基于LNG行業(yè)未來(lái)的發(fā)展前景，以及我國(guó)對(duì)清潔能源的政策導(dǎo)向，當(dāng)前許多公司都萌生了轉(zhuǎn)戰(zhàn)LNG行業(yè)的想法。

作為一種熱門(mén)的能源技術(shù)，如何能做到高效地學(xué)習(xí)呢？掌握合理的方式十分關(guān)鍵，分清主次，緊抓基礎(chǔ)是高效學(xué)習(xí)的必由之路。

下面就為大家總結(jié)一些學(xué)習(xí)LNG必須要知道的基礎(chǔ)知識(shí)。

1什么是液化天然氣LNG

LNG是英文Liquefied Natural Gas的簡(jiǎn)稱，即液化天然氣。

它是天然氣（甲烷CH4）在經(jīng)凈化及超低溫狀態(tài)下（-162℃、一個(gè)大氣壓）冷卻液化的產(chǎn)物。液化后的天然氣其體積大大減少，約為0℃、1個(gè)大氣壓時(shí)天然氣體積的1/600，也就是說(shuō)1立方米LNG氣化后可得600立方米天然氣。

無(wú)色無(wú)味，主要成份是甲烷，很少有其它雜質(zhì)，是一種非常清潔的能源。爆炸極限為5%-15%（體積%），燃點(diǎn)約450℃。

2LNG的主要組分

LNG的主要成分是甲烷，并可能含有少量乙烷、丙烷、氮和通常存在于天然氣中的其它組分。

不同工廠生產(chǎn)的LNG具有不同的組份,主要取決于生產(chǎn)工藝和氣源組份,按照歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN1160的規(guī)定，LNG的甲烷含量應(yīng)高于75%，氮含量應(yīng)低于5%。

3LNG的原料氣

1）管道天然氣

2）煤層氣

3）焦?fàn)t煤氣

4）煤制氣

4LNG的密度

LNG的密度取決于其組份，通常為430～470kg/m3，甲烷含量越高，密度越小。

密度還是液體溫度的函數(shù)，溫度越高，密度越小，變化的梯度為1.35Kg/3℃。

LNG的密度可直接測(cè)量，但一般都是通過(guò)氣體色譜儀分析的組份結(jié)果計(jì)算出密度。

5LNG的溫度

LNG的沸騰溫度也取決于它的組份，在大氣壓力下通常為-166～-157℃，一般資料上介紹的-162.15℃是指純甲烷的沸騰溫度。

沸騰溫度隨蒸氣壓力升高而升高，變化梯度為1.25×10-4℃/Pa，LNG的溫度通常是用銅/銅鎳熱電偶或鉑電阻溫度計(jì)進(jìn)行測(cè)量。

6LNG的氣液體積比

LNG的氣液體積比是指LNG汽化為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的天然氣體積與LNG體積之比。

通常所說(shuō)的LNG氣液體積比為625是純甲烷的氣液體積比，且其標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)為歐美標(biāo)準(zhǔn)（溫度為15.5℃），按國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)（溫度為20℃）純甲烷的氣液體積比應(yīng)為633。

LNG的氣液體積比也取決于它的組份，甲烷含量越高，氣液體積比越大，氣液體積比還是液體溫度的函數(shù)，溫度越高，氣液體積比越小。

7單位質(zhì)量LNG汽化的體積

單位質(zhì)量LNG汽化后的氣體體積（標(biāo)態(tài)）取決于它的組份，甲烷含量越高，單位質(zhì)量LNG汽化后的氣體體積越大，其與液體的溫度、飽和壓力無(wú)關(guān)。

1噸液態(tài)甲烷汽化后能生成1496Nm3氣態(tài)甲烷。

目前國(guó)內(nèi)LNG的交接計(jì)量通常采用稱重法，先用磅秤稱出LNG的重量，然后根據(jù)單位質(zhì)量LNG汽化后的氣體體積數(shù)（標(biāo)態(tài)）計(jì)算出其相當(dāng)于多少Nm3的天然氣。

8LNG的泄露特性

發(fā)生泄露時(shí)，LNG將與環(huán)境迅速換熱、發(fā)生快速相變而汽化，單位體積的LNG能產(chǎn)生約600倍體積的氣體。

LNG泄露至地面上時(shí)，最初會(huì)猛烈沸騰，然后蒸發(fā)將迅速衰減至某個(gè)固定值。

如果LNG泄露至大量的水中，水與LNG之間的熱傳遞速率非常高，LNG將激烈地沸騰并伴隨巨大的爆炸聲、噴出水霧，這種現(xiàn)象稱為冷爆炸。

LNG發(fā)生泄漏之后，大氣中的水蒸氣被冷凝而形成云霧，當(dāng)這團(tuán)云霧能看見(jiàn)時(shí)，可以作為蒸發(fā)氣體移動(dòng)方向的指南。同時(shí)，云霧也可作為氣體空氣混合物可燃性的指示。

