LNG加气站基础培训.docx

LNG加气站基础培训.docx

《LNG加气站基础培训.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《LNG加气站基础培训.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

LNG加气站基础培训

LNG的广泛用途

（1）用作城市管网供气的调峰负荷和事故气源。

（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）用作飞机燃料。

（6）LNG的冷能利用。

（7）分布式能源系统。

目前，LNG在国内主要用作调峰气源、大中城市的主

气源和小区气化的气源。

PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建

我国LNG的发展

我国的LNG产业起步较晚。

我国的能源结构以煤炭为主，石油、天然气只占到很小的比例，远远低于世界平均水平。

进入新千年以后，随着我国调整能源结构、改善大气环境等一系列政策的实施，西气东输（一线、二线）、川气东送、进口LNG等一系列天然气利用工程的建设，我国的天然气供气格局基本成型，我国的能源消费进入了一个新时代——天然气时代，天然气消费在一次能源消费结构中的比例也越来越高，国内的天然气产业得到了快速发展。

LNG项目作为一项新兴的天然气利用产业，因其独有的特点快速的发展起来。

PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建

PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建

PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建

PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建

我国LNG的市场价格

国内LNG的市场价格与国际原油价格挂钩，并受原料气价格、运输距离等因素影响较大。

近期由于世界性的金融危机，国际油价大幅下跌，国内LNG价格也有了较大幅度的回落。

比如LNG在深圳市场的销售价格，最高时达到6元/m3，目前已经回落到3.50元/m3。

目前，国内LNG价格构成中，进口LNG和国产LNG有一定差别。

进口LNG以深圳大鹏接收站进口的来自澳大利亚的LNG和福建莆田进口的来自印度尼西亚的LNG等项目为代表，国产LNG主要以新疆广汇LNG、鄂尔多斯星星能源LNG、青海西宁LNG、广西涠洲岛LNG等项目为代表。

福建莆田进口LNG到达福州天然气城市门站的价格（合同价）是2.45元/m3，深圳大鹏进口LNG到达深圳天然气城市门站的价格（合同价）约1.75元/m3，合同外价格约3.50元/m3。

