液化天然气（LNG）：新能源领域的绿色先锋

一、什么是液化天然气LNG（LiquefiedNatural 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。

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

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标准立方米的天然气，可发电8300度。

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！

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。

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)用作飞机燃料

6)LNG的冷能利用

7)分布式能源系统

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。

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

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循环介质的压缩循环冷冻法。

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。

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。

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。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。

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。

换热器的规格主要决定于应急气源小时燃气流量，单台气化能力最高可达3200立方米/小时（实际最大气化能力可达3840立方米/小时），。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。

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。

预冷的几个技术参数：

进液温度：低于-80℃

储罐压力：0.3～0.55MPa

进液速度：3分钟/m3

预冷时间：约4～5小时/罐（视储罐当时工况）

液氮耗量：约10m3（视储罐当时工况）

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5~15%，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。

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。

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