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LNG (液化天然气)

2017-12-04 14:09:42来源:百度百科浏览: 评论:0
  LNG是即液化天然气(liquefied natural gas)的缩写。主要成分是甲烷。LNG无色、无味、无毒且无腐蚀性,其体积约为同量气态天然气体积的1/600,LNG的重量仅为同体积水的45%左右,热值为52MMBtu/t(1MMBtu=2.52×10^8cal)。   中文名 :液化天然气 外文名: liquefied natural gas 简称: LNG 主要成分:甲烷 特点: 具有热值大、性能高、环保能源 类型: 是一种清洁、高效的能源   定义   LNG是液化天然气(Liquefied Natural Gas)的简称。   形成:先将气田生产的天然气净化处理,再经超低温(-162℃)常压液化就形成液化天然气。   LNG气液之间常压状态下的临界温度是-162℃”   LNG制造中最常用的标准是美国石油学会(API)的620。 世界LNG   中国LNG利用   LNG(Liquefied Natural Gas),即液化天然气的英文缩写。天然气是在气田中自然开采出来的可燃气体,主要由甲烷构成。LNG是通过在常压下气态的天然气冷却至-162℃,使之凝结成液体。天然气液化后可以大大节约储运空间,而且具有热值大、性能高等特点。   LNG是一种清洁、高效的能源。由于进口LNG有助于能源消费国实现能源供应多元化、保障能源安全,而出口LNG有助于天然气生产国有效开发天然气资源、增加外汇收入、促进国民经济发展,因而LNG贸易正成为全球能源市场的新热点。   天然气作为清洁能源越来越受到青睐,很多国家都将LNG列为首选燃料,天然气在能源供应中的比例迅速增加。液化天然气正以每年约12%的高速增长,成为全球增长最迅猛的能源行业之一。近年来全球LNG的生产和贸易日趋活跃,LNG已成为稀缺清洁资源,正在成为世界油气工业新的热点。为保证能源供应多元化和改善能源消费结构,一些能源消费大国越来越重视LNG的引进,日本、韩国、美国、欧洲都在大规模兴建LNG接收站。国际大石油公司也纷纷将其新的利润增长点转向LNG业务,LNG将成为石油之后下一个全球争夺的热门能源商品。   中国天然气利用极为不平衡,天然气在中国能源中的比重很小。从中国的天然气发展形势来看,天然气资源有限,天然气产量远远小于需求,供需缺口越来越大。尽管还没有形成规模,但是LNG的特点决定LNG发展非常迅速。可以预见,在未来10-20年的时间内,LNG将成为中国天然气市场的主力军。2007年中国进口291万吨LNG,2007年进口量是2006年进口量的3倍多。2008年1-11月中国液化天然气进口总量为3,141,475吨,比2007年同期增长18.14%。   在中国经济持续快速发展的同时,为保障经济的能源动力却极度紧缺。中国的能源结构以煤炭为主,石油、天然气只占到很小的比例,远远低于世界平均水平。随着国家对能源需求的不断增长,引进LNG将对优化中国的能源结构,有效解决能源供应安全、生态环境保护的双重问题,实现经济和社会的可持续发展发挥重要作用。   中国对LNG产业的发展越来越重视,中国正在规划和实施的沿海LNG项目有:广东、福建、浙江、上海、江苏、山东、辽宁、宁夏、河北唐山等,这些项目将最终构成一个沿海LNG接收站与输送管网。   按照中国的LNG使用计划,2010年国内生产能力将达到900亿立方米,而2020年为2400亿立方米。而在进口天然气方面,发改委预计到2020年,中国要进口350亿立方米,相当于2500万吨/年,是广东省接收站的总量的7倍。   