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【摘 要】 本文通过对液化天然气的主要特性进行简单的介绍,进而从LNG储运方式、液化天然气储运的安全技术管理,以及焦炉煤气制甲烷/LNG工程施工管理这三个方面对液化天然气(LNG)储运的安全技术及施工管理措施进行阐述。
【关键词】 液化天然气;储运;安全技术;施工管理;焦炉煤气制甲烷/LNG
一、前言
天然气作为一种清洁能源,主要用于替代现如今常用的石油能源。为了更好地进行天然气的利用,扩大其应用范围。我们利用液化技术将天然气进行液化,这样便于运输和储存。
二、液化天然气的主要特性
1.易燃性
液态天然气同样具有易燃的特性,其在低温环境下,燃烧体积比为6%~13%,燃烧速度大约在0.3m/s。因此,在空间较大的环境下,液态天然气以及其BOG很少会发生燃烧而爆炸。在遇到火源后,天然气会处于低速燃烧的状态,且燃烧会扩散到氧气所及的地方。但若周围空间有限,天然气与周围空气混合达到爆炸极限时,也会发生爆炸事故。
2.低温性
液化天然气可以实现常压低温存储,常压下其沸点约为-162℃,正是液化天然气的这个低温特性,使得其在存储、运输、使用均是在低温下进行的。另外,针对这一特性,要特别注意在对液化天然气进行低温处理时,首先要注意系统在这一环境下其设备和管道材料的低温性能,避免低温造成材料的硬脆断裂和收缩等问题;其次,要注意低温环境下产生的翻腾问题;最后要注意系统的冷温控制、BOG处理以及低温泄露,针对金属罐体出现的热胀冷缩,在超低温的环境下,罐体的一些金属部件由于出现冷缩问题。
3.快相变性
液化天然气由于其低温特性,在与周围介质如水接触时,难免会出现快速的相态转变。当两种温度相差十分悬殊的液体接触时,低温液体表面层温度急速上升,高温液体在极短的时间内产生大量蒸汽,就像水落在烧红的铁块上的状况。当液化天然气发生泄漏与水发生接触时,就会出现这种现象。液化天然气流进水中,产生强烈的对流传热,当周围空间有限,这种快速的相态转变会产生严重的爆炸事故。
三、LNG储运方式
1. LNG船舶运输
多年以来,在LNG国际贸易中,主要采用专用油轮进行LNG跨洋运输。LNG的远洋运输始于1959年,当时,“甲烷先锋号”油轮装载5000m3LNG成功地从美国路易斯安娜州的查理斯湖,横渡大西洋运抵英国凯凡岛。近半个世纪来,随着造船技术的进步,LNG油轮在数量和规模上都得到了很大发展;而增大油轮容量可降低LNG运输费用,因此LNG油轮的容量不断向大型化发展。
2.槽车运输
液化天然气的槽车运输承担了将天然气液化工厂生产的LNG运送到各个使用点的任务。运输距离短、数量不大的LNG输送,可采用公路槽车运输。用公路槽车运输深冷液体已有多年历史,国内外技术都十分成熟。超过一定距离,采用铁路槽车运输LNG比采用公路槽车较为经济。国内正在研究火车低温集装箱运输方式及运输标准,以便更长距离、更大量地运送LNG。
3.管道输送
目前,在陆地上,由于受到管道低温输送技术、经济、气源等各方面的影响,世界上约75%的天然气仍采用常态管道输送的方式,只在LNG调峰装置和油轮装卸设施上设有LNG低温管线,还没有长距离LNG管线的实例;但已有专家从理论上对长距离LNG管线可行性一。进行了研究,理论研究表明,随着低温材料和设备技术的发展,建设长距离LNG管线在技术上是可行的,在经济上是合理的。
四、液化天然气储运的安全技术管理
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、分层的消除及储罐的预冷等环节上给予控制,并在流程与结构的设计中考虑并完善。
1.液化天然气储运设备的材料
