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中國液化天然氣（LNG）的發(fā)展

作者：程力專用汽車股份有限公司 瀏覽次數：5939 發(fā)布時間：2011-11-24 09:29:00

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　　為了改變能源結構、改善環(huán)境狀態(tài)、發(fā)展西部經濟，中國政府十分重視天然氣的開發(fā)和利用。近十年來，中國的液化天然氣（Liquefied natural gas簡稱LNG）開發(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，在某些環(huán)節(jié)上的進展還比較大。已建天然氣液化工廠有上海的LNG事故調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。中國為了引進國外LNG，正在廣東深圳建造LNG接收終端；并準備在福建建造第二座LNG接收終端。在LNG運輸方面，儲罐制造商生產的LNG槽車已投入運行，正計劃開發(fā)制造運輸LNG的集裝箱。中國政府開始著手建造LNG船的計劃。在LNG應用方面，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)提供燃氣。為了適應LNG在中國的迅速發(fā)展，相應的LNG標準制定工作也已經開展。在高等院校，展開了對天然氣應用的基礎研究。

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

LNG是氣田開采出來的天然氣，經過脫水、脫酸性氣體和重烴類，然后壓縮、膨脹、液化而成的低溫液體。LNG是天然氣的一種獨特的儲存和運輸形式，它有利于天然氣的遠距離運輸、有利于邊遠天然氣的回收、降低天然氣的儲存成本、有利于天然氣應用中的調峰，同時，由于天然氣在液化前進行了凈化處理，所以它比管道輸送的天然氣更為潔凈。LNG工業(yè)鏈是非常龐大的，主要包括天然氣液化、儲存、運輸、接收終端、氣化站等。

下面分別介紹我國在LNG工業(yè)鏈各環(huán)節(jié)：即LNG工廠、LNG接收終端、LNG運輸、LNG氣化站等方面的現(xiàn)狀和進展。

1 LNG工業(yè)鏈

1.1 LNG工廠

1.1.1 兩套小型的LNG示范裝置

我國從20世紀80年代末開始就進行LNG裝置的實踐，下面介紹兩個小型LNG裝置，這些小型裝置的研制與開發(fā)為我國探索天然氣液化技術提供了寶貴的經驗。

（1）陜北氣田LNG示范工程
陜北氣田LNG示范工程，以偏遠單井所產小量天然氣為原料，經凈化、預冷、深冷液化、循環(huán)壓縮等工藝過程，將天然氣液化，用槽車運送到使用地點。這可充分利用偏遠單井的天然氣資源。

該LNG工程設在長慶油田靖邊基地內，于1999年1月建成，采用林五井所產天然氣為原料，日液化天然氣量為2×104 m3。原料氣中甲烷的體積分數達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：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)合進行原料氣凈化；③采用氣波制冷機和透平膨脹聯(lián)合進行低溫制冷；④采用燃氣發(fā)動機作為壓縮機的動力源；⑤利用燃氣發(fā)動機的尾氣作為加熱分子篩再生氣的熱源。

（2）中國科學院低溫中心等單位研制的天然氣液化裝置
中國科學院低溫中心與四川省綿陽燃氣集團總公司、中國石油天然氣總公司勘探局、吉林油田管理局等單位聯(lián)合研制了兩臺天然氣液化設備，一臺容量為0.3 m3/h LNG，采用天然氣自身壓力膨脹制冷循環(huán)；另一臺容量為0.5 m3/h LNG，采用氮氣膨脹閉式制冷循環(huán)。

圖3為利用天然氣自身壓力膨脹制冷循環(huán)，其進氣壓力4MPa，出口壓力為0.8 MPa。高壓氣體經換熱器1預冷，并分離掉重烴。然后，一部分氣體進入膨脹機膨脹降溫，進入第2換熱器，冷卻需液化的天然氣。未進入膨脹機的天然氣經過換熱器2冷卻，節(jié)流降溫后進入LNG儲罐儲存。對自蒸發(fā)的LNG進行冷量回收后進入管網。

