天然气应用（共12篇）
天然气应用 篇1
摘要：本文具体论述了天然气在制冷空调中的各种应用方式, 并对各自的技术特点进行了分析。
关键词：天然气,制冷空调,热能
天然气储量丰富, 是一种清洁、高效的燃料。以其为制冷空调的能源驱动制冷空调设备的运行, 不但具有节能、环保的优势, 还可以起到天然气调峰及电力削峰填谷等作用。天然气是一种清洁优质的燃料, 且储量丰富, 已逐渐成为继煤炭和石油之后的世界第三大常规能源。以天然气为燃料产生动力驱动的制冷空调机组, 可以提高一次能源利用率, 节约大量的能量;以天然气为燃料, 通过燃烧热驱动的制冷空调机组, 不使用氟里昂类制冷剂, 不存在泄漏造成臭氧层的破坏问题。因而, 以天然气为能源的制冷空调具有广阔的市场前景和发展潜力。
通常, 以天然气作能源的制冷空调方式有以下三种:内燃机或燃气轮机驱动的压缩式制冷空调系统、蒸汽吸收式直燃吸收式制冷空调系统及再生式除湿空调系统。
1 以天然气为能源的动力驱动压缩式翩冷空调系统
目前, 大多数压缩式制冷空调系统都是采用电力驱动的, 这就使电力供应面临严峻的考验。随着人们节能与环保意识的不断增强以及天然气工业的迅速发展, 以天然气为能源的内燃机或燃气轮机驱动的压缩式制冷空调系统在制冷空调工业中的比重越来越大。该种系统不但具有节能、减少电力投资的优点, 还具有延长压缩机使用寿命, 提高能源利用率的优势。
1.1 内燃机驱动的压缩式制冷
内燃机驱动的压缩式制冷空调系统是以天然气为燃料, 通过内燃机进行动力输出, 从而驱动制冷压缩机运转的制冷方式, 可以是往复式、螺杆式或离心式机组。
天然气内燃机可以方便的通过调节转速来调整机组的制冷量, 因而在部分负荷下, 机组容易保持较高的效率, 同时压缩机不必长时间处于高速运转状态, 有利于延长压缩机的使用寿命。此外, 内燃机夹套及排气温度较高, 可以充分回收这部分热量, 提供生活热水或蒸汽, 从而大大提高能源的利用率, 热效率通常可以达到80%
1.2 燃气轮机驱动的压缩机
燃气轮机驱动式冷水机组与机械制冷机组相似, 适用于具有较大制冷能力的螺杆式、离心式等机组。通常, 螺杆式机组的COP可到达0.8~1.9, 有热回收装置的离心式机组的COP可达2.3。燃气轮机的效率不及内燃机, 但具有较高的排气温度, 在驱动制冷压缩机的同时, 可进行废热回收, 用于发生蒸汽、供应热水或用于驱动除湿冷却式空调机等, 这样可以大大提高天然气的一次能源利用率, 从而提高天然气的整个能量利用率。
2 以天然气为能源的热能驱动吸收式制冷空调系统
吸收式制冷是一种以“热化学压缩机”为特点的制冷循环。燃气吸收式制冷系统一般为氨一水系统, 水一溴化锂系统。其特点是系统中无机械运动部件, 无机械磨损, 有利于延长机组使用寿命、降低噪声污染。天然气较高的燃烧品质, 有利于提高制冷循环势力系数, 减少能耗, 减小冷热水机组的结构。通常, 直燃式Li—Br双效吸收式制冷机组COP值可分达到1.1~1.2, 而三效机组的COP值可达1.65左右。此外, 天然气吸收式制冷空调机组不使用氟里昂类制冷剂, 因而就不存在制冷剂泄漏造成臭氧层破坏这一问题。以天然气为燃料的吸收式制冷空调系统根据发生器中使用的不同热源可分为蒸气 (热水) 机和直燃机两种。
2.1 蒸气 (热水) 吸收式制冷空调系统
蒸汽 (热水) 型吸收式制冷空调机组是一种较为普通的天然气吸收式制冷供热机组, 且目前技术较为成熟。是以燃气锅炉产生的蒸汽 (热水) 加热发生器中的二元混合工质, 使制冷剂迅速蒸发。该制冷方式可以实现一机多用, 夏季供冷、冬季采暖以及全年提供生活用热水, 有利于能源的合理利用, 广泛地用于大型建筑物或中小型区域供冷供热工程。
2.2 直燃吸收式制冷空调系统
直燃吸收式冷水机组是以燃气产生的高温烟气为热源的吸收式制冷供热机组。该种机组具有天然气燃烧完全, 燃烧效率高, 传热损失小, 污染小, 体积小使用范围广等特点, 既可用于夏季供冷、冬季供热又可全年供应生活热水。我国第一台燃油直燃型溴化锂吸收式机组于1995年在上海诞生。随着该项技术的不断完善, 近几年取得了快速的发展, 直燃机组的数量在不断上升, 目前在我国已经初具规模。大型直燃机生产技术也基本成熟, 其制冷量最高达到了2.5×107k J。随着天然气资源的不断开发利用及“西气东输”工程的实施, 天然气将走进千家万户。
3 以天然气为能源的再生式除湿空调系统
再生式除湿空调系统是一种通过向再生空气加热器液体再生器提供热能实现制冷的空调设备。该空调系统将热、湿负荷分开处理, 既有利于提高制冷机的工作效率, 又可以减小制冷装置的容量, 降低导管尺寸, 节省初投资;还可有效消除冷却器盘管表面的冷凝水, 保持冷却器和冷流导管的干燥, 防止因凝水产生的细菌滋生, 达到提高室内空气品质, 抑制装置的腐蚀和建筑材料的朽损。目前, 在需要低露点的场所及潜热负荷较大的地区, 再生式除湿空调系统正得到越来越多的应用。
利用天然气燃烧向再生空气加热器或液体再生器供热, 以实现吸附材料实现再生, 从而驱动空调系统正常运行, 具有节能环保的优势。根据吸附材料的不同, 可分为固体吸附除湿空调系统和液体吸附除湿空调系统两种。
3.1 固体吸附除湿空调
固体材料常见的有硅胶、活性炭、匪石 (分子筛) 、氧化铝凝胶、氯化锂晶体及一些高分子材料等。将氯化锂、硅胶等因体干燥剂担持在蜂窝状的旋转轮上。湿空气通过干燥剂旋转轮, 水分被干燥剂吸附 (收) , 放出吸附热, 温度升高的干燥空气进入旋转式换热器冷却, 再经蒸发冷却器进一步冷却, 送入预定空间。由空间返回的空气经旋转式换热器预热后, 被天然气热源进一步加热, 然后进入干燥剂旋转轮, 使干燥剂再生。该系统是一种较为经济的空调系统, 对于需要大量新风的空词系统不失为一种很好的选择。
3.2 液体吸附除湿空调
液体吸湿材料包括溴化锂溶液、氯化锂溶液、氯化钙溶液及乙二醇、三甘醇等。该系统通过集中的热源 (天然气) 产生一定浓度的溴化锂溶液通过管路输送到每户的蒸发冷却装置, 通过该装置产生含湿量很小的干燥空气。干燥空气用冷水喷淋后, 空气含湿量升高, 温度降低, 一部分作为冷源通过室内盘管来降低室内空气温度, 另外一部分作为新鲜空气直接进入室内调节室内空气湿度。
液体除湿空调充分利用了城市天然气资源, 除了具有无污染、能耗低等特点外。还具有溶液可以杀菌、吸尘, 提高室内空气品质, 有益于人们身体健康;方便地实现蓄能, 单位质量蓄冷能力为冰的蓄冷能力的60%, 且元需保温措施等优点。因而, 液体除湿空调系统在高湿地区的小区供冷具有明显的发展优势。
4 结语
随着能源结构的调整, 作为三大能源支柱之一的天然气在生产生活中的应用越来越广泛。以天然气为能源的制冷空调系统具有一次能源利用率高、环境友好、供气调峰及电力削峰填谷等优势。各种以天然气为能源的制冷空调设备的开发利用, 对于能源的合理利用以及环境保护具有重要意义。对制冷空调工业的可持续发展将产生重大的影响。
天然气应用 篇2
我国推动水运行业应用液化天然气
《关于推进水运行业应用液化天然气的指导意见》日前经交通运输部部务会议审议并原则通过。《意见》提出，到2015年，我国内河运输船舶能源消耗中液化天然气比例达到2%以上、2020年比例超过10%。
交通运输部部长杨传堂强调，推进水运行业应用液化天然气，是推进绿色交通发展、建设美丽中国的重要举措。下一步要做好推进工作的规划，扩大试点范围，加强研究制定规范标准，强化安全管理。另据了解，今年前3季度，交通运输主要指标稳步回升。物流景气指数稳中趋升，交通运输价格指数总体上扬；固定资产投资增速回落，结构继续优化；安全生产形势稳中趋好。
