LNG是一种清洁、高效的能源。由于进口LNG有助于能源消费国实现能源供应多元化、保障能源安全,而出口LNG有助于天然气生产国有效开发天然气资源、增加外汇收入、促进国民经济发展,因而LNG贸易正成为全球能源市场的新热点。LNG建站投资少,占地少,无大型动力设备,运行成本低,加气站无噪音,LNG可用专用槽车运输,建站不受天然气管网制约,因此LNG槽车在未来有很大的发展空间。
我国LNG槽车现状:
由于气源地一般都在西部地区,大都靠管路来解决,但由于管路不能解决日益增加的用气量,所以现在国内推出了使用LNG槽车LNG半挂车LNG运输车的方式来解决这方面的问题。我国目前现有LNG运输均采用汽车槽车。单辆槽车最大LNG水容积37m3,LNG运输能力22000Nm3气态天然气,槽车设计压力0.8MPa,运行压力0.3MPa。正常平均行驶速度60km/h。整个运输过程安全、稳定。经跟车实测,运行中LNG槽车内的压力基本不变,短时停车上涨0.02MPa左右,途中安全阀无放散现象,LNG几乎无损失。
随着LNG用户的不断增加,对LNG槽车的新要求也随之而来。之前的LNG运输多为远距离长途运输,为了追求运输效率最大化,LNG运输车一般为三轴挂车,外形尺寸和总质量都已逼近标准允许的极限,为了减轻自重,均不配备自增压器和软管,罐体压力在0.6~0.7MPa范围,以便尽量降低罐体壁厚。因运输车尺寸太大,不适合在城市内行驶。另外,接收罐需要配置卸车泵或是地面的增压器才能进行卸液,且由于运输车罐体压力较低,接收罐压力低于0.2~0.4MPa范围,以便于接收液体;当接收罐压力过高,则需要进行排放降压,会导致介质损失。所以LNG带泵槽车应运而生,可以解决上述问题。
LNG带泵槽车介绍
贮罐
LNG贮罐(低温贮罐)是LNG运输车的组成部分,属于LNG的贮藏设备。
LNG贮罐的特殊性:
大容量的LNG贮罐,由于是在超低温的状态下工作(-162℃),因此与其他石油化工贮罐比具有其特殊性。同时在运行中由于贮藏的LNG处于沸腾状态,当外部热量侵入时,或由于充装时的冲击、大气压的变化,都将使贮存的LNG持续气化成为气体,为此运行中必须考虑贮罐内压力的控制、气化气体的抽出、处理及制冷保冷等。此外,LNG贮罐的安全阀、液面计、温度计、进出口管的伸缩接头等附属件也必须要耐低温。贮罐的安全装置在低温、低压下,也必须能可靠的起动。
流量计
安装在泵口处的流量计,用于计量卸液量。目前常用的流量计和平衡流量计两种。质量流量计直接测量通过流量计介质的质量流量,测量精度高,不会因流量密度的变化出现测量误差,但质量流量计价格昂贵,体积大,自重高,长期在车辆的颠簸下,会影响使用寿命。平衡流量计差压式流量计一种,测量的是流经介质的体积流量,其优点是结构简单,永久压力损失低,宽量程比,没有活动部件,稳定性好,维修量少,价格便宜。
LNG输送方式
LNG槽车有两种输液方式:压力输送(自增压输液)和泵送液体。
压力输送
压力输送是利用在增压器中汽化部分LNG返回储罐增压,借助压差挤出LNG。这种输液方式简单,只需装上简单的管路的阀门。但该输液方式有如下缺点:转注时间长。主要原因是接收LNG的固定式贮槽是带压操作,这样使转注压差有限,导致转注流量降低。又由于槽车空间有限,增压器的换热面积有限,使转注压差下降过快。罐体设计压力高,槽车空载重量大,使载液量与整车重量比例(重量利用系数)下降,导致运输效率降低。
泵送液体
槽车采用泵送液体是较好的方法。它采用配置在车上的离心式低温泵来泵送液体。这种输液方式的优点如下:
1、转注流量大,转注时间短。
2、泵后压力高,可以适应各种压力规格的储槽。
3、泵前压力要求低,无需消耗大量液体来增压。
4、重量轻,重量利用系数和运输效率高。
由于槽车采用泵送液体具有以上的优点,即使存在整车造价高,结构较复杂,低温液体泵还需要合理预冷和防止气蚀等问题,但它还是代表了槽车输液方式的发展趋势。
我国LNG槽车前景展望
随着我国LNG市场的发展,LNG物流公司逐渐发展壮大起来。目前贴近气源但管网不能覆盖的区域基本上都需要LNG物流企业进行公路运输。由于LNG运输车造价昂贵,造价都在200万左右,这使得其购置成本较高。很少物流企业能够大批量采购。但是,我国天然气资源远离能源消耗区,往往不能得到有效利用,因此,天然气的运输显得尤为重要。大规模的天然气的供气方式有两种:管道输气和液化天然气LNG运输。
管道输气的投资较大,适用于稳定气源与稳定用户间长期供气,而以LNG地面机动运输代替地下远距离管道输送,可以节省风险性管线建设,有效利用距离较远的天然气资源。而且,LNG输送成本仅为管道输送的1/6~1/7,并可减少由于气源不足铺设管道而造成的风险,且液化前的净化处理使其成为洁净燃料。对一个大国来说,根本的途径应解决多气源长输供气和采用地下储气的相结合的方式,才能为能源安全提供更有力的保证,同时将加速
清洁能源的推广和普及,为培育下游市场提供范例。
LNG槽车容量及换算
LNG液化天然气是由质量为公斤进行计量,而计算公式为:质量=密度×体积(M=P*V)。
LNG密度:0.43—0.47g/cm3,取平均值为0.45g/cm3。
根据换:1000L(1立方米水体积)×0.45(LNG密度)=450kg/m3(LNG质量)。换算得知,LNG重量仅为同体积水重量的45%。根据换算:1000L÷450kg≈2.22,得知2.22倍水的体积约等于一吨的LNG质量。
液化天然气密度是标准状态下甲烷的600-635倍,1m3液化天然气可气化成600m3—635m3天然气。
所以根据换算:635m3÷450kg≈1.41m3,得知一公斤LNG约等于1.41立方的气化天然气。
若LNG单辆槽车最大LNG水容积为55m3,根据换算,55m3=55000L×0.45=24750kg(24.75吨LNG)×1.41=34897.5(方天然气)。
一般一辆LNG重卡都装有2个储液罐,每个罐为450L,通过换算:2×450L×0.45(t/m3)×1.41(方)=571(方天然气/每辆),34897.5÷571≈61(辆),LNG槽车一般实际范围在18-20吨。通过换算,18吨LNG为25380方,可充装天然气车辆44辆,20吨LNG为28200方,可充装天然气车辆49辆。