LNG儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

何振楠，何顯斌

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LNG儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

何振楠1，何顯斌2

（1. 東北石油大學(xué)提高油氣采收率教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江 大慶 163318； 2. 中國(guó)石油大慶油田有限責(zé)任公司第二采油廠， 黑龍江 大慶 163414）

煤、石油、天然氣作為一次能源的三大支柱，在世界能源機(jī)構(gòu)上占據(jù)著重要的地位。石油危機(jī)的沖擊以及煤、石油的使用給環(huán)境帶來(lái)的污染導(dǎo)致能源結(jié)構(gòu)逐步向清潔能源方向轉(zhuǎn)變，天然氣的消費(fèi)迅速增長(zhǎng)。隨著對(duì)液化天然氣儲(chǔ)存及運(yùn)輸方面研究的深入，我國(guó)液化天然氣工業(yè)將迎來(lái)一個(gè)快速發(fā)展的時(shí)期，日益惡化的環(huán)境問(wèn)題和能源危機(jī)也將得到解決。本文結(jié)合LNG儲(chǔ)罐發(fā)展歷程及LNG運(yùn)輸方式，立足于經(jīng)濟(jì)發(fā)展新常態(tài)，對(duì)我國(guó)LNG未來(lái)的發(fā)展方向進(jìn)行了展望。

LNG；薄膜罐；國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀；海上運(yùn)輸船；公路運(yùn)輸

世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，導(dǎo)致人們對(duì)石油資源產(chǎn)生了更大的需求，這就造成了人們過(guò)度開(kāi)采石油資源，而隨著世界各大老油田的產(chǎn)量不斷衰減，新油田的產(chǎn)量普遍不高，如今世界石油產(chǎn)量已經(jīng)難以滿足各國(guó)對(duì)能源的大量需求。隨著環(huán)境問(wèn)題的日益嚴(yán)重，天然氣作為清潔能源開(kāi)始慢慢的引起了大家的關(guān)注，近年來(lái)天然氣的大量使用，使其在世界能源結(jié)構(gòu)中所占比重不斷的增加，據(jù)相關(guān)專(zhuān)家預(yù)測(cè)，幾年后天然氣將會(huì)超越石油成為世界第一大能源[1]。

1 LNG概述

液化天然氣是將天然氣經(jīng)過(guò)壓縮升溫后，在混合制冷劑的作用下，進(jìn)行凈化處理，將氮?dú)猓趸?，水蒸氣，硫化物和固體顆粒等除去，使其在燃燒過(guò)程中幾乎不產(chǎn)生二氧化硫等有害的氣體，這使得LNG在使用過(guò)程中不會(huì)像其他一次能源那樣對(duì)環(huán)境造成很大的傷害。LNG的特性使其與其他能源相比有很多優(yōu)點(diǎn)[2]：

（1）便于運(yùn)輸，可以通過(guò)汽車(chē)、輪船靈活的運(yùn)輸?shù)劫Y源匱乏的地方，而且易于存儲(chǔ)，占地面積相對(duì)較少；

（2）氣化潛熱高，而且氣化過(guò)程中產(chǎn)生的冷量還可以回收利用。安全性好，由于在常溫下接觸到空氣立即氣化成氣體擴(kuò)散，即使稍有泄漏也不會(huì)產(chǎn)生爆炸；

（3）它還可以作為優(yōu)質(zhì)的汽車(chē)燃料，與常用的汽車(chē)燃料汽油相比，LNG的抗爆性好、燃燒更完全、辛燒值高并且排氣污染少。

2 國(guó)內(nèi)LNG儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)發(fā)展

2.1 LNG儲(chǔ)存

（1）單容罐

單容罐是LNG儲(chǔ)罐最初使用的形式，單容罐罐內(nèi)壁材料采用9%鎳鋼，外壁材料為碳鋼，外壁主要用于隔熱層的穩(wěn)固和保護(hù)，以及約束吹掃蒸汽的壓力，不能用于儲(chǔ)存從內(nèi)罐泄漏的LNG。內(nèi)外壁之間填充保溫材料。在金屬罐外設(shè)有混凝土圍堰，用于防止主容器發(fā)生事故時(shí)LNG泄漏。單容罐建造所需成本低，所需時(shí)間也較短，但安全性也低容易泄漏，由于安全性的原因近年來(lái)已很少使用了[3]。