1.1.2 中原天然氣液化工廠

2001年，我國第一座小型天然氣液化裝置在中原油田試運行成功，這標志著我國在生產LNG方面邁開了關鍵的一步。其生產的LNG通過槽車運輸的方式供應給山東、江蘇等省的一些城市。

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

該液化裝置生產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。下面簡單介紹該裝置的預處理流程、液化流程和儲存系統(tǒng)等。

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

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。然后進行節(jié)流降溫，產生的氣相經乙烯換熱器和中壓LNG換熱器冷卻，再經節(jié)流降溫，產生的液相進一步冷卻及節(jié)流后進入儲罐儲存。

液化裝置液化生成的LNG進入儲罐儲存。每臺儲罐包括外罐和內罐，在內罐和外罐之間，填充絕熱材料，并充注微量氮氣，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事故調峰站
建于上海的LNG事故調峰站是我國第一座調峰型天然氣液化裝置，該調峰站是東海天然氣供應上海城市燃氣工程下游部分中的一個重要組成部分。它主要用于東海天然氣中上游工程因不可抗拒的因素（如臺風等）造成停產、輸氣管線故障或冬季調峰時向管網提供可靠的天然氣供應，確保安全供氣。

調峰LNG裝置的工作過程如下：由市區(qū)1.5 MPa天然氣管網送至調峰LNG站的天然氣，首先進行過濾、計量并加壓至5 MPa；然后進入預處理系統(tǒng)，用MEA法脫CO2、H2S，用分子篩脫水；再經液化流程液化；液化后的天然氣貯存在2×104 m3 LNG儲槽內。當需要供氣時，儲槽內的LNG經LNG泵加壓送至氣化器，氣化后天然氣經加臭、調壓后送入市區(qū)高壓管網。儲槽內的LNG在貯存期間產生的蒸發(fā)氣體，經BOG（Boil Off Gas）處理工段的壓縮機增壓后送入市區(qū)高壓管網。

該LNG裝置的主要性能指標如下：① 儲槽容積 2×104 m3；② 儲槽日蒸發(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事故調峰站的流程由法國燃氣公司設計開發(fā)的整體結合式級聯(lián)型液化流程(Integral Incorporated Cascade)，簡稱為CII液化流程。

該液化流程的主要設備包括混合制冷劑壓縮機、混合制冷劑分餾設備和整體式冷箱三部分。整個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流程具有如下三個特點：① 流程精簡、設備少；② 冷箱采用高效釬焊鋁板翅式換熱器，體積小，便于安裝；③ 壓縮機和驅動機的型式簡單、可靠，降低了投資與維護費用。

1.1.4 新疆LNG工程
新疆LNG項目一期工程原計劃于2003年9月完工，將通過火車和汽車把LNG運輸到全國能源緊缺的地區(qū)，對國家“西氣東輸”主干管網以外的廣闊市場供氣。市場目標主要有如下三個：① 閩東南地區(qū)，即從福州至廈門沿鐵路的14個城市；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濟帶一些地區(qū)。

該LNG工廠的氣源來自吐哈油田。設計液化能力為150×104 m3/d天然氣。LNG設計年周轉量456 kt；設計LNG儲罐容量為3×104 m3，可儲存液化裝置正常生產10天的LNG量。

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

生產的LNG以70%通過鐵路運輸，30%通過公路運輸的方式運往目的地。

1.2 LNG接收終端
為了能滿足我國珠江三角洲對能源的需求，中國政府已決定在東南沿海地區(qū)適量引進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工程總體項目包括LNG接收站和輸氣干線項目，以及配套新建電廠，電廠改造和城市管網等用戶項目，其供氣范圍覆蓋珠江三角洲和香港地區(qū)。工程全長509 km，貫穿珠江三角洲九個城市。
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