液化天然气装置本身的可靠性是保证液化天然气设施安全运行的重要前提。由于液化天然气为超低温液体,因此,与该液体接触的材料必须能耐低温,而且在极低温时仍具有韧性,并能克服由常温降至低温时的胀缩问题,防止原材质选择不当而引起液化天然气泄漏。因此,无论是运输液化天然气的槽车、槽船,还是储存液化天然气的储罐,都必须能满足超低温的基本条件。国外使用的液化天然气内槽(壁)的材料主要由镍钢、铝台金和珠光体不锈钢等,国内外均有采用36%镍钢作儲罐材料的液化天然气船只的案例。
2.安全技术措施
防泄漏可燃气体探测系统般可以通过目测和大型的可燃气体探测器的方法(如红外、紫外探测仪、烟雾燃烧监测仪,低温探测装置和液化天然气压力测试装置等)来探铡液化天然气的泄漏。用目测的方法所见到的特征为储运装置外表为云雾状;而用探测器时,闭路电视系统可以监测所有液化天然气设备的工作状况,一旦发生泄漏,外溢、气化等,应急操作就会被激活,操作工就能及时采取相应的控制措施进行处理。因此,连续的自动探测系统比人工探测具有更大的优势。
五、焦炉煤气制甲烷/LNG工艺介绍
河南京宝焦炉煤气制天然气项目由河南京宝新奥新能源有限公司投资,采用新地能源工程技术有限公司自主研发的焦炉煤气净化、甲烷合成、混合制冷液化、低温精馏等先进工艺技术,年处理焦炉煤气能力2.4×108Nm3/a,年产液化天然气能力0.95×108Nm3。该套装置将成为国内“焦炉煤气甲烷化”工业化示范装置,对全国焦炉煤气综合开发利用起到示范和推广作用。
本工艺原料为焦炉气,是焦炭生产过程中的副产物,其主要成分为H2、CH4、CO、CO2、N2等,其杂质有焦油、萘、苯、硫化氢、有机硫等。焦炉气中H2、CO和CO2在一定条件下可以合成甲烷,但焦炉气中的杂质对甲烷合成催化剂有很大的影响,故先对焦炉气进行净化处理,以满足甲烷合成的需要。本项目生产工艺装置包括压缩工段(包括原料气储存)、脱硫工段、合成工段、液化工段、LNG储罐及装车站。焦炉煤气制甲烷/LNG工艺流程如下: 六、焦炉煤气制甲烷/LNG工程施工管理
1.加强材料管理
因为天然气工程施工要求较高,所以在确保工程质量上,不能出现任何差池。对天然气施工管理上,需要加大对天然气施工材料的检查,保证天然气工程施工中使用的管材、管件、衔接零件等部件都要满足工程项目的要求,才能使天然气设备在投入使用中能承受足够的压强。这样也才能保证天然气在施工中不会因为设备质量差而引起安全事故。管理人员加强对施工材料的监管,才能保证天然气工程的顺利施工以及后期的投入使用。
2.加强施工人员管理
由于天然气工程施工中存在隐蔽性较大的事故,而且在施工中对质量的要求特别高,因此对施工人员的专业技术要求也就非常高,同时也要加强对施工人员的管理。技术人员的专业技术水平和专业素质直接影响到天然气工程施工的质量,所以对技术人员的管理上,要加强对员工专业知识的培训和学习,提高施工人员的政治思想素质,引导员工树立正确的工作价值取向。才能够确保天然气工程能够在规定的时间内顺利完成。
3.加强天然气施工过程管理
因为天然气工程施工容易受到诸多因素的影响,并且天然气工程在施工中存在一定的安全隐患。因此在天然气工程的施工中,为了保证天然气工程的质量以及按期完成工程,就必须要加强对天然气项目施工的全方位监管,不仅要对施工质量进行管理,还要加强施工人员的工作态度监督。在天然气工程的施工阶段需要专业人员对施工过程中的每一个环节进行监督,保证施工的整体质量。同时还要加强与施工人员的沟通,保证天然气工程施工每一个环节工作的连贯性。同时,因为天然气工程是个非常严谨的工作,在施工中不能出现任何疏忽,所以还要加强对施工态度的管理。提高施工人员的积极性,保证每一位员工在施工中投入百分百的精神,使天然气的施工质量得到保证。
七、结语
天然气作为易燃物品在进行储藏和运输的过程中,我们应当加倍注意,在进行与天然气施工的过程中,更应当加强管理,以便提高各方面的安全,最大程度的保障液化天然气的安全。
参考文献:
