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中國(guó)液化天然氣（LNG）的發(fā)展

作者：程力專(zhuān)用汽車(chē)股份有限公司 瀏覽次數(shù)：5724 發(fā)布時(shí)間：2011-11-24 09:29:00

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　　為了改變能源結(jié)構(gòu)、改善環(huán)境狀態(tài)、發(fā)展西部經(jīng)濟(jì)，中國(guó)政府十分重視天然氣的開(kāi)發(fā)和利用。近十年來(lái)，中國(guó)的液化天然氣（Liquefied natural gas簡(jiǎn)稱(chēng)LNG）開(kāi)發(fā)已起步，在LNG鏈的每一環(huán)節(jié)上都有所發(fā)展，尤其是近幾年內(nèi)，在某些環(huán)節(jié)上的進(jìn)展還比較大。已建天然氣液化工廠有上海的LNG事故調(diào)峰站和河南中原天然氣液化工廠。新疆正在籌建一座規(guī)模更大的天然氣液化工廠。中國(guó)為了引進(jìn)國(guó)外LNG，正在廣東深圳建造LNG接收終端；并準(zhǔn)備在福建建造第二座LNG接收終端。在LNG運(yùn)輸方面，儲(chǔ)罐制造商生產(chǎn)的LNG槽車(chē)已投入運(yùn)行，正計(jì)劃開(kāi)發(fā)制造運(yùn)輸LNG的集裝箱。中國(guó)政府開(kāi)始著手建造LNG船的計(jì)劃。在LNG應(yīng)用方面，山東、江蘇、河南、浙江和廣東等省的一些城鎮(zhèn)建立了氣化站，向居民或企業(yè)提供燃?xì)?。為了適應(yīng)LNG在中國(guó)的迅速發(fā)展，相應(yīng)的LNG標(biāo)準(zhǔn)制定工作也已經(jīng)開(kāi)展。在高等院校，展開(kāi)了對(duì)天然氣應(yīng)用的基礎(chǔ)研究。

天然氣是當(dāng)今世界能源消耗中的重要組成部分，它與煤炭、石油并稱(chēng)為世界能源的三大支柱。天然氣是一種潔凈的能源。我國(guó)具有豐富的天然氣資源。隨著我國(guó)西部大開(kāi)發(fā)中四大工程之一的“西氣東輸”工程的實(shí)施，將有力地促進(jìn)天然氣的開(kāi)發(fā)和利用。

LNG是氣田開(kāi)采出來(lái)的天然氣，經(jīng)過(guò)脫水、脫酸性氣體和重?zé)N類(lèi)，然后壓縮、膨脹、液化而成的低溫液體。LNG是天然氣的一種獨(dú)特的儲(chǔ)存和運(yùn)輸形式，它有利于天然氣的遠(yuǎn)距離運(yùn)輸、有利于邊遠(yuǎn)天然氣的回收、降低天然氣的儲(chǔ)存成本、有利于天然氣應(yīng)用中的調(diào)峰，同時(shí)，由于天然氣在液化前進(jìn)行了凈化處理，所以它比管道輸送的天然氣更為潔凈。LNG工業(yè)鏈?zhǔn)欠浅｝嫶蟮?，主要包括天然氣液化、?chǔ)存、運(yùn)輸、接收終端、氣化站等。

下面分別介紹我國(guó)在LNG工業(yè)鏈各環(huán)節(jié)：即LNG工廠、LNG接收終端、LNG運(yùn)輸、LNG氣化站等方面的現(xiàn)狀和進(jìn)展。

1 LNG工業(yè)鏈

1.1 LNG工廠

1.1.1 兩套小型的LNG示范裝置

我國(guó)從20世紀(jì)80年代末開(kāi)始就進(jìn)行LNG裝置的實(shí)踐，下面介紹兩個(gè)小型LNG裝置，這些小型裝置的研制與開(kāi)發(fā)為我國(guó)探索天然氣液化技術(shù)提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

（1）陜北氣田L(fēng)NG示范工程
陜北氣田L(fēng)NG示范工程，以偏遠(yuǎn)單井所產(chǎn)小量天然氣為原料，經(jīng)凈化、預(yù)冷、深冷液化、循環(huán)壓縮等工藝過(guò)程，將天然氣液化，用槽車(chē)運(yùn)送到使用地點(diǎn)。這可充分利用偏遠(yuǎn)單井的天然氣資源。

該LNG工程設(shè)在長(zhǎng)慶油田靖邊基地內(nèi)，于1999年1月建成，采用林五井所產(chǎn)天然氣為原料，日液化天然氣量為2×104 m3。原料氣中甲烷的體積分?jǐn)?shù)達(dá)95.27%。原料氣壓力25 MPa，液化裝置中天然氣的入口壓力為4.1 MPa。