液化天然气的应用及设计的分析 篇3
关键词：液化天然气;应用;设计
随着我国社会主义市场经济的不断发展，人们的生活水平得到显著提高，对于能源的需求也在逐渐的增加，天然气是一种具有环保性的高效能源，尤其是液化天然气作为天然气的一种方式，在城市燃气、发电、气化站等方面都得到了普遍的应用。随着液化天然气在现代化工业和人们生活中应用范围的扩大，人们对于液化天然气的储存、运输和安全性的重视度也随之增加，因此，这就要求在应用液化天然气的同时，要对液化天然气的储存、运输和安全性具有一系列的设计，确保液化天然气应用的安全性。
一、液化天然气综述
（一）液化天然气的概述
液化天然气指的是将天然气从油气田开采出来之后，经过一系列的预处理、脱水等流程之后，把天然气中存在的一些二氧化碳、硫化物、水等杂质进行脱除，并且利用冷却降温的方法进行液化之后的一种透明无色的液体。由于液化天然气在进行与处理的时候已经将天然气中的杂质以及具有污染性的气体含量进行了脱除，其的组成成分主要是甲烷，并且经过液化之后的体积相对原有体积也缩小了至少600倍以上，方便对其进行储存和运输，因此液化天然气在应用的时候对环境保护具有一定的有效作用，能够促进环境与经济之间实现共同发展。
表1：液化天然气的主要成分（Wt%）
（二）液化天然气的应用优点
1.具有较高的环保性和安全性。由于将天然气进行液化的时候会将一些二氧化碳、重烃类等杂质进行去除，与普遍的天然气相比具有更加明显的纯净性，能够进行充分的燃烧，是最具纯净和清洁的能源。同时，由于液化天然气的燃点比起汽油燃点要高出230。C，密度比空气密度小很多，即使不小心泄露也比较容易得到扩散，不易引起爆炸，具有一定的安全性。
2.具有较高的存储效率和经济性。由于液化天然气的密度比和体积相对来说都比较小，因此在储存和运输中具有显著的优势，只需要通过运用槽罐低温车就可以把大量的液化天然气进行运输到所需的地方，这样一来使供气的时间得到有效的缩短。另外，再加上液化天然气具有较强的储存能力，不需要建设大型的储存设备，就能够满足液化天然气的供应，从而降低了投资成本，具有较高的经济性。
二、液化天然气的应用分析
（一）液化天然气冷能的应用
液化天然气由于是经过了液化冷却之后而储存的一种能源，当液化天然气从液态形成气态的时候，其所藏着的冷能就得到全部的释放，将这些冷能进行充分回收和利用具有重要的作用。一般来说，液化天然气冷能主要应用于液化天然气船、空气的冷藏、分离、仓库的冷冻等，除了能够对液化天然气船进行预冷之外，还能够对四周的食品进行冷加工，从而降低了对水的污染。由于应用液化天然气冷能，还能够使制冷设备所承受的负荷得到大幅度的降低，从而降低了电能的消耗量。
（二）液化天然气应用于城市燃气
液化天然气作为一种具有环保性的能源，在城市的基本负荷、汽车业、调峰等领域都得到了普遍的应用，如图1所示，为液化天然气应用于城市燃气的供应流程图。随着我国液化天然气产业的不断发展，液化天然气能够对城市中的燃气系统产生一定的调峰作用，从而确保了城市燃气供气的稳定性和安全性。尤其将液化天然气的调峰装置应用在城市的燃气输配系统中，对于工业、民用的燃气供应产生的波动性起到了有效的调峰作用。另外，由于液化天然气对环境保护具有一定的作用，因此相比其他燃料来说，更适合应用在汽车燃料中。现在，将天然气作为汽车燃料一般采取压缩天然气的方式进行储存，但是由于液化天然气的体积相对来说比较小，比压缩天然气更加适合作为汽车燃料。再加上液化天然气具有较强的冷能，因此应用到汽车的冷藏和空调系统中，具有环保和节能的双重作用。
图1：液化天然气应用于城市燃气
（三）液化天然气应用于发电
将液化天然气应用于燃烧发电，与利用其余的燃料发电进行比较，液化天然气经过燃烧之后不会因此而出现炉渣以及灰分等杂质，因此也不会出现对环境保护出现污染的灰渣等。由于应用液化天然气进行发电中采用的燃气轮机自身具有灵活的运行和启动停止速度快等优点，再加上燃气轮机不断成熟的发电技术，能够基本上承担着所需的负荷量，从而能够更加方便的为电网提供电源以及备用电源，使电源的调峰性得到了更加的灵活性。现阶段，运用液化天然气进行联合循环发电的热效率已经达到了55%，比起蒸汽轮机的热效率提高了17%，从而使发电燃料资源得到大幅度的节约。
三、液化天然气的应用设计分析
（一）液化天然气的装置设计
现阶段，在我国对液化天然气的装置设计主要包括了预处理、液化和储存三个流程。将从气田开采出来的天然气灌注到装置之后，将原料分液罐中的天然气原料中的液体进行去除之后再进入到过滤器中，将存在的具有粒径较大的液固体进行过滤。把经过过滤后的天然气进入二氧化碳脱除设备中，将天然气中的二氧化碳气体进行去除，之后将脱除二氧化碳的天然气采取相应的脱水措施进行脱水，然后经过丙烷压缩机进行冷却后再经过乙烯或乙烷压缩机进行冷却，在经过了节流降温之后再经过甲烷压缩机对其进行冷却节流之后灌入到储罐中进行储存，如图2所示，为液化天然气的装置流程设计。
目前，对于液化天然气的运输主要采用的是公路汽车运输、火车运输和船舶水运运输，而对于公路汽车运输来说，所采取的主要运输设备就是具有低温效能的液化天然气罐车。在公路汽车运输中采取的液化天然气储罐主要包括立式以及卧式两种，所采取的绝热模式主要分为真空粉末以及堆积两种，一般来说储罐的容积分为30m3，100m3，150m3等。从液化天然气的输送经济性来说，若是在陆地上的运输距离为3000km左右的时候，运用管道进行输气的方式是最具经济性的，而若是输气的距离超过了3500km之后，那么运用船舶进行运输具有明显的优势效果，使运输成本得到有效的降低。通常情况下，对液化天然气的运输所采取的方法是运用槽罐的保温工艺而进行的，对于在汽车和铁路的运输中，使用液化天然气的低温集装箱具有一定的便利性。
（三）液化天然气的储存设计
为了能够更好的对液化天然气进行储存，这就要求将液化天然气储存的时候要根据不同的运输方式对其进行储存，确保液化天然气的储存安全性。通常情况下，液化天然气会注入储罐中进行储存，以此来便于运输，但是当液化天然气刚注入到储罐中的时候，会因为密度的不同而出现暂时的分层情况，而液化天然气在层与层之间的混合过程中会因为蒸发、闪蒸等情况而出现翻滚的情况。这就要求在对液化天然气储存的实际过程中，因此将灌入至出储罐内的所有液化天然气进行充分的搅合，避免液化天然气出现分层的现象。另外，还需要对灌入到储罐中的液化天然气的成分以及密度可能发生的变化进行严格的控制，加设增压器、空预气化器、水浴气化器等一系列系统，以此来避免液化天然气因为蒸发、翻滚而出现储罐超压的现象，如图3所示，为液化天然气的储存设计。
图3：液化天然气的储存设计
总结：
综上所述，随着社会的发展，现代化工业的发展步伐也在不断的加快，由于液化天然气具有一定的环保性和发展性，因此在城市燃气、发电、气化站等领域都得到了普遍的应用，对人们的生活和生态环境的保护起到非常重要的作用。与此同时，在广泛应用液化天然气的时候，还需要对液化天然气的储存、运输和安全等进行一系列的安全设计，确保应用液化天然气的同时也拥有相应的安全性，从而更好的促进城市化进程的发展以及社会主义市场经济的可持续发展。
参考文献：
[1]何立胜.液化天然气储存及应用技术研究[J].中国石油和化工标准与质量，2014（05）.
[2]于晓丽.液化天然气架空管道的受力机理、分析方法和设计[J].科技创新与应用，2013（08）.
