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  • LNG液化天然气特性、窑炉改造
    LNG 是一种清洁、高效的能源,把窑炉燃料更换成 LNG龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】,可提高产品质量龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】、降低建设成本、减少劳动强度、性价比很好等。本 文从 LNG 基础知识、LNG 气化站龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】、LNG 气化站工艺流程龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】、LNG 在窑炉中应用的注意事项四个方面龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】,叙述基于 LNG 窑炉燃料的改造龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】, 为窑炉行业进行 LNG 燃料及工艺改造提供了技术资料。 


     
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    前言


    LNG 是一种清洁、高效的天然气能源,其主要成分为甲烷。随着世界石油资源非常紧张,目前龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】,为了保障能源供给龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】,很多能源需求大国非常重视 LNG 引进和使用,如日本、美国龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】、俄罗斯等发达国家都在大量建设 LNG 气化站, 促使 LNG 成为全球争夺的热门资源。在窑炉的工作过程 中,若把窑炉燃料更换成 LNG,可大大提高产品质量、降低建设成本、减少劳动强度,具有很高的性价比等。因此, 本文从 LNG 基础知识、LNG 气化站、LNG 气化站工艺流程龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】、LNG 在窑炉中应用的注意事项四个方面来叙述基于 LNG 窑炉燃料的改进龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】。 


      
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    LNG基础知识


    1.1 LNG 含义


    LNG 就是液化天然气,是把天然气进行净化(脱水、脱烃、脱酸性气体),节流、膨胀和及制冷,使甲烷变成液体 而形成的龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】。LNG 与液化前比较,体积大大减少,约为 0°C龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】、1 个大气压下天然气体积的 1/600。另外龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】,LNG 没有颜色、气味、毒性及腐蚀性,并且重量仅为同容量水的 45%左右。 


    1.2 LNG 性质


    在零下 162°C与 0.1MPa 下龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】,LNG 为无色龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】、无味的液 体,密度约为每立方 430kg~470kg,燃点为 650°C(LPG 为 466°C,汽油为 427°C),热值一般为每立方 37.2MJ。在零下 162°C时,LNG 汽化潜热约为每立方 510MJ,即温度不变 时,单位质量某种液相物质在汽化过程中所吸收的热量。 LNG 的储存装置是绝热的,只要有热量渗漏到其中, 就会使少量的 LNG 汽化,产生的气体被称为蒸发气(Boil Gas)。LNG 蒸发气的成分为一般情况氮气约为 20%,甲烷约为 80%龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】,然后再加上微量的乙烷。LNG 若倒在地上,开始会猛烈沸腾而蒸发,沿地面形成一个层流,并且从周围环境中不断吸收热量,逐渐上升及扩散。 


    1.3 LNG 优点


    LNG 的燃点比汽油、柴油都高,爆炸极限比汽油高 2.5~4.7 倍,相对密度比汽油小,若稍微发生泄漏,也会迅 速挥发和扩散,从而不会造成自燃爆炸或遇火爆炸的极限 浓度龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】。LNG 作为汽车燃料龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】,比汽油、柴油的综合排放量降 低约为 85%,而且无铅龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】、苯等致癌物质,基本不含硫化物。 通过槽车、轮船等交通工作龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】,可将 LNG 运输到管道很难到 达的任何地方和用户家庭龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】,与地下输气管道相比龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】??纱蟠?节省投资费用,并且使用方便龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】、可靠等。 


    1.4 LNG 危险性


    在 LNG 储罐中龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】,LNG 一般处于沸腾状态龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】,外来的热量 传入会导致汽化,使罐内压力超高,将导致安全阀打开或 造成更大的破坏。若对 LNG 的液体表面龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】、低温管线及相关 设备等组成的低温表面接触的皮肤区域,没有进行良好充 分的?;?,就会出现低温冻伤现象龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】。泄漏 LNG 由于周围环 境的热影响而加速自身的汽化,并迅速形成易燃的蒸气- 空气混合气雾,使 LNG 泄漏有点燃的危险龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】。同时龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】,若在没有进行有效绷?国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】;さ那榭鱿?,人处在低于零下 10°C,并时间较长,就会发生低温麻醉,然后随着体温下降,人体各方面 功能和精神智力活动都将下降龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】,心脏开始衰竭,体温进一 步下降,从而导致死亡发生龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】。 


       
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    气化站


    LNG 气化站主要进行接收、存储和分发,同时把 LNG 从生产企业转往消费者的中间转接场所。LNG储罐通常 是采用安装在地面上的金属单罐龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】,结构形式主要是真空粉 末绝热龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】、立式或卧式圆筒形双层×?国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】?瘴率街髌饔?LNG 主气化器、储罐增压器、BOG 加热器、EAG 加热器等构成龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】。水浴式加热器根据加热方式可分为热水式、蒸汽加热式、电加热式等龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】,把导热盘管放入热水槽中,实现导热管中的低温天然气与热水之间进行热交换,变成常温天然气龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】?龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】;撼骞薜挠猛臼腔撼寮游潞蟮?BOG 气体龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】,然后稳定出站天 然气的压力。 


      
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    LNG气化站工艺流程


    LNG 气化站一般包括:卸车工艺龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】、储存增压工艺、加热气化工艺、BOG 处理工艺、安全泄放工艺、计量加臭工艺龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】。 


