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2020,37(2) 44 〜479管#$石油化工设计Petrochemicd DesignLNG 接收站低温管道保冷安全及效果评价F G ,杨HI ,吴仲昆，韩NO（中国石化青岛液化天然气有限责任公司，山东青岛266400）摘要：LNG 接收站保冷效果的好坏，直接关系到生产的安全平稳运行。
为了对低温管道保冷现状进行评价，从2个方面进行了研究：1）采用表面温度与热）计法，对管道冷损失量进行测量计算;2）以大跨距直管为例,采用有限元分析方法，对其进行强度校核与极限载荷分析。
通过现场测量与计算，发现135个检测点中，冷损失量超出允许范围的比率高达71.9%，而且所有管道表面温度均低于露点温度。
此种状况意味着应采取措施降低冷量损失。
此外，经过数值模拟计算，认为管道载荷在容许范围内，并经现场验证，未发现明显的管道变形情况$关键词：LNG 接收站保冷表面温度有限元分析露点doi ：10. 3969/j. issn. 1005 - 8168.2020.02.011青岛LNG 接收站自2014年11月14日正式 投产以来，已安全平稳运行4年，但近期陆续发现内管 性保冷设施存在管、变形下坠、保保护层开裂 "这些若不解决可能带来的是:1）保冷结构内 后， 管载，特别是 大的小口径管道,可能造成管裂的严重后果;2）保内部积水，接触钢管道后带来腐蚀 ；3 ）可能 低压 LNG 温度升高，甚至 分气化， 凝 及夕卜输机泵稳定控制;4）导致BOG （ B oi I Off Gas 蒸气体） ， BOG 系统压力控制;5）于BOG 总管保冷效果变差，进入BOG 系统，造成BOG 压缩机入口温度升高，降低BOG 压缩机处理能力，增加BOG 处理能耗，影响接收站经济运行。
因此，对LNG 接收站低温管道保冷效果以及管道变形 评价是十分必要的。
1保冷效果测试方法1.1测试评价依据本次对LNG 接收站低温管道进行冷损失检测主要工程量包括：BOG 总管、LNG 低压总管、LNG高压总管、6台高压泵管道、9台汽化器入口管道、乙烷换 管道（下 C 2换 管道）、保 环管道、测点 共135 。
目前，我国的能源结构仍旧以煤炭为主，保护环境、控制温室气体排放的任务十分艰巨。
天然气作为一种优质、高效、方便的清洁能源和化工原料，具有巨大的应用潜力，其中市场化程度较高的液化天然气（LNG）作为传统气源的补充也开始备受关注[1]。
近10年，我国LNG市场增长迅速，LNG供给已形成沿海大型LNG接收站和内陆小型LNG液化工厂并重的格局。
截至2014年底，我国已建成沿海LNG接收站13座，接收能力达3970万吨/年；已建成内陆小型LNG液化工厂103座，建成规模约1400万吨/年。
按照我国的能源战略部署，在未来一段时间内还将新建和扩建更多的LNG设施，以满足对LNG需求的增长[2]。
基于LNG超低温（-162℃）存储的特点，对LNG管道的保冷就成为行业必须面临的问题。
其保冷效果不仅关系到整个系统的输送效率，而且对于装置的安全生产也至关重要[3]。
本文主要介绍目前国内外主流的LNG管道保冷材料，并对其保冷结构设计及施工工艺进行阐述，为后续LNG管道保冷工程提供一定的参考。
1 LNG管道保冷材料GB/T 22724《液化天然气设备与安装 陆上装置设计》[4]明确指出，绝热材料的质量和类型应根据易燃度、吸气率、绝热材料对潮气的敏感性、温度梯度、低温性能等几个方面予以考虑。