基础知识   1.天然气   天然气是产生于油气田的一种无色无臭的可燃气体。其主要组分是甲烷(CH4),大约占80~99%,其次还含有乙烷、丙烷、总丁烷、总戊烷、以及二氧化碳、一氧化碳、硫化氢、总硫和水分等。标准状态下,沸点-162℃,天然气密度一般为640-750g/m3,相对于空气的相对密度为0.55-0.62.   2. 天然气作为燃料的工作原理   CH4+2O2—–2H2O+CO2+38MJ/m3   3. 天然气的主要用途   天然气是重要的工业原料和燃料,其主要用途有以下诸方面。   1)电厂、热能、供暖、空调等工业企业的主要燃料;   2)餐饮业和民用的燃料;   3)化工工业的主要原料,可合成或提炼多种工业原料和半成品;   4)作为符合环保要求的机动车辆的洁净燃料,汽油、柴油的理想替代物,这是近年来国内外迅速发展起来的一项新技术,可用于汽车、轮船、火车甚至飞机上。   4. LNG基本参数   LNG主要成分是甲烷(90%以上)、乙烷、氮气(0.5-1%)及少量C3~C5烷烃的低温液体。LNG是由天然气转变的另一种能源形式。   1)LNG的主要成份为甲烷,化学名称为CH4,还有少量的乙烷C2H6、丙烷C3H8以及氮N2等其他成份组成。   2)临界温度为-82.3℃。   3)沸点为-162℃,着火点为650℃。   4)液态密度为0.420~0.46T/m3,气态密度为0.68-0.75kg/m3。   5)气态热值38MJ/m3,液态热值50MJ/kg。   6)爆炸范围:上限为15%,下限为5%。   7)辛烷值ASTM: 130。   8)无色、无味、无毒且无腐蚀性。   9)体积约为同量气态天然气体积的1/625。   5. 简述 LNG的六大优点   1)LNG体积比同质量的天然气小624倍,所以可用汽车轮船很方便地将LNG运到没有天然气的地方使用。   2)LNG储存效率高,占地少。投资省,10m3LNG储存量就可供1万户居民1天的生活用气。   3)LNG作为优质的车用燃料,与汽油相比,它具有辛烷值高、抗爆性能好、发动机寿命长。燃料费用低。环保性能好等优点。它可将汽油汽车尾气中HC减少72%,NOx减少39%, CO减少90%,SOx、Pb降为零。   4)LNG汽化潜热高,液化过程中的冷量可回收利用。   5)由于LNG汽化后密度很低,只有空气的一半左右,稍有泄漏立即飞散开来,不致引起爆炸。   6)由于LNG组分较纯,燃烧完全,燃烧后生成二氧化碳和水,所以它是很好的清洁燃料,有利于保护环境,减少城市污染。   6. LNG的主要用途   1)作为清洁燃料汽化后供城市居民使用,具有安全、方便、快捷、污染小的特点。   2)作代用汽车燃料使用。采用LNG作为汽车发动机燃料,发动机仅需作适当变动,运行不仅安全可靠,而且噪声低污染小,特别是在排放法规日益严格的今天,以LNG作为燃料的汽车,排气明显改善。据资料报道:与压缩天然气(CNG) 比较,在相同的行程和运行时间条件下,对于中型和中重型车辆而言,LNG汽车燃料成本要低20%,重量要轻2/3,同时,供燃系统装置的成本也至少低2/3。可以证明,将天然气液化并以液态储运是促使它在运输燃料中应用的最经济有效的方法。   3)作为冷源用于生产速冷食品,以及塑料,橡胶的低温粉碎等,也可用于海水淡化和电缆冷却等。   4)作为工业气体燃料,用于玻壳厂、工艺玻璃厂等行业。   7. LNG的运输方式   LNG的运输方式主要有轮船、火车和汽车槽车等方式。在500~800公里经济运输半径范围内,采用汽车槽车运输LNG是比较理想的方式。