LNG长输管道输送技术研究.pdf

油气
石油化工设计
Petrochemical Des
2006,23(2)56~58
LNG长输管道输送技术研究
陈雪马光谢剑飞2
(1.西南石油大学,四川成都6105002.塔里木油田分公司,新疆库尔勒841000
摘要:随着天然气消费量逐年增长的楚势,充分考虑长距离输送的经济性和技术可行性,建设LNG
长输管道非常必要。笔者对ING长输管道建设的经济进行丁了分析,就管道工艺计算、绝热方式选择、输送
エ艺技术以及管道冷收編、预冷等问题作了介绍,最后展望了我国ING长输管道输送的应用前景。
关键词:LNG长檎管道;经济分析;送技术;应用前景;研究
液化天然气(INC)长距离输送主要采用大型
t高成本天然气管线
低成本天然气管线
LNG运输船和ING槽车及罐箱。ING管道多见于
石油管线
天然气液化裝置和LNG装卸设施,目前尚无INC
长输管道输送的实例。与输气管道相比,由于
LNVG的密度是常态(常温常压)天然气的600倍,
000
3000
输送相同体积的LNVG长输管道的直径较小,ING
距离/km
泵站也比压缩机站的能耗和运行费用低。因此,
图1管输石油和天然气运输成本的相对成本
随着天然气消费量逐年增长的趋势,充分考虑长比原油要高的多。运输距离在100~200km范
距离输送的经济性和技术可行性,建设LNVG长输围内,管道具有最佳投资选择:20040m范
管道非常必要。
围内,管道经常具有最佳成本选择;4500km以上,
ING管道运输比天然气管道运输经济。
管输ING与常态天然气长翰经济分析
1.2输送费用比较
1.1运输成本与距离的对比
表1是世界银行和能源部测算的输送价格。当
由图1可见,同等条件下,天然气的运输成本陆上管输距离超过380km时,N运输更具优势。
表1管输LNG和天然气输送费用比较
输送量
陆上管输/美元?(Mnu)-1海上管输/美元(M)-1LNvc/美元?(Mm)-1
1200k
m7600km1200km3800km7600lm1200km3800km7600km
5Ma(9亿m/a)
0.99
7.20
10ML/a(138亿m3/a)
2,58
3.16
4.01
20M/a(276亿m/a)0.
18
3.82
.12
78
注;费用单位“美元/Mbn”的际单位是1.06511美元/CJ。
标准》。ILNC输送管道材质一般选用9%和15%的
2ING长输管道输送技术
镍钢。管道的焊接一般采用惰性气体保护焊,全
2.1工艺设计
部的焊缝需进行质量检测,以保证不泄漏(2
LNG长输管道输送一般采用单相流动的稳定
收稿日期:2005-12-11。修改稿收到日期:2006-04-11
输送。INC管道设计方案的确定,参照美国NF
作者简介:陈雪(1981-),女,四川自贡人。2004年毕业于西
PA59A-1994《液化天然气(ING)生产、储存和装运エ程专业在读硬士研究生:主要研究方向为油气集輪优化设计。
第23卷
陈雪.ING长输管道输送技术研究
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在INC管道的工艺计算中,由于ING的密度随-1=1+ao(ro+6
温度、压力变化比一般轻质成品油大得多,ING的物
a
性参数要按管道起始终点温度和压力的平均值选取,式中,a一绝热层的导热系数,W/(mK)
也可进行分段计算。由INCG管径与年当量费用(投
to一环境空气的温度,K
资及运行管理费用之和)的关系曲线,可得到该曲线
ち;一容器内需保持的温度,K
的极小点即是该输送量下的经济管径,此时管内的流
b一外表面温度,K
速即为某输量下的经济流速。同时要充分考虑管道
ん1一传热系数,W/(m2K);
内压力温度的变化以及对液化天然气物性参数造成
ao-一管道外侧热阻,(m2…K)/"Ws
的较大影响,必须对极限工况进行校核。
ro、r一管道内、外半径
2.2绝热选择
2.3输送工艺
低温液体的输送管道可分为3类:非绝热管
NG长输管道输送工艺与原油加热输送工艺
棵管)、普通绝热管以及真空绝热管。图2为不类似,管道沿途需要建设冷泵站进行加压和冷却。
同类型隔热性能比较。非绝热管结构简单、热容这是因为进人管道的饱和液体受热后就要部分气
量小、造价低,但在使用时跑冷损失大,通常用于化,成为两相流动,将使管道的流量减少,阻力增
间断性的短距离输送。真空绝热管按绝热方法可大,严重时会产生气塞现象。因此,对于低温液体
分为高真空绝热管、真空粉末绝热管及真空多层长输管道,必须在进行高压输送、始终保持液体的
绝热管,由内管、外管及支撑件构成,造价和施工压力高于其临界压力的同时冷却升高的液体温
管理费用高。
度,使管道内液体的温度低于其临界温度,以防止
真空
非真空
液化天然气的气化]。
多层绝热阻光粉未粉未纤维
泡沫、粉末、
冷泵站之间的距离L,可根据预定的液体输
纤维
纤维
送压力及输送温度计算,如果略去动能及位能的
10
变化,则两个冷泵站之间的能量方程可表示为:
图2不同隔热类型的有效导热系数(W/m"K)
G·c(72-71)=0.001Q+G?u(p1-p2)(3)
大批量的ING长距离输送,常采用普通绝热即在两个冷泵站间液体吸收的热量等于跑冷损失
管。普通绝热管是在管外敷设普通的聚氨脂发泡与摩擦产生热量之和。
塑料包复的绝热方式,热容量大、绝热性能较真空式中,G一低温液体的流量,kg/s
绝热管差,但其投资和施工管理费用比真空绝热
c低温液体的比热,J/(kg?K);
管小,这对于长距离输送显得尤其重要。设计时
リ低温液体的比容,Jm's2;
通常用两种方法来确定绝热层的厚度:第一种方
Q一两站之间管道的冷损,W;
法是限定绝热结构的传热系数或冷量损失,由公
p1-P2)、(72-71)ー一分别是两站之间预
式(1)可确定绝热层的厚度6n。不过需用画图法
定的压差(Pa)及温升(K)。
或试凑法求解,实际采用的厚度不得小于计算值。
因为Q及(p1-P2)均可表示为管长的函数
故根据公式(3)即可计算出两站之间的距离L。
2a0(ro + 8in)-k12arr
在按式(3)确定站距时,既要考虑最大流量情况,
第二种方法是限定绝热结构的外表面温度,也要考虑最小流量情况;如果只按最大流量,则在
可由公式(2)确定绝热层厚度δm的值,不过也得流量减小时还会出现两相流动。站距及管径的选
用图解法或试凑法求解。
择还可通过技术经济比较来确定其最佳值。