液化天然气_LNG_混装的浅析与探讨
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液化天然气作为地球上最干净的化石能源,正成为全球增长最迅猛的能源行业之一。
预计中国2030年前将达到碳排放峰值,并努力争取2060年前实现碳中和的目标释放了低碳转型信号,按“十四五”规划目标,LNG(液化天然气)将被作为清洁低碳的化石能源和未来向非化石能源发展的过渡产品,在“十四五”期间乃至未来很长时间将处于重要的发展机遇期。
LNG是英文LiquefiedNatural 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。
LNG基本参数LNG主要成分是甲烷(90%以上)、乙烷、氮气(0.5-1%)及少量C3~C5烷烃的低温液体。
LNG是由天然气转变的另一种能源形式。
1)LNG的主要成份为甲烷,化学名称为CH4,还有少量的乙烷C2H6、丙烷C3H8以及氮N2等其他成份组成。
2)临界温度为-82.3℃。
3)沸点为-161.25℃,着火点为650℃。
4)液态密度为0.420~0.46T/m3,气态密度为0.68-0.75kg/m3。
5)气态热值38MJ/m3,液态热值50MJ/kg。
6)爆炸范围:上限为15%,下限为5%。
7)辛烷值ASTM:130。
8)无色、无味、无毒且无腐蚀性。
9)体积约为同量气态天然气体积的1/625。
一直以来,我国资源禀赋是“富煤缺油少气”。
天然气在我国能源中的比重很小,从我国的天然气发展形势来看,天然气资源有限,天然气产量远远小于需求,供需缺口越来越大。
LNG作为一种高效的生态型优质能源和燃料、向可再生能源转型的主要过渡燃料,使用比较广泛。
一方面,因环保的要求,近几年各地“煤改气”“油改气”规模很大,LNG需求迅速增加;另一方面,因风电、光伏等可再生能源存在间歇性、波动性特点,LNG成为配套能源以备不时之需。
液化天然气 (LNG)的输送方式浅析摘要:伴随液化天然气贸易的不断增大,无论通过那种方式进行运输,安全高效率的运输是非常重要,要不断革新技术上的系列问题,高度重视对各种类型储存容器研发,加强对LNG用配套仪表的研发、LNG应用终端的开发研究,不断提高LNG的应用领域,更好为经济建设服务。
关键词:液化、天然气、输送方式1液化天然气的主要特性1.1易燃性液态天然气同样具有易燃的特性,其在约-160℃的低温环境下,燃烧体积比为6%~13%,燃烧速度大约在0.3m/s。
因此,在空间较大的环境下,液态天然气以及其BOG很少会发生燃烧而爆炸。
在遇到火源后,天然气会处于低速燃烧的状态,且燃烧会扩散到氧气所及的地方。
但若周围空间有限,天然气与周围空气混合达到爆炸极限时,也会发生爆炸事故。
1.2低温性液化天然气可以实现常压低温存储,常压下其沸点约为-162℃,正是液化天然气的这个低温特性,使得其在存储、运输、使用均是在低温下进行的。
另外,针对这一特性,要特别注意在对液化天然气进行低温处理时,首先要注意系统在这一环境下其设备和管道材料的低温性能,避免低温造成材料的硬脆断裂和收缩等问题;其次,要注意低温环境下产生的翻腾问题(同一个储气罐中,不同成分的超低温液体在吸热蒸发作用下,两个液层之间传质传热,从而发生上下剧烈对流混合,短时间内急剧产生大量蒸汽,造成罐内压力急剧增加,罐体受损);最后要注意系统的冷温控制、BOG处理以及低温泄露(针对金属罐体出现的热胀冷缩,在超低温的环境下,罐体的一些金属部件由于出现冷缩问题。
1.3快相变性液化天然气由于其低温特性,在与周围介质如水接触时,难免会出现快速的相态转变。
当两种温度相差十分悬殊的液体接触时(通常情况下高温的液体是低温液体沸点温度的111倍以上),低温液体表面层温度急速上升,高温液体在极短的时间内产生大量蒸汽,就像水落在烧红的铁块上的状况。
