1、LNG資料匯編,二一一年十一月,目 錄,第一章 基礎(chǔ)篇 （一）LNG的定義及基本性質(zhì) （二）LNG的主要用途 （三）LNG產(chǎn)業(yè)資源介紹 （四）LNG相關(guān)概念 第二章 經(jīng)濟(jì)篇 （一）LNG的基本換算 （二）LNG的優(yōu)勢 第三章 技術(shù)篇 （一）LNG汽車加氣站 （二）LNG加氣站工藝流程及主要設(shè)備 （三）LCNG加氣站的主要設(shè)備和工藝流程 第四篇 安全篇 附圖：LNG汽車,第一章 基礎(chǔ)篇,一、LNG的定義及基本性質(zhì),1、LNG 的名詞解釋 所謂 LNG 是英文 Liquefied Natural Gas 的縮寫，中文譯為液化天然氣。簡稱 LNG 是英文的說法。2、LNG 的基本特性 LNG 的主要

2、成份為甲烷，化學(xué)名稱為CH4，還有少量的乙烷C2H6、丙烷C3H8以及氮N2等其它成分組成。 臨界溫度為82.3，臨界壓力為45.8kg/cm2。 沸點為-161.5，熔點為-182，著火點為650。 液態(tài)密度為425kg/m3，氣態(tài)密度為0.718kg/Nm3。 氣態(tài)熱值9100Kcal/m3，液態(tài)熱值12000Kcal/kg。 爆炸范圍：上限為15%，下限為5%。 華白指數(shù)(W)：44.94MJ/Nm3。 燃燒勢(CP)：45.18。,3、LNG的獲得 液化天然氣是天然氣經(jīng)過凈化之后，通過壓縮升溫，在混合致冷劑N2、C1、C2、C3、C4的作用下，冷卻移走熱量，再節(jié)流膨脹而得到-162的以

3、液態(tài)形式存在的LNG，體積縮小了600倍。,二、LNG的主要用途,(1)用作城市管網(wǎng)供氣的高峰負(fù)荷和事故調(diào)峰。(2)用作大中城市管道供氣的主要氣源。(3)用作LNG小區(qū)氣化的氣源。(4)用作汽車加氣的燃料，LNG用于拖帶集裝箱的重型柴油車、公交車等，每1kgLNG，可以代替1.2-1.3公斤柴油。 (5)用作飛機(jī)燃料 俄羅斯圖波列夫飛機(jī)設(shè)計局應(yīng)用LNG作為飛機(jī)燃料，第一架試驗飛機(jī)圖155,發(fā)動機(jī)型號為HK88。后用圖156正式使用LNG為燃料的圖156客貨運輸機(jī)，已成功安全飛行12年。在投入航線運行的圖204客機(jī)基礎(chǔ)上，設(shè)計局設(shè)計了使用LNG的206客機(jī)，此機(jī)可載乘210人，飛行里程為5200

4、公里。 (6)LNG的冷能利用 深冷可用于低溫研磨橡膠，中冷用于制冰、建滑冰場，淺冷用于冷凍庫建設(shè)。日本還將冷能用于發(fā)電，利用能源創(chuàng)造舒適的環(huán)境。 (7)分布式能源系統(tǒng) 采用熱電冷三聯(lián)供，可以提交天然氣的利用率達(dá)到60-80%。,三、LNG產(chǎn)業(yè)資源介紹,液化天然氣（LNG）是目前全球公認(rèn)的清潔能源，它具有節(jié)能、環(huán)保、安全、可靠、經(jīng)濟(jì)效益突出等眾多優(yōu)點。 國家十五規(guī)劃政策鼓勵液化天然氣開發(fā)和引進(jìn)。至2012年在我國沿海城市建立12個LNG進(jìn)口接收站，總量3500萬噸，相當(dāng)于455億標(biāo)方天然氣，即二條西氣東輸管道的總量；內(nèi)陸已建立20多個天然氣及煤層氣的液化廠，年液化總量達(dá)500萬噸，相當(dāng)于65億

5、標(biāo)方天然氣，可供20萬多輛大型汽車使用。 LNG在低溫、低壓、液態(tài)下儲存、運輸及應(yīng)用，其密度為氣態(tài)的620倍左右，壓縮天然氣的三倍，單次加氣可持續(xù)行駛500-700公里，能滿足城市公交、城際客車、重型卡車的長途行駛的要求，且環(huán)保、安全可靠，因此已逐漸成為我國汽車新能源市場需求的一個主要能源。,四、LNG相關(guān)概念,以LNG為燃料的汽車稱為LNG汽車，一般分三種形式：一種是完全以LNG為燃料的純LNG汽車，一種為LNG與柴油混合使用的雙燃料LNG汽車，一種為LNG與汽油替換使用的兩用燃料汽車。這幾種LNG汽車的燃?xì)庀到y(tǒng)基本相同，都是將LNG儲存在車用LNG儲罐內(nèi)，通過汽化裝置汽化為0.5MPa左右

