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LNG 参考重点题型： 简答题 （约 12 个）画图题 （约 6 个）二大班简答部分：1. LNG 的特性有哪些？有哪些杂质？1 经济高效 ① LNG 储存成本仅为气态天然气的 1/7～1/6 ，与输气管道比较输送相同体积的天然气，LNG 输送管的直径要小得多； ②LNG 泵站的费用、能耗要低于压缩机站的费用； ③LNG 气化潜热高，所携带的冷量可以部分回收利用 2.清洁环保 LNG 作为汽车燃料，比汽油、柴油的综合排放量小 85%左右，其中 CO 排放减少97%，CO2 减少 90%，HC 减少 70～80%，NOx 减少 30～ 40%，微粒排放减少 40%，噪音减少 40%，而且无铅、苯等致癌物质 3.灵活方便 LNG 通过专门槽车或轮船可以将大量的 LNG 运输到管道难以到达的任何用户 4.安全可靠 LNG 的燃点比汽油高 230℃，比柴油更高； LNG 爆炸极限比汽油高 2.5～4.7 倍 LNG 的安全特性燃烧特性 燃烧范围：5%-15% ，即体积分数低于 5%和高于 15%都不会燃烧； 自燃温度：可燃气体与空气混合物，在没有火源的情况下，达到某一温度后，能够自动点燃着火的最低温度称为自燃温度。

甲烷性质比较稳定，在大气压力条件下，纯甲烷的平均自燃温度为 650°C以甲烷为主要成分的天然气自燃温度较高，LNG 的自燃温度随着组份的变化而变化 燃烧速度：是火焰在空气-燃气的混合物中的传递速度天然气的燃烧速度较低，其最高燃烧速度只有 0.3m/s低温特性 隔热保冷：LNG 系统的保冷隔热材料应满足导热系数低，密度低，吸湿率和吸水率小，抗冻性强，并在低温下不开裂，耐火性好，无气味，不易霉烂，对人体无害，机械强度高，经久耐用，价格低廉，方便施工等蒸发特性：LNG 作为沸腾液体储存在绝热储罐中，外界任何传入的热量都会引起一定量液体蒸发成气体，这就是蒸发气 BOG(Boil Off Gas)标准状况下蒸发气密度是空气 60%当LNG 压力降到沸点压力以下时，将有一定量的液体蒸发成为气体，同时液体温度也随之降低到其在该压力下的沸点，这就是 LNG 闪蒸由于压力 /温度变化引起的 LNG 蒸发产生的蒸发气处理是液化天然气储存运输中经常遇到的问题 泄露特性：LNG 泄漏到地面，起初迅速蒸发，当热量平衡后便降到某一固定的蒸发速度当 LNG 泄漏到水中会产生强烈的对流传热，在一定的面积内蒸发速度保持不变，随着LNG 流动泄漏面积逐渐增大，直到气体蒸发量等于漏出液体所能产生的气体量为止。

泄漏的 LNG 以喷射形式进入大气，同时进行膨胀和蒸发，与空气进行剧烈的混合 储存特性： 分层：LNG 是多组分混合物，因温度和组分的变化引起密度变化，液体密度的差异使储罐内的 LNG 发生分层翻滚：若 LNG 已经分层，上层液体吸收的热量一部分消耗于液体表面蒸发所需的潜能，其余热量使上层液体温度升高随着蒸发的持续，上层液体密度增大，下层液体密度减小，当上下两层液体密度接近相等时，分界面消失，液层迅速混合并伴有大量液体蒸发，此时蒸发率远高于正常蒸发率，出现翻滚 快速相态转变（RPT）：两种温差极大的液体接触，若热液体温度比冷液体温度沸点温度高 1.1 倍，则冷液体温度上升极快，表层温度超过自发成核温度（当液体中出现气泡） ，此过程冷液体能在极短时间内通过复杂的链式反应机理以爆炸速度产生大量蒸气，这就是LNG 或液氮与水接触时出现的 RPT 现象的原因生理影响 LNG 蒸气是无毒的，但如果吸进纯 LNG 蒸气，会迅速失去知觉，几分钟后死亡；人员暴露在体积分数为 9%的甲烷含量的环境中没有什么不良反应，如果吸入过量天然气会引起缺氧窒息，当天然气的体积分数达到 50%以上，会对人体产生永久性伤害。

