液化天然氣知識培訓(xùn)資料

第_章概述一、 什么是城市燃氣城市燃氣是指可以供城市居民、企事業(yè)單位使用的各種氣體燃料的總稱。隨著資源的開發(fā)和綜合利用，用作城市燃氣的氣體燃料無論在數(shù)量上、品種上都在不斷增長與擴大。燃氣是以可燃氣體為主要組分的混合氣體燃料。50年代以前燃氣主要采用煤加工生產(chǎn)，因此習(xí)慣地把這類混合氣體燃料稱為“燃氣”。隨著社會生產(chǎn)的發(fā)展，燃氣的生產(chǎn)方式、氣源及組分都有了很大的變化。天然氣、液化石油氣逐漸成為城市燃氣的重要氣源。城市燃氣是指可以作為供給城市居民、工業(yè)使用的燃氣。并不是所有燃氣均可作為城市燃氣使用，對供城市使用的燃氣一一城市燃氣，是有一定的質(zhì)量標(biāo)準的。在我國作為城市燃氣的主要氣源有：人工煤氣、天然氣及液化石油氣三大類。人工煤氣的種類較多，有以固體燃料一一煤為原料的煤制煤氣，也有以液體燃料一一重油、石油等為原料的油制氣化煤氣。天然氣包括井氣天然氣、石油伴生氣和礦井氣等。液化石油氣一部分來自油氣田，一部分來自煉油廠。隨著我國石油工業(yè)的發(fā)展，液化石油氣將得到更為廣泛的應(yīng)用。二、 城市燃氣的發(fā)展歷史1、分為四個階段第一階段：煤制氣18世紀末期第二階段：油制氣20世紀以來第三階段：煤、油混合制氣20世紀以來第四階段：天然氣20世紀60年代以后有人預(yù)言21世紀是天然氣時代，天然氣的消費比重占整個能源的比重從1950年9.8%增長至1997年23.2%,成為能源家族的后起之秀，據(jù)能源專家預(yù)測,大約在2020年以后,世界天然氣消費將超過石油，躍居各種能源之首。目前發(fā)達國家天然氣消費比例都很高，美國占整個能源的27%，在三種能源中僅次于石油，俄羅斯天然氣占52.6%,完全超過了煤和石油。而我國天然氣用量僅占2%，與世界水平相差甚遠。（新疆已探明天然氣儲量3900億立方米，陜甘寧2400億立方米，四川2700億立方米）三、 城市燃氣的分類隨著我國燃氣工業(yè)的不斷發(fā)展，供氣規(guī)模、氣源類型和用具類型等都在不斷增加。不同類型燃氣的成分、熱值和燃燒特性等并不相同。城市燃氣供應(yīng)過程中，燃氣組分和特性是經(jīng)常變化的。其允許的變化范圍，取決于燃具和加熱工藝要求的承受能力。因此，以燃氣的燃燒特性指標(biāo)進行分類，這是用氣設(shè)備分類及標(biāo)準化、系列化的基礎(chǔ)，也是燃氣生產(chǎn)和供應(yīng)部門根據(jù)規(guī)定，調(diào)整多種燃氣的摻混比例，以確保燃氣供應(yīng)基本質(zhì)量的基礎(chǔ)。1、燃氣的互換性互換性是城市燃氣的重要指標(biāo)。具有多種氣源的城市，常常會遇到以下兩種情況：一種是，隨著燃氣供應(yīng)規(guī)模的發(fā)展和制氣方式的改變，某些地區(qū)原來使用的燃氣可能由其他一種性質(zhì)不同的燃氣所替代；另一種是，基本氣源發(fā)生緊急事故，或在高峰負荷時，需要在供氣系統(tǒng)中摻入性質(zhì)與原有燃氣不同的其他燃氣。當(dāng)燃氣成分變化不大時，燃燒器燃燒工況雖有改變，但尚能滿足燃具的原有設(shè)計要求；當(dāng)燃氣成分變化較大時，燃燒工況的改變使得燃具不能正常工作。任何燃具，都是按一定的燃氣成分設(shè)計的。設(shè)某一燃具以a燃氣為基準進行設(shè)計和調(diào)整，若以b燃氣來置換a燃氣，此時燃具不加以任何調(diào)整而能保證正常工作，則表示b燃氣可以置換a燃氣，或稱b燃氣對a燃氣具有“互換性”。反之，如果燃具不能正常工作，則稱b燃氣對a燃氣沒有互換性。為了達到互換性的要求，制氣方法不能隨意選用，新的制氣方法（置換氣）須對原制氣方法（基準氣）具有互換性。2、燃氣的燃燒特性指標(biāo)決定燃氣互換性的是燃氣的燃燒特性指標(biāo):華白指數(shù)（或稱發(fā)熱指數(shù)）和燃燒勢（或稱燃燒速度指數(shù)）。當(dāng)燃氣性質(zhì)（燃氣成分）改變時，華白指數(shù)和燃燒勢同時改變。（1） 華白指數(shù)華白指數(shù)是在互換性問題產(chǎn)生初期所使用的一個互換性判定指數(shù)。在置換氣和基準氣的化學(xué)、物理性質(zhì)相差不大、燃燒特性比較接近時，可以用華白指數(shù)指標(biāo)控制燃氣的互換性。各國一般規(guī)定，在兩種燃氣互換時，華白數(shù)的變化不大于土5%?10%。華白指數(shù)是一項控制燃具熱負荷衡定狀況的指標(biāo)。華白指數(shù)W按下式計算：W=H式中氣―一燃氣高熱值（MJ/m3）；S-—燃氣相對密度（空氣=1）。當(dāng)使用燃氣低熱值來計算華白指數(shù)W時，應(yīng)注明，并在燃氣互換時統(tǒng)一計算熱值。（2） 燃燒勢隨著氣源種類的增多，出現(xiàn)了燃燒特性差別較大的兩種燃氣的互換性問題，除了華白指數(shù)以外，還必須引入燃燒勢的概念。燃燒勢反映燃氣燃燒火焰所產(chǎn)生離焰、黃焰、回火和不完全燃燒的傾向性，是一項反映燃具燃氣燃燒穩(wěn)定狀況的綜合指標(biāo)。燃燒勢CP按下式計算：Cp=K*1.0H2+0.6（CH+C0）+0.3CH4— <d式中H2、CmHn、CO、CH4――燃氣中氫、碳氧化合物（除甲烷以外）、一氧化碳、甲mn 烷組分含量（體積%）;d——燃氣相對密度（空氣=1）；K――燃氣中氧含量修正系數(shù)，按下式計算K=1+0.054022式中o2――燃氣中氧組分含量（體積％）。3、燃氣的分類燃氣按燃燒特性分類是參照國際上的分類標(biāo)準，結(jié)合我國各地城市燃氣現(xiàn)狀編制的城市燃氣的分類見表1-1。我國基準燃氣及界限燃氣燃燒特性見表1-2。