[1]陈秉寅.液化天然气(LNG)储运的安全技术及管理措施[J].《中国石油和化工標准与质量》-2013年11期
[2]刘金良.液化天然气储运的安全技术及管理[J].《河南化工》-2010年20期
【关键词】 液化天然气;储运;安全技术;施工管理;焦炉煤气制甲烷/LNG
一、前言
天然气作为一种清洁能源,主要用于替代现如今常用的石油能源。为了更好地进行天然气的利用,扩大其应用范围。我们利用液化技术将天然气进行液化,这样便于运输和储存。
二、液化天然气的主要特性
1.易燃性
液态天然气同样具有易燃的特性,其在低温环境下,燃烧体积比为6%~13%,燃烧速度大约在0.3m/s。因此,在空间较大的环境下,液态天然气以及其BOG很少会发生燃烧而爆炸。在遇到火源后,天然气会处于低速燃烧的状态,且燃烧会扩散到氧气所及的地方。但若周围空间有限,天然气与周围空气混合达到爆炸极限时,也会发生爆炸事故。
2.低温性
液化天然气可以实现常压低温存储,常压下其沸点约为-162℃,正是液化天然气的这个低温特性,使得其在存储、运输、使用均是在低温下进行的。另外,针对这一特性,要特别注意在对液化天然气进行低温处理时,首先要注意系统在这一环境下其设备和管道材料的低温性能,避免低温造成材料的硬脆断裂和收缩等问题;其次,要注意低温环境下产生的翻腾问题;最后要注意系统的冷温控制、BOG处理以及低温泄露,针对金属罐体出现的热胀冷缩,在超低温的环境下,罐体的一些金属部件由于出现冷缩问题。
3.快相变性
液化天然气由于其低温特性,在与周围介质如水接触时,难免会出现快速的相态转变。当两种温度相差十分悬殊的液体接触时,低温液体表面层温度急速上升,高温液体在极短的时间内产生大量蒸汽,就像水落在烧红的铁块上的状况。当液化天然气发生泄漏与水发生接触时,就会出现这种现象。液化天然气流进水中,产生强烈的对流传热,当周围空间有限,这种快速的相态转变会产生严重的爆炸事故。
三、LNG储运方式
1. LNG船舶运输
多年以来,在LNG国际贸易中,主要采用专用油轮进行LNG跨洋运输。LNG的远洋运输始于1959年,当时,“甲烷先锋号”油轮装载5000m3LNG成功地从美国路易斯安娜州的查理斯湖,横渡大西洋运抵英国凯凡岛。近半个世纪来,随着造船技术的进步,LNG油轮在数量和规模上都得到了很大发展;而增大油轮容量可降低LNG运输费用,因此LNG油轮的容量不断向大型化发展。
2.槽车运输
液化天然气的槽车运输承担了将天然气液化工厂生产的LNG运送到各个使用点的任务。运输距离短、数量不大的LNG输送,可采用公路槽车运输。用公路槽车运输深冷液体已有多年历史,国内外技术都十分成熟。超过一定距离,采用铁路槽车运输LNG比采用公路槽车较为经济。国内正在研究火车低温集装箱运输方式及运输标准,以便更长距离、更大量地运送LNG。
3.管道输送
目前,在陆地上,由于受到管道低温输送技术、经济、气源等各方面的影响,世界上约75%的天然气仍采用常态管道输送的方式,只在LNG调峰装置和油轮装卸设施上设有LNG低温管线,还没有长距离LNG管线的实例;但已有专家从理论上对长距离LNG管线可行性一。进行了研究,理论研究表明,随着低温材料和设备技术的发展,建设长距离LNG管线在技术上是可行的,在经济上是合理的。
四、液化天然气储运的安全技术管理
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、分层的消除及储罐的预冷等环节上给予控制,并在流程与结构的设计中考虑并完善。
1.液化天然气储运设备的材料
液化天然气装置本身的可靠性是保证液化天然气设施安全运行的重要前提。由于液化天然气为超低温液体,因此,与该液体接触的材料必须能耐低温,而且在极低温时仍具有韧性,并能克服由常温降至低温时的胀缩问题,防止原材质选择不当而引起液化天然气泄漏。因此,无论是运输液化天然气的槽车、槽船,还是储存液化天然气的储罐,都必须能满足超低温的基本条件。国外使用的液化天然气内槽(壁)的材料主要由镍钢、铝台金和珠光体不锈钢等,国内外均有采用36%镍钢作儲罐材料的液化天然气船只的案例。
