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纵论LNG产业的发展(一)
人类文明从懂得用火熟食开始。人类赖于生存和发展所使用的燃料,经历了植物燃料、固体燃料、液体燃料和气体燃料四个时期。
气体燃料的发展又经历了煤和煤制气、油和油制气(包括液化石油气)和天然气(包括天然气、压缩天然气、液化天然气)时代。
人们常称19世纪是煤气时代,20世纪是油气时代,21世纪是天然气时代。在气体燃料发展的历史上,比起发达的国家美国、欧洲、日本,中国整整落后了40年,就LNG利用来说,也落后了40多年。
对LNG的利用,发达的国家正如日中天,而中国才刚刚看到曙光。很多知识需要学习,很多道理需要启蒙,很多经验需要借鉴。
1、世界一次能源消费结构情况
1.1 世界一次能源消费结构变化趋势
世界一次能源消费结构变化趋势从图1可以明显看出:煤炭、石油和天然气的消费起步始于1870年左右。煤炭的消费在1930年达到最高峰,然后逐年下降,而石油的消费高峰差不多推后半个世纪,引人瞩目的是世界一次能源消费渐渐被天然气所替代。
1.2 2000年世界一次能源消费结构
从图2表明,2000年世界一次能源消费结构是以石油为主,其次煤炭和天然气。
1.3 2000年中国一次能源消费结构
中国的能源消费结构与世界有所不同,煤炭占了一半以上,天然气还不到3%。(图3)。
2、世界LNG工业的发展
2.1 世界LNG工业的发展历史
天然气的主要成份为甲烷,是永久性的气体,在常温下不能用压缩的办法将其液化,只有在低温下(-162 ℃ )才能变成液体。20世纪20年代以来,随着深冷工业技术的迅速发展,使大量的天然气液化成为可能。
1910年,美国开始了工业规模的天然气液化研究和开发工作。
1917年,卡波特(Cabot)获得了第一个有关天然气液化、储存和运输的美国专利,同年在美国的西费吉利亚地区建起了世界上第一家液化甲烷工厂,进行甲烷液化生产。
1937年,英国的埃吉汤(Egerton)工程师提出用液化天然气调节城市供气中的高峰负荷,将天然气液化并储存,供冬季供气负荷和应急事故时的供应。
1955年,美国康斯托克国际甲烷公司,致力研究跨海运输液化天然气的规划和设计。
1957年,英国气体公司决定和康斯托克公司签订合同,引进液化天然气补充城市煤气供应不足,并在英国的坎威尔岛上建起世界上第一个液化天然气接收基地,用于储存引进的液化天然气。
1959年,美国康斯托克国际甲烷公司建造了世界上第一艘液化天然气运输船——“甲烷先锋”号。
1960年,1月28日至2月20日运载了2200吨的液化天然气从美国路易斯安那州的查理斯湖出发,航行至英国的坎威尔岛接收基地,标志着世界液化天然气工业的诞生。
1960年,英国壳牌公司购买了康斯托克公司“甲烷先锋”号船40%的股份,世界上第一座LNG工厂于1964年9月27日在阿尔及利亚建成投产,“甲烷先锋”号船便于当年投入了由阿尔及利亚至英国的LNG运输业务,使世界LNG商业贸易迅速地发展起来。从1964年开始,法国和英国分别每年从阿尔及利亚进口LNG4.2亿和10亿立方米。
1967年法国与阿尔及利亚达成15年供应协议,从1971年开始额外增加15亿立方米的天然气,1975年每年上升至35亿立方米,1977年又签订了第二个补充协议,除了每年40亿立方米天然气协议之外,每年再购入51.5亿立方米天然气。法国在建成勒阿弗尔接收站和佛斯港接收站之后又在大西洋海岸蒙度雅建第三个LNG接收站。由于英国在北海发现了大量天然气资源,于1982年终止了购买LNG的合同。
1988年比利时从法国蒙度雅接收站进口LNG,西班牙也在1988年建成第一个LNG接收站,1994年土耳其,1998年希腊,1999年意大利也相继建成LNG接收站。意大利进口LNG,先送到法国,再通过天然气管线送至意大利。