6、的氣體供給發(fā)動機(jī)，其主要構(gòu)成有LNG儲罐、汽化器、減壓調(diào)壓閥、混合器和控制系統(tǒng)等，如圖1所示。車用LNG儲罐一般采用雙層金屬真空加多層纏繞絕熱技術(shù)，國內(nèi)外都能生產(chǎn)，國外技術(shù)可保證LNG日蒸發(fā)率在2以內(nèi)(7天之內(nèi)不產(chǎn)生蒸發(fā)損失)。,。汽化器一般采用發(fā)動機(jī)冷卻水作熱源，由控制系統(tǒng)根據(jù)發(fā)動機(jī)工況調(diào)節(jié)其汽化量。減壓調(diào)壓閥和混合器與CNG汽車基本相同，無技術(shù)難點。總體來講，國外LNG汽車技術(shù)完全成熟，已達(dá)到實用技術(shù)水平。但是，國外LNG汽車系統(tǒng)價格十分昂貴，無法在國內(nèi)推廣使用。國內(nèi)改裝的幾臺樣車均采用與國外類似的工藝，并取得了比較理想的運行效果，其存在的主要問題是LNG儲罐采用的是真空粉末絕熱技術(shù)，絕熱

7、效果差(日蒸發(fā)率達(dá)到4)，一些低溫閥件，如電磁閥、截止閥可靠性不高，液位顯示裝置不過關(guān)。但是，如果通過引進(jìn)國外成熟的LNG汽車技術(shù)和設(shè)備，依靠國內(nèi)低溫行業(yè)的技術(shù)力量完全能夠解決上述問題，使國內(nèi)LNG汽車技術(shù)達(dá)到實用水平。,第二章 經(jīng)濟(jì)篇,一、LNG基本換算,（1）LNG低溫氣瓶計算: 公式為：(X)L*90%*0.471kg/ m3(液體密度)=(Y)公斤； (Y)公斤/0.75Kg /Nm3 (氣體密度)=(Z)Nm3氣體 （2）柴氣換算比例： 1公斤柴油=0.86L柴油 1公斤柴油=1.3 Nm3天然氣 1 Nm3天然氣=0.95L柴油 （3）目前使用氣瓶的基本規(guī)格： 275L、335L、

8、375L、450L,（4）氣瓶充裝明細(xì)表： 275L裝氣瓶可裝116.5725公斤L(fēng)NG；置換出155.43 Nm3天然氣；相當(dāng)于147.6585L柴油 335L裝氣瓶可裝142.0065公斤L(fēng)NG；置換出189.342 Nm3天然氣；相當(dāng)于179.8749L柴油 375L裝氣瓶可裝158.9625公斤L(fēng)NG；置換出211.95 Nm3天然氣；相當(dāng)于210.3525L柴油 450L裝氣瓶可裝190.775公斤L(fēng)NG；置換出254.37 Nm3天然氣；相當(dāng)于241.6515L柴油,（5）價格比對（理論上）,按照1 Nm3天然氣=0.95L柴油比例，一輛大型貨車按每小時30-40L耗油量算，每百公

9、里可可節(jié)省78.1元-104.1元。,（6）、LNG熱值對比表,注：1L柴油熱值為9181大卡，1方天然氣熱值為8500大卡，1方天然氣約等于0.93L柴油熱值。計算：1方天然氣等于0.95L柴油,注：1 m3液化天然氣（LNG）可氣化600 m3天然氣 ；1 m3 LNG 的質(zhì)量約為 430-470 Kg ；1KgLNG相當(dāng)于1.27-1.39立方米天然氣，1 m3天然氣約為8500大卡。A. 35立方加氣站儲存多少LNG立方： 折算成標(biāo)方：35m30.9600倍= 18900 方 折算成重量：35m30.47= 16450公斤 B. 35立方儲罐能加375L多少車: 體積計量法：35m30

10、.9600倍/（37590%0.471kg/ 0.75Kg /Nm3）= 89 車 因為375L有效容積為337L，有效折算約100輛。,二、LNG汽車的優(yōu)勢,（1）車用LNG安全優(yōu)勢 天然氣汽車主要使用壓縮天然氣(CNG)，車載天然氣以20MPa的高壓存儲在高強度儲罐中，所存儲的壓縮天然氣質(zhì)量只有儲罐本身質(zhì)量的15110，儲氣率不高而且會給行車安全帶來一定的隱患。液化天然氣是一種低溫液態(tài)燃料，在大氣壓下，液化天然氣為一162體積縮小到原來的1625，相當(dāng)于天然氣被60MPa的壓力壓縮，從而增大了能量密度，提高了車載燃料系統(tǒng)的供氣效率，所攜帶的有效燃料將比集束型壓縮氣罐式天然氣加注車的高出23

11、倍。因為液化天然氣不含氧，所以其易燃性低于柴油。在大氣條件下，液化天然氣一旦在系統(tǒng)中發(fā)生較小的泄漏，便能很快完全蒸發(fā)并吹走正在泄露的低溫燃料。從而杜絕了燃燒及爆炸的可能，保證了乘客及車輛的安全。避免了以往石油燃料在其運輸、存儲過程中出現(xiàn)的嚴(yán)重污染及巨大經(jīng)濟(jì)損失，因此發(fā)展液化天然氣汽車具有極好的安全效益。,圖1 LNG汽車燃料系統(tǒng)示意圖,（2）車用LNG經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢 液化天然氣(LNG)相對于電、輕油、重油、人工煤氣等，單位熱值所付的購買價是最低的。使用液化天然氣還可以實現(xiàn)天然氣儲備基礎(chǔ)設(shè)施的緊湊化、經(jīng)濟(jì)化，并擺脫地質(zhì)限制，建立大型地面天然氣存儲庫從而實現(xiàn)液化天然氣汽車能夠從兩個較遠(yuǎn)加氣站的流動加注