LNG 能量密度大 运输方便 LNG 安全性能好杂质 含量极限 依据 H2O <0.1mg/l (ppm) A CO2 50~100mg/l B H2S 3.5mg/Nm3 C COS <0.1mg/l C 总含 S 量 10~50mg/Nm3 C Hg 0.01μg/Nm3 A 芳香烃族 2. 为什么要脱除天然气中的水分？天然气中有游离水的存在时，在降温过程中会形成水合物，腐蚀或堵塞设备管道天然气脱水的方法主要有以下三种： 冷却法：此法只用于大量水分的粗分离 （1）注乙二醇的节流制冷——露点控制 （2）深冷前的预冷 溶剂吸收法脱水：采用二甘醇和三甘醇作为天然气脱水的吸收剂 固体吸附法：采用 4A 型分子筛进行天然气脱水3. 天然气节流降压中熵、焓是如何变化的？流体节流时，由于压力的变化所引起的温度变化，称为节流效应连续流动的高压流体，在绝热且不对外做功的情况下通过节流阀急剧膨胀到低压的过程 节流的最终结果是等焓的 实际节流过程是不可逆过程，过程进行时，熵随之增加 气体做外功的等熵膨胀过程 该过程的特点是气体膨胀对外做功其熵值不变 高压天然气 透平膨胀机 做外功 产生冷量 等熵膨胀效应：气体进行等熵膨胀时，由于压力的变化引起的温度变化。

4. 制冷的原理是什么？制取冷量的方法: 气体膨胀制冷和相变制冷两大类气体膨胀制冷: 利用较高压力的气体通过节流阀或膨胀机绝热膨胀使气体降压降温来获得冷量相变制冷: 利用某些物质（即制冷剂）在相变时的吸热效应来产生冷量三类：蒸汽压缩式、蒸汽喷射式和吸收式天然气液化常采用----节流膨胀制冷、膨胀机绝热膨胀制冷、蒸汽压缩制冷等三种 5. 节流膨胀的热效应？6. 蒸汽压缩制冷有哪 4 个过程？蒸汽压缩制冷的原理？蒸气压缩制冷是利用液体汽化相变制冷它包括：节流膨胀、液体冷剂蒸发、气体冷剂压缩、过热气体冷凝等四个过程7. 制冷剂的分类？天然气制冷装置中应用最普遍的是: 丙烷、乙烯、乙烷、甲烷等制冷剂 单一制冷剂和混合式制冷剂8. 天然气液化工艺有哪些？液化工艺中主要工艺设备有 制冷压缩机组 、 换热器 、 膨胀机制冷压缩机组 ， 包括 压缩机 和 驱动装置 （原动机）9. 三温度水平、九温度水平级联式循环由三个单独的制冷循环（丙烷、乙烯、甲烷）串接而成（3 个温度水平） 为使实际级间操作温度尽可能贴近原料气的冷却曲线，减少熵增，提高效率，用 9 个温度水平（丙烷段、乙烯段、甲烷段各 3 个）代替 3 个温度水平（丙烷段-38℃、乙烯段-85℃、甲烷段-160℃） 。

天然气 3 温度水平和 9 温度水平阶式循环的冷却曲线级联式液化流程也被称为阶式液化流程、复叠式液化流程或串联蒸发冷凝液化流程由于级联式循环能耗低，技术成熟，最早建成的基地型 LNG 工厂采用了这种液化工艺 级联式液化流程分三级压缩制冷，逐级提供冷量液化天然气，各级所用的制冷剂分别为丙烷(大气压下沸点-42.3℃ )、乙烯( 大气压下沸点-104℃ )、甲烷(大气压下沸点-162℃)，每个制冷剂循环中均含有三个换热器10. 小型液化厂怎么选用压缩设备？压缩机的选择（大型液化装置） 预冷循环多选用离心式压缩机气体液化循环，一级压缩多选用轴流式压缩机次级压缩选用配有中间冷却器的离心式压缩机甲烷压缩机多选用离心式压缩机11. 压缩机的计算应该考虑什么参数？离心式压缩机主要参数计算 1) 排气温度 2）多变效率 3） 离心式压缩机的功率 往复式压缩机主要参数计算 1）排气量和供气量 2）实际压缩机的排气量 3）排气压力及级数 4）排气温度 5）功率 螺杆式压缩机计算参数：1 ） 排气温度 2 ） 指示功率 3 ） 绝热功率和绝热效率12. LNG 储存时为什么会分层？应该如何防止？LNG 在储罐内分层与漩涡 在 LNG 储存和 LNG 储罐充注过程中，常发生一种被称为“漩涡”或“翻滚”的不稳定现象。