天然氣/空氣云團(tuán)中天然氣的體積濃度達(dá)到5～15%時(shí)，就能被點(diǎn)燃。因?yàn)長(zhǎng)NG裝置一般都設(shè)置在一個(gè)圍堰中，即使著火，其燃燒范圍也可控制在圍堰范圍內(nèi)。如果在封閉空間內(nèi)著火，就會(huì)發(fā)生爆炸。

9LNG的汽化潛熱

LNG（純甲烷）的汽化潛熱為122Kcal/kg，LNG的汽化潛熱也取決于它的組份，汽化潛熱還是液體溫度的函數(shù)，溫度越高，汽化潛熱越小。

10LNG的蒸發(fā)特性

當(dāng)LNG從已有的壓力降低至沸點(diǎn)對(duì)應(yīng)壓力以下時(shí)，例如流經(jīng)閥門(mén)，部分液體蒸發(fā)，同時(shí)溫度也將降低到該壓力下的新沸點(diǎn)，這種現(xiàn)象稱為閃蒸。

閃蒸氣的組成與液相的組成有較大差別，閃蒸氣中低沸點(diǎn)組分的比例較多，例如氮的沸點(diǎn)為-196℃，比甲烷沸點(diǎn)-162℃低，比甲烷更易汽化進(jìn)入氣相。

有人對(duì)儲(chǔ)罐中氣液兩相的組成進(jìn)行過(guò)測(cè)定，在液相中氮的濃度為0.3%、甲烷的濃度為87.7%（mol），而在氣相中氮的濃度達(dá)9.7%、甲烷的濃度為90.3%（mol），氮在氣相中的濃度為液相中濃度的32倍。

若LNG壓力為1～2×105Pa，溫度為其沸點(diǎn)，估算時(shí)可認(rèn)為壓力每降低1kPa，1m3液體由于閃蒸能產(chǎn)生0.4kg的氣體。

這些蒸發(fā)氣外泄時(shí)，由于溫度很低，常在-100℃左右，氣體密度大于空氣。從環(huán)境吸熱升溫后，密度減少。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，蒸發(fā)氣的密度約為空氣密度的0.6倍。

11LNG的熱值、辛烷值

熱值是表示燃料質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，可分為高熱值和低熱值，辛烷值是表示車(chē)用燃料抗爆性的重要指標(biāo)之一，可分為研究法辛烷值和馬達(dá)法辛烷值。

LNG的熱值、辛烷值與LNG的組分有關(guān)，純甲烷的高熱值為37.03MJ/Nm3, 低熱值為33.36MJ/Nm3，辛烷值A(chǔ)STM為130（研究法）。

12LNG的儲(chǔ)存

LNG在儲(chǔ)罐內(nèi)會(huì)出現(xiàn)分層現(xiàn)象，即密度不同的LNG占有不同的層位。

分層的原因可能是新裝入儲(chǔ)罐的LNG和殘留在儲(chǔ)罐內(nèi)的LNG密度不同，或LNG中氮含量較高（如≥3%），對(duì)流使氮組分移動(dòng)至儲(chǔ)罐液體表層，形成含氮量高的液體表層。

儲(chǔ)罐受熱產(chǎn)生的自然對(duì)流又力求使罐內(nèi)LNG密度均勻，這就產(chǎn)生了所謂的“翻滾”現(xiàn)象。

翻滾使LNG在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量蒸氣，導(dǎo)致儲(chǔ)罐壓力增高，有時(shí)造成安全閥開(kāi)啟。

經(jīng)驗(yàn)說(shuō)明，控制LNG的含氮量使之不超過(guò)1%是防止罐內(nèi)LNG翻滾的有效措施，此外還應(yīng)采取措施使罐內(nèi)液體混合均勻。

13低溫容器的蒸發(fā)率

低溫容器的蒸發(fā)率是指在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（101.3kPa,0℃）下，儲(chǔ)存適量的低溫液體，在達(dá)到熱平衡后的蒸發(fā)速率。

一般以24hr計(jì)，故又稱日蒸發(fā)率，它指一天（24hr）內(nèi)蒸發(fā)的數(shù)量與儲(chǔ)液容器的公稱容器之比。目前常用于測(cè)量低溫容器蒸發(fā)率的有稱重法和蒸氣流量測(cè)量法兩種。

