LNG基礎(chǔ)知識(shí)資料介紹

崗前培訓(xùn)教案

一、基礎(chǔ)知識(shí)

(一)、天然氣定義：

天然氣是指動(dòng)、植物通過生物、化學(xué)作用及地質(zhì)變化作用，

在不同地質(zhì)條件下生成、轉(zhuǎn)移，在一定壓力下儲(chǔ)集，埋藏在

深度不同的地層中的優(yōu)質(zhì)可燃?xì)怏w。天然氣是一種混和物，

其組分隨氣田不同而異，主要成分有甲烷、氮及C2?C5的

飽和烷注、微量的氨、二氧化碳及硫化氫等。我們平常所說

的天然氣是指天然蘊(yùn)藏于地層中的煌類和非煌類氣體的混

合物，主要成分烷注，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外

一般有硫化氫、二氧化碳、氮和水氣及微量的惰性氣體。在

標(biāo)準(zhǔn)狀況下，甲烷至丁烷以氣體狀態(tài)存在，戊烷以上為液體。

天然氣的組成并非固定不變，不僅不同地區(qū)油、氣田中

采出的天然氣組成差別很大，甚至同一油、氣藏的不同生產(chǎn)

井采出的天然氣組成也會(huì)有很大的區(qū)別。

1、根據(jù)化學(xué)組成的不同分類

(1)干性天然氣：含甲烷90%以上的天然氣。

(2)濕性天然氣：除主要含甲烷外，還有較多的乙烷、丙

烷、丁烷等氣體。

2、根據(jù)天然氣的來源分類

（1）純天然氣：氣藏中通過采氣井開采出來的天然氣稱為

氣井氣。這種氣體屬于干性氣體，主要成分是甲烷。

（2）油田伴生氣：系指在油藏中與原油呈平衡接觸的氣體,

包括游離氣和溶解在原油中的溶解氣兩種。油田氣是與石油

伴生的，是天然氣的一種，從化學(xué)組成來說屬于濕性天然氣。

開采時(shí)與原油一起打出，氣油比（m3/t）一般在20-500范

圍內(nèi)。這種氣體中含有60%-90%的甲烷，10%-40%的乙烷、丙

烷、丁烷和高碳烷注。

（3）凝析氣田氣：是含有容易液化的丙烷和丁烷成分的富

天然氣。這種氣體通常含有甲烷85獷90%,碳三到碳五約

21r5%。可采用壓縮法、吸附法或低溫分離法，將后者分離

出去制液化石油氣。

（4）礦井氣口從井下煤層抽出的礦井氣，習(xí)慣稱為礦井瓦

斯氣。

另外一種分類法：伴生氣、非伴生氣。伴隨原油共生，

與原油同時(shí)被采出的油田氣叫伴生氣；非伴生氣包括純氣田

天然氣和凝析氣田天然氣兩種。

（二）天然氣的儲(chǔ)運(yùn)（天然氣應(yīng)用分類）

天然氣是以氣態(tài)燃用，但儲(chǔ)運(yùn)方式有管輸天然氣、壓縮

天然氣、液化天然氣等多種形式。另外，目前還在發(fā)展天然

氣水合物。

1.壓縮天然氣（CNG）

壓縮天然氣（CNG）是通過壓縮機(jī)加壓的方式，將天然氣壓

縮至容器，增加容器存儲(chǔ)體積的天然氣運(yùn)輸方式。一般情況

下，天然氣經(jīng)過幾級(jí)壓縮，達(dá)到20MPa的高壓，在用氣時(shí)在

經(jīng)減壓閥降壓使用。在20MPa高壓下，天然氣的壓縮比可以

達(dá)到276。CNG在生產(chǎn)和利用過程中成本相對(duì)較低，能耗低。

但是由于采用笨重的高壓氣瓶，導(dǎo)致CNG單車運(yùn)輸量比較小,

運(yùn)輸成本高。因此，一般認(rèn)為該種方式只適合為距離氣源地

近、用氣量小的城市供應(yīng)燃?xì)狻?/p>

CNG項(xiàng)目的特點(diǎn)：與LNG相比，設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單、投資少；與

管道天然氣相比要靈活，因?yàn)楣艿酪坏┙ㄔO(shè)好以后，無法根

據(jù)市場(chǎng)的需要發(fā)生轉(zhuǎn)移。

2.液化天然氣（LNG）

當(dāng)天然氣在大氣壓下，冷卻至約-162七時(shí)，天然氣由氣態(tài)轉(zhuǎn)