城市燃氣的分類 表1-1類別華白指數(shù)W[Mj/m3]燃燒勢CP標(biāo)準范圍標(biāo)準范圍5R22.721.1?24.39455?96人工煤氣6R27.125.2?29.010863?1107R32.730.4?34.912172?1284T18.016.7?19.32522?576T26.424.5?28.22925?65天然氣10T43.841.2?47.33331?3412T53.548.1?57.84036?8813T56.554.3?58.84140?9419Y81.276.9?92.74842?49液化石油氣22Y92.776.9?92.74242?4920Y84.276.9?92.74642?49我國基準燃氣及界限燃氣燃燒特性 表1-2類W別基準燃氣界限燃氣波動范圍典型地區(qū)采用國外標(biāo)準W[Mj/m3]CPW[Mj/m3]CPWCP基準氣界限氣國家和地區(qū)標(biāo)準采用程度人上海天津、東北等S2093-885R21.49019.9?22.853?92-7?7-41?2工沈陽東北、南京煤6R27.110825.2?29.063?110-7?7-42?2JIS參照北京鞍山、馬鞍山氣7R32.712130.4?34.972?128-7?7-40?6S2093-83參照4T18.02516.7?19.322?57-7?7-12?128撫順陽泉JIS天6T26.42924.5?28.222?65-7?7-14?124錦州—然10T43.83341.2?47.331?34-6?8-6?3廣東—IGU、EN26等效氣12T53.54048.1?57.836?88-10?8-10?120四川中原、東北等13T56.54154.3?58.840?94-4?4-3?129天津中原、勝利、大慶JIS參照液化19Y81.24876.9?92.742?49-5?14-13?2全國全國全國全國JIS、IGU等效石油22Y92.74276.9?92.742?49-7?00?17IOCT、EN全國全國20Y84.24676.9?92.742?49-9?10-9?7氣四、 天然氣的優(yōu)點天然氣是優(yōu)質(zhì)高效的清潔能源，它熱值高，燃燒后產(chǎn)生的有害物質(zhì)少，被稱為“綠色燃料”，有資料表明，相等熱值的天然氣和煤炭燃燒時，燃用天然氣排放的顆粒物只是煤炭的1/616，二氧化硫為1/120，一氧化碳為1/132，二氧化碳不到2/3。如用1億立方米天然氣替代煤炭供民用，每年可節(jié)煤30萬噸，節(jié)煤率達50-70%，減少煙塵300噸，減少二氧化硫排放量3600噸。近年來國際上天然氣被廣泛用于天然氣汽車、發(fā)電和化工原料。五、天然氣的組分和種類（一）天然氣的組分天然氣的主要成分是氣態(tài)烴類，甲烷一般占80%?90%，常含有少量二氧化碳、硫化氫等氣體和少量稀有氣體如氦、氬等。天然氣的一般組分與低熱值 表1-3序號天然氣類別一般組分（體積％）低熱值(103Kal/Nm3)C斗C3H8C4H10CNHMCOH2CO2O2凱1氣田氣980.30.30.4————1.086502油田伴生氣81.76.24.864.94——0.30.21.8108603凝析氣田氣74.36.751.8714.91——1.62—0.55115504礦井氣52.4—————4.67.036.04500（二）天然氣的種類根據(jù)礦藏特點分類根據(jù)礦藏特點分類可分為伴生氣和非伴生氣。伴生氣是伴隨原油同時被采出；非伴生氣包括純氣田天然氣和凝析氣田天然氣，兩者在地層中為均一的氣相。凝析氣田天然氣由井口流出后，經(jīng)減壓降溫、分離為氣液兩相。氣相經(jīng)凈化后，成商品天然氣，液相凝析液主要是凝析油，可能有部分被凝析的水分。純天然氣主要成分是甲烷，還有少量的乙、丙、丁烷和非烴氣體。凝析氣田天然氣（指井口流出物），除有甲烷、乙烷外，還含有一定量的丙、丁烷以上烴類氣體、芳香烴、天然氣汽油、柴油等。油田伴生氣組成和分去凝析以后的凝析氣田天然氣相類似。根據(jù)天然氣組分分類根據(jù)組分天然氣可分為干氣、濕氣、貧氣和富氣，也可分為酸性天然氣和潔氣等。結(jié)合我國情況，參照國外資料，其定義為：干氣：每一基m3（壓力為0.1Mpa、溫度為20°C的狀態(tài)）井口流出物中，C5以上重?zé)N液體含量低于13.5cm3的天然氣。 5濕氣：每一基m3井口流出物中，C5以上重?zé)N液體含量超過13.5cm3的天然氣。一般濕氣需進行分離出液態(tài)烴產(chǎn)品和水分后才能進一步加工利用。富氣：每一基m3井口流出物中，C3以上重?zé)N類液體含量超過94cm3的天然氣。貧氣：每一基m3井口流出物中，C3以上重?zé)N類液體含量低于94cm3的天然氣。酸性天然氣：含有顯著H2S和CO2等酸性氣體，需要進行凈化處理才能達到管輸標(biāo)準的天然氣。 2 2潔氣：H2S和CO2含量甚微，不需要進行凈化處理的天然氣。