天然气液化工艺技术要点

　　(一)天然气预处理

　　天然气预处理是指脱除天然气中硫1化氢、二氧化碳、水分、重烃和gong等杂质，以免这些杂质腐蚀设备及在低温下冻结而堵塞设备和管道。4脱丙烷塔工段脱乙1烷塔底物流流入脱丙烷塔，气相上行从塔顶流出进入空气冷却器。脱水主要有冷却、吸收、吸附3种脱水方法，天然气从地层开出后，常含有水蒸气，还含COS、C02、H2S及RSH等一些酸性气体，这种天然气由于含酸性气体，常被称为酸性气或含硫气。酸性气体对人身有害，对设备管道有腐蚀，由于其沸点较高，降温过程中易析出固体，因此一定要进行脱除，通常采用醇胺法和分子筛吸附进行脱酸。

　　(二)天然气液化操作工艺

　　通常天然气液化工艺操作原理包含以下几方面内容：

　　1、混合制冷剂液化操作工艺

　　混合制冷工艺多采用烃类混合物作为制冷剂，代替阶式制冷工艺中多个纯组分。(二)带有中间传热介质的汽化器这种汽化器通过使用中间传热的介质，可以改变环境中结冰为汽化器带来的影响，而传热流体通常的情况下则是采用氟利昂、异丁烷、丙烷等介质。其制冷剂组成根据原料气组成和压力而定，利用多组分混合物中重组分先冷凝、轻组分后冷凝特性，将其依次冷凝、分离、节流、闪蒸得到不同温度级冷量。另外，据混合制冷剂是否与原料天然气相混合，分闭式和开式两种混合制冷工艺。

　　2、级联式制冷液化操作工艺

　　级联式液化流程中较低温度级循环，将热量转移给相邻较高温度级循环，主要应用于基本负荷型天然气液化装置。比如丙烷和甲烷等，透过多个制冷体系分别和天然气完成换热，使天然气温度能逐渐降低至液化基本要求。

　　3、膨胀制冷操作工艺

　　膨胀制冷工艺，是利用高压制冷剂通过透平膨胀机绝热性能，并使用克劳德循环制冷技术完成天然气液化操作，气体在膨胀机中膨胀降温时，能输出功，可用于驱动流程中的压缩机。而运输距离超出3500km的话，为了避免大量风险性运输管道的建设，就适合选择轮船运输的方式。据制冷剂不同，膨胀机制冷循环可分氮气膨胀液化流程、氮气-甲烷混合膨胀液化流程和天然气直接膨胀液化流程。这类流程简单、调节灵活、工作可靠、易启动、易操作、维护方便、投资省，但能耗略高。

　　(三)天然气液化装置

　　液化装置通常用基本负荷型和调峰型两种，基本负荷型是一种大型液化装置，可用于当地使用或外运。四、LNG空温式气化器单根翅片管数值模拟LNG在空温式气化器内气化的整个过程为自然对流、导热、强迫对流及沸腾相变的耦合问题，有实际意义的物理问题大多无法获得解析解，只能采用数值计算的方法。该装置液化单元大都使用级联式液化或混合制冷剂液化两种流程。目前新建与扩建的基本负荷型天然气液化装置，基本上都使用丙烷预冷混合制冷剂液化流程。调峰型液化天然气装置一般用于调峰负荷或补充供应冬季燃料，以液化方式储存在低峰负荷时过剩的天然气，用于高峰或紧急情况。该装置在匹配峰荷和增加供气可靠性方面发挥着重要作用，可极大的提高管网经济性。

　　调峰型天然气液化装置与基本负荷型天然气液化装置相比，属于小流量天然气液化装置，由于生产规模相对较小，不适合于连续运行，它的液化部分一般使用带膨1胀剂液化和混合制冷剂液化流程。

　　(四)运输

　　当天然气处于液态时，其密度为标准甲烷的625倍。设备的每月保养：(1)检查气阀，确认气阀等易损件的完好性，如果易耗件已经到了更换周期必须停机予以更换。也就是说，1立方的液化天然气等同于625立方的天然气。因此，相比于天然气的气态形式，液化后的更方便于运输和贮存。天然气液化后体积能缩小600多倍，将更便于经济安全的运输。从输气经济性方面考虑，陆上3000千米左右运距内，利用管道输气比较经济，当超过3500千米后，用船运方式优势更为明显，能够使大量风险性管道投资有效降低，节约运输成本。

