1、前言
??? 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。
??? 國(guó)際上液化天然氣(LNG)的生產(chǎn)和應(yīng)用已有久遠(yuǎn)的歷史。LNG貿(mào)易是天然氣國(guó)際貿(mào)易的一個(gè)重要方面。近10年來(lái)LNG產(chǎn)量以年20％速度增長(zhǎng)。LNG工業(yè)將是未來(lái)天然氣工業(yè)重要組成部分。我國(guó)尚處于起步階段，國(guó)家最近批準(zhǔn)在珠海建設(shè)進(jìn)口LNG接收站。中原油田正籌建一座日處理15萬(wàn)m3天然氣的液化工廠。LNG在我國(guó)的應(yīng)用必將開(kāi)始一個(gè)新的階段。
2、液化天然氣的制取與輸送
??? LNG是液化天然氣的簡(jiǎn)稱(chēng)，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(xiàn)、天然氣最終用戶(hù)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：它選址不受地理位置、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、距離遠(yuǎn)近、容量大小等限制，而且占地少、造價(jià)低、工期短、維修方便。在沒(méi)有氣田、鹽穴水層的城市，難以建地下儲(chǔ)氣庫(kù)，而需要設(shè)置LNG調(diào)峰。這項(xiàng)技術(shù)在國(guó)外已比較成熟，如美國(guó)、英國(guó)和加拿大的部分地區(qū)采用LNG調(diào)峰。我國(guó)也正在引進(jìn)這項(xiàng)技術(shù)。
??? 液化天然氣蘊(yùn)藏著大量的低溫能量，在1個(gè)大氣壓下，到常溫氣態(tài)大約可放出879KJ／kg的能量，利用其冷能可以進(jìn)行冷能發(fā)電、空氣分離、超低溫冷庫(kù)、制造干冰、冷凍食品等。
??? 由于LNG工廠在預(yù)處理時(shí)已脫除了氣體的雜質(zhì)，因此LNG作為燃料燃燒時(shí)所排放的煙氣中 S02及NOx含量很少。因此被稱(chēng)為清潔能源，廣泛用于發(fā)電、城市民用燃?xì)饧肮I(yè)燃?xì)?，減少了大氣污染，有利于經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。
3、LNG接收站的工藝系統(tǒng)
??? LNG通常由專(zhuān)用運(yùn)輸船從生產(chǎn)地輸出終端運(yùn)到目的地接收站，經(jīng)再氣化后外輸至用戶(hù)。目前，已形成了包括LNG生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、接收、再氣化及冷量利用等完整的產(chǎn)、運(yùn)、銷(xiāo)LNG工業(yè)體。
3．1 LNG接收站工藝漉程
??? LNG接收站一般由接收港和站場(chǎng)兩部分組成，其工藝方案可分為直接輸出式和再冷凝式兩種，主要區(qū)別在于根據(jù)終端用戶(hù)壓力要求不同，在流程中是否設(shè)有再冷凝器等設(shè)備。后者的工藝流程見(jiàn)圖l。

圖1 LNG接收站工藝流程
??? 由圖l可知，LNG接收站一般由LNG卸船、儲(chǔ)存、再氣化／外輸、蒸發(fā)氣處理、防真空補(bǔ)氣和火炬／放空6部分工藝系統(tǒng)(有的終端還有冷量利用系統(tǒng))組成。為了能夠平穩(wěn)、安全的運(yùn)轉(zhuǎn)，必須要有高度可靠的控制系統(tǒng)。
3.1.1 LNG卸船系統(tǒng)