在亚洲,日本东京煤气公司1969年起,大阪煤气公司1972年起,东邦煤气公司1977年起,西部煤气公司1988年起各自分别从阿拉斯加、文莱、印尼、马来西亚、澳大利亚等地引入LNG,至1998年全国实现了天然气转换。目前日本已建LNG接收站22座,每年使用5600多万吨LNG。韩国于1986年开始进口LNG,目前每年使用1800多万吨LNG,我国的台湾也于1990年开始进口LNG,目前每年使用500多万吨LNG,使亚洲LNG进口总量达到世界贸易量的73%,欧洲为22%,北美为5%。而LNG生产量的52%来自亚太地区,23%来自非洲,22%来自中东,3%来自美国。
2.2 国际LNG贸易的迅速发展
以LNG运输船贸易占国际天然气贸易量的百分比计算,从1970年的5.9%上升到2000年的21%。38年来船运LNG达33000船货,从未发生过一起严重的人命和设施事故。使用这种燃料的安全性很强,液化和低温储存技术成熟可靠。
目前,世界各地对LNG的需求量不断在增加,预计到2005年可达1.5亿吨/年,2010年可达1.8亿吨/年至2.0亿吨/年。
全球LNG用量在不断迅速增加的主要原因在于:
(1)LNG价值链的设施(包括LNG液化厂、运输船和接收站)建造成本大大降低,幅度为30%—50%强;
(2)单条液化生产线的规模可由200万吨/年增加至450万吨/年,并可扩展到800万吨/年,大大降低了生产单位成本;
(3)每艘LNG运输船的价格由1990年的2.5亿美元降至2000年1.6亿美元,船容量也在增加,从2.5万立方米发展到13.5万立方米、15万立方米,现在扩大到20万立方米,使得单位运输成本也大大降低。
(4)以往日本计价是以LNG到岸价按等热值换算,直接与进口原油到岸价挂钩。最近十多年来,LNG买家的谈判优势不断增强,计价公式出现了对买家有利的变化。如澳大利亚与日本买家签订的购气计价公式在油价高于或低于某个水平时,气价增幅减半。最近台湾的LNG招标推出购气计价公式在油价高于某个水平时封顶,低于某个水平是不下调。对买家来说降低由于油价的波动而引起的气价变动风险,使气价控制在市场可承受并相对稳定的水平上。
最近广东省 LNG 项目和福建省 LNG 项目与澳大利亚和印尼签订的购气也都在3.0美元/MMBTU左右。
2.3 世界LNG贸易现状
2001年世界LNG贸易总量为1460亿立方米,占世界跨国天然气贸易总量的22%。预计2010年世界LNG贸易量将增长到2200-2700亿立方米,占世界天然气贸易量的35%以上。
2001年,亚洲的LNG进口量为1060亿立方米,占世界LNG贸易总量的73%。日本是亚洲首个进口LNG的国家,目前是世界上最大的LNG进口国。
2001年,日本从8个LNG资源国进口了780亿立方米天然气。韩国是世界第二大LNG进口国。2001年的LNG进口量为210亿立方米。
欧洲2001年的LNG进口量为333亿立方米,仅占欧洲天然气消费总量的7%。尽管与管道气存在着激烈竞争,出口至欧洲的LNG量仍会出现稳步增长,2010年预计将达530-650亿立方米,约为2001年的2倍。目前,法国、意大利、葡萄牙、西班牙、土耳其和英国都有新建LNG接收站的计划。
2001年,美国LNG进口量为67亿立方米,占美国天然气供应总量的1%。受美国天然气价格走低以及9.11恐怖事件的影响,2001年美国LNG进口增长减缓。2010年美国LNG年进口量预计将达200-260亿立方米。
2.4 世界LNG贸易发展特点
随着世界各地,特别是东亚及欧洲国家天然气产业链发展的放松管制,一个更加灵活,对市场信号反映更加灵敏的市场体系将会出现,贸易方式将会进一步多元化,“照付不议”合同条款将变得更为宽松,定价方法将更趋灵活。出现一种新的贸易方式叫做LNG互换交易、现货贸易和短期交易。
(1)新贸易方式
① 互换交易
互换通常是指气量交换,并不着重考虑价格方面的因素。互换交易目前有两种类型。第一种是为了缩短船运路线,参与方包括两个不同出口终端的卖家和两个不同接收终端的买家。这一交易方式减少了交易参与各方的船运成本并释放出船运能力,对各方有利。例如在2000年,西班牙Gas Natural公司将从特立尼达和多巴哥大西洋LNG公司进口的LNG转售到美国市场;同时,美国将从阿尔及利亚LNG公司进口的LNG转售给西班牙。
