田欣（西南石油大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院）

張亞靈（中石油川東北氣礦）

LNG 產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)且粭l貫穿天然氣產(chǎn)業(yè)全過程的資金龐大，技術(shù)密集的完整鏈系。 整個(gè)LNG 產(chǎn)業(yè)鏈大致可以分為三段。 第一段，LNG 產(chǎn)業(yè)鏈的上游，包括勘探、開發(fā)、凈化、分離、液化等幾個(gè)環(huán)節(jié)。 第二段，中游，包括裝卸船運(yùn)輸，終端站（包括儲(chǔ)罐和再氣化設(shè)施）和供氣主干管網(wǎng)的建設(shè)。 第三段，下游，即最終市場(chǎng)用戶，包括聯(lián)合循環(huán)電站，城市燃?xì)夤?，工業(yè)爐用戶，工業(yè)園區(qū)和建筑物冷熱電多聯(lián)供的分布式能源站， 天然氣作為汽車燃料的加氣站用戶，以及作為化工原料的用戶等等。 這些用戶，大部分是通過干線管網(wǎng)供氣的， 也可以是通過LNG 冷儲(chǔ)罐箱運(yùn)–再氣化供氣的。

一、LNG 制冷方式

1、國(guó)內(nèi)外LNG制冷方式

天然氣在-162.5℃時(shí)發(fā)生相變，由氣態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)。 在低溫下對(duì)其純度要求較高，因此，天然氣進(jìn)入冷箱前，需注入甲醇，降低冷點(diǎn)除水，同時(shí)收集碳?xì)浠衔锖土蚧瘹洌岣呒兌取?/p>

關(guān)于深度冷凍，有三種方法：

①階段循環(huán)制冷；

②混合式或稱多組分制冷；

③膨脹壓縮制冷。

如美國(guó)布魯克林工廠的天然氣液化， 采用兩級(jí)膨脹壓縮工藝。 天然氣80%進(jìn)膨脹機(jī)，20%進(jìn)壓縮機(jī)。 膨脹、壓縮兩機(jī)同軸。氣體在膨脹機(jī)內(nèi)壓力降低，對(duì)外作功，用以帶動(dòng)壓縮機(jī)，把進(jìn)入壓縮機(jī)的天然氣壓縮升壓。 當(dāng)進(jìn)氣壓力為1.6Mpa 時(shí)，一、二級(jí)壓縮機(jī)出口壓力為1.9 Mpa 和2.8 Mpa。經(jīng)過兩級(jí)壓縮后進(jìn)入冷箱。在冷箱內(nèi)， 一側(cè)進(jìn)膨脹后的天然氣， 另一側(cè)進(jìn)經(jīng)過壓縮的天然氣，兩者進(jìn)行換熱，壓縮氣體溫度降到-144.4K 時(shí)液化。液化成本為0.65 美元／10 億Btu。 又如在我國(guó)吉林的一套天然氣液化裝置則采用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)作動(dòng)力，帶動(dòng)氮?dú)鈮嚎s機(jī)，加壓了的氮?dú)馔ㄟ^氮?dú)馔钙脚蛎洐C(jī)制冷，使天然氣液化，該裝置不產(chǎn)生尾氣。 兩裝置分別采用了天然氣潤(rùn)滑和氮?dú)鉂?rùn)滑的氣體軸承透平膨脹機(jī)，具有國(guó)際先進(jìn)水平。

2、LNG的冷能利用

冷能的利用主要是依靠LNG 與周圍環(huán)境間的溫度差和壓力差，將高壓低溫的LNG 變?yōu)槌撼氐奶烊粴鈺r(shí)，回收儲(chǔ)存在LNG 中的能量。

液化天然氣再氣化時(shí)會(huì)放出很大的冷量， 其值大約為830kJ/kg。 通常這部分冷能在氣化器中隨海水或空氣而散失，造成極大的能源浪費(fèi)。 為此，通過特定的工藝技術(shù)可以回收冷能，從而達(dá)到節(jié)約能源、 提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。 國(guó)外對(duì)LNG 冷能的利用已經(jīng)展開了深入細(xì)致的研究，并在低溫發(fā)電、冷凍食品與空氣液化等方面已達(dá)到實(shí)用程度。 LNG 冷能的利用方式主要包括直接利用和間接利用兩大類。 其中，直接利用主要包括空氣液化分離、發(fā)電、輕烴分離、液態(tài)乙烯儲(chǔ)庫(kù)、冷凍倉(cāng)庫(kù)、制造液化CO2和干冰、海水淡化、空調(diào)和低溫養(yǎng)殖、栽培等。 間接利用主要包括低溫破碎、冷凍干燥、低溫干燥、水和污染物處理與冷凍食品等。對(duì)于多功能LNG 接收終端，LNG 的氣化量遠(yuǎn)大于發(fā)電所需的燃?xì)饬?，多余的LNG 冷能可用于提高發(fā)電廠冷凝器的性能、低溫發(fā)電等。 在低溫空分廠中，利用LNG 冷能提供額外的冷量使N2 冷凝，降低N2 壓縮機(jī)的動(dòng)力要求。此外，LNG 冷能也可用于冷卻空壓機(jī)級(jí)間的冷卻水；采用熱電冷三聯(lián)供，LNG 冷能利用率可達(dá)到60%～80%。

