液化天然气应用与安全

摘要

天然气是一种清洁优质能源，近年来，世界天然气产量和消费量呈持续增长趋势。从今后我国经济和社会发展看，加快天然气的开发利用，对改善能源结构，保护生态环境，提高人民生活质量，具有十分重要的战略意义。国际上液化天然气(LNG)的生产和应用已有久远的历史,LNG工业将是未来天然气工业重要组成部分。本文着重介绍液化天然气的应用及安全问题。

关键词：LNG 应用 安全

1.绪论

天然气的主要成分是甲烷，是当今世界能源消耗中的重要组成部分，它与煤炭、石油并称为世界能源的三大支柱。天然气经预处理、脱除重质烃、硫化物、CO2、水等杂质后,在冷却到-162℃就会变成液体称为液化天然（Liquid Natural Gas，简称LNG）。LNG是天然气以液态存在的形式，其体积仅为气态时的1/625。由于LNG在生产时已脱除了气体的杂质，因此LNG作为燃料燃烧时所排放的烟气中 S02及NOx含量很少，因此被称为清洁能源。

我国对LNG产业的发展越来越重视，近十年来，随着气田周边小型LNG工厂，以及沿海大型LNG接收站的建造，中国LNG应用技术得到了大力发展，促使了LNG产业的形成，基本建立起了涉及从天然气液化、储存、运输、接收、汽化和终端利用各环节相配套的LNG产业。展望未来，我国天然气需求旺盛，在一次能源中增长最快，液化天然气(LNG)产业作为天然气工业的一个重要方面，凭借其自身独特的优势，将促使天然气在发展方式、发展规模、投资成本、生产消费等方面呈现新的特点，同时进一步带动LNG应用的发展。

LNG生产项目从2001年至今已经投入运营的有：中原油田、新疆广汇集团、上海的LNG事故调峰站、北海新奥燃气、海南；而且正在规划和实施的沿海LNG项目有：广东、福建、浙江、上海、江苏、山东、辽宁，这些项目将最终构成一个沿海LNG接收站与输送管网。除广东、福建已经进入正式实施阶段外，其余项目多处在前期准备阶段。

2.液化天然气基本知识

1.1液化天然气（LNG）的概念

液化天然气（LiquefiedNatural Gas，简称 LNG）是由天然气液化制取的、以甲烷为主的液烃混合物。它是天然气经压缩、冷却，在-160℃下液化而成的一种无色、挥发性液体。LNG被公认是地球上最干净的能源。

1.2液化天然气的性质

液化天然气的主要成分是甲烷，它的密度通常在430kg/m3-470kg/m3,但在某些情况下可高达520kg/m³，其沸腾温度取决于组分，在大气压力下通常在-166℃～-157℃之间。LNG临界温度和临界压力分别为-82.1℃及45.5kg/cm²，压力随着温度的上升而增高。液化天然气液膨胀比大，它的体积为其气体体积（101.325kPa，20℃）的1/625，故有利于输送和储存。液化天然气具有可燃性，无色、无味、无毒且无腐蚀性，LNG的重量仅为同体积水的45%左右，热值为52MMBtu/t(1MMBtu=2.5 2×108cal )。由于LNG分子量小、粘度低，因而浸透性强，容易泄漏，它产生的水分会冻结并形成激凌状的硬块。LNG安全性高，具有可燃性，为清洁能源。

3.液化天然气的应用

3.1LNG冷能回收利用

大型LNG接收终端在LNG气化时若不采取冷能回收措施，则需要通过大量的海水进行热交换，低温海水向海中排放，会影响局部海域的生态平衡，造成冷污

3.1.1 LNG冷能

LNG中蕴藏着大量的冷能，在使用时，LNG需重新转化为常温气体，温度由-162℃复温至常温，大量的可用冷能释放出来。通过特定的工艺与装置，可将LNG的冷量有效进行回收，合理地应用于发电、制造干冰、低温冷库、汽车冷藏、汽车空调等生产、生活的各个领域，可以节约大量的电力资源。

我国深圳大鹏LNG接收终端站已经投产，“冰雪大世界”项目拟LNG利用该站的冷能，福建LNG接收终端冷能利用也在计划中。随着LNG工业在我国的发展，LNG中所蕴藏的冷能也越来越引起人们的重视，发展我国LNG冷能利用将具有广阔的市场前景。

3.1.2 LNG冷能回收及利用技术

⑴ 低温联合发电

低温联合发电是目前LNG冷能回收利用的重要方式，技术较为成熟。

①天然气直接膨胀发电

②朗肯循环发电

③LNG燃气轮机冷量综合利用发电

低温联合站发电循环过程简单，所需设备少，LNG的低温冷能没有充分利用，1吨LN G的发电量约为20 kW•h 左右。

低温朗肯循环发电装置流程图

1—涡轮机  2—减速器  3—发电机  4—天然气加热器 5—丙烷蒸发器  6—丙烷泵  7—LNG蒸发器

⑵ 液化空气及干冰生产