《液化天然氣供應(yīng)技術(shù)課程設(shè)計(jì)》題目液化天然氣運(yùn)輸安全與發(fā)展學(xué)生姓名學(xué)號(hào)專業(yè)年級(jí)院系指導(dǎo)教師2014年10月31日液化天然氣運(yùn)輸安全與發(fā)展摘要：天然氣是一種清潔優(yōu)質(zhì)能源，近年來(lái)，世界天然氣產(chǎn)量和消費(fèi)量呈持續(xù)增長(zhǎng)趨勢(shì)。從今后我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展看，加快天然氣的開(kāi)發(fā)利用，對(duì)改善能源結(jié)構(gòu)，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，提高人民生活質(zhì)量，具有十分重要的戰(zhàn)略意義。具有建設(shè)投資小、建設(shè)周期短、見(jiàn)效快、受外部影響因素小等優(yōu)點(diǎn)。作為優(yōu)質(zhì)的車用燃料，LNG具有辛烷值高、抗爆性好、燃燒完全、排氣污染少、發(fā)動(dòng)機(jī)壽命長(zhǎng)、運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn);與壓縮天然氣(CNG)相比，LNG則具有儲(chǔ)存效率高，續(xù)駛里程長(zhǎng)，儲(chǔ)瓶壓力低、重量輕、數(shù)量小，建站不受供氣管網(wǎng)的限制等等諸多優(yōu)點(diǎn)。關(guān)鍵詞：液化天然氣，液化，運(yùn)輸，安全，發(fā)展，應(yīng)用1液化天然氣的制取與輸送LNG是液化天然氣的簡(jiǎn)稱，常壓下將天然氣冷凍到-162℃左右，可使其變?yōu)橐后w即液化天然氣(LNG)。它是天然氣經(jīng)過(guò)凈化(脫水、脫烴、脫酸性氣體)后，采用節(jié)流，膨脹和外加冷源制冷的工藝使甲烷變成液體而形成的。LNG的體積約為其氣態(tài)體積的l／620。天然氣的液化技術(shù)包括天然氣的預(yù)處理，天然氣的液化及貯存，液化天然氣的氣化及其冷量的回收以及安全技術(shù)等內(nèi)容。LNG利用是一項(xiàng)投資巨大、上下游各環(huán)節(jié)聯(lián)系十分緊密的鏈狀系統(tǒng)工程，由天然氣開(kāi)采、天然氣液化、LNG運(yùn)輸、LNG接收與氣化、天然氣外輸管線、天然氣最終用戶等6個(gè)環(huán)節(jié)組成。由于天然氣液化后，體積縮小620倍，因此便于經(jīng)濟(jì)可靠的運(yùn)輸。用LNG船代替深海和地下長(zhǎng)距離管道，可節(jié)省大量風(fēng)險(xiǎn)性管道投資，降低運(yùn)輸成本。從輸氣經(jīng)濟(jì)性推算，陸上管道氣在3000km左右運(yùn)距最為經(jīng)濟(jì)，超過(guò)3500km后，船運(yùn)液化天然氣就占了優(yōu)勢(shì)，具有比管道氣更好的經(jīng)濟(jì)性。LNG對(duì)調(diào)劑世界天然氣供應(yīng)起著巨大的作用，可以解決一個(gè)國(guó)家能源的短缺，使沒(méi)有氣源的國(guó)家和氣源衰竭的國(guó)家供氣得到保證，對(duì)有氣源的國(guó)家則可以起到調(diào)峰及補(bǔ)充的作用，不僅使天然氣來(lái)源多元化，而且有很大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。LNG作為城市氣化調(diào)峰之用比用地下儲(chǔ)氣庫(kù)有許多優(yōu)點(diǎn)。