结合目前国内外已建LNG厂站的经验，LNG管道保冷材料的性能必须满足以下几个方面：1）耐腐蚀、抗老化、化学性质长期稳定；2）具有较低的导热系数，即良好的绝热性能；3）超低温和常温交变时尺寸稳定性好；4）超低温和常温条件下均能达到一定的机械强度；5）具有一定的阻燃性能。
综合来看，目前国内外主流的LNG管道保冷材料有两类：一类是以泡沫玻璃（CG）、聚异氰脲酸酯泡沫（PIR）为代表的硬质保冷材料，另一类是以发泡弹性体（FEF）为代表的柔性保冷材料。
1.1 CG根据ASTM C552[5]的定义，CG是由玻璃加工形成的闭孔结构占主导的硬质泡沫。
CG最早由美国彼兹堡康宁公司发明，主要由碎玻璃、发泡剂、改性添加剂和发泡促进剂等，经过细粉碎和均匀混合后，再经过高温熔化、发泡、退火等工艺制造而成[6]。
福乐斯技术手册C 7
福乐斯技术手册C 8～10
福乐斯技术手册C 11~12-1
“福乐斯”("Armafl ex")以合成橡塑为基材经发泡在材料内部形成无数封闭的空气泡，因空气的导热系数仅为0.026 W/m.k，故“福乐斯”("Armafl ex")是靠闭泡内的空
气而非橡塑材料实现保温隔热。
同时闭泡结构又具有优异的抗水汽渗透能力，形成内
福乐斯技术手册C 12-1~12-2
阿乐斯国际有限公司美国R&D部门研究表明：在一定范围内，“福乐斯”(
导热系数随密度的升高而增大。
福乐斯技术手册C 12-2
为水汽含量百分率，与湿阻因子μ、使用年数
如需详细了解，请咨询我公司技术部门。
例如当环境温度30℃、相对湿度
级“福乐斯”(表面系数9W/m2K)保温时
福乐斯技术手册C 12-2~12-3
其中空气的透湿系数δa i r=0.01988/P(P为当地大气压，标准大气压
δ=1.962X10-10kg/m.s.Pa),以空气的湿阻因子μ=1、一级福乐斯的湿阻因子μ≥10,000，则一级福乐斯的透湿系数δ≤1.96X10-14kg/m.s.Pa。
福乐斯技术手册C 12-3~12-4
福乐斯技术手册C 12-5
福乐斯技术手册C 12-5
福乐斯技术手册C 12-6~12-7
温度一定时，表面放热系数
低，保冷层厚度δ越薄。
防凝露厚度(如25mm)比玻璃棉的常用厚度(如50mm)要薄三分之一以上，其表面系数高是又一主要原因。
福乐斯技术手册C 12-8~12-12。
LNG加气站设备及其使用引言液化天然气（LNG）是一种清洁能源，被广泛应用于汽车和工业领域。
为了加快LNG的推广和使用，LNG加气站成为关键的基础设施。
本文将介绍LNG加气站的设备以及使用方法。
设备LNG加气站主要包括以下几个主要设备：1.LNG储罐：LNG储罐是储存液化天然气的主要设备。
其主要由内罐、外罐和保温层组成，以保证LNG的低温状态。
2.泵组：泵组用来将LNG从储罐中抽出并供给给加气设备。
泵组通常包括泵、驱动电机和控制系统。
3.加热器：LNG加热器用来将LNG加热到大气温度，以便更好地使用。
4.加气机：加气机是将LNG压缩成高压气体的设备。
加气机通常采用离心式或柱塞式结构。
5.储气罐：储气罐用来存储压缩后的天然气。
储气罐通常由高压钢制成，能够存储高压气体。
6.控制系统：控制系统用来监控和控制整个LNG加气站的运行状态，包括泵组、加热器、加气机和储气罐等设备的控制。
使用LNG加气站的使用过程主要包括以下几个步骤：1.接受卸气：LNG加气站接受LNG卡车将液化天然气卸入储罐中。
在卸气过程中，需要确保安全，避免泄漏和火灾等危险。