2.安全技术措施
防泄漏可燃气体探测系统般可以通过目测和大型的可燃气体探测器的方法(如红外、紫外探测仪、烟雾燃烧监测仪,低温探测装置和液化天然气压力测试装置等)来探铡液化天然气的泄漏。用目测的方法所见到的特征为储运装置外表为云雾状;而用探测器时,闭路电视系统可以监测所有液化天然气设备的工作状况,一旦发生泄漏,外溢、气化等,应急操作就会被激活,操作工就能及时采取相应的控制措施进行处理。因此,连续的自动探测系统比人工探测具有更大的优势。
五、焦炉煤气制甲烷/LNG工艺介绍
河南京宝焦炉煤气制天然气项目由河南京宝新奥新能源有限公司投资,采用新地能源工程技术有限公司自主研发的焦炉煤气净化、甲烷合成、混合制冷液化、低温精馏等先进工艺技术,年处理焦炉煤气能力2.4×108Nm3/a,年产液化天然气能力0.95×108Nm3。该套装置将成为国内“焦炉煤气甲烷化”工业化示范装置,对全国焦炉煤气综合开发利用起到示范和推广作用。
本工艺原料为焦炉气,是焦炭生产过程中的副产物,其主要成分为H2、CH4、CO、CO2、N2等,其杂质有焦油、萘、苯、硫化氢、有机硫等。焦炉气中H2、CO和CO2在一定条件下可以合成甲烷,但焦炉气中的杂质对甲烷合成催化剂有很大的影响,故先对焦炉气进行净化处理,以满足甲烷合成的需要。本项目生产工艺装置包括压缩工段(包括原料气储存)、脱硫工段、合成工段、液化工段、LNG储罐及装车站。焦炉煤气制甲烷/LNG工艺流程如下: 六、焦炉煤气制甲烷/LNG工程施工管理
1.加强材料管理
因为天然气工程施工要求较高,所以在确保工程质量上,不能出现任何差池。对天然气施工管理上,需要加大对天然气施工材料的检查,保证天然气工程施工中使用的管材、管件、衔接零件等部件都要满足工程项目的要求,才能使天然气设备在投入使用中能承受足够的压强。这样也才能保证天然气在施工中不会因为设备质量差而引起安全事故。管理人员加强对施工材料的监管,才能保证天然气工程的顺利施工以及后期的投入使用。
2.加强施工人员管理
由于天然气工程施工中存在隐蔽性较大的事故,而且在施工中对质量的要求特别高,因此对施工人员的专业技术要求也就非常高,同时也要加强对施工人员的管理。技术人员的专业技术水平和专业素质直接影响到天然气工程施工的质量,所以对技术人员的管理上,要加强对员工专业知识的培训和学习,提高施工人员的政治思想素质,引导员工树立正确的工作价值取向。才能够确保天然气工程能够在规定的时间内顺利完成。
3.加强天然气施工过程管理
因为天然气工程施工容易受到诸多因素的影响,并且天然气工程在施工中存在一定的安全隐患。因此在天然气工程的施工中,为了保证天然气工程的质量以及按期完成工程,就必须要加强对天然气项目施工的全方位监管,不仅要对施工质量进行管理,还要加强施工人员的工作态度监督。在天然气工程的施工阶段需要专业人员对施工过程中的每一个环节进行监督,保证施工的整体质量。同时还要加强与施工人员的沟通,保证天然气工程施工每一个环节工作的连贯性。同时,因为天然气工程是个非常严谨的工作,在施工中不能出现任何疏忽,所以还要加强对施工态度的管理。提高施工人员的积极性,保证每一位员工在施工中投入百分百的精神,使天然气的施工质量得到保证。
七、结语
天然气作为易燃物品在进行储藏和运输的过程中,我们应当加倍注意,在进行与天然气施工的过程中,更应当加强管理,以便提高各方面的安全,最大程度的保障液化天然气的安全。
参考文献:
[1]陈秉寅.液化天然气(LNG)储运的安全技术及管理措施[J].《中国石油和化工標准与质量》-2013年11期
[2]刘金良.液化天然气储运的安全技术及管理[J].《河南化工》-2010年20期