国内LNG液化厂由于受原料气价格、运输距离等因素影响较大，LNG在各地的市场销售价格参差不齐。

总体来说，国内各液化厂到达深圳的价格约为3.10～3.50元/m3，到达江浙一带的价格约为3.0元/m3，到达东北城市如沈阳的价格：

夏季约为2.80元/m3，冬季约为3.30元/m3。

随着经济的回暖，LNG需求量的不断增加，LNG的市场价格会不断攀升。

PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建

LNG市场方向

目前，LNG在国内的城市燃气领域主要用作各类气源，如调峰

起源、事故起源等。

现阶段，我国的城市燃气主要分为三类：

天

然气、液化石油气和人工煤气。

相比于天然气而言，使用液化石

油气一般采用瓶装形式，危险性较大，其价格随国际油价波动较

大，价格相对较高，且相对于国家大力推动天然气利用的政策，

使用管道液化石油气的地区，考虑将来气源转换为天然气的成本

高；而人工煤气工艺复杂，投资大，效益差，对环境影响大，政

策上发展受到一定限制。

同时，充分考虑我国的国情：

农业大国，

城市化人口占少数，管输燃气的发展受到一定制约。

因此，今后

很长一段时间内，LNG作为管输天然气的重要补充，将是中国燃

气市场的主要品种之一。

同时，由于LNG具有体积小，便于槽车或轮船运输，易于气化

等特点，决定了其广阔的市场前景。

PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建

（1）用作城市的调峰负荷和事故气源。

城市燃气的调峰是管输天然气供应所要解决的一个重大问题。

随着我国燃气市场的不断扩大，气化的区域不断增加，天然气用户数不断上升，城市燃气的调峰成为各个城市燃气供应企业所面临的严峻问题。

通常情况下，城市燃气的季节调峰任务由上游供气部门承担，而日调峰和小时调峰则由燃气供应企业自行解决。

城市燃气供应企业传统的调峰方式是，采用储气柜和储气罐或地下储气井等储气设施，用气高峰时储气设施出气，用气低谷时储气设施进行储气。

传统的储气设施都是将天然气在气态的情况下进行储存，储气量小，且储气设施占地面积大，投资成本高。

而随着天然气利用产业的发展，越来越多的采用LNG作为城市燃气的调峰负荷。

这样不仅储气量大，占地面积小，还节省投资。

同时，使用LNG作为事故气源也比使用气态储存的天然气有明显优势，可谓一举两得。

近年来，为满足城市管输天然气的供气要求，许多城市燃气供气单位纷纷开始建设LNG调峰站，如西宁中油燃气有限责任公司、上海燃气公司等。

当然，更多的供应单位则采用外购LNG的方式。

如沈阳煤气公司等。

目前，沈阳主要利用LNG作为冬季调峰气源使用。

沈阳本身没有LNG气源，而是通过LNG罐车从外地运来。

夏季储存LNG，以供冬季用气高峰时使用。

建有2个2500立方米的LNG储罐，可储存天然气约280万米3。

PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建

（2）用作大中城市的主气源

随着西气东输等一系列天然气管线的建设，我国的天然气供应格局逐步形成。

天然气管线途经省市是首先气化的目标，但是天然气管线未经省市的气化条件不够完善。

使用外购LNG作为这些条件不够完善的大中城市的主气源，是对我国西气东输等天然气管道输送工程的重要补充。

同时，对于一些将来有天然气主管线供气的地区（如广西、云南等），这些企业充分利用国产LNG作为气源来提前开发大中城市燃气市场，提前做好管道天然气为气源的燃气供应转换工作，培育好燃气市场，为加速我国天然气事业的发展起着积极的推动作用。

PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建

（3）用作LNG小区气化的气源

国家发改委、经贸委、外贸部2002年3月联合发布了《外商投资产业指导目录》，首次将原禁止外商投资的城市管网列为对外开放的领域。

由此，我国燃气市场的垄断局面逐步被打破，燃气行业发生了巨大的变革，迎来了崭新的发展生机。

国外资本、民营企业、个人资金纷纷涌入基础设施产业，不断涉足我国广大中小城镇燃气设施基本建设。

这些地区用气量相对较小，一般不具备管道天然气气源条件。

理所当然的，LNG成为了这些地区天然气气化的首选气源。

PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建

另外，LNG还用作汽车燃料，作为调峰电厂的燃料等。

天然气液化的过程是燃料纯化的过程，更有利于降低汽车发动机

的排放。

用作汽车加气燃料，与汽油、柴油和LPG、CNC相比，LNG具有辛烷值高、抗爆性好、价格低、充装量大、行驶里程长、尾气污染小等优点，是优质的清洁汽车燃料。

与汽油相比，天然气汽车尾气中，CO减少97%，HC减少72%，NOX减少39%，CO2减少24%，SO2减少90%，汽车噪音亦可降低40%，可以说，天然气是汽车最佳的清洁燃料。

