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【 LNG储运 】LNG详细工艺流程

1.1.1 LNG产业链

世界上主要的LNG生产国包括：俄罗斯、印度尼西亚、澳大利亚、马来西亚-文莱、卡塔尔、阿曼等，LNG的主要消费国为：美国、欧洲、日本、中国、印度等。LNG产业链是一条贯穿天然气产业全过程的资金庞大、技术密集的完整链系。由陆地或海上油田开采的天然气在液化工厂经过预处理后进行液化，生产的LNG按照贸易合同，通过船运到接收站储存、再气化，经由管网送到用户。图是LNG产业链的示意图2-1。

除上游的气田开发和下游的输配气管网外，LNG产业链主要有三个环节：液化工厂、运输和接收站。LNG液化工厂主要可分为基本负荷型和调峰型两类，目前，世界上正在运行的LNG运输船有151艘，其中120艘的运输能力超过12×104m3。另外，正在建造的液化天然气运输船有55艘，运输能力超过13.8×104m3的有46艘，最大运输能力超过25×104m3。LNG接收站用于接收从基本负荷型液化天然气工厂通过海上运来的液化天然气。目前全世界已建立的LNG接收站有50多座。

图 2-1 LNG产业链

1.1.2 LNG接收站工艺流程

液化天然气接收站是指接收海运LNG的大型终端设施。它接收通过LNG船从基本负荷型LNG工厂运来的液化天然气，将其储存和气化后分配给用户，或通过低温槽车把LNG从接收终端再运送到卫星接收站，LNG接收站如图2-2所示。接收终端的气化能力很大（1.8～64 Mm3/d），储罐容量也很大（1×105～8.6×105m3）。（进口LNG国家和地区的需求预测见表2-4。）

表 2-4 进口LNG国家和地区的需求预测（万t）

图 2-2 LNG接收站

接收站工艺按照功能划分，主要包括六大工艺系统，即：LNG卸船系统；LNG储存系统；LNG再气化系统；蒸发气（BOG）处理系统；防真空补气系统；火炬放空系统[17]。

（1）LNG卸船系统

LNG运输船达到接收站LNG专用码头后，LNG由运输船上的输送泵，经过几台液体装卸船臂分别通过支管汇集到卸船总管，并通过卸船总管输送到LNG储罐中。LNG进入储罐后置换出的蒸发气，通过一根气相返回管线，经过气相返回臂，回到LNG运输船的LNG船舱中，以保持卸船系统的压力平衡。在无卸船的正常操作期间，通过一根从低压输出总管引出的循环管线以小流量LNG经卸船管线循环，以保持LNG卸船管线处于冷态备用。主要包括卸料臂、蒸发气回流臂、LNG取样器、LNG卸船管线、蒸发气回流管线及LNG循环保冷管线等部分。

由于接收站可能装卸来自不同地方的LNG，所以在LNG船卸料前，必须取样，分析化验其组分、密度、热值和华白指数。
（2）LNG储存系统

LNG储罐是LNG储存工艺系统中的核心设备，也是接收站中的重要设备 [21]。伴随着材料科学和焊接技术的发展，LNG储罐越来越趋于大型化和多样化方向发展。由于LNG具有可燃性和超低温性，因而对储罐有很高的要求。储罐在常压下储存LNG，罐内压力一般3.4～30kpa，储罐的日蒸发量一般要求控制在0.04%～0.2%。为了安全的目的，储罐必须防止泄漏。

低温常压液化天然气按储罐的设置方式及结构形式可分为：地下罐及地上罐。地下罐主要有埋置式和池内式；地上罐有球形罐、单容罐、双容罐、全容罐及膜式罐。其中单容罐、双容罐及全容罐均为双层罐（即由内罐和外罐组成，在内外罐间填充有保冷材料）。LNG储罐的比较及选择如表2-5。

表 2-5 LNG储罐比较分析

（3）LNG再气化系统

LNG经船运至接收站后，均需以气态的方式送给用户[22]。接收站工程设两种气化器：浸没燃烧式气化器（SCV）和海水开架式气化器（ORV）。ORV用于每年海水温度高于9℃时使用；SCV用于低于9℃时使用。一般情况下，对于任何一个接收站来说，它的基本流程和原理都是相似的。

（4）BOG处理系统

由于LNG在储存过程中产生大量的蒸发气（日蒸发率为0.03%～0.08）[23]。蒸发气压缩机用来处理储罐产生的过量蒸发气，维持储罐内压力恒定。冷凝器用于将加压蒸发气与从储罐输送的过冷LNG混合并使之冷凝，同时起到高压输出泵的入口缓冲罐的作用。按照处理方式不同，分为直接输出法和再冷凝法两种。

BOG的处理按以下顺序：在卸料操作中蒸发气返回船舱，蒸发气去再冷凝器，蒸发气送往火炬，通过储罐压力安全阀放空。

（5）防真空补气系统

由于LNG储罐承受正压和负压的范围都较为有限，在储罐内压力超过设计正压时，可以通过控制压缩机的关停或者调节其排量来保持LNG储罐内的压力值，当LNG储罐内形成负压时，可由气化器出口管汇处引出的天然气来补充。

（6）火炬放空系统

火炬上游设有火炬分液罐，分液罐外带有电加热器，用于充分气化蒸发气所带有的液体。LNG接收站设置火炬系统的目的是泄漏正常操作时储罐内压缩机不能处理的低压蒸发气和因事故停产时气化器产生的高压蒸发气。