当液化天然气发生泄漏与水发生接触时,就会出现这种现象。
浅析液化天然气技术及其应用研究在我国液化天然气技术应用过程中,使用LNG装置,主要是根据国内气源的主要特点同时综合考虑国外先进的液化工艺技术,开发新型的液化工艺技术。
采用乙烯和丙烷进行复叠式预冷,然后使用节流式制冷工艺,各个环节具有相对独立性与灵活性,并且有较高可靠性。
但是在使用过程中液化工艺比较复杂,设备投资力度相对较高,一般适合在大型液化天然气企业中应用。
而利用天然气发动机以及小负荷天然气发电机组作为压缩机进行供电,能够解决边远地区电力紧张问题,装置中还可以增加微波吸收腔。
这样能够充分利用天然气自身压力,提高制冷效果,从而提高天然气液化技术水平。
标签:液化天然气;运输;储存众所周知,由于天然气具有热值高、污染程度小等优势,多被用来作为火力发电以及城市燃烧的燃料,在极大程度上减小了污染环境的程度,为人们提供了清新自然的生活环境,是目前人们广泛使用的能源。
为了便于运输和储存,需要将开采出的天然气经过化学反应,以清除杂质,并利用冷媒循环式热交换器将天然气液化,最后变为液化天然气。
液化天然气最大的优势就是能够方便运输和储存,通常情况下,天然气企业都会将开采出来的天然气经过一系列的操作将其转变为液态形式,以此来提高运输效率以及存储效率,避免造成不必要的资源浪费和经济损失,在极大水平上提高了企业的社会效益和经济效益。
在使用液化天然气时,首先要将液化天然气转化为常温气体,在此过程中会产生大量的冷能,如果对产生的冷能有效利用,将会大大节省能源的消耗,从而提高社会经济效益。
1 液化天然气产品的提取改革开放初期,与国外发达国家相比,我国在能源开发和创新方面起步较晚,发展缓慢,存在一定的差距和不足,但是随着改革开放步伐的加快,我国经济以及科学技术得到了飞快的发展,无论是建设行业还是能源开发都有了实质性发展,大大缩小了与先进国家的差距。
液化天然气作为目前我国重要的清洁能源,受到了人们的热烈欢迎和喜爱,在全国范围内迅速被推广和应用,既保护了环境,又提高了经济效益。
液化天然气储运安全问题的分析及探讨液化天然气(Liquefied Natural Gas, LNG)由于其高能量密度、清洁环保等优势,近年来在能源领域的应用越来越广泛。
2019年,全球LNG贸易总量达到了3564亿立方米,其中中国进口了约612亿立方米,成为全球最大的LNG进口国。
液化天然气作为一种高压、低温的气体,其储运过程中存在着安全隐患,本文将针对此问题进行分析与探讨。
储运安全的风险液化天然气的特点在于其需要在极低的温度下(-161℃)液化,由此引发了安全风险。
LNG储罐是储存和运输LNG的重要设备,它们通常是双壁式或钢筋混凝土球形罐。
双壁式LNG储罐决策把罐体分为一次性载体和二次防护层,隔热层用珍珠岩等薄膜保温,内外罐体之间通过承载架支撑,旨在提高储罐壁的强度和耐腐蚀性,以及做好安全存储和运输。
同时,我们还要面对一些潜在的LNG安全风险。
在储运安全之前,安全问题则表现在LNG的生产、运输和装卸等环节。
首先,LNG生产中会产生少量的二氧化碳和氧化氮等有害气体,如果生产企业采用的不是最好的环保选项,会对环境造成污染和健康风险。
其次,LNG需要通过特定的船舶、储罐和管道等运输工具进行长途运输,这些工具有时会面临灾难性的事故,如2018年1月,在中国东海岸发生的士力奇型压力容器爆炸事故,造成人员伤亡和环境污染。
储运安全的防范措施针对LNG储运安全问题,我们可以采取一系列措施来减少或避免安全风险。
在生产环节,企业可以选择最好的环保选项,减少有害气体的排放,同时应培训员工遵守安全规章制度,规范操作行为。
在运输环节,船舶、管道和储罐等运输工具应通过国际标准的安全检测和识别来确保它们是否符合安全要求。
此外,通过监控系统、报警设备和自动维护设备等多重手段来保证安全运输。
在绿色供应链建设上,建立透明的LNG储运安全检测机构,进行航运检查、保障航道安全、信息共享等,同时开展装备技术的研发与推广运用。
