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LNG储运技术特点及前景分析 摘 要：伴随我国LNG工厂的陆续投产和沿海地区液化天然气LNG接收的终端建设，国内的LNG工业已经进入快速发展的时期。在LNG相关工业链程序中，LNG储运技术关成为了必不可少的关键环节。LNG储运技术是一种高效、清洁、方便、安全的能源储运技术，以其在能源领域的环保、储运便捷等优点，使得LNG成为目前人类现代社会安心选择的优质能源之一。文章通过目前我国LNG储运设备技术发展情况和技术水平前景的系统阐述，分析出LNG储运技术特点和未来发展前景，以及LNG储运技术发展中需要我们进一步研讨的问题。 下载 关键词：LNG；储运技术；特点；前景 中图分类号： TE8 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）12-188-3 0 引言 据统计，2013年末我国气站已经累计建站同比增长了约62%，在2014年我国气站仍将保持着稳定增长的良好趋向。在这样的情况下，未来LNG市场增长更具潜力，未来LNG装备的技术也将向轻量化、模块化、效率性、撬装化等方向发展。由于LNG其本身具有的洁净性强、运输便利、安全性、存贮率高、经济性等特性优势，LNG储运技术越来越重要，对于LNG储运方面的技术运用要求也会越来越高。未来LNG装备市场必将保持稳定增长的态势不断向前发展，前景也将越来越被人们看好。 1 LNG概述 LNG是液化天然气的简称，它主要是利用天然气净化深冷液形成甲烷低温液态混合物，其体积只占液态总体积的六百分之一，是一中新型的清洁燃料。被液化的天然气有利于装载，更方便远距离的运输、储存。除此以外，液态天然气在使用的时候更简捷方便，使用的范围更广。与气态天然气相比较，它具有以下几个优点。 液态天然气运输更方便简捷，使用灵活，适应性能强。 液态天然气易大面积的储存，并且其占地面积少，投资成本低。 液态天然气能辅助城市燃气负荷调节，可将其使用于冷藏、冷冻、温差发电等方面。 液态天然气具有抗爆性、燃烧完全、污染少等特点，因此可作为激动车辆的燃料，有利于车辆的发动机寿命使用更长，并可以降低运输成本。 液态天然气燃烧无污染，有利于城市环境建设，是国家重点扶持的新型环保燃料。 天然液化气的主要成分除了甲烷以外，还含有少量的乙烷、丙烷、氮气等其他物质。液态天然气的密度是由其组成成分含量的多少决定的，其密度与甲烷的含量成反比，甲烷含量越高，则其密度越小。同时液态天然气的密度与液体温度函数成反比，液体温度越高，液态天然气密度越小。通常情况下液态天然气的密度为430470kg/m3左右。 液态天然气的沸点是由其组成成分决定的，在正常的大气压下，其沸点为-166-157左右。但是在有的资料上介绍的液态天然气的沸点为-162.15，这个温度指的是甲烷的沸点。液态天然气的沸点随着蒸汽压的变化而变化，利用铜/铜镍热电偶或者是铂电阻温度计等可测得液态天然气的蒸汽压温度变化梯度为1. 2510-4/Pa。 除此以外，液态天然气具有易燃易爆的特性，在低温-162的条件下能达到6%-13%的燃烧范围。液态天然气这种易燃易爆的特性与其组成成分有密切的关系，它的着火点随着重烃的含量增加而降低。对液态天然气进行全面的了解和认识能帮助人们更好地利用液态天然气，避免液态天然气的危险因素，获得较大的利用价值。 2 LNG储运技术发展现状 从2001年开始有了第一套天然气液化装置起，我国的LNG应用技术便得到了飞速的发展，建立起了一整套完善的LNG流程和成熟配套实施。其中具备良好的先进LNG储运技术对于LNG的整个流程显得越来越重要，使我国在LNG储运技术得到空前的发展。 2.1 LNG的储存技术 LNG的储存工作是整个天然气供应链中必不可少的一部分。通常是利用储罐存储，这是最主要的存储方式，此外还有就是岩腔储存。到现在为止，我国已经在LNG生产储存建设方面取得了大规模的发展。之前有很多的已建工厂储存技术的是在引入外国先进技术的基础之上开始发展的，通过学习和借鉴LNG的储存方法，让LNG在现代的天然气工业化中发挥更大的发展潜力。 