天然气液化在我国的应用探讨 篇4
液化天然气是天然气常见的形式之一, 也就是我们常说的LNG, 其是将经由气田开采的天然气, 经过脱水、脱酸性气体以及脱其余杂志处理之后, 再采用制冷工艺, 深冷至-162℃成为液体而产生的。
由于液化天然气在预处理过程中已经进行了脱除杂质处理, 其作为燃料燃烧时排放出的SO2和NOX等污染物很少, 故而成为清洁能源, 在环境污染相当严重的今天有必要大力发展与使用。此外, 用液化天然气船代替地下长距离管道进行天然气输送, 即可降低运输成本, 又可以节省管道投资, 安全性能亦大大提高。该技术也可用于天然气调峰, 将天然气运送到没有气源或者是气源衰竭的国家, 有助于调节世界范围内天然气供应。
2 天然气液化在我国的应用
2.1 城市燃气供应
经过液化处理的天然气是一种理想的城市清洁燃料, 可以用于城市基本负荷运转、调峰和汽车行业。当前我国国内LNG技术与行业蓬勃发展, 包括新疆、海口、重庆、西安等地都建设有LNG项目。LNG可以作为管道天然气的有效替代, 协助城市燃气系统调峰, 保证城市用气安全平稳, 有助于抚平民用及工业用气的波动, 也可满足城市冬季用气量的急剧增加。
液化天然气还可广泛用于汽车燃料, 因为其具有清洁、高效、便于储存与携带、安全可靠、经济环保等优势, 故与其他企业燃料相比, 具有更为广阔的发展和应用前景。当前液化天然气多以压缩天然气 (CNG) 的形式用于汽车燃料, 将气态下的天然气经过压缩储存在20MPa以上的高压钢瓶内, 所以密度大、体积小, 是更为理想的汽车燃料。而且, LNG是将经由气田开采的天然气, 经过脱水、脱酸性气体以及脱其余杂志处理之后, 再采用制冷工艺, 深冷至-162℃成为液体而产生的, 其具有大量的冷能, 携带有这样的天然气, 也就省去了给汽车单独配置制冷机的环节, 造价更低、节能环保。
2.2 发电
据统计, 天然气发电厂比一般的燃煤发电厂CO2的排放量约降低68%, 而氮氧化物的排放量约降低80%, SO2的排放量几乎为零。所以采用LNG发电更环保, 社会效益显著。
LNG发电包括LNG冷能发电和天然气作为燃料的联合循环发电两种方式, LNG与周围环境存在很大的温差和压力, 第一种方式主要依靠这种温差和压力差形成动力进行循环发电。至于循环的方式常见的有直接膨胀循环、朗肯循环、布雷顿循环以及上述方式的联合循环。其中联合循环是多数电厂采用的循环方式, 其可以利用燃气轮机产生温度很高的燃气, 利用燃气及其余热产生高温高压蒸汽, 用其推动汽轮机进而带动发电机发电。当前这种燃气-蒸汽联合循环发电技术日趋成熟, 在很多场合也已得到日趋广泛的应用, 该技术在世界电力工业中的地位及受重视程度在发生明显的改观。
2.3 蓄冷及冷能利用
当前, 液化天然气运输船作为运输和储存液化天然气的主要工具, 一般都采用了汽轮机推进, 而汽轮机采用的主要燃料则是气化气或重油, 可以试想一下, 如果以LNG作为主要动力, 其在气化时会产生大量冷量, 将这些冷量储存或直接利用, 如用于冷却液货舱或用于船舶空调和冷库, 对燃气轮机进行冷却、进行食品冷加工等, 都是不错的选择。
2.4 作为化工原料
2.4.1 天然气燃料电池
当今社会, 有火电、水电和核电三种电力可以由人们以工业规模的形式进行生产, 而天然气燃料电池则被誉为第四种电力, 这种技术正在美国、日本等发达国家崛起。燃料电池的原料主要为氢气, 而当前生产氢气的主要原料有天然气、汽油、柴油等。燃料电池与传统化学电池的区别在于他可以将燃料通过化学反应释放出能量后直接转变为电能输出, 故被称为燃料电池, 天然气燃料电池可以向发电机一样源源不断的向外界输电。天然气燃料电池具有高效率、可靠、良好的环境效益以及良好的操作性能等优势, 但是其市场价格昂贵、高温时性能不稳定、技术不够普及且没有完善的燃料供应体系。
当前, 生产氢气最经济的途径是天然气蒸汽重整, 据统计, 世界氢气总量的四分之三都来自天然气蒸汽重整, 即利用甲烷与水蒸气在高温下发生反应, 制取氢气。其工作原理如下:
(1) H2在阳极氧化成H+并放出电子
(2) H+离子通过膜转移到阴极, 与O2和相邻电池的电子反应生成水
(3) 电池反应为:
作为燃料的天然气与水混合, 在改制器中变换成氢, 这个过程称为水蒸气改质反应, 公式如下:CH4+2H2O→CO2+2H2, 反应为吸热反应, 所需的启动时间长, 且需要从外部进行间接加热, 也可将关闭燃料电池后的剩余氢气作为加热能源, 存在部分氧化改质方式, 公式为:CH4+ O2→CO2+2H2, 这个反应为放热反应, 不需要从外部加热, 所以启动时间较短。
2.4.2 其他方面
二十世纪六十年代以后, 石油化工行业迅速发展, 利用天然气制作乙炔及其衍生物的活动已经明显减少, 随着其他化工产品的出现, 乙炔作为有机化学品的作用大大下降, 用途迅速减少。利用天然气制作乙炔能耗高、性价比低, 所以当前, 通过这一途径制作乙炔的比例大大下降。
3 结语
在当今LNG产业快速发展的时代, 我国也已成为LNG进口大国, 这需要我们从能源结构优化和资源的综合利用等方面重新审视这一新型能源, 虽然其应用范围相当广泛, 但是利用效率不够理想。天然气液化的高效利用不仅要依靠上述几种应用途径, 更要依靠政府政策的大力支持, 注重经济性、政策性与实用性的统一。
参考文献
[1]李佩铭, 焦文玲.我国液化天然气应用与推广[J].煤气与热力, 2008, (1) :25-28.
天然气应用 篇5
文昌13-1/2油田放空天然气回收技术的应用
摘要：介绍中海油文昌13～1/2油田放空天然气吲收LPG工艺改造及原理,论述该改造所采取的技术措施.目前LPG回收装置运行稳定,各项指标均达到原设计要求,净化了油田环境.作 者：刘祖仁 邵智生 谢协民 作者单位：中国海洋石油有限公司湛江分公司,广东,湛江,524057 期 刊：节能与环保 Journal：ENERGY CONSERVATION AND ENVIRONMENTAL PROTECTION 年，卷(期)：, “”(2) 分类号：X7 关键词：天然气 放空 LPG 回收天然气应用 篇6
【关键词】三维站场；虚拟现实技术；模拟改造；实时数据；生产管理
【中图分类号】 F224-39【文献标识码】 A【文章编号】1672-5158（2013）07-0008-01
1 引言
目前，天然气集输站场工艺流程主要以二维图纸的形式进行展示，无论是现场工艺改造，还是站内流程学习，均是通过查看二维流程图纸来掌握站内各流程的情况，由于生产现场的多次改造和人员流动，造成现场部分流程图与现场实际走向不符，在生产指挥和工艺改造时，需要经验丰富、熟悉现场人员才能很好地完成工作；在职工培训方面，主要采用师带徒和现场指导等方式进行，由于部分埋地流程不能直观的展示，造成部分流程难以理解、学习周期长等现象的发生。为了更好地完成生产指挥、工艺改造和职工培训等工作，提高生产管理水平，引入虚拟现实技术，采用Autodesk 3dsmax、VRP、ORACLE等软件进行三维站场系统的开发，系统紧密结合油气生产需要，优选了图形引擎、建模环境等相关软件，以网站形式发布系统，实现了站场的三维成像、漫游、数据库交互显示、人机交互和虚拟改造流程模块以及动态流程等功能，便于操作人员的使用。
2 软件系统开发情况
为解决二维图纸流程存在的局限性，更好地服务于生产，将站场流程与生产业务紧密结合，实现站场的三维虚拟化和交互性，对网页三维平台搭建、设备管道建模、漫游形式、数据库连接、人机交互、虚拟改造流程、动态流程展示等方面内容进行研究。
2.1站场场景的三维建模
为便于三维站场系统的推广应用，在图形引擎和建模环境选择上，主要从功能、易用性、后期维护以及投入成本等多个方面进行比对，采用中视典VRP虚拟现实平台，利用Autodesk 3ds Max软件实现站内设施的建模，通过收集各站场CAD图纸，对站场流程进行分析处理，根据站场的实际情况，对站内建筑物进行模型等级分类，根据分类进行多次实地考察和拍摄照片。利用现场照片更好的认识建筑物结构、周边环境，以及建模纹理和贴图素材的收集，完成各站场大小模型7万多个，模型面数1500多万面，主要包括基础建筑、阀门、分离器、水套炉、分液包、消防棚、汇管、节流装置、压缩机、脱水撬等设备以及相关零配件。
2.2 站场场景的漫游交互
三维站场系统完成的首要功能就是漫游，一个良好的漫游系统应该具备实时的漫游性能和逼真的漫游效果。为满足用户的不同需求，设计了用户自主漫游和飞行漫游两种漫游方式。
2.3 动态数据的关联显示
通过对VRP软件的研究，发现VRP不支持ORACLE数据库，为了能共享现有数据资源和解决VRP软件自身软件的缺陷问题，利用VRP中网页触发功能，以网页传递参数的方式实现虚拟设备与生产数据的关联。为满足三维站场各类设备信息的统计查询，优化数据库，给站场每个设备按要求进行编号，编写带有参数传递的VRP脚本，将参数传递到网页，用ASP脚本语言编写参数分析处理和ORACLE数据库交互程序，实现三维站场中相关设备信息显示、设备到期检验预警提示统计、站场简介、操作规程等功能。设备信息主要包括：阀门、压力容器、汇管、管线和压缩机等，这种方法灵活性高，与原有的信息系统结合更紧密。