结论总之,LNG储存和运输的安全问题是一个千头百绪的任务,需要在全产业链上的各环节加强减少和消除风险的各种措施,确保高品质、公正、安全和环保的储运管理。
天然气液化混合冷剂配方优化研究摘要:现阶段,随着我国经济的快速发展,而环境污染问题的日益加剧,天然气作为一种优质清洁燃料,在能源、交通、化工等领域的应用越来越广泛。
液化天然气便于运输和使用,因此,开展天然气液化技术研究对扩大天然气的应用范围具有十分重要的意义。
目前,天然气液化主要采用低温液化的工艺实现,大致分为级联式、膨胀式和混合冷剂3种方式。
与前两者相比,混合冷剂技术具有流程简单、机组设备少、投资少、能耗低等特点。
目前世界上80%的基本负荷型天然气液化装置都采用了混合冷剂液化流程。
由于操作工况复杂、冷剂介质多相共存,天然气混合冷剂液化技术面临的主要挑战是制冷剂的组成确定及配方优化。
鉴于混合冷剂制冷过程中各单纯制冷工质间复杂的热力学交互作用,采用高效的均匀设计确定初步试验方案,通过HYSYS流程模拟软件对混合制冷过程进行模拟研究,归纳预测混合冷剂优化组成并进一步模拟验证。
关键词:天然气;液化混合冷剂;配方优化引言随着目前世界各国对环境的日益重视,LNG作为一种优质、高效的清洁能源,广泛应用于工业燃气、城市公交和重型卡车等领域,对改善城市空气质量,节能减排具有重大意义。
近年来LNG项目发展迅速。
我国经过十几年的快速发展,实现了由主要依靠引进国外成套技术和设备到目前完全拥有LNG生产装备自主知识产权的转变。
从2008年起,国内很多业主陆续使用国产技术和设备投资建设了LNG工厂,目前运行状况良好。
1混合制冷剂循环液化天然气流程本混合制冷剂循环液化天然气流程包括两部分:混合制冷循环和天然气液化回路。
混合制冷剂循环指混合制冷剂经过制冷剂循环压缩机压缩升压,经冷却后进入气液分离器进行气液分离。
经气液分离器分离出来的气相制冷剂送入冷箱后,先经过第一换热器冷却后,再送入制冷剂分离器进行气液分离。
从制冷剂分离器分离出来的气相制冷剂,先经第二换热器冷却,再经过第三换热器冷却后,通过节流阀节流降温降压后进入第三换热器制冷剂反流通道,为后续冷却工艺提供所需冷量。
2024年液化天然气(LNG)市场策略1. 引言液化天然气(LNG)是一种清洁、高效的能源,逐渐成为全球能源市场的重要组成部分。
在当前全球能源转型的大背景下,LNG市场的竞争日益激烈。
本文将从市场策略的角度探讨如何在LNG市场中取得竞争优势,进一步推动行业发展。
2. 定位目标市场LNG市场的潜在客户群广泛,我们需要确定目标市场以便更好地制定市场策略。
根据市场需求和潜力,我们可以将目标市场划分为以下几个方面:2.1 地理市场根据地理位置的不同,我们可以将目标市场划分为亚洲、欧洲、北美等主要消费地区。
各个地区的能源需求、政策环境和竞争情况各不相同,我们需根据实际情况制定相应的市场策略。
2.2 行业市场除了地理维度,我们还应关注行业市场的差异。
LNG可以广泛应用于天然气发电、工业生产和交通运输等多个领域。
在制定市场策略时,我们需重点关注不同行业的需求和潜力,以实现更精准的推广和销售。
3. 竞争分析了解市场竞争对手并对其进行准确分析,是制定有效市场策略的关键。
对于LNG 市场,我们可以从以下几个方面进行竞争分析:3.1 供应端竞争在LNG市场中,供应端的竞争非常激烈。
大型国际能源公司、国有能源企业以及一些新兴的私营企业都在争相进入LNG领域。
我们需了解各竞争对手的供应能力、产品质量、配送网络等关键要素,并根据市场需求确定自身的竞争优势。
3.2 政策环境竞争政府政策对LNG市场的发展起到重要影响。
在不同国家和地区,对于天然气行业的政策支持度各不相同。
我们需及时对政策环境变化进行跟踪和分析,以便灵活调整市场策略,抢占政策红利。
3.3 市场定价竞争在LNG市场中,价格是影响购买决策的重要因素之一。