　　液化天然气船建造技术的不断发展提高了液化天然气的运输效益，主要体现在日气化率降低及蒸发气回收利用上。5脱丁烷塔工段脱丙烷塔底物流和预处理残油混合流入脱丁烷塔，气相上行从塔顶流出进入空气冷却器，全部冷凝液经接1收器后一部分回流，另一部分作为丁烷产品经水冷器冷却至38℃后进入储罐。目前应用的液化天然气船，由于大都没有再液化装置，动力燃料主要利用消耗蒸发气，而不进行回收液化。液化天然气由于具有高1效、清洁、价廉的优点，因此被列入开发利用的重点能源。液化天然气船的建造可满足进口液化天然气运输能力的需要。

液化天然气特点及作用

　　液化天然气主要成分是甲烷，是地球上公认的最干净能源。检查设备是否完整，附件是否整齐，安全防护装置是否完备，要保证线路以及管道的完整无损。油气田开采的天然气经脱水、脱酸性气体及重烃组分，去除一些有价值的成份，如氦、及一些对下游产业不利的成分，如水、和一些高分子碳氢化合物，之后再经冷却降温操作，获得天然气低温液态产品。当温度低至零下162摄氏度时，天然气从气态转变为液态形式，是一种无色无味、无1毒1的燃料。这就是人们所说的液化天然气(英文是LiquefiedNaturalGas，简称为LNG)。

　　压缩天然气的体积能量密度约为汽油的26%，而液化天然气(LNG)体积能量密度约为汽油的72%，大大高于压缩天然气。另外，依据泡点和露1点的定义式，结合烃类物质相平衡常数的求解方法，编程计算对应压力下LNG的泡点和露1点温度。天然气液化后便于进行经济可靠运输，储存效率高、占地少、投资省，有利于城市负荷平衡调节。液化天然气生产过程中释放出的冷量可回收利用，且低温液化过程中能分离出各种有价值的副产品，对环境保护而言有非常重大效用，能有效减轻城市污染情况出现。

　　较为常用的压缩天然气一般具有较高的压力，这给天然气的运输以及贮存带来了许多的不安全因素，而液化天然气则不会有太高的压力存在，因此更具安全性。在总产量一定时，单线生产规模的扩大可以减少生产线的数目，不仅缩短了工厂建设周期，还节省了大量设计、采购和建设承包商的费用。另外，在使用中液化天然气更为清洁，天然气在液化前一般会经过严格的预净化，从而，液化天然气中的杂质含量相对较少，使用过程中造成对环境的污染程度更小。

燃气企业在“互联网 ”时代的发展

2015年，京东的刘强东在出席一个论坛时，畅想了未来冰箱免费的商业模式——在冰箱里安装传感器，感应库存情况，分析历史数据，进而通过冰箱上的屏幕向用户推送购买信息，用户可以一键下单——与传统的制造业通过销售产品获利不同，冰箱免费模式更多是通过后续服务实现盈利。正确、及时地排除故障，恢复自动计量系统的政策运行是系统维护工作的重要内容。尽管刘强东的设想离真正实现方需时日，但其勾勒的未来互联网将无所不在、无所不能的图景，可谓是李1克强总1理在2015年“两会”上提出的“互联网 ”这一理念的极好诠释。

与此同时，2014年，能源互联网成为业界热得发烫的话题，国网公司董事长刘振亚的《全球能源互联网》一书的出版，更是将这一讨论推至了高潮。由于管道中即使无气流经过也会存在低信号，通过小信号截断就可以避免在该种情况下造成错误计量，但是若管道中的流量较大、压力较高，很小的差压下也可得出较大的流量值，所以不可设置过大的小信号截断值。遗憾的是，尽管对于能源互联网的认知有诸多流派，但多从电力的生产、输配、消费出发，罕有将城市燃气纳入其中，予以统筹考虑的分析。没有人做过这样的设想，借助移动互联网和物联网技术，普通用户同样可以在移动终端上，接受燃气服务、操控燃气器具、优化用能结构，而城市燃气企业能够做的工作，从管理到商业模式创新，则具有更大的想象空间。概而言之，城市燃气企业同样可以全1面融入到“互联网 ”之中，并成为能源互联网不可或缺的一部分。

