lng气化流程及预冷

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1、,LNG站工艺流程及运营管理,中国燃气LNG培训,随着我国“西气东输”工程的蓬勃开展，全国性的天然气利用热已经掀起。天然气作为目前世界上最佳能源，在我国城市气源的选择中已被高度重视，大力推广天然气已成为我国的能源政策。但由于天然气长距离管道输送的工程规模大，投资高、建设周期长，短时间内长输管线难以到达大部分城市。 利用高压，将天然气体积缩小约250倍（CNG）进行运输，然后将其降压的方式解决了部分城市的天然气气源问题。而应用超低温冷冻技术使天然气变为液态（体积缩小约600倍）、采用超低温保冷槽罐，通过汽车、火车、轮船等方式远距离输送天然气、然后经超低温保冷储罐储存、再气化的LNG供气方式与CN

2、G方式相比，输送效率更高，安全可靠性能更强，能够更好的解决城市天然气气源问题。,第一章 LNG基础知识,中国燃气LNG培训,一、什么是LNG 二、LNG组成及性质 三、LNG的特点 四、LNG的广泛用途,五、LNG“链” 六、LNG项目 七、LNG安全环保性能 八、结论,一、什么是液化天然气 LNG（Liquefied Natural Gas) LNG是英文Liquefied Natural 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

3、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。其液体密度约426kg/m3 ,此时气体密度约1.5 kg/m3.爆炸极限为5%-15%（体积%），燃点约450。 油/气田产生的天然气经过除液、除酸、干燥、 分馏、低温冷凝形成，体积缩小为原来的1/600。,中国燃气LNG培训,二、LNG组成及性质 以中原油田、新疆广汇、深圳大鹏湾进口LNG为例，其组成及性质见下表,中国燃气LNG培训,中国燃气LNG培训,三、液化天然气的特点 1、低温、气液膨胀比大、能效高易于运输和储存 1标准立方米的天然气热质约为9300千卡 1吨LNG可产生1350标

4、准立方米的天然气，可发电8300度。,中国燃气LNG培训,2、清洁能源LNG被认为是地球上最干净的化石能源！ LNG硫含量极低，若260万吨/年LNG全部用于发电与燃煤（褐煤）相比将减排SO2约45万吨（大体相当于福建全年的SO2排放量的2倍），将阻止酸雨趋势的扩大。 天然气发电NOX和CO2排放量仅为燃煤电厂的20%和50% 安全性能高由LNG优良的理化性质决定的！气化后比空气轻，无色、无嗅、无毒。 燃点较高：自燃温度约为450；燃烧范围较窄：5%15%；轻于空气、易于扩散！,中国燃气LNG培训,中国燃气LNG培训,LNG作为能源，其特点有： 1、LNG燃烧后基本上不产生污染。 2、LNG供

5、应的可靠性，由整个链系的合同和运作得到保证。 3、LNG的安全性是通过在设计、建设及生产过程中，严格地执行一系列国际标准的基础上得到充分保证。LNG运行至今30年，未发生过恶性事故。 4、LNG作为电厂能源发电，有利于电网的调峰，安全运行和优化以及电源结构的改善。 5、LNG作为城市能源，可以大大提高供气的稳定性、安全性及经济性。,中国燃气LNG培训,四、LNG的广泛用途 LNG作为一种清洁燃料，必将成为新世纪的主要能源之一。概括其用途，主要包括： (1)用作城市管网供气的高峰负荷和事故调峰 (2)用作大中城市管道供气的主要气源 (3)用作LNG小区气化的气源 (4)用作汽车加气的燃料 (5)

6、用作飞机燃料 (6)LNG的冷能利用 (7)分布式能源系统,中国燃气LNG培训,五、LNG“链” LNG从气田采集到用户使用天然气，是一条相互联接，相互约束的生产供需链。每个供需环节紧密衔接，互相制约，并以严格的合同予以保证。,中国燃气LNG培训,天然气-LNG-天然气简图：,中国燃气LNG培训,中国燃气LNG培训,六、LNG项目 LNG项目一般应包括下列的生产环节： 1、天然气生产 为上游气田的勘探，开采、集输以及气体的脱水，脱烃、并把天然气输送到液化工厂去。,中国燃气LNG培训,2、天然气液化 在天然气液化厂内将天然气进行净化，液化和储存。 液化冷冻工艺通常采用以乙烷，丙烷及混合冷冻剂作为