槽车罐体采用双壁真空粉末绝热,配有操作阀安全系统及输液软管等。国内低温液体槽车的制造技术比较成熟,槽车使用安全。LNG产品采用深冷液体储罐储存,液体储罐为双壁真空粉末绝热,LNG的日蒸发率可控制在0.46%之内,储存周期为4~7天。   8. LNG是汽车的清洁燃料   在所有的清洁燃料中,天然气以其应用技术成熟、安全可靠、经济可行而被世界许多国家和专家视为目前最适宜的汽车替代燃料。汽车使用天然气作为动力燃料,与汽油相比,其尾气排放中HC减少72%,NOx减少39%, CO减少90%,SOx、Pb降为零。噪音降低40%。因此,推广使用天然气燃料,对减少大气污染、改善环境将会起到积极的推动作用。   特点   低温、气液膨胀比大、能效高易于运输和储存,1标准立方米的天然气热质约为9300千卡,1吨LNG可产生1440标准立方米的天然气,可发电8300度。   清洁能源   LNG硫含量极低,若260万吨/年LNG全部用于发电与燃煤(褐煤)相比将减排SO2约45万吨(大体相当于福建全年的SO2排放量的2倍),将阻止酸雨趋势的扩大。   天然气发电NOX和CO2排放量仅为燃煤电厂的20%和50%   安全性能高   燃点较高—自燃温度约为590℃ 燃烧范围较窄(5% ~15% )轻于空气、易于扩散。   在泄漏或溢出的地方,会产生明显的白色蒸气云。蒸气云的形成,是空气中的水蒸气被溢出的LNG冷却所致。当LNG转变为气体时,其密度为1.5kg/m。气体温度上升到﹣107℃时,气体密度与空气的密度相同。即LNG气化后温度高于﹣107℃时,气体的密度比空气低,容易在空气中扩散。[1]   应用领域   汽车   LNG在汽车上的应用主要是城市公交、环卫车辆、出租车、城际大巴、重卡等。   ①城区公交车辆:由于LNG能量储存密度大,方便储存和车载,因此,使用LNG作为车用燃料将使公交车续驶里程加长,加气次数减少,增强运行能力,提高效率。在LNG公交车加气便捷的情况下,现有CNG公交车更新换代或者改装为LNG车辆的可能性较大,故公交车辆可作为LNG主要客户之一。   ②城区环卫车辆:环卫车辆主要有洒水车、扫地车和垃圾车等类型,在国内一些城市,已经开始推广采用天然气环卫车辆。随着环境保护政策的不断加强,环卫车辆可作为LNG潜在客户。   ③出租车辆:由于LNG气瓶一般为双层金属真空加多层缠绕超低温绝热结构,气瓶较厚,出租车后备箱体积较小,改装受到一定限制。但随着LNG的不断发展和市场的培育,出租车可作为LNG潜在客户。   ④城际大巴、重卡车辆:城际大巴和重卡车辆的行驶距离一般较长,若在高速公路沿线布设LNG加气站,为其提供燃料补给,这类车辆也将成为LNG主要客户。   液化气运输船   目前,每艘常规LNG船(按17.4万立方米计算)平均造价约为1.9亿美元。就是说,美国想取代欧盟进口俄罗斯的天然气,则会产生至少380亿美元的造船订单(基本相当于一年天然气收入)。即使按照23%的比例,中国船厂也会稳稳当当收到90亿美元的“大蛋糕”。   LNG船的建造技术复杂,准入门槛很高,而且船东往往青睐于有建造经验的船厂。美国一旦决心向欧洲大量出口天然气,大批增加LNG船订单是必然的,而且多数只能向中国、日本、韩国求购。欧美船厂虽然也有LNG船建造能力,但造船业在欧美长期衰退,短期内很难大幅提高造船产能,而且新一代的薄膜型LNG船基本只有中日韩三国掌握。   特别指出的是,韩国几大船厂已手握近百艘订单,产能在未来几年都接近饱和。而日本则因福岛核事故,政策上放弃核电,需大幅进口LNG,因此日本的LNG船建造几乎都留给本国需求。因此,中国的预期收获可能大大高于23%的份额。