??? LNG運(yùn)輸船靠泊碼頭后，經(jīng)碼頭上卸料臂將船上LNG輸出管線(xiàn)與岸上卸船管線(xiàn)連接起來(lái)，由船上儲(chǔ)罐內(nèi)的輸送泵(潛液泵)將LNG輸送到終端的儲(chǔ)罐內(nèi)。隨著LNG不斷輸出，船上儲(chǔ)罐內(nèi)氣相壓力逐漸下降，為維持其值一定，將岸上儲(chǔ)罐內(nèi)一部分因冷損氣化產(chǎn)生的蒸發(fā)氣加壓后經(jīng)回流管線(xiàn)及回流臂送至船上儲(chǔ)罐內(nèi)。
??? LNG卸船管線(xiàn)一般采用雙母管式設(shè)計(jì)。卸船時(shí)兩根母管同時(shí)工作，各承擔(dān)50％的輸送量。當(dāng)一根終管出現(xiàn)故障時(shí)，另一根母管仍可工作，不致使卸船中斷。在非卸船期問(wèn)，雙母管可使卸船管線(xiàn)構(gòu)成一個(gè)循環(huán)，便于對(duì)母管進(jìn)行循環(huán)保冷，使其保持低溫，減少因管線(xiàn)漏熱使LNG蒸發(fā)量增加。通常，由岸上儲(chǔ)罐輸送泵出口分出一部分LNG來(lái)冷卻需保冷的管線(xiàn)，再經(jīng)循環(huán)保冷管線(xiàn)返回罐內(nèi)。每次卸船前還需用船上LNG對(duì)卸料臂等預(yù)冷，預(yù)冷完畢后再將卸船量逐步增加至正常輸量。
??? 卸船管線(xiàn)上配有取樣器，在每次卸船前取樣并分析LNG的組成、密度及熱值。
3.1.2 LNG儲(chǔ)存系統(tǒng)
??? LNG低溫儲(chǔ)罐采用絕熱保冷設(shè)計(jì)。由于有外界熱量或其它能量導(dǎo)人，例如儲(chǔ)罐絕熱層、附屬管件等的漏熱、儲(chǔ)罐內(nèi)壓力變化及輸送泵的散熱等，故會(huì)引起儲(chǔ)罐內(nèi)少量LNG蒸發(fā)。正常運(yùn)行時(shí)。罐內(nèi)LNG的日蒸發(fā)率約為0.06％--0.08％。卸船時(shí)，由于船上儲(chǔ)罐內(nèi)輸送泵運(yùn)行時(shí)散熱、船上儲(chǔ)罐與終端儲(chǔ)罐的壓差、卸料臂漏熱及LNG液體與蒸發(fā)氣的置換等，蒸發(fā)氣量可數(shù)倍增加。為了最大程度減少卸船時(shí)的蒸發(fā)氣量，應(yīng)盡量提高此時(shí)儲(chǔ)罐內(nèi)的壓力。接收站的儲(chǔ)存能力可按下式計(jì)算，即：
Vs=Vt+nQ-tq式中：
Vs——儲(chǔ)存能力,m3；
Vt——LNG運(yùn)輸船船容,m3；
n——連續(xù)不可作業(yè)的日數(shù),d；
Q——平均日輸送量,m3／d；
t——卸船時(shí)間，h；
q——卸船時(shí)的輸送量，m3／d。
一般說(shuō)來(lái)，接收站至少應(yīng)有2個(gè)等容積的儲(chǔ)罐。一般都在lO×l04m3以上，直徑達(dá)70多米。
3.1.3 LNG再氣化/外輸系統(tǒng)
??? 儲(chǔ)罐內(nèi)LNG經(jīng)罐內(nèi)輸送泵加壓至 1MPa后進(jìn)入再冷凝器，使來(lái)自?xún)?chǔ)罐頂部的蒸發(fā)氣液化。從再冷凝器中流出的LNG可根據(jù)不同用戶(hù)要求，分別加壓至不同壓力。一般情況是一部分LNG經(jīng)低壓外輸泵加壓至4.0MPa后。進(jìn)入低壓水淋蒸發(fā)器中蒸發(fā)。水淋蒸發(fā)器在基本負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)，浸沒(méi)燃燒式蒸發(fā)器作為備用設(shè)備，在水淋蒸發(fā)器維修時(shí)運(yùn)行或在需要增加氣量調(diào)峰時(shí)并聯(lián)運(yùn)行；另一部分LNG經(jīng)高壓外輸泵加壓至7MPa后，進(jìn)入高壓水淋蒸發(fā)器蒸發(fā)，以供遠(yuǎn)距離用戶(hù)使用。高壓水淋蒸發(fā)器也配有浸沒(méi)燃燒式蒸發(fā)器備用。再氣化后的高、低壓天然氣(外輸氣)經(jīng)計(jì)量設(shè)施分別計(jì)量后輸往用戶(hù)。