變成液態(tài)，稱為液化天然氣（LiquefiedNaturalGas,縮

寫為L(zhǎng)NG）OLNG體積約為同量氣態(tài)天然氣體積的1/625,密

度在450kg/m3左右?？梢娨夯烊粴饩哂休^大的氣液比，

便于運(yùn)輸。另外，由于LNG的燃點(diǎn)及爆炸極限高于汽油，所

以不易發(fā)生爆炸，安全性能好。

LNG項(xiàng)目包括液化工廠、低溫儲(chǔ)槽加氣站和再氣化工廠（氣

化站）的建設(shè)。液化和再氣化工廠的經(jīng)濟(jì)可行性由年產(chǎn)量和

最高供氣量決定。由于LNG所以低溫液體，其生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)及

利用過程中都需要相應(yīng)的液化、保溫和氣化設(shè)備，投資額高。

這種運(yùn)輸形式只有在規(guī)模發(fā)展較大時(shí)才具有合理的經(jīng)濟(jì)性

臺(tái)匕

月匕O

3.管輸天然氣(PNG)pipingnaturalgas

管輸天然氣是通過管道直接將天然氣輸運(yùn)到用戶點(diǎn)的一種

運(yùn)輸方式，主要針對(duì)氣源地用戶或與氣源地通過陸地相連的

國家之間天然氣管道運(yùn)送。管道長(zhǎng)度對(duì)于PNG方式有一定要

求。對(duì)于距離氣源地較遠(yuǎn)的地區(qū)，只有當(dāng)用氣量較大時(shí)才會(huì)

具有較好經(jīng)濟(jì)性。由于海底管道的建造和維護(hù)費(fèi)用高，當(dāng)天

然氣的海上運(yùn)輸距離較長(zhǎng)時(shí)，將會(huì)傾向于采用LNG船運(yùn)輸。

與LNG項(xiàng)目不同，PNG項(xiàng)目既不需要液化工廠也不需要再氣

化工廠。管道基本建設(shè)投資是影響項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)可行性的主要決

定因素?；窘ㄔO(shè)投資額隨著管線距離、管線走向、地理環(huán)

境和負(fù)荷系數(shù)的變化而變化。天然氣井口價(jià)格也對(duì)PNG項(xiàng)目

的經(jīng)濟(jì)可行性有較大影響。當(dāng)天然氣的進(jìn)口價(jià)格一定時(shí)，運(yùn)

輸距離是決定其貿(mào)易方式的主要因素。如果輸送距離高于臨

界點(diǎn)，LNG項(xiàng)目將更加可行。據(jù)英國BP公司提供數(shù)據(jù)，管道

天然氣和液化天然氣運(yùn)輸成本運(yùn)輸距離的臨界值大致在

4000~5000公里間。

4.其他技術(shù)

除了上述三種已經(jīng)成熟的天然氣存儲(chǔ)技術(shù)，各國還在積極探

尋其他更經(jīng)濟(jì)有效方式。其中包括天然氣水合物(NGH,

NaturalGasHydrate,簡(jiǎn)稱GasHydrate)和吸附天然氣(ANG,

AdsorptionNaturalGas）等。

（三）、LNG

LNG是液化天然氣（LiquefiedNaturalGas）的簡(jiǎn)稱。天然氣

原料經(jīng)過脫水、脫硫、去除雜質(zhì)及重浸類等凈化處理，在常

壓（大氣壓）下，冷卻至約-162七時(shí)，天然氣由氣態(tài)轉(zhuǎn)變成

低溫液體混合物，稱為液化天然氣。

LNG是一種清潔、高效的能源。由于進(jìn)口LNG有助于能

源消費(fèi)國實(shí)現(xiàn)能源供應(yīng)多元化、保障能源安全，而出口LNG

有助于天然氣生產(chǎn)國有效開發(fā)天然氣資源、增加外匯收入、

促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，因而LNG貿(mào)易正成為全球能源市場(chǎng)的新