該裝置有以下特點(diǎn)：①采用天然氣膨脹制冷循環(huán)；②采用低溫甲醇洗和分子篩聯(lián)合進(jìn)行原料氣凈化；③采用氣波制冷機(jī)和透平膨脹聯(lián)合進(jìn)行低溫制冷；④采用燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)作為壓縮機(jī)的動(dòng)力源；⑤利用燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣作為加熱分子篩再生氣的熱源。

（2）中國(guó)科學(xué)院低溫中心等單位研制的天然氣液化裝置
中國(guó)科學(xué)院低溫中心與四川省綿陽(yáng)燃?xì)饧瘓F(tuán)總公司、中國(guó)石油天然氣總公司勘探局、吉林油田管理局等單位聯(lián)合研制了兩臺(tái)天然氣液化設(shè)備，一臺(tái)容量為0.3 m3/h LNG，采用天然氣自身壓力膨脹制冷循環(huán)；另一臺(tái)容量為0.5 m3/h LNG，采用氮?dú)馀蛎涢]式制冷循環(huán)。

圖3為利用天然氣自身壓力膨脹制冷循環(huán)，其進(jìn)氣壓力4MPa，出口壓力為0.8 MPa。高壓氣體經(jīng)換熱器1預(yù)冷，并分離掉重?zé)N。然后，一部分氣體進(jìn)入膨脹機(jī)膨脹降溫，進(jìn)入第2換熱器，冷卻需液化的天然氣。未進(jìn)入膨脹機(jī)的天然氣經(jīng)過(guò)換熱器2冷卻，節(jié)流降溫后進(jìn)入LNG儲(chǔ)罐儲(chǔ)存。對(duì)自蒸發(fā)的LNG進(jìn)行冷量回收后進(jìn)入管網(wǎng)。

1.1.2 中原天然氣液化工廠

2001年，我國(guó)第一座小型天然氣液化裝置在中原油田試運(yùn)行成功，這標(biāo)志著我國(guó)在生產(chǎn)LNG方面邁開(kāi)了關(guān)鍵的一步。其生產(chǎn)的LNG通過(guò)槽車(chē)運(yùn)輸?shù)姆绞焦?yīng)給山東、江蘇等省的一些城市。

中原油田有豐富的天然氣儲(chǔ)量，天然氣遠(yuǎn)景儲(chǔ)量為2 800×108 m3，現(xiàn)已探明地質(zhì)儲(chǔ)量為947.57×108 m3，這些天然氣能為液化裝置提供長(zhǎng)期穩(wěn)定的氣源。

該液化裝置生產(chǎn)LNG的能力為15.0×104 m3/d，原料氣壓力為12 MPa、溫度為30℃、甲烷含量93.35%～95.83%。圖4為液化流程示意圖。下面簡(jiǎn)單介紹該裝置的預(yù)處理流程、液化流程和儲(chǔ)存系統(tǒng)等。

原料天然氣進(jìn)入裝置后，首先進(jìn)入原料分液罐除去原料氣中的液體，然后進(jìn)入過(guò)濾器，過(guò)濾掉粒徑大的液體和固體。過(guò)濾后的天然氣進(jìn)入脫CO2設(shè)備，用一乙醇胺(MEA)法脫除CO2；脫CO2后的天然氣用分子篩進(jìn)行脫水處理。預(yù)處理流程中有兩臺(tái)干燥器切換使用，其中一臺(tái)干燥，另一臺(tái)再生。

凈化后的天然氣，首先利用丙烷制冷循環(huán)提供的冷量冷卻天然氣。然后進(jìn)行節(jié)流降溫，產(chǎn)生的氣相經(jīng)乙烯換熱器和中壓LNG換熱器冷卻，再經(jīng)節(jié)流降溫，產(chǎn)生的液相進(jìn)一步冷卻及節(jié)流后進(jìn)入儲(chǔ)罐儲(chǔ)存。

液化裝置液化生成的LNG進(jìn)入儲(chǔ)罐儲(chǔ)存。每臺(tái)儲(chǔ)罐包括外罐和內(nèi)罐，在內(nèi)罐和外罐之間，填充絕熱材料，并充注微量氮?dú)?，保持其壓力處于微正壓狀態(tài)，從而可有效地防止空氣及水分滲入絕熱層。

1.1.3 上海LNG事故調(diào)峰站
建于上海的LNG事故調(diào)峰站是我國(guó)第一座調(diào)峰型天然氣液化裝置，該調(diào)峰站是東海天然氣供應(yīng)上海城市燃?xì)夤こ滔掠尾糠种械囊粋€(gè)重要組成部分。它主要用于東海天然氣中上游工程因不可抗拒的因素（如臺(tái)風(fēng)等）造成停產(chǎn)、輸氣管線(xiàn)故障或冬季調(diào)峰時(shí)向管網(wǎng)提供可靠的天然氣供應(yīng)，確保安全供氣。

