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LNG天然气技术概述和液化天然气储罐无损检测技术选用原则

发布时间:2020-06-16
  <一>、天然气液化技术概述
  天然气的液化系统可以分为五个部分,即预处理、液化、存储、运送和使用。在当前LNG的工艺线路中,三种主流工艺包括膨胀制冷工艺、混合制冷工艺以及阶式制冷工艺。
  1、阶式制冷工艺
  在过去,较为常用的制冷工艺便是阶式制冷工艺。该工艺方式是通过三个制冷循环阶段构成并实现天然气液化的。三个阶段有三个系统,即丙烷制冷系统、乙烯制冷系统以及甲烷制冷系统,其按照制冷温度梯度(即零下30℃和零下90℃以及零下1500C逐级给天然气提供足以使其液化的冷量。其具体过程可描述为,天然气在经过净化之后,进入三阶制冷循环系统之中,在三个冷却器中先进行冷却,其后进行冷凝,然后是将天然气进行液化处理,然后进行过冷处理,通过节流降压之后制造出低温常压液态的天然气并进行储存。
  阶式制冷工艺的特点在于可以将制冷系统从天然气液化系统中出来,其中的制冷剂是单一的单元,两个系统之间的关联性不大,因此操作简单稳定,不必担心系统之间的相互影响,比较适合高压气源,因为其可以利用气源压力能。然而,该工艺制冷系统也有缺点,一点是制冷机组很多,制冷流程过长,要求高纯度的制冷剂,二点便是该制冷系统不适合氮含量过大的天然气,因此,天然气液化装置市场上已然抛弃了这种液化工艺。
  2、混合制冷工艺
  在六十年代末,在工作经验积累之下慢慢演变并设计出混合制冷工艺,这种制冷工艺主要是通过改变制冷剂并替代之前的阶式制冷工艺中多个纯组分。其制冷剂通常采用烃类混合物,包括N2、C1、C2、C3、C4和C5,而其具体使用成分是依据原料气的压力和组成而定。依据原料天然气能否与混合制冷剂相混合可把混合制冷工艺分为两类:开式混合制冷工艺以及闭式混合制冷工艺。
  相对阶式制冷工艺而言,混合制冷工艺的特点有工艺简单、机器设备少,而且成本金额低等等。但是,该工艺还有一些缺陷,比如高能耗,工艺系统开发困难,而且对混合制冷剂组分配比的要求极为严格。
  3、膨胀制冷工艺
  在该工艺中主要是运用原气的压力能量进行对外做功,从而给液化提供相应冷量。天然气的膨胀以及膨胀效率是决定系统液化率的关键因素,故而,该制冷工艺适合在使用压力低但是输送压力高,需要进行中间降压的气源场合。
  <二>、LNG储罐无损检测技术的选用原则
  为了减少和避免LNG储罐失效事故的发生,定期监测和无损检测较。应用无损检测技术主要应遵循以下原则:
  1、无损与破坏性检测相结合
  现代无损检测就是在不破坏待测物件的前提下对待测物件的内部及表面结构、性质、状态进行检查和测试,其较大特点是不损伤物件本身。目前,无损检测还不能代替破坏性检测,一方面是因为无损检测技术自身还有局限性,另一方面是因为有些特性一定要进行破坏性检测,比如为提高检测结果可靠性,液化石油气钢瓶除了无损检测外还要进行爆破试验。
  2、选择恰当的时机及方法
  在进行LNG储罐无损检测时,应基于客观的检测目标,结合LNG储罐的生产状况、材料、介质以及制造工艺特点正确选择恰当的实施时机。无损检测方法的选用先应该严格遵循LNG储罐设备技术法规、相关产品标准以及有关技术文件和图样规定,然后根据LNG储罐设备材质、制造方法、工作介质、结构、使用条件和失效模式,并预计可能产生的缺陷种类、形状、部位和取向来进行选择。
  3、扬长避短,综合应用各种无损检测方法
  不同的无损检测方法各有所长,为了尽量多地检测到缺陷信息,清楚地了解LNG储罐的实际情况,有必要扬长避短,综合应用各种无损检测方法。例如,超声波探伤灵敏度较高,但是对尺寸、程度的细致检测并不确切,综合应用多种检测方法的长处,能得出为可靠和准确的检测结果。