基本介紹
- 中文名：天然氣液化裝置
- 外文名：Base-load LNG facility
- 實質：液化天然氣接收終端
- 介紹：基本負荷型液化裝置
基本負荷型液化裝置,2.1 級聯式液化流程,2.2 閉式混合製劑液化流程,2.3 丙烷預冷混合制冷機液化流程,調峰型液化裝置,3.1 採用天然氣直接膨脹液化流程,3.2 採用氮膨脹液化流程,
基本負荷型液化裝置
基本負荷型液化裝置（Base-load LNG facility）指按照液化天然氣正常需求量穩定生產液化天然氣並供船運的大型液化裝置。此類裝置由天然氣預處理流程、液化流程、儲存系統、控制系統、裝卸設施和消防系統等組成，是一個複雜龐大的系統工程，投資高達數十億美元。
對於這類天然氣液化裝置，其液化單元通常採用階式液化流程和混合製冷劑液化流程。20世紀60年代最早建設的天然氣液化裝置，採用當時技術成熟的階式液化流程。到20世紀70年代又轉為採用流程簡化的混合製冷劑液化流程。80年代後，新建或擴建的基本負荷型液化裝置，幾乎採用丙烷預冷混合製冷劑液化流程。
2.1 級聯式液化流程
採用級聯式液化流程的優點是能耗低、且各製冷循環及天然氣液化系統各自獨立，相互牽制少，操作穩定。它的缺點是流程複雜、機組多，要有生產和儲存各種製冷劑的設備，各製冷循環系統間不能有任何滲透，維修也不方便。
世界上第一座大型基本負荷型液化裝置（CAMEL）是阿爾及利亞建造的，它採用丙烷、乙烯和甲烷組成的級聯式液化流程。於1964年在阿爾及利亞Arzew交付使用。該液化工廠共有三套相同的液化裝置，每套液化能力為1.42Mm3/d。
2.2 閉式混合製劑液化流程
閉式混合製冷劑液化流程是指製冷劑循環與天然氣液化過程彼此分開的液化流程。與級聯式液化流程想比，採用混合製冷劑液化流程的液化裝置具有機組設備少、流程簡單、投資較少、操作管理方便等優點。同時，混合製冷劑中各組分一般可部分或全部從天然氣本身提取和補充，因而沒有提供製冷劑的困難，且純度要求也沒有級聯式液化流程那樣嚴格。其缺點是能耗比級聯式液化流程高出15%~20%；對混合製冷劑各組分的配比要求嚴格，流程計算困難。
2.3 丙烷預冷混合制冷機液化流程
為了降低混合製冷劑液化流程的能耗，20世紀60年代末出現了許多改進型的混合製冷劑液化流程。70年代，APCI（美國空氣液化公司）發展了丙烷預冷混合製冷劑液化流程，於1973年獲得專利，並在大型的LNG工廠得到了廣泛套用。它是級聯式循環和混合製冷劑循環的結合，用丙烷將天然氣從40攝氏度冷至-30攝氏度；混合製冷劑循環再把天然氣從-30攝氏度冷至-160攝氏度。
調峰型液化裝置
調峰型液化裝置（Peak-shaving LNG facility） 指為調峰負荷、補充冬季燃料供應事故調峰用的天然氣液化裝置。通常將低峰負荷時過剩的天然氣液化儲存，在高峰時或緊急情況下再氣化使用。此類裝置的液化能力較小，儲存能力較大，生產的LNG一般不作為產品外售。通常遠離天然氣的產地，常處在大城市附近。調峰型液化裝置在匹配峰荷和增加供氣的可靠性方面起了重要的作用，並極大地提高了管網的經濟性。
該類型裝置主要採用以下三種類型的液化流程：1、級聯式液化流程，曾被廣泛使用，現在基本不用；2、混合製冷劑液化流程；3、膨脹機液化流程，這類裝置充分利用原料氣與管網之間的壓力差，達到節能的目的。
3.1 採用天然氣直接膨脹液化流程
該流程是指利用氣田來的有壓力的天然氣，在膨脹機中絕熱膨脹到輸送管道的壓力，而使天然氣液化的流程。這種流程特別適用於管線壓力高，實際使用壓力較低，中間需要降壓的地方。其突出的優點是能充分利用天然氣在輸氣管道的壓力差膨脹製冷，做到幾乎不需要消耗電能。此外還具有流程簡單、設備少、操作及維護方便等優點。因此，它是目前發展很快的一種流程。在這種液化裝置中，天然氣膨脹機是個關鍵設備，因為在膨脹過程中，天然氣中的一些沸點高的組分將會冷凝析出，致使膨脹機在帶液工況運行時要求有特殊的結構。
膨脹機液化流程的液化率，相對於其它類型的流程來說要低一些，且主要取決於膨脹機前後的壓力比。壓比越大，液化率也越大，液化率一般在7%~15%左右。
3.2 採用氮膨脹液化流程
該類流程是天然氣直接膨脹液化流程的一種變型。在流程中，氮氣製冷循環迴路與天然氣液化迴路分開，氮氣製冷循環為天然氣提供冷量。
對於調峰型天然氣液化裝置，APCI、Pritchard、Linde、L'Air Liquide、Gaz de France、CBI、BOC等公司，競相提供相關的天然氣液化流程。
隨著混合製冷劑液化流程的廣泛套用，在調峰型裝置中也越來越多地套用這類流程。我國建造的第一座調峰裝置就是採用混合製冷劑液化流程。