??? 為保證罐內(nèi)輸送泵、罐外低壓和高壓外輸泵正常運(yùn)行，泵出口均設(shè)有回流管線(xiàn)。當(dāng)LNG輸送量變化時(shí)，可利用回流管線(xiàn)調(diào)節(jié)流量。在停止輸出時(shí)，可利用回流管線(xiàn)打循環(huán)，以保證泵處于低溫狀態(tài)。
3.1.4蒸發(fā)氣處理系統(tǒng)
??? 儲(chǔ)罐頂部的蒸發(fā)氣先通過(guò)壓縮機(jī)加壓到1MPa左右，然后與LNG低壓泵送來(lái)的壓力為1MPa的過(guò)冷液體換熱，冷凝成LNG。此系統(tǒng)應(yīng)保證LNG儲(chǔ)罐在一定壓力范圍內(nèi)正常工作。儲(chǔ)罐的壓力取決于罐內(nèi)氣相(蒸發(fā)氣)的壓力。儲(chǔ)罐中設(shè)置壓力開(kāi)關(guān)，并分別設(shè)定幾個(gè)等級(jí)的超壓值及欠壓值，當(dāng)壓力超過(guò)或低于各級(jí)設(shè)定值時(shí)，蒸發(fā)氣處理系統(tǒng)按照壓力開(kāi)關(guān)進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)作。以控制儲(chǔ)罐氣相壓力。
??? 在低溫下運(yùn)行的蒸發(fā)氣壓縮機(jī)，對(duì)人口溫度通常有一定限制。往復(fù)式壓縮機(jī)一般要求為-80℃～160℃，離心式壓縮機(jī)為-80℃～160℃。為保證人口溫度不超限(主要是防止超過(guò)上限)。故要求在壓縮機(jī)人口設(shè)蒸發(fā)氣冷卻器，利用LNG的冷量保證人口溫度低于上限。
3.1.5 儲(chǔ)罐防真空補(bǔ)氣系統(tǒng)
??? 為防止LNG儲(chǔ)罐在運(yùn)行中產(chǎn)生真空，在流程中配有防真空補(bǔ)氣系統(tǒng)。補(bǔ)氣的氣源通常為蒸發(fā)器出口管匯引出的天然氣。有些儲(chǔ)罐也采取安全閥直接連接通大氣的做法，當(dāng)儲(chǔ)罐產(chǎn)生真空時(shí)，大氣可直接由閥進(jìn)入罐內(nèi)補(bǔ)氣。
3.1.6 火炬／放空系統(tǒng)
??? 當(dāng)LNG儲(chǔ)罐內(nèi)氣相空間超壓，蒸發(fā)氣壓縮機(jī)不能控制且壓力超過(guò)泄放閥設(shè)定值時(shí)，罐內(nèi)多余蒸發(fā)氣將通過(guò)泄放閥進(jìn)入火炬中燒掉。當(dāng)發(fā)生諸如翻滾現(xiàn)象等事故時(shí)，大量氣體不能及時(shí)燒掉，則必須采取放空措施捧泄。4 LNG接收站的主要設(shè)備
4.1卸科臂
??? 通常根據(jù)終靖規(guī)模配置效根卸料臂及1根蒸發(fā)氣回流臂，二者尺寸可同可異，但結(jié)構(gòu)性能相同。如若尺寸相同則可互用。
??? 卸料臂的選型應(yīng)考慮LNG卸船量和卸船時(shí)間，同時(shí)根據(jù)棧橋長(zhǎng)度、管線(xiàn)距離、高程、船上儲(chǔ)罐內(nèi)輸送泵的揚(yáng)程等，確定其壓力等級(jí)、管徑及數(shù)量。蒸發(fā)氣回流臂則應(yīng)根據(jù)蒸發(fā)氣回流量確定其管徑等。