用户服务，最可能的切入点

以一个静态的视角观之，普通的燃气用户，其对燃气服务的需求，无非是以合理的价格、安全便捷地获得持续的燃气供应，而企业则应该是用尽可能低的成本提供最1优的服务，其间涉及到的服务环节包括新装、燃气器具购买、抄表、付费、安检、报修等。传统的做法是用户需要到燃气企业的营业网点提出申请，自行购置燃气器具、安装，正式用气以后由企业派员定期上门抄表、开账，再由用户通过转账或到服务网点付费。因此在使用海水作为热源的同时，需要对海水进行处理，以减少腐蚀情况的出现。同时，由于燃气行业公共服务的性质，企业通常需要定期为用户提供免费安检。对于用户来说，接受燃气服务的过程，排除企业服务态度好坏、效率高低等因素不论，需要牵扯大量精力。而对于燃气企业来说，他们尚未真正意识到，动辄数十万、甚至数百万的用户，乃是一个巨大的有待开采的金矿。打开宝藏的钥匙，或许就蕴藏在智能气表、智能燃气器具和基于大数据分析的智能服务之中。

可以作这样大胆的设想，未来城市燃气企业的用户服务应该是这样的：在城市燃气企业创建的在线服务入口(无论是基于WEB还是APP移动终端)，当用户提出新装申请之时，基本数据采集即可获得详细的用户信息和对于用气设备的需求信息，而企业可以在为用户安排安装等服务的同时，向其推送各类燃气器具的信息，用户可以在线下单，待其完成安装和燃气器具购买后，实时在线的智能气表可以跟踪用户的用气动态、月度以及年度用气情况，自动生成电子账单——除基本的用气量等信息外，该电子账单还可以包括各类用气设备的用气情况(如采暖用气、灶具用气、热水用气等)、历史数据比对以及同类型用户比对，对用户的用气行为提出建议，如根据用户的用气情况，如果即将超过阶梯气价设定的临界点，则建议用户在电力和燃气之间作平衡选择，如果系统监测发现用户燃气设备长时间处于低效运转工况，还可建议用户预约检修，甚至可以自动生成工单，由燃气企业主动与用户预约检修，帮助用户更高1效、更节约地使用燃气，更能提高安全用气水平，避免用气事故的发生。注意电机的温升、轴承温度和电压表、电流表指示情况是否正常，电流不得超过电动机额定电流，若超过时，要找原因或停车检查。即便报修等工作，也完全可以通过移动互联网来实现，无非是燃气企业如何来对此进行管理的问题。至于账单支付，用户可以便捷地通过微信、支付宝等工具直接支付，也可通过燃气企业自行设立的移动支付服务实现支付。事实上，仅支付相关服务，燃气企业即可与传统与新兴的互联网金融合作，衍生出诸多服务和产品来——此前，BAT为争夺O2O入口，不惜花巨资大搞补贴。规模庞大的城市燃气用户的粘性和未来互联网下沉的趋势，意味着广阔的合作可能。

而对于燃气企业来说，融入“互联网 ”，意味着改进用户体验、提高管理效率、降低运营成本的重要机遇。针对这一故障，要先停止计量点，几分钟以后再启用计量点，在差压值回零后，再开启现场仪表。作为传统的公共服务类企业，城市燃气企业的服务手段和水平，正面临互联网时代消费者的“挑剔”。城市燃气企业服务与互联网的融合，无疑将有效改善用户体验。而互联网提供的便利，将为城市燃气企业带来诸多降低成本、克服一些管理难题的机会，如减少营业网点等重资产的投入、削减抄表等人力资源成本、降低窃气等不诚信用气行为给企业带来的损失等。而智能气表带来的历史数据和实时动态数据，将给企业的运行调度、安全管理(如在现有SCADA系统、GIS系统的基础上，进一步强化管网的实时监控和管网运行状况的大数据分析，提升管网的本质安全)、优化气源和管网规划等带来诸多可能。