而且随着LNG船短期供不应求,船价也会水涨船高。[2]   我国现状   中国处于工业化发展阶段,能源结构以煤为主,控制温室气体排放任务艰巨。 中国LNG工分布图 中国LNG工分布图   天然气是一种洁净能源。天然气燃烧后产生的温室气体只有煤炭的1/2,石油的2/3,对环境造成的污染远远小于石油和煤炭。因此加快发展和合理利用天然气,可有效改善大气环境,促进减排目标的实现。全球气候变化将会提高天然气的需求,给天然气及LNG 行业的发展带来了机遇。   据统计,2010 年中国LNG 年产量达900 万吨。2011 年随着江苏如东和大连两个LNG 进口接收站陆续投产,以及国内LNG 工厂及下游配套设施投产,LNG 的产量进一步大幅增加,2011 年中国LNG 年产量超过1500 万吨。截至2011 年底,中国已建成投产的LNG 接收站项目有5 个,已获国家核准并在建设中的项目有6 个,随着LNG项目的建成投产,我国LNG 储量将不断增加。   中国LNG气化站分布图 中国LNG气化站分布图   LNG 是清洁能源,符合国际和我国节能环保、低碳经济的发展方向,未来其使用量将不断加大,行业的发展前景看好。   截至目前,我国在建液化天然气工厂40多座,接入运行的工厂20多座,总产能达250万吨年,预计2015年之前,国内液化天然气工厂总产能达到750万吨年。“十二五”期间,作为清洁能源,液化天然气的发展不仅使得能源结构得以改善,同时还可以带动相关技术、设备、新能源汽车等其他产业的发展。随着国内天然气产量供不应求,国内油企开建液化天然气接收站项目,从海外接收液化天然气以满足国内市场需求。中国工业气体工业协会的统计数据显示,除液化天然气工厂,目前我国已建成5座进口液化天然气接收站,其中还有3座接收站正在建设中。   供应项目   LNG供应项目   已投产:江苏洋口港LNG接收站项目(如东县)广东大鹏LNG接收站项目(深圳大鹏镇)、福建LNG接收站项目、上海LNG接收站项目、浙江宁波LNG接收站项目、大连LNG接收站项目、新疆LNG项目、重庆LNG项目、内蒙古巴彦淖尔LNG项目、海南美兰机场LNG项目、青海玉树LNG项目、西藏LNG项目,陕西延安LNG项目(包括延安甘谷驿杨家湾项目和延安临镇项目)。   在建和在规划:珠海LNG项目、深圳LNG项目、海南LNG项目、粤东LNG项目、粤西LNG项目、江苏南通LNG项目、唐山LNG项目、山东LNG项目、甘肃敦煌LNG项目 内蒙古达拉特旗LNG项目 内蒙古磴口LNG项目 内蒙古鄂托克前旗LNG项目 内蒙古乌审旗LNG项目、陕西安塞LNG项目、河北霸州LNG项目、四川巴中LNG项目、四川广元LNG项目、四川广安LNG项目 福建福州LNG项目、吉林松原LNG项目、吉林乾源LNG项目、天津浮式LNG项目、陕西杨凌LNG项目、长春农安LNG项目。   燃气电厂   LNG燃气电厂   液化天然气LNG作为一种清洁、高效、方便、安全的能源,以其热值高、污染少、储运方便等特点成为了现代社会人们可选择的优质能源之一。天然气是一种气体,经过深度冷冻后变成液体,这种气体是最干净的,因为在液化过程中杂质变成固体被排除了,最后剩下可燃气体。近年来,随着燃气蒸汽联合循环技术逐步发展成熟,以天然气为燃料的燃气-蒸汽联合循环发电以其高效率、高性能的特性已经成为世界各国开发建设电源项目的首选。由于天然气的主要成分是甲烷,用天然气发电,与用煤发电相比可大幅度地消减二氧化碳、二氧化硫、烟尘和煤渣等污染物的排放量,有利于环境质量的改善,这正是LNG电厂的一大优势。
 
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