7、循环介质的压缩循环冷冻法。,中国燃气LNG培训,3、LNG运输 我国目前现有LNG运输均采用汽车槽车。单辆槽车最大LNG水容积37m3，LNG运输能力22000 Nm3气态天然气，槽车设计压力0.8MPa，运行压力0.3MPa。正常平均行驶速度60km/h。整个运输过程安全、稳定。经跟车实测，运行中LNG槽车内的压力基本不变，短时停车上涨0.02MPa左右，途中安全阀无放散现象，LNG几乎无损失。,中国燃气LNG培训,4、LNG场站 1）LNG储罐：LNG贮罐（低温贮罐）是LNG的贮藏设备 LNG贮罐的特殊性： 大容量的LNG贮罐，由于是在超低温的状态下工作（-162），因此与其他石油化工贮罐

8、相比具有其特殊性。同时在运行中由于贮藏的LNG处于沸腾状态，当外部热量侵入时，或由于充装时的冲击、大气压的变化，都将使贮存的LNG持续气化成为气体，为此运行中必须考虑贮罐内压力的控制、气化气体的抽出、处理及制冷保冷等。 此外，LNG贮罐的安全阀、液面计、温度计、进出口管的伸缩接头等附属件也必须要耐低温。贮罐的安全装置在低温、低压下，也必须能可靠的起动。,中国燃气LNG培训,LNG储罐是气化站中的关键设备，其绝热性及密封性的好坏直接影响到LNG的蒸发和泄漏速度，即LNG的损耗速度和使用率。储罐的性能参数主要有真空度、漏率、静态蒸发率。作为低温容器，LNG储罐必须满足国家及行业标准中的相关技术要求

9、。储罐的真空封结度反映储罐的真空性，但真空度随时间推移而降低；储罐的漏率影响储罐真空寿命，即储罐真空度的变化速度；静态蒸发率则能够较为直观的反映储罐在使用时的保冷性能。以一台50m3储罐为例说明： （1）漏率1x10-9Pa.m3/s。 （2）静态蒸发率0.3%/d。一台50m3的LNG储罐装满LNG时，在不使用的情况下，完全蒸发需要近一年的时间。 静态蒸发率可以通过实验的方法测得，也可以通过实际运行中数据的分析计算得到。,中国燃气LNG培训,2）LNG的气化 LNG气化为吸热过程，根据热媒的不同，有海水、空温、水浴等气化方式。目前国内LNG气化站都采用空温式和水浴式结合的二级气化方式。空温式

10、换热器直接利用自然空气进行换热，不需要附加能源，其气化能力主要决定于换热面，因此，通常采用翅片的形式。水浴式换热器是空温式换热器的补充，只是在冬季外界温度较低，利用自然气化无法保证天然气温度的情况下才使用，在南方冬季气温较高，基本不需要使用。 换热器的规格主要决定于高峰小时燃气流量，单台气化能力最高可达3000立方米/小时，通常要考虑备用，可以切换使用。气化站中的储罐增压器、BOG加热器、EAG加热器等设备也采用空温式换热器。,中国燃气LNG培训,3）LNG的预冷与进液 LNG气化站设备、管道施工完成后，由于超低温及LNG特殊要求，在正式投产之前，必须采用中间介质进行低温预冷，经过预冷检验调试

11、合格后方可接收LNG，其过程也是对设备及工程的检验。通常采用液氮作为预冷介质。气化站内的主要设备有LNG储罐、BOG（蒸发气）罐、气化器、增压器、BOG加热器、EAG（放散排空气体）加热器及相关工艺管道及管件，LNG储罐的预冷是气化站预冷中的主要内容。,中国燃气LNG培训,预冷的几个技术参数： 进液温度：低于-80 储罐压力：0.30.55MPa 进液速度：3分钟/m3 预冷时间：约45小时/罐（50m3罐） 液氮耗量：约10m3（50m32储罐） 约13m3（50m33储罐）,中国燃气LNG培训,4）建设投资 气化站的投资建设相对长输管线而言，受外界因素（地形、地貌等）影响要小得多。而且，站

