液化天然氣(LNG)使天然氣以液態形式存在,實現了天然氣的液態儲運,從而使天然氣的遠洋貿易成為可能,促進了全球天然氣貿易的發展,因而,自20世紀60年代出現LNG以來,特別是 從80年代開始,隨著天然氣液化成本的降低,LNG的出口量以每年既的速度增長2000年,世界LNG的貿易量已逾億噸。目前,LNG用量占全球燃氣市場的5.6%,成為天然氣供應中的重要形式。

一、LNG產業鏈及其特點
液化天然氣除具有天然氣作為清潔高效燃料的特點外,還由于液化天然氣產業鏈自身特點所帶來的在儲存運輸、貿易等方面的不同。
(1)天然氣在常壓下深冷到-162℃為液態。為了避免原料氣中的H2S、CO2、H2O、Hg,重烴等在低溫下凍結而堵塞設備和管路,因而,在液化之前必須將這些組分脫除。LNG是 一種高質量的天然氣。
(2)LNG的產業鏈是 一個資金龐大、技術密集的完整鏈系,產業鏈中任何一個環節的斷裂都將導致其他主要環節的連鎖反應。因此,產業鏈的每個環節必須滿足其相關合同規定的義務,且各個合同必須協調一致,綜合整體情況規定相關義務。
(3)LNG產業鏈的特點使LNG成為特殊商品。其買賣合同嚴格,國際貿易方式為買賣雙方之間一對一的20年以上的長期照付不議合同合同的長期性要求買賣雙方共同規劃,而在合同關系上可具備一定的靈活性。
(4)LNG是 天然氣以液態形式存在,其體積僅為氣態時的1/600。由于體積小,適合于用船遠洋運輸和貿易,形成了天然氣除管道運輸以外的另一種重要運輸方式。經驗表明,供氣海上距離大于1500km或陸上距離大于3000km時,LNG運輸更有競爭力。另外,天然氣管道運輸受點對點限制,而LNG運輸靈活,不但可以轉換出售對象,還可以進行現貨市場交易,彌補了天然氣管道運輸的不足,促進了LNG貿易的發展。
(5)LNG接收站是 用戶的咽喉,為實現進口氣源多元化,以保證用戶供氣可靠和經濟,接收站要能接收多個LNG氣源,并能通過輸氣管線供應多個用戶,充分發揮接收站和輸氣管線的總體經濟效益。
二、LNG接收站功能
LNG接收站是 LNG產業鏈中的重要一環。接收站是 海上運輸液化天然氣的陸上接收終端,同時又是 陸上天然氣供應的重要氣源之一。因此,LNG接收站實際上是 天然氣的液態運輸與氣態管道輸送的交接點。
(1)接收站工程建設可滿足天然氣供給系統的總體要求
為確保供氣的安全可靠,必須建立完善的天然氣供應體系。而多氣源供氣是 該體系的重要組成。歐洲成熟的天然氣市場至少有3種氣源,其中任何一種氣源供應量最多不超過50%,且所有的氣源可通過公用運輸設施相連接。
城市(區域)天然氣主干管網規劃,要建立多氣源的供應體系和相互貫通的天然氣網絡。進口LNG作為第三氣源,不僅可解決日益增長的天然氣需求,必要時也可作為本地區事故情況下的應急氣源。對城市供氣而言,在管道供氣的同時,引進LNG,具備了天然氣另一種運輸方式的氣源,為安全可靠供氣多提供了一份保障。
(2)接收站建設為城市(地區勝氣提供一定的調峰能力
隨著大規模使用天然氣,城市供氣的調峰問題也必須解決。為了解決調峰問題,除管道供氣上游提供部分調峰能力外,利用LNG氣源調節靈活的特點,是 解決天然氣調峰問題的有效手段。
一般說來,管道輸送的上游氣源解決下游用戶的季節調峰和直供用戶調峰比較現實。對于城市或地區供氣的日、時調峰,LNG氣源可以發揮其調節靈活的特點,起到相當作用。
