液化天然氣的應(yīng)用及設(shè)計的分析

摘要：由于液化天然氣具有一定的環(huán)保性、運輸方便性、經(jīng)濟性等優(yōu)點，在現(xiàn)代化工業(yè)和人們的生活中都得到了廣泛的應(yīng)用，尤其是在城市燃氣、發(fā)電和氣化站等領(lǐng)域中都得到了普遍的應(yīng)用。為了確保液化天然氣的應(yīng)用具有一定的安全性，還需要對液化天然氣的儲存、運輸、安全等方面采取相關(guān)的設(shè)計措施，以此來促進液化氣產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：液化天然氣;應(yīng)用;設(shè)計

隨著我國社會主義市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們的生活水平得到顯著提高，對于能源的需求也在逐漸的增加，天然氣是一種具有環(huán)保性的高效能源，尤其是液化天然氣作為天然氣的一種方式，在城市燃氣、發(fā)電、氣化站等方面都得到了普遍的應(yīng)用。隨著液化天然氣在現(xiàn)代化工業(yè)和人們生活中應(yīng)用范圍的擴大，人們對于液化天然氣的儲存、運輸和安全性的重視度也隨之增加，因此，這就要求在應(yīng)用液化天然氣的同時，要對液化天然氣的儲存、運輸和安全性具有一系列的設(shè)計，確保液化天然氣應(yīng)用的安全性。

一、液化天然氣綜述

（一）液化天然氣的概述

液化天然氣指的是將天然氣從油氣田開采出來之后，經(jīng)過一系列的預(yù)處理、脫水等流程之后，把天然氣中存在的一些二氧化碳、硫化物、水等雜質(zhì)進行脫除，并且利用冷卻降溫的方法進行液化之后的一種透明無色的液體。由于液化天然氣在進行與處理的時候已經(jīng)將天然氣中的雜質(zhì)以及具有污染性的氣體含量進行了脫除，其的組成成分主要是甲烷，并且經(jīng)過液化之后的體積相對原有體積也縮小了至少600倍以上，方便對其進行儲存和運輸，因此液化天然氣在應(yīng)用的時候?qū)Νh(huán)境保護具有一定的有效作用，能夠促進環(huán)境與經(jīng)濟之間實現(xiàn)共同發(fā)展。

表1：液化天然氣的主要成分（Wt%）

（二）液化天然氣的應(yīng)用優(yōu)點

1.具有較高的環(huán)保性和安全性。由于將天然氣進行液化的時候會將一些二氧化碳、重烴類等雜質(zhì)進行去除，與普遍的天然氣相比具有更加明顯的純凈性，能夠進行充分的燃燒，是最具純凈和清潔的能源。同時，由于液化天然氣的燃點比起汽油燃點要高出230。C，密度比空氣密度小很多，即使不小心泄露也比較容易得到擴散，不易引起爆炸，具有一定的安全性。

2.具有較高的存儲效率和經(jīng)濟性。由于液化天然氣的密度比和體積相對來說都比較小，因此在儲存和運輸中具有顯著的優(yōu)勢，只需要通過運用槽罐低溫車就可以把大量的液化天然氣進行運輸?shù)剿璧牡胤?，這樣一來使供氣的時間得到有效的縮短。另外，再加上液化天然氣具有較強的儲存能力，不需要建設(shè)大型的儲存設(shè)備，就能夠滿足液化天然氣的供應(yīng)，從而降低了投資成本，具有較高的經(jīng)濟性。

二、液化天然氣的應(yīng)用分析

（一）液化天然氣冷能的應(yīng)用

液化天然氣由于是經(jīng)過了液化冷卻之后而儲存的一種能源，當液化天然氣從液態(tài)形成氣態(tài)的時候，其所藏著的冷能就得到全部的釋放，將這些冷能進行充分回收和利用具有重要的作用。一般來說，液化天然氣冷能主要應(yīng)用于液化天然氣船、空氣的冷藏、分離、倉庫的冷凍等，除了能夠?qū)σ夯烊粴獯M行預(yù)冷之外，還能夠?qū)λ闹艿氖称愤M行冷加工，從而降低了對水的污染。由于應(yīng)用液化天然氣冷能，還能夠使制冷設(shè)備所承受的負荷得到大幅度的降低，從而降低了電能的消耗量。

（二）液化天然氣應(yīng)用于城市燃氣

液化天然氣作為一種具有環(huán)保性的能源，在城市的基本負荷、汽車業(yè)、調(diào)峰等領(lǐng)域都得到了普遍的應(yīng)用，如圖1所示，為液化天然氣應(yīng)用于城市燃氣的供應(yīng)流程圖。隨著我國液化天然氣產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，液化天然氣能夠?qū)Τ鞘兄械娜細庀到y(tǒng)產(chǎn)生一定的調(diào)峰作用，從而確保了城市燃氣供氣的穩(wěn)定性和安全性。尤其將液化天然氣的調(diào)峰裝置應(yīng)用在城市的燃氣輸配系統(tǒng)中，對于工業(yè)、民用的燃氣供應(yīng)產(chǎn)生的波動性起到了有效的調(diào)峰作用。另外，由于液化天然氣對環(huán)境保護具有一定的作用，因此相比其他燃料來說，更適合應(yīng)用在汽車燃料中。現(xiàn)在，將天然氣作為汽車燃料一般采取壓縮天然氣的方式進行儲存，但是由于液化天然氣的體積相對來說比較小，比壓縮天然氣更加適合作為汽車燃料。再加上液化天然氣具有較強的冷能，因此應(yīng)用到汽車的冷藏和空調(diào)系統(tǒng)中，具有環(huán)保和節(jié)能的雙重作用。