熱點(diǎn)。

1、LNG物理性質(zhì)：

1）LNG的主要成份為甲烷，化學(xué)分子式為CH4,分子量為16,

還有少量的乙烷C2H6、丙烷C3H8以及氮N2等其他成份組成。

2）LNG氣液之間的臨界溫度是-82.5二，液固之間的臨界溫

度是-186℃

3）沸點(diǎn)取決于其組分，在0.IMPa下，通常為-166?-157℃O

還是蒸氣壓力函數(shù)，變化梯度為1.25X10-4℃/Pao一般

商業(yè)LNG甲烷體積含量高達(dá)92%?98%,所以LNG沸點(diǎn)主要

取決于甲烷，純甲烷的沸點(diǎn)T62.15℃。臨界溫度為-83℃,

必須采用低溫手段才能實(shí)現(xiàn)液化。

4）著火點(diǎn)即燃點(diǎn)，取決于組分，隨重浸含量的增加而降低。

純甲烷著火點(diǎn)為650℃o

5）密度主要取決于LNG的組分，通常為430?470kg/m3。

甲烷含量越高，密度越??；還是溫度的函數(shù)，變化梯度為

1.35kg/（m3?℃）o密度可直接測(cè)量，一般通過氣體色譜儀

分析的組分計(jì)算。氣化后0℃密度約為：0.715kg/m3,20℃

密度約為：0.6642kg/m3。相對(duì)密度為0.47-0.55,只有空

氣的一半左右。

6）熱值取決于組分，氣態(tài)熱值為9100Kcal/m3,液態(tài)熱值為

12000-15400Kcal/kgo1卡-4.19焦耳；商業(yè)LNG熱值為

37.62MJ/m3

7）爆炸范圍：上限為15%,下限為5%。

8）辛烷值A(chǔ)STM：130（研究法）。

9）無色、無味、無毒且無腐蝕性。

10）體積約為同量氣態(tài)天然氣體積的1/625。

11）氣態(tài)與空氣的相對(duì)密度為0.55,液化天然氣的重量?jī)H為

同體積水的45%左右

12）燃燒溫度：燃燒范圍為6%-13%（體積百分比）一般為

1850-2540℃，作為工業(yè)焊割氣，加增效劑后火焰溫度可

達(dá)3120-3315℃,與乙煥相當(dāng)。

13）燃燒速度：天然氣最高燃燒速度只有0.3m/so

火焰在可燃?xì)怏w混合物中的傳遞速度，也稱為點(diǎn)燃速度或火

焰?zhèn)鞑ニ俣取?/p>

14）壓縮系數(shù)：一般0.740?0.820。

2、LNG主要優(yōu)點(diǎn)：

與其他燃料相比，天然氣具有能在空氣中迅速擴(kuò)散（在

常溫常壓下密度僅為空氣的55%）、可燃范圍窄（在空氣中的

濃度低于5%時(shí)，由于濃度不足而不能燃燒；大于15%時(shí)，由

于氧氣量不足而不能燃燒）、熱值高（是人工管道煤氣的2.5

倍）、燃燒過程中產(chǎn)生有害物質(zhì)（主要是氮化物、一氧化碳、

可吸入懸浮微粒等）少、溫室效應(yīng)低（如果將天然氣的溫室

效應(yīng)系數(shù)假定為1,則石油為1.85,煤為2.08）等特點(diǎn)，因

此，LNG是公認(rèn)的綠色能源和石化原料，具有安全、環(huán)保、

經(jīng)濟(jì)、高效等特點(diǎn)，分別介紹如下：

1、安全：LNG屬于低溫常壓儲(chǔ)存，氣瓶?jī)?nèi)部壓力非常低,

氣態(tài)飽和后氣壓為0.5TMpa,而LPG為0.8T.8MPa,CNG為

20MPa高壓存儲(chǔ)；LNG的燃點(diǎn)比較高，LNG燃點(diǎn)高于650℃,

而LPG為466℃,汽油為427℃,柴油為26CTC；LNG的爆炸

極限為5?15%,且氣化后密度很低，只有空氣的55%左右，

泄漏后揮發(fā)較快，不容易積聚。而LPG的爆炸極限為2.4?

9.5%,且氣化后密度大于空氣，泄漏后不易揮發(fā)；汽油爆炸

極限為1.0?7.6%,柴油爆炸極限為0.5?4.1虬由此可見,

LNG汽車比LPG、CNG、汽油、柴油汽車更安全可靠。

2、環(huán)保：組分純，排放性能好，有利于減少污染，保護(hù)環(huán)

境。LNG由于脫除了硫和水分，其組成比CNG更純凈，燃燒

后生成二氧化碳和水，燃燒完全，因而LNG汽車的排放性能

要優(yōu)于CNG汽車。與燃油車相比，LNG汽車的有害排放降低

約85%左右，被稱為真正的環(huán)保汽車。

3、經(jīng)濟(jì)：投資少，經(jīng)濟(jì)性強(qiáng).LNG作為優(yōu)質(zhì)的車用燃料，與

汽油相比，天然氣抗爆性能好，辛烷值高達(dá)130,可增大發(fā)

動(dòng)機(jī)的壓縮比，充分發(fā)揮其熱值，增加動(dòng)力性。而且LNG成

分穩(wěn)定，燃?xì)庋b置容易調(diào)試，發(fā)動(dòng)機(jī)性能穩(wěn)定。LNG不含有

硫化物、水分等腐蝕性物質(zhì)，發(fā)動(dòng)機(jī)和裝置的壽命較長(zhǎng)。燃

料費(fèi)用低。目前，LNG重卡比柴油重卡可節(jié)約燃料費(fèi)25%,

LNG公交車比柴油客車節(jié)約燃料費(fèi)35%O且LNG價(jià)格相對(duì)穩(wěn)

定，LNG汽車維修費(fèi)比汽柴油機(jī)汽車維修費(fèi)用少，故障率低。

成品油價(jià)格隨國際油價(jià)的不斷上漲將會(huì)不斷攀升，更加凸顯

了使用LNG的經(jīng)濟(jì)性。

4、高效：液化天然氣占用空間遠(yuǎn)小于天然氣。在不適合發(fā)