LNG可以像运输燃油一样使用车船运送，这就为尚无天然气管道资源的城市和地区提供了使用天然气汽车的可能性。

开展

LNG汽车的应用研究，拓宽我国汽车行业利用天然气资源的领域，具有十分重要的意义。

“油改汽”可以节约大量具有战略意义的石油和大量经费。

由此可见，LNG由于其独有的特性决定了其优越的市场地位。

同

时，随着我国合理调整能源结构、改善大气污染等一系列政策的深入实施，城市燃气普及率将进一步提高，LNG的发展正当时。

PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建

LNG是优质车用燃料

由LNG的性质，可以看出它作为车用燃料还有如下的特点和优势：

1能量密度大

汽车续驶里程长，同样容积的LNG车用储罐装载的天然气是CNG储气瓶的2.5倍。

目前国外大型LNG货车一次加气可连续行驶1000～1300km，非常适合长途运输的需要。

国内410升钢瓶加气一次在市区可连续行驶约400km，在高速公路加气一次可连续行驶约700Km以上。

2运输方便

由于是液态，LNG便于经济可靠地远距离运输，建设CNG汽车加气站不受天然气管网的制约。

在陆上，通常用20～50m3（相当于12000～

30000Nm3天然气的汽车槽车象运输汽油，柴油那样将LNG远送到LNG汽车加气站，也可根据需要用火车槽车。

在海上，通常用大至12～13万m3的LNG轮船，进行长途运输。

PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建

3组分纯，排放性能好，有利于减少污染，保护环境

LNG由于脱除了硫和水分，其组成比CNG更纯净，因而LNG汽车的排放性能要优于CNG汽车。

与燃油车相比，LNG汽车的有害排放降低约85%左右，被称为真正的环保汽车。

4安全性能好

LNG的燃点为650℃，比汽柴油、LPG的燃点高，点火能也高于汽柴油、LPG，所以比汽柴油、LPG更难点燃，LNG的爆炸极限为5～15%，且气化后密度很低，只有空气的一半左右，因而稍有泄漏即挥发扩散，而LPG的爆炸极限为2.4～9.5%，燃点为466℃，且气化后密度大于空气，泄漏后不易挥发，汽油爆炸极限为1.0～

7.6%，燃点为427℃，柴油爆炸极限为0.5～4.1，燃点为260℃，由此可见，LNG汽车比LPG、汽油、柴油汽车更安全。

PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建

LNG的性质

甲烷的化学分子式:

CH4

甲烷的分子量:

16

760mmHg压力下甲烷的密度:

0.7167kg/m3

甲烷的临界压力:

Pc=4.64MPa绝压

甲烷的临界温度:

Tc=190.7K=-82.45℃

甲烷的临界密度:

rc=162kg/m3

1升液体气化为气体（0℃,760mmHg下591升

760mmHg压力下甲烷的沸点温度:

To=111.7k=-161.45℃760mmHg压力下甲烷的液体密度:

r’o=426kg/m3

760mmHg压力下甲烷的蒸汽密度:

r”o=1.8kg/m3

760mmHg压力下甲烷的汽化潜热:

ho=121.75kcal/kg

PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建

甲烷的三相点压力:

PA=87.4mmHg绝压

甲烷的三相点温度:

TA=90.6k=-182.55℃

甲烷的燃烧值:

B=8569kcal/m3

甲烷的熔点温度:

Tk=90.65k=-182.5℃

甲烷的熔点溶化热:

hk=13.9kcal/kg

760mmHg压力20℃温度下甲烷在空气中的爆炸极限浓度:

上限浓度（体积百分比:

15%

上限浓度（含量:

105g/m3

下限浓度（体积百分比:

5%

下限浓度（含量:

35g/m3

着火（自燃）温度:

540℃

甲烷在0.8MPa（本产品最高工作压力表压力下的有关特性如下:

饱和温度:

Ts=146.4K=-126.75℃

饱和液体密度:

r’s=368kg/cm3

饱和蒸汽密度:

r”s=13.2kg/cm3

汽化潜热:

hs=106.7kcal/kg

PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建

天然气无色、无味、无毒且无腐蚀性，主要成分为甲烷，也包括一定

量的乙烷、丙烷和重质碳氢化合物。

还有少量的氮气、氧气、二氧化碳和硫化物。

另外，在天然气管线中还发现有水分。

甲烷的分子结构是由一个碳原子和四个氢原子组成，燃烧产物主要是

二氧化碳和水。

CH4＋2O2→CO2＋2H2O

与其它化石燃料相比，天然气燃烧时仅排放少量的二氧化碳粉尘和极微量的一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物，因此，天然气是一种清洁的能源。