??? 為了保證卸料臂的旋轉(zhuǎn)接頭在低溫下有良好的密封性能而采用雙重密封結(jié)構(gòu)，同時(shí)可在工作狀態(tài)時(shí)平移和轉(zhuǎn)動(dòng)；為了安全。每臺(tái)LNG卸料臂必須配備緊急脫離裝置。臂內(nèi)LNG設(shè)計(jì)流速一般為l0m／s。蒸發(fā)器回流臂的流速設(shè)計(jì)值為50m／s。LNG卸料臂的材質(zhì)主要為不銹鋼和鋁合金。制造直徑一般在40.64cm以下。
4.2 LNG儲(chǔ)簟
??? LNG儲(chǔ)罐屬常壓、低溫大型儲(chǔ)罐，分為地上式與地下式兩類(lèi)，通常為平底雙壁圓柱形。儲(chǔ)罐內(nèi)壁與LNG直接接觸，一般采用含鎳9％的合金鋼。也可為全鋁、不銹鋼薄膜或預(yù)應(yīng)力混凝土，外壁為碳鋼或預(yù)應(yīng)力混凝土。壁頂?shù)膽覓焓浇^熱支撐平臺(tái)為鋁制，罐頂則由碳鋼或混凝土制成。簟內(nèi)絕熱材料主要為膨脹珍珠巖、彈性玻璃纖維氈及泡沫玻璃磚等。LNG儲(chǔ)罐又有單容(單封閉)罐、雙容(雙封閉)罐及全容(全封閉)罐3種型式。
??? 單容罐在金屬罐外有一比罐高低得多的混凝土圍堰，用于防止在主容器發(fā)生事故時(shí)LNG外溢擴(kuò)散。該型儲(chǔ)罐造價(jià)最低，但安全性稍差、占地較大。與單容罐相比，雙容罐的輔助容器則是在主容器外圍設(shè)置的一層高度與罐壁相近，并與主容器分開(kāi)的圓柱形混凝土防護(hù)墻，全容儲(chǔ)罐是在金屬罐外有一帶頂?shù)娜忾]混凝土外罐，即使LNG一旦泄露也只能在混凝土外罐內(nèi)而不致于外泄，還可防止子彈擊穿、熱輻射等。這3種型式的儲(chǔ)罐各有優(yōu)缺點(diǎn)。選擇罐型時(shí)應(yīng)綜合考慮技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、安全性能、占地面積、場(chǎng)址條件、建設(shè)周期及環(huán)境等因素。
??? 地下儲(chǔ)罐全部建在地面以下，金屬罐外是深達(dá)百米左右的混凝土連續(xù)地中壁。地下儲(chǔ)罐主要集中在日本。抗地震性好，適宜建在海灘回填區(qū)上，占地少。多個(gè)儲(chǔ)罐可緊密布置，對(duì)站周?chē)h(huán)境要求較好。安全性最高。
??? 氣相空間設(shè)計(jì)壓力是常壓、低溫大型儲(chǔ)罐的重要參數(shù)，尤其對(duì)接收站儲(chǔ)簟更為重要。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，這類(lèi)儲(chǔ)簟的氣相空間設(shè)計(jì)壓力正逐年提高。尤其是薄膜罐，由于其固有結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可采用較高的設(shè)計(jì)壓力。
??? 儲(chǔ)罐所有開(kāi)口均應(yīng)選擇在罐頂，避免LNG由接口處泄漏。此外，還應(yīng)采用措施防止在某些情況下由于液體分層及儲(chǔ)罐漏熱而引起的翻滾現(xiàn)象。例如，考慮到運(yùn)輸船待卸的LNG與終端儲(chǔ)罐內(nèi)已有 LNG的密度差，可將卸船管線(xiàn)進(jìn)液口分別引至罐頂與罐底。如待卸LNG,密度大于儲(chǔ)罐內(nèi)已有LNG密度，月采用簟頂進(jìn)液口。反之．剛采用罐底進(jìn)液口。
4.3 LNG輸送泵
??? 終端儲(chǔ)罐內(nèi)均設(shè)有輸送LNG的潛液泵。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泵有許多獨(dú)特結(jié)構(gòu)。要求低溫下軸封可靠，以便將泄漏的可能性減少到最低程度；為防止處于氣一液平衡狀態(tài)進(jìn)料的LNG在泵內(nèi)氣化，保持泵內(nèi)LNG,與儲(chǔ)罐內(nèi)LNG,具有相同的溫度，LNG泵被設(shè)計(jì)成浸設(shè)式結(jié)構(gòu)，連同馬達(dá)一起浸沒(méi)于裝有LNG液體的泵內(nèi)容器中。