展地下儲(chǔ)存設(shè)施的地理?xiàng)l件下，液化天然氣為高需求的天然

氣儲(chǔ)存提供了機(jī)會(huì)。625立方米的天然氣能夠轉(zhuǎn)換成一立方

米的液化天然氣。利用特殊設(shè)計(jì)的儲(chǔ)罐能夠?qū)崿F(xiàn)液化天然氣

的長(zhǎng)途運(yùn)輸，儲(chǔ)存、運(yùn)輸方便，可以實(shí)現(xiàn)天然氣進(jìn)口，利于

我國天然氣供應(yīng)的擴(kuò)大化和多樣化。LNG儲(chǔ)存效率高，占地

少。投資省，10立方米的LNG儲(chǔ)存量就可供1萬戶居民1天的

生活用氣。LNG汽化潛熱高，液化過程中的冷量可回收利用。

LNG汽車?yán)m(xù)駛里程長(zhǎng)，同樣容積的LNG車用儲(chǔ)罐裝載的天然氣

是CNG儲(chǔ)氣瓶的2.5倍。目前國外大型LNG貨車一次加氣可連

續(xù)行駛1000?1300km,非常適合長(zhǎng)途運(yùn)輸?shù)男枰鴥?nèi)410

升鋼瓶加氣一次在市區(qū)可連續(xù)行駛約400km,在高速公路加

氣一次可連續(xù)行駛約700Km以上。由于是液態(tài)，LNG便于經(jīng)濟(jì)

可靠地遠(yuǎn)距離運(yùn)輸，建設(shè)LNG汽車加氣站不受天然氣管網(wǎng)的

制約。在陸上，通常用20?50nl“相當(dāng)于12000?30000g3天

然氣）的汽車槽車象運(yùn)輸汽油，柴油那樣將LNG遠(yuǎn)送到LNG汽

車加氣站，也可根據(jù)需要用火車槽車。在海上，通常用大至

12?13萬n?的LNG輪船，進(jìn)行長(zhǎng)途運(yùn)輸。

3、LNG主要用途：

（1）作代用汽車燃料使用。采用LNG作為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)燃料,

發(fā)動(dòng)機(jī)僅需作適當(dāng)變動(dòng)，運(yùn)行不僅安全可靠，而且噪聲低污

染小，特別是在排放法規(guī)日益嚴(yán)格的今天，以LNG作為燃料

的汽車，排氣明顯改善。據(jù)資料報(bào)道：與壓縮天然氣（CNG）

比較，在相同的行程和運(yùn)行時(shí)間條件下，對(duì)于中型和中重型

車輛而言，LNG汽車燃料成本要低20%,重量要輕2/3,同時(shí),

供燃系統(tǒng)裝置的成本也至少低2/3o可以證明，將天然氣液

化并以液態(tài)儲(chǔ)運(yùn)是促使它在運(yùn)輸燃料中應(yīng)用的最經(jīng)濟(jì)有效

的方法。

2）LNG用作清潔燃料還可以汽化后供城市居民使用，具有安

全、方便、快捷、污染小的特點(diǎn)。

3）LNG冷量回收利用，作為冷源用于生產(chǎn)速冷食品，以及塑

料，橡膠的低溫粉碎等，也可用于海水淡化和電纜冷卻等。

4）作為工業(yè)氣體燃料，用于玻殼廠，工藝玻璃廠等。

5）解決邊遠(yuǎn)地區(qū)的能源供應(yīng)和能源回收問題

6）天然氣管網(wǎng)調(diào)峰和事故調(diào)峰

7）生產(chǎn)LNG副產(chǎn)品

4、LNG的生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存

LNG的生產(chǎn)工藝一般分以下三種：一是階式混和制冷工藝，

二是混和階式制冷工藝，三是壓縮、膨脹制冷工藝。LNG工

廠主要設(shè)備有壓縮機(jī)、膨脹機(jī)、換熱器、分離器、低溫儲(chǔ)罐、

低溫泵、低溫槽車等。

LNG的運(yùn)輸方式主要有輪船、火車。汽車槽車等方式。在

500?800公里經(jīng)濟(jì)運(yùn)輸半徑范圍內(nèi)，采用汽車槽車運(yùn)輸LNG

是比較理想的方式。槽車罐體采用雙壁真空粉未絕熱，配有

操作閥安全系統(tǒng)及輸液軟管等。國內(nèi)低溫液體槽車的制造技

術(shù)比較成熟，槽車使用安全。

LNG產(chǎn)品采用深冷液體儲(chǔ)罐儲(chǔ)存，液體儲(chǔ)罐為雙壁真空粉

未絕熱，LNG的日蒸發(fā)率可控制在0.46%之內(nèi)，儲(chǔ)存周期為4

天。

LNG的儲(chǔ)存

①儲(chǔ)罐容積的確定

儲(chǔ)罐的總?cè)莘e通常按3?7d高峰月平均日用氣量來確定，

還應(yīng)考慮長(zhǎng)期供氣氣源廠的數(shù)量、檢修時(shí)間、運(yùn)輸周期及用

戶用氣波動(dòng)等因素，工業(yè)用氣量要根據(jù)用氣設(shè)備性質(zhì)及生產(chǎn)