我们需密切关注市场价格的波动和趋势,与其他竞争对手保持灵活的定价策略,以在竞争中保持竞争力。
4. 市场推广策略为了在LNG市场中取得竞争优势,我们需要制定切实可行的市场推广策略。
以下是几点推广策略的建议:4.1 品牌建设建立强大的品牌形象是赢得客户信任和忠诚度的关键。
城市液化天然气(LNG)气化装置的应用探讨摘要:概述了液化天然气(lng)的生产技术在国内外的发展状况。
以某城市lng项目为例,阐述了lng的生产工艺流程和生产步骤,提出在lng气化中应注意翻滚、爆炸、包容系统破损等安全与技术问题。
主题词:城市燃气lng气化装置工艺中图分类号:th138.23 文献标识码:a 文章编号:作为天然气的另一种形式,液化天然气(lng)的生产应用技术自20世纪初开始逐步发展起来,1964年,世界第一座lng工厂在阿尔及利亚建成投产。
与世界lng生产技术相比,我国尚处于起步阶段,20世纪90年代初,四川和吉林石化企业先后建成了生产能力为0.3 m3/h和0.5 m3/h的lng装置;20世纪90年代末,上海建成投运了一座生产能力为10×104m3/d的lng事故调峰站,该站生产装置由法国提供,lng的设计储量为2×104m3,供应能力为120×104m3;2001年9月,国内第一座应用于工业生产并商业化的lng工厂在中原油田投产。
一、液化天然气的主要物理化学特性天然气在大气压下冷却至-162℃时会由气态转变成液态,即转变为lng,其体积约为同量气态天然气体积的1/600,重量仅为同体积水的45%左右,热值为548×108j/t。
lng的主要成分为甲烷,还有少量的乙烷、丙烷和丁烷及氮气,比天然气的组分稳定,更利于储存、运输和调峰。
lng的物性参数与其组分含量有关,常压下lng沸点在-166 ̄-157℃之间,密度在430 ̄470 kg/m3之间。
二、lng项目生产工艺流程1、主要设备将天然气冷却到一个极低的温度后,使常压天然气转变为液体。
过滤分离器设置在原料气体进入装置的进口管道上,分离机械杂质、游离水、重烃等;进口分离器设置在原料气体增压后的进口管道上,分离压缩冷却后存在的游离水等杂质;分子筛吸附塔包括3台立式结构的单层床容器,分别用于吸附、加热及冷却;分子筛吸附塔内置3个粉尘过滤器,过滤清除天然气中的分子筛粉末;脱汞器设置在吸附塔后的管道上,去除膨胀气流、液化气流中的汞,防止汞进入冷箱对铝制设备和管道产生腐蚀;粉尘过滤器用来去除进入冷箱的膨胀气流、液化气流中的粉尘,以防止粉尘附着于设备和管内;再生气加热炉为分子筛再生提供高温天然气;再生气冷却器的作用是用水冷却加温分子筛后的再生气;再生气分离器分离冷却再生气中的冷凝水;增压透平膨胀机由1台单级透平膨胀机和1台位于膨胀机主轴另一端起负载作用的单级离心增压机组成,安装在一个由结构钢制成的橇装块上,橇装块上还装有小冷箱及配套的润滑油系统、密封气系统和仪表板等,当高压气体通过该机时,推动膨胀叶轮对外作功,减少气体自身的内能,降低温度,以便于为装置提供冷量,即补充lng的冷量、复热不足损失及装置冷损;液化冷箱是一个方形的金属结构,内部配置有液化换热器、过冷器、膨胀机进口分离器、lng分离器以及阀门管道等,并充填有珠光砂以减少冷量损失。
撬装液化天然气 (LNG)加气站运行中的安全问题探讨摘要:我国液化天然气加气站的安全管理非常重要,因为液化气燃料属于易燃、易爆且具备极强扩散性的液体燃料。
本文通过对撬装液化天然气加气站展开分析,并结合实际对加气站运行过程中的安全问题提出个人看法,希望为关注撬装液化天然气加气站运行中的安全问题的人群带来帮助。
关键词:液化天然气;加气站;安全管理引言:我国撬装液化天然气加气站的发展速度非常快,液化天然气加气站也是液化气汽车得以顺利行驶的先决条件。
然而液化气燃料的危险性非常高,只有解决天然气加气站的安全问题,才能让加气站获得更好的发展。