例如：它選MOSS型船的球形儲(chǔ)罐中，沿艙裙結(jié)構(gòu)的漏熱通常要占儲(chǔ)罐總漏熱量的30%，采用一塊不銹鋼板插在鋁和鋼質(zhì)裙之間形成熱阻，可明顯減少漏熱，日蒸發(fā)率從通常的0.2%降到0.1%。(3)BOG處理。LNG儲(chǔ)槽的隔熱結(jié)構(gòu)并不能完全防止LNG的蒸發(fā)，每天仍會(huì)有0.15～0.3%的蒸發(fā)量。這些蒸發(fā)氣體(BOG)可以用作LNG船發(fā)動(dòng)機(jī)燃料和其他加熱設(shè)備的燃料。為了船舶的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，采用再液化裝置可以控制低溫液體的壓力和溫度。為保證儲(chǔ)存安全，也可以減小儲(chǔ)槽保溫層厚度，降低船舶造價(jià)，增加運(yùn)量。(4)采用二次阻擋層。在球罐泄漏時(shí)，把已泄漏的LNG保留一定時(shí)間，使船體構(gòu)件不要降低到它的允許溫度以下。以避免船體發(fā)生損壞或著火爆炸的重大事故。(5)采用雙層殼體。在船舶的外殼體和儲(chǔ)槽間形成保護(hù)空間，從而減小了槽船因碰撞導(dǎo)致儲(chǔ)槽意外破裂的危險(xiǎn)性。(6)為了安全，設(shè)置各種計(jì)量、測(cè)量和報(bào)警設(shè)施。3.1.2船舶裝卸安全LNG船舶運(yùn)輸安全，除了LNG船舶安全外，船舶裝卸安全也是重要方面。為此，在卸載設(shè)施、儲(chǔ)罐和其他相關(guān)部位上必須采用相應(yīng)的安全措施。(1)卸載設(shè)施。在卸料臂上安裝緊急關(guān)閉(ESD)閥和卸料臂緊急脫離系統(tǒng)(ERS)；LNG裝船泵安裝緊急關(guān)閉裝置。(2)儲(chǔ)罐。為防止裝滿系統(tǒng)，將裝船泵和儲(chǔ)罐灌注管路上的ESD閥隔開(kāi)；斷開(kāi)裝置可人工或自動(dòng)操作；使用液位報(bào)警器；防止超壓或負(fù)壓，采用導(dǎo)向操縱安全閥和自壓安全閥。(3)其他措施。LNG碼頭和靠近卸料臂處、蒸發(fā)器、LNG泵等位置設(shè)置低溫探測(cè)器；在LNG建筑物內(nèi)、管線法蘭、卸料臂及蒸發(fā)器旁設(shè)置氣體探測(cè)器；在LNG建筑物內(nèi)、儲(chǔ)罐頂蓋上、碼頭及工藝區(qū)設(shè)置火警探測(cè)器。3.2車運(yùn)安全3.2.1LNG汽車槽車LNG槽車的安全主要是防止超壓和消除燃燒的可能性(禁火、禁油、消除靜電)。防止超壓：防止槽車超壓的手段主要是設(shè)置安全閥和爆破片等超壓泄放裝置。根據(jù)低溫領(lǐng)域的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，在儲(chǔ)罐上必須有兩套安全閥在線安裝的雙路系統(tǒng)，并設(shè)一個(gè)轉(zhuǎn)換，當(dāng)其中一路安全閻需要更換或檢修時(shí)，可以轉(zhuǎn)換到另一路上，維持至少一套安全閥系統(tǒng)在線使用。在低溫系統(tǒng)中，安全閥由于凍結(jié)而不能及時(shí)開(kāi)啟所造成的危險(xiǎn)應(yīng)該引起重視。安全閥凍結(jié)大多是由于閥門內(nèi)漏，低溫介質(zhì)不斷通過(guò)閥體而造成的。一般通過(guò)目視檢查安全閥是否結(jié)冰或結(jié)霜來(lái)判斷。發(fā)現(xiàn)問(wèn)題必須及時(shí)更換。為了運(yùn)輸安全，槽車上除了設(shè)置安全閥和爆破片外，還可以設(shè)置公路運(yùn)輸泄放閥。在槽車的氣相管路上設(shè)置一個(gè)降壓調(diào)節(jié)閥，作為第一道安全保護(hù)，該閥的泄放壓力遠(yuǎn)低于罐體的最高工作壓力和安全閥起跳壓力。