12、車上獲取燃料，同時減小了燃料系統(tǒng)的尺寸及質(zhì)量，增大了車輛有效載荷及一次加氣后的續(xù)駛里程。加氣次數(shù)的減少還節(jié)省了汽車往返加氣站的時間從而降低了汽車的運營成本，提高了車主的盈利率。,（3）、LNG汽車與燃油汽車排放環(huán)保優(yōu)勢 根據(jù)LNG汽車與燃油汽車相比，CO2（二氧化碳）下降20%左右，NOX（氮氧化合物）下降30%左右，CO（一氧化碳）下降90%左右，HC（碳?xì)浠衔铮┙档?0%左右，且LNG汽車尾氣不含有鉛塵、硫化物以及苯類等有害物質(zhì)。另根據(jù)國外相關(guān)研究機(jī)構(gòu)的試驗,污染對照表,（4）、LNG汽車的優(yōu)點 （1）LNG汽車比LPG、CNG汽車更清潔，尾氣污染物含量更低； （2）LNG汽車維修費比汽

13、柴油機(jī)汽車維修費用少，故障率低；安全性好。 （3）LNG是密封絕熱氣瓶儲存，而汽柴油不是絕對密封儲存，發(fā)生事故時，LNG不容易發(fā)生泄露，安全性比較好。 （4）LNG屬于低溫常壓儲存，車用低溫氣瓶內(nèi)部壓力非常低，氣態(tài)飽和后氣壓為0.5-1MPa, 而LPG為0.8-1.8MPa， CNG為20 MPa。 （5）LNG的燃點比較高，LNG燃點高于650，而LPG為466，汽油為427，柴油為260。,（6）LNG氣化后，氣態(tài)天然氣的密度比空氣較低，泄漏后揮發(fā)較快，不容積積聚。 （7）抗爆性好。天然氣的辛烷值高達(dá)130，可增大發(fā)動機(jī)的壓縮比，充分發(fā)揮其熱值，增加動力性。 （8）LNG成分穩(wěn)定，燃?xì)庋b

14、置容易調(diào)試，發(fā)動機(jī)性能穩(wěn)定。 （9）LNG不含有硫化物、水分等腐蝕性物質(zhì)，發(fā)動機(jī)和裝置的壽命較長。 （10）LNG能流密度較大，續(xù)駛里程是CNG汽車的3.5倍左右。,第三章 技術(shù)篇,一、LNG汽車加氣站,LNG汽車加氣站有兩種形式，一種是專利LNG汽車加氣的單一站，一種是可對LNG汽車，也可對CNG汽車加氣的混合站(L-CNG站)。LNG汽車加氣站的主要設(shè)備有LNG專用儲罐、LNG低溫泵、LNG計量裝置和控制系統(tǒng)，流程類似于普通的加油站。LNG儲罐是一種雙層真空絕熱容器，國內(nèi)外均能生產(chǎn)，而且技術(shù)成熟、安全可靠，在加氣站中儲罐一般在地下，低溫泵在儲罐內(nèi)，用于將罐內(nèi)LNG向車用儲罐輸送，計量裝置建

15、在儲罐上方的地面，因此整個加氣站占地很少，數(shù)百平方米即可，在目前的加油站增設(shè)這套系統(tǒng)十分容易。 L-CNG汽車加氣站是在上述LNG汽車加氣站基礎(chǔ)上增設(shè)一套汽化系統(tǒng)而成(如圖2所示)，主要包括高壓低溫泵、高壓汽化器、CNG,儲氣瓶組和CNG售氣機(jī)。高壓低溫泵將儲罐內(nèi)的LNG增壓后注入液化器，LNG吸收外界熱量而汽化，汽化后的高壓氣體存于CNG氣瓶組內(nèi)，通過售氣機(jī)對CNG汽車加氣。汽化過程由控制系統(tǒng)自動控制。L-CNG汽車加氣站技術(shù)在國外尤其是美國、加拿大、法國等是十分成熟的，其工藝原理比較簡單，所采用的設(shè)備中低溫儲罐、汽化器、CNG售氣機(jī)、CNG儲氣瓶等在國內(nèi)是定型產(chǎn)品，技術(shù)成熟。高壓低溫泵和計

16、量裝置在國內(nèi)不太成熟，可以從國外進(jìn)口，通過消化吸收也可實現(xiàn)國產(chǎn)化。,二、LNG加氣站工藝流程及主要設(shè)備,1、工藝流程 LNG加氣站的工藝流程如下： （1）卸車流程： LNG槽車卸車增壓器（冬季為增壓器+泵聯(lián)合卸車）LNG儲罐。 將LNG由槽車轉(zhuǎn)移至LNG儲罐內(nèi)主要有3種方式：卸車增壓器卸車、LNG泵卸車、增壓器和泵聯(lián)合卸車。,1、卸車增壓器卸車：優(yōu)點是完全采用空氣的能量，不耗費電能。工藝流程相對簡單。 缺點是卸車速度比較慢，尤其是冬季室外溫度較低時尤為明顯。 2、LNG泵卸車：優(yōu)點是卸車時間較短，工藝流程相對簡單。缺點是耗費大量的電能，啟動前需要對泵進(jìn)行預(yù)冷，要防止泵產(chǎn)生氣蝕。 3、卸車增壓器

