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淺談液化天然氣的儲(chǔ)存與應(yīng)用技術(shù)
氣是一種多組分混合的氣態(tài)化石燃料,也是一種的能源,對(duì)人民生活質(zhì)量和水平的提高以及社會(huì)的發(fā)展都有著重要的意義。所以,液化氣在發(fā)展中成為氣重要組成部分。據(jù)預(yù)測(cè),市場(chǎng)上的液化氣按照這樣的發(fā)展速度,到2020年可能會(huì)達(dá)到氣貿(mào)易量的40%,占?xì)獾目備N(xiāo)量會(huì)達(dá)到15%。因此在世界上人們都認(rèn)為,液化氣的生產(chǎn)和應(yīng)用經(jīng)歷了六十,形成了液化、儲(chǔ)存、運(yùn)輸和的利用等一套完整的工藝系統(tǒng)和設(shè)備。
一、液化氣的儲(chǔ)存技術(shù)概述
1、液化氣的制取和輸送
液化氣的簡(jiǎn)稱(chēng)是LNG。如果在常壓下將氣冷凍到-162℃左右,就把氣變成液化氣。氣凈化后經(jīng)過(guò)采用節(jié)流,膨脹和外加冷源等工藝變成液體形成了液化氣(LNG)。另外,氣的液化包括氣的液化與儲(chǔ)存和氣的氣化與儲(chǔ)存。還包括氣的預(yù)處理和冷量的回收以及技術(shù)等內(nèi)容。液化氣的兒個(gè)環(huán)節(jié)中,液化氣的制取和輸送起著很大的作用。氣經(jīng)過(guò)液化后,體積會(huì)縮小620倍。因此運(yùn)輸起來(lái)即經(jīng)濟(jì)又。如果用液化氣船代替深海和地下管道,可以節(jié)省很多的風(fēng)險(xiǎn)管道投資??梢越档土诉\(yùn)輸?shù)某杀尽A硗庖夯瘹鈺r(shí)刻調(diào)劑著世界氣的供應(yīng)??梢允箾](méi)有氣源的和氣源短缺的的供氣。重要的是可以使氣多元化,經(jīng)濟(jì)性。液化的氣經(jīng)過(guò)工廠的預(yù)處理來(lái)排除氣體的雜質(zhì)。因此,在燃燒時(shí)排出的煙中SO2和NOx的含量非常少。所以是一種清潔能源。因此,引進(jìn)新的技術(shù),運(yùn)用好的輸送方式,不利于人民生活質(zhì)量的提高。而且還減少了很多大氣的污染,有利于經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的和諧發(fā)展。
2、液化氣接收站的工藝系統(tǒng)
液化氣一般由生產(chǎn)地的輸出終端向目的地的輸入終端運(yùn)輸。經(jīng)氣化后再運(yùn)給用戶(hù)。LNG接收站的工藝系統(tǒng)的流程,主要包括LNG的卸船流程、LNG的儲(chǔ)存系統(tǒng)、LNG再氣化/外輸系統(tǒng)、蒸發(fā)氣處理系統(tǒng)和火炬放空系統(tǒng)。首先,卸船系統(tǒng)采用的是雙母管式設(shè)計(jì)。每個(gè)管式各自承擔(dān)著一半的運(yùn)輸量。當(dāng)其中一個(gè)出現(xiàn)故障時(shí),另一個(gè)可以繼續(xù)工作。在卸船流程中需要注意的是卸船前需要用穿上的液化氣對(duì)卸料臂要進(jìn)行預(yù)冷,然后再將卸船量增加至正常輸量。并且需要在卸船的時(shí)候用管線上的取樣器進(jìn)行分析LNG的密度和熱值。其次,在LNG儲(chǔ)存系統(tǒng)中LNG的儲(chǔ)存罐采用的是絕熱保冷設(shè)計(jì)。為限度減少卸船時(shí)的蒸發(fā)量,可以提高儲(chǔ)罐內(nèi)的壓力。一般來(lái)說(shuō)都會(huì)有兩個(gè)儲(chǔ)量相等的儲(chǔ)罐。此外,LNG再氣化/外輸系統(tǒng)中,也應(yīng)注意一些問(wèn)題,例如一些LNG經(jīng)高壓外輸泵加壓至7MPa后,開(kāi)始進(jìn)入高壓水淋蒸發(fā)器蒸發(fā),為遠(yuǎn)的用戶(hù)提供方便,這樣當(dāng)輸送量有變化時(shí)可利用回流管線調(diào)節(jié)流量。在運(yùn)輸停止時(shí),可用回流管線打循環(huán)。在蒸發(fā)氣處理系統(tǒng)中要控制好儲(chǔ)存罐的氣相壓力。并在儲(chǔ)罐中設(shè)置好壓力開(kāi)關(guān),在壓縮機(jī)人口設(shè)置蒸發(fā)氣冷卻器,利用LNG的冷量來(lái)人口溫度低于上限。另外,在火炬放空系統(tǒng)中,如果LNG儲(chǔ)罐內(nèi)氣相空間超壓,蒸發(fā)氣壓縮機(jī)不能控制時(shí),罐內(nèi)多余蒸發(fā)氣將通過(guò)泄放閥進(jìn)入火炬中燒掉。如果發(fā)生這些現(xiàn)象和事故時(shí),積采取放空措施捧泄。