它僅在槽車運(yùn)行時(shí)與氣相空間相通；而在罐車裝載時(shí)，用截止閥隔離降壓調(diào)節(jié)閥使其不起作用。泵送LNG槽車上工作壓力低，設(shè)置公路運(yùn)輸泄放閥的作用是：(1)罐內(nèi)壓力低，降低了由靜壓引起的內(nèi)筒壓力，有利于罐體的安全保護(hù)；(2)如果罐內(nèi)壓力升高，降壓調(diào)節(jié)閥先緩慢開(kāi)啟以降低壓力，防止因安全閥起跳壓力低而造成LNG的突然大流量泄放，既提高了安全性，又防止了LNG的外泄；(3)罐體的液相管、氣相管出口處應(yīng)設(shè)置緊急切斷閥，該閥一般為氣動(dòng)的球閥或截止閥，通氣開(kāi)啟，放氣截止，閥上的汽缸設(shè)置易熔塞，易熔塞為伍德合金，其熔融溫度為(70±5)℃。當(dāng)外界起火燃燒溫度達(dá)到70℃時(shí)，易熔塞熔化，在內(nèi)部氣壓(0.1MPa)作用下，將熔化了的伍德合金吹出并泄壓。泄壓后的緊急切斷閥在彈簧作用下迅速關(guān)閉，達(dá)到截?cái)嘌b卸車作業(yè)的目的。防止著火：為了防止著火，消除LNG槽車周圍的燃燒條件也是十分重要的。(1)置換充分LNG儲(chǔ)槽使用前必須用氮?dú)鈱?duì)內(nèi)筒和管路進(jìn)行吹掃置換，直至含氧量小于2.0%為止，然后再用產(chǎn)品氣進(jìn)行置換至純度符合要求。(2)靜電接地LNG槽車必須配備導(dǎo)靜電接地裝置，以消除裝置靜電；另外，在車的前后左右兩側(cè)均配有4只滅火機(jī)，以備有火災(zāi)險(xiǎn)情時(shí)應(yīng)急使用。(3)阻火器安全閥和放空閥的出口匯集總管上應(yīng)安裝阻火器。阻火器內(nèi)裝耐高溫陶瓷環(huán)，當(dāng)放空口處出現(xiàn)著火時(shí)，防止火焰回火，起到阻隔火焰作用，保護(hù)設(shè)備安全。3.2.2汽車裝卸安全LNG公路運(yùn)輸安全，除了LNG槽車安全外，汽車裝卸安全也是重要方面。為此，在裝卸設(shè)施、儲(chǔ)罐和其他相關(guān)部位上必須采用相應(yīng)的安全措施。(1)裝卸設(shè)施。在裝卸臂上安裝緊急關(guān)閉(ESD)閥；LNG裝車泵安裝緊急關(guān)閉裝置。(2)儲(chǔ)罐。為防止裝滿系統(tǒng)，將裝車泵和儲(chǔ)罐灌注管路上的ESD閥隔開(kāi)；斷開(kāi)裝置可人工或自動(dòng)操作；使用液位報(bào)警器；防止超壓或負(fù)壓，，采用導(dǎo)向操縱安全閥和自壓安全閥。(3)其他。LNG裝卸車場(chǎng)、蒸發(fā)器、LNG泵等處設(shè)置低溫探測(cè)器；在LNG建筑物內(nèi)、管線法蘭、裝卸臂及蒸發(fā)器旁設(shè)置氣體探測(cè)器；在LNG建筑物內(nèi)、儲(chǔ)罐頂蓋上、裝卸車場(chǎng)及工藝區(qū)設(shè)置火警探測(cè)器。4結(jié)束語(yǔ)為了滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)的需要和環(huán)境保護(hù)的要求，開(kāi)發(fā)和安全運(yùn)輸液化天然氣，最大程度地有效利用天然氣這一資源，天然氣液化與儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)及液化天然氣的應(yīng)用，給我國(guó)天然氣工業(yè)的發(fā)展和天然氣的應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)和必要的前提。參考文獻(xiàn)[1]顧安忠等.液化天