在实时数据的关联显示方面，通过网络将计量数据上传至服务器中，对上传的数据进行解密处理，通过VRP+ASP的方式调用现场实时数据，以网页的形式进行显示，同时在三维站场流程内标注投用自动计量设备的具体位置，便于生产数据的分析处理。
2.4 动态流程展示
根据站内关键流程走向和气体变化情况，制定气体流程路径，通过路径动画，模拟显示气体流动的效果，在气体流动到关键点时，通过VRP脚本代码编写实现带有文字提示的动态流程演示效果，通过演示让使用者快速了解站场流程的运行情况。
2.5 设备模型控制
（1）模拟流程改造
根据现场的实际情况，将常用的管线、阀门、分离器、水套炉等设备模型进行组合隐藏，在对流程进行模拟改造的时候，通过VRP脚本编辑器编写模型控制脚本，完成模型的复制、隐藏、删除、移动、旋转、放大缩小及颜色等功能，使用人员利用该功能可以对改造方案进行反复验证和方案的讨论，确保设计方案的可靠性和有效性。
（2）系统流程分类显示
根据站场特点和需求进行流程分类，分离出排污系统、放空系统、注水系统、单井流程系统等各类流程进行分类显示。通过VRP隐藏模型的功能，将系统外的模型进行隐藏，实现分类显示的效果。
3 软件系统的推广应用
三维站场系统以HTM为扩展名的网页式文件进行发布，目前已完成天然气产销厂各集配气站三维站场系统的开发，并且在流程改造、数据分析和生产培训等方面进行应用，为领导决策层和生产相关业务部门提供了直观的站场流程和实时生产数据，辅助相关部门在下步生产指挥和调度方面做出正确的决策；在方案设计方面，技术部门研究工艺流程、流程改造方面，加快了方案设计的速度和质量，提高了方案设计和修正的效率，节省了大量的资金和人力物力；在培训方面，岗位职工在任何时间、任何联网计算机登录该系统进行全面的学习，形象直观的界面和强大交互性，增强职工学习的积极性，使岗位职工快速掌握各站场流程、工艺、设备参数等信息，提高学习效率，缩短生产培训周期。
4 结论
探索天然气利用技术及其应用现状 篇7
一直以来, 我国以煤炭作为主要使用的能源, 煤炭在一次能源结构中所占的比例高达70%。我国与世界的一次能源结构相比, 天然气远远落后于世界水平, 而且国际的石油价格不断上升, 显而易见, 我国能源结构的突破口就是扩宽对天然气的利用和开发。
天然气, 一种无色的气体, 是低含碳量烷烃的混合物, 燃烧能够发出大量的热量, 经过一定的分离和脱硫处理之后, 基本上是纯净物, 是一种绿色燃料;天然气还可以应用在合成一些化工产品的生产工作中, 是一种极好的化工发热原料。尽管如此, 我国天然气所占的人均比例很低, 仅达到世界人均水平的4.7%, 加上我国天然气的储量非常丰富, 但无法合理利用, 目前我国的天然气利用率还十分的低, 因此合理利用天然气, 不断开发新的利用技术, 已经成为了我国目前天然气战略的重要部分。
二、目前我国天然气的主要利用技术
天然气的用处非常的多, 可以用于发电、汽车燃料、燃料电池、城市燃气、化工等, 其中有的利用技术已经逐渐成熟, 为国家和企业带来了不错的经济效益;还有相当一部分的技术还没成型, 但已处于试验开发阶段, 最终成果指日可待。
1. 天然气发电
利用天然气进行发电的技术主要有两种, 一种是天然气联合循环发电 (NGCC) 技术, 这种发电技术既能够让局部满足电力需求, 也可以并网发电, 多见于大型化工方面的运用;而另一种是热电冷联产 (BCHP) 技术, 主要就是用于大型楼宇的供电、供热和制冷。
2. 燃料电池
能够充分利用电化学反应将燃料的化学能变成电能的装置就叫做燃料电池, 其运作的主要原理是通过燃料在电池内部进行氧化还原反应以产生电能。天然气燃料电池是通过天然气来重整制氢, 它的发电系统是由很多部分组成的, 包括燃料处理装置、交流电转换装置、电池单元组合装置、热回收系统。
3. 天然气汽车
现在世界上主要的天然气汽车是压缩天然气汽车 (CNGV) , 而吸附天然气汽车 (ANGV) 和液化天然气汽车 (LNGV) 还在实验开发阶段。压缩天然气汽车, 也就是CNGV, 其主要工作原理是把天然气压缩到20 MPa, 放到汽车专用的储气瓶中, 在使用的时候再供给内燃机, 充一次气大概可以行驶220 km。使用天然气汽车的原因就是它的环境效益十分显著, 与其他普通汽车相比, 对空气污染的化学物质排放相对减少很多, 而且它的安全性好, 发动机寿命比较长, 天然气的费用相对石油也相对较低, 而缺点就是单架汽车成本高, 而且加气站少。
4. 天然气化工
天然气成分复杂, 可以作为化工的原料进行加工, 生成化工产品, 例如可以合成氨、甲醛、甲醇、乙炔、乙烯、氯代甲烷、氢氰酸等。目前来看, 全球的天然气化工产品年总产量在11.7亿吨以上, 在我国天然气主要合成的化工产品是甲醇和合成氨。国内的合成甲醇技术相对成熟, 但产量并不高, 仅10万吨/a, 而合成氨的技术也非常成熟, 工艺的发展方向主要是降低能耗。
5. 城市燃气
与煤气相比, 天然气显然是更好的城市燃气, 其单位体积的发热量是煤气的两倍有多。但是天然气与煤气相比, 在火焰传播速度、热值、组成和供气压力都有比较大的差异, 因此从煤气转换到天然气的话, 需要把所有的配件都进行改造, 对于用户的话, 燃烧器具则需要进行更换。
三、天然气的应用现状
1. 天然气消费量不断增加
自改革开放以来, 我国市场经济飞速发展, 因此各行业对能源的巨大需求也日剧增长。1999年, 我国更是成为了全球第二大能源消费国, 一次能源的消费量占到了全世界的10.4%;而到了2008年, 这个数字已经到了17.8%。
随着我国的天然气工业基础设施的不断发展和完善, 我国的天然气需求量增长十分迅速, 其市场的消费量更是爆炸式地不断增长。但谁也不知道, 在21世纪之前, 我国在这方面的设施还相对落后, 因此天然气发展十分的缓慢, 在踏入21世纪后, 我国大量的大型天然气管道陆陆续续建成了, 加上全球环保意识的增强, 我国天然气消费量也不断增加。
2. 利用天然气的区域更加广泛
在1996年以前, 我国还没有什么大型的天然气管道, 因此天然气的消费主要就是在油气田的周边, 并没有扩散开来。从省份上来看, 全国天然气的消费在当时主要集中在四川、黑龙江、重庆、辽宁、新疆、河南和山洞, 这些省份的特点都是拥有大型的油气田资源。
随着多条天然气管道的陆续建成, 在2008年底, 全国的天然气管道总长度已经达到了3.4万公里, 我国的天然气管道框架基本形成了, 从此之后, 天然气覆盖的区域日益广阔。
到目前为止, 我国各地地区基本上都已经用上了天然气, 其中具有一定的天然气气源优势的西北地区和西南地区的天然气利用规模更是名列全国前茅, 这两个地区是未来天然气的主要消费市场。
3. 天然气的利用方向多元化
在1996年之前, 我国有超过一半的天然气都是用在化工上。近年来, 城市经济发展不断加速, 我国的天然气管道也发展得越来越成熟, 相关用户的数量也随之而增加, 因此天然气的利用方向就越来越多元化, 从而推动天然气的利用技术和相关的结构不断的完善和优化。作为一种绿色能源, 现在除了化工方面之外, 天然气已经被大量地用在城市燃气当中和代替其他的工业燃料。
综上所述, 我国天然气消费已经趋于合理, 天然气的消费结构已经从原来的以化工为主的单一结构转变成了以城市燃气、工业燃料为主多元化结构。
4. 天然气价格相对较低
一般来说, 天然气的价格是由成本而定, 其最终的使用价钱大多是由天然气的出厂价、管道运输价、和城市的配气费用组成。而从市场来看, 天然气的价格与当地的经济发展水平以及当地的其他能源销售价格有莫大的关系。和其他能源相比较, 天然气价格的偏低已经成为了制约国内天然气市场发展的一个迫在眉睫的问题。
从我国的天然气利用技术的现状来看, 随着长输气管线、储气库以及支线管网等天然气利用的基础设施的建成和不断完善, 说明我国的天然气产业已经得到了比较好的发展, 因此, 天然气还将持续发展, 利用方法也会越来越多。
四、结语
作为优质的绿色能源, 无论是在发电、燃气汽车、化工, 或是城市燃人们日常使用等气等方面, 天然气的利用技术都已经发展得非常成熟, 尽管还有相当一部分的利用技术仍在试验开发之中, 但长远来看, 天然气的利用前景是十分可观管, 因此, 作者相信, 我国正在实施的天然气开发的战略必然会改变我国的能源结构和天然气的消费结构。
摘要：在之前, 我国的天然气使用水平相对世界平均水平有着比较大的落后, 而近年来, 我国的天然气随着设施的完善发展得非常迅速, 因此, 文章对天然气利用技术及其应用现状进行一定的探讨。
关键词：天然气,利用技术,应用
参考文献
[1]樊栓狮.徐文东.解东来.天然气利用新技术[M].化学工业出版社, 2012.