天然气的主要成分是甲烷（CH4），它本身是一种无色无嗅无毒可燃

的气体。

对空气的重度为0.55，如有泄露则向上漂，与空气或氧气混合形成爆鸣性气体，如遇火种即发生燃烧爆炸。

同其它所有燃料一样，天然气的燃烧需要大量氧气（O2）。

如果居民用户在使用灶具或热水器时不注意通风，室内的氧气会大量减少，造成天然气的不完全燃烧。

不完全燃烧的后果就是产生有毒的一氧化碳（CO），最终可能导致使用者中毒2CH4+3O2→2CO+4H2O

人如果大量吸入，会因缺氧而受到严重伤害甚至窒息死亡。

PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建

压力温度密度

PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建

天然气相对密度：

是指压力为101.325kPa、温度为273.15k（即0℃

条件下天然气密度与空气密度之比值，即天然气在标准状态下的相对密度。

天然气比空气轻，其相对密度一般小于1，通常在0.5~0.7范围内变化。

天然气的粘度：

天然气的粘度与其组分的相对分子量、组成、温度

及压力有关。

天然气的主要烃类组分为甲烷，一般情况下，其体积组成为95％以上，故可以用甲烷的粘度代替天然气的粘度。

天然气的热值：

天然气作为燃料使用，其热值是一项重要的经济指

标。

天然气的热值是指单位数量的天然气完全燃烧所放出的热量。

一立方米天然气完全燃烧，所产生的热量可蒸馒头8Kg；烧开水40Kg；生成化肥3.2Kg，可增产粮食25Kg：

可发电3KW·h；汽车行驶3.5Km。

天然气的含水量：

天然气在地层里长期与水接触，一部分天然气溶

解于水中，一些水蒸气也进入天然气。

所以，从地下气藏中开采出来的天然气，总是含有水汽。

通常所说的天然气含气量，是指天然气中水汽的含量。

天然气的强爆性：

天然气与空气混合，遇到火原时，可以发生燃烧

或爆炸。

爆炸是一种剧烈的燃烧，与之相区别的就是稳定燃烧。

天然气在空气中含量达到5％~15％时，一遇明火或高温物体；甚至开电灯所产生的电火花，都可引起门窗紧闭的房间发生爆炸，其威力较大。

PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建

当天然气在1大气压下，冷却至约-162℃时，天然气由气态转变成液态，称为液化天然气（LiquefiedNaturalGas，缩写为LNG）。

LNG无色、无味、无毒且无腐蚀性，其体积约为同量气态天然气体积的1/600，LNG的重量仅为同体积水的45%左右。

因CH4在1大气压下的沸点为-162℃，皮肤或眼睛接触到LNG会导致冷灼伤，故需对眼睛、皮肤等易接触的部位进行保护，应急处理人员的着装要求戴上容易脱下的防护手套和长套袖，保护胳膊，并要穿无箍口长裤，裤管要盖住鞋子，以挡住溢出的液体。

应急处理人员的衣服应为防静电的纯棉服装，最好是没有口袋也没有卷起的部分，并穿没有铁钉的皮鞋（禁止穿布鞋。

PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建

1LNG的蒸发LNG储存在绝热储槽中。

任何热量渗漏到罐中，都会导致一定量的LNG汽化为气体，这种气体被称为蒸发气。

LNG蒸发气的组成主要取决于液体的组成，它一般含氮气20%（约为LNG中N含量的20倍，甲烷80%及微量乙烷。

对于纯甲烷而言，-113℃以下的蒸发气比空气重；对于含有氮气20%的甲烷而言，低于-80℃的蒸发气比空气重。

2LNG的溢出与扩散LNG倾倒至地面上时，最初会猛烈沸腾蒸发，其蒸发率将迅速衰减至一个固定值。

蒸发气沿地面形成一个层流，从环境中吸收热量逐渐上升和扩散，同时将周围的环境空气冷却至露点以下，形成一个可见的云团，这可作为蒸发气移动方向的指南，·也可作为蒸发气一空气混合物可燃性的指示。

