一、液化天然气密相输送工艺
液化天然气作为液体产品进行长距离管道输送,其输送技术与原油加热输送工艺类似,管道沿线需要建设液化天然气加压泵站和冷却站。
对于低温液体输送管道,特别是长距离管道,要防止液体气化,就必须实现液体单相流动。而防止液化天然气气化的方法需要采用密相输送工艺,即将管道的操作压力控制在临界冷凝压力之上,管道内流体温度控制在临界冷凝温度之下,使得管道运行工况位于液相密相
区。
密相输送通常有如下组合:
a) 固态密相
常用于单点供料、长距离输送。适用输送脆性、磨蚀性大的物料。在管线中几乎充满了以柱塞流动方式向前移动的物料。在管线中以低速、高密度的方式输送物料。
b) 不连续密相
常用于单点供料,较长距离输送。管线中几乎充满了以柱塞流动方式向前移动的物料。管道磨蚀小、物料不易破碎。—般为正压输送。 正压输送系统是以压缩空气把大量物料输送至较远距离的一种节能高效的输送方式。 其气源采用压缩风机。根据输送物料的不同,和布置形式的不同,需进行严格的气力输送计算。正压系统有多种不同形式的输送方式。其方式为: 通过星形锁气器的给料方式、将排入管道中的物料输入储料库。 通过锁气器的给料方式,将排入管道中的物料输入储料库。 组合的负压/正压输送系统由负压系统将近距离的多点物料输送到集料斗中,再由集料斗下部设置的仓泵将物料输入储料库或其它接收点。
c) 连续密相
多点供料,单点出料的输送方式。物料在管线中输送速度低于悬俘速度,适合输送粉末和小颗粒的物料。
此外,为降低因流动摩擦和过泵剪切引起的液化天然气温度升高,长距离液化天然气输送管道除建设加压站之外,还需要每隔一定距离设冷却站,并且使加压站和冷却站建在一起,即所谓的冷泵站,以便于施工和管理。随着低温材料和设备技术的发展,液化天然气长距离管道输送在技术上是可行的。
二、管输液化天然气技术难点
a) 管材的选择如果要实现管道在低温“密相区”工况下运行,管道材质十分关键。管材必须选用性能良好的低温隔热材料,同时还应该考虑到管材的冷脆问题,因此,液化天然气管材一般选用9%和3.5 %的镍钢。此外,管道焊接一般采用惰性气体保护焊,并需要进行焊缝检测。为了减少输送压降损失,管道内涂层技术仍需要开展研究。
b) 低温输送工艺在管道输送液化天然气前,需要将管道温度从环境温度冷却到工作温度,即所谓的管道预冷过程。在预冷过程中,为使管道保冷层和周围土壤降温,需要蒸发掉一定量的液化天然气,且经过相当长的时间才能达到热稳定工况。
液化天然气管道停输期间,由于周围环境热量的作用,管内液化天然气温度升高而达到饱和状态,甚至进一步气化而使管内压力急剧升高,因此要在进出站处设置安全阀,与放空罐相连,以将管道压力控制在安全极限内。此外,液化天然气管道的在线检测和自动控制等方面还需要进一步研究。
c) 冷能再利用将天然气液化(冷冻到-1620摄氏度)需要大量的能量,该能量通常被称作液化天然气冷能。目前广东省正在建设第一个300万t/a的液化天然气接收终端,并已经开始建造6座天然气发电厂,现有的燃油电厂将变为燃气电厂。液化天然气冷能在电厂中的利用系统见图3。经长输管道输人的液化天然气必须经过再气化后才能被用户使用。由于液化天然气有可观的冷能储备,回收利用这部分冷能可以有效提高能量的利用率。因此,在液化天然气长输管道项目的规划建设中应进行综合考虑。