天然气应用 篇8
乍得Ronier油田电站使用索拉柴油/天然气双燃料透平发电机组。在试运投产初期索拉柴油/天然气双燃料透平发电机组使用柴油, 当整个油田投产后天然气流量和压力稳定时, 发电机组使用天然气作为燃料。
乍得Ronier油田CPF站内天然气经过天然气压缩机压缩并分离出部分轻烃组分、经由天然气压缩机出口压力调节阀调整压力并由天然气分离器进一步分离液体后进入天然气处理橇;天然气经过天然气处理撬稳压、加热后供发电机使用。天然气系统主要设备和流程如下:
上述设备无法满足气密试验要求。如果严格按照规范, 有两个选择:1) 需要购买或租赁空气压缩机;2) 使用瓶装压缩氮气或者
上述几种方案投资比较大, 并且采购、运输周期为4个月。在这4个月里, 仅柴油费用就需要花费大约2400万美元。
经过查找国外类似工程的资料, 英国曾经使用天然气完成了天然气系统的气密性试验, 但是对于安全的要求非常高。为此, 我
天然气压缩机设计压力为40Bar, 天然气管道以及天然气处理撬设计压力为32Bar, 发电机使用天然气压力为24Bar-27Bar。
2011年4月26日乍得Ronier油田投产, 5月9日天然气压缩机调试完成、可以为天然气发电机供应天然气。在此期间, 索拉发氩气。但是乍得国内没有合适的空气压缩机, 也没有瓶装压缩氮气或者氩气, 都需要从国际市场购买, 仅运输周期就3个月。上述两们召集索拉服务人员、压缩机服务人员、现场外籍HSE总监、施工单位专家, 讨论使用天然气检验天然气系统气密性是否可行。经过讨论, 大家一致认为可以保证安全, 并且乍得项目具备使用天然气完成天然气系统气密试验的条件:电机使用柴油, 每天大约消耗20方柴油, 相当于每天烧掉20万美元。天然气系统强度试验在2011年3月份已经完成, 但是天然气系统还需要进行气密性试验, 然后才可以调试天然气处理撬、使用天然气调试索拉双燃料发电机。因此天然气系统气密性试验成为影响索拉发电机使用天然气运行的制约因素、显得非常紧迫。
2 天然气系统气密性试验方案比选
根据规范, 天然气系统气密性试验需要使用干燥、清洁的空气、氮气或者其它惰性气体。经过考察, 乍得Ronier油田现场以及乍得首都仅有以下设备可以使用:
个方案的对比如下:
2.1 天然气压缩机可以提供压缩天然气, 输出压力满足天然气系统气密试验要求;
(2) 天然气压缩机天然气输出压力可以由天然气压缩机出口调节阀控制;
(3) 可以分阶段试验:即采取压缩空气在20Bar以下进行气密试验, 使用压缩天然气进行20-32Bar试验, 这样进一步降低了安全风险;
(4) 现场可以提供天然气试验必须的通讯、天然气泄漏测试仪器、呼吸器等安全设备。
因此, 经过各方共同讨论, 最终确定采用天然气为介质试验天然气系统气密性。
3 天然气系统气密性试验方案
发电机天然气系统气密性试验方案和步骤为:
检查、确认流程正确、设备所有附件都完好;
按照气密性试验规范要求使用压风车做气密性试验, 选择6Bar、12Bar、20Bar三个步骤试验。每个试验步骤稳压30分钟, 使用检漏试剂检查是否存在泄漏点, 如有泄漏点停止空气压缩机、泄放压力后紧固处理;
使用制氮车氮气置换, 同时系统地吹扫天然气系统;
开启天然气压缩机, 使用天然气置换氮气;
控制天然气压缩机出口压力27Bar, 手动打开天然气处理撬压力调节阀、天然气处理撬出口阀门以及发电机天然气手动阀门, 维持压力30分钟, 使用可燃气体探测仪和肥皂水检测。如果发现天然气泄漏, 找出泄漏点并作标记, 泄压、氮气置换后重新用天然气做试验。再此步骤需要注意:对于使用柴油运行的发电机组, 需要关闭发电机天然气手动阀门, 防止天然气压力波动导致发电机组天然气压力保护停机;
关闭所有发电机机组天然气管线手动阀、关闭天然气处理撬出口阀门、手动关闭天然气处理撬压力调节阀, 控制天然气压缩机出口压力32Bar, 维持压力30分钟, 使用可燃气体探测仪和肥皂水检测管线、法兰是否有泄漏、安全阀是否渗漏。如果发现天然气泄漏, 找出泄漏点并作标记, 泄压、氮气置换后重新用天然气做试验;
4 安全措施
使用天然气做介质试验天然气系统气密性, 主要风险如下:
4.1 天然气泄漏导致人员窒息;
4.2 天然气泄漏导致高压气体击伤天然气系统附近人员;
4.3 天然气与空气混合达到临界浓度导致爆炸。
根据风险评估结果, 安全措施如下:
成立天然气气密试验领导小组, 由电站项目经理统一指导和协调气密性试验, 压缩机部分、天然气处理撬、天然气发电机由专人负责;
天然气气密性试验参加人员使用同一频道防爆对讲机联系;
天然气系统气密试验时天然气系统挂隔离带和警戒标志;
除了参与天然气气密试验人员、电站人员外, 其他人员不许接近天然气系统;
天然气系统气密试验时有EPC总包商安排专人负责气密试验安全, 24小时有人值班;
CPF门卫收取进入CPF电站区域人员火种、手机、非防爆电器、不允许照相;
进入CPF车辆配防火帽;
天然气气密试验期间CPF不允许进行冷、热工作业;
电站人员巡检时佩带可燃气体检测仪, 两人一组一起巡检;
如果发现天然气泄漏, 立即停止天然气压缩机, 疏散天然气系统附近人员, 通报乍得公司现场HSE人员;
天然气系统气密试验前准备好氧气瓶及呼吸面罩, 放置在电站值班室备用。
5 实施情况
2011年5月11日, 各项安全设备和设施准备齐备, 压风车已经租赁并运输到现场, 天然气系统气密性试验正式开始。天然气系统气密性试验按照试验方案进行, 在试验的过程中所有成员都遵守安全方案、佩戴必须的安全设备。实验过程中未检测到天然气泄漏, 天然气系统压力记录情况如下:
2011年5月11日上午11:10成功完成32Bar压力试验实验结果合格。
2011年5月12日, 天然气处理撬以及天然气发电机开始调试, 并于2011年5月19日09:30成功使用天然气点火、发电。
乍得项目使用天然气进行天然气系统气密性试验立足现场实际, 充分利用现有设备, 节约了大量的燃料费用, 取得良好的经济效益。
6 结束语
天然气可以用于天然气系统气密性试验, 但是一定要准备好安全设备、制订好安全措施并认真贯彻执行。在实施过程中, 可以配合压风机、制氮设备一起使用, 用压风机完成低压气密测试, 经检查、处理合格后, 经氮气置换然后再使用天然气完成整个气密试验。
使用天然气进行天然气系统气密性试验不仅可以节约大量的设备费用, 而且可以节约时间、缩短工期。乍得项目使用天然气成功完成天然气系统气密性试验为国内外类似工程开辟了一个成功案例, 值得推广。
摘要：乍得Ronier油田一期工程在实验电站天然气系统气密性过程中, 立足现场实际情况, 开创性地使用天然气作为介质、使用天然气压缩机为设备成功地完成了高压天然气系统的气密性试验。实验过程主要注意以下几个问题:1) 做好安全措施并配备安全设备;2) 检查天然气系统附件的完整性;3) 使用空气压缩机吹扫天然气系统;4) 使用空气压缩机试验压力到20Bar;5) 氮气置换;6) 天然气置换;7) 使用天然气压缩机试验压力到27Bar;8) 使用天然气压缩机试验压力到32Bar。乍得油田使用天然气实验天然气系统的成功, 不仅节约了大量设备费用、节省了燃料费用, 而且也为国内外同类项目开创了新的技术。
浅谈液化天然气技术现状及应用 篇9
1 液化天然气 (LNG) 技术概述
目前天然气液化装置工艺路线主要有3种类型:阶式制冷工艺、混合制冷工艺和膨胀制冷工艺, 在我国国内主要采用的是阶式制冷工艺和混合制冷工艺, 具有代表性的企业包括:中原油田LNG工厂、上海浦东LNG工厂、新疆广汇LNG工厂, 其中:中原油田LNG工厂和上海浦东LNG工厂采用的是阶式制冷工艺;新疆广汇LNG工厂采用的是混合制冷工艺。