17、和泵聯(lián)合卸車：優(yōu)點是卸車時間比單獨用卸車增壓器卸車時間短，耗費的電能比單獨用泵卸車要少。缺點是工藝流程復(fù)雜，要耗費電能，啟動前需要對泵進(jìn)行預(yù)冷，要防止泵產(chǎn)生氣蝕。,（2）調(diào)飽和流程： LNG儲罐LNG泵飽和壓力調(diào)節(jié)器LNG儲罐。 如車載瓶自帶增壓器，則不需要經(jīng)過調(diào)飽和流程。 由于汽車車載瓶中的LNG必須為飽和液體，如車載瓶不帶增壓器則需要在加氣前對儲罐內(nèi)的LNG進(jìn)行升壓、升溫使之處于飽和狀態(tài)。調(diào)飽和的方式有3種：飽和壓力調(diào)節(jié)器調(diào)飽和、LNG泵低速循環(huán)調(diào)飽和、飽和壓力調(diào)節(jié)器和泵低速循環(huán)聯(lián)合調(diào)飽和。,第1種方式雖然工藝、設(shè)備比較簡單，且不耗電能，但調(diào)飽和的時間較長（按調(diào)試經(jīng)驗用200m3/h的調(diào)節(jié)

18、器對50m3儲罐進(jìn)行調(diào)飽和，當(dāng)壓力達(dá)到0.5MPa，需要時間810小時，依環(huán)境溫度不同而異），給汽車加氣帶來不便。 第2種方式雖然工藝、設(shè)備也比較簡單，且調(diào)飽和的時間較短，但要耗費大量的電能。 第3種方式工藝稍復(fù)雜，且消耗部分電能。但調(diào)飽和的時間比第1種短，耗費的電能也比第2種方式要少。,（3）加氣流程： LNG儲罐LNG泵加氣機(jī)汽車加氣。 將儲罐內(nèi)LNG由LNG泵抽出，通過LNG加氣機(jī)向汽車加氣。 （4）泄壓流程（安全放散流程）： 由于系統(tǒng)漏熱以及外界帶進(jìn)的熱量，致使LNG氣化產(chǎn)生氣體，氣化氣體的產(chǎn)生會使系統(tǒng)壓力升高。當(dāng)系統(tǒng)壓力大于設(shè)定值時，系統(tǒng)中的安全閥打開，釋放系統(tǒng)中的氣體，降低壓力，保

19、證系統(tǒng)安全。,LNG加注站系統(tǒng),LNG加氣站是專門對LNG汽車加氣的加氣站， 主要系統(tǒng)構(gòu)成： LNG轉(zhuǎn)運槽車 卸車增壓器、儲罐增壓器 用于儲存LNG的低溫絕熱儲罐 使LNG從槽車卸入到貯罐中的接收設(shè)備 從LNG貯罐到加液機(jī)的低溫潛液泵 向LNG汽車充液的加注機(jī) 監(jiān)視、控制LNG加氣站設(shè)備的操作控制盤,（1）LNG儲罐,儲罐是LNG加氣站的主要設(shè)備，占有較大的造價比例，應(yīng)高度重視儲罐設(shè)計。 a. LNG儲罐結(jié)構(gòu) LNG儲罐按結(jié)構(gòu)形式可分為地下儲罐、地上金屬儲罐和金屬預(yù)應(yīng)力混凝土儲罐3類。地上LNG儲罐又分為金屬子母儲罐和金屬單罐2種。金屬子母儲罐是由3只以上子罐并列組裝在一個大型母罐(即外罐)之

20、中，子罐通常為立式圓筒形，母罐為立式平底拱蓋圓筒形。子母罐多用于天然氣液化工廠。城市LNG加氣站的儲罐通常采用立式或臥式雙層金屬單罐，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)類似于暖瓶，內(nèi)罐支撐于外罐上，內(nèi)外罐之間是真空粉末絕熱層。儲罐容積有50 m3、60 m3、100 m3。,b. LNG儲罐絕熱層 LNG儲罐的絕熱層有以下3種形式： 真空粉末隔熱 隔熱方式為夾層抽真空，填充粉末(珠光砂)，常見于小型 LNG儲罐。真空粉末絕熱儲罐由于其生產(chǎn)技術(shù)與液氧、液氮等儲罐基本一樣，因而目前國內(nèi)生產(chǎn)廠家的制造技術(shù)也很成熟，由于其運行維護(hù)相對方便、靈活，目前氣化站使用較多。 正壓堆積隔熱 采用絕熱材料，夾層通氮氣，絕熱層通常較厚，廣

21、泛應(yīng)用于大中型 LNG儲罐和儲槽。通常為立式 LNG子母式儲罐。,高真空多層隔熱 采用高真空多層纏繞絕熱，多用于槽車儲罐和LNG加氣站儲罐。應(yīng)用高真空多層絕熱技術(shù)的關(guān)鍵在于絕熱材料的選取與封裝以及夾層高真空的獲得和保持。LNG儲罐的絕熱材料一般有20層到 50層不等，多層材料在內(nèi)容器外面的包裝方式目前國際上有兩種:以美國為代表的機(jī)器多層纏繞和以俄羅斯為代表的多層絕熱被。多層纏繞是利用專門的機(jī)器對內(nèi)容器進(jìn)行旋轉(zhuǎn),其缺點是不同類型的容器需要不同的纏繞設(shè)備,尤其是大型容器旋轉(zhuǎn)纏繞費時費力。多層絕熱被是將反射材料和隔熱材料先加工成一定尺寸和層數(shù)(一般為10的倍數(shù)) 的棉被狀半成品,然后根據(jù)內(nèi)容器的需要

