1、1探析液化天然气的运输方式及其特点摘要：随着我国经济发展的飞速发展，对天然气的需求不断增加，本文从液化天然气产业供应链的角度讨论了液化天然气的管道输送、公路罐车运输和海上液化天然气船舶运输的技术特点,首次提出了液化天然气管道密相输送工艺技术及其经济可行性。分析了液化天然气公路运输链中液化、储存、运输、再气化等环节的关键技术,以及国内外海上液化天然气运输链各个环节的技术特点。针对中国液化天然气工业的发展现状,指出中国液化天然气工业发展的前提是建立完善的能源政策。随着广东、福建等东部沿海地区液化天然气项目的逐步发展,中国液化天然气工业发展前景广阔。 关键词：液化天然气；运输；特点 中图分类号：F4
2、07.22 文献标识码：A 文章编号： 一、液化天然气运输方式及其贸易现状 随着各国的传统能源的日趋枯竭，天然气能源被广泛认可。天然气是清洁、高效、环保、方便的能源，逐渐被广泛应用在工业、农业、民用住宅燃烧用气等多个领域，对于提升经济发展和提高环境质量中起着日趋重要的作用。天然气经预处理，即脱除重质烃、硫化物、二氧化碳和水分等杂质后，在常压下被冷却到一 162 即液化成 LNG，通常采用丙烷预冷的混合制冷剂液化技术。由于液化天然气液化的成本不断降低2以及在运输、储存及调峰方面具有独特的优越性，液化天然气工业发展态势迅猛，就 2000 年 LNG 的海上贸易量为 9998 万吨，折合成天然气为
3、1369. 6 亿立方米 ，较 1990 年增长了近 100% 。液化天然气产业链是一个资金庞大、技术密集的完整链系，包括天然气的开采、液化、储存、运输和装卸、液化天然气再气化、销售等环节，产业链中任何一个环节的断裂都将导致其他主要环节的连锁反应。其中，液化天然气的安全运输是液化天然气产业链中重要环节，起到承上启下的纽带作用。目前，液化天然气的主要有管道、罐车和船舶三种方式，对液化天然气运输方式的特点及其存在的技术难点进行比较分析研究，将有利于推动液化气产业健康稳步的发展，推进优质环保能源的广泛应用，为经济发展作出应有的贡献。 二、液化天然气的管道运输特点分析 1、液化天然气长距离管道输送的可
4、行性。管道低温输送的技术问题一直是液化天然气长距离管道输送的难题，但是，伴随低温材料和新工艺技术的发展，液化天然气长距离管道输送在理论和技术上是可行的。液化天然气是一种液体产品，在进行长距离管道输送过程中，其输送工艺比较类似于原油加热输送，管道沿线必须建有液化天然气加压泵站和冷却站等主要设施。当饱和液化天然气液体在管道中流动，由于管道沿线外界温度存在差异，一旦液化天然气受热，部分液态的天然气将被气化，在管道内形成两相流动，不仅增大了沿线输送阻力，而且很容易产生气体段堵塞流动的现象，严重影响管道的输送能力和安全运行，所以3在液态天然气输送中必须实现液体的单向流动，防止温度差异导致的液体气化。目前
5、，防止液化天然气气化的主要方法是采用密相输送工艺，即将管道的操作压力控制在临界冷凝压力之上，管道内流体温度控制在临界冷凝温度之下，使得管道运行工况位于液相密相区。同时，为降低因流动摩擦和过泵剪切引起的液化天然气温度升高，在管道运输途中建立天然气加压站和冷却站主要辅助设施，不断提升液化天然气运输效率。2、液化天然气管道输送初期投资成本较高。由于液化天然气的管道输送要求在“密相区”运行，温度较低，必须采用性能良好的低温隔热材料，而目前好的隔热材料价格比较高，同时还需要建立天然气加压站和冷却站等使得液化天然气输送管道的初期投资成本较高。但是，与输气管道相比较，由于液化天然气的体积是其气态时体积的 1
6、/600，输送相同体积的天然气，液化天然气输送管径要小得多，可以节省管材的费用。伴随液化天然气贸易总量的不断增加，液化天然气输送和管理的综合成本将会不断下降。 3、液化天然气管道输送技术趋于成熟。在管材的选择方面:管道材质的选择是实现安全高效运输液态天然气的关键。由于要实现管道在低温“密相区”工况下运行，管材必须选用性能良好的低温隔热材料，通常液化天然气管材都选用 9% 和 3. 5%的镍钢。同时，还要考虑到管道焊接中的惰性气体保护焊以及管道内涂层减损技术的运用等方面。 在低温输送工艺方面:低温输送工艺是实现高效运输液态天然气的重要环节。在正式批量管道输送液化天然气前，需要对管道实施预冷，将4
