技术已经非常成熟,国内近几年也在积极引进这项技术。

液化天然气由于特殊的液化条件,使其自身蕴含着丰富的低温能量。在一个标准大气压下,液化天然气气化都可以放出大量能量,这种能量可用于制造干冰、速冻食品等。液化天然气在液化之前就去除了所含的杂质,因此燃烧过程中产生的烟尘很低,二氧化硫以及氮氧化物的排量比较低,因此被称为清洁能源,被广泛用于发电、城市民用燃气及工业燃气,减少了大气污染,有利于经济与环境的协调发展。

3液化天然气接收站系统

接收站把液化天然气输送给用户,还需经过相关的处理流程,以保证能源发挥正常的使用效率。装运系统是站点到用户之间的输送过程,系统操作的关键在于装气、输气两个部分。具体情况:一是装气,LNG前期装运采用自动化系统取代人工操作,根据储存罐内容量大小进行填充,达到标准存储量后即可准备运输。装气过程要配备电子仪表时刻监测,严禁LNG超出储存罐承受的标准量。此外,所选择的存储罐性能要好,具有足够的防冲、撞、压等作用。二是输气,从再冷凝器中流出的LNG可根据不同用户要求,分别加压至不同压力团。一般情况是一部分LNG经低压外输泵加压至4.OMPa后,进入复热器中复热。空温式复热器在基本负荷下运行,水浴式复热器作为备用设备或者冬季不能满足供气温度时使用,或空温式复热器维修时运行。另一部分LNG经高压外输泵加压至7MPa后,进入高压复热器,以供远距离用户使用。

4液化天然气存储技术

储存系统是运用于天然气贮藏控制的系统结构,当接收站内的能源量过多时,必须要及时存储起来以作备用,防止燃料能源泄漏流失。根据储存压力进行分类,液化天然气的储存方法分为常压储存和高压储存两种储存方法(如图1)。

图1高、常压储罐联合储存LNG工艺流程

液化天然气如需大量储存则可以选择常压储存方法。常压储存使用的是常压储罐,一般容积比较大,结构也相对简单,它的承压能力也比较低,所以蒸发率较高。另外,常压储罐的无损储存时间较短。而高压储存更适用于少量液态天然气的储存。高压储存使用的是高压储罐,具有容积小,承压能力高的特点。高压储罐使用真空隔热结构,隔热性能较好,因此罐内的液化天然气的蒸发率较低。

5液化天然气的应用

5.1冷能的应用

无论是在工业生产上还是在居民的生活中,液化天然气都具有非常广泛的用途。如果想对液化天然气进行更加充分的运用,就需要将其进行深度冷冻的操作。通过深度冷冻技术的运用,将其控制在一个超低温度的大型冰箱内,才能使天然气得以液化保存并被广泛的应用。在对天然气进行液化的过程中需要消耗巨大的能量,这些能量作用于气化状态的天然气,可以使其变成液态形式,当液化的天然气在进行释放使用时便会将其进行液化过程中所吸收的巨大能量通过能量守恒定律加以转化释放,进而是天然气投入正常的使用当中,并且收到降低使用成本的良好效果。

液化天然气冷能的利用原理主要是根据液化天然气周围环境与天然气二者之间压强的不同,来实现液化冷能回收利用的。当液化天然气本身与周围环境的压强处于平衡状态时,其内部存储的能量便会得以释放,并可以通过合理的手段对这部分释放能量加以运用。

5.2在汽车上的应用

天然气的主要组成成分是甲烷,是一种很好的清洁能源,在能量转换的过程中不会产生废渣、废水等等。随着汽车数量的不断增多,汽车尾气污染已经成为污染自然环境的重要途径之一,因此为了控制汽车尾气对环境的污染就要大力推广清洁能源的利用。因此,天然气成为代替汽油作为汽车能源的改革受到重视。

根据天然气汽车所采用的天然气存储方式的不同,能够将天然气汽车划分为压缩天然气汽车、液化天然气汽车以及吸附天然气汽车三种类型。液化天然气与汽油相比来源更加丰富,而且排放好,有利于减少污染,保护环境,并且有着非常显著的经济效益。

6结语

总之,液化天然气在物理、化学性质上具有多项优点,具有热值大、性能高等特点,在储运过程中可以大大节约储运成本和空间,也是未来社会科学发展的重要能源。企业或个人普及使用液化天然气,在提高燃料燃烧效率的同时,也极大地减小了对周围空气造成的污染程度。存储与装运是LNG使用的两大难点,这就需要企业积极研发液化天然气的储存及应用技术,为液化天然气我国的经济发展和人民生活上得到更为广泛的运用开拓更加广阔的空间。

参考文献:

[1]陈琴,张芷华.液化天然气的储运与应用[J].煤气与热力,2005(06)

[2]熊光德,毛云龙.LNG的储存和运输[J].天然气与石油,2005(02)

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