六、 天然氣的輸送天然氣的輸送有長距離管路輸送和液化天然氣（LNG）輸送方式等，另外，還可采用移動管束式汽車輸送。1、 長距離管輸城鎮(zhèn)天然氣傳統(tǒng)的氣源供應(yīng)模式是通過長輸管線來實現(xiàn)。天然氣管輸有五大環(huán)節(jié)：（集氣）采氣f凈氣f輸氣f儲氣f配氣（供氣）。長輸系統(tǒng)由集輸管網(wǎng)、氣化凈化設(shè)備、起點站、輸氣干線、輸氣支線、中間調(diào)壓計量站、壓氣站、燃氣分配站、管理維修站、通訊與遙控設(shè)備、陰極保護站（或其他電保護裝置）等組成。2、 液化天然氣（LNG）天然氣的主要組成一一甲烷是永久性氣體，在常溫下不能用壓縮的方法使其液化，只有在低溫下(-162D才能變?yōu)橐簯B(tài)。天然氣液化后儲存在以絕熱材料制造的儲罐中，可通過船、鐵路和車運方式輸送。天然氣液化前必須凈化，脫除深冷中可能固化的物質(zhì)，如水、二氧化碳、硫化氫及丙烷以上的重?zé)N類，因為它們在深冷條件下會變成固體，覆蓋在冷卻表面，即使不發(fā)生冰堵，也會嚴重影響效率。凈化后的天然氣經(jīng)過制冷為液態(tài)，體積變成氣態(tài)體積的1/625，這使天然氣在儲罐中的儲存量增大。廣匯LNG主要采用鐵路及車運方式運輸。3、移動管束式汽車運輸天然氣由于國內(nèi)天然氣長輸管線尚未形成網(wǎng)絡(luò)，遠不能滿足工業(yè)、商業(yè)及民用對天然氣輸配供應(yīng)的需要，對于許多城鎮(zhèn)或居民小區(qū)，或?qū)τ谀承┊a(chǎn)量低且不穩(wěn)定的零星氣田或單井，沒有必要向城鎮(zhèn)敷設(shè)一條永久性管線。因而，對于天然氣的供應(yīng)，除長輸管線和液化天然氣外，也可采用通過專用車輛，即移動管束式汽車由公路運輸壓縮天然氣(CNG)。七、LNG知識1、LNG生產(chǎn)與運輸LNG的概念LNG是液化天然氣的英文名稱(Liquefiednaturalgas)的縮寫，是將天然氣凈化冷卻而成的深冷液體，因此也可稱為液態(tài)天然氣，常壓沸點為-162.15GLNG的主要參數(shù)常壓沸點：-162.15°C熱值：8900?10200Kcal/Nm3液體密度：0.42?0.485Kg/L辛烷值：130(研究法)汽化潛熱：121.87Kcal/Kg氣液體積比：600?625：1甲烷含量：81?99%LNG組份有關(guān)四個油氣田的LNG組份名稱中原油田吐哈油田西澳卡拉沙氣田印尼東周氣田備注甲烷CH4%95.85782.388.77496.64乙烷ch%2.93611.27.5421.9726丙烷C3H8%0.7334.62.5880.34氮N2%0.0850.80.0740.9其他％0.3891.11.0220.15分子量Kg/kmol17.319.4418.316.59熱值Kcal/Nm3926010200101079162(4)LNG的生產(chǎn)天然氣經(jīng)過凈化處理后，通過壓縮升溫，在制冷劑作用下通過不同的冷卻方式，移走熱量，再節(jié)流膨脹，在常壓下冷卻到-162.15C轉(zhuǎn)化為液態(tài)。天然氣的液化工藝，大致可分為三種方法：階式循環(huán)(或稱串級冷劑循環(huán))制冷為使天然氣液化并達到-163C，需經(jīng)過三段冷卻，制冷劑為丙烷(也可用氨)、乙烯(也可用乙烷)和甲烷。在丙烷通過蒸發(fā)器冷卻乙烯和甲烷的同時，天然氣被冷卻到-40C左右；乙烯通過蒸發(fā)器冷卻甲烷的同時，天然氣被冷卻到-100C左右；甲烷通過蒸發(fā)器把天然氣冷卻到-163C使之液化，經(jīng)氣液分離器分離后，液態(tài)天然氣進罐儲存。三個被分開的循環(huán)過程都包括蒸發(fā)、壓縮和冷凝三個步驟。此法效率高、設(shè)計容易、運行可靠，應(yīng)用比較普遍?；旌侠鋭┭h(huán)，又細分為帶或不帶予冷的單級混合冷劑循環(huán)和多級混合冷劑循環(huán)。(MRC)這種方法的制冷劑是烴的混合物，并有一定數(shù)量的氮氣。丙烷、乙烯及氮的混合蒸氣經(jīng)制冷機壓縮和冷卻器冷卻后進入丙烷儲罐。丙烷呈液態(tài)，壓力為3Mpa,乙烯和氮呈氣態(tài)。丙烷在換熱器中蒸發(fā)，使天然氣冷卻至叮0°C,同時也冷卻了乙烯和氮氣，乙烯呈液態(tài)進入乙烯儲槽，氮氣呈氣態(tài)。液態(tài)乙烯在換熱器中蒸發(fā)，冷卻了天然氣及氮氣。氮氣進入氮儲槽并進行氣液分離，液氮在換熱器蒸發(fā)，進一步冷卻天然氣，同時冷卻了氣態(tài)氮氣。氣態(tài)氮氣進一步液化并在換熱器中蒸發(fā)，將天然氣冷卻到-163C送入儲罐。此法的優(yōu)點是設(shè)備較少，僅需一臺制冷劑和一臺換熱器。其缺點是氣液平衡與焓的計算復(fù)雜，制造也困難?；旌侠鋭┭h(huán)制冷的效率和投資均比串級冷劑循環(huán)制冷低。膨脹循環(huán)，又細分為帶或不帶予冷的單級膨脹循環(huán)和多級膨脹循環(huán)。膨脹法制冷流程是充分利用長輸干管與用戶之間較大的壓力梯度作為液化的能源。它不需要從外部供給能量，只是利用了干管剩余的能量。這種方法適用于遠程干管壓力較高、且液化容量較小的地方。來自長輸干管的天然氣，先流經(jīng)換熱器，然后大部分天然氣在膨脹渦輪機中減壓到輸氣管網(wǎng)壓力。