調(diào)峰LNG裝置的工作過(guò)程如下：由市區(qū)1.5 MPa天然氣管網(wǎng)送至調(diào)峰LNG站的天然氣，首先進(jìn)行過(guò)濾、計(jì)量并加壓至5 MPa；然后進(jìn)入預(yù)處理系統(tǒng)，用MEA法脫CO2、H2S，用分子篩脫水；再經(jīng)液化流程液化；液化后的天然氣貯存在2×104 m3 LNG儲(chǔ)槽內(nèi)。當(dāng)需要供氣時(shí)，儲(chǔ)槽內(nèi)的LNG經(jīng)LNG泵加壓送至氣化器，氣化后天然氣經(jīng)加臭、調(diào)壓后送入市區(qū)高壓管網(wǎng)。儲(chǔ)槽內(nèi)的LNG在貯存期間產(chǎn)生的蒸發(fā)氣體，經(jīng)BOG（Boil Off Gas）處理工段的壓縮機(jī)增壓后送入市區(qū)高壓管網(wǎng)。

該LNG裝置的主要性能指標(biāo)如下：① 儲(chǔ)槽容積 2×104 m3；② 儲(chǔ)槽日蒸發(fā)率 0.08％；③ 液化能力為 LNG 165 m3 /d；④氣化能力為 LNG 120 m3 /h。

該LNG事故調(diào)峰站的流程由法國(guó)燃?xì)夤驹O(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的整體結(jié)合式級(jí)聯(lián)型液化流程(Integral Incorporated Cascade)，簡(jiǎn)稱(chēng)為CII液化流程。

該液化流程的主要設(shè)備包括混合制冷劑壓縮機(jī)、混合制冷劑分餾設(shè)備和整體式冷箱三部分。整個(gè)液化流程可分為天然氣液化系統(tǒng)和混合制冷劑循環(huán)兩部分。CII流程具有如下三個(gè)特點(diǎn)：① 流程精簡(jiǎn)、設(shè)備少；② 冷箱采用高效釬焊鋁板翅式換熱器，體積小，便于安裝；③ 壓縮機(jī)和驅(qū)動(dòng)機(jī)的型式簡(jiǎn)單、可靠，降低了投資與維護(hù)費(fèi)用。

1.1.4 新疆LNG工程
新疆LNG項(xiàng)目一期工程原計(jì)劃于2003年9月完工，將通過(guò)火車(chē)和汽車(chē)把LNG運(yùn)輸?shù)饺珖?guó)能源緊缺的地區(qū)，對(duì)國(guó)家“西氣東輸”主干管網(wǎng)以外的廣闊市場(chǎng)供氣。市場(chǎng)目標(biāo)主要有如下三個(gè)：① 閩東南地區(qū)，即從福州至廈門(mén)沿鐵路的14個(gè)城市；② 以江西景德鎮(zhèn)為中心輻射湖南、湖北等華中地區(qū)；③ 華北及新疆天山北坡經(jīng)濟(jì)帶一些地區(qū)。

該LNG工廠的氣源來(lái)自吐哈油田。設(shè)計(jì)液化能力為150×104 m3/d天然氣。LNG設(shè)計(jì)年周轉(zhuǎn)量456 kt；設(shè)計(jì)LNG儲(chǔ)罐容量為3×104 m3，可儲(chǔ)存液化裝置正常生產(chǎn)10天的LNG量。

整個(gè)LNG工廠由五大部分組成，即凈化部分、液化部分、LNG儲(chǔ)罐部分、LNG外輸部分和火炬放空部分。

生產(chǎn)的LNG以70%通過(guò)鐵路運(yùn)輸，30%通過(guò)公路運(yùn)輸?shù)姆绞竭\(yùn)往目的地。

1.2 LNG接收終端
為了能滿(mǎn)足我國(guó)珠江三角洲對(duì)能源的需求，中國(guó)政府已決定在東南沿海地區(qū)適量引進(jìn)LNG，LNG接收站（LNG Receiving Terminal）建于珠江口海岸深圳市大鵬灣畔秤頭角。

廣東LNG工程總體項(xiàng)目包括LNG接收站和輸氣干線(xiàn)項(xiàng)目，以及配套新建電廠，電廠改造和城市管網(wǎng)等用戶(hù)項(xiàng)目，其供氣范圍覆蓋珠江三角洲和香港地區(qū)。工程全長(zhǎng)509 km，貫穿珠江三角洲九個(gè)城市。
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