2.储存和保温：LNG卸气完毕后，需要将LNG储存在储罐中，并保持恒定的低温状态。
储罐内部的保温层起到隔热作用，防止LNG过快蒸发。
3.加热：当需要使用LNG时，需要将LNG从储罐中抽取，并通过加热器加热到大气温度。
加热过程需要稳定和精准的控制，以保证LNG的质量和性能。
4.加气：加热后的LNG通过加气机进行压缩，将液化气体转化为高压气体。
加气机的选择要根据需求和使用环境进行合理的设计。
5.储存和供应：压缩后的天然气通过储气罐进行存储，以备后续供应和使用。
储气罐需要具备足够的容量和可靠的密封性能。
6.控制和监测：整个LNG加气站的运行需要通过控制系统进行监测和控制。
控制系统可以实现自动运行和远程控制，确保LNG 加气站的安全和高效运行。
结论LNG加气站是推广和使用液化天然气的重要基础设施。
一、LNG的安全问题和对策由于我国目前还没有相应的LNG技术设计、防火规范，对LNG某些深层次的技术问题研究不深，LNG站建成后，如何实施有效地管理和控制，保证LNG站的安全运行，成为摆在我们燃气工作者面前的新课题。
二、LNG的固有特性和潜在的危险性1、LNG的固有特性液化天然气是以CH4为主的液态混合物，常压下的沸点温度约为-162℃，气液比约为600:1，其液体密度约为426kg/m3。
LNG是非常冷的液体，在泄漏或溢出的地方，会产生明显的白色蒸气云。
白色蒸气云的形成，是空气中的水蒸气被溢出的LNG冷却所致。
当LNG转变为气体时，其密度为1.5kg/m3。
气体温度上升到-107℃时，气体密度与空气的密度相当。
意味着LNG气化后温度高于-107℃时，气体的密度比空气小，容易在空气中扩散。
爆炸极限为5%～15%(体积%)，燃点约450℃等。
2、LNG潜在的危险性LNG是天然气储存和输送的一种有效的方法，在实际应用中，LNG也是要转变为气态使用，因此，在考虑LNG设备或工程的安全问题时，不仅要考虑天然气所具有的易燃易爆的危险性，还要考虑由于转变为液态以后，其低温特性和液体特征所引起的安全问题。
(1)低温的危险性：人们通常认为天然气的密度比空气小，LNG泄漏后可气化向空气飘散，较为安全。
但事实远非如此，当LNG泄漏后迅速蒸发，然后降至某一固定的蒸发速度。
开始蒸发时其气体密度大于空气的密度，在地面形成一个流动层，当温度上升到约-110℃以上时，蒸气与空气的混合物在温度上升过程中形成了密度小于空气的“云团”。
同时，由于LNG泄漏时的温度很低，其周围大气中的水蒸气被冷凝成“雾团”，然后LNG再进一步与空气混合过程中完全气化。
LNG的低温危险性还能使相关设备脆性断裂和遇冷收缩，从而损坏设备和低温冻伤操作者。
(2)BOG的危险性：虽然LNG存在于绝热的储罐中，但外界传入的能量均能引起LNG的蒸发，这就是BOG(Boil of Gas)蒸发气体。
LNG项目中LNG管道保冷方式选择的探讨LNG项目中LNG管道保冷方式选择的探讨摘要：从分析现在国内较常用的泡沫玻璃和聚氨酯泡沫塑料的双层异材保冷结构与真空绝热管保冷在绝热性能，结构尺寸，制造成本及维护方面的不同，来探讨在LNG项目中的管道设计保冷方式的选择。
关键词：液化天然气管道设计真空绝热保冷材料天然气是清洁、高效、环保、方便的能源，逐渐被广泛应用在工业、农业、民用住宅燃烧用气等多个领域，对于提升经济发展和提高环境质量中起着日趋重要的作用。
天然气经预处理，即脱除重质烃、硫化物、二氧化碳和水分等杂质后，在常压下被冷却到-162℃ 即液化成液化天然气LNG。