隨著LNG 使用規(guī)模的不斷擴(kuò)大，LNG 冷能的利用市場(chǎng)前景巨大，充分利用LNG 的冷潛熱是十分必要的。

二、LNG 的運(yùn)輸

液化天然氣的安全運(yùn)輸是液化天然氣產(chǎn)業(yè)鏈中的重要環(huán)節(jié)，起到承上啟下的紐帶作用。 目前，液化天然氣的運(yùn)輸主要有管道、罐車和船舶三種方式，對(duì)液化天然氣運(yùn)輸方式的特點(diǎn)及其存在的技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行比較分析研究， 將有利于推動(dòng)液化氣產(chǎn)業(yè)健康穩(wěn)步的發(fā)展，推進(jìn)優(yōu)質(zhì)環(huán)保能源的廣泛應(yīng)用，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

三、 LNG 接收終端

1、國(guó)內(nèi)外LNG接收終端的現(xiàn)狀

目前， 我國(guó)第一個(gè)LNG 接收終端深圳大鵬灣秤頭角接收終端已成功建起，并于2006 年5 月底正式投產(chǎn)運(yùn)營(yíng)，澳大利亞為供應(yīng)方。 廣東省已開始建設(shè)6 座天然氣發(fā)電廠，現(xiàn)有的燃油電廠將轉(zhuǎn)變?yōu)長(zhǎng)NG 電廠。 投資85×108 美元的惠州LNG 電廠是廣東LNG 一體化項(xiàng)目的重要配套項(xiàng)目， 建成投產(chǎn)后將為惠州市及中國(guó)海洋石油總公司一殼牌南海石化項(xiàng)目提供電力保證。

2、國(guó)內(nèi)外LNG接收終端的發(fā)展趨勢(shì)和動(dòng)向

國(guó)外LNG 接收終端建設(shè)和運(yùn)作已有多年經(jīng)驗(yàn)， 技術(shù)日趨成熟。 很多知名公司如殼牌(Shell)公司、BP 公司等，擁有海上運(yùn)輸、LNG 卸船系統(tǒng)、LNG 低溫管道輸送和蒸發(fā)氣回收系統(tǒng)等一整套LNG 接收終端系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造技術(shù)和運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)。 在借鑒這些知名公司先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，充分考慮安全性、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性，結(jié)合我國(guó)LNG 現(xiàn)有技術(shù)狀況來(lái)建設(shè)LNG 接收終端。

到2020 年，國(guó)內(nèi)累計(jì)建成的LNG 接收終端總接收規(guī)模將達(dá)到4250×105 t/a，主要分布在廣東、福建、上海、浙江等地區(qū)。

四、對(duì)LNG 產(chǎn)業(yè)發(fā)展的建議

考慮到液化天然氣整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的巨大投資， 投資液化天然氣項(xiàng)目應(yīng)持慎重態(tài)度，且宜遵循：整體規(guī)劃，合理布局；資源先行，市場(chǎng)導(dǎo)向；因地制宜，明確定位；遵循規(guī)律，適度競(jìng)爭(zhēng)；多元引進(jìn)，擴(kuò)大儲(chǔ)備。 此外，由于中國(guó)天然氣市場(chǎng)還不成熟，大力發(fā)展液化天然氣產(chǎn)業(yè)的同時(shí)，還需要逐步調(diào)整國(guó)內(nèi)能源的比價(jià)關(guān)系，加強(qiáng)市場(chǎng)培育和市場(chǎng)監(jiān)管。 總之， 隨著我國(guó)對(duì)能源需求的不斷增長(zhǎng)，引進(jìn)液化天然氣將對(duì)優(yōu)化我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)，有效解決供應(yīng)安全和生態(tài)環(huán)境保護(hù)， 實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展都將發(fā)揮重要作用。

[1] 石玉美, 汪榮順等. 液化天然氣接收終端[J]. 石油與天然氣化.2003，32(1).

[2] 錢伯章. 世界LNG 市場(chǎng)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)[ J] . 石化咨詢,2003, 4( 5)∶18-22.