1.1 中原LNG工厂液化工艺
中原油田LNG工厂采用阶式制冷工艺。针对中原油田天然气气源压力高的特点, 研究人员提出了“丙烷+乙烯+节流”的工艺技术方案, 并通过与设计经验丰富的法国索菲公司合作, 进一步完善和细化了该工艺技术方案, 使得该项目的投资少、收率高、生产成本低。
具体的工艺过程为:1 2 0 b a r/2 7℃ (1bar=105Pa) 的高压原料天然气进装置后, 经高压分离罐分液, 然后进入以MEA为吸收剂的脱CO2系统, 并采用分子筛脱水;净化后的高压原料气由丙烷预冷至-30℃左右, 节流至53bar/-60℃左右;中压天然气分离脱除重烃后, 进入脱苯系统脱除微量苯, 再经乙烯蒸发器冷凝, 节流至10bar/-123℃, 分离得中压尾气和中压LNG;中压LNG再经节流到3bar/-145℃左右, 得到的低压LNG, 低压尾气同中压尾气一起经回收冷量后, 分别进入低压和中压管网, 低压LNG作为产品储存于储罐内。
1.2 上海浦东LNG工厂 (东海天然气事故调
峰站) 工艺
位于上海浦东的LNG装置是我国首座以事故调峰为目的天然气液化装置, 该装置处理规模10×104m3/d。主要用于海上 (东海) 天然气开采输送因不可抗因素导致停产时, 向下游用户提供可靠的气源供应。该装置的净化工艺与中原LNG工厂净化工艺相同, 液化工艺采用整合式级联液化工艺。
1.3 新疆广汇LNG工厂工艺
新疆广汇LNG项目位于吐哈油田鄯善火车站附近, 采用混合制冷工艺, 装置处理规模150×104m3/d, 装置由净化、液化、储存运输等几大系统组成, 主要以长江中下游经济发达地区为目标市场。
具体的工艺过程为:来自输气管网的15b a r原料天然气经凝液分离、过滤、计量后, 进原料天然气增压系统增压至50bar;增压后的原料天然气进入以MEA为吸收剂的脱CO2和H2S净化系统;净化后的原料天然气经分子筛干燥器脱水后进入液化单元;天然气经液化单元冷凝冷却至-162℃, 经截流降压至常压 (1bar) , 得到低温液化天然气产品 (LNG) ;液化后的天然气进入2×104m3的LNG储罐内储存。
该LNG工厂的气源来自吐哈油田, 处理单元, 液化单元除制冷剂压缩机组与上海浦东LNG工厂有区别外, 其他部分工艺原理基本相同。
天然气液化技术的关键在于天然气的预处理工程, LNG原料气在液化前必须脱除二氧化碳、二氧化硫、汞、水、苯和重烃等杂质, 以避免深冷过程中的结晶堵塞管道和腐蚀性气体腐蚀管道及设备。
2 液化天然气 (LNG) 技术应用前景
我国天然气资源多分布于中西部地区, 而东南沿海发达地区则是能源消费量最大的地区, 要合理利用资源, 就必须解决利用与运输间的矛盾。“西气东输”管线的建成投产, 为我国天然气的广泛应用拉开了序幕, 但长距离输送管线巨额的建设投资、地质地貌造成的施工技术困难和高昂的维护运行费用, 在很大程度上又影响和制约着对下游用户经济灵活、安全平稳的气源供应:就经济发展迅速的中小型城市而言, 近期远期燃气消费量变化趋势和远期用气规模受社会环境、地理环境和经济政策等诸多因素限制而难以确定, 输气管网的经济性恰恰与输气管网输气能力的利用率密不可分, 输气管网能否获得预期的经济收益更是各大燃气供应商所关注的焦点, 所以“舍远求近”必然成为绝大多数燃气供应商采取的重要战略措施。随着城市燃气消费量的增加, 对原输气管网的系统改造和扩容, 势必导致原有资产的报费或重复投资, 在给各大燃气供应商造成巨大经济损失的同时, 更增大了燃气本身的附加成本, 不利于燃气市场的开拓和用户的培育。一些城市“气化”以后, 由于民用气量季节差异较大、输气管网出故障等, 都会造成定期或不定期的供气不平衡, 而建设LNG调峰工厂 (储存气化装置) 可以起到很好调峰的作用。据国外资料统计, 在美国、日本、欧洲已建成投产100多座LNG调峰装置, 它比建设地面高压储气罐和地下储气库节省土地、资金, 缩短工期, 而且方便灵活, 不受地质条件限制。天然气液化后便于经济可靠的运输, 可用专门的LNG槽车、轮船把边远、沙漠、海上油气田以及新区分散的天然气, 经液化后进行长距商运输到销售地, 而且风险性小、适应性强。随着城市居民生活水平的提高和车用燃料的紧缺, 城市车辆对安全、经济、环保和可靠的车用燃料的需求量也会不断增加, 天然气以其优良的燃烧、排放性能愈来愈受到广大用户的青睐。
3 结语
因此, 加快对适合我国特点的天然气液化装置的工艺技术研究, 加大对相关应用技术研究的力度和投入, 已成为天然气应用开发领域的重要课题之一, 具有广阔的市场前景。
摘要：液化天然气 (LNG) 运输灵活、储存效率高, 应用范围广阔, 并且具有建设投资小、建设周期短、见效快、受外部影响因素小等优点。近年来, 液化天然气技术不断发展并日臻成熟。本文简要总结了液化天然气技术发展的现状及应用情况, 重点分析液化天然气技术的发展前景。
关键词：LNG,应用现状,市场前景
参考文献
[1]李佩铭, 焦文玲, 蒋永明, 等.我国液化天然气应用与推广[J].煤气与热力, 2008, 28 (1) :B25-B28
[2]罗东晓.多功能LNG站的技术研究[J].煤气与热力, 2008, 28 (6) :B16-B18
液化天然气储存及应用技术探究 篇10
关键词：液化天然气,储存,应用,技术
1 LNG发展状况及前景
液化天然气 (liquefied natural gas, 简称LNG) 是天然气在常压下冷却至-162℃的业态形式, 具有热值大、性能高等特点, 在储运过程中可以大大节约储运成本和空间。近些年来, 全球的LNG生产与贸易都日趋活跃, LNG逐渐成为世界油气工业的新热点。许多的能源消费大国为了确保能源供应的多元化以及改善能源消费结构, 越来越重视LNG的引进, 国际上的大型石油公司也纷纷的把新的利润增长点转向LNG业务, 因此L N G将成为石油之后的全球争夺的热门能源商品。据统计, 截止到2010年底, 全球已经拥有包括10条浮式装置在内的83座大型LNG接收站, 并且均在运行使用当中, 年输出能力能够达到6亿吨。
我国也越来越重视LNG产业。LNG产业的发展即解决了我国在快速发展经济的过程中能源紧张的问题, 还能够优化我国的能源结构、改善生态环境。目前, 在我国的东部沿海地区规划并建设了多座大型LNG终端接收站, 在新疆和河南已经建成两座LNG生产厂, 还有四座正在建设当中。在上海的浦东也建成一座调峰站, 预计在全国范围内规划建设LNG卫星站四十多座。
2 LNG的危险特性
在LNG的储存、运输以及应用的过程中, 安全问题一直是非常重要的问题, 这主要是因为LNG存在许多危险特性。首先, L N G是一种超低温的燃料, 具有冻伤的危险, 在储运或者使用的过程中一旦泄露或者溢出就会大量吸收, 急剧气化而结霜冻冰。其次, LNG容易导致火灾, 具有极强的破坏性。LNG的密度比空气略小, 因此火焰比较大, 火焰温度也较高, 辐射热也比较强, 并且一旦形成火灾, 还具有复燃、复爆等危险。LNG还具有易爆性, 其爆炸的下限为3.6%-6.5%, 爆炸上限在13%-17%, 遇到明火易形成蒸汽云而爆炸。再次, LNG具有静电荷积蓄性, 在运输和装卸的过程中可能会因为流动、喷射等产生大量静电荷的积蓄, 当电位差达到一定的数值时会进行放电, 从而引发爆炸。最后, 因为LNG吸热后体积为液体的625倍, 因此易膨胀扩散。
鉴于LNG的这些危险性能的存在, 对液化天然气的储存和应用提出来很高的技术要求, 这样才能有效的保障工作人员的人身安全。