因此在LNG项目的管道设计中低温保冷是一个重要问题。
国内现在较常用的保冷方式有泡沫玻璃和聚氨酯泡沫塑料的双层异材保冷方式和真空绝热管道保冷，两者在诸多方面有着不同的表现。
本文将在分析这些不同后，探讨在LNG项目中LNG管道保冷方式的选择。
一、绝热性能的比较泡沫玻璃和聚氨酯泡沫塑料的双层异材保冷结构中，泡沫玻璃的导热系数为0.052W/(m.K)，聚氨酯泡沫塑料的导热系数为0.0275W/(m.K)[1]，而两者组合使用的导热系数不会小于聚氨酯泡沫塑料的导热系数。
国内最新发明得新型绝热材料深冷用改性聚氨酯泡沫塑料( PUH、PUB)，其导热系数可以达到0.0121W/(m.K)左右[2]。
一般来说，对于非真空的保冷方式，导热系数一般不会小于0.01W/(m.K)。
真空绝热是一种非常高效的绝热方法。
真空绝热采用抽真空的方法将存留在绝热空间的气体清除掉,这样使得气体导致的各种传热途径被消除，由于没有空气的对流。
绝热效果有大幅度的提高。
设置的防辐射材料，能有效阻挡辐射热的穿透。
以从而使得真空绝热的绝热效果远优于其他传统的绝热材料。
真空绝热的传热系数一般都小于10-2 W/(m.K)而最小可以达到10-5 W/(m.K)[3]。
二、结构尺寸泡沫玻璃和聚氨酯泡沫塑料的双层异材保冷结构，内层采用泡沫玻璃，利用其耐低温性、外层采用聚氨酯，利用其导热系数低和成本低的特点，可以节约投资。
LNG输送管道保冷解决方案LNG输送管道保冷材料应用现状基于LNG超低温（-163℃）存储的特点，对LNG管道保冷材料的选取就成为行业必须面临的问题。
保冷效果的好坏不仅关系到整个管路的输送效率，而且对装置的安全生产也有至关重要的影响。
因而，合适的保冷材料不仅能够降低能耗、减少冷量损失和BOG损耗，而且为符合环保要求、为企业安全生产和创造更好的效益提供了保障。
我国当前绝大多数的LNG输送管道保冷工程都不是很理想，其主要缺陷及成因如下：缺陷一：保冷结构不合理，保冷厚度不规范成因：保冷工程采用的某些主材耐寒度不够，低温稳定差；传统材料低温导热系数计算谬误较多，导致保冷厚度计算产生错误。
缺陷二：保冷效果差且易衰减，冷损量高，增加维护成本及系统运行风险成因：传统材料导热系数较高，超低温下机械强度较低、易碎，造成保冷层损坏。
缺陷三：保冷后直径大，管廊体积大，管线排布困难成因：传统材料导热系数较高导致。
缺陷四：需设置伸缩缝，增加施工难度及保冷结构失效风险成因：传统材料在低温时膨胀率或收缩率与钢管差异较大，需专门设置伸缩缝。
缺陷五：施工复杂，难度大，安装时间较长成因：传统保冷工程施工工序较多，工艺又较复杂，较难掌握。
纳诺气凝胶绝热毡用于LNG输送管道保冷的优势主要优势：1. 超低的导热系数，气凝胶是目前世界上导热系数最低的固体，-200℃导热系数≤0.01 W/(m•K)。
2. 最佳的低温稳定性，-200℃仍可长期保持保冷性能及良好柔性，不开裂。
3. 尺寸稳定性极佳，纳米级特殊结构可抵抗管道伸缩带来的内应力，无需设置伸缩缝。
4. 柔软轻便，安装简易，抗压、抗拉、抗震，可缓冲震动，抵御野蛮施工。
与传统保冷材料具体对比见下表：纳诺气凝胶绝热毡保温方案与经济效益以管道外径108mm的LNG输送管道（直管段）为例，对纳诺气凝胶与传统保温材料的使用厚度、保冷效果、经济效益进行分析如下：绝热方案采用气凝胶隔热毡作为绝热材料，外层用一层铝箔降低热辐射，绝热层外用彩钢板进行防护。
