液化天然氣（LNG）的輸送方式淺析

張康杰

天然氣是清潔高效環(huán)保低碳的能源，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在居民生活用氣，交通運(yùn)輸動(dòng)力燃料，工業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域，對(duì)于提高經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)起著重要的作用。天然氣經(jīng)處理，脫除烴、硫化物、二氧化碳、和水分等雜質(zhì)后，在常溫下被冷卻到-162℃即液化成LNG。液化天然氣產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)且粋€(gè)技術(shù)密集的完整產(chǎn)業(yè)鏈，包括天然氣的開(kāi)采、液化、儲(chǔ)存、運(yùn)輸和裝卸、銷(xiāo)售等環(huán)節(jié)，任何一個(gè)環(huán)節(jié)的斷裂都將導(dǎo)致其他主要環(huán)節(jié)的連鎖反應(yīng)。這其中，液化天然氣的安全運(yùn)輸是液化天然氣產(chǎn)業(yè)鏈中重要環(huán)節(jié)，起到承上啟下的紐帶作用。目前液化天然氣的運(yùn)輸方式主要有：船舶運(yùn)輸、管道輸送、鐵路運(yùn)輸、公路槽車(chē)運(yùn)輸。現(xiàn)對(duì)液化天然氣運(yùn)輸方式的特點(diǎn)及其優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析，將有利于推動(dòng)液化天然氣健康持續(xù)的發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

1 船舶運(yùn)輸

將天然氣液化后裝入專(zhuān)用輪船，通過(guò)海洋、河流進(jìn)行全球運(yùn)輸，到岸后經(jīng)處理，進(jìn)入管網(wǎng)。LNG船舶運(yùn)輸主要采用特制的遠(yuǎn)洋運(yùn)輸船。目前有三種貨物圍護(hù)系統(tǒng)。法國(guó)的（GTT型）薄膜艙、挪威的（MOSS型）球形艙、日本的（SPB型）菱形艙由于液化天然氣的低溫、易燃、運(yùn)輸量大的特點(diǎn)，使液化天然氣海上運(yùn)輸也具有不同于其他海運(yùn)的特點(diǎn)，主要體現(xiàn)在投資風(fēng)險(xiǎn)高、產(chǎn)業(yè)鏈強(qiáng)、運(yùn)輸穩(wěn)定、輸送容量大。

2 LNG管道輸送

1）LNG管道輸送在技術(shù)上是可行的，LNG管道輸送一般可分為三類(lèi)：非絕熱管、普通絕熱管、真空絕熱管。就目前管道輸送而言，LNG低溫管線(xiàn)在調(diào)峰裝置和LNG船裝卸設(shè)備上已經(jīng)有應(yīng)用，由于投資較大尚未見(jiàn)到采用低溫管線(xiàn)長(zhǎng)距離輸送LNG的實(shí)例。就目前技術(shù)的發(fā)展，建設(shè)長(zhǎng)距離LNG管線(xiàn)在技術(shù)上是可行的，經(jīng)濟(jì)成本上也是合理的。

2）管道運(yùn)輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)是輸送快捷高效、安全性高，受天氣、環(huán)境等影響較小；不足之處主要是其輸送管道與設(shè)備需采用價(jià)格昂貴的鎳鋼和性能良好的低溫絕熱材料；同時(shí)長(zhǎng)距離運(yùn)輸需在管道上增建中間冷卻站，管道工程的設(shè)計(jì)復(fù)雜和施工技術(shù)要求高，而且初期投資較大。目前國(guó)內(nèi)外較長(zhǎng)距離LNG管道很少，僅文萊有條LNG海底低溫管道，有效運(yùn)輸距離也僅為32km。

3 鐵路運(yùn)輸

1）LNG鐵路運(yùn)輸無(wú)疑是陸上LNG運(yùn)輸介于管道運(yùn)輸和公路運(yùn)輸較好的一種方式。罐式集裝箱運(yùn)輸是鐵路LNG運(yùn)輸未來(lái)的發(fā)展方向，與公路運(yùn)輸?shù)腖NG槽車(chē)相比，LNG罐式集裝箱具有裝卸靈活和更大容積，鐵路運(yùn)輸比公路運(yùn)輸LNG更經(jīng)濟(jì)和高效。

2）LNG鐵路運(yùn)輸主要特點(diǎn)是受到氣候影響小，運(yùn)輸半徑大和運(yùn)輸量較大。存在的不足是，一旦發(fā)生運(yùn)輸過(guò)程中的側(cè)翻、泄漏甚至著火爆炸等重大安全事故，撲救難度大、影響范圍大、造成損失大，這也是LNG鐵路運(yùn)輸沒(méi)有廣泛應(yīng)用的主要原因。

3）我國(guó)鐵路運(yùn)輸LNG還處于實(shí)驗(yàn)起步階段，由于國(guó)內(nèi)鐵路運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)比較完善，LNG鐵路運(yùn)輸優(yōu)勢(shì)非常明顯，能夠有效解決LNG運(yùn)輸?shù)闹匾款i，助推清潔能源發(fā)展，所以積極加快推進(jìn)LNG鐵路運(yùn)輸體系的建設(shè)，并通過(guò)完善LNG運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)，提高運(yùn)輸能力，促進(jìn)LNG持續(xù)快速健康發(fā)展。

4 公路運(yùn)輸

LNG公路運(yùn)輸是以槽車(chē)將天然氣液化工廠、大型儲(chǔ)備庫(kù)生產(chǎn)的LNG運(yùn)送到各個(gè)使用點(diǎn)的任務(wù)。目前我國(guó)公路的LNG罐車(chē)有30m3、40m3、45m3、等規(guī)格，而國(guó)外液化天然氣罐車(chē)容積體積較大約為90m3。LNG公路運(yùn)輸?shù)闹饕攸c(diǎn)是技術(shù)成熟，具有較好的靈活性，存在的不足是運(yùn)力小、成本高、覆蓋半徑短、受天氣等自然條件影響大等。

