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LNG储存与运输技术分析

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众所周知,液化天然气无论是储存还是运输都存在着颇多的难度,这也为国内很多的LNG生产企业带来了不小的挑战,目前LNG市场上比较常见的储存技术有储气库、储气罐、金属罐等等,常见的运输技术则有槽车运输、船运输、管道运输、罐箱运输等等,工作人员可以结合自身企业对于LNG运输的具体要求选择合适的储存技术及运输技术,以求最终能够达到最佳的LNG储存效果及运输效率。

1液化天然气

液化天然气的主要成分是甲烷,是无味、无腐蚀性、无色、无毒的气体,因此也被人们称之为世界上迄今为止最干净的能源。液化后天然气的体积仅占气态天然气体积的1/625,质量仅占同体积水的45%。该能源通常是将气态天然气先经过预处理及压缩处理使其体积大幅度的缩小,然后再对其进行冷却处理,使其温度降至-161.5℃,此时天然气已经成为液态,最后工作人员可以将液态天然气储存至温度为-161.5℃、压强为0-0.1MPa的储存罐内进行运输,人们在使用该能源时再将其由液态转化为气态。

2储存技术

2.1储气库

储气库是工作人员用于储存大量LNG的主要储存方式,常见的储气库形式有两种,一种是地上储气库,另一种则是地下储气库。无论是从成本费用还是从环境保护的角度上来说,地下储气库都有着绝对的优势。但是由于LNG对于储存环境有着较为严苛的要求和标准,其中包括储存环境温度应在-161.5℃等等,而储气库通常是由围岩结构进行建设的,由于储气库温度较低,这些围岩在长期低温环境中会出现不同程度上的岩体碎裂情况,从而导致LNG的泄漏,对LNG储存企业造成巨大的经济损失[1]。阿尔及利亚曾有LNG储存企业利用冻土层来提高地下洞穴的密封性,减少低温对周围岩石的损害,虽然该方法下LNG的储存效果得到了大幅度的提升,但是仍然无法确保LNG完全不泄露。

2.2储气罐

从制作材料的层面上来说,地下储气罐与地上储气罐内部结构以及保温层基本相同,目前市场上比较常见的储罐内壁材料有不锈钢、9%镍钢、铝合金等等,而保温层的制作材料则主要包括聚氨酯泡沫、珍珠岩等等,储气罐的外表面通常由混凝土制作而成。从储存性质的层面上来说,地下储气罐则体现出了安全性高、抗震性强、占地面积小、耐久性强等优势。根据相关数据统计结果我们可以得知,日本是全球范围内地下储气罐技术最为领先的国家,其通过合理地使用空气支撑技术以及气浮技术等技术将储气罐的内壁与罐底进行刚性结合,就目前而言日本已经建立了超过25 104立方米的地下储气罐,并且在实际应用过程中也取得了不错的成效[2]。

2.3金属储罐

金属储罐也是用于储存LNG比较常见的一种储存方式,该类金属储罐根据制作材料的差异性可以进一步细致地划分为混凝土金属储罐以及薄膜金属储罐,前者比较适用于一些大规模的LNG储存工作,后者则适用于一些小规模的LNG储存工作。国内现阶段所使用的LNG储气罐大多数为小规模的压力储气罐,目前国内最大的金属储气罐位于江苏省,其储存容量为20 104立方米。除此之外,印尼、阿尔及利亚、英国、法国、文莱等国军兼有大规模的常压储气罐,韩国建造了施加最大容量的LNG储气罐,其储存容量为27 104立方米,日本则是建造LNG储气罐数量最多的国家,其拥有的LNG储气罐数量约占全球总储气罐数量的62%。

3运输技术

3.1槽车运输

目前市场上比较常见的两种槽车运输方式如下:第一,公路运输,该运输方式主要适用于运输距离在1000km以内的LNG运输作业;第二,铁路运输,该运输方式主要适用于运输距离超过1000km的LNG运输作业[3]。其实目前所使用的LNG槽车运输技术已经相对比较完善,单辆LNG运输槽车的最大容积已经达到52.8立方米,可承受的最大压强为0.7MPa,槽车运输的速度平均为60km/h,根据相关实验数据测试结果我们可以得出以下结论,槽车运输过程中储气罐内部的压强基本处于稳定的状态,在槽车行驶过程中出现紧急停车时,储气罐内的压强略微上升0.02MPa,整个LNG运输过程总液态天然气并无损失。

3.2船运输

船运也是LNG运输领域中应用比较广泛的一种运输形式,根据市场上针对LNG船运输的数据统计结果我们可以得知,就目前而言世界上能够独立生产和建造LNG运输船的国家基本都位于亚洲,韩国的大宇企业和三星企业以及日本的三菱企业已经成为目前世界上主要的LNG运输船生产企业。目前世界上最大的LNG运输船容量为26 104立方米,而我国目前拥有独立知识产权的LNG运输船容量则为17.5 104立方米。LNG运输船可以根据储气仓系统的种类不同而进一步细致地分为独立型LNG运输船和薄膜型LNG运输船两种类型,工作人员可以结合LNG运输要求进行合理的选择,以确保最终能够达到预期理想的LNG运输效果。

3.3管道运输

管道运输目前主要应用于LNG的短距离输送,暂未要研发出长距离LNG输送的可行性运输管道,不过国内很多研究人员一直在确保LNG运输效果的基础上不断地扩建管道运输的距离,为了确保管道运输过程中LNG不会因一些客观因素的影响而发生变性变质等情况,管道运输过程中需要设置LNG冷泵站,通过这种方式来确保所传输的LNG始终具有良好的性能。

到那时由于LNG长距离管道运输在前期建设阶段需要投入大量的成本资金,且建设过程中的风险性较高,因此建设项目也就相对较少,但是随着近几年来人们对于LNG的需求量越来越大,因此LNG的长距离管道运输已然成为了未来几年的重要发展趋势,相信不久之后LNG的长距离管道运输一定能够得到巨大的技术突破,据目前为止,LNG长距离运输已经达到32km,相信这一数据还会随着科技的进步被不断地刷新[4]。

3.4罐箱运输

除了上述我们所提到的槽车运输、船运输以及管道运输之外,LNG运输市场上还存在一种运输方式,我们称之为罐箱运输,该LNG运输模式主要是将一些小规模的LNG生产企业与卫星气化站相互连接形成一个完整的LNG供应链而LNG的罐箱运输方式则是用于连接该供应链的主要运输方式。从宏观的角度上来说,该生产链已然成为世界上具有低成本,高技术以及最大运作模式的LNG运输方案,也是由我国逐渐演变而来的一种小规模的LNG运输方式。

4结语

LNG能源是目前可以有效地缓解生态污染的重要能源之一,随着资源需求量的不断增加,LNG产业也越来越受到了人们的广泛关注,虽然对于我国来说LNG仍然处于一个全新的领域,但是笔者相信在相关研究人员的不断探索下,LNG的储存和运输过程中所遇到的难题都会得到解决,从而更好地为我国社会的发展添加助力。

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