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摘要:天然气在液化过程中进一步得到净化,甲烷纯度更高,几乎不含二氧化碳和硫化物,且无色、无味、无毒。文章就对液化天然气的运输方式及其特点展开简要的分析与论述。
关键词:液化天然气;特点;运输方式
一、液化天然气的基本特点
液化天然气的简称LNG,它是天然气经过净化(脱水、脱烃、脱酸性气体)后,采用节流、膨胀和外加冷源制冷的工艺使甲烷变成液体而形成的化天然气LNG,被公认是地球上最干净的化石能源。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1/625,液化天然气的质量仅为同体积水的45%左右。LNG燃烧后对空气污染非常小,而且放出的热量大,所以液化天然气是一种比较先进的能源。通常LNG储存在-161.5℃、0.1MPa左右的低温储存罐内。其主要成分为甲烷,用专用船或油罐车运输,使用时重新气化。溢出液体的特点,液化天然气泄漏到地面上时,会迅速蒸发。泄漏的液化天然气刚开始蒸发时产生的气体温度接近于液体温度,其密度大于环境空气。当其温度上升至约-113℃(对纯甲烷)或-82℃(对甲烷蒸汽)时气体密度小于空气。蒸发气和空气的混合物,在温度继续上升过程中逐渐形成密度小于空气的云团。泄漏液化天然气时,由于温度很低,大气中的水蒸气会被冷凝而形成“雾团”。
二、液化天然气的运输方式分析
1、船运方式
(1)LNG运输船为了液化天然气海上运输安全,LNG运输船的安全措施必须十分严格。以使用很多的MOSS球罐LNG船为例,主要的安全措施如下:(1)球罐特制。(2)加强隔热。(3)BOG处理。(4)采用二次阻挡层。(5)采用双层壳体。(6)为了安全,设置各种计量、测量和报警设施。
(2)船舶装卸LNG船舶运输安全,除了LNG船舶安全外,船舶装卸安全也是重要方面。为此,在卸载设施、储罐和其他相关部位上必须采用相应的安全措施。
2、车运方式
(1)LNG汽车槽车LNG槽车的安全主要是防止超压和消除燃烧的可能性(禁火、禁油、消除静电)。防止槽车超压的手段主要是设置安全阀和爆破片等超压泄放装置。为了运输安全,槽车上除了设置安全阀和爆破片外,还可以设置公路运输泄放阀。为了防止着火,消除LNG槽车周围的燃烧条件也是十分重要的。LNG储槽使用前必须用氮气对内筒和管路进行吹扫置换,LNG槽车必须配备导静电接地装置,以消除装置静电,安全阀和放空阀的出口汇集总管上应安装阻火器等。
(2)汽车装卸LNG公路运输安全,除了LNG槽车安全外,汽车装卸安全也是重要方面。为此,在装卸设施、储罐和其他相关部位上必须采用相应的安全措施。
三、液化天然气的储存及应用方式
1、存储方式
(1)常压低温存储。常压低温存储使用常压拱顶低温储罐,从结构上来看,通常是平底拱盖的立式双层壁结构,该结构既可以减少热量消散,有利于常压环境下的温度恒定,同时又能够增加存储容量。在存储容器安装时,应确保安装现场的地面平整,并且使用水泥砌筑平台,或是垫上平直钢板,以保证储罐的稳定性。
(2)高压储存技术。相比于常压低温存储技术,高压存储的特点是工艺相对简单,只需要在一定压力下将天然气压入储罐中即可。在高压作用下,天然气分子体积减小,会自动发生液化现象。此外,高压存储液化天然气,还可以提高储存罐的隔热性能,避免天然气的蒸发、泄露。但是,高压存储也有一定的缺陷,例如,考虑到容器的使用安全性,一般将高压储存罐的容量设计得相对较小,加上为了保证隔热性能,罐壁相对较厚,因此单罐存储的液化天然气容量有限。此外,高压环境下也对储罐质量、性能、使用寿命等提出了较高要求,安全性问题也需要重点关注。
2、应用方式
(1)液化天然气冷能利用。为了方便天然气的储运,需要在-162℃的低温环境下将其液化,并通过压缩等方式将其储存在特殊材质的罐中。根据能量守恒定律,在压缩、液化过程中消耗的巨大能量,会在液化天然气的气化状态中重新释放出来。这一过程中产生的能量即为“冷能”。其中,液化天然气的冷能主要是依靠液化天然气和周围环境之间的温度和压力差。通过液化天然气变化,达到与外界平衡,最后达到回收储存的能量目的。液化天然气的冷能分为直接利用和间接利用两种情况。
(2)液化天然气汽车利用。天然气汽车是以天然气代替汽油作为动力能源,截至2018年底,国内天然气汽车保有量已经超过700万辆。使用液化天然气代替以往的柴油、汽油,其优点主要有:一是经济性好。就目前的前沿技术来看,很多厂家推出的天然气汽车,折合行驶成本仅为0.2元/km,而使用汽油的成本则在0.8元/km左右。二是天然气燃烧充分,积碳较少,燃烧过程中不会产生二氧化硫等污染气体、苯等有毒致癌气体。
四、液化天然气未来的发展展望
1、液化天然气项目最终投资决定将有较大改观。过去两年,有关新的液化天然气项目的投资决定几乎停滞不前。2018年,这一情况有所好转,做出最终投资决定的新LNG产能接近2100万吨,合约平均期限接近13年。与2017年相比,新的LNG长协签订合约量的回升,重振了LNG项目投资。2019年将是液化项目作出投资决定创记录的年份,预计将有超过6000万吨年产能的液化项目获得最终投资决定,远高于历史最高记录。但是,也要看到近期的投资放缓反映了整个油气行业在大宗商品低迷期间削减资本支出的趋势,同时也反映出液化天然气供应的持续增长,导致买方不愿签署长期协议的顾虑。LNG买家越来越希望签订短期、小批量、高灵活度的合同。
2、亚洲市场的需求将保持增长,核电的不确定性是重要的影响因素。2019年,随着国产气的增产和中俄东线管道供应前景的日趋明朗,对2020年后中国液化天然气进口将产生一定影响。但是,预计天然气需求增长仍将持续,增速有可能降低。韩国核维修时间表可能会持续到2019年末,液化天然气需求将维持与2018年大抵相同的状态。
3、全球天然气价格走势有望继续回落。过去三年,液化天然气现货与长协之间的差价逐渐缩窄,套利空间在减小,这是市场供应充足的一个迹象。因此,从整体上判断全球天然气价格走势有望继续回落。随着产量增加,液化天然气出口将继续影响全球天然气市场。由于石油产量增长在相对较低的销售价格下更具弹性,因此天然气产量增长和液化天然气出口将保持增长趋势。但是,考虑到中美贸易摩擦可能产生的不利影响,未来美国LNG出口到中国的情况不容乐观。
结束语
随着天然气在能源领域中低位的提高,居民用气量逐年增加,天然气成为人们生活必不可少的一部分。LNG的储存和LNG的运输是LNG工业链中重要的一环。目前,世界上液化天然气(LNG)技术已经成为一门新兴工业正在迅猛发展。掌握好LNG的相关性质,对防止LNG储存和运输中出现的问题分析和采取措施有非常重要的作用,也有助于液化天然气的安全使用。
参考文献
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