3 LNG的储存技术
根据储存压力进行分类, 液化天然气的储存方法分为常压储存和高压储存两种储存方法。
其中, 常压储存比较适用于液化天然气的大量储存。常压储存使用的是常压储罐, 一般容积比较大, 结构也相对简单, 它的承压能力也比较低, 因此蒸发率较高。另外, 常压储罐的无损储存时间较短。而高压储存更适用于少量液态天然气的储存。高压储存使用的是高压储罐, 具有容积小, 承压能力高的特点。高压储罐使用真空隔热结构, 隔热性能较好, 因此罐内的液化天然气的蒸发率较低。
4 LNG储罐的要求
L N G的储罐经历了从单容到双容, 再到全容和薄膜罐的发展历程, 目前全容罐的应用最多。这四种罐形各有优缺点, 因此在选择罐形的时候要综合考虑技术、安全、经济、占地面积等因素进行合理选择。国家对L N G储罐提出了非要高的要求。国标中要求, LNG储罐的管道, 无论是内部还是外部储罐的管道都要符合ASME中的标准。内罐与外罐之间和绝热空间内的管道也必须按照内罐的最大允许工作压力, 并且加上热应力裕量, 波纹管也不能用于绝热空间内。还标准中还要求储罐必须为双壁罐壁, 内储罐中储存LNG, 在外罐内还要求包有隔热层。在内罐的支座设计上要充分考虑运输、震动和操作负荷。支撑系统要能够承受内罐的膨胀和收缩, 设计要传递到内罐和外罐上的应力应允范围之内。在外罐的设计上, 要配置卸放装置或者其他装置以释放内压, 对于排放面积和工作压力等也有明确的规定, 并且要求设置隔热层防止外罐降到其设计温度之下。
5 LNG的应用
5.1 LNG冷能的利用
无论是在工业生产上还是在居民的生活中, 液化天然气都具有非常广泛的用途。如果想对液化天然气进行更加充分的运用, 就需要将其进行深度冷冻的操作。因为只有通过深度冷冻技术才能够将液化天然气控制在一个超低温的大型冰箱之内, 才能够将天然气得以液化保持并进行广泛的应用。但是在对天然气进行液化的过程中需要消耗巨大的能力, 而这些能力作用与气态的天然气, 令其变成液态的形式。当液化的天然气进行使用时, 便会将液化过程中所吸收的能量释放出来, 而这部分能量能够通过有效合理的手段加以利用。冷能可以直接进行利用, 例如进行冷能发电, 发电量能达到45kwh/吨L N G。冷能还能够进行间接开发利用, 例如污水处理方面, 利用液态氧能够得到高纯度的臭氧, 被处理污水对臭氧的吸收率很高, 与传统的方法相比能够减少大约三分之一的电力消耗。
5.2 LNG在汽车上的应用
天然气的主要组成成分是甲烷, 是一种很好的清洁能源, 在能量转换的过程中不会产生废渣、废水等等。随着汽车数量的不断增多, 汽车尾气污染已经成为污染自然环境的重要途径之一, 因此为了控制汽车尾气对环境的污染就要大力推广清洁能源的利用。因此, 天然气成为代替汽油作为汽车能源的改革受到重视。根据天然气汽车所采用的天然气存储方式的不同, 能够将天然气汽车划分为压缩天然气汽车、液化天然气汽车以及吸附天然气汽车三种类型。LNG与汽油相比来源更加丰富, 而且排放好, 有利于减少污染, 保护环境, 并且有着非常显著的经济效益。
6 结语
作为一种新型环保型燃料, 液化天然气具有很好的应用前景。但是用于液化天然气的存储设备的投资成本比较高, 存储技术也比较复杂, 在存储和应用技术上还有很多需要改进和发展的地方。液化天然气的使用非常符合我国构建人员自然和谐发展的发展理念, 因此液化天然气的存储及应用技术为其发展奠定了非常坚实的基础。我国应该在发展进程中积极研发液化天然气的储存及应用技术, 为液化天然气我国的经济发展和人民生活上得到更为广泛的运用开拓更加广阔的空间。
参考文献
天然气应用 篇11
【关键词】同期 变电站 电压
【中图分类号】 TM411+.4【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）07-0448-01
0 引言
在正常生产期间，为配合上级电站检修或自身设备检修，为满足天然气净化装置生产连续性的要求，采用微机自动准同期装置进行两回进线电源相互之间的切换，能实现不间断供电，保证了供电的连续性和可靠性。
1 问题的提出
天然气净化厂在生产过程中是不容许停电的，在实际运行中，许多分厂的变电所都是一个电源主供，另一个电源备用（热备用）。主供电源一般是选择电源点离厂近电源又可靠的上级电站。在生产过程中，由于配合上级电站检修或自身设备的检修，难免要进行电源的倒换，即由主供电源倒至备用电源运行或由备用电源倒回主供电源运行。这种预先知道或有计划的倒闸操作，应当是不停电的操作，这与事故性停电后的操作不一样。
由于双电源供电，系统是不允许我们电站进行电源并列的操作，主要是怕不同期造成事故。所以设计时对电源侧的三个开关正常情况下只允许合上二个，这是有闭锁的，如下图：
要合第三个开关时，必须先停下已合上的二个开关中之一，才能合上第三个开关。就造成倒闸操中短时失电，这样会影响净化厂的连续生产。我们应当是合上第三个开关后再停下另一个开关，即电源并列后再停一个电源（当然，这是要经过电力调度同意后才能进行的操作）。在正常运行时，必须处于“三合二”的状态，闭锁起作用。只有需要倒电操作时，经过电力调度同意后，才关闭闭锁，进行操作。一旦操作结束应立即恢复闭锁。
2 变电站实现同期的原理
2.1 两个系统并列的条件
两个独立的交流电源系统，欲使它们通过断路器并列起来，在电力系统中称之为同期操作。
以万州分厂为例，双化线来至于双河口发电厂，而相化线来至于相思110KV电站，它们两个在某些时候就是两个独立的电源系统。（即相互间没有电的联系）
要将两个独立的电源系统连在一起受到的冲击最小，理论上应满足三个条件：
1、 电压差为零：即△U=︱Ug-Us︱=0
2、 频率差为零：即△f=︱fg-fs︱=0
3、 相角差为零：即△Φ=Φg-ΦS=0（见图1）
上述三个条件称为同期的三要素。在实际应用中，电压差、频率差两个要素与相位差要素相比。对于系统和设备的影响要小得多。同时，电压，频率差较容易满足要求。（在有发电机的地点，通过调整发电机的有功即可改变频率，调整无功可改变电压）因而，可以简单地认为同期过程实际上就是捕捉△Φ=0的过程。而压差，频率差仅为同期的限定条件。
微机自动准同期装置控制原理图如上，对象1-3为同期操作对象，分别为断路器DL1-DL3，若此时运行方式为DL1和DL3在合位，DL2为分位，要将电源从相化线倒至双化线运行，操作对象选择DL2（选择需合的断路器），同期装置检测DL2断路器两侧（系统侧和待并侧）的电压，若满足： △U设定±5%的范围，△f设定±0.2HZ，△Φ设定20°的要求，即满足同期合闸三要素，微机自动准同期装置发出合闸命令，DL2断路器合闸。
2.2变电站自动准同期装置的改造
根据万州分厂供电系统的实际情况，对该该厂35kV变电站进行同期并列装置改造。改造后的控制原理图如图2：
需要倒电操作时，经过电力调度同意后，将选择开关SA1切至“倒电”，关闭闭锁，进行操作。将对象选择开关切至DL2，倒电跳闸选择开关SA2切至“跳DL1”，启动自动准同期装置，满足同期合闸跳闸时，发出合闸命令，DL2合闸，同时DL2的常开触点闭合，接通DL1的跳闸回路，DL1跳闸，将电源从DL1倒至DL1，操作结束应立即将选择开关SA1切至“运行”，恢复闭锁。DL2先合，DL1后分，保证了供电的连续性，同时满足同期合闸的要求，保证了供电的可靠性。
2.3准同期并网装置有两种操作方式
准同期并网装置有两种操作方式：
“自动准同期”：凡待并断路器（即要合闸的断路器）两侧均有电压，这时合断路器必须选择“自准”。该装置可以捕捉△Φ满足整定条件下的时机，发出“合闸”命令。