7、温度从环境温度冷却到工作温度，为使管道保冷层和周围土壤降温，需要蒸发掉一定量的液化天然气，且经过相当长的时间才能达到热稳定工况。在液化天然气管道停输期间，由于周围环境热量的作用，管内液化天然气温度升高而达到饱和状态，甚至进一步气化而使管内压力急剧升高，因此要在进出站处设置安全阀和放空罐，以便将管道压力控制在安全范围内。 三、液化天然气的公路运输特点分析 1、液化天然气公路运输供应链初步完善。液化天然气供应链是指从液化天然气液化到供应全过程，主要包括天然气液化、液化天然气储存和运输、液化天然气再气化等重要环节。 （1）天然气液化。根据液化的目的，将天然气液化站分为基本负荷型和调峰型两种。基本负荷
8、型液化站的任务是将天然气以液态形式运输到消费地，完成对天然气预处理、液化、储存等重要工作，其特点是全年连续运行且产量比较均衡。调峰型液化站的任务是为天然气供气系统提供一种储气调峰方式，起到削峰填谷的作用。调峰型液化站的建立，有针对性的解决了民用天然气量冬多夏少、输气管网发生故障等情况导致的供气不平衡方面的问题。 (2)液化天然气储存。储存液化天然气通常采用低温常压方式，储存温度在一 161 以下，压力一般不超过 0. 03 MPa。液化天然气储罐有单容(封闭)罐、双容(封闭)罐以及全容(封闭)罐 3 种类型，目前运用比较广泛的是单容(封闭) 罐和全容(封闭)罐，单容(封闭) 罐主要构造特5点是
9、有一个带一次液体密封的敞顶式内置储罐，一个带一次蒸气密封的碳钢外置储罐，和一个用于二次液体密封的陶制围堤组成。全容(封闭)罐主要构造特点是由一个带一次液体密封的敞顶式内储罐和混凝土外置储罐组成。 ，外置储罐提供一次蒸气密封和二次液体密封，即便万一发生泄漏，外置储罐能够保持液体不外泄，并可以控制蒸气的释放。 (3)液化天然气运输及供气。公路运输采用的主要设备是低温液化天然气罐车，目前，我国已成功研制了液化天然气低温运输设备。液化天然气储罐有立式和卧式两种结构，主要采用堆积绝热和真空粉末绝热两种绝热方式，储罐容积分别为 30 立方米、100 立方米、150 立方米等。液化天然气罐车运输费用一般包括
10、天然气罐车成本折旧、驾驶员工资、燃料费用等，通常按照单位里程费用进行估计。液化天然气供气通常采用设置供气站，特别适用于用气量大，又缺乏天然气源的地区。 2、液化天然气储存技术特点。 (1)支撑技术。LNG 槽车贮罐的支撑主要有两种类型:支脚( 有不锈钢支脚和玻璃钢支脚两种)支撑和链条支撑两种，这两种支撑方式已在大型低温贮槽中广泛应用。但对于 LNG 槽车必须考虑到运输过程中的冲击、振动及冷补偿等因素，要设计更为先进的组合支撑结构。 (2)绝热技术。低温储罐绝热结构直接决定了容器的性能。低温贮槽多以真空粉末绝热为主，但在 LNG 槽车中已开始使用高真空多层绝热，其绝热空间仅 30 35 m m，
11、为真空粉末绝热 1/10 左右，而且绝热效果好。绝热材料采用一种新型复合多层材料，价格低廉，工艺性好;并采用一种加热充气置换新工艺，一般只需 10 天即可完成抽真空。 6(3)安全技术。在液化天然气储运中，其安全性非常重要，应从储罐的布局、蒸气压的控制、储罐及管路的惰化与钝化、分层的消除、储罐与罐车的预冷等环节上进行控制，并在流程与结构的没计中完善。 (4)流程技术。因液化天然气是一种易燃易爆的低温液体，工艺流程中除了设置有充液、排液、压力液面检测等功能之外，还应当配备紧急截止阀、安全阀、放空阀、阻火器等设备。 四、结语 伴随液化天然气贸易的不断增大，无论通过那种方式进行运输，安全高效率的运输是非常重要，要不断革新技术上的系列问题，高度重视对各种类型储存容器研发，加强对 LNG 用配套仪表的研发、LNG 应用终端的开发研究，不断提高 LNG 的应用领域，更好为经济建设服务。 参考文献: 1徐平. 液化天然气的运输方式及其特点J. 油气储运，2006(3).