沒有減壓的天然氣在換熱器中被冷卻，并經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流膨脹，降壓液化后進入儲罐。儲罐上部蒸發(fā)的天然氣，由膨脹渦輪機帶動的壓縮機吸出并壓縮到輸氣管網(wǎng)的壓力，并與膨脹渦輪機出來的天然氣混合作為冷煤，經(jīng)換熱器送入管網(wǎng)。按此原理所能液化的天然氣數(shù)量，取決于管網(wǎng)的壓力所能提供的能量。表1-4是各種壓力比下甲烷的液化量。入口壓力P1(105Pa)出口壓力P2(105Pa)甲烷液化量(%)P1/P270.035.03.72：152.535.02.41.5：152.510.510.31.5：152.53.514.815：121.02.18.310：1在城市對天然氣的需用量大于長輸干管的輸氣量時，必須使儲存的液化氣體重新氣化供應(yīng)城市。氣化設(shè)備所需費用大約占液化設(shè)備的1/4。為使液化天然氣氣化，目前大部分都是采用浸沒式加熱的蒸發(fā)器。為了保持水溫，就需要燒掉一部分天然氣。一般從液化天然氣中得到1Nm3氣態(tài)天然氣需消耗745KJ左右的熱量。三種液化工藝比較串級冷劑循環(huán)：每級冷箱均帶自己的壓縮、冷凝和膨脹冷劑循環(huán)；串級循環(huán)工藝的液化所需功率小，但由于冷劑循環(huán)數(shù)量多而帶來相對投資高，因而維修和備件的費用也高；一般使用于大型基地型生產(chǎn)裝置?；旌侠鋭┭h(huán)：混合冷劑的壓縮設(shè)備少，但對冷凝、分離和膨脹的級數(shù)工藝優(yōu)化非常重要，因為這和投資、操作的彈性的費用直接有關(guān)；對大、小規(guī)模的基地型生產(chǎn)裝置和調(diào)峰站均適用。膨脹循環(huán)：膨脹循環(huán)開停車簡單而迅速，但功率消耗比串級循環(huán)和MRC循環(huán)大。如采用氣體予冷或雙膨脹，可增加其效率；一般用于LNG調(diào)峰站或氣源壓力較高的基地型生產(chǎn)裝置。※廣匯工程采用的液化工藝技術(shù)1） 目前尚缺乏可靠而有實踐的液化技術(shù)，因此工程采用引進技術(shù)；2） 工程的LNG生產(chǎn)為基地型的生產(chǎn)裝置，規(guī)模屬中等偏下，氣源壓力為低壓，基于低壓氣源的條件，不宜采用膨脹循環(huán)工藝?；谥械绕碌囊?guī)模，也不適宜采用串級冷劑循環(huán)工藝。因此選擇了混合冷劑循環(huán)生產(chǎn)工藝；3） 經(jīng)引進技術(shù)談判和技術(shù)、經(jīng)濟評估，工程采用了德國Linde公司的MRC技術(shù)；4） 經(jīng)引進技術(shù)談判和技術(shù)、經(jīng)濟評估，工程采用了德國TGE的LNG儲存和配送技術(shù)?！鶑V匯液化天然氣生產(chǎn)方法簡述從吐哈油田來的原料氣約0.8Mpa，壓縮提壓后采用MEA吸收CO2，分子篩吸附水分，凈化后的天然氣采用上述Linde公司的MRC工藝進行液化，液化的天然氣送至LNG儲槽儲存?；旌侠鋭┲饕蒒2、甲烷、乙烯、丙烷和戊烷組成，冷劑壓縮機由燃氣輪機驅(qū)動，燃氣輪機的燃料主要為分子篩吸附器的再生產(chǎn)，天然氣與冷劑進行熱交換的冷箱采用Linde獨特的纏繞管式換熱器。成品儲存在由德國TGE設(shè)計的30，000m3單包容式常壓雙壁金屬罐內(nèi)，LNG由罐內(nèi)液下泵提升送至各裝料臂進行汽車罐車或集裝箱罐的裝料。工藝流程中排放的可燃氣體和緊急排放采用火炬方式。工藝流程示意圖如下：(5)LNG運輸方式：輪船運輸：用于國際間大宗貿(mào)易，一次運量10X104m3汽車運輸：用于陸地200?800Km的運輸，一次運量40?45m3火車運輸：陸地長途運輸采用罐式集裝箱1000?4000Km的運輸，一次運量20?40m3。2、LNG小區(qū)氣化站工藝與設(shè)備LNG小區(qū)氣化發(fā)展具有寬廣的前途是基于：其氣源LNG是將天然氣液化縮小600多倍的液體，可在公路、鐵路、海上通過汽車槽車、火車罐式集裝箱和輪船集裝箱進行靈活高效的運輸；建設(shè)投資省、見效快、方式靈活；氣化成本遠比LPG氣化成本低，經(jīng)濟合算；與LPG比較，安全可靠，其氣相密度0.74Kg/m3，比空氣輕，稍有泄漏，即可隨空氣放散，其著火點為650^，比LPG的560^要低，其爆炸極限為5%?15%，比LPG的1%?15%要窄，使用起來會更安全；LNG的主要成分為甲烷，燃燒后排出的二氧化碳比LPG少3?4倍，減少了溫室效應(yīng)，是非常理想的民用燃料、工業(yè)燃料、發(fā)電燃料、車用燃料；工藝流程簡單，容易實現(xiàn)自動化操作，建設(shè)城市LNG衛(wèi)星站可作為城市供氣主要措施，又可以作為城市供氣調(diào)峰設(shè)施，可成為與管道天然氣對接之后的調(diào)峰和儲存措施。隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的迅速發(fā)展和人民生活的不斷提高，中國廣大中小城市，特別是廣東、福建、浙江、江蘇沿海中小城市，建設(shè)3?5萬戶、8?10萬戶規(guī)模的LNG小區(qū)氣化站滿足人們生活用氣和商業(yè)用氣成為可能和現(xiàn)實。面對1000至5000戶的小城市中心鎮(zhèn)可采用瓶裝式氣化站方式。