    3.1 卸车工艺


    运送集装箱储罐中的 LNG 在常压,零下 162°C条件下,通过自身的增压器给集装箱储罐增压至 0.6MPa,然后利用压差将 LNG 送入气化站低温储罐中。另外,当卸车进行末段时,通过 BOG 气体管道进行回收产生的集装箱储罐内的低温 NG 气体。 


    3.2 储存增压工艺


    中、小型 LNG 气化站通常采用的增压方式有两种龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】,一 种方式是增压气化器与自力式增压调节阀相结合;另外一 种是增压气化器与气动式增压调节阀相结合,并且一般情况下是采用这种方式。 


    3.3 加热气化工艺


    为满足气化站内生产需求,根据一年四季环境温度及 天气的变化,通常采用夏季使用空温式汽化器,利用自然能源;冬季使用热水水浴式加热器龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】,来进行增热。目前,空温式气化器根据通风方式,有强制通风和自然通风,但一 般情况龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】,是采用自然通风方式。另外龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】,正常工作时,两组空温气化器可在控制中心的定时器及气动切断阀控制下,定时切换,并且切换周期可设为每次 6 小时。同时,在两组空 温气化器的入口处龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】,都装有气动切断阀龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】,若出现温度低于 0°C时龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】,使用的空温气化器就会低温报警,并连锁切换使用 另一组空温气化器。 


    3.4 BOG(Boil Off Gas)处理工艺


    BOG 气体是因 LNG 吸热或压力变化产生的,主要包括 LNG 因以下原因气化产生的气体:储罐吸收外部环境 热量气化龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】,卸车时储罐因压力和气体容积变化气化,流入 储罐内的 LNG 与原储罐内较高温度 LNG 相遇气化;储罐内因压力较高进行减压气化龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】。LNG 槽车回收 BOG 采取自压回收方式,并缓冲后再输出。 


    3.5 安全泄放工艺


    在温度低于零下 120°C时龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】,天然气密度重于空气,此时若出现泄漏,将会出现聚集在地面,挥发不了;而在常温时,天然气密度远小于空气密度,很容易扩散。按照规定要求,必须安全排放,并且一般采用集中排放。安全泄放工艺系统由安全阀、爆破片、EAG 加热器、放散塔等组成,并且 EAG 加热器对气化的低温天然气进行集中加热,再经阻火器及 25m 高的放散塔在高处排放。 


    3.6 计量加臭工艺


    主气化器及缓冲罐的气体先计量龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】,再进行加臭处理,然后输入到使用输送气管中龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】。计量通常采用气体涡轮流量计,根据其流量计传来的流量信号,按比例加注臭剂,臭剂为四氢塞吩。 


       
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    LNG在窑炉中应用注意事项


    4.1 气化问题


    在 LNG 气化方式中,常见的有空温式和水浴式,并且 水浴式要有锅炉提供热水,专用气化设备龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】,整个系统比较复杂。另外,窑炉的烘炉系统是临时设施,倘若使用水浴式,效果会不太理想,因为大部分烘炉现场不能提供热水。 而空温式不需要外部能源,但对外部环境温度有所要求龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】,即不宜低于 15°C,若出现温度过低,LNG 气化时出现剧烈 换热,气化器表面的温度急剧下降,周围水气在其表面结 冰,失去传热能力,并且其内部 LNG 的液位会逐渐升高,流到后面的设备和管道中,出现安全事故龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】。 


    4.2 槽车的安全问题


    为保证 LNG 的低温状态龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】,LNG 储存基地办法是连续 向容器外围空间补充低温液态氮气气化;而 LNG 槽车的办法是采用真空粉末隔热。因槽车容器的支撑处、接口处龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】、 安全阀等地方,会不可避免的传热到其里面,从而槽车内的 LNG 不断升温。倘若 LNG 作为备用气源,槽车就会长 时间放置,对其内部升温升压问题,必须高度重视,以防发生安全事故龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】。 


    4.3 材料性能问题


    根据 LNG 的特性,应该超低温存储,对控制的阀门、管道材质要求非常严格龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】,而烘窑炉的炉系统是临时设施,其设备及平面布局、安装等很难达到国家的标准和要求,因此,就没有办法向相关的职能部门报批、申请检查和验收工作,从而这样就比较困难保证阀门龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】、管道材质符合要求。另外,倘若因阀门、管道的材质出现问题,就会产生非常严重的安全事故龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】,造成很大的损失龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】。 


    4.4 安全操作问题


    因 LNG 的特殊性能及要求,其相关系统的操作非常关键,若出现误操作 ,管道预 冷就不充分龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】,材质不良的阀门龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】、管道就骤冷脆裂,从而导致大量泄露发生。因此使用 LNG龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】,对操作者的综合素质、专业技能等要求比较高,以防安全事故发生龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】。 


      
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    小结


    本文从 LNG 基础知识、LNG 气化站、LNG 气化站工艺 流程、LNG 在窑炉中应用的注意事项四个方面来叙述基于 LNG 窑炉燃料的改进,提高了产品质量、降低了建设成本龙8国际_龙8娱乐平台_官网【独家赞助】、减少了劳动强度、性价比很好等,为窑炉行业进行 LNG 燃料及 工艺改造提供了技术资料。


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