2.2 LNG的运输技术 在液化天然气运输工作方面，这些先进技术在很早就开始学习和借鉴着国外的先进水平，然后自主研发形成更先进的配套技术实施，目前主要有堆积绝热、真空粉末绝热等类型的LNG储罐。通过利用罐式集装箱和槽车方式，形成了可在公路、水路、铁路等方面可以选择灵活的运输方式，有效解决液化天然气的运输问题。 2.2.1 LNG陆地交通运输 陆地交通运输主要是通过集装箱罐和槽车实现液化天然气的运输。这种实用与路途距离短，需求量不是很大的LNG输送。陆上运输已经有了多年的经验，技术也得到了成熟的发展，逐渐形成了公路、铁路相结合的运输体系，大大提高了针对不同路途距离的经济性。 2.2.2 LNG水上运输 通过海运水运，利用特有的专业液化气运输船舶进行LNG运输。专业的液化天然气运输船需要进行科学专业的设计，从事专一的运输计划，多年来LNG水运各项技术逐渐成熟，很多新的专业技术在这方面得到了采用，大大解决了航运技术问题。特别像在运输工程中的在液化问题，目前已经通过相关技术，通过在液化系统进行液化后的再次利用得到解决，未来的水上航运将大大促进LNG工业的发展。 2.2.3 LNG管道运输 管道液化天然气的运输实用于路途距离短，需求输送量大的方案。因为管道LNG运输还存在很多困难和问题，所以并没有得到大量的运用，特别是对于远距离的输送问题，使得管道运输受到很大的制约。目前虽然就运输管道的材料，管道运输过程中的温度、液化等问题进行的研究探讨并且已经获得了一定的成绩，但是因为管道所处的环境影响，还需要更加深入的研究和实地考察，确保管道运输技术在LNG方面的安全应用。 3 LNG储运特点分析 液化天然气的运输利用了天然气密度比材料，这样能较大程度的提高天然气的运输效率和运输质量，保证了液化天然气的安全、可靠、方便快捷的运输。液化天然气能广泛应用于人们的日常生活和生产中，其运输方式的选择是实现液化天然气贸易的基础。LNG储运方式为液化天然气在海洋、荒漠等条件较为恶劣的环境下使用、开发提供了可靠的保证，保证了液化天然气的大面积开采和使用。 3.1 LNG船舶运输特点 LNG船舶运输方式主要有球式和膜式两种。两种类型有明显的区别。 老式的膜式船舶有多孔的特点，因此在运输液态天然气的时候主膜屏障内会受到气体浓度影响，虽然氮气可以不断地净化主膜屏障，不会对运输方式造成严重的威胁，但是在运输的过程中还需要加强注意。 膜式船舶较球式船舶能将冷却时间缩短至9-10小时。 膜式船舶较球式船舶的结构较为简单，但是其装载能力没有降低，因此膜式船舶的结构所需材料较少，净空高度也随之减少，船舶建造使用的成本也较低。 相对于膜式船舶而言，球式船舶对货物装载的限制较少，装载的范围和类型较多。 LNG运输具有以下特点： 运输风险高。 液化天然气运输所用的天然气罐是由低温热绝材料制成，其造价费用昂贵，是液化天然气价格的10%-30%左右，也是液化天然气运输成本的主要组成部分。相对于液化天然气运输成本，原油的运输成本只占了总成本的1%，这也是造成液态天然气运输成本高的主要原因。同时，运输液化天然气使用的特殊船舶所需材料价格较高，造价昂贵，但是船舶的使用途径单一，缺乏灵活多变的经营模式，加之液化天然气运输的船舶回收成本周期较长，投资风险较大，造成液态天然气的运输风险急剧增大。 接收站建设难度高。 液化天然气具有易燃易爆的特点，因此在对其储存和运输过程中都必须采取专业性的技术措施保证其安全性，避免危险发生。通常天然气的储存采用地面储罐和地下储罐两种形式进行储藏。选择储藏的方式主要依据投资费用、安全因素、工厂位置、地震、土壤沉降、冲击荷载、外来侵略和设备材料等因素，储藏液化天然气需要低温、耐高压、密闭、防震技术。 3.2 LNG公路运输特点 LNG运输方式可采用公路运输、铁路槽车运输等多种方式，选择运输的方式主要是依据运输的距离和运输的数量多少。当运输距离较短、运输的液化天然气数量较少时，可选择公路槽车运输。公路槽车运输方式起步较早，发展的也较为成熟，目前我国的公路槽车运输技术基本上发展得比较成熟。