22、裁減成合適的尺寸固定包扎在容器外。,高真空多層絕熱同真空粉末絕熱比較，具有以下特點： 1）絕熱真空夾層的厚度比真空粉末絕熱小得多,在外形尺寸相同的情況下,可以有更大的裝載容積。 2）高真空多層絕熱方式的采用使得輸運容器的空載質(zhì)量大大減輕,運輸效率提高,貯能密度增大。 3）采用高真空多層絕熱,可以避免因容器運輸過程中振動引起隔熱材料沉降致使絕熱效果下降。采用真空纖維絕熱（超細(xì)玻璃棉包扎） 也可以解決這一問題。,c. 儲罐設(shè)計壓力與計算壓力的確定 目前絕大部分60 m3 LNG儲罐的最高工作壓力為0.8 MPa。按照GB150-1998鋼制壓力容器的規(guī)定，當(dāng)儲罐的最高工作壓力為08 MPa時，可取

23、設(shè)計壓力為0.84 MPa。儲罐的充裝系數(shù)為0.95，內(nèi)罐充裝LNG后的液柱凈壓力為0.062 MPa內(nèi)外罐之間絕對壓力為5 Pa，則內(nèi)罐的計算壓力為1.01MPa。 外罐的主要作用是以吊掛式或支撐式固定內(nèi)罐與絕熱材料，同時與內(nèi)罐形成高真空絕熱層。作用在外罐上的荷載主要為內(nèi)罐和介質(zhì)的重力荷載以及絕熱層的真空負(fù)壓。所以外罐為外壓容器，設(shè)計壓力為-0.1 MPa。,d. LNG儲罐的選材 正常操作時LNG儲罐的工作溫度為-162.3，第一次投用前要用-196的液氮對儲罐進(jìn)行預(yù)冷，則儲罐的設(shè)計溫度為-196。內(nèi)罐既要承受介質(zhì)的工作壓力，又要承受LNG的低溫，要求內(nèi)罐材料必須具有良好的低溫綜合機(jī)械性能

24、，尤其要具有良好的低溫韌性，因此內(nèi)罐材料采用0Crl 8Ni9，相當(dāng)于ASME(美國機(jī)械工程師協(xié)會)標(biāo)準(zhǔn)的304。作為常溫外壓容器，外罐材料選用低合金容器鋼16MnR。,e. 儲罐工藝設(shè)計 開設(shè)在儲罐內(nèi)罐上的接管口有：上進(jìn)液口、下進(jìn)液口、出液口、氣相口、測滿口、上液位計口、下液位計口、工藝入孔8個接管口。內(nèi)罐上的接管材質(zhì)都為0Crl8Ni9。 為便于定期測量真空度和抽真空，在外罐下封頭上開設(shè)有抽真空口(抽完真空后該管口被封閉)。為防止真空失效和內(nèi)罐介質(zhì)漏入外罐，在外罐上封頭設(shè)有防爆裝置。 為防止儲罐內(nèi)LNG充裝過量或運行中罐內(nèi) LNG太少危及儲罐和工藝系統(tǒng)安全，在儲罐上分別設(shè)置測滿口與差壓式液

25、位計兩套獨立液位測量裝置，其靈敏度與可靠性對LNG儲罐的安全至關(guān)重要。在向儲罐充裝LNG時，通過差壓式液位計所顯示的靜壓力讀數(shù)，可從靜壓力與充裝質(zhì)量對照表上直觀方便地讀出罐內(nèi)LNG的液面高度、體積和質(zhì)量。當(dāng)達(dá)到充裝上限時，LNG液體會從測滿口溢出，提醒操作人員手動切斷進(jìn)料。儲罐自控系統(tǒng)還設(shè)有高限報警(充裝量為罐容的85)、緊急切斷(充裝量為罐容的95)、低限報警(剩余LNG量為罐容的10)。,（2）LNG泵,LNG泵是站內(nèi)輸送LNG的關(guān)鍵設(shè)備，由于LNG溫度低，易汽化，易燃易爆，因此LNG泵對選型要求較高。 目前，LNG行業(yè)使用的泵主要有兩種類型：活塞泵和離心泵。活塞泵的流量較小，揚程可以達(dá)到

26、很高，如L-CNG站中廣泛使用的LNG柱塞泵，出口壓力可達(dá)25MPa以上。離心泵的流量很大，揚程一般不高，如果要達(dá)到較高的揚程，需采用多級低溫離心泵。離心泵又分為全浸潤型和非全浸潤型。全浸潤型泵相當(dāng)于潛液泵，泵運行時，泵體和電機(jī)完全浸沒于LNG中。,泵的選型分析： 從性能上看，全浸潤型的泵優(yōu)于一般的立式泵，這種泵的電機(jī)也是浸沒于LNG中，運行可靠，起動迅速，要求的氣蝕余量很低，但價格比較貴。另外，全浸潤型的泵沒有傳動軸的密封問題，不會有LNG因密封不嚴(yán)而泄漏的問題。而一般的立式泵要采用惰性氣體密封，在惰性氣體壓力不足時，會造成傳動軸處LNG泄漏，影響運行及站區(qū)安全。 從安裝上看，全浸潤型的泵外

27、殼采用真空夾套保冷，在工程現(xiàn)場泵不再進(jìn)行保冷，安裝方便，保冷質(zhì)量好；而普通立式泵，必須在泵體外部設(shè)置冷箱，安裝復(fù)雜，保冷質(zhì)量較真空夾套效果差。 從流量控制上看，可變頻調(diào)速的泵能夠在不同流量工況下運行，特別適用于流量變化較大的LNG調(diào)峰流程。 從維護(hù)方面看，進(jìn)口低溫泵產(chǎn)品如果國內(nèi)代理商有維護(hù)維修能力，則維護(hù)維修費用將較低，維修時間也較短。,（3）LNG加液機(jī),根據(jù)車載儲罐結(jié)構(gòu)的不同，LNG加注可分為單槍加液和雙槍加液方式。 采用單槍接口加液的車載儲氣瓶內(nèi)部設(shè)有10%的冗余空間，與之配套的加液機(jī)只有加液槍。加液時，經(jīng)潛液泵加壓的過冷LNG液體以較高壓力進(jìn)入車載儲氣瓶，在噴淋作用下，大量過冷的LNG