14LNG的安全特性

LNG是非常安全的燃料，這主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

LNG的燃點(diǎn)為650℃，比汽、柴油的燃點(diǎn)高，點(diǎn)火能也高于汽柴油，所以比汽柴油更難點(diǎn)燃；

LNG的爆炸極限為4.7～15%，-106.7℃以上的LNG蒸汽比空氣輕，因而稍有泄漏立即揮發(fā)飛散，很難形成遇火燃燒爆炸的濃度。

無(wú)論是LNG還是它的蒸汽都不會(huì)在一個(gè)不封閉的環(huán)境下爆炸。

從LNG的基本特性可以看出,LNG的潛在危險(xiǎn)主要來(lái)源于以下三個(gè)方面:

(1)在大氣壓力下,LNG的沸騰溫度約為-160℃,在這一溫度下,其蒸氣密度高于周?chē)諝獾拿芏?

(2)少量的液體可轉(zhuǎn)換為大量的氣體，1個(gè)體積的LNG液體大約可轉(zhuǎn)換為600個(gè)體積的氣體;

(3)天然氣與空氣混合時(shí),其體積濃度為5～15%時(shí)是易燃易爆的。

LNG又是極易汽化并且汽化后體積急劇增大的液體，任何裝有LNG的封閉容器和管道應(yīng)有泄壓閥，以防超壓。

在有可能存在天然氣的場(chǎng)合，應(yīng)測(cè)量空氣中氧含量及烴含量，氧含量小于18%會(huì)使人窒息。進(jìn)入可能含天然氣區(qū)域的人員應(yīng)佩帶面罩、護(hù)目鏡、防護(hù)服和手套等。

15LNG冷灼傷的危害

與LNG、低溫蒸氣、低溫管線及設(shè)備接觸對(duì)皮膚可造成類(lèi)似于燒傷的水泡傷害。

LNG汽化后的氣體仍然是絕對(duì)的低溫，會(huì)灼傷象眼睛等敏感組織。

身體未被保護(hù)的部分不允許與未保冷的LNG管線或容器接觸，低溫金屬會(huì)將它們粘附住，如試圖拿下，則會(huì)導(dǎo)致皮肉撕裂。

16LNG設(shè)施工作人員的穿戴勞保服裝

與LNG接觸時(shí)，應(yīng)戴上合適的面罩或護(hù)目鏡，與低溫液體或氣體接觸，必須一直戴上皮手套，手套要寬松一點(diǎn)，便于液體噴濺到上面快速脫下，即使戴著手套，也只能與低溫設(shè)備接觸一小會(huì)兒。

應(yīng)穿工裝褲或類(lèi)似的工作服，最好沒(méi)有口袋或翻卷部分。褲子應(yīng)套穿在靴子的外面。

如果工作服上粘上了低溫液體或蒸氣，在工作人員進(jìn)入密閉空間之前，應(yīng)對(duì)工作服進(jìn)行通風(fēng)。

17窒息

雖然LNG蒸氣沒(méi)有毒性，但其中的氧含量較低，易使人窒息。

如果吸入純的LNG蒸氣而不迅速撤離，很快就會(huì)失去知覺(jué)，幾分鐘就可致人死亡。

通常情況下，空氣中氧的體積含量為20.9%，大氣中氧的含量低于18%則有窒息性，對(duì)于氣體濃度較高的情況，由于缺氧會(huì)導(dǎo)致惡心或暈眩，轉(zhuǎn)移后，癥狀會(huì)很快消失。

在進(jìn)入LNG的某個(gè)區(qū)域之前，應(yīng)對(duì)大氣中氧含量及烴含量進(jìn)行測(cè)量。即使氧含量結(jié)果顯示處于不會(huì)導(dǎo)致窒息的范圍內(nèi)，在進(jìn)入?yún)^(qū)域前，應(yīng)進(jìn)行可燃性測(cè)試。