??? LNG泵一般為多級(jí)泵，揚(yáng)程可根據(jù)用戶(hù)要求而定。選擇范圍為50m～2000m，以適應(yīng)不同輸氣管網(wǎng)對(duì)壓力的要求。在LNG泵中，泵內(nèi)容器和軸采用奧氏體不銹鋼，泵體和葉輪采用鋁合金。如需在高壓下管輸天然氣，還應(yīng)在蒸發(fā)器前配置外輸泵進(jìn)行增壓。
??? 在泵初次運(yùn)行和檢修后投運(yùn)之前，以及泵處于備用狀態(tài)時(shí)，均需預(yù)冷或保冷。泵停運(yùn)后如保冷不善，隨著漏熱量增加，泵內(nèi)的LNG逐漸蒸發(fā)，溶解在LNG中的CO2濃度相對(duì)增加，當(dāng)其濃度大于1.5×l04時(shí)就可能“結(jié)冰”，堵塞泵的流道，甚至使泵不能正常運(yùn)行。
4．4 LNG氣化器
??? 按結(jié)構(gòu)或熱源不同，可分為板翅式、管殼式、中流式、開(kāi)架式、浸沒(méi)燃燒式及中間媒體式等多種。LNG接收站多采用開(kāi)架式水淋氣化器和浸沒(méi)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(yùn)行成本低，且安全可靠。對(duì)于基本負(fù)荷型供氣要求，可采用多臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行。后者以終端蒸發(fā)氣為燃料，采用燃燒加熱。其優(yōu)點(diǎn)是投資低，啟動(dòng)快。能迅速調(diào)節(jié)LNG蒸發(fā)量，但運(yùn)行成本高，通常只用于調(diào)峰。開(kāi)架式水淋蒸發(fā)器及浸沒(méi)燃燒式蒸發(fā)器的示意結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2、3。
??? 開(kāi)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(yùn)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(kāi)架式氣化器設(shè)備比較大，投資較高。在開(kāi)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?chē)^(qū)生態(tài)平衡，海水進(jìn)、出口溫差不得超過(guò)7℃，實(shí)際常控制在不超過(guò)4℃～5℃。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(duì)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(méi)燃燒式蒸發(fā)器包括換熱管、水浴、浸沒(méi)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(guò)下捧氣管由噴霧器捧入水浴的水中，使水產(chǎn)生高度湍動(dòng)。換熱管內(nèi)的LNG與管外高度湍動(dòng)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。
??? 此種氣化器體積小，與開(kāi)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(kāi)停車(chē)迅速方便；但因消耗天然氣而使運(yùn)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
??? 海水進(jìn)口
??? NG進(jìn)口
????