28、液滴增加了與氣相的接觸面積，使氣瓶內(nèi)氣相空間的蒸汽冷凝成液體，氣瓶內(nèi)壓力迅速下降，保證加液正常進(jìn)行，當(dāng)氣瓶接近加滿時，液體流向冗余空間區(qū)內(nèi)，流量突然減小，壓力迅速增大，加液機(jī)檢測到流量和壓力信號后發(fā)出停機(jī)指令，加液結(jié)束。采用單槍加液時，加液機(jī)只需配置一套質(zhì)量流量計，不需要回氣槍頭和接口，站內(nèi)設(shè)備投資少，計量精度也較高。,有的車載燃料儲氣瓶內(nèi)部不能實現(xiàn)加壓再冷凝液化過程，在加液時需使用回氣槍頭將儲氣瓶內(nèi)的BOG與站內(nèi)儲罐連通，將氣瓶內(nèi)壓力降低，保持氣相壓力平衡后才能保證加液過程的順利進(jìn)行，否則就要打開儲氣瓶的排空閥放空。采用這種方式時，加液機(jī)必須配備有液相和氣相的質(zhì)量流量計，控制系統(tǒng)要把返回的氣

29、量從加液量中扣減。站內(nèi)設(shè)備投資較大，精度也很難控制。 目前采用的單槍加液機(jī)選用進(jìn)口美國艾默生質(zhì)量流量計，單機(jī)實現(xiàn)加注計量和回氣計量功能，實現(xiàn)精確計量的目的。加氣槍選用優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，選用進(jìn)口加氣槍頭，主要技術(shù)參數(shù)見下表。,（4）飽和壓力調(diào)節(jié)器,LNG車輛，燃料供給系統(tǒng)中沒有象傳統(tǒng)汽油機(jī)或柴油機(jī)系統(tǒng)那樣的供油泵，也沒有CNG氣瓶的高壓，LNG通過車載汽化器進(jìn)入發(fā)動機(jī)依賴于儲氣瓶中LNG液體的飽和壓力。因此卸完車后需要對LNG進(jìn)行狀態(tài)調(diào)整，將LNG的飽和點前移，使其達(dá)到較高的飽和壓力。LNG在較高的飽和壓力下通過車載汽化器進(jìn)入發(fā)動機(jī)，隨著液體不斷減少，車載儲氣瓶中氣相區(qū)呈壓力下降趨勢，但因是飽和液體，在

30、對應(yīng)的飽和溫度下，液體表面會不斷有蒸發(fā)氣產(chǎn)生，自動維持氣液相的平衡狀態(tài)，保證LNG能通過汽化器源源不斷地輸入到發(fā)動機(jī),為了保證加氣車氣瓶內(nèi)有穩(wěn)定的壓力，充入氣瓶的液體必須為飽和液體，所以需要用飽和壓力調(diào)節(jié)器（即增壓器）對儲罐調(diào)飽和。 LNG加氣站儲罐調(diào)壓與LNG氣化站儲罐調(diào)壓原理不同，LNG氣化站儲罐調(diào)壓采用氣相調(diào)壓，目的是只要得到所需壓力的LNG即可。而LNG加氣站儲罐調(diào)壓是要得到一定壓力的飽和液體，只能進(jìn)行液相調(diào)壓。故采用同規(guī)格的壓力調(diào)節(jié)器對同樣的儲罐調(diào)節(jié)同樣的壓力需要的時間卻大不一樣。實際工作時測得：采用200Nm3/h的壓力調(diào)節(jié)器對50m3的儲罐調(diào)節(jié)飽和液體壓力，達(dá)到0.5MPa時所需

31、時間為810小時，依外界氣候的溫度不同而異，這對汽車加氣帶來很大不便。故儲罐調(diào)壓常通過儲罐壓力調(diào)節(jié)器與泵低速循環(huán)聯(lián)合使用進(jìn)行調(diào)壓。,（5）EAG加熱器,液化天然氣氣化后的溫度低于-107時，氣體的密度比空氣的密度大，不易放空。EAG加熱器是對超壓放散的低溫氣體進(jìn)行加熱，并考慮對后面管材的影響，使其出加熱器氣體溫度大于-20。 EAG加熱器是完成放散系統(tǒng)升溫的設(shè)備之一，選用環(huán)境式換熱器。加熱器選用空溫式加熱器，升溫借助于換熱器管外的空氣給熱，使管內(nèi) LNG 升高溫度來實現(xiàn)，空溫式換熱器使用空氣作為熱源，節(jié)約能源，運行費用低。EAG加熱器選擇下列空溫式換熱器： 處理量：300Nm3/h 工作介質(zhì)：

