近年来,液化 气(LNG)的生产和贸易日趋活跃,逐渐成为世界油气工业新的热点。随着我国经济的快速增长,为保证能源供应多元化和能源消费结构,以及日益增加的环境压力,LNG这一 清洁能源在我国具有广阔的市场前景。
目前,我国LNG行业正处于蓬勃发展阶段,并逐步形成了有利于LNG产业发展的条件。由于国内经济发展不平衡,各地对LNG的需求也不尽相同,LNG储存设备的结构也呈现多样化。真空储罐、子母罐、双层球罐及低压储罐为目前LNG市场上 常用的几种储存设备。下面从结构特点、适用性等方面对上述4种LNG储罐的特点进行分析。
真空储罐为双层金属罐,分为立式和卧式两种类型。内罐采用耐低温的不锈钢制作,外罐采用碳钢材料制作,内、外罐之间采用拉杆或者支撑连接。夹层填充绝热材料,并抽真空。目前国内使用的真空储罐单罐容积 大为350m3,公司已经成功研制出了单台容积为1000m3的真空储罐。真空储罐在工厂制造、试压完毕后整体运输到现场安装。但是,受制于长距离的公路运输条件,大容积真空储罐的使用于水路运输较方便的地方。
当LNG汽化站总储存量在1000m3以下时,一般采用多台真空储罐集中储存。真空储罐工艺流程比较简单,一般采用自增压器增压,低温介质依靠罐内压力自流进入汽化器,不使用动力设备,能耗低。因此,的小型LNG汽化站基本上都采用真空储罐来储存LNG。
优点
(1)可利用储罐自身压力排液进入汽化器。
(2)由于是带压储罐,储罐BOG回收量相对空间较大,并可利用压力直接经减压输送到中压管网。
(3)LNG来源主要为槽车和集装箱,均带压,卸车过程相对BOG量较小。
(4)适宜分期建设。
LNG储罐工艺设计以及国外技术现状
[一]、LNG气化站的工艺设计
在进行LNG储罐设计时,就结合某些对应的设备进行操作,来维持整体结构的运行稳定。以下主要结合实际情况进行分析。
1、LNG储罐的设计
(1)LNG储罐形式的确定
就目前来讲,LNG储罐的形式与其储量息息相关,同时也和储存的空间脱不了联系。在进行低温储罐的选取时,我国大部分的液化天然气低温储罐不具备太大的优点,在进行储罐排液的选取时尽量采用低温设备,此外还应该综合储存温度和运行效率进行综合考虑。
(2)设计压力与计算压力的确定
从储罐承受压力的大小进行分析,储罐的压力较高不能超过0.8MPa,否则就会很容易产生温度的变化。同时储罐的结构与承受压力的大小有一定的关系,需要在隔绝气压的基础上进行分析,储罐的应用要隔绝周围的热源以及压力。
2、增压器的设计
在进行增压器的设计时,应该能够考虑到储罐受到压力的大小,在进行低温处理时,要结合低温容器的增压系统,保证在温度恒定的条件下,采用恒定的温度气化器,采用加压式的设计,进行对应的处理工作。如果在自然环境条件下,气化器的设计需要结合气候环境的变化,结合天然气温度的运行处理,进行加压式的设计。如果汽化器的温度保持在恒定的状态,那么就应该结合高压温度设计进行控制,减少气候条件对其产生的影响,给水浴式的增压器工作提供重要的保证。
3、调压计量与加臭装置设计
结合LNG供气站进行分析,合理采取调节压力变化的设备,进行指挥压力的控制,在进行自动化调节的基础上,通过计量操作,结合加臭剂的使用,给其对应的施工操作提供一些简单的气压,方便臭气排人天然气管道中。
[二]、天然气液化国外技术现状
常温下的天然气为气体,贮存或者远距离的运输比较困难,开采出来的天然气通常需要经过“三脱”进行净化处理,然后将天然气进行液化工艺处理,由于其组分中主要为甲烷,液化后的天然气为低温液体。由于天然气液化后的体积仅为气态时的1/625,故其运输以及储存效率得到大幅度提高。至今,天然气的液化技术中比较成熟的工艺主要有膨胀机制冷、节流制冷、阶式制冷、混合冷剂制冷以及带预冷的混合冷剂制冷等。目前,液化天然气厂多采用后三种液化工艺。美国于1941年建成了一套工业级的液化天然气装置,自60年代以来,液化天然气工业迅速发展,天然气储罐其规模也越来越大,国内外在天然气液化技术方而也有着一定的开发研究。
规模大、设备多、工艺复杂、投资高是国外天然气液化工艺的特点,大都采用阶式以及混合冷剂的制冷液化工艺,这两种类型的液化装置目前仍在运行中,其中混合冷剂的制冷液化工艺是新装置投产设计考虑的主要工艺,工艺研究的主要目的是降低天然气液化的能耗。
法国的Axens公司研究开发了先进的天然气液化工艺,与通用的液化工艺相比,工艺的生产能力可提高15一20%,其生产成本也降低了25%,该工艺的工业化为天然气液化奠定了基础。工艺的优点主要是使用翅片式的换热器以及进行了热力学优化的工艺,该工艺在环保、实用以及创新等方而特点已经在世界范围内被广泛认可。
天然气液化的CII-2工艺,有着简洁、无相分离以及易于控制等的纯组分循环具有的优点,同时又有着制冷剂与天然气制冷温位的较好配合、装置少、功效高等混合冷剂的制冷循环工艺具有的优点。
美国研究开发的一种新型的GTL天然气液化的技术比目前的GTL液化技术能适用于较小规模的天然气液化装置。该新型工艺相比现有的技术要简单的多,同时不需要使用合成气,并且除发电外,氧气也不需使用。其规模、生产以及经济性等方而均与普通的GTL工艺不同。
黄骅百恒达祥通机械制造有限公司(http://www.chinaxiangtong.com)位于新兴的港口城市黄骅市,于2002年经质量监督检验检疫总局批准的特种设备生产企业。公司现具有A2压力容器设计许可证,压力容器A1、A2、D1、D2制造许可证,锅炉B级制造许可证。主要产品有液氩储罐、LNG容器、低温压力容器、液氮储罐、低温容器等。公司占地面积67320平方米。生产50多种工业产品,低温液体储罐(250m3)主要市场方向液氧储罐,LNG加注站,工业气体分装站,企业和居民气化站。油田加热炉,现阶段的市场方向西北油田、大庆油田、华北油田。各种锅炉产品及各种二氧化碳储罐产品的市场方向各大化工业。