LNG氣化站工藝流程工藝流程簡述廣匯LNG采用罐式集裝箱貯存，通過火車、公路運至貯存氣化站，在卸氣臺通過增壓器對集裝箱貯槽增壓，利用壓差將LNG送至貯存氣化站低溫LNG貯槽。非工作條件下，貯槽內(nèi)LNG貯存的溫度為-162°C?-145°C，壓力為不同溫度下對應(yīng)壓力；工作條件下，貯槽增壓器將貯槽內(nèi)的LNG增壓到0.35Mpa(以下壓力如未加說明，均為表壓)。增壓后的低溫LNG自流進入主空溫式氣化器，與空氣換熱后轉(zhuǎn)化為氣態(tài)NG并升高溫度，出口溫度比環(huán)境溫度低一10C，壓力在0.35Mpa；當(dāng)空溫式氣化器出口的天然氣溫度達不到5C以上時，通過水浴式加熱器升溫。最后經(jīng)加臭、計量后進入輸配管網(wǎng)送入各類用戶。

放散塔緩沖罐1*200m3主氣化器12*3000Nm3/h水浴加熱器1*18000Nm3/h貯槽增壓器升壓氣動控制閥2*800Nm3/hEAG放散塔緩沖罐1*200m3主氣化器12*3000Nm3/h水浴加熱器1*18000Nm3/h貯槽增壓器升壓氣動控制閥2*800Nm3/hEAG加熱器

1*500Nm3/hBOG加熱器

1*1000Nm3/h輸配管i工藝流程簡圖輸配管i3）LNG站工藝設(shè)備設(shè)施立式或臥式金屬雙層真空罐最高工作壓力：0.5?1.6MPa；最低溫度：-196°C；單臺凈幾何容積：50?200m3；內(nèi)罐材質(zhì)：0Cr18Ni9；外罐材質(zhì):16MnR；LNG低溫儲罐的接口：氣相接口；出液口；進液口（兩個）；液位檢測口；中小規(guī)模LNG儲存采用壓力式低溫儲存方式：LNG低溫儲罐結(jié)構(gòu)為雙層結(jié)構(gòu)：內(nèi)膽存儲低溫液體和承受壓力；外殼支撐固定內(nèi)膽形成絕熱空間，承受內(nèi)膽與介質(zhì)重力載荷和絕熱層的真空負壓；絕熱層的制作方法主要為絕熱空間充填珠光砂并抽高真空；LNG低溫儲罐真空絕熱技術(shù)指標(biāo)：靜態(tài)蒸發(fā)率W0.2%。LNG氣化器空浴式氣化器結(jié)構(gòu)：立式、長方體；氣化能力：根據(jù)設(shè)計要求；數(shù)量：一般2?4臺，分兩組（一開一備）；LNG入口溫度：-162C；LNG出口溫度：環(huán)境溫度一10C；正常工作壓力：0.2?0.4MPa（絕）。水浴式氣化器結(jié)構(gòu)：圓筒形；氣化能力：根據(jù)設(shè)計要求；數(shù)量：一般一臺。增壓器為了使儲罐中的LNG能夠自流進入氣化器，必須保證儲罐的壓力高于氣化器。為此設(shè)置了儲罐自增壓氣化器，當(dāng)儲罐壓力低于設(shè)定值時，自力式升壓調(diào)節(jié)閥開啟，LNG進入自增壓氣化器，氣化后的天然氣回到儲罐頂部，達到為儲罐增壓的目的。BOG處理裝置BOG（BoilofGas）是儲罐及槽車的蒸發(fā)氣體。低溫真空粉末絕熱儲罐和低溫槽車的日蒸發(fā)率一般為0.3%，這部分氣化了的氣體如不按時排出，會使儲罐上部氣相空間的壓力升高。為保證儲罐的安全，裝有降壓調(diào)節(jié)閥，可根據(jù)壓力自動排出BOG，因此在設(shè)計中設(shè)置了BOG加熱器及BOG緩沖罐，用以回收BOG?；厥盏腂OG冬季用于燃氣鍋爐做燃料，夏季不使用鍋爐時，通過緩沖罐的壓力控制，并入輸氣管網(wǎng)。結(jié)構(gòu)為臥式、圓筒形；材質(zhì)16MnR；按工藝技術(shù)要求，設(shè)置進、出氣相管、安全排放閥、壓力指示計。e.閥門、輸送管及管件LNG閥門應(yīng)滿足輸送LNG壓力、流量要求，且具備耐低溫性能（-196°C）,主要包括LNG截止閥、安全閥、止回閥、緊急切斷閥、升壓調(diào)節(jié)閥等，以滿足工藝流程、技術(shù)要求。LNG輸送管道及管件LNG輸送管道：材質(zhì)0Cr18Ni9，規(guī)格DN25、DN50、DN65、DN80。LNG管件：與LNG輸送管道相同（相匹配）技術(shù)要求。法蘭：材質(zhì)0Cr18Ni9。密封墊片采用不銹鋼金屬纏繞墊片。4）LNG氣化站主要操作LNG卸車利用增壓器給槽車罐、集裝箱罐升壓，超過儲罐0.1MPa，利用壓差。LNG液體流入儲罐，液體卸完后，通過氣相管將槽車內(nèi)氣體回收到BOG罐內(nèi)。LNG卸車兩個問題：儲罐氣相空間壓縮問題：儲罐隨著液體進入，液位升高，儲罐氣相空間壓縮，導(dǎo)致儲罐壓力升高；儲罐壓力升高到與槽車儲罐壓力接近時，液體流量大大降低，直到停止。解決辦法：通過自動減壓閥為儲罐釋放出一些壓力；在自動減壓閥上并聯(lián)一個截止閥。LNG液體氣化問題：LNG液體在管道流動中可能產(chǎn)生氣化；LNG液體在進入儲罐中可能產(chǎn)生氣化。解決辦法：槽車壓力比儲罐壓力低時，從儲罐上部進液口進液；槽車壓力比儲罐壓力高時，從儲罐下部進液口進液；槽車壓力與儲罐壓力相同時，可以選擇任意方式進液。LNG低溫儲存減壓熱量緩慢傳入導(dǎo)致儲罐液體緩慢蒸發(fā)，壓力緩慢持續(xù)的上升；在儲罐的氣相管道上設(shè)置自動減壓閥，設(shè)定壓力；儲罐的壓力上升到設(shè)定壓力時，自動減壓閥緩慢打開瀉壓釋放到BOG罐中；儲罐的壓力下降到設(shè)定壓力時，自動減壓閥緩慢關(guān)閉。