液化天然气的运输方式及其特点.doc

液化天然气的运输方式及其特点摘要: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。主题词:液化天然气运输方式一、全球液化天然气贸易现状液化天然气在运输、储存及调峰方面具有独特的优越性,近年来,世界液化天然气工业发展迅猛,液化天然气已成为世界上贸易量增长最快的一次能源。目前,印度尼西亚是全球最大的液化天然气出口国,占世界液化天然气出口总量的26,,日本则是世界最大的液化天然气进口国,其液化天然气进口量超过720×108m3,a,占世界液化天然气进口总量的53,。中东和非洲的液化天然气出口份额也在不断增长,亚洲则是液化天然气主要进口地区(见表1)。随着我国能源战略的调整,东南沿海液化天然气项目的不断建设,我国液化天然气工业将得到较快的发展。液化天然气产业链是一个资金庞大、技术密集的完整链系,包括上游天然气的开采、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(见图1)液化天然气运输是液化天然气产业链中重要的一环,是连接上下游之间的纽带。以下着重对管道、罐车和船舶3种运输液化天然气方式的特点及其存在的技术难点进行了系统分析,旨在为我国液化天然气产业的发展提供借鉴。二、液化天然气的管道输送管输液化天然气多用于城市调峰装置和油轮装卸设施,由于管道低温输送技术存在一定的困难,目前尚无采用低温管道长距离输送液化天然气的实例。为此,必须加快研发并提高液化天然气管道运输技术的步伐,以适应当前液化天然气工业迅猛发展的迫切需求。1、液化天然气密相输送工艺液化天然气作为液体产品进行长距离管道输送,其输送技术与原油加热输送工艺类似,管道沿线需要建设液化天然气加压泵站和冷却站。进入管道的是饱和液化天然气液体,由于管道沿线温度的影响,液化天然气易受热,其中一部分会被气化,使管道内形成两相流动,这不仅增大了沿线阻力,而且还会产生气体段塞流动现象,严重影响管道的输送能力和安全运行。因此,对于低温液体输送管道,特别是长距离管道,要防止液体气化,就必须实现液体单相流动。而防止液化天然气气化的方法需要采用密相输送工艺,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(见图2)。此外,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,长距离液化天然气输送管道除建设加压站之外,还需要每隔一定距离设冷却站,并且使加压站和冷却站建在一起,即所谓的冷泵站,以便于施工和管理。随着低温材料和设备技术的发展,液化天然气长距离管道输送在技术上是可行的。2、管输液化天然气经济分析液化天然气的体积是其气态时体积的1,600,与输气管道比较,输送相同体积的天然气,液化天然气输送管径要小得多,可以节约钢材投资。此外,液化天然气泵站的费用要低于输气压缩机站的费用,液化天然气泵站能耗要比压气站低若干倍。然而,液化天然气输送管道要求在密相区运行,温度较低,必须采用性能良好的低温隔热材料,价格昂贵,同时,管道降温需增建中间冷却站。这些因素会使得液化天然气输送管道的初期投资费用较高。随着世界能源结构的调整,天然气占世界总能源的比例越来越大,天然气地区性贸易量也正逐年加大。液化天然气长距离管道的建设问题也越来越受到重视。显然,输量的增加将有助于降低低温管道的投资费用和单位输量的运行管理费用,从而使得长距离管道输送液化天然气在经济上成为可能。3、管输液化天然气技术难点(1)管材的选择如果要实现管道在低温“密相区”工况下运行,管道材质十分关键。管材必须选用性能良好的低温隔热材料,同时还应该考虑到管材的冷脆问题,因此,液化天然气管材一般选用9,和3(5,的镍钢。此外,管道焊接一般采用惰性气体保护焊,并需要进行焊缝检测。为了减少输送压降损失,管道内涂层技术仍需要开展研究。(2)低温输送工艺在管道输送液化天然气前,需要将管道温度从环境温度冷却到工作温度,即所谓的管道预冷过程。在预冷过程中,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。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,与放空罐相连,以将管道压力控制在安全极限内。此外,液化天然