LNG氣化工藝原理

我們非常熟悉LPG的特性和各種運行工藝，這對理解LNG的工藝會有幫助，但同時也會帶來一些障礙，原因是低溫儲罐內(nèi)的介質(zhì)與環(huán)境處于絕熱狀態(tài)，并且介質(zhì)與環(huán)境存在很大的溫差，這兩點導(dǎo)致了LNG與LPG工藝和設(shè)備的不同。中小規(guī)模LNG氣化站與液態(tài)氮和液態(tài)氧的工藝設(shè)備和技術(shù)很接近，除了為解決防爆和安全方面而采取的措施不同外，工藝原理和技術(shù)大致是相同的。

1、LNG特性參數(shù)（不同產(chǎn)品會有所不同）

　　　　A. 成分：甲烷：96%、乙烷3%、丙烷0.7%、其他0.3%
　　　　B. 臨界溫度：-77℃
　　　　C. 飽和壓力：0.3Mpa(-145℃)
　　　　D. 熱值：8950大卡/標(biāo)方
　　　　E. 密度：液態(tài) 0.42 t/M3 氣態(tài) 0.71 kg/M3
　　　　F. 液態(tài)體積與氣化后氣體體積的比例：1：600

2、低溫儲罐和壓力式低溫儲存原理

中小規(guī)模LNG站采用的是壓力式低溫儲存方式，即儲罐工作在受壓的低溫　　 狀態(tài)下。儲罐工作壓力一般選在0.4-0.6Mpa之間，工作溫度在-140℃左右，低溫儲罐的設(shè)計壓力一般在1Mpa左右，設(shè)計溫度-195℃，低溫儲罐的結(jié)構(gòu)很像暖瓶，是雙層結(jié)構(gòu)，內(nèi)膽存儲低溫液體，它要承受介質(zhì)的壓力和低溫，所以制作內(nèi)膽的材料必須采用耐低溫合金鋼(0Cr18N9)；外殼的作用是為了形成內(nèi)膽的絕熱層，它使外殼與內(nèi)膽之間保持一定間距，形成絕熱空間，并通過支撐裝置固定內(nèi)膽，它要承受內(nèi)膽和介質(zhì)的重力載荷以及絕熱層的真空負(fù)壓。因為外殼不接觸低溫，所以一般是用容器鋼制作；絕熱層的制作方法有多種，目前應(yīng)用比較多的是將絕熱空間填充珠光沙，并抽成高真空的方法。低溫儲罐絕熱性能的一個重要技術(shù)指標(biāo)，叫做蒸發(fā)率，對LNG罐一般為0.3%，它表示的是一天24小時中，由于儲罐絕熱層泄露而使得外部熱量傳入儲罐內(nèi)膽，導(dǎo)致氣化的液體體積與儲罐容積的百分比。例如，一臺容積100M3低溫儲罐，每天會有大約0.3M3的液體變?yōu)闅怏w。
　　由于內(nèi)膽固定和增壓工藝方面的原因，低溫儲罐一般做成立式，較少使用臥式結(jié)構(gòu)。再好的絕熱也不是的，熱量的緩慢傳入使得儲罐內(nèi)的液體緩慢蒸發(fā)，壓力緩慢而持續(xù)的上升，這是低溫儲罐工藝流程上要解決的個問題。相反，由于絕熱作用，當(dāng)運行過程中液位下降時，罐內(nèi)液體不能從罐壁上獲得熱量氣化，來彌補(bǔ)壓力下降，這是工藝流程要解決的第二個問題。這兩個問題對于LPG工藝流程是不用考慮的，搞清楚這兩個問題對于熟悉LPG工藝的技術(shù)人員理解LNG工藝十分重要。
　　低溫儲罐的接口與LPG儲罐相似，有氣相接口、進(jìn)液口、出液口和液位檢測口。不同的是，由于絕熱和內(nèi)部結(jié)構(gòu)原因，所有接口都集中在儲罐的一個封頭上，一般不能隨處開口。比如，安全閥是安裝在氣相管上的，不單獨開口；一般也不單獨設(shè)置排污口。另外需要特別說明的是，進(jìn)液管一般有兩個，一個下部進(jìn)液管，還有一個上部進(jìn)液管。進(jìn)液管的結(jié)構(gòu)和原理，后面專門介紹。

3、低溫儲罐的減壓原理

為了防止熱泄漏引起的罐內(nèi)壓力升高，壓力式低溫儲罐采用釋放罐內(nèi)氣體的方法 控制壓力上限。在儲罐的氣相管道上設(shè)置自動減壓閥，當(dāng)儲罐內(nèi)壓力升高到設(shè)定值時，自動減壓閥便緩慢打開，將罐內(nèi)氣體放出，當(dāng)壓力降回到設(shè)定值以下時，自動減壓閥自動關(guān)閉。
　　需要指出的是，這里所說的自動減壓閥并不是我們常用的氣體減壓閥。一般減壓閥靠出口端壓力控制閥的動作，而這種減壓閥靠端壓力控制閥的動作，另外它要耐受低溫。