圖1：液化天然氣應(yīng)用于城市燃氣

（三）液化天然氣應(yīng)用于發(fā)電

將液化天然氣應(yīng)用于燃燒發(fā)電，與利用其余的燃料發(fā)電進行比較，液化天然氣經(jīng)過燃燒之后不會因此而出現(xiàn)爐渣以及灰分等雜質(zhì)，因此也不會出現(xiàn)對環(huán)境保護出現(xiàn)污染的灰渣等。由于應(yīng)用液化天然氣進行發(fā)電中采用的燃氣輪機自身具有靈活的運行和啟動停止速度快等優(yōu)點，再加上燃氣輪機不斷成熟的發(fā)電技術(shù)，能夠基本上承擔著所需的負荷量，從而能夠更加方便的為電網(wǎng)提供電源以及備用電源，使電源的調(diào)峰性得到了更加的靈活性?，F(xiàn)階段，運用液化天然氣進行聯(lián)合循環(huán)發(fā)電的熱效率已經(jīng)達到了55%，比起蒸汽輪機的熱效率提高了17%，從而使發(fā)電燃料資源得到大幅度的節(jié)約。

三、液化天然氣的應(yīng)用設(shè)計分析

（一）液化天然氣的裝置設(shè)計

現(xiàn)階段，在我國對液化天然氣的裝置設(shè)計主要包括了預(yù)處理、液化和儲存三個流程。將從氣田開采出來的天然氣灌注到裝置之后，將原料分液罐中的天然氣原料中的液體進行去除之后再進入到過濾器中，將存在的具有粒徑較大的液固體進行過濾。把經(jīng)過過濾后的天然氣進入二氧化碳脫除設(shè)備中，將天然氣中的二氧化碳氣體進行去除，之后將脫除二氧化碳的天然氣采取相應(yīng)的脫水措施進行脫水，然后經(jīng)過丙烷壓縮機進行冷卻后再經(jīng)過乙烯或乙烷壓縮機進行冷卻，在經(jīng)過了節(jié)流降溫之后再經(jīng)過甲烷壓縮機對其進行冷卻節(jié)流之后灌入到儲罐中進行儲存，如圖2所示，為液化天然氣的裝置流程設(shè)計。

目前，對于液化天然氣的運輸主要采用的是公路汽車運輸、火車運輸和船舶水運運輸，而對于公路汽車運輸來說，所采取的主要運輸設(shè)備就是具有低溫效能的液化天然氣罐車。在公路汽車運輸中采取的液化天然氣儲罐主要包括立式以及臥式兩種，所采取的絕熱模式主要分為真空粉末以及堆積兩種，一般來說儲罐的容積分為30m3，100m3，150m3等。從液化天然氣的輸送經(jīng)濟性來說，若是在陸地上的運輸距離為3000km左右的時候，運用管道進行輸氣的方式是最具經(jīng)濟性的，而若是輸氣的距離超過了3500km之后，那么運用船舶進行運輸具有明顯的優(yōu)勢效果，使運輸成本得到有效的降低。通常情況下，對液化天然氣的運輸所采取的方法是運用槽罐的保溫工藝而進行的，對于在汽車和鐵路的運輸中，使用液化天然氣的低溫集裝箱具有一定的便利性。

（三）液化天然氣的儲存設(shè)計

為了能夠更好的對液化天然氣進行儲存，這就要求將液化天然氣儲存的時候要根據(jù)不同的運輸方式對其進行儲存，確保液化天然氣的儲存安全性。通常情況下，液化天然氣會注入儲罐中進行儲存，以此來便于運輸，但是當液化天然氣剛注入到儲罐中的時候，會因為密度的不同而出現(xiàn)暫時的分層情況，而液化天然氣在層與層之間的混合過程中會因為蒸發(fā)、閃蒸等情況而出現(xiàn)翻滾的情況。這就要求在對液化天然氣儲存的實際過程中，因此將灌入至出儲罐內(nèi)的所有液化天然氣進行充分的攪合，避免液化天然氣出現(xiàn)分層的現(xiàn)象。另外，還需要對灌入到儲罐中的液化天然氣的成分以及密度可能發(fā)生的變化進行嚴格的控制，加設(shè)增壓器、空預(yù)氣化器、水浴氣化器等一系列系統(tǒng)，以此來避免液化天然氣因為蒸發(fā)、翻滾而出現(xiàn)儲罐超壓的現(xiàn)象，如圖3所示，為液化天然氣的儲存設(shè)計。

圖3：液化天然氣的儲存設(shè)計

總結(jié)：

綜上所述，隨著社會的發(fā)展，現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展步伐也在不斷的加快，由于液化天然氣具有一定的環(huán)保性和發(fā)展性，因此在城市燃氣、發(fā)電、氣化站等領(lǐng)域都得到了普遍的應(yīng)用，對人們的生活和生態(tài)環(huán)境的保護起到非常重要的作用。與此同時，在廣泛應(yīng)用液化天然氣的時候，還需要對液化天然氣的儲存、運輸和安全等進行一系列的安全設(shè)計，確保應(yīng)用液化天然氣的同時也擁有相應(yīng)的安全性，從而更好的促進城市化進程的發(fā)展以及社會主義市場經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

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