探討液化天然氣儲存及運輸技術現(xiàn)狀

王舜

摘 要：近些年液化天然氣（以下簡稱LNG）工業(yè)得到迅速的發(fā)展，LNG供應量不斷增加。發(fā)展LNG是為了降低天然氣運輸成本和便于運輸，所以LNG的儲存和運輸在整個LNG工業(yè)鏈中所占的地位非常重要。由于LNG有低溫的特性，所以對其儲存和運輸技術有較高的要求。本文分析了液化天然氣儲存和運輸技術現(xiàn)狀，以供參考。

關鍵詞：液化天然氣;儲存;運輸

1 LNG儲存技術發(fā)展現(xiàn)狀

大規(guī)模的儲存天然氣主要有LNG和地下儲氣庫兩種方式，相關研究數(shù)據(jù)顯示，地下儲氣庫墊層氣量較大，具有較低的投資回收率，只是天然氣投資回收率的85%，而LNG儲存形式回收率為98%。我國小型壓力罐較多，常壓大型儲罐較少，沒有LNG儲氣庫。

1.1 地下LNG儲氣庫

地下儲氣庫雖然比地上儲氣庫在環(huán)境保護、成本費用等方面有較大的優(yōu)勢，但LNG的液化溫度為-162℃，低溫會導致儲庫圍巖的巖體發(fā)生破碎，進而造成大量LNG泄漏和蒸發(fā)，所以地下洞室穩(wěn)定度較差對LNG儲存也較難。當前國外也只有少數(shù)用不銹鋼保溫層作LNG的密封層地面儲存槽來對LNG進行儲存的實例。我國在這方面的研究比較空白。

1.2 地下LNG儲罐

地下LNG儲罐的保溫層和內(nèi)壁基本上類似于地上儲罐，儲罐內(nèi)壁常用的材料有9%鎳鋼、鋁合金或不銹鋼，保溫層常用的材料為硬質(zhì)聚氨酯泡沫和珍珠巖。地下LNG儲罐的占地較少，不易溢出儲存液體，具有強抗震性、高安全性和耐久性的特征，在該領域我國并沒有相關研究成果。

1.3 地上LNG金屬混凝土儲罐

按照不同的內(nèi)壁材料，主要包括薄膜型儲罐和預應力混凝土型儲罐。通常大型的儲罐采用的都是預應力混凝土型，外殼和內(nèi)筒材料主要是預應力混凝土和低溫金屬材料。薄膜型的儲罐內(nèi)筒材料包括不銹鋼和殷瓦鋼兩種。相比較于眾多發(fā)達國家，我國的LNG儲罐大部分是中小型的壓力罐，當前我國已經(jīng)具有對大型LNG低溫常壓儲罐進行自主設計和建造的能力。

2 LNG運輸技術的發(fā)展現(xiàn)狀

和天然氣管道運輸相比，LNG運輸有較大的優(yōu)勢，尤其是可以采用LNG船進行跨洋運輸。LNG船運成本相對較低，約是天然氣管道輸送的1/7。LNG船運既可以使因氣源不充分鋪設管道產(chǎn)生的風險得以規(guī)避，在液化前對天然氣進行有效的凈化處理，還可降低有害物質(zhì)的含量，對環(huán)保更加有利。長距離運輸LNG可選擇鐵路和船運，短途運輸可選擇罐箱或LNG槽車進行運輸，或內(nèi)河水運，其中當前成本最低的被人們普遍認可的可靠的LNG物流模式是槽車運輸。

2.1 槽車運輸

槽車運輸主要有鐵路槽車運輸和公路運輸兩種。通過研究得出，運輸距離范圍在1000km甚至更短時可選擇公路運輸，如果運輸距離大于1000km，比較經(jīng)濟的運輸應選擇鐵路油罐車。當前在國內(nèi)相關的技術已經(jīng)發(fā)展的比較成熟，完全達到國產(chǎn)化。單輛的槽車，液化天然氣具有最大的水容積，已經(jīng)發(fā)展至52.8m3，最大工作壓力為0.7MPa，充裝天然氣最大量為3.3×104m3，槽車行駛的平均速度為60km/h。通過跟車測量得出，在運輸過程中LNG槽車的儲罐內(nèi)有穩(wěn)定的壓力，在緊急停車情況下壓力會上升約0.02MPa，停車時沒有出現(xiàn)安全閥泄漏的情況，沒有損失LNG。而在安全方面，在設計的過程中很多LNG槽車為了使罐容得到提升，在罐壁外放置徑向支撐結構，盡管使罐內(nèi)的儲存容積增大，但卻導致儲存容器的穩(wěn)定程度降低，使其存在較大的安全隱患。

2.2 LNG運輸船

LNG國際遠洋貿(mào)易選擇的主要形式是跨海船運?，F(xiàn)在對LNG運輸船進行生產(chǎn)的國家主要是亞洲國家。我國最為世界上第三大制造LNG船的國家，在20世紀90年代中期才開始研發(fā)LNG船的技術。我國在2015年1月建成了當前第一艘設計容量為17.5×104m3的，有完全自主知識產(chǎn)權的LNG船“大力水手號”。因為我國政府明確規(guī)定，必須在LNG進口項目中，采用國內(nèi)運輸?shù)腇OB貿(mào)易模式，因此只能依靠自有的6艘LNG運輸船向指定接站承運LNG，其他現(xiàn)貨和合同LNG則由租賃船舶承運。我國缺乏充足的LNG船隊運力對LNG貿(mào)易造成重要的制約。

2.3 管道輸送

當前LNG管道只用于LNG裝卸操作設施和天然氣液化裝置，還沒有對LNG進行長距離管道輸送的實例。通過研究得出，采用長距離管道對LNG進行輸送在技術上是可行的，但建設LNG長輸管道的關鍵問題是選用的材料在低溫條件下其良好的性能是否能保持，為了避免產(chǎn)生閃蒸汽（BOG），應該在中間設置LNG冷泵站。所以，長距離輸送LNG的管道初期回收率較低，在建設中存在一定的風險。隨著海底低溫管道技術的逐步發(fā)展，運輸LNG的距離已經(jīng)達到了32km，充分說明長距離對LNG進行管輸有其技術的可行性，并且近些年天然氣的需求量越來越大，管道輸送也逐漸變成一種發(fā)展趨勢。

3 結語

總之，環(huán)境污染依靠新能源可以得到有效的解決，為了更加順應社會發(fā)展的趨勢，LNG逐漸成為全球新的能源熱點，人們也越來越重視LNG產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，但對于我國來說LNG產(chǎn)業(yè)仍然屬于一個新興行業(yè)，其行業(yè)標準和相關技術還存在很多問題。盡管中國大多在東南沿海建設LNG項目，但仍存在小型液化工廠布局雜亂無序、調(diào)峰能力嚴重不足等問題，需要通過進一步研究解決。

參考文獻：

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