什么是LNG?
所谓LNG是英文Liquefied Natural Gas的缩写,中文译为液化天然气。
LNG是天然气经过净化之后,通过压缩升温,在混合致冷剂N、C、C、C、C的作用下,冷却移走热量,并除去其中的氮气、二氧化碳、固体杂质、硫化物和水,再节流膨胀而得到一162℃的以液态形式存在的LNG。经过这一过程,天然气体积缩小了600倍。
天然气液化后,为维持其低温状态,必须用特殊冷冻船运送到买方接收站,并经由卸料臂送到低温储存,经由海水汽化装置,将低温液态天然气复原为常温气态天然气,然后经由管线,将天然气输送到发电厂、工厂及家庭用户使用。
LNG作为一种清洁燃料,必将成为新世纪的主要能源之一。
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=2.52×108cal)。
LNG的广泛用途?
主要包括:
(1)用作城市管网供气的高峰负荷和事故调峰
1937年,英国工程师埃克汤提出用LNG作为城市供气中的高峰负荷和事故调峰之后,在欧美等国家得到广泛的应用。1999年,由法国索非工程公司帮助建设的上海浦东LNG液化厂,便是我国首座采用LNG技术的天然气备用调峰站。
(2)用作大中城市管道供气的主要气源
到目前止,日本已建设了22座LNG接收站,每年进口5000多万吨LNG,85%通过气化送进城市管网,用于发电、民用和工商业用,15%用汽车或大车运至离接收站较远的中小城镇,用作LNG小区气化的气源。
(3)用作LNG小区气化的气源
全世界有接近200座LNG卫星站投入使用,日本就有70多座,在北美和欧洲有100多座。据不完全统计,中国目前40多座有LNG卫星站投入运行,更多的正在规划、设计、筹建中。
(4)用作汽车加气的燃料
俄罗斯的LNG用于拖带集装箱的重型柴油车,每lkgLNG,可以代替1.25kg柴油。俄罗斯有5万辆重型柴油车,将逐步使用LNG,俄罗斯还将LNG用于内河航运的船舶燃料。
(5)用作飞机燃料
俄罗斯图波列夫飞机设计局应用 LNG作为飞机燃料,第一架试验飞机图-155,发动机型号为HK一88后正式使用LNG为燃料的是图一156客货运输机,已成功安全飞行12年。在投入航线运行的图-204客机基础上,设计局设计了使用LNG的图-206客机,此机可载乘210人,飞行里程为5200km。
(6)LNG的冷能利用
深冷可用于低温研磨橡胶,中冷用于制冰、建滑冰场,浅冷用于冷冻库建设。日本还将冷能用于发电,利用能源创造舒适的环境。
(7)分布式能源系统
采用热电冷三联供,可以提高天然气的利用率达到60-80%.。
世界LNG工业的发展
1,历史
从1910年人类开始工业规模的天然气液化研究和开发工作之后的近100年之中,LNG经历了认识、应用、失败、再认识、大规模应用的坎坷过程,目前已形成了相当成熟的技术、管理体系。
2,国际LNG贸易的迅速发展
以LNG运输船贸易占国际天然气贸易量的百分比计算,LNG贸易额从1970年的5.9%已经上升到2000年的21%强,目前世界各地对LNG的需求量不断在增加,预计到2005年可达1.5亿t/a,2010年可达1.5亿t/a至2.0亿t/a ,占世界天然气贸易量的35%以上。随着世界各地,特别是东亚及欧洲国家天然气产业链发展的放松管制,一个更加灵活,对市场信号反映更加灵敏的市场体系将会出现,贸易方式将会进一步多元化,“照付不议”合同条款将变得更为宽松,定价方法将更趋灵活,目前还出现了LNG互换交易、现货贸易和短期交易等新的贸易形式,更加方便于LNG的流通。
3,使用LNG国家不断增加
随着世界低温冷冻技术的不断成熟和低温设备安全管理工作的不断完善,LNG的工业应用得到了广泛的发展。越来越多的国家选择了LNG来调整能源结构和改善人类生存的环境空间。世界LNG价格的变化从1986 年以后趋向平稳和便宜,刺激了世界LNG的消费量的迅速增长,引起了世界各国从事LNGI业发展业务的人士的极大关注,他们都在极大限度地利用世界LNG委员会这个世界性的民间团体组织,积极地推动世界LNG工业的发展。世界各国开始使用LNG的时间如表2所示。目前,全世界范围内在建的大型LNG工程,接收站项目超过10个,拟建项目更多。一个世界洼的LNG热潮已经来临。
4,我国天然气的利用现状和发展前景
我国是最早利用天然气的国家之一,早在公元前三世纪,四川就有天然气熬盐的纪录。二十世纪八十年代以后,我国天然气的开发利用开始有了较快的发展。2001年天然气消费总量250亿m⒊在一次能源消费结构中比例2.1%,远远低于世界23%,亚洲8.8%的平均水平。世界人均用气400m3,我国人均用气量18m'.预计到2005年,我国天然气在一次能源消费总量中所占比重从目前的不到3%增加到7%。仅仅依靠国内资源,在时间上、数量上和分布上难以满足市场需求,适时、适量、合理的进口国外天然气作为国内资源的补充,是非常必要的。在未来十到二十年,天然气将是中国需求增长最快的能源,中国将是全世界天然气需求增长最快的国家。