18LNG組份的采樣

對(duì)LNG的組份采樣應(yīng)注意方式，不能因?yàn)檎舭l(fā)作用的影響，導(dǎo)致對(duì)樣品分析的錯(cuò)誤結(jié)論。

最常用的方法是使用一種特別的裝置對(duì)一小股連續(xù)氣化的產(chǎn)品進(jìn)行分析。

另外一種方法是從產(chǎn)品氣化器的出口采樣，通過(guò)氣體色譜儀進(jìn)行分析。

19LNG的運(yùn)輸方式

LNG的運(yùn)輸有三種方式，即輪船運(yùn)輸、汽車(chē)運(yùn)輸、火車(chē)運(yùn)輸。

輪船運(yùn)輸用于國(guó)際間大宗貿(mào)易,一次運(yùn)量10×104m3以上；

汽車(chē)運(yùn)輸用于陸地200-1000Km的運(yùn)輸,一次運(yùn)量一般為10-50m3；

火車(chē)運(yùn)輸一般采用集裝箱，適于陸地長(zhǎng)途運(yùn)輸。

20與LNG直接接觸不發(fā)生脆裂的金屬材料

與LNG直接接觸不發(fā)生脆裂的金屬材料包括不銹鋼、鎳合金、鋁合金、銅及銅合金。

不銹鋼可用于LNG的儲(chǔ)罐、管道及附件、換熱器、泵、螺栓螺母；

鎳合金可用于儲(chǔ)罐和螺栓螺母；

鋁合金可用于儲(chǔ)罐和換熱器；

銅及銅合金可用作密封件。

在工程實(shí)際中，含鎳9%的不銹鋼是應(yīng)用最廣的耐低溫材料，常用牌號(hào)有0Cr18Ni9Ti和00Cr18Ni9Ti，相當(dāng)于國(guó)外的SS304L和SS304LL。由于銅、黃銅及鋁的熔點(diǎn)低，當(dāng)LNG出現(xiàn)泄漏并著火時(shí)會(huì)失效，因此應(yīng)用不多。

21與LNG直接接觸不發(fā)生脆裂的非金屬材料

與LNG直接接觸不發(fā)生脆裂的非金屬材料包括混凝土、石棉、玻璃鋼環(huán)氧樹(shù)脂、石墨、聚四氟乙稀等。

預(yù)應(yīng)力混凝土可用于建造大型LNG儲(chǔ)罐，而聚四氟乙稀是最常用的低溫密封材料。

22火災(zāi)的預(yù)防和保護(hù)

LNG蒸氣燃燒的條件是火源、可燃物及空氣三者同時(shí)出現(xiàn)，因此，重要的是要防火。

一般地說(shuō)，LNG設(shè)施區(qū)域禁止吸煙和使用明火，防止硬質(zhì)物體相互碰撞、靜電及電器設(shè)備可能產(chǎn)生的火花，防止機(jī)動(dòng)車(chē)輛尾氣中的火花。

在處理LNG失火時(shí)，推薦使用干粉(最好是碳酸鉀)滅火器。與處理LNG有關(guān)的人員應(yīng)經(jīng)過(guò)對(duì)液體引發(fā)的火災(zāi)使用干粉滅火器的訓(xùn)練。

高倍數(shù)泡沫材料或泡沫玻璃塊可用于覆蓋LNG池火并能極大地降低其輻射作用。

必須保證水的供應(yīng)以用于冷卻目的，或在設(shè)備允許的情況下用于泡沫的產(chǎn)生。但是水不可用于滅此類(lèi)火。

23LNG常用的消防設(shè)施

LNG消防設(shè)施的作用是撲滅火災(zāi)及控制火勢(shì)、保護(hù)未著火的結(jié)構(gòu)和設(shè)施。

用于LNG的滅火劑有干粉、CO2及鹵代烴、泡沫等。

大型LNG設(shè)施中設(shè)有噴水系統(tǒng)，用于著火情況下對(duì)相鄰設(shè)施的冷卻保護(hù)。水不能用于LNG的滅火，尤其是LNG的池火，用水將使LNG的氣化率增大，火焰高度及輻射強(qiáng)度大大增加。

24如何防止LNG的泄漏

防止泄漏是通過(guò)系統(tǒng)的選擇、安裝質(zhì)量控制及制定規(guī)范的操作規(guī)程來(lái)達(dá)到的。

對(duì)于儲(chǔ)罐，防止泄漏的主要方式有：設(shè)置防過(guò)量充裝系統(tǒng)、設(shè)置液位報(bào)警裝置、經(jīng)常檢查閥門(mén)、防止超壓等。

對(duì)LNG槽車(chē)，在管線的每一個(gè)獨(dú)立段上都安裝緊急關(guān)閉閥。

25LNG的泄漏檢測(cè)系統(tǒng)包括哪幾個(gè)系統(tǒng)

盡管有保護(hù)措施，還是不能避免LNG泄漏以及發(fā)生火災(zāi)的可能性，這時(shí)就要安裝檢測(cè)系統(tǒng)，它包括泄漏檢測(cè)系統(tǒng)、冷量檢測(cè)系統(tǒng)、可燃?xì)怏w檢測(cè)系統(tǒng)和火焰檢測(cè)系統(tǒng)。

