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华体会登录:天然气的液化及液态贮存(标准版)

发布时间:2023-03-21    来源:华体会手机 作者:华体会在线登录入口

  在城市对天然气的需用量大于长输干管的输气量时,有必要使贮存的液化气体从头气化供应城市。气化设备所需费用大约占液化设备的1/4。

  为使液化天然气气化,现在大部分都选用浸没式加热的蒸腾器。为了坚持水温,就需要烧掉一部分天然气。一般从液化天然气中得到1m3

  天然气的液化归于深度冷冻,靠一段制冷达不到液化的意图。下面介绍三种办法。

  为使天然气液化并到达-162℃,需经过三段冷却,制冷剂为丙烷(也可用氨)、乙烯(也可用乙烷)和甲烷。在丙烷经过蒸腾器7冷却乙烯和甲烷的一起,天然气被冷却到-40℃左右;乙烯经过蒸腾器8冷却甲烷的一起,天然气被冷却到-100℃左右;甲烷经过蒸腾器9把天然气冷却到-162℃使之液化,经气液别离器10别离后,液态天然气进罐贮存。三个被分隔的循环进程都包含蒸腾、紧缩和冷凝三个过程。此法效率高、规划简单、运转牢靠,运用比较遍及。

  隔热层在将液压头传递给外罐体的一起,还起着削减气化量、缩小罐体表里壁温差、减轻由此发生的温差应力的效果,别的它还有固定“薄膜”的功用。因而要求隔热层热导率小,并且具有满意的强度。能满意这些条件的资料有硬质泡沫氨基甲酸乙酯、泡沫玻璃、珍珠岩以及硬质泡沫酚醛树脂等。为了进步隔热资料的隔热功能和经济性,可选用由粉末状、纤维状、板状等隔热资料混合运用的隔热法。

  图6-16所示是混合式制冷流程。这种办法的制冷剂是烃的混合物,并有必定数量的氮气。丙烷、乙烯及氮的混合蒸汽经制冷机6紧缩和冷却器5冷却后进入丙烷储罐。丙烷呈液态,压力为3MPa,乙烯和氮呈气态。丙烷在换热器4中蒸腾,使天然气冷却到-70℃,一起也冷却了乙烯和氮气,乙烯呈液态进入乙烯储槽,氮气仍呈气态。液态乙烯在换热器中蒸腾,冷却了天然气及氮气。氮气进入氮储槽并进行气液别离,液氮在换热器中蒸腾,进一步冷却天然气,一起冷却了气态氮气。气态氮气进一步液化并在换热器中蒸腾,将天然气冷却到-162℃送入储罐。

  高架式是用立柱支撑罐体底盘,使其与地上分隔,坚持储罐与地上之间空气疏通,避免液化天然气吸收地上很多热量,以避免土壤冻结。

  ③钢筋混凝土壁及预应力混凝土壁。这两种外壁是地下罐外壳的首要资料,具有如下长处:

  a.钢筋混凝土和预应力混凝土是很好的低温资料,即便薄膜受损,低温储液与预应力混凝土壁触摸也不会损坏外壁;

  按此原理所能液化的天然气数量,取决于管网的压力所能供应的能量。表6-3是各种压力比下甲烷的液化量。

  液化天然气的地上低温储罐与一般常温储罐不同,有必要考虑罐底下的地上因土壤冻结胀大而兴起,使储罐有损坏的风险。所以有必要采纳办法,避免地上土壤冻结,一般能够将地上储罐分为落地式和高架式两种,如图6-18所示。

  落地式底部用珍珠岩混凝土隔热,在预埋的管道中通入热风或热水,或在根底内部预设电加热器,以防土壤冻结。

  液化天然气注入罐内后,内罐壁就会冷缩;反之液化天然气彻底被排出后,罐内温度将逐渐上升,内罐壁随之蔓延。填充在表里罐中心的粉末状隔热资料,因为内罐壁的重复胀缩变得严实。因而在接近内罐处有必要敷设一层伸缩性强的隔热层,此隔热层的厚度与内罐壁的胀缩相适应,并在内罐壁胀缩时起缓冲效果,确保储罐安全运转。

  液态天然气有必要贮存在低温储罐中,低温储罐一般是由内罐和外罐构成,中心填充隔热资料。

  内罐又称“薄膜罐”,是由薄低温钢板制成的具有液密性、可挠性的内容器。它有必要把液压头传递给隔热层。用作薄膜的资料有必要具有在低温条件下不脆化的特性,并具有满意的耐性与杰出的加工功能。一般选用镍钢、不锈钢或铝合金。

  甲烷的临界温度为-82.1℃,临界压力为4.49MPa。在0.055MPa压力下,到达-161℃,甲烷即可液化。运用液化温度取决于贮存压力。最常用的是深度冷冻法,将天然气冷却至-162℃,在常压、低温下贮存。天然气液态容积为气态的1/600。

  外罐便是能接受各种负荷的外壳,它有必要具有满意的强度。依据所用资料不同能够分为以下几种:冻土壁、钢制壁、钢筋混凝土壁及预应力混凝土壁。

  ①冻土壁。冻土壁和隔热盖构成气密性关闭空间作为外罐,又称为坑储穴。在制作时,用冷却管使内罐周围土壤冻结而成。坑储穴投产后,低温液体会使周围持续坚持冷冻状况,并且这一冻土层还会逐年扩张,因而蒸腾丢失也会逐年削减。制作坑储穴的先决条件是要有一个较高的地下水位,此外,坑储穴的底应该是最不简单浸透的岩石或黏土层。

  此法的长处是设备较少,仅需一台制冷机和一台换热器。其缺陷是气液平衡与焓的核算繁琐,换热器结构杂乱,制作也困难。

  如图6-17所示,胀大法制冷流程是充分利用长输干管与用户之间较大的压力梯度作为液化的动力。它不需要从外部供应能量,仅仅利用了干管剩下的能量。这种办法适用于长途干管压力较高、且液化容量较小的当地。来自长天然气送入管网输干管的天然气,先流经换热器1,然后大部分天然气在胀大涡轮机中减压到输气管网的压力。没有减压的天然气在换热器2中被冷却,并经节省阀3节省胀大,降压液化后进入储罐4。储罐上部蒸腾的天然气,由胀大涡轮机带动的紧缩机吸出并紧缩到输气管网的压力,并与胀大涡轮机出来的天然气混合作为冷媒,经换热器2及1送入管网。