的具體要求確定。若只有一個(gè)氣源廠，則儲(chǔ)罐的總?cè)莘e應(yīng)考

慮在氣源廠檢修期間能保證正常供氣。

②LNG的儲(chǔ)存方式

儲(chǔ)罐是LNG氣化站的主要設(shè)備，直接影響氣化站的正常生

產(chǎn)，也占有較大的造價(jià)比例。按結(jié)構(gòu)形式可分為地下儲(chǔ)罐、

地上金屬儲(chǔ)罐和金屬預(yù)應(yīng)力混凝土儲(chǔ)罐。對(duì)于LNG儲(chǔ)罐，現(xiàn)

有真空粉末絕熱型儲(chǔ)罐、正壓堆積絕熱型儲(chǔ)罐和高真空層絕

熱型儲(chǔ)罐，中、小型氣化站一般選用真空粉末絕熱型低溫儲(chǔ)

罐。儲(chǔ)罐分內(nèi)、外兩層，夾層填充珠光砂并抽真空，減小外

界熱量傳入，保證罐內(nèi)LNG日氣化率低于0.3九

液化天然氣（LNG）是世界上公認(rèn)的清潔能源之一，主

要成份是甲烷，組分中可能含少量的乙烷、丙烷、氮等，能

充分燃燒，對(duì)大氣基本上沒有污染。在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，

具有極低的沸點(diǎn)，約為T62℃,有很大的氣液體積比600:1,

無色、無味、無毒的物理性質(zhì)。密度要看其組分，通常密度

范圍在0.43kg/L?0.46kg/L之間。LNG具有體積小,便于運(yùn)

輸，易于氣化等特點(diǎn)。

我國的LNG起步晚，能源主要以煤炭為主，天然氣利用

率較小，遠(yuǎn)低于世界平均水平。LNG作為一個(gè)新的能源發(fā)展

方向，前景廣闊，會(huì)快速的發(fā)展起來。

5、LNG安全性分析：

LNG安全特性

燃爆特件低溫特:件■其他

儲(chǔ)存■蒸發(fā)?低溫傷害

隔熱保冷,翻滾■分公

危險(xiǎn)辨識(shí)一介質(zhì)不安全狀態(tài)

1、低溫深冷性

a、材料脆性破壞：低溫條件可使所接觸的一般材料變脆、

易碎；使一般管材、焊縫、管件受損產(chǎn)生泄漏；使一般設(shè)備、

管道產(chǎn)生脆性斷裂或者冷收縮，并引起其他危害。特別是對(duì)

LNG儲(chǔ)罐，LNG泄漏可能會(huì)引起外罐脆裂或變形，導(dǎo)致真空

失效，絕熱破壞。

耐低溫需求：LNG相關(guān)設(shè)備及管材有耐低溫需求。

b、對(duì)人的影響：體溫過低一一1CTC以下的低溫可導(dǎo)致體溫

過低的傷害。

脆弱組織傷害一一暴露時(shí)間很短，會(huì)傷害一些（如眼

晴）。

低溫灼傷一一LNG直接接觸皮膚可造成類似燙傷的起皰

灼傷，泄露氣體也能導(dǎo)致低溫灼傷。

皮膚撕裂性傷害一一直接接觸LNG的裸露金屬件，將會(huì)