第二种是为了弥补不同买家需求特点间的差异,这通常发生在某个买家的照付不议量过度,而另一买家供货量缺乏的时候。这种交易方式通过消除两个买家在需求时间上的差异进而增加了市场灵活性。例如,由于中国台湾的高峰用气特性与日本和韩国不同,因此2000年日韩将部分LNG货物供应至中国台湾,中国台湾则于2001年将等量LNG返还日韩。
② 现货贸易
LNG现货贸易主要是为了解决卖方的短期富余量和买方的短期需求缺量。世界LNG现货贸易市场自1999年以来开始出现繁荣景象,2001年世界LNG现货贸易量为114.1亿立方米,比2000年增长了51%,占世界LNG贸易总量的8%。
(2)新合同条款
LNG合同条款的变化也比较大。以前,大多数LNG合同的期限为20-25年,且几乎完全受到“照付不议”(Take or Pay)或“照运不误”(Ship or Pay)义务的约束。而新的长期合同期小于15年,中期合同为5-8年,同时“照付不议”义务也更加宽松。下述合同为亚洲和欧洲近期签署的几个LNG销售合同,颇具代表性。
2002年2月,三家日本燃气公司(东京燃气、大阪燃气和东邦燃气)与马来西亚签署了一个LNG销售合同。日本买家将在20年内每年向马来西亚LNG(Tiga)购买68万吨LNG。另外从2004年4月开始每年额外购买34万吨LNG,这部分合同量将每年复议一次。这种复合式长/短期合同使其中35%的合同量能够灵活变动,而传统合同中可变动的合同量仅为5%-10%。
(3)定价发展
随着电力库价格指数(electricity pool price)和S-曲线方法的采用更趋灵活。
S-曲线价格公式是将LNG价格按照一揽子原油价格进行调整。
该价格曲线在一定原油价格范围内为线性关系。当原油价格低于下限时,S-曲线向上偏移;当原油价格高于上限时,S-曲线向下偏移。这一价格曲线能有效保护合同各方免受油价高幅振荡带来的影响。在1989年澳大利亚LNG供应商和日本用户签署的合同中,首次采用了S-曲线公式 。
图4所示,日本进口LNG价格(到岸价)和国际原油价格变化趋势。
从图4和表1可以看出:
① 2001年世界各国使用LNG量所占的比例——日本为51%,韩国16%,法国8%,西班牙6%,台湾5%,土耳其4%,美国3%,意大利3%,比利时3%,其他1%。
② 从1980-2001年世界LNG需求量平均年增长率为7.5%,日本5.76%,南韩19.12%,台湾21.42%。
③ 世界燃气市场LNG占6.5%的份额。
④ 亚太地区的日本、韩国和台湾地区总用量8000多万吨,占全球用量的73%。
2.5 世界LNG委员会的诞生和发展
1917年,世界上第一个液化甲烷工厂在美国西费吉利亚地区建成投产。
1937年,英国的埃克汤工程师提出用液化天然气来调节城市供气中的高峰负荷。
1944年,美国俄亥俄州克利夫兰市一个调峰站的LNG储罐发生了裂缝故障,溢出120万加仑(相当于4542立方米)的液化天然气,流进城市下水道,引起了爆炸,大火烧了10个多小时,200辆轿车毁坏,136人丧生,造成巨大的损失。使得天然气液化和储存的第一次商业冒险宣告失败。为满足城市供气调峰的需要,燃气工业不得不转向LPG。
经过20年的沉思和反省,20世纪60年代初,人们又对LNG重新产生兴趣,并进行重新的探讨和研究。
1960年开始,对《NFPA59A》规范进行了编制,由美国消防协会(NFPA)建议并起草了LNG设施设计新标准。制定了LNG的设计、选址、施工、设备运行以及LNG储存、气化、输送和处理的要求。
为增强 LNG 工业利用的信心和加强安全管理工作,进一步推动LNG工业化的发展,在英、美、法等国有关LNG工程技术人员的倡导下,发起成立世界LNG委员会。
1962年世界LNG委员会正式成立,总部设在法国巴黎。
1967年,美国的NFPA59A被正式接纳为ANSI美国国家标准。
1968年4月7日至12日在美国芝加哥举行了第一次世界LNG委员会会议。
1969年5月,美国相继成立了LNG委员会。