蒸气云团扩散是一个复杂的过程，通常采

EVANUM（缺陷跟踪系统和EOLE（多步操作系统模型来计算蒸气云团扩散的安全距离。

3LNG的燃烧与爆炸LNG具有天然气的易燃易爆特性，在-162℃的低温条件下，其燃烧范围为6%-13%（体积百分比；LNG着火温度即燃点随组分的变化而变化，其燃点随重烃含量的增

加而降低，纯甲烷着火温度为650℃。

PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建

LNG的气源条件

国外从20世纪70年代开始大规模建设LNG工厂,总规

模达到7000万t/a，占世界天然气销售量的20％。

且以每年7％的速度增长。

我国LNG工业起步较晚。

1999年上海建成规模为2万m3/d的LNG调峰站。

2001年中原油田建成液化能力为15万m3/d的天然气液化工厂，新疆吐哈油田2004年投产了15万m3/d天然气液化工厂。

同时，深圳大鹏湾建接收300万t/a的LNG码头工程．于2006年投入运行，福建莆田2008年也投入了使用。

浙江宁波、山东青岛等地的进口LNG项目也在进行之中。

可见，LNG气源是稳定的。

PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建

LNG汽车加气站工艺与设备

（1工艺流程

美国休斯敦LNG加气站的工艺流程：

规模为日加气

量120辆车。

站内有42m3的深冷储罐2座，储存温度为-176.4℃。

低温离心泵将储罐内LNG经加气机加到车辆上。

泵工作压力为0.28-0.62MPa，排量为114L／

min。

加气机使用一部38.1mn质量流量计，用于计量由储罐至加气车辆的气量，另一部12.7mm质量流量计计量从汽车返回储罐的气态天然气量。

PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建

LNG加气站工艺流程

①卸车流程：

由LNG低温泵将LNG槽车内LNC卸至LNG储罐。

②加气流程：

储罐内LNG由LNG低温泵抽出，通过加气机向汽车加气。

③调压漉程：

卸车完毕后，用LNG低温泵从储罐内抽出部分LNG通过LNG气化调压后进入储罐，当储罐压力达到设定压力时停止气化。

PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建

LNG加气站的主要技术指标：

加气能力（气态：

1．2×104～2．4×104m/d；可加气LNG汽车（公交车台数：

50～100辆／d；加气时间：

5～10min/辆；加气机加气压力：

1.2MPa；加气机计量精度：

±1.0％。

加气站能实现从槽车卸液，低温储槽上下进液；储

槽有液位保护系统、防泄漏系统和自动调压系统；加气机能实现计量加气和定量加气功能；自动控制系统对泵可进行三挡变频调速，以实现低速循环、加气及储槽上进液功能。

PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建

LNG汽车特点

因同容积LNG储槽装载天然气是CNG的2.5倍，国外大型LNG货车一次加气可连续行驶l000～1300km,非常适合长距离运输。

LNG加气站占地少，一座加气150辆/d的加气站占地仅几百平方米。

由于LNG是液态，便于运输，建LNG汽车加气站不受天然气管网的制约。

LNG的燃点为650℃,比汽柴油、LPG的燃点高，点火能也高于汽柴油、LPG，所以比汽柴油、LPG更难点燃。

LNG的爆炸极限为5％～15％，且气化后密度很低，因而稍有泄漏即挥发扩散；而LPG燃点为466℃，爆炸极限为2.4％～9.5％，且气化后密度大于空气，泄漏后不易挥发；汽油燃点为427℃，爆炸极限为1.0％～7.6％；柴油燃点为260℃，爆炸极限为0.5％～4.1％。