（2）雙容罐

雙容罐的內(nèi)罐和外罐均能獨(dú)立儲(chǔ)存LNG。內(nèi)罐材料為9%鎳鋼，外罐材料為9%鎳鋼或預(yù)應(yīng)力混凝土，內(nèi)外壁之間填充保溫材料。但是外罐罐頂是不封閉的，雙容式儲(chǔ)罐是在內(nèi)罐外圍設(shè)置了一層高度與內(nèi)罐罐壁相同，但與內(nèi)罐分開(kāi)的圓柱形混凝土防護(hù)墻。雙容罐在一定程度上提高了主容器發(fā)生事故時(shí)LNG泄漏時(shí)的安全性。但雙容罐與單容罐相比造價(jià)高、施工周期長(zhǎng)。但與單容罐相比，雙容罐的建造成本和建造時(shí)間的增加并沒(méi)有解決操作壓力低帶來(lái)的問(wèn)題，由于這些因素，雙容罐近年來(lái)也很少使用了。

（3）全容罐

內(nèi)外罐均設(shè)計(jì)建造為能夠獨(dú)立儲(chǔ)存LNG的儲(chǔ)罐。全容罐的內(nèi)罐材料為9%鎳鋼或不銹鋼薄膜，外罐由預(yù)應(yīng)力混凝土建造而成。在正常工作的條件下，內(nèi)罐用于儲(chǔ)存LNG，外罐可用于儲(chǔ)存BOG，當(dāng)發(fā)生事故導(dǎo)致內(nèi)罐泄漏時(shí)，外罐能夠儲(chǔ)存所有的泄漏液體，并可保持結(jié)構(gòu)上的氣密性，能夠有效的避免LNG及BOG泄漏到外界環(huán)境中，還可以防止子彈擊穿、熱輻射等。在以上三種儲(chǔ)罐中安全性最高，造價(jià)也最高。預(yù)應(yīng)力混凝土全容罐安全性較高、技術(shù)成熟，是近年來(lái)全球應(yīng)用廣泛的儲(chǔ)罐形式。

（4）薄膜罐

薄膜式儲(chǔ)罐由薄膜、絕熱層和預(yù)應(yīng)力混凝土外罐三個(gè)部分組成，作為內(nèi)罐的薄膜材料通常為鎳合金或不銹鋼，只起包裹LNG的作用，作用在薄膜上的全部靜壓荷載及其他荷載都通過(guò)絕熱層傳遞至預(yù)應(yīng)力混凝土外罐上。這種特殊的結(jié)構(gòu)使得薄膜罐的抗震性能非常好，隨之產(chǎn)生的地下薄膜罐更是廣泛應(yīng)用于日本韓國(guó)這些地震高頻國(guó)家。

2.2 LNG運(yùn)輸

（1）陸上運(yùn)輸

陸上運(yùn)輸分為公路運(yùn)輸和鐵路運(yùn)輸。公路運(yùn)輸與鐵路運(yùn)輸相比更加靈活，但運(yùn)輸能力有限，運(yùn)輸半徑小并且成本偏高。鐵路運(yùn)輸運(yùn)載能力強(qiáng)、速度快、運(yùn)輸范圍廣并且受天氣影響較小，適合長(zhǎng)距離輸送。公路運(yùn)輸是我國(guó)LNG運(yùn)輸?shù)闹饕问?，但已逐漸不能滿足國(guó)內(nèi)日益活躍的LNG市場(chǎng)。