所谓漩涡，指在出现液体温度或密度分层的低温容器中，底部液体由于漏热而形成过热，在一定条件下迅速到达表面并产生大量蒸气的过程此时罐内 LNG 的汽化量为平时自然蒸发量的 10～50 倍，将导致储罐内的气压迅速上升并超过设定的安全压力，使储罐出现超压现象如果不及时通过安全阀排放，就可能造成储槽的机械损伤，带来经济上的损失及环境污染漩涡现象通常出现在多组分液化气体中分层与漩涡的机理 在向盛有 LNG 的低温储罐中充注新的 LNG 液体或者 LNG 中的氮蒸发而使储罐内的液体发生分层分层液体在储罐周边漏热的作用下，形成各自独立的自然对流循环，进而使各层液体的密度不断发生变化，当相邻两层液体的密度近似相等时，两个液层就会发生剧烈的混合，从而易引起储罐内过热的 LNG 大量蒸发而导致漩涡的发生LNG 分层是引发漩涡的前提因此，在实际操作过程中如何检测 LNG 分层非常重要 （１）检测ＬＮＧ分层的方法： ① 监测储罐温度变化 ② 监测密度差或热值差 ③ 监测ＢＯＧ蒸发率 （２）防止漩涡的具体方法： ① 不同产地、不同气源的ＬＮＧ分开储存，这样可避免因密度差而引起 LNG 分层 ② 在储罐内安装一个自动密度仪，以检测不同密度的液层；根据需储存的 LNG 与储罐内原有 LNG 密度差，选择正确的部位充注，可有效地防止分层。

充注方法的选择一般应遵循以下原则： 密度相近时一般选择底部充注； 将轻质ＬＮＧ充注到重质ＬＮＧ罐中时，应选择底部充注将重质ＬＮＧ充注到重质ＬＮＧ罐中时，应选择顶部充注（３）使用混合喷嘴和多孔管充注，可使充注的新 LNG 和原有 LNG 充分混合，从而避免分层 （４）用储罐内的泵使液体从低至顶循环 （５）保持ＬＮＧ的含氮量低于１％，并密切检测汽化速率13. LNG 运输方式有哪些？陆上 LNG 的输送方式主要有公路运输和铁路运输两种一、LNG 汽车罐车 在目前的运输中，主要使用半挂式罐车二、LNG 罐式集装箱 LNG 海上运输液化天然气船管道输送工艺 .LNG 密相输送工艺 ：LNG 管道输送采用“ 从泵到泵”的密闭输送系统 14. LNG 卸车有哪几种方式？LNG 的卸车流程主要有两种方式可供选择：潜液泵卸车方式、自增压卸车方式潜液泵卸车方式 优点:速度快，时间短，自动化程度高，无需对站内储罐泄压，不消耗液体； 缺点:工艺流程复杂，管道连接繁琐，需要消耗电能自增压卸车方式 自增压卸车的动力源是 LNG 槽车与 LNG 储罐之间的压力差优点:流程简单，管道连接简单，无能耗； 缺点:自动化程度低，放散气体多，随着 LNG 储罐内液体不断增多需要不断泄压，以保持足够的压力差橇装式 LNG 加气站，由于空间的限制、电力系统的配置限制，建议选择自增压卸车方式，可以简化管道，降低成本，节省空间，便于设备整体成橇15. BOG 再冷工艺流程有哪些？各流程的作用？蒸发气（BOG－Boil Off Gas）处理工艺系统包括冷却器、分液罐、 BOG 压缩机、再冷凝器、火炬放空系统BOG 再液化工艺的主要原理是利用加压后 LNG 自身的冷量冷凝 BOG，即 LNG 经低压泵增压后，过冷的 LNG 与 BOG 间接或直接接触换热，将 BOG 冷凝为 LNG。

BOG 再液化工艺分为两种形式：间接热交换再液化流程和直接热交换再冷凝器液化流程(1)间接热交换再液化流程 根据 BOG 冷凝后是否外输分为两种：BOG 液化后外输和 BOG 液化后回储槽 ① BOG 液化后外输流程 储罐产生的 BOG 经压缩机升热压后，在换热器中与 LNG 间接换 ，BOG 液化后并 进入低压 LNG 管线系统，进入 LNG 泵增压后，由汽化器汽化后外输进管网② BOG 液化后回储槽流程 BOG 经压缩机升压水冷后与 LNG 泵输出的一股 LNG 混合进入 BOG 液化器，在BOG 液化器中利用 LNG 泵输出的另一股 LNG 的潜热将 BOG 液化，BOG 液化后返回 LNG 储罐该工艺中利用 LNG 汽化时的潜热冷凝 BOG，可以减少液化BOG 所需的 LNG 量 间接热交换再液化流程中回收 LNG 的冷量使 BOG 液化，相对于 B。