粘住皮肉，拉開時(shí)會(huì)撕裂皮膚。

冷蒸氣云造成冷麻醉——LNG及其蒸發(fā)氣的微量泄露

可形成冷蒸氣云，對(duì)人員造成冷麻醉傷害。短時(shí)間可引起呼

吸不適。較長(zhǎng)時(shí)間處于極冷環(huán)境中，吸入低溫的LNG蒸汽，

會(huì)對(duì)呼吸道及其肺部形成損傷。同時(shí)，冷蒸氣云與空氣中的

水分形成云霧，可使作業(yè)區(qū)可視性變差。

凍傷一一嚴(yán)重或長(zhǎng)時(shí)間暴露于寒冷蒸氣（氣體）中能引

起凍傷、全身凍傷（凍僵），體溫降至26七以下時(shí)，可至死

亡。

局部疼痛常常給出凍傷的警示，但有時(shí)會(huì)感覺不到疼

痛。

2、蒸發(fā)性

LNG作為一種低溫液體，儲(chǔ)存狀態(tài)下LNG往往處于氣液

相平衡狀態(tài)，任何熱量滲漏到罐中，都會(huì)導(dǎo)致一定量的LNG

汽化為氣體，這種氣體被稱為蒸發(fā)氣。這種在儲(chǔ)存過程中，

各組分發(fā)生不同程度的蒸發(fā)，結(jié)果使LNG的組成和密度發(fā)生

變化的過程稱為老化（Weathering）o

LNG氣化率：與儲(chǔ)罐溫度和壓力有關(guān)，降低儲(chǔ)存溫度與

增加儲(chǔ)存壓力都可以降低LNG氣化率。當(dāng)壓力在100?200kPa

時(shí)，壓力每下降IkPa,lm3的LNG產(chǎn)生大約0.4kg氣體。

隔熱保冷儲(chǔ)存：LNG系統(tǒng)的隔熱保冷材料應(yīng)滿足導(dǎo)熱系

數(shù)小、密度低、抗凍性強(qiáng)的特點(diǎn)。一般而言，其隔熱保冷效

果應(yīng)滿足LNG日氣化率小于0.2%的要求。

3、分層

LNG是多組分的混合物，液體密度的差異可使儲(chǔ)罐內(nèi)的LNG

發(fā)生分層。分層的原因往往包括以下幾種：①充裝的LNG

因產(chǎn)地不同、組分不同而密度不同；

②原有LNG與新充入LNG的溫度不同而密度不同；

③原有LNG由于老化使其組分發(fā)生變化。

4、翻滾

①LNG分層后，當(dāng)上下兩層液體的密度接近相等時(shí)，就會(huì)突

然迅速混合，下層被抑制蒸發(fā)的液體將在短時(shí)間內(nèi)大量蒸發(fā)

汽化，導(dǎo)致翻滾現(xiàn)象；

②底部液體由于漏熱而形成過熱，在一定條件下迅速到達(dá)

表面并產(chǎn)生大量蒸氣，導(dǎo)致翻滾現(xiàn)象；

5、超壓爆炸

①熱蒸發(fā)及蒸發(fā)引起的液體受熱膨脹（熱膨脹）導(dǎo)致系統(tǒng)

超壓；②翻滾現(xiàn)象導(dǎo)致儲(chǔ)罐超壓。

在安全泄壓裝置故障或泄放能力不足時(shí)，儲(chǔ)罐或管道會(huì)發(fā)生

超壓事故。

6、蒸氣爆炸

即沸騰液體膨脹蒸氣爆炸。它是指密閉體系中的過熱液體在

體系發(fā)生突然泄壓時(shí)迅速汽化，使容器內(nèi)壓力驟升而引起爆

炸。

7、溢出、泄漏與擴(kuò)散

①LNG具有較強(qiáng)的揮發(fā)性，當(dāng)LNG傾倒在地面上時(shí)，起初

LNG會(huì)猛烈的沸騰蒸發(fā)，蒸發(fā)氣體的溫度接近LNG溫度，其

密度大于空氣密度。

②隨著蒸發(fā)氣不斷從周圍吸熱升溫，蒸發(fā)速率將迅速衰減

至一個(gè)固定的值（該值取決與地面的熱性質(zhì)和周圍空氣供熱

狀況）。

③蒸發(fā)氣密度將逐步變小，并沿地面形成一個(gè)層流。

④溫度高于-107七時(shí)，氣化后的天然氣密度開始低于空氣,

從環(huán)境中吸收熱量逐漸上升和擴(kuò)散，同時(shí)將周圍的環(huán)境空氣

冷卻至露點(diǎn)以下，形成一個(gè)可見的云團(tuán)。這可作為蒸發(fā)氣移

動(dòng)方向的指南，也可作為蒸發(fā)氣-空氣混合物可燃性的指示。

8、冷爆炸

在LNG泄漏遇到水的情況下，例如集液池中的雨水，水與LNG

之間的熱傳遞速率非常高，LNG將劇烈地沸騰并伴隨很大的

響聲，進(jìn)而噴出水霧，導(dǎo)致LNG蒸氣爆炸，即所謂的冷爆炸。

LNG使水立即蒸發(fā)，類似于水落在燒紅的鋼板上所發(fā)生的現(xiàn)

象。因此，應(yīng)定期排放集液池中的雨水。

9、燃燒爆炸

LNG具有天然氣的易燃易爆特性，在0.IMPa與-162七的

低溫條件下，其燃燒范圍為6%?13%（體積百分比），爆炸

極限為5%?15%（體積百分比）。爆炸下限為4.6%,爆炸上

限為14.57%O

LNG發(fā)生火災(zāi)時(shí)推薦使用干粉滅火器。

10、窒息

一般，空氣中含氧氣量是21%,當(dāng)氧氣含量低于18%時(shí)，

會(huì)引起人的窒息。

天然氣是一種窒息劑。當(dāng)空氣中的甲烷濃度達(dá)到10%時(shí)，就

會(huì)使人感到氧氣不足；達(dá)到25-30%時(shí)，可使人產(chǎn)生頭痛、頭

暈、注意力不集中、呼吸和心跳加速、精細(xì)動(dòng)作障礙等癥狀;

達(dá)到30%以上時(shí)可使人因缺氧而導(dǎo)致昏迷或窒息。因此，吸

入LNG蒸發(fā)氣后應(yīng)馬上遠(yuǎn)離LNG蒸發(fā)氣區(qū)，癥狀會(huì)很快消失。

11、觸電

站區(qū)內(nèi)，因工作需要而使用一些電器，如果這些設(shè)備保護(hù)接

地不好或者失效，可能導(dǎo)致設(shè)備帶電，不但會(huì)引發(fā)燃燒和爆

炸，也會(huì)引起操作人員的接觸觸電。

LNG加氣站工藝流程設(shè)計(jì)

