何振楠，何顯斌

?

LNG儲運技術(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實驗室，黑龍江 大慶 163318； 2. 中國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，天然氣的消費迅速增長。隨著對液化天然氣儲存及運輸方面研究的深入，我國液化天然氣工業(yè)將迎來一個快速發(fā)展的時期，日益惡化的環(huán)境問題和能源危機(jī)也將得到解決。本文結(jié)合LNG儲罐發(fā)展歷程及LNG運輸方式，立足于經(jīng)濟(jì)發(fā)展新常態(tài)，對我國LNG未來的發(fā)展方向進(jìn)行了展望。

LNG；薄膜罐；國內(nèi)現(xiàn)狀；海上運輸船；公路運輸

世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，導(dǎo)致人們對石油資源產(chǎn)生了更大的需求，這就造成了人們過度開采石油資源，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)難以滿足各國對能源的大量需求。隨著環(huán)境問題的日益嚴(yán)重，天然氣作為清潔能源開始慢慢的引起了大家的關(guān)注，近年來天然氣的大量使用，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)專家預(yù)測，幾年后天然氣將會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)過壓縮升溫后，在混合制冷劑的作用下，進(jìn)行凈化處理，將氮氣，二氧化碳，水蒸氣，硫化物和固體顆粒等除去，使其在燃燒過程中幾乎不產(chǎn)生二氧化硫等有害的氣體，這使得LNG在使用過程中不會像其他一次能源那樣對環(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[2]：

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

（2）氣化潛熱高，而且氣化過程中產(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產(chǎn)生爆炸；

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

2 國內(nèi)LNG儲運技術(shù)發(fā)展

2.1 LNG儲存

（1）單容罐

單容罐是LNG儲罐最初使用的形式，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LNG泄漏。單容罐建造所需成本低，所需時間也較短，但安全性也低容易泄漏，由于安全性的原因近年來已很少使用了[3]。

（2）雙容罐

雙容罐的內(nèi)罐和外罐均能獨立儲存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LNG泄漏時的安全性。但雙容罐與單容罐相比造價高、施工周期長。但與單容罐相比，雙容罐的建造成本和建造時間的增加并沒有解決操作壓力低帶來的問題，由于這些因素，雙容罐近年來也很少使用了。

（3）全容罐

內(nèi)外罐均設(shè)計建造為能夠獨立儲存LNG的儲罐。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)罐用于儲存LNG，外罐可用于儲存BOG，當(dāng)發(fā)生事故導(dǎo)致內(nèi)罐泄漏時，外罐能夠儲存所有的泄漏液體，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。在以上三種儲罐中安全性最高，造價也最高。預(yù)應(yīng)力混凝土全容罐安全性較高、技術(shù)成熟，是近年來全球應(yīng)用廣泛的儲罐形式。

（4）薄膜罐

薄膜式儲罐由薄膜、絕熱層和預(yù)應(yīng)力混凝土外罐三個部分組成，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)用于日本韓國這些地震高頻國家。

2.2 LNG運輸

（1）陸上運輸

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

（2）海上運輸

LNG海上運輸主要是通過LNG運輸船來實現(xiàn)的[4]。由于其載運量大、安全穩(wěn)定的特點，在LNG運輸船方面進(jìn)行了深入的研究， LNG水運的各項技術(shù)逐漸成熟，大大地解決了航運技術(shù)問題，未來的水上航運將大大促進(jìn) LNG 工業(yè)的發(fā)展。

（3）管道運輸

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。管道運輸?shù)膬?yōu)勢在于輸送量大，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，自動控制和檢測技術(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，這些因素和特點使得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越受到人們的重視。接下來的幾年里在陸地運輸方面，我國將把重點放在鐵路運輸?shù)难芯恐?。國?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)化我國目前的能源結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)資源的可持續(xù)發(fā)展，加快我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)。

［1］何乾偉, 趙瑩. 中國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儲罐優(yōu)化設(shè)計與研究[D]. 青島科技大學(xué), 2014.

［3］錢成文, 姚四容, 孫偉, 等. 液化天然氣的儲運技術(shù)[J]. 油氣儲運, 2005, 24 (5): 9-11.

［4］王志剛, 王運龍, 管官, 等. 長江中下游小型LNG船舶運輸發(fā)展研究[J]. 中國造船, 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