26LNG裝置的保護(hù)系統(tǒng)由哪幾部分組成

LNG裝置的保護(hù)系統(tǒng)包括冷量保護(hù)、氣體保護(hù)及防火保護(hù)。

冷量保護(hù)系統(tǒng)是抑制、轉(zhuǎn)移、收集泄漏LNG的消極保護(hù)系統(tǒng)，通過(guò)防止泄漏的LNG與鋼結(jié)構(gòu)和其它設(shè)備接觸而起到保護(hù)作用；

氣體保護(hù)是通過(guò)減少LNG與大氣的熱交換而限制LNG氣化的一種消極安全措施；

火災(zāi)保護(hù)可以采取積極保護(hù)措施，如冷卻水和泡沫系統(tǒng)、干粉滅火系統(tǒng)等，也可采用消極防火系統(tǒng)，通過(guò)合理的設(shè)備布局，安裝收集槽及絕熱保護(hù)層等起到防火作用。

27LNG有哪些優(yōu)點(diǎn)

1）LNG體積比同質(zhì)量的天然氣小625倍，所以可用汽車(chē)輪船很方便地將LNG運(yùn)到?jīng)]有天然氣的地方使用。

2）LNG儲(chǔ)存效率高，占地少，投資省。

3）LNG做為優(yōu)質(zhì)的車(chē)用燃料，與汽油相比，它具有辛烷值高、抗爆性能好、發(fā)動(dòng)機(jī)壽命長(zhǎng)、燃料費(fèi)用低、環(huán)保性能好等優(yōu)點(diǎn)。它可將汽油汽車(chē)尾氣中HC減少72%，NOx減少39%，CO減少90%，SOx、Pb降為零。

4）LNG汽化潛熱高，汽化過(guò)程中的冷量可回收利用。

5）由于LNG汽化后密度很低，只有空氣的60%左右，稍有泄漏立即飛散開(kāi)來(lái)，不致引起爆炸。

6）由于LNG組分較純，燃燒完全，燃燒后生成二氧化碳和水，所以它是很好的清潔燃料，有利于保護(hù)環(huán)境，減少城市污染。   

28LNG的主要用途

1）做為清潔燃料汽化后供城市居民使用，具有安全、方便、快捷、污染小的特點(diǎn)。

2）作代用汽車(chē)燃料使用。采用LNG作為汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)燃料，發(fā)動(dòng)機(jī)僅需作適當(dāng)變動(dòng)，運(yùn)行又安全可靠，而且噪聲低污染小，特別是在排放法規(guī)日益嚴(yán)格的今天，以LNG作為燃料的汽車(chē)，排氣明顯改善，尤其是致癌的碳煙微粒。

3）做為工業(yè)氣體燃料，用于玻殼廠、工藝玻璃廠、電廠、陶瓷廠等。

4）做為冷源用于生產(chǎn)速凍食品，以及塑料、橡膠的低溫粉碎等，也可用于海水淡化和電纜冷卻等。

29天然氣液化包括哪幾部分

天然氣液化一般包括天然氣凈化（也稱預(yù)處理）過(guò)程和天然氣液化過(guò)程兩部分組成。

先將原料天然氣經(jīng)過(guò)予處理，脫除液化過(guò)程中的不利組分（酸性組分、水分、較重?zé)N類(lèi)及汞等），之后再進(jìn)入制冷系統(tǒng)的高效換熱器不斷降溫，并將丁烷、丙烷、乙烷等逐級(jí)冷卻分離，最后在常壓下使溫度降到-162℃左右，即可得到LNG產(chǎn)品。

將LNG送入保冷良好的絕熱容器，可以在常壓下儲(chǔ)存、運(yùn)輸、使用。

30天然氣液化前為何要進(jìn)行予處理

因?yàn)樘烊粴庵泻蠧O2、H2O、H2S、COS、Hg、芳香族化合物及其它重?zé)N等雜質(zhì)，這些雜質(zhì)如果不在進(jìn)液化單元前除去，就會(huì)在液化單元凝結(jié)成固體，或者腐蝕鋁制設(shè)備，從而造成設(shè)備、管道堵塞或鋁制設(shè)備泄漏，因而天然氣液化前要進(jìn)行予處理。

一般來(lái)說(shuō)，CO2的含量應(yīng)低于50PPm，H2O的含量應(yīng)低于1PPm，H2S應(yīng)低于3.5PPm，COS應(yīng)低于1PPm，Hg應(yīng)低于0.01mmg/l, 芳香族化合物應(yīng)低于10PPm。