LNG儲罐出液增壓LNG從低溫儲罐出液是以儲罐的自壓為動力；液體送出液位下降，氣相空間增大，儲罐壓力減小，直至停止出液；為補充壓力，必須為儲罐補充氣體；設(shè)置增壓氣化器及自動增壓閥；儲罐的壓力下降到設(shè)定壓力時，自動增壓閥緩慢打開，儲罐液體進入增壓氣化器，氣化后進入儲罐，補充氣體直至壓力達到設(shè)定值以上時，自動增壓閥關(guān)閉。LNG氣化、調(diào)壓和BOG氣體處理LNG氣化、調(diào)壓的工藝原理與LPG相似；LNG氣化一般采用空溫式氣化器；LNG氣化后當(dāng)氣體溫度低于設(shè)定值時采用水浴式氣化器給低溫氣體加熱；LNG氣化后經(jīng)主調(diào)壓器調(diào)壓、計量、加臭后進入管道；儲罐和其它部位產(chǎn)生的BOG氣體經(jīng)BOG空溫式加熱器加熱進入BOG儲罐經(jīng)輔助調(diào)壓器調(diào)壓進入管道。第二章基本物理化學(xué)性質(zhì)、燃燒特性一、 燃氣的氣化潛熱單位數(shù)量物質(zhì)由液態(tài)變成與之處于平衡狀態(tài)的蒸氣所吸收的熱量為該物質(zhì)的氣化潛熱。反之，由蒸氣變成與之處于平衡狀態(tài)的液體時所放出的熱量為該物質(zhì)的凝結(jié)熱。同一物質(zhì)，在同一狀態(tài)時氣化潛熱與凝結(jié)熱是同一值，其實質(zhì)為飽和蒸氣與飽和液體的焓差。單位為KJ/Kg或KJ/kmol。二、 燃氣的熱值燃氣中的可燃成份（H2、CO、CmHn和H2S等）在一定條件下與氧發(fā)生激烈的氧化反應(yīng)，并產(chǎn)生大量的熱和光的物理化學(xué)過程稱為燃燒。1標(biāo)準立方米的燃氣在完全燃燒時所放出的熱量稱該氣的熱值，單位：千卡/標(biāo)準立方米。1、 高熱值：指1標(biāo)準立方米燃氣完全燃燒后其煙氣被冷卻到原始溫度，包括其中的水蒸氣以凝結(jié)水狀態(tài)排出時所放出的全部熱量。2、 低熱值：指1標(biāo)準立方米燃氣完全燃燒后其煙氣被冷卻到原始溫度，而其中水蒸氣仍為氣態(tài)所放出的熱量。3、 燃氣的高熱值在數(shù)值上大于低熱值，兩者之差為水蒸氣的氣化潛熱。三、 燃氣的物理化學(xué)性質(zhì)燃氣的組成燃氣是由多種氣體組成的混合氣體，它主要由低級烴（甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、乙烯、丙稀、丁烯）、氫氣和一氧化碳等可燃組分，二氧化碳、氮氣和氧氣等不可燃組分，以及氨、硫化物、氰化物、水蒸氣、焦油、萘和灰塵等雜志所組成。燃氣的組成可用質(zhì)量分率、容積分率及摩爾分率來表示。（1） 質(zhì)量分率燃氣中各單一組分的質(zhì)量與燃氣總質(zhì)量的比值稱為質(zhì)量分率。即：mim式中g(shù)i――燃氣中第i組分的質(zhì)量分率；mi――燃氣中第i組分的質(zhì)量（Kg）；m'-燃氣總質(zhì)量（Kg）。（2） 容積分率在相同溫度、壓力條件下，燃氣中各單一組分的容積與燃氣總?cè)莘e的比值稱為容積分率，即：VV=TiV式中vi――燃氣中第i組分的容積分率；V.――燃氣中第i組分的容積（m3）；i▼――燃氣總?cè)莘e（m3）。（3） 摩爾分率燃氣中各單一組分的摩爾數(shù)與燃氣總摩爾數(shù)的比值稱為摩爾分率。即：ny=—in式中yi――燃氣中第i組分的摩爾分率；叫一一燃氣中第i組分的摩爾數(shù)；n1――燃氣總摩爾數(shù)。燃氣的平均分子量和平均氣體常熟燃氣是多種氣體的混合物，所以它不能用一個分子式來表示，通常將燃氣的總質(zhì)量與燃氣的摩爾數(shù)之比稱為燃氣的平均分子量。即：mMn式中M――燃氣的平均分子量；ni――燃氣的總質(zhì)量（Kg）；」一一燃氣總摩爾數(shù)（Kmol）。根據(jù)燃氣的平均分子量，可按下式計算燃氣的平均氣態(tài)狀態(tài)常數(shù)R：R=R0M燃氣的平均密度、比容和相對密度（1）燃氣平均密度單位容積的燃氣所具有的質(zhì)量稱為燃氣平均密度，其單位為Kg/m3或Kg/Nm3。燃氣平均密度可用下式計算：MP=廠M式中p 燃氣平均密度（Kg/m3）；m-—燃氣總質(zhì)量（Kg）；V-—燃氣的容積（m3）；VM-一燃氣的平均摩爾容積（Nm3/kmol）；M-—燃氣的平均摩爾質(zhì)量（Kg/kmol）。燃氣平均密度可用各組分的密度與其摩爾分率乘積的總和求得。根據(jù)分容定律：nV=uvii=1m寸m——乙一iP i=1Pi1P=-Y金i=iPi燃氣平均密度可用各組分的質(zhì)量分率與其密度之商總和的倒數(shù)求得。根據(jù)阿伏加德羅（Avogadro）定律，在相同溫度、相同壓力條件下，氣體的密度與分子量成正比：p_Mp~-M（2） 燃氣的比容單位質(zhì)量燃氣所具有的容積稱為比容，即：Vv=m式中v 燃氣的比容（m3/kg或Nm3/kg）。燃氣的比容與平均密度關(guān)系為：pv=1即：燃氣的比容和密度互為倒數(shù)。（3） 燃氣相對密度燃氣平均密度與相同狀態(tài)下的空氣平均密度之比稱為燃氣相對密度。通常用標(biāo)準狀態(tài)參數(shù)進行計算：S=-^—1.2931式中 S――燃氣的相對密度；P0――標(biāo)準狀態(tài)下的燃氣平均密度（Kg/Nm3）；1.2931——標(biāo)準狀態(tài)下的空氣平均密度（Kg/Nm3）。