随着我国经济的发展, LNG已经走进了各个领域各个行业。再者, 各国能源的日益短缺使得LLNNGG的生产以及贸易需要量越来越大, 逐步成为能源界的娇子。在LLNNGG问世之前, 由于天然气的特有属性, 天然气长距离输送一直制约着天然气事业的发展。如今, LNG的出现已经使得天然气输送达到了多层次、宽领域的局面。然而, 随着输送距离越来越长, 如何保证天然气的高效, 快速的输送又成了一大难题。因此, 本文对长距离LNG输送工艺的探究对于我国天然气以及管道事业的发展都具有一定的积极作用。
1 LNG长输管道的优点
LNG长输管道输送与普通的天然气输送管道相比较, 当传输距离在4000米以内时, 后者更有优势, 这主要在城市内部管网的布置上应用广泛;当传输距离超过4000米, 普通的输送管线由于管材, 环境等条件的限制就不能高效的完成长距离输送的任务了。此时, 采用LNG长距离输送管道技术运输经济效益更好, 不能运输量大而且成本相对较低。
LNG长输管道输送与传统LNG运输方式如槽车或罐箱相比, 在4000米范围内, 后者相对成本更低, 当距离超过4000米时, 使用长输管道进行输送更有优势, 输送成本低, 输送量大且传输过程稳定。
2 LNG长输管道输送工艺
2.1 管道设计工艺
LNG长输管道的输送方式一般是采用单向流稳定输送, 目前国内进行LNG长输管道设计主要参考美国《LNG生产、储存和装运标准》NF-PA59A-2001.管道的基础钢材采用的是9%及15%的镍钢。焊接管道一般采用惰性气体保护焊, 为了确保输送过程中不泄露, 必须对全部的焊缝进行质量检测。LNG管道工艺设计计算中, 必须充分考虑LNG的物性, 随压力、温度的不同, LNG的密度变化的范围比成品油大得多, 通常情况下LNG的物性参数以管道起始终点温度和压力的平均值作为选择原则。而且通过LNG管径与投入费用的关系曲线可以确定在不同输入量下的经济管径, 此时的流速即为经济流速。同时必须将管道内的工况对LNG物性参数的影响, 必要情况下必须对工况进行校核。
2.2 LNG长输管道密相输送工艺设计
当饱和的LNG进入长输管道时, 管道内的温度对LNG的物性会产生很大的影响。一旦温度超过LNG的临界温度会导致LNG的气化, 这时管道内的流动将不会再是单相流而是气液两相流, 这一方面会使得长输管道内的流动受阻, 另一方面会对管道产生严重的伤害。密相输送工艺的出现就是为了避免这些问题的出现, 此种工艺技术的原理即是使得工作下的操作压力高于临界凝结压力, 工作温度低于临界温度。而且在输送的长输管道中每隔一段需要增设一个冷却站, 这是为了更好的控制流动摩擦造成管道温度的升高。在实际生产建设中, 一般是建设冷泵站同时节省投资也便于统一的管理。
2.3 LNG长输管道冷泵站工艺
从上述内容可以看出冷泵站的建设对于管道内LNG的高效输送以及管道系统的经济效益都具有很重要的意义。泵站间距L的确定也必须根据预先设置的进站温度设进站压力初值, 根据泵的扬程及管材强度确定泵站工作压力, 再计算出冷泵站见管道的最大压降从而确定合适的冷泵站的间距。若是L值过小, 虽然能在一定程度上降低保冷层的厚度但是大大增加了泵站的投资与维护费用;若L过大, 则会大大增加出站口的压力, 即使站间温度条件一样, 保冷层的要求会越来越高。由此可见, 通过合理的计算步骤来确定冷泵站的间距是十分有必要的。
2.4 LNG长输管道输送绝热保冷工艺
LNG长输管道有很多种类, 大致分为普通绝热管、非绝热管和真空绝热管这三种类型。LNG长输管道的绝热材料一般选择硬质聚氨酯泡沫塑料, 根据具体情况, 现场安装, 同时对绝热材料安装保护措施。目前我国应用较多的是一新型材料, 它可以在-196℃-90℃的范围内发挥很好的作用, 该材料的特点是:导热系数小, 封闭气孔率高, 尺寸稳定性好。LNG长输管道保冷层的厚度也是十分重要的一个参数, 当边界条件与保冷目的不同时, 此参数的计算方法也不相同, 目前比较成熟的方法主要是:限定外边温度、金属壁壁面温度、限定内部介质的凝固温度等。
3 LNG长输管道发展前景
随着我国经济的不断发展, LNG作为目前一种新型的清洁高效的能源物质, 必将在未来的能源界占举足轻重的地位。LNG长输管道的问世是解决LNG运输的关键技术。多年来, 学者们不断加强对天然气长输管道运输技术的研究, 在借鉴国外先进的生产技术的基础上, 大力发展管道材料、输送工艺等方面的技术研究, 相应在不久的将来, 我国在LNG长输管道技术上必然有重大的突破, 我国LNG事业的发展必然在世界上占据一定地位。
摘要：近几年, 全球对液化天然气 (LNG) 的需求量逐渐增加, 为了使得LNG的输送范围更加广泛, 很有必要进行长输管道技术的探究。本文对目前长输管道技术的发展现状进行了分析, 重点介绍了目前比较普遍的长输管道输送工艺, 并结合当今研究现状对我国LNG长输管道输送技术进行了展望, 这对于我国LNG事业以及管道事业的发展具有一定的理论指导意义。
关键词：LNG,长输管道,工艺,展望
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