安全环保的化石燃料!关于LNG,这些你需要知道
2020-06-15 中国海油 次 我有话说
液化天然气(LNG)是具有高度安全性的新型燃料,与汽油、柴油和LPG相比,LNG的燃点更高,更难以点燃;爆炸浓度下限更高,导致爆炸的几率更低。LNG运输船安全运行50年,LNG汽车安全运行20年,LNG燃料船舶安全运行10年,没有发生过LNG燃烧或者爆炸导致的人员死亡事故。
 
让我们一起来认识一下,这个安全的清洁能源吧~
1 LNG
LNG是英文LiquefiedNatural Gas的简称,即液化天然气。它是天然气(甲烷CH4)在经净化及超低温状态下(-162℃、一个大气压)冷却液化的产物。液化后的天然气其体积大大减少,约为0℃、1个大气压时天然气体积的1/600,也就是说1立方米LNG气化后可得600立方米天然气。无色无味,主要成份是甲烷,很少有其它杂质,是一种非常清洁的能源。
2 LNG基本参数
LNG主要成分是甲烷(90%以上)、乙烷、氮气(0.5-1%)及少量C3~C5烷烃的低温液体。LNG是由天然气转变的另一种能源形式。
1)LNG的主要成份为甲烷,化学名称为CH4,还有少量的乙烷C2H6、丙烷C3H8以及氮N2等其他成份组成。
2)临界温度为-82.3℃。
3)沸点为-161.25℃,着火点为650℃。
4)液态密度为0.420~0.46T/m3,气态密度为0.68-0.75kg/m3。
5)气态热值38MJ/m3,液态热值50MJ/kg。
6)爆炸范围:上限为15%,下限为5%。
7)辛烷值ASTM:130。
8)无色、无味、无毒且无腐蚀性。
9)体积约为同量气态天然气体积的1/600。
3LNG用途
车用:LNG是一种清洁、高效的能源,其作为优质的车用燃料,与汽油相比,具有抗爆性能好、发动机寿命长、燃料费用低、环保性能好、储存效率高、安全性好等优点。
城市燃气:LNG可以有效供应管网没有辐射到的地区,并且可以有效缓解城市燃气用气高峰情况下的调峰需求。季节变化等因素导致用气不均匀性明显,调峰需求突出,各地区城市燃气纷纷建设LNG调峰储备设施,缓解用气不均匀情况。
工业燃料、发电:LNG运输灵活,在管道未辐射情况下,加装气化装置供应工业用户、电厂。LNG发电在环保、调峰等方面相对于传统电厂具有决定优势,新兴的分布式能源是未来发展方向。
冷能利用:冷能是在自然条件下,利用一定温度差所得到的能量。在LNG气化过程中,约能产生870Kj/Kg的低温能量。可以利用LNG冷能发电;在LNG接收站旁边建低温冷库,利用LNG冷能冷冻食品;利用LNG冷能低温干燥与粉碎,应用于医药和食品行业;利用LNG冷能液化二氧化碳,应用在焊接、消防、冷冻食品等方面;还可利用LNG冷能分离空气,生产液氮、液氧和液氩等。
 
4LNG接收站
LNG 接收站英文是LNG Terminal,汉语是液化天然气接收站,是指储存液化天然气然后往外输送天然气的装置。LNG接收站包括LNG码头和LNG储罐区,LNG接收站主要设备有卸料臂、储罐、低压输送泵、高压输送泵、汽化器、BOG压缩机、火炬塔等。
从2006年深圳大鹏LNG接收站投产以后,截止2019年初,国内投运LNG接收站21座,其中17座归属三大油公司,其余为九丰、广汇能源、新奥能源等民营企业所有。
5LNG船
LNG船主要指LNG的运输船,在零下162摄氏度(-162)低温下运输液化气的专用船舶,具有“高技术、高难度、高附加值”的特点。船舶尺寸通常受到港口码头和接收站条件的限制,使用寿命一般为40~45年,液化天然气船的储罐系统有自撑式和薄膜式两种,自撑式有A型和B型两种,A型为菱形或称为IHISPB,B型为球形。
6LNG液化厂
LNG液化厂,英文名称:LNG Plant。是将气体状况的天然气,经过加压、冷却等过程变成液态的工厂。液化厂工艺流程:送气-预处理(脱酸、脱硫脱汞、脱水)-液化(多种工艺,较多使用混合冷剂制冷工艺)-产液-栈台-外运。