??? 室內(nèi)和因水面波動(dòng)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(dòng)，要采用SUS304L或SUS316等低碳不銹鋼，且消除應(yīng)力。
4.5蒸發(fā)氣壓縮機(jī)
??? 由于LNG儲(chǔ)罐在不同工況下有不同蒸發(fā)氣量，故應(yīng)將蒸發(fā)氣壓縮機(jī)分為兩組。一組用于非卸船工況。一組用于卸船工況。通常采用往復(fù)式或離心式。前者適用于小氣量及高壓縮比，后者適用于大氣量及中、低壓縮比。
4．6再冷凝囂
??? 再冷凝器具有冷凝和分液兩種作用。正常情況下使來(lái)自?xún)?chǔ)罐內(nèi)的蒸發(fā)氣液化；當(dāng)蒸發(fā)氣量增加時(shí)。未冷凝的蒸發(fā)氣分液后捧向火炬；當(dāng)蒸發(fā)氣量不足時(shí)．可引入少量外輸氣至再冷凝器，使其壓力保持正常。

5液化天然氣冷能的利用
??? LNG的用途很廣?？捎糜诿裼秘?fù)荷調(diào)峰、發(fā)電、工業(yè)用戶(hù)和商業(yè)用戶(hù)。LNG的關(guān)鍵技術(shù)在于深度冷凍液化，其儲(chǔ)罐和專(zhuān)用運(yùn)輸巨輪就象超級(jí)低溫冰箱，這些過(guò)程都要消耗巨大的能源，但按能量守恒規(guī)律，此冷能在釋砹?xí)r側(cè)利用，以l畢低成本。
??? 利用LNG冷能主要是依靠LNG與周?chē)h(huán)境之間存在的溫度和壓力差，通過(guò)LNG變化到與外界平衡時(shí)，回收儲(chǔ)存在LNG中的能量。
??? 利用LNG冷能的過(guò)程可分為兩類(lèi)：直接利用和間接利用。前者包括：發(fā)電、空氣液化分離、冷凍倉(cāng)庫(kù)、制造液化二氧化碳、海水淡化、空調(diào)和低溫養(yǎng)殖、栽培等。后者包括：低溫破碎、水和污染物處理及冷凍食品等。目前對(duì)液化天然氣冷能的利用工程取得了許多成果。
6 LNG應(yīng)用于汽車(chē)
??? 天然氣作為能源，由于它對(duì)大氣污染少而被稱(chēng)為清潔燃料，更是汽車(chē)的優(yōu)質(zhì)代用燃料。近年來(lái)，它已被世界許多國(guó)家重視和推廣。
??? 按照天然氣的儲(chǔ)存方式不同，天然氣汽車(chē)大致分為CNGV(壓縮天然氣汽車(chē))、LNGV(液化天然氣汽車(chē))、和ANGV(吸附天然氣汽車(chē))。
??? 目前我國(guó)對(duì)天然氣汽車(chē)的發(fā)展也非常重視。到1999年。全國(guó)已改裝各種CNG汽車(chē)l萬(wàn)多輛，建設(shè)加氣站70多座。ANGV正處在研制階段。我國(guó) LNGV的應(yīng)用仍是一項(xiàng)空白。用LNG作為汽車(chē)燃料特別值得推廣。與傳統(tǒng)的石油類(lèi)燃料相比，LNG具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，汽車(chē)?yán)m(xù)駛里程長(zhǎng)，LNG相對(duì)于 CNG和LPG具有儲(chǔ)存能量大、壓力低、噪聲低、更清潔等優(yōu)勢(shì)，利用LNG冷量取代汽車(chē)空調(diào)，不破壞生態(tài)，良好的使用性能(抗爆、穩(wěn)定性強(qiáng)、燃燒熱值高、燃點(diǎn)值寬)和相對(duì)便宜。俄羅斯在將 LNG用于汽車(chē)運(yùn)輸、鐵路運(yùn)輸、水上運(yùn)輸和空中運(yùn)輸方面積累了許多經(jīng)驗(yàn)。
