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液化天然氣 (LNG)+成都安美科能源
液化天然氣 (LNG)已成為目前無法使用管道天然氣城市的主要氣源之一，也是許多使用管道天然氣城市的補充氣源或調(diào)峰氣源。本文主要介紹與液化天然氣有關(guān)的基礎(chǔ)知識，從接收LNG到氣化的工藝流程、LNG氣化站常見主要設(shè)備、運行維護和搶修等。
液化天然氣基礎(chǔ)知識
天然氣在常壓下，當(dāng)冷卻至約-162℃時，則由氣態(tài)變成液態(tài)，稱為液化天然氣（英文 Liquefied Natural Gas, 簡稱LNG）。LNG 的主要成份為甲烷，還有少量的乙烷、丙烷以及氮等。
天然氣在液化過程中進一步得到凈化，甲烷純度更高，幾乎不含二氧化碳和硫化物，且無色、無味、無毒。
LNG的性質(zhì)
（一）密度
LNG的密度取決于其組分和溫度，通常在430 kg／m3～470 kg／m3之間，但是在某些情況下可高達(dá)520kg／m3。密度隨溫度的變化梯度約為1．35 kg／（m3·℃）。LNG的體積約為同量氣態(tài)天然氣體積的1/600。
（二）沸點
沸騰是在一定溫度和壓力下液體內(nèi)部和表面同時發(fā)生汽化的現(xiàn)象。液體沸騰時候的溫度被稱為沸點。LNG的沸點取決于其組分和壓力，在常壓下通常在－166℃到～－157℃之間。
（三）LNG的蒸發(fā)
LNG是在沸騰狀態(tài)下儲存于絕熱儲罐中的。任何傳導(dǎo)至儲罐中的熱量都會導(dǎo)致部分LNG蒸發(fā)為氣體，這種氣體稱為蒸發(fā)氣，其組分與LNG的組分有關(guān)。當(dāng)LNG蒸發(fā)時，由于氮和甲烷的沸點較低，因此氮和甲烷首先從液體中氣化。一般情況下，蒸發(fā)氣中包括約20％的氮、80％的甲烷和微量的乙烷，蒸發(fā)氣含氮量是LNG中含氮量的20倍。
（四）閃蒸
在一密閉容器中把液體加熱，由于液相的蒸發(fā)，氣相的壓力不斷升高，當(dāng)液體和氣體達(dá)到平衡狀態(tài)時，若突然把容器的氣相與一低壓的外界連通，氣相壓力立刻降低，液體迅速沸騰，大量液體蒸發(fā)到氣相中去的現(xiàn)象稱為閃蒸。
當(dāng)容器或管道中的LNG壓力突然降至其飽和蒸汽壓以下時，也會發(fā)生閃蒸現(xiàn)象。由于LNG為多組分的混合物，閃蒸氣體的組分與剩余液體的組分不一樣。作為指導(dǎo)性數(shù)據(jù)，在壓力為100kPa～200kPa時，壓力每下降lkPa，1m3的液體產(chǎn)生大約0．4 kg的氣體。
（五）LNG的溢出、膨脹和擴散
當(dāng)LNG傾倒至地面上時(例如事故溢出)，初會猛烈沸騰，然后蒸發(fā)速率將迅速衰減至一個固定值，該值取決于地面的熱性質(zhì)和周圍空氣供熱情況。當(dāng)溢出發(fā)生在水上時，水中的對流非常強烈，足以使所涉及范圍內(nèi)的蒸發(fā)速率保持不變，LNG的溢出范圍將不斷擴展，直到氣體的蒸發(fā)總量等于泄漏的LNG總量。
初，蒸發(fā)氣體的溫度幾乎與LNG的溫度一樣，其密度比周圍空氣的密度大。這種氣體首先沿地面上的一個層面流動，直到氣體從大氣中吸熱升溫后為止。當(dāng)LNG的溫度在－107℃時，其密度接近空氣的密度，當(dāng)溫度繼續(xù)升高時，其密度將比周圍空氣的密度小。
隨著溢出，由于大氣中的水蒸氣的冷凝作用將產(chǎn)生“霧”云。當(dāng)這種“霧”云可見時(在白天且沒有自然界的霧)，此種可見“霧”云可用來顯示蒸發(fā)氣體的運動，并且給出氣體與空氣混合物可燃性范圍的保守指示。在壓力容器或管道發(fā)生溢出時，LNG將以噴射流的方式進入大氣中，且同時發(fā)生膨脹和蒸發(fā)。這一過程與空氣強烈混合同時發(fā)生。大部分LNG初作為空氣溶膠（由固體或液體小質(zhì)點分散并懸浮在氣體介質(zhì)中形成的膠體分散體系）的形式被包容在氣云之中。這種溶膠終將與空氣進一步混合而蒸發(fā)。
（六）LNG池火
直徑大于10m的著火LNG池，火焰的表面輻射功率非常高（即溫度非常高）。表面輻射功率取決于火池的尺寸、煙的發(fā)散情況以及測量方法。表面輻射功率隨著煙塵炭黑的增加而降低。
（七）翻滾
翻滾是指大量氣體在短時間內(nèi)從LNG容器中釋放的過程，除非采取預(yù)防措施或?qū)θ萜鬟M行特殊設(shè)計，否則翻滾將使容器超壓或破壞。
由于熱量輸入到容器中而產(chǎn)生單元間的傳熱、傳質(zhì)及液體表面的蒸發(fā)，單元之間的密度將達(dá)到均衡并且終混為一體,這種自發(fā)的混合稱之為翻滾。
（八）相變
當(dāng)溫度不同的兩種液體在一定條件下接觸時，有時會發(fā)生相變，可產(chǎn)生力。當(dāng)LNG與水接觸時，這種稱為快速相變的現(xiàn)象就會發(fā)生。盡管不發(fā)生燃燒，但是這種現(xiàn)象具有的所有其他特征。
（九）沸騰液體膨脹蒸氣
任何液體處于或接近其沸騰溫度，并且承受高于某一確定值的壓力時，如果由于壓力系統(tǒng)失效而突然獲得釋放，將以極高的速率蒸發(fā)，這種現(xiàn)象叫做沸騰液體膨脹蒸氣。
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