4.1 LNG槽車(chē)的技術(shù)發(fā)展

汽車(chē)槽車(chē)運(yùn)輸LNG這種低溫、易燃介質(zhì)，在槽車(chē)結(jié)構(gòu)上，必須滿(mǎn)足物料裝卸、隔熱保冷、高速行駛的要求，目前LNG槽車(chē)的技術(shù)已經(jīng)發(fā)展的比較成熟。

4.2 LNG槽車(chē)的隔熱性能

為了確保安全可靠、經(jīng)濟(jì)高效的運(yùn)輸，LNG槽車(chē)的隔熱性必須滿(mǎn)足要求，而低溫儲(chǔ)罐的隔熱設(shè)計(jì)決定了儲(chǔ)罐的性能。可以采用的隔熱方式有真空粉末隔熱、真空纖維隔熱、高真空多層隔熱等。

4.3 LNG槽車(chē)的卸液方式

LNG槽車(chē)的輸液方式有壓力輸送和泵輸送。壓力輸送是利用在增壓汽化器汽化LNG然后返回槽車(chē)儲(chǔ)罐增壓，借助壓力差擠壓出LNG。這種卸液方式比較簡(jiǎn)單，只需裝上必要的管路和閥門(mén)即可卸液。泵輸送液體是采用低溫潛液泵將LNG增壓，進(jìn)行槽車(chē)裝卸。這種方式輸送流量大、裝卸時(shí)間短、適應(yīng)性強(qiáng)而得到廣泛應(yīng)用。

4.4 LNG槽車(chē)行駛快速化

為了滿(mǎn)足低溫儲(chǔ)罐的需要，LNG槽車(chē)的結(jié)構(gòu)有一定的特殊性。如采用雙層罐體和隔熱支撐。罐體結(jié)構(gòu)相對(duì)比較復(fù)雜，隔熱支撐又要兼顧減少熱傳遞和增大機(jī)械強(qiáng)度的雙重性，加上運(yùn)輸LNG的危險(xiǎn)性，因此，對(duì)LNG槽車(chē)的行駛需要限速。目前我國(guó)的高速公路路網(wǎng)不斷健全完善，公路運(yùn)輸?shù)钠骄俣炔粩嗵岣撸蜏匾后w槽車(chē)在高速公路上的行駛速度也提高到了80-90Km/h.運(yùn)行速度提高，可以提高運(yùn)輸效率，LNG槽車(chē)的高速化運(yùn)營(yíng)是必然趨勢(shì)。

4.5 LNG槽車(chē)的安全主要是防止超壓和消除燃燒的可能性（禁火、禁油、消除靜電）。

4.5.1 防止超壓

LNG在儲(chǔ)藏過(guò)程中出現(xiàn)的蒸發(fā)現(xiàn)象較為緩慢，并且在蒸發(fā)過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致罐內(nèi)壓力持續(xù)上升而產(chǎn)生超壓危險(xiǎn)，解決辦法可以在罐內(nèi)安裝自力式減壓調(diào)節(jié)閥、壓力報(bào)警手動(dòng)放空、安全起跳閥三級(jí)安全保護(hù)措施來(lái)進(jìn)行超壓保護(hù)。可以保證當(dāng)壓力持續(xù)上升到安全閥承受壓力的85%時(shí)，就會(huì)自動(dòng)對(duì)儲(chǔ)罐進(jìn)行密封處理。另外，過(guò)量充裝也會(huì)導(dǎo)致罐內(nèi)壓力過(guò)大，同時(shí)還可以在儲(chǔ)罐外部安裝獨(dú)立液壓系統(tǒng)，用于觀察罐內(nèi)液壓位置情況，明確液壓變化狀況。還可裝備高液位報(bào)警器、緊急切斷來(lái)控制液位。

4.5.2 消除燃燒的可能性

為了防止著火，消除LNG槽車(chē)周?chē)娜紵龡l件也是十分重要的。

1）置換充分：LNG儲(chǔ)槽使用前必須用氮?dú)鈱?duì)內(nèi)筒和管路進(jìn)行吹掃置換，直至含氧量小于2.0%為止，然后再用產(chǎn)品氣進(jìn)行置換至純度符合要求。

2）靜電接地：LNG槽車(chē)必須配備導(dǎo)靜電接地裝置，以消除裝置靜電；另外，在車(chē)的前后左右兩側(cè)均配有4只滅火器，以備有火災(zāi)險(xiǎn)情時(shí)應(yīng)急使用。

3）阻火器：安全閥和放空閥的出口匯集總管上應(yīng)安裝阻火器。阻火器內(nèi)裝耐高溫陶瓷環(huán)，當(dāng)放空口處出現(xiàn)著火時(shí)，防止火焰回火，起到阻隔火焰作用，保護(hù)設(shè)備安全。

綜上所述LNG的運(yùn)輸方式優(yōu)缺點(diǎn)已很明顯，根據(jù)LNG輸送技術(shù)及材料的不斷更新發(fā)展，相信在不久的時(shí)間里，LNG的運(yùn)輸方式將會(huì)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，在未來(lái)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的過(guò)程中LNG將發(fā)揮重要的作用，并且會(huì)發(fā)展成為影響我國(guó)天然氣市場(chǎng)變化的重要影響因素。因此LNG運(yùn)輸也將承擔(dān)更重要的任務(wù)。