M或 S= 1.2931VM式中 M――燃氣平均分子量（即平均摩爾質(zhì)量，Kg/kmol）；VM——標(biāo)準狀態(tài)下燃氣的摩爾容積（Nm3/kmol）。通常氣態(tài)的液化石油氣相對密度大于1。燃氣各組分表示方法之間的關(guān)系七=七即燃氣的容積分率與摩爾分率在數(shù)值上相等。Mg—Mi與其質(zhì)量分率成正比，其比例常數(shù)為燃氣平均分即燃氣的某組分摩爾（容積）分率，子量與該組分的分子量之商。與其質(zhì)量分率成正比，其比例常數(shù)為燃氣平均分即燃氣的某組分摩爾（容積）分率，與其質(zhì)量分率成正比，其比例常數(shù)為該組分的氣體常數(shù)與燃氣平均氣體狀態(tài)常數(shù)之商。臨界參數(shù)當(dāng)溫度不超過某一數(shù)值，對氣體進行加壓可以使氣體液化，而在該溫度以上，無論施加多大壓力都不能使之液化，這個溫度就稱為該氣體的臨界溫度；在臨界溫度下，使氣體液化所需的壓力稱為臨界壓力；此時的比容稱為臨界比容；上述參數(shù)統(tǒng)稱為臨界參數(shù)。臨界參數(shù)是氣體的重要物性數(shù)據(jù)。氣體臨界溫度越高，越易液化。由于組成天然氣的主要成分甲烷的臨界溫度低，故天然氣較難液化；而組成液化石油氣的碳氫化合物的臨界溫度較高，故較易液化。6.粘度燃氣是由粘滯性的，這種特性用粘度表示。氣體的粘度隨溫度的升高而增加，而液體的粘度則隨溫度的升高而降低。這是因為流體的粘度一方面是由分之間的吸引力所引起，另一方面也因分子不規(guī)則的熱運動而變換動量的結(jié)果。對于燃氣，其分子間的吸引力很小，溫度升高則體積膨脹，對分之間吸引力的影響不大，但增大了氣體分子的運動速度，于是氣體層間作相對運動時產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力就增大，即粘度增大。四、 爆炸極限、著火溫度（1） 著火溫度燃氣開始燃燒時的溫度成為著火溫度，不同可燃氣體的著火溫度不同。單一可燃氣體在空氣中的著火溫度列于表2-1中。在純氧中的著火溫度比在空氣中的數(shù)值低50?100°C。（2） 爆炸濃度極限燃氣的爆炸濃度極限是燃氣的重要性質(zhì)之一，因為當(dāng)燃氣和空氣（或氧氣）混合后，如果這兩種氣體達到一定比例時，就會形成具有爆炸危險的混合氣體。該氣體與火焰接觸時，即形成爆炸。但是并非任何比例的燃氣一空氣混合氣體都會發(fā)生爆炸，只有在燃氣一空氣混合氣體中可燃氣體的濃度在一定范圍時，氣體才能發(fā)生爆炸，此范圍是從爆炸下限的某一最小值到爆炸上限的某一最大值?；旌蠚怏w的爆炸極限取決于組成氣體的爆炸極限及其摩爾分率。各單一氣體在常壓、293.15K的爆炸極限列于表2-1。主要燃氣的爆炸極限如表2-2所示。五、 膨脹與壓縮1、 氣體的飽和蒸氣壓隨溫度的升高而增大。氣體經(jīng)加壓和降溫，液化后體積能大大減小，如天然氣液化后體積縮小到原來的1/600；LPG液化后體積縮小到原來的1/250。由此可知，鋼瓶的液態(tài)液化氣超量灌裝危害性很大，丫SP——15,在灌裝15kg液態(tài)LPG，允許最高使用溫度為60。。，若超量灌裝后，則超的越多，安全使用溫度越低。如超量10%（16.5kg）為+40。。；超量20%（18kg）+15°C。2、 LPG內(nèi)各組分間因飽和蒸氣壓不同導(dǎo)致氣化的難易程度不同。按道爾頓定律：1P=1XZP.1、、當(dāng)氣液兩相共存時，蒸氣壓與密閉容器的大小及存量無關(guān)，僅取決于成分及溫度。六、 燃氣的毒性：根據(jù)天然氣、人工煤氣、液化氣的組分情況可知：1）天然氣和液化氣（含硫化物在質(zhì)量指標(biāo)的允許范圍內(nèi)）無毒；2）人工煤氣因成分中含有CO,有一定毒性。

各單一氣體在常壓293.15K的爆炸極限氣體名稱分子式爆炸極限293.15K(上、下)空氣中體積(%)著火溫度T(K)燃燒反應(yīng)式理論空氣值和耗氧量(Nm3/Nm3)理論煙氣(Nm3/Nm空氣氧CO.HO氫H275.9/4.0673H2+0.5O2=H2O2.380.52—21.0一氧化碳CO74.2/12.5878CO+0.5O2=CO22.380.51.0—甲烷CH415.0/5.0813CH4+2.0O2=CO2+2H2O9.522.01.02.0乙炔C2H280.0/2.5612C2H2+2.5O2=2CO2+H2011.902.52.01.0乙烯C2H434.0/2.7698C2H4+3.0O2=2CO2+2H2O14.283.02.02.0乙烷C2H613.0/2.9788C2H6+3.5O2=2CO2+3H2O16.663.52.03.0丙烯C3H611.7/2.0733C3H6+4.5O2=3CO2+3H2O21.424.53.03.0丙烷C3H89.5/2.1723C3H8+5.0O2=3CO2+4H2O23.805.03.04.0丁烯C4H810.0/1.6658C4H8+6.0O2=4CO2+4H2O28.566.04.04.0丁烷Eo8.5/1.5638C4H10+6.5O2=4CO2+5H2O30.946.54.05.0戊烯CH.8.7/1.4563C5H10+7.5O2=5CO2+5H2O35.707.55.05.0戊烷510C5H128.3/1.4533C5H12+8.0O2=5CO2+6H2O38.088.05.06.0苯C6H68.0/1.2833C6H6+7.5O2=6CO2+3H2O35.707.56.03.0硫化氫H2S45.5/4.3543H2S+1.5O2=SO2+H2O7.141.51.01.0-15-主要燃氣爆炸極限 