lng用户使用注意事项摘要：1.LNG 用户的定义和背景2.LNG 用户的使用注意事项3.LNG 用户的安全须知4.LNG 用户的使用建议正文：【LNG 用户的定义和背景】LNG 用户，即液化天然气用户，是指使用液化天然气（Liquefied Natural Gas，简称LNG）作为燃料的企业或个人。
近年来，随着能源结构的调整和环保需求的提高，LNG 在我国的应用范围逐渐扩大，LNG 用户数量也在不断增长。
【LNG 用户的使用注意事项】1.储存和运输过程中的安全：LNG 在常温常压下为气态，经过冷却压缩后成为液态。
在储存和运输过程中，应确保设备完好无损，防止泄漏。
同时，要注意设备的防晒、防潮、防震，确保其在安全条件下使用。
2.使用过程中的操作规范：在使用LNG 时，要遵循操作规程，确保各个环节的安全。
打开和关闭阀门时要缓慢操作，避免产生过大的压力波动。
同时，定期对设备进行检查和维护，确保其正常运行。
3.突发状况的应对措施：在遇到LNG 泄漏等突发状况时，要保持冷静，采取正确的应对措施。
立即关闭阀门，切断气源；通风换气，降低气体浓度；严禁一切火源，防止火灾事故的发生。
【LNG 用户的安全须知】1.确保储存和运输设备的完好无损，防止LNG 泄漏。
2.在使用过程中遵循操作规程，确保操作安全。
3.遇到突发状况时，采取正确的应对措施，防止事故的发生。
【LNG 用户的使用建议】1.选择正规渠道购买LNG，确保气源的质量和安全。
2.定期对LNG 设备进行检查和维护，确保其正常运行。
3.加强操作人员的培训和教育，提高其安全意识和操作技能。
液化天然气（LNG）高效压缩设备的改进策略引言：液化天然气（LNG）作为清洁、高效且环保的能源替代品，被广泛应用于工业和民用领域。
LNG的生产过程中，高效的压缩设备起着至关重要的作用。
然而，传统的LNG压缩设备在能源利用和设备效率方面仍存在一些挑战。
为了提高LNG压缩设备的效率，并优化整个生产过程，改进策略迫在眉睫。
本文将探讨液化天然气高效压缩设备的改进策略，并提出切实可行的解决方案。
一、设备设计和结构的优化1. 提高密封性能：LNG压缩设备的密封性能直接影响到系统的效率和安全性。
通过使用高性能的密封材料，如氟橡胶等，可以减少设备的漏气现象，提高能源利用效率。
2. 降低摩擦损失：减少设备内部部件的摩擦损失是提高效率的关键。
使用低摩擦材料和润滑剂，如特殊陶瓷涂层和微纳润滑剂，可以减少设备摩擦力并降低能量损耗。
3. 优化冷却系统：合理设计和优化冷却系统是改进LNG压缩设备的重要策略。
提供均匀的冷却效果，减少热点和冷点的温差，可以提高设备效率和寿命。
二、能量回收技术的应用1. 应用换热器：在LNG压缩过程中，热量的损失是不可避免的。
通过设置热交换器，可以将部分废热转移到其他系统中进行再利用。
这不仅可以提高能源利用率，减少运行成本，还可以减轻环境负担。
2. 利用动能回收：在LNG压缩过程中，气体会带着高速进入设备，再被压缩。
运用涡轮机或涡轮增压器将高速气体的动能转化为机械能，并回收到系统中，可以充分利用能量，提高设备效率。
三、智能化控制系统的应用1. 实时监测和优化：通过安装传感器和监测装置，实时监测设备的运行状态，如温度、压力、流量等，可以及时发现问题并对设备进行调整和优化。
智能化控制系统能够自动根据监测数据进行设备运行的优化，并提出有效的改进策略。
2. 数据分析和预测：通过对设备运行数据的收集和分析，结合机器学习和人工智能技术，可以预测设备的故障和需求变化，提前做出调整和维护，以保证设备运行的高效性和可靠性。