32、LNG 氣化能力：300 Nm3 /h 工作壓力：0.8/25 MPa 設(shè)計壓力 1.6/27.5MPa 進(jìn)口溫度：162 出口溫度環(huán)境溫度10 設(shè)計溫度：196 型式：立式,（6）閥門,閥門是實現(xiàn)系統(tǒng)開閉、系統(tǒng)自動化控制和系統(tǒng)安全運行的關(guān)鍵設(shè)備。這些閥門應(yīng)具備耐低溫性能，儲罐根部閥及氣動閥應(yīng)選用進(jìn)口產(chǎn)品，其余閥門選用中外合資的高品質(zhì)產(chǎn)品。站內(nèi)工藝系統(tǒng)設(shè)有手動截止閥、球閥、調(diào)節(jié)閥、氣動切斷閥、安全放散閥、止回閥等。LNG儲罐的進(jìn)、出液管道上設(shè)有氣動緊急切斷閥；為了實現(xiàn)自動化控制，LNG低溫泵的進(jìn)出口均設(shè)有氣動閥和調(diào)節(jié)閥；增壓器的出口設(shè)有氣動調(diào)節(jié)閥；液相管道上兩個截止閥之間設(shè)置安全閥。自動控制的

33、閥門采用不銹鋼防爆型低溫氣動閥。LNG儲罐上的閥門需要現(xiàn)場安裝閥門，都為低溫進(jìn)口閥。站內(nèi)安全放散閥選用全啟式和微啟式安全閥。,（7）儀表空氣系統(tǒng),儀表空氣系統(tǒng)提供干燥、無油的壓力空氣供站場內(nèi)的氣動儀表、閥門等使用，為站場的自動化提供部分動力源。,（8）PLC控制系統(tǒng),LNG加氣站自動控制系統(tǒng)主要承擔(dān)的任務(wù)是對儲罐、低溫潛液泵、站內(nèi)工藝閥門以及加氣機(jī)的監(jiān)控和管理，完成卸車、儲存、調(diào)壓、加氣等各種工藝過程的數(shù)據(jù)采集、控制、顯示、報警等監(jiān)控功能，又具有參數(shù)查詢、歷史記錄查詢及報表打印等管理功能，同時要完成對加氣站的安全狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，通過泄漏報警儀等監(jiān)測設(shè)備及時發(fā)現(xiàn)泄漏等隱患，報警并關(guān)閉緊急切斷閥。,

34、站控系統(tǒng)由傳感器、變送器、電磁閥、控制板、工控機(jī)等設(shè)備組成。主要功能如下： 控制功能： a. 系統(tǒng)狀態(tài)模式控制 控制系統(tǒng)針對加液、加氣模式下的卸車、調(diào)壓、加氣和待機(jī)等運行模式分別自動進(jìn)行切換和控制。 b. 泵的運行控制 針對不同的工藝運行模式，對低溫泵進(jìn)行啟停和調(diào)速控制。 c. 流程閥門的自動控制 針對不同的工藝模式進(jìn)行各工藝閥門的自動開閉。,數(shù)據(jù)采集、顯示功能： 采集、顯示的參數(shù)有： 儲罐壓力 儲罐出口液體溫度 儲罐液位 泵池溢流口溫度 泵的進(jìn)口壓力 泵的出口壓力 泵的轉(zhuǎn)速 泵的累計運行時間 泵的單次運行時間 售氣機(jī)溫度 卸車流量,售氣流量累積 報警和故障診斷功能 可燃?xì)怏w超限報警 儲罐液位

35、超限報警、超高限報警停機(jī) 儲罐液位壓力報警 系統(tǒng)安保提示報警 LNG泵抽空報警 LNG泵超壓報警 停電報警 控制柜超溫報警 控制閥故障報警,數(shù)據(jù)查詢和報表打印功能： 控制系統(tǒng)儲存有單車加氣的歷史記錄，包括車號、加氣時間、加氣量、加氣司機(jī)姓名等，可根據(jù)以上數(shù)據(jù)生成日報表、周報表和月報表并通過配套的打印機(jī)打印報表。 通訊功能： 對加氣機(jī)的管理和加氣數(shù)量的采集，同時根據(jù)加氣機(jī)的命令完成對低溫泵在不同模式下的控制。,三、LCNG加氣站工藝流程及主要設(shè)備,1、LCNG加氣站工藝流程 LNG儲罐內(nèi)的液化天然氣通過管道進(jìn)入L-CNG柱塞泵，L-CNG柱塞泵將LNG加壓至2025MPa，高壓狀態(tài)的液化天然氣進(jìn)

36、入高壓汽化器汽化，將液化天然氣由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)，溫度復(fù)熱到常溫（比環(huán)境溫度低510）后進(jìn)入CNG儲存系統(tǒng)（儲氣瓶組），最后通過CNG加氣機(jī)給出租車或公交車進(jìn)行加氣。LNG加氣工藝與LNG加氣站相同。,LCNG加氣站的工藝流程與LNG加氣站的不同就在于增加了LNG轉(zhuǎn)化成CNG的氣化裝置以及CNG的儲存裝置，LNG 的液體儲存、LNG 卸車等的工藝流程與 LNG 的工藝流程相同，LNG、L-CNG 合建站就是利用了這個工藝流程的通用性而合建的，這樣即節(jié)約設(shè)備投資，又便于管理。,2、LCNG加氣站主要設(shè)備,（1）LNG氣化器 按結(jié)構(gòu)或熱源不同，氣化器可分為板翅式、管殼式、中流式、開架式、浸沒燃燒式及