由此可见。

LNG汽车比LPG、汽油、柴油汽车更安全。

从经济性角度来说，1m3的天然气行驶里程等效于1.14L燃油。

可节省三分之一的燃油费。

PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建

LNG加气站工艺流程设计

LNG加气站的工艺流程分四个步骤：

卸车流程、调压流程、加气流程、卸压流程

LNG加气站设备主要包括LNG槽车、LNC

储罐、调压气化器、LNG低温泵、加气机

及LNG车载系统。

LNG槽车目前单台最大

容积为51m3，槽车设计压力0.8MPa，运

行压力0．3Mpa。

LNC储罐由内、外壳组

成，采用真空粉末绝热技术，目前可做到

200m3，大多为100m3以下。

调压气化器

是空温式气化器。

LNG车载瓶目前富瑞可

生产4种规格，450L、335L、375L和275

L，分别用于中型车和公交车。

LNG储槽

内层材质为不锈钢，外层为碳钢，而车载

瓶内外层均为不锈钢。

PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建

卸车流程：

由LNG低温泵将LNG槽车内LNC卸至LNG储罐

把集装箱或汽车槽车内的LNG转移至LNG加气站储罐内。

此过程可以通过三种方式实现。

（1通过卸车增压器卸车（2通过潜液泵卸车（3通过增压器和泵联合卸车。

富瑞加气示范站采用第三种方式。

选用设备规格为：

卸车增压器200Nm3/h，

潜液泵流量40～200l/min，压力0.2～1.2Mpa。

实际工作时卸一台标准集装箱的时间约为1.8小时。

该方式优点是缩短了卸车时间，缺点是耗能、在卸液快完时如不注意泵容易遭损害、工艺流程相对复杂。

自增压卸液采用储罐上、下进液同时进行的方式。

该方式优点是：

简单、不耗能。

缺点是卸车时间长，卸一台标准集装箱时间约为

2.5～3.0小时。

PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建

调压流程：

卸车完毕后，用LNG低温泵从储罐内抽出部分LNG通过LNG汽化调压后进入储罐，当储罐压力达到设定压力时停止汽化

由于原来汽车上的车载瓶本身不带增压器，因此车载瓶中的液体必须是饱和液体。

为此在给汽车加液之前首先对储罐中的LNG进行调压，使之成为饱和液体方可给汽车加气。

调压方式也有三种。

（1通过储罐自身调压（2通过泵低速循环进行调压（3通过储罐自身与泵低速循环联合使用进行调压。

第一种方式优点是工艺、设备简单、不耗能。

缺点是调压时间长。

LNG加气站储罐调压与LNG气化站储罐调压原理不同，LNG气化站储罐调压采用气相调压，目的是只要得到所需压力的LNG即可。

而LNG加气站储罐调压是要得到一定压力的饱和液体，只能进行液相调压。

故采用自身对同样的储罐调节同样的压力需要的时间却大不一样。

实际工作时测得：

采用200Nm的调压汽化器对50m3的储罐调节饱和液体压力，达到0.5Mpa时所需时间为8～10小时，依外界气候的温度不同而异。

这对汽车加气带来很大不便。

储罐调压应采用第三种方式较为合理，并且调压汽化器应有备用，可能的话还应增大其规格。

这样，虽然增加了投资、能耗，但大大缩短了调压时间，理论上计算可在3.0～4.0小时实现，从而确保加气时间。

如单采用第二种方式其调压时间仍为偏长。

PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建

加气流程：

储罐内LNG由LNG低温泵抽出，通过加气机向汽车加气。

储罐中的饱和液体LNG通过泵加压后由加气枪给汽车加气，加气压力为1.6Mpa。

在给车载瓶加气前首先应给车载瓶卸压，通过回气口回收车载瓶中余气。

目前，该部分气进行放空处理。

建议在以后的加气站中，增设车载瓶到储罐气相的回流管，同时设计量装置，便于对车载瓶中余气进行回收和计量。

PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建

卸压流程：

在给储罐调压过程中，储罐中的液体同时在不断的蒸发和气化，这部分气化了的气体如不及时排出，储罐压力会越来越大，当储罐压力大于设定值时，相关阀门打开，释放储罐中的气体，降低压力，保证储罐安全。

目前，该部分气体进行放空处理。

建议在以后的加气站中，

该部分气体通过调压后送人附近市政管网系统。

PDF文件使用"pdfFactoryPro