表2-2爆炸極限（空氣中體積％）煉焦煤氣直立爐煤氣水煤氣催化油制氣熱裂油制氣下4.54.96.24.73.7上35.840.970.442.925.7爆炸極限（空氣中體積％）純天然氣石油伴生氣礦井氣液化石油氣人工沼氣CH460%CO240%下5.04.2—1.78.8上15.014.2—9.724.4七、 對城市煤氣的質(zhì)量要求：總的要求：低熱值 >14.64MJ/m3；（3500千卡/標(biāo)準立方米）硫化氣氫<20mg/m3;焦油及灰塵<10mg/m3;氨 <50 mg/m3;萘 <50 mg/m3（冬季）；<100mg/m3（夏季）；八、 城市燃氣加臭：1、 城市燃氣中應(yīng)有可以察覺的臭味，無臭或臭味不足的燃氣應(yīng)加臭。2、加臭量：液化石油氣 （LPG） 乙硫醇 （16—20g/m3）天然氣 （NG） 四氫噻吩（20—30g/m3）3、 加臭的目的：因燃氣泄漏，使人可以提早察覺，防止中毒、著火、爆炸的發(fā)生。九、 完全燃燒所需理論空氣量與實際空氣量：1、 理論空氣量：焦?fàn)t煤氣 4.63m3天然氣 10.24m3液化氣 23.8m32、 實際空氣量應(yīng)考慮過?？諝饬?。過?？諝庀禂?shù)：工業(yè)燃具取1.05—1.20民用燃氣取1.3—1.8燃燒同樣體積的LPG，NG和焦?fàn)t煤氣，LPG所需的空氣量約為天然氣的3倍，為焦?fàn)t氣的6倍。十、結(jié)晶水化物：在一定溫度、壓力條件下，水蒸氣能與甲烷作用生成致密的結(jié)晶水化物，容易和雜質(zhì)混在一起堵塞設(shè)備管道。因此，在輸送過程中，必須使水蒸氣含量降低到不致于形成水化物的程度。一般要使天然氣的露點低于輸氣管道工作溫度5—7C，控制其相對濕度接近60%。第三章燃氣安全生產(chǎn)常識防爆常識安全生產(chǎn)是防火防爆單位首先應(yīng)做好的工作，工作的重點是圍繞著1）安全教育；2）安全組織；3）安全技術(shù)措施；4）安全監(jiān)督檢查等方面進行的系統(tǒng)工程。企業(yè)中貫徹“安全第一、預(yù)防為主、群防群治、防治結(jié)合”的方針，做到企業(yè)中全員參加的全面安全管理工作。1、 防火防爆：1） 主要指燃氣因各種原因造成泄漏與空氣混合達到爆炸極限，遇明火電氣火花和靜電火花引起燃燒和爆炸。泄漏原因：A、設(shè)備的跑、冒、滴、漏、腐蝕及設(shè)備配管的伸縮熱膨脹，低溫脆性等。B、H藝放散。（卸車、灌裝、放散、置換）。、施工質(zhì)量方面的原因。火災(zāi)的特點：由小變大，最后成災(zāi)（醞釀期、發(fā)展期、全盛期、衰落期）2） 壓力容器超壓爆破A、 L.P.G超量灌裝。B、 容器受到熱源的影響（超過最高充許使用溫度）火災(zāi)的特點：突然性、長久性、嚴重性；*爆炸與爆破區(qū)別：爆炸一燃氣與空氣混合氣，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起壓力急劇升高。爆破一是指容器由于壓力升高而受到破壞，它不僅與壓力升高的情況有關(guān)，還與容器的耐壓能力有關(guān)。2、 防火防爆措施主要指防止火災(zāi)、爆炸事故和容器爆破事故。1） 消防工作方針“預(yù)防為主、防消結(jié)合”。2） 液化天然氣氣化站、調(diào)壓站均屬于國家一級防火重點單位，國家對一級防火重點單位提出了消防工作的十項標(biāo)準。3） 主要防火防爆措施：A、 防止形成爆炸性混合氣體；B、 消除設(shè)備的“跑、冒、滴、漏”；C、 消除人為的天然氣放散；D、 完善工藝系統(tǒng)；E、 防止空氣滲入設(shè)備；F、 設(shè)置通風(fēng)裝置；G、 設(shè)置報警裝置；4） 消除火源火源種類：不防爆電器產(chǎn)生火花；電氣焊火花；靜電火花；雷電火花；明火及其它類型火花?？刂品椒ǎ篈、 生產(chǎn)區(qū)所有電器必須使用防爆電器，并應(yīng)經(jīng)常檢查維修。B、 嚴禁煙頭，生產(chǎn)區(qū)內(nèi)不準吸煙和帶入火種。C、 禁止拖拉機、電瓶車，獸力車進入生產(chǎn)區(qū)。D、 汽車、叉車的排氣管要裝消火器，并不準進入生產(chǎn)區(qū)修車、擦車、放水。在發(fā)生燃氣泄漏的情況下不準發(fā)動車輛。E、 生產(chǎn)和檢修作業(yè)中應(yīng)防止撞擊、摔砸、強烈摩擦。應(yīng)使用無火花工具。F、 在生產(chǎn)區(qū)內(nèi)檢修、施工中需使用電、氣焊或不防爆電器及進行其它危險作業(yè)時、應(yīng)按有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。G、 天然氣設(shè)備和工藝系統(tǒng)要采取防靜電的措施。H、 罐區(qū)及建筑物應(yīng)采取防雷措施。I、 生產(chǎn)輔助區(qū)應(yīng)嚴格控制著火源。在發(fā)生危險情況時