??? LNG汽車(chē)供氣系統(tǒng)的組成及工作原理如圖4所示，為L(zhǎng)NG汽車(chē)的燃料供給系統(tǒng)的構(gòu)成簡(jiǎn)圖。

1．安全閥：2．壓力表：3．液位計(jì)；4．LNG儲(chǔ)罐；5．壓力控制器：
6．球閥；7．充液閥；8．電磁閥；9．蒸發(fā)囂及兩級(jí)減壓器；
10．加熱水管；11．發(fā)動(dòng)機(jī)；l2.混合囂；13．化油器；14．自增壓囂
??? LNG儲(chǔ)存系統(tǒng)包括儲(chǔ)液罐、安全閥、充液閥、自增壓器、壓力控制閥、液位計(jì)和壓力表等。LNG儲(chǔ)液罐為低溫容器，要求具有較高的絕熱性能和一定高的耐壓強(qiáng)度，以保證LNG的正常儲(chǔ)存狀態(tài)和 LNG的安全使用。根據(jù)不同的絕熱方式,車(chē)用LNG儲(chǔ)液罐可分為真空絕熱型，真空粉末(或纖維)絕熱型和高真空多層絕熱型等類(lèi)型。內(nèi)膽是由不銹鋼制成的液體容器。外殼為普通鋼板焊接而成。絕熱層的厚度一般為50mm～200mm，其真空<10-2pa，或填充一些絕熱材料。在絕熱層安置氣體吸附裝置，吸收漏人的微量氣體，以保持絕熱層真空度長(zhǎng)期穩(wěn)定。同時(shí)，為保證儲(chǔ)液罐的絕熱性熱性能，絕熱層內(nèi)的充放液管和放氣管部分環(huán)繞布熱性能，絕熱層內(nèi)的充放液管和放氣管部分環(huán)繞布置。內(nèi)膽支撐裝置采用絕熱良好的材料，如橡膠等。
??? 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，LNG儲(chǔ)液罐內(nèi)的天然氣液態(tài)與氣態(tài)并存，正常工作壓力不低于0．2MPa。當(dāng)罐內(nèi)壓力低于0.2MPa時(shí)，壓力控制閥開(kāi)啟，自增壓器工作。將一部分氣態(tài)天然氣充人儲(chǔ)液罐，而使罐內(nèi)壓力升高到工作壓力?？梢酝ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)壓力控制閥來(lái)改變自增壓器的工作點(diǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)處于停機(jī)狀態(tài)時(shí)，隨熱量的不斷吸人。LNG會(huì)不斷氣化。當(dāng)LNG儲(chǔ)液罐中的壓力高于0．6MPa時(shí)，安全閥打開(kāi)，迅速放出部分氣態(tài)天然氣，保證LNC儲(chǔ)液罐不被損壞。另外，在LNG儲(chǔ)存系統(tǒng)設(shè)有液位計(jì)和壓力指示裝置。
??? 車(chē)用液化天然氣的儲(chǔ)存溫度范圍為-130℃～160℃，其儲(chǔ)存壓力低于0．6MPa。使用時(shí)，從罐內(nèi)流出的液化天然氣經(jīng)過(guò)氣化器吸收發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水或廢氣熱量而氣化，并使其溫度升高，然后通過(guò)兩級(jí)減壓器減壓，由管路送到混合器與空氣混合進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)。LNG的氣化需要吸收較多熱量。要求氣化器具有良好的換熱性能，并能供給足夠的熱量。