因此,有必要对撬装液化天然气加气站运行中的安全问题展开分析。
一、撬装液化天然气加气站的危险性分析撬装液化天然气加气站中的液化气燃料属于甲类火灾危险品,这种燃料的性质与液体甲烷具有高度相似,如果工作人员对液化气燃料的处理出现问题,就容易发生风险事故,撬装液化天然气加气站中的危险主要有以下几种:第一,液化气燃料属于低温易燃、易爆液体燃料,如果出现了燃料泄漏,就会导致性能下滑,并给加气站中的工作人员带来低温冻伤的事故隐患,第二,在充装液化气时,进入到同一设备的液化气会因为其密度以及成分的不同而导致液体分层,此时的液化气还会出现蒸发现象,提升设备中的压力。
如果压力超出了设备的极限承载力,就会导致设备损坏以及液化气燃料泄漏,严重时甚至会出现引发爆炸。
第三,液化气经过气化会与空气进行混合,从而形成爆炸性物质,如果此时爆炸性物质的周围带有火源,则会引发爆炸,而且气体在燃烧过程中出现的辐射热还会对加气站中的工作人员带来伤害。
第四,液化气并不具有强烈毒性,但在泄漏之后依然会留下窒息等事故隐患。
第五,加气站中的燃料因为密度非常高,所以出现事故后其损伤程度会加深[1]。
二、撬装液化天然气加气站运行中的安全问题(一)液化天然气储存运输时的安全问题在加气站中,液化天然气的存储时的安全性非常重要,因为液化气的密度非常大,是一个潜在危险源,所以液化气存储的安全性既能够关系到加气站的运行安全,又能够关系到加气站周边地区的安全。
混合冷剂制冷的天然气液化工艺研究与分析摘要:天然气液化过程是一个能耗非常高的过程,出于这个原因,需要研究液化过程的关键因素对流程性能的影响。
考察天然气中甲烷的含量变化,对流程参数进行优化,用MATLAB软件对优化后的结果做拟合,得出混合冷剂配比与比功耗之间的二次多项式拟合方程,对拟合方程进行取值范围内的最小值求解,将其代入实际生产中进行验证,结果表明两者的值分别为3.4973和3.5148,相差为0.5%,误差较小,符合工程要求。
鉴于此,本文主要分析混合冷剂制冷的天然气液化工艺。
关键词:混合冷剂制冷;天然气液化;工艺1、国内外液化天然气技术的研究发展现状随着全球能源清洁低碳化的日益发展,天然气将在未来能源格局中担当重任。尽管在短期内面临供应过剩的危机,但长期看,需求依然具有较大的潜力,发展前景广阔。未来天然气可能超越石油成为全球第一大一次能源消费,燃气工程项目也将会在中国得到快速发展。根据液化天然气进口国集团组织(GIIGNL)统计随着液化天然气技术的不断发展、完善,其生产能力大幅扩增,2000年末全球已建成LNG生产线68条,总能力达1.4亿吨/年,在建LNG生产线14条,2009年LNG总能力将达1.9亿吨/年以上。2008年海运LNG贸易量增长了10.3%,LNG在天然气国际贸易量中己占到1/4以上,发展速度超过了管输天然气,2015年,全球LNG出口量达到2.45亿吨,同比增长2.5%。预计到2020年,全球LNG产能将比2015年增长将近50%,将有21个项目30条生产线投产。天然气液化技术也在不断地发展与进步。天然气液化行业至今己经经历了半个多世纪的发展,液化装置的规模和所采用的流程都发生了相应的变化,随着天然气液化装置的规模不断扩大,单线生产能力也不断提高,但是,装置规模的发展并不是一味地追求最大化,而应该是根据实际情况兼顾操作的灵活性、负荷调节能力以及设备检修停产等方面的问题,追求技术经济的最大化。
关于LNG的分析报告技术科液化天然气(LNG)是指天然气原料经过预处理,脱除其中的杂质后,再经过低温冷冻工艺在-162℃下所形成的低温液体混合物。
不同LNG工厂生产的产品组成不同,这主要取决于气源气组成和生产工艺。
一般来说,LNG的主要组分为甲烷,还有少量的乙烷,丙烷,丁烷和N2等惰性组分。
在-162℃与0.1MPa下为无色无味液体,密度约为430kg/m³,燃点为650℃,热值一般为37.62MJ/ m³,在-162℃时的汽化潜热约为510KJ/kg,爆炸极限为5%~15%,压缩系数为0.740~0.820。