商业模式创新，最1具想象空间

如果说前述客户服务还局限于改进用户体验、降低燃气企业运营管理成本的话，则“互联网 燃气 ”可能带来的商业模式创新，更具想象空间。

我们有理由相信，在不久的将来，依托互联网和物联网技术(智能气表、智能燃气器具等)，城市燃气企业可以由提供单一的产品——燃气，向提供“燃气 差异化服务”转型。同时提高抄表人员的业务素质，要求抄表人员每月抄表时做到“看、听、闻”，“看”是观察气表有无损坏，气量是否正常。燃气企业可以与电商企业合作，根据用户个性化的需求，提供燃气器具销售与增值服务，可以根据智能气表和智能燃气器具提供的动态、持续的数据，为用户提供燃气器具更新建议、用能优化解决方案等。尽管单户的收益微薄，但对于城市燃气这样的传统产业来说，是一个不容忽视的利润增长点，对于社会来说也足以发挥重要的节能减排之效。

这些看似遥远的设想，距离成为现实，也许只差一个硬件的杀1手级应用和一个强势的市场介入方。但是铝锰合金的抗腐蚀性就较好，当铝镁合金在4a时基本上不会出现局部腐蚀的情况。如市场上出现技术成熟、成本可接受的智能气表、智能燃气器具，能够通过移动互联网实现实时监控、自动报数、用气分析、超基数预警、远程切断等一系列功能，由某个互联网企业免费派送、安装，仅要求用户预存一定额度的燃气费用(类似存话费送手机模式)，或通过补贴的方式给予用户一定的燃气费优惠(类似滴滴、快的打车的补贴模式)，他们获得用户相关的信息、系统的用气数据、用户端入口以及一定的金融1资源，而他们的数据的主要购买方，最可能就是城市燃气企业，同时也包括燃气器具制造商、销售商，餐饮业以及依托地理信息提供服务的各类服务行业，最终他们可以直接为自己的服务向用户收费。对于市场新进入者来说，他们并不需要去打破城市燃气现有的自然垄断格局，而是从终端用户服务入手来介入市场，通过满足用户需求来撬动格局固化的城市燃气市场，同时也创造出更多的用户需求并通过满足用户的需求来获得收益。正如马云所说的那样，未来的生意都是C2B模式，是用户驱动型的。

当然，在我国城市燃气行业推广类似创新将面临诸多障碍，比如迄今尚无技术成熟、成本可控的具备前述功能的智能气表、智能燃气器具，燃气计量表需要技监部门的认可，现有居民用气表属于燃气企业的资产等。1、硬件系统――直流电源故障故障的具体表现是组态软件(人机界面)界面显示的数据不变，或者没有流量、差压、压力、温度等显示。但技术进步不会成为根本性难题，而绕过监管和企业阻挠的方式也非常简单，比如将类似设备安装在城市燃气企业的表后——表后的资产完全属于居民用户。由此可见，在城市燃气领域出现一个能够改变市场格局的硬件和服务，并非天方夜谭。

观念和人才，最1大的瓶颈

与此同时，放眼当下多数城市燃气企业，信息化建设尚且支离破碎，信息化和互联网人才储备更是极为不足。为避免出现该类故障，操作人员一定要防止回零、排污操作中的单向受压。实际上，燃气企业没必要做到所有工作都由自己包打天下，而应该开放思维，引进外脑。傅成玉推动的中石化销售业务改革，尽管成功与否尚有待实践检验，但其思考问题的逻辑值得燃气企业去学习借鉴。

是自己突破行业固化思维，主动融入到“互联网 ”的大潮之中，自我革命，还是等待新兴的互联网企业突入其中，将燃气行业纳入麾下，仅仅作为其多个应用之一今时今日，城市燃气企业可能还没有出租车行业这样的紧迫感——一年多之前，出租车行业也从未想到会有今日之变局。谁也不能保证，下一个被革命的行业不是城市燃气——尽管对于能源行业来说，也许这一局面将会率先出现在电力行业的售电侧市场。但长远来看，城市燃气行业断然不可能置身事外。当前换热网络中冷热物料流最1小传热温差为5K，即ΔTmin=5K。

2015年3月18日，中国城市燃气协会在上海举行了中国智慧燃气发展论坛，围绕智能气表、智慧管网、物联网技术展开研讨。这是一个好的趋势，说明城市燃气行业已经意识到这样的机遇和挑战。

不过，最要不得的是，城市燃气企业去搞什么非驴非马的互联网，或者互联网企业自说自话的硬性嫁接。也许只有互联网从业者，真正参透城市燃气和能源行业，为其提供服务，方是正途。