进入到20世纪90年代,LNG在实际应用中,感到利用标准需要拓宽,由LNG委员会对《NFPA59》进行了一次修编,并于1995年11月13日至15日在芝加哥召开的美国国家消防协会年会上得到通过。使《NFPA59》标准成为当今LNG利用比较全面、完善的美国国家标准。
本标准概括地说明了为保障人身与财产安全应该采取的有关LNG设备制造、安装以及操作实践的基本方法,并且为所有涉及LNG生产、储存及装卸设备的建造与操作的人员提供指南。
2.6 世界LNG委员会会议举办的时间、地点
届别 举行时间 举办地点
LNG-1 1968年4月7-12日 美国芝加哥
LNG-2 1970年10月19-23日 法国巴黎
LNG-3 1972年9月24-28日 美国华盛顿
LNG-4 1974年6月24-27日 阿尔及利亚阿尔及利
LNG-5 1977年8月29-9月1日 德国杜塞尔多夫
LNG-6 1980年4月6-10日 日本东京
LNG-7 1983年5月15-19日 印尼雅加达
LNG-8 1986年6月15-19日 美国洛杉机
LNG-9 1989年10月17-20日 法国尼斯
LNG-10 1992年5月25-28日 马来西亚吉隆坡
LNG-11 1995年7月3-6日 英国伯明翰
LNG-12 1998年5月4-7日 澳大利亚佩斯
LNG-13 2001年5月14-17日 韩国汉城
LNG-14 2004年3月20-24日 卡塔尔多哈
LNG-15 2007年春天 西班牙巴塞罗那
2.7 使用LNG国家不断增加
随着世界低温冷冻技术的不断成熟和低温设备安全管理工作的不断完善,LNG的工业应用得到了广泛的发展。越来越多的国家选择了LNG来调整能源结构和改善人类生存的环境空间。
世界LNG价格的变化从1986年以后趋向平稳和便宜,刺激了世界LNG的消费量的迅速增长,引起了世界各国从事LNG工业发展业务的人士的极大关注,他们都在极大限度地利用世界LNG委员会这个世界性的民间团体组织,积极地推动世界LNG工业的发展。
2.8 世界各国开始使用LNG的时间
3、我国天然气的利用现状和发展前景
我国是最早利用天然气的国家之一,早在公元前三世纪,四川就有天然气熬盐的纪录。
二十世纪八十年代以后,我国天然气的开发利用开始有了较快的发展。2001年天然气消费总量250亿立方米,在一次能源消费结构中比例2.1%,远远低于世界23%,亚洲8.8%的平均水平。世界人均用气400多立方米,我国人均用气量仅为18立方米。
预计到2005年,我国天然气在一次能源消费总量中所占比重从目前的不到3%增加到7%。仅仅依靠国内资源,在时间上、数量上和分布上难以满足市场需求,适时、适量、合理的进口国外天然气作为国内资源的补充,是非常必要的。
在未来十到二十年,天然气将是中国需求增长最快的能源,中国将是全世界天然气需求增长最快的国家。
3.1 我国天然气发展策略
立足国内,利用海外,西气东输,北气南下,海气登陆,就近供应。
3.2 我国天然气发展规划
国家正在制订天然气产业中长期发展规划,加快天然气勘探、开发和利用。预计2002至2020年,天然气基础设施需2200多亿元人民币用于:
⑴ 建设5万公里的天然气管线。
⑵ 建成千万吨规模的液化天然气接收站,形成年进口5000万吨(近700亿立方米)规模的接收设施。使我国天然气消费在一次能源消费结构中的比例从现在的2.97%提高到12%。
⑶ 建造30多艘大型LNG运输船,形成百万吨规模的液化天然运输能力。
国家将加快天然气管网建设,规划将以现在的西气东输、陕京二线、忠武线、涩宁兰线等为主线,再兴建一批重点干线管道和联络管道,向南延伸到珠海、北海,向北、向西延伸到黑龙江、新疆与俄罗斯管道相连。预计新建管道长度1.5万千米,届时全国天然气运输管道将达到3.6万千米左右,形成国产气管线、进口天然气管线和沿海管道互相连通的管网,国产气、进口气和LNG互相衔接,实现全国区域性乃至全国的天然气联网供应。
3.3 液化天然气产业链
天然气从地下开采出来后,经过处理、液化、航运、接收和再气化等几个环节,最终送至终端用户。液化过程能净化天然气,除去其中的氮气、二氧化碳、汞、固体杂质、硫化物和水。