“无压合闸”：凡待并断路器一侧或两侧没有电压，同期装置亦可完成断路器合闸操作，这时必须选择“无压”。
装置在运行过程中，无法实现同期合闸或出现故障，都会在LCD显示屏上显示出相应的中文信息，复归后，可以再次启动同期装置。
在倒电操作时，同期装置应同无停电倒闸操作配合起来使用。
3、该系统应用特点
（1）实现所有同期输入/输出信号的手动切换
（2）可支持16个同期对象，每个对象的2个PT信号可独立输入，并经可靠隔离
（3）控制输出为无源空接点
（4）有完善的闭锁功能
4 结束语
万州分厂35kV电站的微机自动准同期装置通过运行检验，达到了预期的效果。在正常生产期间检修时，采用微机自动准同期装置对两回进线电源进行切换，保证了天然气净化装置供电可靠性和连续性。
参考文献
[1]陈建平.浅析新型微机自动准同期装置，中国科技信息，2011年16期
[2]瞿云飞，付喜平.同期装置在电网中的应用；西北电力技术，2005年01期
液化天然气储存及应用技术初探 篇12
1 液化天然气的制取与输送
液化天然气英文缩写LNG, 在标准大气压下降温到-162℃可以转化为液体。开采出来的天然气首先要脱水除去其他杂质, 然后再经过节流、膨胀以及制冷, 使甲烷液化而成的, 液化天然气具有体积小、方便储藏的优点, 它的体积仅为气态的六百分之一。
液化天然气行业是一个需要与上下游产业进行紧密配套的行业, 有着十分长的产业链。包括天然气开采、天然气液化、运输、接收与气化、天然气外输管线、天然气最终用户等各个部分。其中, 天然气的液化工艺又包括天然气的预处理、天然气的液化及贮存、液化天然气的气化及其冷量的回收以及安全技术等内容。由于液化天然气具有体积小、便于运输的特点, 往往采用液化天然气船来进行长距离的运输, 极大的降低了运输的成本以及运输过程中的风险。液化天然气船适合运输距离超过3500公里的液化天然气, 而对于3000公里左右的, 使用长管道运输最为经济。
液化天然气对于整个世界的天然气资源的优化配置起了十分重要的作用。为天然气资源在世界范围内的自由流通提供了可靠的保障。可以使没有天然气或者天然气产量很少的国家能够获得天然气, 而对于有充足天然气源的国家则可以获得丰厚的收入。
液化天然气与传统的地下储气库相比, 在城市燃气调峰中更加具有优势。例如, 液化天然气站的建设受地质条件影响很小, 占地面积小。而地下储气库在地质条件复杂以及没有气田的城市难以建立。国外的调峰技术已经非常成熟, 国内近几年也在积极引进这项技术。
液化天然气由于特殊的液化条件, 使其自身蕴含着丰富的低温能量。在一个标准大气压下, 液化天然气气化都可以放出大量能量, 这种能量可用于制造干冰、速冻食品等。
液化天然气在液化之前就去除了所含的杂质, 因此燃烧过程中产生的烟尘很低, 二氧化硫以及氮氧化物的排量比较低。因此被称为清洁能源, 被广泛用于发电、城市民用燃气及工业燃气, 减少了大气污染, 有利于经济与环境的协调发展。
2 液化天然气接收站的工艺传统
液化天然气通常由专用运输船从生产地输出终端运到目的地接收站, 经再气化后外输至用户。目前, 已形成了包括生产、储存、运输、接收、再气化及冷量利用等完整的产、运、销工业体系。
液化天然气接收站一般具有两种工艺, 根据终端用户压力要求不同, 直接输出式和再冷凝式。接收站本身包括:接收港和站场两个部分。在流程中是否设有再冷凝器等设备接收站一般由卸船、储存、再气化外输、蒸发气处理、防真空补气和火炬放空部分工艺系统有的终端还有冷量利用系统组成。为了能够平稳、安全的运转, 必须要有高度可靠的控制系统。
2.1 液化天然气卸船系统
码头上的卸料臂把靠泊码头的液化天然气运输船上的输出管线和码头上的卸船管线连接起来, 船上储罐内的输送泵潜液泵将输送到终端的储罐内。随着船上液化天然气的不断减少, 储罐内压力随之下降。将码头上储罐内由于温度上升而气化的天然气重新导入船内, 以维持罐内压力的稳定。液化天然气卸船时一般采用双母管式设计的管线。在船上的天然气往岸上传输时, 两个管线同时工作, 当其中的一根发生故障的时候, 另一根管线仍可以保障工作继续进行, 保证工作的连续性。
2.2 液化天然气储存系统
液化天然气储存低温储罐采用绝热保冷设计。但是有的时候仍然有可能有外界的热量进入。尤其是在储罐绝热层、附属管件等的漏热等情况下, 都会导致罐内温度的上升, 会引起储罐内少量蒸发。卸船时, 由于船上储罐内输送泵运行时散热、船上储罐与终端储罐的压差、卸料臂漏热及液体与蒸发气的置换等, 蒸发气量可数倍增加。为了最大程度减少卸船时的蒸发气量, 应尽量提高此时储罐内的压力。
2.3 液化天然气再气化/外输系统
储罐内液化天然气经罐内输送泵加压至1兆帕后进人再冷凝器, 使来自储罐顶部的蒸发气液化从再冷凝器中流出的液化天然气可根据不同用户要求, 分别加压至不同压力。一般情况是一部分液化天然气经低压外输泵加压至4兆帕后, 进入低压水淋蒸发器中蒸发。水淋蒸发器在基本负荷下运行时, 浸没燃烧式蒸发器作为备用设备, 在水淋蒸发器维修时运行或在需要增加气量调峰时并联运行。另一部分经高压外输泵加压至7兆帕后, 进人高压水淋蒸发器蒸发, 以供远距离用户使用。
3 液化天然气冷能的利用
液化天然气在工业生产以及居民生活中都具有非常广泛的用途。而若想对液化天然气进行充分的利用就必须将其进行深度冷冻, 只有通过深度冷冻技术的运用, 将其控制在一个超低温度的大型冰箱内, 才能使天然气得以液化保存并被广泛的应用。在对天然气进行液化的过程中需要消耗巨大的能量, 这些能量作用于气化状态的天然气, 可以使其变成液态形式, 当液化的天然气在进行释放使用时便会将其进行液化过程中所吸收的巨大能量通过能量守恒定律加以转化释放, 进而是天然气投入正常的使用当中, 并且收到降低使用成本的良好效果。
液化天然气冷能的利用原理主要是根据液化天然气周围环境与天然气二者之间压强的不同, 来实现液化冷能回收利用的。当液化天然气本身与周围环境的压强处于平衡状态时, 其内部存储的能量便会得以释放, 并可以通过合理的手段对这部分释放能量加以运用。
4 汽车对液化天然气的运用
天然气作为一种有甲烷所组成的气态化石燃料, 在能量转化的过程中不会产生废渣、废水, 引起被誉为21世纪的清洁燃料。目前随着汽车数量的不断增多, 汽车尾气对自然环境的污染越发严重, 针对这一问题, 若想有效控制汽车尾气对自然环境所造成的污染就需要采用新型能源来替代汽油作为汽车的唯一动力能源。为此天然气作为汽车的新型燃料而备受重视。根据天然气汽车所采用的天然气存储方式的不同, 可以将天然气汽车划分为以下三类:压缩天然气汽车、液化天然气汽车、和吸附天然气汽车。
总结
液化天然气作为一种新型的环保型燃料, 用于液化天然气存储的设备具有投资成本高, 存储技术复杂等主要特点, 液化天然气的使用符合我国构建人员自然和协发展的发展理念, 液化天然气的存储以及应用技术为这一发展理念的实现奠定了坚实的基础, 我国在发展的道路上要积极的研发液化天然气的储存以及应用技术, 为液化天然气在我国经济发展以及人们生产生活中得到更为广泛的运用开拓更为广阔的空间。
摘要：液化天然气的储存和应用是整个液化天然气产业链中一个十分重要的环节。液化天然气的温度在-160℃以下, 储存条件比较严格, 因此建造技术要求很高。文章论述了液化天然气储存技术以及液化天然气的实际应用。
关键词：天然气,储存,应用
参考文献
[1]占小跳.液化天然气储存中的安全问题及应对措施[J].水运科学研究, 2006, (01) .
[2]刘玥, 杨芳, 王欣.浅析液化天然气的消防安全[J].消防技术与产品信息, 2008, (01) .