12、内储罐的大小、多少可根据建站地区的具体用气量决定，更为机动灵活。 LNG气化站的主要设备包括真空粉末低温储罐、空温式气化器、水浴式气化器、排气筒、加臭机等。对于一座10000Nm3/d规模的气化站来说，占地约10亩，半年内可建成投产。,中国燃气LNG培训,七、LNG安全环保性能 气态天然气密度比空气轻，泄漏后容易扩散，而液化石油气反之；天然气的爆炸极限为515%，其下限较液化石油气的1%要高，也就是说，引起爆炸的气体泄漏量要大，危险性要小一些；另外，LNG在低温下储存，更安全。至今全世界未见有因LNG燃烧爆炸事故的报道。 气化站内，LNG储罐采用自力降压、压力报警手动放空、安全阀起跳三层保护措

13、施，同时，储罐液相进出口及出站总管设有紧急切断装置，保证了站内安全。 天然气在液化过程中脱除了H2O、重烃类、H2S等杂质，比一般天然气更加纯净，燃烧更完全，是最清洁的能源之一。,中国燃气LNG培训,八、结论 由于LNG很好的解决了管道天然气无法到达城市使用天然气的困难，虽然它在我国还属于比较新的技术，但其优势明显，发展迅速，前景广大。 LNG属于低温可燃物质，而且又经过了液化、运输、气化等环节，因此，其工艺相对较为复杂。 近几年，国内的许多燃气投资商、燃气设备商都开始涉足LNG领域。,中国燃气LNG培训,第二章 LNG供气站的操作技术和运营管理 一、投运前的准备 二、LNG供气站操作技术 三

14、、运营安全管理,中国燃气LNG培训,一、投运前的准备 LNG供气站竣工验收合格正式投运前,对整个工艺系统必须进行干燥预冷模拟试运行惰化天然气置换氮气(即钝化)。 1、干燥和预冷 干燥就是利用氮气将供气站工艺系统设备、管道中的水分置换出去,避免系统内的水分在低温下冻结,堵塞和损坏设备、管道与阀门。干燥前,工艺系统应完成吹扫、试压、仪表联校、安全阀就位并校验铅封、设备与管道保冷完毕。,中国燃气LNG培训,2、系统模拟试运行、惰化与置换 模拟试运行的目的是利用-196的液氮对LNG工艺系统进行工艺参数调试和运行性能检验。由于液氮温度低达-196,系统出现白雾处即为泄漏点,需处理。用液氮模拟试运行可大

15、大提高在LNG工况参数下系统的运行可靠性。,中国燃气LNG培训,二、LNG供气站操作技术 1、供气站的气化工艺流程（城市LNG供气站工艺流程见图）,中国燃气LNG培训,LNG汽化站工艺流程图,中国燃气LNG培训,2、LNG卸车工艺 通过公路槽车或罐式集装箱车将LNG从气源地运抵用气城市LNG供气站后,利用槽车上的空温式升压气化器将槽车储罐升压到0.6MPa(或通过站内设置的卸车增压气化器对罐式集装箱车进行升压),同时将储罐压力降至约0.4MPa,使槽车与LNG储罐间形成约0.2MPa的压差,利用此压差将槽车中的LNG卸入供气站储罐内。卸车结束时,通过卸车台气相管线回收槽车中的气相天然气。,中国

16、燃气LNG培训,3.LNG储罐的自动增压 靠压力推动,LNG从储罐中流向空温式气化器,气化后供应用户。随着罐内LNG的流出,罐内压力不断降低,LNG出罐速度逐渐变慢直至停止。因此,正常运营操作中须不断向储罐补充气体,将罐内压力维持在一定范围内,才能使LNG气化过程持续下去。储罐的增压是由自力式增压调节阀和小型空温式气化器组成的自动增压系统来完成的。,中国燃气LNG培训,运行中常出现因开启压力调试不当,致使新安装的增压阀形同虚设,操作人员不得不打开旁通管进行人工增压的情况。人工增压时,应缓慢打开增压气化器液相进口阀,防止阀门开大而导致事故。曾经发生手工增压时增压气化器液相进口阀开度过大,大量LNG涌入增压气化器后不能完全气化,以气液两相状态进入增压气化器出口管道并冲出安全阀喷射在LNG储罐外壁,将储罐外罐冻裂350mm的事故。因此,应尽可能采用自力式增压阀自动增压。,中国燃气LNG培训,4、LNG储罐的压力控制 储罐的正常工作压力由自力式增压调节阀的定压值(后压)所限定和控制。储罐的允许最高工作压力由设置在储罐气相出口管道上的自力式减压