3、液化氣接收站的主要設(shè)備
LNG接收站的主要設(shè)備包括卸科臂、LNG儲(chǔ)罐、LNG輸送泵、LNG氣化器、蒸發(fā)氣壓縮機(jī)和再冷凝器。首先,為了,在卸科臂中旋轉(zhuǎn)接頭在低溫下有良好的密封性能,要采用雙層密封結(jié)構(gòu)??梢栽诠ぷ鲿r(shí)順利的平移和轉(zhuǎn)動(dòng)。每臺(tái)卸料臂配置緊急脫離裝置。臂內(nèi)LNG設(shè)計(jì)流速一般為10m/s。蒸發(fā)器回流臂的流速設(shè)計(jì)值為50m/s。LNG卸料臂的材質(zhì)主要為不銹鋼和鋁合金。制造直徑差不多在40.64cm以下。LND的儲(chǔ)罐屬于常壓大型儲(chǔ)罐,包括地下式和地上式兩種類(lèi)型。一般為雙壁圓柱形。所有的開(kāi)口均應(yīng)該在灌頂,避免接口外泄漏。此外還應(yīng)該液體分層和儲(chǔ)罐漏熱引起的翻滾現(xiàn)象。
LNG輸送泵中,泵內(nèi)容器和軸要采用不銹鋼,泵體和葉輪采用鋁合金。如若在高壓情況下管輸氣,則要在蒸發(fā)器前配置輸泵進(jìn)行增壓。在泵初次運(yùn)行和檢修后投運(yùn)之前,需要需預(yù)冷或保冷。在LNG氣化器中,它的結(jié)構(gòu)和熱源不同,所以形式多樣。LNG接收站多采用開(kāi)架式水淋氣化器和浸沒(méi)燃燒氣化器,開(kāi)架式水淋器比較。后者運(yùn)行成本高,一般用于調(diào)峰。LNG蒸發(fā)氣壓縮機(jī),一般分為兩組。用于卸船工況和非卸船工況。通常采用適用小氣量及高壓縮比的往復(fù)式,和適用于大氣量及中、低壓縮比的離心式。另外,再冷凝器有冷凝和分液的作用。當(dāng)蒸發(fā)氣量增加時(shí),未冷凝的蒸發(fā)氣捧向火炬;當(dāng)蒸發(fā)氣量不足時(shí),可以引入少量外輸氣到再冷凝器,終使壓力保持正常。
二、液化氣的應(yīng)用淺談
1、液化氣冷能利用
液化氣的用途非常廣泛。不僅可以用于負(fù)荷調(diào)峰、發(fā)電、工商業(yè)用戶(hù)等。由于LNG的技術(shù)在于冷凍液化,所以液化氣的儲(chǔ)罐和運(yùn)輸巨輪就像是一個(gè)低溫的冰箱。這些都需要消耗很大的能源,但是此冷能在釋放時(shí)利用,可以用來(lái)降低成本。液化氣冷能主要是依靠LNG與周?chē)h(huán)境之間的溫度和壓力差。通過(guò)LNG變化然后達(dá)到與外界平衡,回收儲(chǔ)存的能量。液化氣的冷能課程可分為直接利用和間接利用。直接利用包括發(fā)電、空氣液化分離、海水淡化等。間接利用包括低溫破碎、水、污染物等。近年來(lái),液化氣的冷能利用取得了的成果。
2、液化氣汽車(chē)?yán)?/p>
近年來(lái),氣也成為汽車(chē)的燃料,逐漸被好多推廣和重視。氣的儲(chǔ)存方式不同,所以氣汽車(chē)也不同。氣汽車(chē)主要包括壓縮氣汽車(chē)、液化氣汽車(chē)和吸附氣汽車(chē)。因?yàn)槲覈?guó)對(duì)氣汽車(chē)很重視,所以液化氣遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了其它燃料能源的地位。主要的是液化氣有很多的優(yōu)點(diǎn)。LNG能量比較大,清潔力強(qiáng),壓力低,噪音低。還可以利用LNG冷能取代空調(diào),可以保護(hù)環(huán)境,穩(wěn)定性強(qiáng),燃燒值高,非常便利和便宜。因此,液化氣運(yùn)用于汽車(chē)廣泛,氣汽車(chē)會(huì)受到重視。
經(jīng)濟(jì)和環(huán)境和諧發(fā)展離不開(kāi)液化氣。從液化氣的儲(chǔ)存和應(yīng)用來(lái)看,液化氣的制取和輸送、接收站的工藝系統(tǒng)、接收站的主要設(shè)備、冷能利用和汽車(chē)?yán)玫取_@些環(huán)節(jié)都體現(xiàn)了液化氣的技術(shù)和運(yùn)用。隨著時(shí)代的發(fā)展和需求,氣這種新型的能源越來(lái)越被重視,越來(lái)越影響著人們的生活質(zhì)量和生態(tài)環(huán)境的和諧發(fā)展。因此,引進(jìn)新的的技術(shù),開(kāi)始液化氣新的階段,是液化氣的限度和地儲(chǔ)存與應(yīng)用的基本的前提。