（2）海上運(yùn)輸

LNG海上運(yùn)輸主要是通過(guò)LNG運(yùn)輸船來(lái)實(shí)現(xiàn)的[4]。由于其載運(yùn)量大、安全穩(wěn)定的特點(diǎn)，在LNG運(yùn)輸船方面進(jìn)行了深入的研究， LNG水運(yùn)的各項(xiàng)技術(shù)逐漸成熟，大大地解決了航運(yùn)技術(shù)問(wèn)題，未來(lái)的水上航運(yùn)將大大促進(jìn) LNG 工業(yè)的發(fā)展。

（3）管道運(yùn)輸

管道輸送是指將天然氣液化后輸入管道進(jìn)行輸送，如西氣東輸二線。管道運(yùn)輸?shù)膬?yōu)勢(shì)在于輸送量大，快捷、安全，不受天氣、環(huán)境等影響。但LNG 的低溫特性導(dǎo)致了LNG 管道輸送在管材，輸送工藝，自動(dòng)控制和檢測(cè)技術(shù)等方面上要比其他的輸送方式復(fù)雜的多，管道一次大量投資高、投資回收周期長(zhǎng)，這些因素和特點(diǎn)使得LNG管道輸送技術(shù)的研究發(fā)展相當(dāng)緩慢。

3 結(jié) 論

在人們意識(shí)到可持續(xù)發(fā)展重要性的今天， LNG這種清潔能源的利用越來(lái)越受到人們的重視。接下來(lái)的幾年里在陸地運(yùn)輸方面，我國(guó)將把重點(diǎn)放在鐵路運(yùn)輸?shù)难芯恐?。?guó)內(nèi)LNG船制造技術(shù)與韓日等先進(jìn)LNG船制造技術(shù)還存在一定的差距，努力突破并掌握LNG運(yùn)輸船的核心技術(shù)，加快LNG產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是在經(jīng)濟(jì)發(fā)展新常態(tài)下促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要法寶。發(fā)展 LNG 工業(yè)可以優(yōu)化我國(guó)目前的能源結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)資源的可持續(xù)發(fā)展，加快我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)。

［1］何乾偉, 趙瑩. 中國(guó)LNG發(fā)展現(xiàn)狀分析[J]. 化工管理, 2015 (17): 60-61.

［2］劉清龍. 大型LNG儲(chǔ)罐優(yōu)化設(shè)計(jì)與研究[D]. 青島科技大學(xué), 2014.

［3］錢(qián)成文, 姚四容, 孫偉, 等. 液化天然氣的儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)[J]. 油氣儲(chǔ)運(yùn), 2005, 24 (5): 9-11.

［4］王志剛, 王運(yùn)龍, 管官, 等. 長(zhǎng)江中下游小型LNG船舶運(yùn)輸發(fā)展研究[J]. 中國(guó)造船, 2013 (1): 71-77.

Development Status of LNG Storage and Transportation Technology

1,2

（1. Northeast Petroleum University, Heilongjiang Daqing 163318, China；2. Daqing Oilfield Company No.2 Oil Production Plant, Heilongjiang Daqing 163414, China）

Coal, oil and natural gas occupy the important position in theworld energy composition. The impact of the oil crisis, and the pollution caused by the use of coal and oil lead the energy structure gradually shift to the direction of clean energy. The consumption of natural gas grows rapidly. Liquefied natural gas industry in China will enter a period of rapid development and the deteriorating environmental problems and energy crisis will be resolved as the deepening of research about LNG storage and transportation. In this paper, combined with the development of LNG storage tanks and the mode of transportation of LNG, the future development direction of LNG in China was prospected.

LNG; membrane tank; domestic status quo; sea carrier; road transportation

2016-12-02

何振楠（1993-），男，黑龍江大慶人，東北石油大學(xué)在讀碩士研究生，從事非常規(guī)油藏開(kāi)發(fā)以及復(fù)雜流體力學(xué)方面的研究。

TE 88

A

1004-0935（2017）01-0094-02