LNG不同于一般的低温液体,它还具有以下特性:1)LNG的蒸发。
LNG储存在绝热储槽中,任何热量渗透到罐中,都会导致一定量的LNG汽化为气体,这种气体称为蒸发气。
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N2含量的20倍),甲烷80%及微量乙烷。
2)LNG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-空气混合物可燃性的指示。
3)LNG的燃烧和爆炸。
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℃。
目前,LNG技术已经成为一门新兴工业正在迅猛发展。
其主要优点表现在以下几个方面:1)安全可靠。
LNG的燃点比汽油高230℃,比柴油更高;爆炸极限比汽油高2.5~4.7倍;相对密度为0.47左右,汽油为0.7左右,它比空气轻,即使稍有泄漏,也将迅速挥发扩散,不至于自燃爆炸或形成遇火爆炸的极限浓度。
因此,LNG安全可靠。
液化天然气(LNG)混装的浅析与探讨郑州燃气股份有限公司(450000)马育国1引言近年来,在我国国民经济持续高速发展的同时,环境问题也日益突出,大气污染已成为我国社会经济进一步发展的制约因素。
节能减排、保护环境是我国制定的基本国策,天然气作为公认的清洁能源,其利用将会在改善环境质量、调整能源结构等方面具有显著效益。
随着陕北气田的开发和西气东输管线的建成,我国天然气工业进入了大发展时期。
然而,在发展过程中,下游的速度明显超出了上游的速度,使得目前天然气的生产远远满足不了需求。
尤其在受气源、地理条件限制而输气管网不能到达的地方,用气需求无法得到满足。
针对这一问题,发展LNG 工业是最为有效和经济的方式。
同时,随着城市化进程的加快,城市规模快速扩大,燃气企业也需要一个更为有效的调峰、储气措施,LNG也正好符合这一要求。
要实现上述目的都需要对LNG进行存储,LNG的特性决定了不同气源的产品不宜进行混装。
然而,在特殊情况下,有时会面对不得不混装的情况。
本文是在没有先例的情况下对混装的相关情况及数据进行粗浅分析,旨在抛砖引玉,引起同行的关注,共同研究。
2背景介绍近几年,随着郑州市建设现代化商贸城步伐的加快以及环境治理力度的增大,天然气用量以每年7000万m3的速度猛增。
但由于国家发改委对天然气分配指标的调整,造成了郑州市在近3年-5年内指标增量的落空。
2005年入冬后,郑州市曾出现过极为严重的天然气供应紧张局面,郑州燃气公司在积极协调气源的同时,迫不得已启动了应急预案,停限车用气和部分工商业用气。
停限事件在社会上造成了较大的影响,为了应对可能再次出现的“气荒”局面,缓解供需矛盾,郑州燃气投资1.39亿元建成战略储配站1座,储罐由2台1750m3的LNG子母罐组成,储量相当于210万m3,主要用作冬季调峰使用。
该工程于2006年3月开工,2006年12月投产。
不同气源的LNG不宜混装,否则易导致分层,摘要LNG的特性决定了不同气源的产品不宜混装,但实际生产中可能会遇到不得不混装的情况。
目前,这一课题的研究是一个空白,本文通过少量混装的尝试,对相关数据进行了分析,并提出了一些看法。