液化天然气采用公路运输的时候需要用到的是低温液化天然气罐车，当前我国的液化天然气运输设备发展比较完善，主要研制出了液化天然气立式储罐和卧式储罐两种结构，这两种结构的储罐都是利用堆积和真空粉来达到绝热的目的的。供气站是液化天然气主要的供源场所，液化天然气供气站也适用于缺乏天然气，但是需求量较大的地方。当液化天然气运输的距离超过一定长度时，可采用铁路槽车运输液化天然气。铁路槽车运输方式比公路槽车运输方式更经济、方便，能够达到一次性运输大量的液化天然气的目的，但是这对运输技术要求也较高。目前我国正在研制火车低温集装箱运输方式，制定其运输标准，这样能更方便液化天然气长距离、大批量的运输。国际上目前已有标准的集装箱运输形式，基本上每个集装箱可装30m3的液化天然气，等同于20000m3，一列液化天然气专列运输量可达到100104120104m3气态天然气。 3.3 LNG管道运输特点 由于受到陆地管道低温运输技术的限制，以及经济、起源等各方面的影响，目前世界大多数的天然气采用的都是常态管道运输方式来运输天然气，占总量的75%左右，虽然目前有液化天然气调峰装置，并且游轮装卸设施上有液化天然气低温管线，但是还是达不到长距离管线运输的目的。有国外专家以理论的方式对长距离液化天然气管线运输方式进行了研究，研究结果表明，随着低温材料和设备技术的发展，利用管线技术实行液化天然气运输是可行的，并且经济上也是允许的。但是利用管线技术实行液化天然气运输也有缺点，管线运输使用的管道建设材料必须使用的是价格昂贵的镍钢，并且还需要性能良好的低温隔热材料，这样才能实现低温液体单项流动，避免液体气化现象发生。由此看来建设长距离的天然液化气管线运输的成本是较大的，并且还会受到起源的限制，同时用户、资金等达不到要求也是无法使用的，甚至有些国家会采取政治手段控制这种运输方式，比如我们用于从俄罗斯进口液化天然气的管道哈萨林管道工程就受到了政治的影响。 4 LNG储运技术发展前景 对于我国来说，液化天然气产业发展起步晚，前期发展速度慢，具有一定实力和技术水准的液化厂不是很多。但是随着中国市场经济的快速发展，不断实现社会主义小康社会、面对激励的国际竞争压力以及日益严重的环境问题，这使得天然气作为优质干净的能源在国内乃至世界市场都就有广阔的发展前景。拿我国的天然气产业来说，目前只是处于一个由初期像中期的快速发展过程中，国内的天然气消费量快速增长。到2020年，预估我国天然气市场将达到2200亿立方米左右，因为我国对于天然气的需求，将大大促进液化天然气的发展利用。 4.1 在没有天然气管道覆盖的区域以及沿海沿河地区，LNG将得到飞速发展 因为LNG是液化了的天然气，不管是在陆上还是水上，都具备了经济实惠的安全运输距离和方式，在陆地上可以利用公路和铁路进行长短距离的配合，在海上，可以通过专用LNG储运船舶进行长途运输或者集装箱运送。我国的天然气资源大部分分布在人口稀少、工业化不太发展的中西部，相对于沿海地区来说资源的分部非常不协调，使得天然气资源方面的矛盾突出。因此，未来LNG将成为这些地区发展的主流，以促进沿海地区天然气资源的缺乏问题得以解决。 4.2 长途LNG运输汽车的发展 我国的陆上交通得到了飞速的发展，不管是高速公路还是省道交通系统都得到了发展。但是对于LNG的长途城际运输而言，交通问题仍然是重点。国外发展的大型LNG运输货车在长途运输方面得到了实际的证实，非常适合长途运输需要。而对我国来说不管是长短途，道路货运都发挥着骨干作用。如果在必要的路段和高速公路沿途建设相关LNG运输车辆的配套实施，以方便LNG运输途中的补给，势必促进长途LNG运输的大量应用。 4.3 LNG工业是一个系统的可持续发展的链条 液化天然气工业涵盖了天然气预处理、液化、储存运输等多个方面。随着不断的发展，LNG工业逐渐形成了蓬勃发展的势头，未来每一个环节将不再是独立的部分，各个环节将得到衔接，势必将形成一个完整的LNG工业链，促进液化天然气工业对社会更大的影响力，让天然气这样洁净能源更好地造福人类社会。 5 结束语 从目前天然气工业的发展趋势看，在充分保证液化天然气资源的提前下，未来通过汽车储运和内河航运是LNG发展的主要方向。LNG在未来拥有很大的