LNG加氣站的工藝流程分為：卸車流程、調(diào)壓流程、加氣流

程、卸壓流程。

1）卸車流程：由LNG低溫泵將LNG槽車內(nèi)LNC卸至LNG儲(chǔ)罐。

2）加氣流程：儲(chǔ)罐內(nèi)LNG由LNG低溫泵抽出，通過加氣機(jī)向汽

車加氣。

3）調(diào)壓流程：卸車完畢后，用LNG低溫泵從儲(chǔ)罐內(nèi)抽出部分

LNG通過LNG氣化調(diào)壓后進(jìn)入儲(chǔ)罐，當(dāng)儲(chǔ)罐壓力達(dá)到設(shè)定壓力

時(shí)停止氣化。

4）卸壓流程：當(dāng)儲(chǔ)罐壓力上升至一定值時(shí)，需手動(dòng)排空儲(chǔ)罐

內(nèi)天然氣氣體，使其壓力下降到穩(wěn)定值。

卸車流程

卸車模式用來實(shí)現(xiàn)從LNG運(yùn)輸槽車將LNG卸車到LNG儲(chǔ)

槽，操作程序如下：

LNG槽車司機(jī)將槽車停到卸車平臺(tái)，頂好三角木，并將

槽車的接地線與加氣站的連接在一起。槽車液相、氣相和增

壓液相接口分別和加氣站卸車臺(tái)相對(duì)應(yīng)的液相、氣相和增壓

液相接口用波紋軟管相連接。

首先，吹掃軟管。打開槽車氣相排放閥，氣體平衡后關(guān)

閉，打開三跟波紋軟管相對(duì)應(yīng)的手動(dòng)放空閥排近其內(nèi)氣體后

再關(guān)閉，重復(fù)3次。待機(jī)模式下打開閥V09/27,槽車和儲(chǔ)槽

壓力平衡后關(guān)閉V09/27,打開V03/23/26,進(jìn)行卸車模式卸

車（也可先對(duì)槽車進(jìn)行增壓，之后再用泵卸車）。

2）加氣流程

加氣模式是LNG加氣站的正常工作模式。售氣機(jī)的控制

系統(tǒng)位于售氣機(jī)上。加液軟管設(shè)計(jì)有拉斷保護(hù)，當(dāng)軟管被加

液車輛拉力售氣機(jī)時(shí)，拉斷保護(hù)啟作用，關(guān)閉加液閥。在控

制面板上點(diǎn)擊“加氣模式”按鈕進(jìn)入加氣監(jiān)控畫面。加液車

輛到加氣島后，確保停好，頂好三角木，把車用瓶的接地與

加氣站的接地相連。打開閥門V05/06進(jìn)行設(shè)備預(yù)冷，預(yù)冷結(jié)

束后對(duì)車載瓶加氣口進(jìn)行吹掃后連接好加氣槍并按開始按

鈕（若車載氣瓶壓力過高，先用回氣槍回氣使其瓶?jī)?nèi)壓力下

降至0.7-0.8左右）。LNG通過閥V05、GV01進(jìn)入LNG泵,LNG泵

啟動(dòng)后，輸送LNG經(jīng)流量計(jì)、GV05、V45進(jìn)入LNG加氣槍,從

而實(shí)現(xiàn)LNG售氣機(jī)的售氣，加氣結(jié)束后再對(duì)車載瓶加氣口進(jìn)

行吹掃，取走接地線、三角木后請(qǐng)駕駛員確認(rèn)加氣量并簽字

結(jié)束加氣流程，此段時(shí)間大約需要4分鐘。當(dāng)連續(xù)加液時(shí)，

以后車輛若連續(xù)加氣，預(yù)冷操作可以免做。

3）調(diào)壓流程

調(diào)壓模式用來提高LNG儲(chǔ)罐內(nèi)的LNG飽和壓力和溫度。點(diǎn)

擊“調(diào)壓模式”按鈕進(jìn)入調(diào)壓監(jiān)控畫面。選中“允許調(diào)壓”

系統(tǒng)開始調(diào)壓。LNG由LNG儲(chǔ)罐底部閥門V05通過氣動(dòng)閥門

GV04進(jìn)入增壓汽化器，加壓后通過閥頌返回至ULNG儲(chǔ)罐。這

樣循環(huán)從環(huán)境中吸取熱量，直至LNG液體達(dá)到設(shè)定值。注意:

當(dāng)LNG液體的要求達(dá)到設(shè)定值，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。調(diào)壓