关键词液化天然气混装安全The Primary Analysis and Discussion of LNG Mixed StorageZhengzhou Gas Co.,Ltd,Zhengzhou MA YuguoAbstract The character of LNG results that products come from different place are not right to be stored together.But in the practicality work,you can meet the special condition that they must be stored together.The study of this problem is nothingness now.We attempted to mix a spot of them,analyzed the data and made a number of views.Keywords LNG mixed storage safety23继而引发涡旋,严重时造成重大事故。
由于此储配站的作用主要是为了冬季调峰,需要在夏季进行存储。
在目前气源普遍紧张的情况下,公司面临着可能接收多种气源LNG的情况,而储罐只有2台,可能会遇到不得不混装的情形。
鉴于此,寻求合理的混装方式及安全控制措施,对公司的安全生产就具有十分重要的实际意义和指导作用。
而且,LNG的混装研究目前是一个空白,此项研究的开展对整个LNG工业的发展也同样具有积极意义。
3数据分析在2007年,借助于生产安排的需要,对LNG进行了少量的混装尝试,并对混装前后的相关数据进行了记录和分析。
3.1数据分析的依据据有关资料显示,当发生涡旋时,下层被抑制蒸发的液体将大量蒸发,且往往同时伴随有表面蒸发率的骤增,BOG(蒸发气体的英文缩写,是由于热量传入储罐导致液体蒸发为气体而产生)大约可以达到正常情况下蒸发率的250倍[1]。
由此可见,BOG 的排量突变可以作为涡旋发生的一个判定依据。
故而,将2007年1月1日至2008年5月21日的BOG数据(此后由于BOG控制系统出现故障,其数据为非有效数据)做成Excel图表,以对比观察其排量的变化。
见图1、图2。
3.2数据分析3.2.1情况说明2007年2月24日以前,由于不断购进新疆广汇LNG,故经常对储罐进行充液操作。
24日以后未再购进LNG,储罐处于静置状态。
自2007年9月7日至2007年11月8日,由于工作需要,对1#LNG罐(原装有新疆广汇LNG)充入了绿能高科LNG。
但由于危险性较大,混装量十分有限。
2007年11月9日08年5月21日,未再购进任何LNG,储罐处于静置状态。
3.2.2标准的确定由2007年BOG排量图可知,在2007年2月24日以前,BOG排量基本在1000Nm3或更低水平,其后逐步上升,并维持在2000Nm3上下浮动。
其原因可归结为不断对储罐的充液操作,使储罐液体温度始终处在一个较低的水平,故而蒸发率较低。
停止充液后,储罐在静置状态下,温度逐步上升,蒸发率也随之上升,达到2000Nm3时基本处于相对稳定状态。
在2008年BOG排量图上同样可以看出,BOG 排量也维持在这一水平。
由此可知,基本可以以这一排放量为标准进行分析。
3.2.3混装的直观现象同样由2007年BOG排量图可知,在2007年9月7日至07年11月8日进行混装期间,BOG排量波动较大,且平均水平高于2000Nm3,更高于非混装充液操作时的1000Nm3。
由此可见,混装对BOG 的排量造成了明显的影响。
在停止混装后,BOG排量又很快回落到2000Nm3的正常水平。
3.2.4异常数据在2007年BOG排量图上可以发现,2007年6月25日BOG排量仅为76Nm3,26日为757Nm3,远低于正常2000Nm3的水平。
随后,在27日达到8 327Nm3,28日达7440Nm3,29日达10816Nm3,30日达11118Nm3,都远高于正常水平,7月1日恢复正常。
9月5日仅为319Nm3,而9月6日高达14835Nm3。
在2008年BOG排量图上也有一个明显的峰线,日期为1月27日,其量为16830Nm3,远高于正常水平;而此前25日的排放量仅为781Nm3,则远低于正常水平。
对比来看,3个峰线的表现形式非常相似,即在爆发前都有一个明显的低量。
据有关资料,出现涡旋前通常有一个时期其蒸发速率远低于正常情况。