我国LNG液化工厂从上世纪末开始发展,2001年河南中原液化天然气工厂建成运行,生产规模15万立方米/天,LNG年产量为4万吨。2004年9月新疆广汇LNG工厂已建,年产LNG40万吨。从2008年起,受到天然气管道未覆盖地区需求量的拉动和经济效益的驱动,近年来我国小型LNG液化厂发展迅速。截止到2013年底,全国已建的LNG液化厂项目(包括液化厂扩建二期工程)共102个,覆盖全国24个省市自治区,全国液化厂产能接近5000万立方米/天,年生产LNG能力超过150亿立方米。到2014年,中国石油在湖北黄冈建成500万方/天,国内LNG液化厂建设进入了成熟期,主要分布在西北、晋陕、川渝等资源地,主要销往江浙、环渤海、珠三角等沿海LNG消费区。
LNG工厂主要的流程为预处理工艺和液化工艺。目前技术成熟的液化工艺有阶式制冷、膨胀制冷和混合冷剂制冷。膨胀制冷由于具有流程简洁、设备少的特点,在一些小规模(30×104m3/d以下)的液化装置中有采用。随着技术的发展,在建的装置多采用混合冷剂制冷。混合制冷工艺对规模适应性较强,该工艺还可细分,对100×104m3/d以下规模,可采用单级混合冷剂液化流程;对于100×104m3/d以上规模,采用丙烷预冷混合冷剂液化流程,该工艺虽然增加了部分设备数量,但运行能耗却降低,规模越大,能耗降低越多。
7LNG加注站
LNG加注站主要由LNG槽车、LNG储罐、卸车/调压增压器、LNG低温泵、加气机及LNG车载系统等设备组成。LNG汽车加气站一般分为常规站和橇装站。
①常规站:建在固定地点,LNG通过卸气装置,储存在LNG储罐中,采用加气机给汽车加LNG。
②橇装站:将加气站相关设备和装置安装在汽车或橇体上,工厂高度集成,便于运输和转移,适用于规模较小的加气站。
8LNG气化站
LNG通过低温汽车槽车运至LNG卫星站,通过卸车台设置的卧式专用卸车增压器对汽车槽车储罐增压,利用压差将LNG送至卫星站低温LNG储罐。工作条件下,储罐增压器将储罐内的LNG增压到0.6MPa。增压后的低温LNG进入空温式气化器,与空气换热后转化为气态天然气并升高温度,出口温度比环境温度低10℃,压力为0.45-0.60 MPa,当空温式气化器出口的天然气温度达不到5℃以上时,通过水浴式加热器升温,最后经调压(调压器出口压力为0.35 MPa)、计量、加臭后进入城市输配管网,送入各类用户。
LNG气化站主要设备:
低温储罐由碳钢外壳、不锈钢内胆和工艺管道组成,内外壳之间充填珠光沙隔离。
气化器气化器是将低温液体升温成气态介质的管式压力容器。
过滤器用于过滤出站天然气中的颗粒杂质及水。
LNG 工艺管线、阀门等。
9LNG车用常识
天然气汽车是以天然气为燃料的一种气体燃料汽车,按照燃料使用状况的不同,天然气汽车可分为:
专用燃料天然气汽车:发动机只使用天然气作为燃料;
双(混合)燃料天然气汽车:发动机可以使用天然气或燃油为燃料;
LNG车用经济性:
1)天然气和柴油间换算:1立方天然气热值等于0.86升柴油;一方天然气产生的动力与0.75-0.8升柴油相当。
2)LNG汽车加气量算:一种是以体积来计量,计量单位是立方米(汽柴油计量单位是升),一种是以质量来计量,计量单位是公斤(汽柴油计量单位是吨)。
3)LNG重卡储瓶容量:由于气源产地不同,LNG的密度、热值、气化率、温度会稍有差别。常出现450L的车载瓶罐,充装的LNG质量超200KG。
4)LNG汽车加一次加注时间:加注相同体积的LNG和汽柴油所需时间相当,LNG加液机最大加液能力150到200L/min,正常加气时间为5到10分钟。
5)LNG重卡续航里程:LNG重卡配备2个450升的车用瓶可以存储大约500立方天然气,百公里耗气量50方,可以续航900多公里。