關(guān)于LNG在中小城市的應(yīng)用研究

馬文媛

（太原煤氣化燃?xì)饧瘓F(tuán)有限責(zé)任公司，山西 太原 030024）

1 LNG的特征

LNG是在大氣壓下冷卻到一定程度后由氣態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)的天然氣，和普通的天然氣資源對比，體積更小，更主要的是液態(tài)的天然氣不管是運(yùn)輸還是直接輸送都更具便利性。LNG的主要化學(xué)成分為：甲烷占比90% ～96%；乙烷占比3% ～4%；丙烷占比1% ～3%；丁烷占比＜1%；N2占比＜0.1%。由此可見，LNG的整體使用性能與其他天然氣相比更具優(yōu)勢，同時(shí)又在運(yùn)輸上也更為便利和高效。

2 LNG在中小城市中的應(yīng)用

2.1 LNG的應(yīng)用工藝

LNG應(yīng)用的重點(diǎn)便是氣化站，通過氣化站來實(shí)現(xiàn)LNG的存儲與物理形態(tài)轉(zhuǎn)化，最后進(jìn)行處理并輸送至城市管網(wǎng)，供人們使用，所以氣化站的建設(shè)與運(yùn)作是影響LNG使用的重要因素。

LNG氣化站工藝有LNG卸車、儲壓、增加、BOG處理等，其流程為：通過低溫槽車將LNG運(yùn)輸?shù)綒饣?，之后通過增壓設(shè)備進(jìn)行增壓，LNG會在壓差下經(jīng)過卸液管送至低溫儲罐中。低溫儲罐在經(jīng)過增壓，使得LNG經(jīng)過出液管送至氣化器進(jìn)行處理，當(dāng)溫度達(dá)到預(yù)定值后調(diào)壓和加臭，最后輸送到城市管網(wǎng)。

2.2 選擇站址

對于氣化站的選址來說，需要遵守相關(guān)原則：站址選擇及規(guī)劃必須滿足城市規(guī)劃要求；需要盡量繞開存在地質(zhì)問題或廢舊礦區(qū)等地段；和周邊建筑物保持安全距離，確保消防措施完備性；交通便利且供水較為穩(wěn)定；可以選擇撂荒地，避免占用耕地。

2.3 LNG應(yīng)用于中小城市中的優(yōu)勢

中小城市由于在城鎮(zhèn)規(guī)模、密集程度人口、經(jīng)濟(jì)上發(fā)展受到的限制，天然氣的供氣形式和規(guī)模都存在局限性。LNG作為管道氣的補(bǔ)充在價(jià)格和和經(jīng)濟(jì)性上具有明顯的優(yōu)勢，且LNG在距離問題上并不敏感，因此也具有靈活便利的優(yōu)勢，不但可以為小城鎮(zhèn)、小區(qū)提供起源，也為距離城鎮(zhèn)較遠(yuǎn)的工業(yè)廠礦、鄉(xiāng)村使用優(yōu)質(zhì)、環(huán)保、清潔的天然氣降低了門檻。

2.4 主要技術(shù)方案

1）氣化器的選取，結(jié)合氣化方法可以將熱源分為自然型和人工熱源兩種。自然熱源氣化器具有體積大和購置成本高的特點(diǎn)，但運(yùn)行成本卻非常低，應(yīng)用人工熱源的氣化器購置成本較低，但運(yùn)行成本卻較高，因此在氣化器選擇方面需要結(jié)合現(xiàn)場能源條件以及實(shí)際要求進(jìn)行選擇。

2）儲罐自增壓系統(tǒng)，若儲罐中的低溫液體向外輸送過程中，其內(nèi)部壓力便會不斷降低，而為了保證內(nèi)部壓力的穩(wěn)定，則需要在液體輸出壓力降低的同時(shí)對其內(nèi)部進(jìn)行增壓。自增壓系統(tǒng)是應(yīng)用較為廣泛的技術(shù)手段，當(dāng)儲罐中LNG不斷向外輸出時(shí)，經(jīng)過增壓器進(jìn)行氣化，再回流到儲罐的氣相空間，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)罐內(nèi)增壓。

3）管道保冷，LNG需要在運(yùn)作過程中確保處于低溫情況下，因此需要進(jìn)行保冷處理，從而避免溫度過高使得管道中LNG由液態(tài)逐漸氣化的現(xiàn)象。當(dāng)前常用的方法有改性聚氨酯泡沫塑料包覆，能夠起到有效的隔熱效果，同時(shí)在隔熱材料的外部還需要進(jìn)行防潮處理。

4）預(yù)冷，LNG氣化站中的低溫管道與儲罐在LNG液體進(jìn)入之前必須要進(jìn)行預(yù)冷處理，雖然在氣化站的設(shè)計(jì)上都會考慮冷收縮效應(yīng)并進(jìn)行處理，但若是溫差較大或溫度變化過快的問題，都可能會導(dǎo)致連接位置出現(xiàn)裂縫或損壞現(xiàn)象。而這也需要對低溫管道與設(shè)備實(shí)施預(yù)冷處理。預(yù)冷過程中需要避免急冷現(xiàn)象，需要循序漸進(jìn)，溫度快速降低也會對管道結(jié)構(gòu)帶來影響。還需要對管道進(jìn)行清理，避免閥門凍結(jié)。

5）做好消防措施，對于LNG氣化站來說，消防工作至關(guān)重要，因?yàn)長NG天然氣本身就具有爆燃的隱患，所以做好消防措施也是保證LNG安全輸送的重要保障措施，具體要做好以下幾點(diǎn)：第一，建筑體結(jié)構(gòu)的耐火設(shè)計(jì)。在建筑物設(shè)計(jì)上，需要結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范設(shè)計(jì)，同時(shí)耐火等級也需要在二級或二級以上。因?yàn)長NG具有的特性，站內(nèi)建筑需要具備一定的抗冷凍能力，尤其是儲罐以及防液堤等；第二，工藝裝置。工藝裝置需要具備足夠的密閉性，日常操作中保證LNG能夠處于絕對密封的環(huán)境中，避免泄漏現(xiàn)象；第三，儲罐安全設(shè)計(jì)。儲罐的液相管中需要設(shè)計(jì)應(yīng)急切斷閥，當(dāng)裝置出現(xiàn)異常時(shí)能夠快速斷開與外界的通路，避免LNG泄漏；第四，管道的消防安全。液相管道兩個(gè)切斷閥中需要具有安全閥，若切斷閥均處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，管道中的LNG也會自動吸熱逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)，所以需要通過安全閥起跳來避免超壓問題［1］。

3 結(jié)語

當(dāng)前，LNG在我國中小城市中的應(yīng)用越來越廣泛，但LNG畢竟屬于可燃性天然氣體，所以不管是輸送還是使用都需要保證絕對的安全，雖然液化的天然氣更具便利和優(yōu)勢，但也需要做好防護(hù)處理，避免溫度影響下引發(fā)的氣化現(xiàn)象，確保輸送的安全。