由此,可将3个峰线日期视为疑似涡旋点进行下一步分析。
3.2.5涡旋假设分析由于在对储罐进行充装时,液体得到了混合,不会发生分层,也就不会发生涡旋。
所以在以3个疑似涡旋点进行分析时,应除去这部分时间。
从停止充液的2007年2月24日至第一个疑似涡旋点的6月27日,大约经过了120天;从恢复到正常水平的7月1日至第二个疑似涡旋点的9月6日,仅有68天;从停止混装的2007年11月9日至第三个疑似涡旋点的2008年1月27日,则经过了80天。
由此得出以下结论:(1)3次时间间隔相差较大,无规律可循。
24(2)疑似涡旋点的量能都远远低于有关资料所述的正常情况的250倍,这一现象不能很好解释。
(3)在三个疑似涡旋点,安全阀并没有打开,与相关事故案例不符。
(4)1971年8月21日的意大利涡旋事故是在充注18h后发生的,时间较短,而我们的三个疑似点都图12007年BOG排量图图22008年1月-5月BOG排量图25经过了数十天。
如果将原因归结为老化所致,则有关资料显示,老化本身导致分层的可能性并不大,也即老化导致涡旋事故的可能性不大。
(5)如果在三个疑似涡旋点实际并未发生涡旋,则突变的BOG排量就需要一个合理的解释。
4结论4.1可行性推断从前述混装的直观现象来看,在混装期间虽然BOG的波动较大(这其中有卸车增压的因素),但结束混装后,BOG很快恢复到以往的正常水平,说明混装实际上并未造成明显的影响,在实践上是可行的。
然而,必须说明的是,由于危险性较大,此次的混装量是十分有限的,数据分析的指导意义也很有限。
对于其波动幅度远高于非混装充液操作时BOG 的波动幅度则不能忽视,说明在混装时应严格进行监控,防止超压。
4.2BOG排量解释由于充注时,将密度小的绿能高科LNG以下进液方式注入储罐,这样,两种LNG充分混合,不会产生分层。
由此推断3个峰线产生的原因可能是液体内部因老化出现多个分层(从时间间隔上也可判断分层是老化所致,因为老化的时间一般较长),当其中个别分层之间发生涡旋时,BOG排量不会达到前述的250倍一说。
有关分析也表明[1],一般情况下,密度差大于0.5kg/m3时即认为发生了分层,也即很小的密度差就可导致涡旋的发生,所以存在多个分层的可能性是较大的。
4.3混装的方法按有关资料所述[1],老化造成分层的可能性并不大。
但依据前述分析,老化可能导致多个分层的存在,只不过其局部的涡旋所造成的后果完全在可控制范围内,这也许就是为什么有关资料显示老化导致涡旋事故的可能性不大,进而认为老化造成分层的可能性不大的原因。
由此看来,导致涡旋事故的分层多产生于不同气源LNG(密度不同)混装时。
所以在混装过程中,选择合适的充装方法就显得至关重要,如果在充装过程中能够使两种LNG充分混合,则在以后的储存过程中可能不会引发涡旋事故。
为避免造成事故,这一方面未能通过试验的方式进行更为深入地研究。
但依据有关资料,可以采用以下方法[1]:(1)密度相近时一般选择底部充注;(2)将轻质LNG充注到重质LNG储罐中时,宜选择底部充注;(3)将重质LNG充注到轻质LNG储罐中时,宜选择顶部充注。
所以,在充注前,检测两种LNG的密度和温度是非常必要的。
4.4存储的安全控制无论是否混装,长期存储时都应注意存储量的问题。
用瑞利数进行计算,其公式如下[1]:Ra=ρcpgβΔT h3=gβΔT h3其中,ρ为密度;cp为定压比热容;g为重力加速度;β为体积热膨胀系数;ν为运动粘度;λ为热导率;α为热扩散率;ΔT为温度;h为液体深度。
如果Ra小于2000,则罐内的自然对流不够充分,会引起分层。
通常,装满LNG的储罐的Ra的数量级为1015,远远大于可能导致分层的Ra数。
通过瑞利数计算出安全的液体深度h,确保Ra 大于2000,使储罐内有充分的自然对流。
4.5分层的消除这里提供几种方法,仅供参考。
(1)快速输出部分液体:实践表明,这是一种较好的方法[2]。