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世界上主要的LNG生产国包括:俄罗斯、印度尼西亚、澳大利亚、马来西亚
-文莱、卡塔尔、阿曼等,LNG的主要消费国为:美国、欧洲、日本、中国、印
度等。LNG产业链是一条贯穿天然气产业全过程的资金庞大、技术密集的完整链
系[19]。由陆地或海上油田开采的天然气在液化工厂经过预处理后进行液化,生产
的LNG按照贸易合同,通过船运到接收站储存、再气化,经由管网送到用户。图
是LNG产业链的示意图2-1。
除上游的气田开发和下游的输配气管网外,LNG产业链主要有三个环节:液
化工厂、运输和接收站。LNG液化工厂主要可分为本基负荷型和调峰型两类,目
前,世界上正在运行的LNG运输船有151艘,其中120艘的运输能力超过
12×104m3。另外,正在建造的液化天然气运输船有55艘,运输能力超过×104m3
的有46艘,最大运输能力超过25×104m3。LNG接收站用于接收从基本负荷型液
化天然气工厂通过海上运来的液化天然气。目前全世界已建立的LNG接收站有
50多座。
陆地/海上开采
天然气
预处理/液化气化天然气
液化天然气液化天然气
储存接收站储存
液化天然气液化天然气
装船运输卸装
液化天然气液化天然气
图错误!文档中没有指定样式的文字。-1LNG产业链
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液化天然气接收站是指接收海运LNG的大型终端设施。它接收通过LNG船从
基本负荷型LNG工厂运来的液化天然气,将其储存和气化后分配给用户,或通过
低温槽车把LNG从接收终端再运送到卫星接收站,LNG接收站如图2-2所示。接
收终端的气化能力很大(~64Mm3/d),储罐容量也很大(1×105~×105m3)。(进
口LNG国家和地区的需求预测见表2-4。)
表错误!文档中没有指定样式的文字。-4进口LNG国家和地区的需求预测(万t)
进口国家和地区1995年2000年2005年2010年
日本4300540059006400
韩国600130018002400
中国台湾地区20006008001200
合计51007300850010000
蒸发器
压缩机
二级泵
再冷凝器
储罐
卸船
图错误!文档中没有指定样式的文字。-2LNG接收站
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接收站工艺按照功能划分,主要包括六大工艺系统,即:LNG卸船系统;LNG
储存系统;LNG再气化系统;蒸发气(BOG)处理系统;防真空补气系统;火炬
放空系统[17]。
(1)LNG卸船系统
LNG运输船达到接收站LNG专用码头后,LNG由运输船上的输送泵,经过几
台液体装卸船臂分别通过支管汇集到卸船总管,并通过卸船总管输送到LNG储罐
中。LNG进入储罐后置换出的蒸发气,通过一根气相返回管线,经过气相返回臂,
回到LNG运输船的LNG船舱中,以保持卸船系统的压力平衡。在无卸船的正常操
作期间,通过一根从低压输出总管引出的循环管线以小流量LNG经卸船管线循
环,以保持LNG卸船管线处于冷态备用。主要包括卸料臂、蒸发气回流臂、LNG
取样器、LNG卸船管线、蒸发气回流管线及LNG循环保冷管线等部分。
由于接收站可能装卸来自不同地方的LNG,所以在LNG船卸料前,必须取样,
分析化验其组分、密度、热值和华白指数[20]。
(2)LNG储存系统
LNG储罐是LNG储存工艺系统中的核心设备,也是接收站中的重要设备[21]。
伴随着材料科学和焊接技术的发展,LNG储罐越来越趋于大型化和多样化方向发
展。由于LNG具有可燃性和超低温性,因而对储罐有很高的要求。储罐在常压下
储存LNG,罐内压力一般~30kpa,储罐的日蒸发量一般要求控制在%~%。为了
安全的目的,储罐必须防止泄漏。
低温常压液化天然气按储罐的设置方式及结构形式可分为:地下罐及地上
罐。地下罐主要有埋置式和池内式;上罐地有球形罐、单容罐、双容罐、全容罐
及膜式罐。其中单容罐、双容罐及全容罐均为双层罐(即由内罐和外罐组成,在
内外罐间填充有保冷材料)。LNG储罐的比较及选择如表2-5。
表错误!文档中没有指定样式的文字。-5LNG储罐比较分析
罐型单容罐双容罐全容罐膜式膜式
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地上储罐地下储罐
安全性中中高中高
占地多中少少少
技术可靠性低中高中中
结构完整性低中高中中
投资(罐及相关80%-85%95%-100%配100%不配回95%配回150%-180%配
设备)配回气风机回气风机气风机气风机回气风机
操作费用中中低低低
施工周期/月28~3230~3432~3630~3442~52
施工难易程度低中中高高
观感及信誉低中高中高
(3)LNG再气化系统
LNG经船运至接收站后,均需以气态的方式送给用户[22]。接收站工程设两种
气化器:浸没燃烧式气化器(SCV)和海水开架式气化器(ORV)。ORV用于每年
海水温度高于9℃时使用;SCV用于低于9℃时使用。一般情况下,对于任何一
个接收站来说,它的基本流程和原理都是相似的。
(4)BOG处理系统
由于LNG在储存过程中产生大量的蒸发气(日蒸发率为%~)[23]。蒸发气压
缩机用来处理储罐产生的过量蒸发气,维持储罐内压力恒定。冷凝器用于将加压
蒸发气与从储罐输送的过冷LNG混合并使之冷凝,同时起到高压输出泵的入口缓
冲罐的作用。按照处理方式不同,分为直接输出法和再冷凝法两种。
BOG的处理按以下顺序:在卸料操作中蒸发气返回船舱,蒸发气去再冷凝器,
蒸发气送往火炬,通过储罐压力安全阀放空。
(5)防真空补气系统
由于LNG储罐承受正压和负压的范围都较为有限,在储罐内压力超过设计正
压时,可以通过控制压缩机的关停或者调节其排量来保持LNG储罐内的压力值,
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当LNG储罐内形成负压时,可由气化器出口管汇处引出的天然气来补充。
(6)火炬放空系统
火炬上游设有火炬分液罐,分液罐外带有电加热器,用于充分气化蒸发气所
带有的液体。LNG接收站设置火炬系统的目的是泄漏正常操作时储罐内压缩机不
能处理的低压蒸发气和因事故停产时气化器产生的高压蒸发气[24]。
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