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浅谈液化天然气储运与安全技术

  
评论: 更新日期:2014年03月19日

摘要:液化天然气(LNG)由于其经济高效、清洁环保、灵活方便、安全可靠的特性被人们所利用于生活、工业中,世界上液化天然气技术已经成为一门新兴工业正在迅猛发展。本文主要就液化天然气的储运技术和安全技术作大致的介绍。
    关键字:液化天然气;储运;安全
    1.液化天然气的储运
    液化天然气无色、无味、无毒且无腐蚀性,是天然气加工业的重要组成部分。它主要包括天然气的预处理、液化、储存、运输、利用五个系统。一般生产工艺过程是,将含甲烷90%以上的天然气经过脱水、脱重烃、脱酸性气体、脱CO2等净化处理后,采取各种先进的液化制冷工艺,使常压下的甲烷在-162℃变为液体,其体积仅为原来气态的1/625,重量仅为同体积水的45%,是优质的工业和民用燃料,变为液化天然气进入储罐,然后装车外运至下游用户。而在LNG链中,储存和运输是两个很重要的环节。
    1.1液化天然气储罐(槽)
    液化天然气储罐是储存液化石油气的专业产品,特种设备,三类压力容器,Q345R材料。液化气储罐对受压元件材质、外观尺寸和焊缝质量、运行质量、安装质量、内部装置及安全附件有着严格质量鉴定。对罐体材料的常规理化检验如:力学性能和化学成分。对其焊接接头、焊缝、罐体封头、各受压元件相互的几何位置等严格地通过X光无损检测和磁粉探伤检查。对产品的密封性、耐压性、及凡是能够影响到产品安全运行的各项技术指标的检测试验。液化天然气储存系统由低温储槽、附属管线及控制仪表组成,但它也属于低温储罐的范畴。液化天然气储罐管路通常采用奥氏体不锈钢管。奥氏体不锈钢管具有优异的低温性能。立式液化天然气储罐,隔热型式采用真空粉末隔热技术,储槽内筒及管道材料选用奥氏体不锈钢,外筒选用优质碳素钢Q345R压力容器用钢板。
    (1) 按容量分类:小型液化天然气储罐,有5-50立方米储罐,多用于民用燃气汽化站,液化天然气(LNG)汽车加注站等;中型液化天然气储罐,有50-100立方米,多用于卫星式液化装置,工业燃气汽化站等。大型液化天然气储罐有100-1000立方米,多用于小型LNG生产装置;大型储槽容量10000-40000立方米,多用于基本负荷型和调峰型液化装置。特大型储槽容量有40000-200000立方米,多用于LNG接收站。
    (2) 按储罐的形状分类,有:球形罐、圆柱形罐(槽)。
    (3) 按罐(槽)放置分类,有:地上型、地下型。
    (4) 按罐(槽)的材料分类,有:双金属、预应力混凝土。
    (5) 按罐(槽)的围护结构分类,有:单维护系统、双围护系统、全封闭维护系统、薄膜型维护系统。
    1.2液化天然气船
    液化天然气船是一种运载散装液化天然气的液货船,简称LNG船。为便于运输,通常采用在常压下极低温(-165℃)冷冻的方法使其液化。LNG船是在零下162摄氏度(-162)低温下运输液化气的专用船舶, 是一种“海上超级冷冻车”,被喻为世界造船“皇冠上的明珠”,目前只有美国 <http://baike.baidu.com/view/2398.htm>、中国 <http://baike.baidu.com/view/61891.htm>、日本 <http://baike.baidu.com/view/1554.htm>、韩国 <http://baike.baidu.com/view/3299.htm>和欧洲 <http://baike.baidu.com/view/3622.htm>的少数几个国家的13家船厂能够建造。液化气船有三种类型,全压式液化气船、全冷式液化气船、半压半冷式液化气船,液化气船发展的方向是大型化、智能化、专业化。发展的趋势是全冷式液化气船,全冷式液化气船运输的货物有乙烯、丙烷、丁烷、天然气。液舱要求有严格的隔热结构,要求能保证液舱恒定低温。常见的液舱形状有球形和矩形两种,但也有少数船舶将液舱形状设计成菱柱形或圆筒形。
    1.2.1液化天然气船的分类
    目前世界液化天然气船 <http://baike.baidu.com/view/3467081.htm>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。液化天然气的接收终端建有专用码头,用于LNG运输船的靠泊和卸船作业。储罐用于容纳从LNG运输船上卸载 <http://baike.baidu.com/view/386432.htm>的液化天然气。再气化装置则是将液化天然气加热使其变成气体后,经管道输送到最终用户。液化天然气在再气化过程中所释放的冷能可被综合利用。一般而言,约有25%的冷能可被利用。
    1.2.2国产液化天然气船
    (1)“大鹏昊”
    我国制造的第一艘液化天然气 <(LNG">http://baike.baidu.com/view/405200.htm>(LNG)船“大鹏昊”,是世界上最大的薄膜型LNG船,船长292米、宽43.35米、型深26.25米,装载 量为14.7万立方米,时速19.5节。于2008年4月顺利交船,成为广东 <http://baike.baidu.com/view/7340.htm>深圳 <http://baike.baidu.com/view/3329.htm>大鹏湾 <http://baike.baidu.com/view/279693.htm>秤头角的国内第一个进口LNG大型基地配套项目。
    (2)“大鹏月”
    我国制造的第二艘LNG船“大鹏月”是中船集团公司所属沪东中华造船(集团)有限公司,为广东大型LNG运输项目建造的第2艘LNG船。该船同“大鹏昊”属同一级别,货舱类型为GTT NO.96E-2薄膜型,是目前世界上最大的薄膜型LNG船。
    1.3液化天然气槽车
    液化天然气槽车是一种专门运输LNG到各地,供居民使用或工业燃气用的装置,一般在常压、低温(112K)的情况下运输。LNG槽车的隔热方式主要有三种:①真空粉末隔热;②真空纤维隔热;③高真空多层隔热。安全设计主要包括两个方面:防止超压和消除燃烧的可能性(禁火、禁油、消除静电)。输液方式主要有压力输送和泵送液体,压力输送又叫自增压输液。LNG槽车在结构上有一定的特殊性,具有和其他低温液体槽车的特点。提高LNG槽车的运行速度,就可以提高运输效率,加上我国的高速公路建设发展很快,所以低温槽车具有高速化的发展趋势,槽车的高速化对槽车质量要求比较高,主要表现在:底盘的可靠性、制动性强、整车的动力性、横向稳定性、隔热支撑的强度等等。

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