結(jié)束后，系統(tǒng)自動(dòng)切換到停機(jī)待用狀態(tài)。

4）卸壓流程

當(dāng)儲(chǔ)罐壓力過高達(dá)到1.IMpa時(shí)，需手動(dòng)打開儲(chǔ)罐手動(dòng)排

空閥將儲(chǔ)罐內(nèi)天然氣排出以降低儲(chǔ)罐壓力，當(dāng)壓力下降到

1.0Mpa時(shí)停止排空。LNG加氣站設(shè)備簡(jiǎn)介

1）LNG儲(chǔ)罐

本系統(tǒng)使用的是臥式低溫儲(chǔ)罐，LNG儲(chǔ)罐是作為一種低

溫絕熱壓力容器，設(shè)計(jì)有雙層（真空）結(jié)構(gòu)。內(nèi)膽用來儲(chǔ)存

低溫液態(tài)的LNG,在其外壁纏有多層絕熱材料，具有超強(qiáng)的

隔熱性能，同時(shí)夾套（兩層容器之間的空間）被抽成高真空,

共同形成良好的絕熱系統(tǒng)。外殼和支撐系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能夠承受

運(yùn)輸車輛在行駛時(shí)所產(chǎn)生的相關(guān)外力。

2）氣化器

分為兩個(gè)部分：增壓部分和加熱部分。本系統(tǒng)已經(jīng)將兩

部分集成為一個(gè)整體，安裝于儲(chǔ)罐下方。增壓部分用來提高

儲(chǔ)罐和卸液槽車的壓力的。加熱部分用來提高安全閥排放或

手動(dòng)排放出的低溫氣體或液體的溫度，經(jīng)過管道阻火器后放

散在大氣中，避免低溫的氣體或液體對(duì)人員或設(shè)備造成傷

害。

3）加氣機(jī)

加氣機(jī)控制系統(tǒng)主要任務(wù)是完成對(duì)車載氣瓶的加氣，在

加氣過程中完成對(duì)管路、流量計(jì)中的殘存氣體的排空和預(yù)冷

控制；發(fā)出對(duì)低溫泵的啟停、調(diào)壓的控制的命令信號(hào)；完成

對(duì)加氣量的準(zhǔn)確計(jì)量、顯示、結(jié)算；完成對(duì)各種運(yùn)行參數(shù)的

采集、顯示、控制，同時(shí)具有對(duì)加氣量、計(jì)量方式等的設(shè)定

及與站控系統(tǒng)的通訊等功能。

4）低溫泵LNG低溫潛液泵是液體關(guān)鍵設(shè)備，既要求能夠

耐低溫（-162丁），又要求設(shè)備的可靠性高。為了保證設(shè)備的

使用壽命和生產(chǎn)安全，一般均使用國外進(jìn)口的低溫潛液泵。

5）安全

此部分涉及必要的低溫設(shè)備防護(hù)。LNG瓶操作過程中潛

在危害主要來自其物理性質(zhì)：

第一，LNG在環(huán)境大氣壓下具有極低的溫度：-162℃；

第二，具有很大的氣液體積比，如果減壓措施不當(dāng)，將導(dǎo)致

壓力迅速升高。LNG的氣液體積比大致為：625：1；

第三，天然氣是窒息性氣體；

第四，天然氣是易燃性氣體。

安全防護(hù)必備常識(shí)

在有LNG的現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)工作時(shí)，需具有如下安全常識(shí)：

.?使LNG設(shè)備遠(yuǎn)離火焰或電火花；

"在LNG設(shè)備維修、充裝、存儲(chǔ)的地區(qū)不允許煙火進(jìn)入；

"在有LNG的地區(qū)工作時(shí)需戴護(hù)目鏡、臉罩、絕熱手套；

-在拆卸儲(chǔ)罐根部閥門等零件維修時(shí)需給LNG儲(chǔ)罐排空、

卸壓、置換；

"所有進(jìn)入生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)人員均應(yīng)穿能防火和防靜電的工作服

及工作鞋；

"操作人員應(yīng)培訓(xùn)上崗；

"安全閥的出口均應(yīng)連接入安全外部排泄系統(tǒng)。

.?保護(hù)眼睛和暴露的皮膚；

..保持設(shè)備所在地區(qū)通風(fēng)良好；

?,在維修或保養(yǎng)設(shè)備時(shí)確保系統(tǒng)已泄壓；

??遠(yuǎn)離易燃品或電火花；

,?電氣部分及儀表部分不能進(jìn)水；

??所有電氣設(shè)備都應(yīng)符合危險(xiǎn)區(qū)域防暴等級(jí)的要求；

-在有LNG的區(qū)域內(nèi)，不能使用明火或任何未經(jīng)允許的電氣

及通訊設(shè)備，例如手機(jī)和無線電廣播發(fā)射機(jī)。

接地系統(tǒng)

整套設(shè)備管道系統(tǒng)及電氣系統(tǒng)應(yīng)確保導(dǎo)電率，并確保接

地，且接地電阻不大于10Q,主要設(shè)備（如撬體）要直接和

地面接觸，應(yīng)設(shè)置專用接地柱,操作時(shí)應(yīng)確保電位的平均。

因?yàn)殡姎庀到y(tǒng)要求有良好的接地系統(tǒng)，信號(hào)等傳輸才不至于

受到干擾。

站內(nèi)安全生產(chǎn)及安全管理

“無危則安、無損則全”。