(3)接收站為實現天然氣戰略儲備提供條件
建設天然氣戰略儲備是 城市安全供氣的重要措施。發達國家為保證能源供應安全,都建設了完善的石油、天然氣戰略儲備系統。國外天然氣儲備17~110天不等
我國大規模應用天然氣剛剛開始,從長遠考慮,規劃戰略儲備工作十分必要。隨著用氣規模的不斷增長,儲備量也要相應增加,即戰略儲備以動態發展。按照國外天然氣安全儲備的情況,我國的天然氣儲備可采用與企業共同承擔,以國家為主;儲備規模可遠近期結合,近期15天,遠期30天。儲備方式可以LNG或地下儲氣庫儲備。LNG儲備可以充分利用國際資源,緩解石油進口壓力,實現能源供應來源多樣化。
三、LNG儲存工藝系統
LNG儲罐是 LNG儲存工藝系統中的核心設備,也是 接收站中的重要設備,它的投資約占接收站直接費用的30%。隨著材料科學和焊接技術的發展,
低溫儲罐的形式也趨多樣化和大型化。其形式可分為地上式儲罐、地下式儲罐、半地下式儲罐和坑內式儲罐。
1、地上式儲罐
地上式儲罐是 指儲罐本體及相關附屬設施皆設置于地表以上。根據儲罐本體的形式可分為單容式、雙容式、全容式、三重式和薄膜罐。
單容式儲罐的內罐材料為根據ASTM A533 Typel制造的自立式耐用低溫鋼(996鎳鋼),外罐材料為ASTM A516 M Grade 60碳鋼,內外壁之間填充保溫材料。由于儲罐的外罐為普通碳鋼不能承受低溫,當內罐破裂時,會出現LNG和蒸發氣的泄漏,所以在罐區應加圍堰,圍堰的高度取決于罐容的大小和圍堰距罐壁的距離等。
雙容式儲罐由2個具有足夠強度和氣容性及密性的罐體構成,內壁為9%鎳鋼,外壁可為9%鎳鋼也可為預壓力混凝土,內外壁之間填充保溫材料。由于當其內壁破裂時,外壁仍具有足夠強度承擔儲罐的設計載重,所以可考慮不外設圍堰。
全容式儲罐除具有雙容式儲罐的特點外,它還有雙層罐頂,因此對于LNG和其蒸發氣都有雙層包容能力,能防止LNG和蒸發氣的泄漏。
三重式儲罐的主要內罐和第2層內罐皆為自立式耐低溫鋼(9%鎳鋼),最外層為碳鋼或預應力混凝土,這種形式儲罐的最大優點是 當主要內罐破裂時,第2層內罐仍可發揮內罐的功能,而且罐體外壁仍不產生結凍現象。
薄膜罐的內罐為不銹鋼薄膜,外罐為預應力混凝土,這種形式儲罐的特點是 內罐只起到“包容”LNG的作用,外罐承受LNG的壓力。由于這種罐安全性能較好且單罐容量可以很大(最大可達20萬m³),目前在地上式儲罐中應用最為廣泛。
2、地下式儲罐
地下式儲罐是 指罐內LNG最高液位在正常操作時不超過地表高程。地下式儲罐外層一般用鋼筋混凝土構筑而成,內層采用不銹鋼薄膜,內外層之間填充保溫材料,罐頂一般呈圓弧型,為普通鋼材,也有在外層再加一層鋼筋混凝土的。
3、半地下式儲罐
在某些情況下,為避免大量的土方開挖,或者由于土地使用的限制而將地下式儲罐的LNG最高液面并不要求在地表高程以下,此種形式稱為半地下式儲罐。
4、坑內式儲罐
坑內式儲罐類似于地下式儲罐,只是 其鋼筋混凝土外層不直接與土層相接,而是 另外使用鋼筋混凝土構筑一坑體,儲罐居其中間。
在設計中,選擇哪一種類型的儲罐,應根據接收站所處的地理位置、周邊環境要求、投資等進行綜合比較后確定。
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