天然气液化后,为维持其低温状态,必须用特殊冷冻船运送到买方接收站,并经由卸料臂送到低温储存,经由海水汽化装置,将低温液态天然气复原为常温气态天然气,然后经由管线,将天然气输送到发电厂、工厂及家庭用户使用。
纵论LNG产业的发展(二)
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4、LNG的广泛用途
4.1怎样认识 LNG
(1) LNG 的名词解释
所谓 LNG 是英文 Liquefied Natural Gas 的缩写,中文译为液化天然气。简称 LNG 是英文的说法。
(2)LNG 的基本特性
① LNG 的主要成份为甲烷,化学名称为 CH4,还有少量的乙烷C2H6、丙烷C3H8以及氮N2等其它成分组成。
② 临界温度为-82.3℃,临界压力为45.8kg/cm2。
③ 沸点为-161.5℃,熔点为-182℃,着火点为650℃。
④ 液态密度为0.425T/m3,气态密度为0.718kg/Nm3。
⑤ 气态热值9100Kcal/m3,液态热值12000Kcal/kg。
⑥ 爆炸范围:上限为15%,下限为5%。
⑦ 华白指数(W)44.94MJ/Nm3。
⑧ 燃烧势(CP)45.18。
(3)LNG的获得
液化天然气是天然气经过净化之后,通过压缩升温,在混合致冷剂N2、C1、C2、C3、C4的作用下,冷却移走热量,再节流膨胀而得到-162℃的以液态形式存在的LNG,体积缩小了600倍。
4.2 LNG的广泛用途
(1)用作城市管网供气的高峰负荷和事故调峰
1937年,英国工程师埃克汤提出用LNG作为城市供气中的高峰负荷和事故调峰之后,在欧美等国家得到广泛的应用。
1999年,由法国索非工程公司帮助建设的上海浦东LNG液化厂,便是我国首座采用LNG技术的天然气备用调峰站。
(2)用作大中城市管道供气的主要气源
到目前止,日本已建设了22座LNG接收站,每年进口5000多万吨LNG,85%通过气化送进城市管网,用于发电、民用和工商业用,15%用汽车或大车运至离接收站较远的中小城镇,用作LNG小区气化的气源。
(3)用作LNG小区气化的气源
全世界有接近200座LNG卫星站投入使用,日本就有70多座,在北美和欧洲就有100多座。据不完全统计,中国目前就有LNG卫星站40多座投入运行,其他都在规划、设计、筹建中。
(4)用作汽车加气的燃料
俄罗斯的LNG用于拖带集装箱的重型柴油车,每1kgLNG,可以代替1.25公斤柴油。俄罗斯有5万辆重型柴油车,将逐步使用LNG,俄罗斯还将LNG用在内河航运的船舶当燃料。
(5)用作飞机燃料
俄罗斯图波列夫飞机设计局应用LNG作为飞机燃料,第一架试验飞机图-155,发动机型号为HK-88。后用图-156正式使用LNG为燃料的图-156客货运输机,已成功安全飞行12年。在投入航线运行的图-204客机基础上,设计局设计了使用LNG的图-206客机,此机可载乘210人,飞行里程为5200公里。
(6)LNG的冷能利用
深冷可用于低温研磨橡胶,中冷用于制冰、建滑冰场,浅冷用于冷冻库建设。日本还将冷能用于发电,利用能源创造舒适的环境。
(7)分布式能源系统
采用热电冷三联供,可以提交天然气的利用率达到60-80%。
5、中国LNG的迅速发展
5.1国内主要LNG生产和接收站点及近期规划
5.2走国内生产和国外进口相结合的LNG发展道路
随着基础产业改革力度的加大,我国燃气市场垄断局面逐步被打破,燃气行业发生了巨大的变革,迎来了崭新的发展生机。国外资本、民营企业、个人资金纷纷涌入基础设施产业,不断涉足燃气设施基本建设,促使我国LNG生产厂的上马。这样,有利于我国充分利用国产LNG来提前开发中小城镇燃气市场,为将来天然气大管网供气铺路,提前做好天然气转换的各种工作,为加速我国天然气事业的发展起着积极的推动作用。
5.3 我国已建成和即将建成的LNG生产厂
(1)我国第一座采用丙烷预冷+乙烯深冷+节流膨胀制冷工艺流程生产LNG的规模15万立方米/天的河南中原油田濮阳LNG液化厂2001年11月份建成投产,至2003年6月销售LNG1918万立方米。2003年7月8日经中石化组织全国专家进行技术论证、鉴定、验收。专家建议加大生产能力,积极推广应用。