37、中間媒體式等多種。LNG接收站多采用開架式水淋氣化器和浸沒燃燒氣化器。前者以海水為加熱介質(zhì)，體積龐大，且需配置海水系統(tǒng)，故投資較高，占地面積較大，但運行成本低，且安全可靠。對于基本負(fù)荷型供氣要求，可采用多臺并聯(lián)運行。后者以終端蒸發(fā)氣為燃料，采用燃燒加熱。其優(yōu)點是投資低，啟動快。能迅速調(diào)節(jié)LNG蒸發(fā)量，但運行成本高，通常只用于調(diào)峰,開架式氣化器是應(yīng)用最廣泛的基本負(fù)荷型 LNG氣化器，它以水為熱源，通常是海水或電廠的直捧海水，運行成本低廉，但于由提供熱源的海水進(jìn)口溫差較小，以致開架式氣化器設(shè)備比較大，投資較高。在開架式氣化器中，LNG從下部總管進(jìn)入，然后沿著成幕狀結(jié)構(gòu)的LNG換熱管上升，與海水換熱

38、氣化后成常溫氣體送出，每幕一般由70根-100根管組成，海水從上部進(jìn)入，經(jīng)分布器分配后成薄膜狀均勻沿幕狀LNG管下降，使管內(nèi) LNG受熱氣化。,為避免影響周圍海區(qū)生態(tài)平衡，海水進(jìn)、出口溫差不得超過7，實際?？刂圃诓怀^45。管束板一般采用在低溫下有良好機(jī)械性能、焊接性能、傳熱性能好且對海水有優(yōu)良耐腐蝕性的鋁合金材料。并在外層涂鋅處理。 浸沒燃燒式蒸發(fā)器包括換熱管、水浴、浸沒式燃燒器、燃燒室和鼓風(fēng)機(jī)等。燃燒器在水浴水面上燃燒，熱煙氣通過下捧氣管由噴霧器捧入水浴的水中，使水產(chǎn)生高度湍動。換熱管內(nèi)的LNG與管外高度湍動的水充分換熱，從而使LNG加熱、蒸發(fā)。這種蒸發(fā)器的熱效率可達(dá)95以上，且安全可靠。

39、,此種氣化器體積小，與開架式氣化器相比省掉了大型取水和捧水設(shè)備，熱效率高，開停車迅速方便；但因消耗天然氣而使運行成本較高，一般不作為基本負(fù)荷型氣化器，主要用于調(diào)峰和備用。它的關(guān)鍵部分是燃燒器和傳熱管束，首先必須保證天然氣在狹小的燃燒。圖3浸沒燃燒式氣化器結(jié)構(gòu)示意圈室內(nèi)和因水面波動不斷變化的背壓下均勻穩(wěn)定燃燒；其次內(nèi)裝LNG的傳熱管束由于不斷受到高溫燃燒氣體的沖擊和自身的振動，要采用SUS304L或SUS316等低碳不銹鋼，且消除應(yīng)力。,開架式氣化器結(jié)構(gòu)示意圖,浸沒燃燒式氣化器結(jié)構(gòu)示意圖,（2）低溫高壓柱塞泵 LNG高壓泵的主要作用是將LNG儲罐內(nèi)的LNG輸送至高壓氣化器進(jìn)行氣化。它可以保征足夠

40、的壓力而不再用壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮。,（3）順序控制盤 順序控制盤的主要作用是對經(jīng)過高壓氣化器氣化后流入儲氣瓶組和加氣時由儲氣瓶組流人加氣機(jī)的氣體進(jìn)行分配，以使其效率達(dá)到最高。根據(jù)經(jīng)驗。可以對加氣站的高壓儲氣裝置采用編組的方法以提高加氣效率。具體方法是：將儲氣瓶按l：2：3的容積比例分為高、中、低壓3組，當(dāng)高壓氣化器向儲氣瓶組充氣時，應(yīng)按高、中、低壓的順序進(jìn)行；當(dāng)儲氣瓶組向汽車加氣時，則相反，應(yīng)按低、中、高壓的順序進(jìn)行。這些工作都是通過順序控制盤來完成的。,（4）高壓儲氣瓶組 目前國內(nèi)新建CNG加氣站主要是采用大容積儲氣瓶和儲氣井兩種方式。但儲氣井施工難度大，對地質(zhì)情況要求較高，施工周期長，而儲氣瓶

41、組施工簡單，工廠制作、現(xiàn)場安裝，對地質(zhì)要求相對寬松，故多選用儲氣瓶組儲氣方案。 儲氣瓶組設(shè)計參數(shù)如下： 公稱容積：3.68m3； 設(shè)計壓力：27.5MPa； 工作壓力：25MPa。 帶進(jìn)出口截斷閥、安全閥，其中進(jìn)出口截斷閥為高壓球閥。,（5）雙槍加氣機(jī) CNG加氣機(jī)主要配置要求：配置限壓閥、撓性支架、安全拉斷閥、自密封閥、入口球閥、超壓保護(hù)裝置，加氣小票打印機(jī)、IC卡讀卡部件、壓力自動切換裝置等，具有定量加氣和非定量加氣、自動累計并保存加氣量、加氣金額、數(shù)據(jù)掉電保護(hù)與延長顯示等功能。,技術(shù)參數(shù),LCNG汽車加氣站流程圖,第四篇 安全篇,LNG安全總則,請嚴(yán)格遵守本則中的有關(guān)安全防范措施和操作規(guī)程，凡接觸LNG的操作人員必須熟悉與LNG相關(guān)的法律、法規(guī)，掌握LNG的物理特性、安全設(shè)施的使用方法和安全預(yù)防措施 。 操作人員在操作過程中最低限度要嚴(yán)格遵守下列安全規(guī)定：,1、穿戴