中国LNG发展战略方案
1,三步实施方案
第一步是新疆广汇的LNG通过LNG集装箱火车运输,在目的地设置火车集装箱中转站集放,然后用汽车把LNG集装箱拖进小区气化站,完成供气任务。
第二步是待进口LNG接收站建成投产后,用汽车槽车将LNG接收站的LNG运至LNG小区气化站完成供气任务
第三步是待进口LNG接收站城市供气管网接通后,再由城市管网接口至LNG小区气化站,完成小区管网供气服务。
2,我国已建成和即将建成的LNG生产厂
(1)我国第一座采用丙烷预冷+乙烯深冷+节流膨胀制冷工艺流程生产15万m3/d规模LNG的河南中原油田濮阳LNG液化厂2001年11月份建成投产,至2003年6月销售LNGl918万m。。2003年7月8日经中石化组织全国专家进行技术论证、鉴定、验收。专家建议加大生产能力,积极推广应用。
(2)规模150万m3/d的新疆广汇集团建设的吐哈油田LNG液化厂已于2004年9月建成投产。
(3)海南福山气田25万m3/d规模的LNG液化厂已于2005年4月建成投产。
(4)广西北海涠洲岛15万m3/d的LNG液化厂将在2005年10月建成投产。
(5)重庆建南油田30万m3/dLNG液化厂正在报批之中。
(6)兰州燃气化工集团在兰州筹建的30万m3/dLNG液化厂的工作积极在推进。
(7)内蒙额尔多斯100万m3/d的LNG液化厂筹建工作已经开始。
3,两个引进LNG的站线项目已经启动
(1)每年300万t规模的广东LNG站线项目于2002年10月18日在澳大利亚堪培拉签署了为期25年,每年供应325万tLNG的合同,预计2006年6月份建成投产。
(2)每年200万t规模的福建LNG站线项目于2002年9月26日在印尼雅加达签署了为期25年,每年供应260万 t LNG的合同。预计2007年6月份建成投产。
4,中国LNG小区气化的崛起
由于濮阳油田15万m3/d的LNG液化厂的建成投产和新疆吐哈油田150万m3/d的LNG液化厂建成投产,为中国广大中小城镇开展LNG小区气化创造了必要的气源条件,张家港圣达因化工机械公司生产出大型LNG储罐和超级真空LNG汽车槽车为LNG储存和运输创造了条件,全国各地的LNG小区气化热潮如火如荼地开展起来。如果说20世纪80年代至90年代是中国的LPG小区气化的年代的话,那么2l世纪的头10年至20年将是中国LNG小区气化的年代;中国LPG小区气化的发源地在广东深圳,1982年开始,采取“全面规划、分区建设、逐步联网、逐步实现石油气供应管道化”的办法,分四个阶段,实施 LPG小区气化向天然气管道供气转换。
第一阶段:小区气化站建设阶段(1982年-1994年),实现生活小区管道化,建起小区管道供气站;
第二阶段:小区气化站联网阶段(1991年-1996年),小区与小区之间逐步联网,让小区之间能互相配气、供气;
第三阶段:大型区域性气化站建设阶段(1993年一1998年),建设罗芳、南油、龙岗等大型区域性气化站。
第四阶段:全市联网阶段 (1996年-2001年),实行区域性小区气化站大联网,南北出关,实现全市联网,做到大面积的液化石油气管道供气,等待天然气的到来。
中国LNG小区气化的发源地应该在山东淄博。然后不断向山东青岛、江苏、浙江、广东、福建、湖南、江西、安徽、新疆等地辐射, LNG为我国广大中小城镇燃气化引发了新的能源革命,它远远超过当时在中国广东掀起的 LPG小区气化热,比日本在20世纪加年代开始掀起的LNG小区气发展速度还快。
5,LNG小区气化和LNG汽车加气站的前景宽广
LNG小区气化发展具有宽广的前途是基于:
(1)其气源LNG是将天然气液化缩小600多倍的液体,可在公路、铁路、海上通汽车槽车、火车槽车和轮船进行灵活高效的运输;
(2)建设投资省、见效快、方式灵活;
(3)气化成本远比LPG气化成本低,经济合算;
(4)LNG本身价格比LPG价格至少便宜31%,价格波动比较平稳。
(5)与LPG比较,安全可靠,其气相密度0.74Kg/m',比空气轻,稍有泄漏,即可随空气亦散,其着火点为650~C,比LPG的460~C要高,其爆炸极限为5%-15%,比LPG的1%-15%要窄,使用起来会更安全。
(6)LNG的主要成份为甲烷,燃烧后排出的二氧化碳比LPG少3-4倍,减少了温室效应,是非常理想的民用燃料、工业燃料、发电燃料、车用燃料。
(7)工艺流程简单,容易实现自动化操作,建设城市LNG卫星站可作为城市供气主要措施,又可以作为城市供气调峰设施,可成为与管道天然气对接之后的调峰和储存设施。
随着我国经济建设的迅速发展和人民生活的不断提高,中国广大中小城镇,建设3至5万户、8至10万户规模的LNG小区气化站来满足人们生活用气和商业用气成为可能和现实。