(2)规模150万立方米/天的新疆广汇集团建设的吐哈油田LNG液化厂已于2004年9月建成投产。
(3)海南福山气田25万立方米/天规模的LNG液化厂已于2005年4月建成投产。
(4)广西北海涠洲岛15万立方米/天的LNG液化厂将在2005年10月建成投产。
(5)重庆建南油田30万立方米/天LNG液化厂正在报批之中。
(6)兰州燃气化工集团在兰州筹建的30万立方米/天LNG液化厂的工作积极在推进。
(7)内蒙额尔多斯100万立方米/天的LNG液化厂筹建工作已经开始。
5.4 两个引进LNG的站线项目已经启动
(1) 每年300万吨规模的广东LNG站线项目于2002年10月18日在澳大利亚堪培拉签署了为期25年,每年供应325万吨LNG的合同,预计2006年6月份建成投产。
(2)每年200万吨规模的福建LNG站线项目于2002年9月26日在印尼雅加达签署了为期25年,每年供应260万吨LNG的合同。预计2007年6月份建成投产。
5.5 中国LNG小区气化的崛起
由于濮阳油田15万立方米/天的LNG液化厂的建成投产和新疆吐哈油田150万立方米/天的LNG液化厂建成投产,为中国广大中小城镇开展LNG小区气化创造了必要的气源条件,张家港圣达因化工机械公司生产出大型LNG储罐和超级真空LNG汽车槽车为LNG储存和运输创造了条件,全国各地的LNG小区气化热潮如火如荼地开展起来。
如果说20世纪80年代至90年代是中国的LPG小区气化的年代的话,那么21世纪的头10年至20年将是中国LNG小区气化的年代;中国LPG小区气化的发源地在广东深圳,1982年开始,采取“全面规划、分区建设、逐步联网、逐步实现石油气供应管道化”的办法,分四个阶段,实施LPG小区气化向天然气管道供气转换。
第一阶段:小区气化站建设阶段(1982年-1994年),实现生活小区管道化,建起小区管道供气站;
第二阶段,小区气化站联网阶段(1991年-1996年),小区与小区之间逐步联网,让小区之间能互相配气、供气;
第三阶段,大型区域性气化站建设阶段(1993年-1998年),建设罗芳、南油、龙岗等大型区域性气化站。
第四阶段,全市联网阶段(1996年-2001年),实行区域性小区气化站大联网,南北出关,实现全市联网,做到大面积的液化石油气管道供气,等待天然气的到来。
中国LNG小区气化的发源地应该在山东淄博,然后不断向山东青岛、江苏、浙江、广东、福建、湖南、江西、安徽、新疆等地辐射,LNG为我国广大中小城镇燃气化引发了新的能源革命。
最近在中国山东掀起的LNG小区气化热潮,远远超过当时在中国广东掀起的LPG小区气化热,比日本在20世纪70年代开始掀起的LNG小区气化发展速度还快。
(1) 山东淄博市杨寨LNG小区气化站
淄博煤气公司于2000年1月开始施工,于2000年10月建成采用LPG试开车,并于2001年12月2日投入LNG供气,是国内第一座液化天然气气化站,也是目前亚洲最大的液化天然气气化站,天然气全部供应工业用户,设计能力为12万Nm3/d。
(2) 青岛金家岭LNG小区气化站
金家岭项目自2000年6月开始设计,于2001年1月完成;青岛煤气公司于2001年1月开始施工,于2002年2月建成试开车,一次成功,是国内第一座民用液化天然气气化站,设计能力为2万Nm3/d。
(3) 广东龙川LNG小区气化站工程
龙川LNG气化站的设计、建设周期短,从设计到落成只用了不到一年的时间,今年5月23日已举行了落成典礼,设计能力1万Nm3/d。虽然龙川站的LNG目前来自河南濮阳,但其经营者的目光是在深圳。一旦深圳的LNG接受站建成,龙川将是收益者。
(4)浙江余姚LNG小区气化站
供气能力1.2万Nm3/d,储存能力3×50m3立式罐的余姚LNG小区气化站于2002年6月动工兴建,2002年10月9日建成投产。
(5)江苏姜堰LNG小区气化站
供气能力1.0万Nm3/d,储存能力2×50m3立式罐的姜堰LNG小区气化站于2002年3月动工兴建,2002年7月建成投产。
5.6 LNG小区气化和LNG汽车加气站的前景宽广
LNG小区气化发展具有宽广的前途是基于:
(1) 其气源LNG是将天然气液化缩小600多倍的液体,可在公路、铁路、海上通过汽车槽车、火车槽车和轮船进行灵活高效的运输;
(2) 建设投资省、见效快、方式灵活;
(3) 气化成本远比LPG气化成本低,经济合算;
(4) LNG本身价格比LPG价格至少便宜31%,价格波动比较平稳。
(5) 与LPG比较,安全可靠,其气相密度0.74Kg/m3,比空气轻,稍有泄漏,即可随空气亦散,其着火点为650℃,比LPG的460℃要高,其爆炸极限为5%-15%,比LPG的1%-15%要窄,使用起来会更安全。
(6) LNG的主要成份为甲烷,燃烧后排出的二氧化碳比LPG少3-4倍,减少了温室效应,是非常理想的民用燃料、工业燃料、发电燃料、车用燃料。
(7) 工艺流程简单,容易实现自动化操作,建设城市LNG卫星站可作为城市供气主要措施,又可以作为城市供气调峰设施,可成为与管道天然气对接之后的调峰和储存设施。
随着我国经济建设的迅速发展和人民生活的不断提高,中国广大中小城镇,建设3至5万户、8至10万户规模的LNG小区气化站来满足人们生活用气和商业用气成为可能和现实。
5.7 LNG小区气化、瓶组站与汽车加气站的工艺与设备介绍
工艺流程简述
LNG气化站工艺在国外是十分成熟,而且已有30多年的历史。LNG由低温槽车运至气化站,在卸车台利用槽车自带的增压器对槽车储罐加压,利用压差将LNG送入LNG储罐储存。气化时通过储罐增压器将LNG增压,然后自流进入空浴式气化器,LNG发生相变,成为气态天然气,夏季直接去管网,冬季经水浴式加热,再去管网。
5.8 LNG站工艺设备设施
(1)LNG 真空储罐
结构形式: 立式金属单罐
最高工作压力: 0.5MPa
最低工作温度: -196℃
单台净几何容积: 100m3
内罐直径: φ3000
外罐直径: φ3500
内罐材质: 0Cr18Ni9Ti
外罐材质; 16MnR
生产单位; 张家港圣达因公司生产
(2)空浴式气化器
结构: 立式、长方体
气化能力: 9605kg/h?台
生产单位: 山东淄博
LNG入口温度: - 162 ℃
LNG出口温度: 环境温度-10 ℃
正常工作压力: 0.4MPa(绝)
(3)水浴式气化器
结构: 圆筒形
气化能力: 4000kg/h
生产单位: 国内制造
4000kg/h水浴式气化器
(4)增压器
为了使储罐中的LNG能够自流进入气化器,必须保证储罐的压力高于气化器。为此设置了储罐自增压气化器,当储罐压力低于设定值时,自力式升压调节阀开启,LNG进入自增压气化器,气化后的天然气回到储罐顶部,达到为储罐增压的目的。
(5)BOG处理装置
BOG(Boil Off Gas)是储罐及槽车的蒸发气体。低温真空粉末绝热储罐和低温槽车的日蒸发率一般为0.3%,这部分气化了的气体如不按时排出,会使储罐上部气相空间的压力升高。为保证储罐的安全,装有降压调节阀,可根据压力自动排出BOG。因此在设计中设置了BOG加热器及BOG缓冲罐,用以回收BOG。回收的BOG冬季用于燃气锅炉做燃料,夏季不使用锅炉时,通过缓冲灌的压力控制,并入输气管网。
结构为卧式,圆筒形;直径φ3000;材质16MnR;按工艺技术要求,设置进、出气相管、安全放散、压力指示接口。
(6)阀门、输送管及管件
① LNG阀门
应满足输送LNG压力、流量要求,且具备耐低温性能(-196℃)。从日本进口LNG阀门,主要包括LNG截止阀、安全阀、止回阀、紧急切断阀、升压调、节阀等,各满足工艺流程位置技术要求。
② LNG输送管道及管件
LNG输送管道:材质0Cr18Ni9Ti,规格DN25、DN50、DN65、DN80,价格约32000元/吨。
③ LNG管件:与LNG输送管道相同(或相匹配)技术要求。法兰:材质0Cr18Ni9Ti;密封垫片采用不锈钢金属缠绕垫片。
5.9 运输设备
山东LNG小区气化的气源目前主要靠河南濮阳LNG生产厂,它是靠40m3/0.8MPa LNG半挂运输车运输.
(1) 贮槽
贮槽型号为TCB-27/8型低温液体贮槽。金属双圆筒真空纤维绝热结构;尾部设置操作箱,主要的操作阀门均安装在操作箱内集中控制。操作箱三面设置铝合金卷帘门,便于操作维护。前部设有车前压力表,便于操作人员在驾驶室内就近观察内筒压力。两侧设置平台,便于阻挡泥浆飞溅。平台上设置软管箱,箱内放置输液(汽)金属软管。软管为不锈钢波纹管。
(2)整车
列车整车外形尺寸长×宽×高≈14500mm×2500mm×3800mm,符合GB7258《机动车运行安全技术条件》标准规定。
整车按GB11567标准规定,在两侧设置有安全防护栏杆,车后部设置有安全防护装置。并按GB4785标准规定设置有信号装置灯。
(3)罐式集装箱
罐箱外形尺寸为12192mm×2438mm×2591mm(长×宽×高),罐槽结构采用多层缠绕高真空绝热设计,贮罐的各种阀门、仪表及安全附件根据GB150-1998《钢制压力容器》附录B选配,并集中布置于贮罐的一端,以利于管理和操作。底部进液管道和增压器进液管道分别增设了气动紧急切断阀。安全阀和放气阀的排放口采用集中回收管道通过阻火器进行排放。
5.10 中国 LNG 车载公路运输的发展
(1)LNG车载公路运输安全操作程序为保障LNG在公路运输途中的安全,维护客户的利益,承接LNG运输任务的山东淄博市交通运输公司张店化工危险品运输分公司,制订了LNG运输安全操作程序如下:
① 本公司现有性能优良的日产尼桑LNG专用运输槽车6台,单车装载量为40立方米LNG。
② 随车配备消防局指定的危险品专用灭火器2个、消火帽、1000余元专用工具。
③ 每车均配备移动电话2部,并24小时开机,保持运输车辆与公司的联络,公司随时掌握运输车辆的位置及运行情况。
④ LNG运输车配备驾驶员2名、押运员1名。
⑤ 驾驶员、押运员经国家有关部门培训,具有危险品运输资格证、操作证明及相关证件。
⑥ 驾驶员的工作时间和驾驶时间,参照国家规定执行(每人每天工作8小时,连续驾车不超过3小时)。
⑦ 驾驶员按公司规定运输线路运行(主要以高等级公路为运输线路)。
⑧ LNG运输车在运行中,每运行200KM,停车检查槽车灌体情况、阀门、仪表有压力及车辆主要安全部件是否正常,以保证LNG安全、及时送达客户。
⑨ 装载LNG严格按照槽车设计标准载量执行,不得超标准装载。
⑩ 运输前,双方签订天然气运输合同具体事宜,按运输合同执行。
(2)LNG车载公路运输保持了一年来的安全运输记录
我国目前拥有LNG运输槽车11辆,其中淄博张店运输公司有6辆40立方米槽车,中原油田有4辆30立方米槽车,苏州市燃气集团有1辆45立方米槽车投入运行。
山东淄博市交通运输公司张店化工危险品运输分公司承接了全国85%以上的LNG运输任务,从2001年10月2日起的第一车LNG运输从河南中原油田濮阳LNG厂出发,行驶了380公里,中国的第一车LNG运输安全到达山东淄博杨寨LNG气化站。时至2003年4月7日,从河南中原油田濮阳LNG厂出发开出的第866车次LNG又顺利到达山东青岛金家岭LNG气化站。在一年来的时间里,张店化工危险
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