LNG基本常识
四川远丰森泰投资有限公司
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LNG 基 本 常 识
一、天然气
是一种多组分的混合气态化石燃料，主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷。它主要存在于油田、气田、煤层和页岩层。天然气燃烧后无废渣、废水产生，相较煤炭、石油等能源有使用安全、热值高、洁净等优势。天然气又可分为伴生气和非伴生气两种。
平均密度：0.75-0.8kg/Nm3 相对密度：0.58-0.62 做火温度：537-750℃ 最小点火能：310MJ
热值（发热量）是36000—55000 KJ/m3，通常都用低热值表示，大约为37.62兆焦（9000大卡）/标准立方米
着火温度为270—540℃ 爆炸范围5-15% 主要有以下形态：
1、纯天然气：甲烷含量一般占90%以上。（加臭剂：四氢噻吩C4H8S，THT） 2、液化天然气：天然气经过深冷液化，在﹣160℃的情况下就变成液体成为液化天然气，体积缩小600倍；主要成分为甲烷，还有少量的乙烷、丙烷以及氮等。液化过程中进一步得到净化，甲烷纯度更高，几乎不含二氧化碳和硫化物
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3、压缩天然气：将天然气压缩增压至200kg/m2时，天然气体积缩小250倍，并储入容器中，便于汽车运输，经济运输半径以150~200公里为妥。压缩天然气可用于民用及作为汽车清洁燃料。 二、LNG 基本常识
1、LNG是什么？
天然气在大气压下被冷却至大概-162℃时凝聚成为一种液体，这种液体被称为液化天然气。油/气田产生的天然气经过除液、除酸、干燥、分馏、低温冷凝形成,体积缩小为原来的1/625，也就是这种液体大概是正常燃烧天然气体积的1/625。液化天然气的重量小于水重量的一半，实际上差不多为其45%。液化天然气是无味，无色，无腐蚀性，无毒的。气化后它仅以5%至15%的浓度与空气混合就可燃烧。无论是液化天然气还是其蒸气在未封闭的环境下都不会发生爆炸。
2、LNG的成分
天然气主要由甲烷组成（一般情况下至少占90%），但可能还含有已烷、丙烷及一些较重的碳氢化合物。在管道中的天然气中还可能有少量的氮，氧，二氧化碳，硫化物和水。液化过程除掉了氧、二氧化碳、硫化物和水这些杂质。这个过程也可以被用以净化液化天然气使其达到81%-99%的甲烷。 成品液化天然气性质参数如下：
临界温度：-182.3℃ 沸点：-162.5℃ 燃点（气态）：650℃
密度：421-485kg/m3（液态）、0.688-0.872kg/m3（气态） 气化潜热：510.25kJ/m3
热值：50.18MJ/kg（液态）、36.2-40.8MJ/m3 辛烷值（ASTM）：130
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3、怎样储存LNG
储存液化天然气的容器一概是双壁结构，并且壁与壁之间带有非常有效的隔离绝热材料。大的储罐被设计为低纵横比（高度/宽度）、圆术形，带有球状罐顶的形状。这些容器中的压力非常低，小于约35KPa。少量的LNG（260立方米或更少）被储存在水平的或垂直的具有真空外壳的压力容器中。这些容器的压力的范围可能从小于约35KPa到大于约1722KPa。液化天然气必须保持低温（至少要低于-162℃）以保持液态，不依赖于压力。
4、怎样使它保持低温？
隔离绝热材料尽管有效，本身却不能保持液化天然气的温度。液化天然气保存时象“沸腾的致冷剂”一样，也就是说，由于被储存的液化天然气和沸腾的水是非常相似的，只是沸腾温度要比水的低243℃。水沸腾的温度（100℃）恒定不变，即使继续加热，因为蒸发作用（汽化）温度也不会上升。几乎同样地，如果压力保持恒定那么液化天然气将保持恒定的温度。这种现象被称为“自动制冷作用”。只要蒸汽（液化天然气的蒸气蒸发）可排出容器（储罐），温度将保持不变。如果蒸气不被排出，那么容器内的压力和温度变会升高。然而，即使在0.35MPa，液化天然气的温度仍然仅为大约-145℃.
5、LNG的特点
（1）低温、气液膨胀比大、能效高、易于运输和储存1标准立方米的天然气热值约为9300千卡，1吨LNG可产生1350标准立方米的天然气，可发电8300度。
（2）清洁能源——LNG被认为是地球上最干净的石化能源！LNG硫含量极低，若260万吨/年LNG全部用于发电与燃煤（褐煤）相比将减排SO2约45万吨（大体相当于福建全年的SO2排放量的2倍），将阻止酸雨趋势的扩大。用天然气发电时NOX和CO2排放量仅为燃煤电厂的20%和50%。
（3）安全性能高——由LNG优良的理化性质决的！
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（4）燃点较高——自燃温度约为590℃，燃烧范围较窄5% —15% ；轻于空气，易于扩散！
6、天然气与其它燃气的区别：
人工煤气含8～10%有毒的一氧化碳气体，万一泄漏若处理不当会对人体造成伤害，而天然气不含有毒的一氧化碳气体、万一泄漏不易引发中毒事故，只有大量泄漏使空气中氧气浓度降低才会对人体造成窒息伤害；
液化石油气比空气重，若泄漏容易积聚在居室下部不易扩散，且液化石油气的爆炸下限为1.5%，因此液化石油气若泄漏造成爆炸、火灾的危险性较大。
天然气比空气轻，泄漏后易从窗户溢出，爆炸下限大于5%且爆炸极限范围小，万一泄漏不易引发爆炸事故；因此其安全性比人工煤气和液化石油气的安全性要好；
天然气的热值高，是人工煤气的2.3倍，因而比人工煤气耐用；
天然气的杂质含量极少是洁净能源，其燃烧所造成的污染仅为石油的1/40、煤炭的1/800；
所以天然气以其比人工煤气、液化石油气更清洁、快捷、高效、安全的优势已被世界广泛采用。主要用于发电、化工原料并广泛用于民用及商业燃气。 三、 LNG的安全提要 1、天然气存在着火的危险
LNG的燃点为650 ℃，比汽油、柴油的燃点高，点火能也高于汽柴油、LPG，所以比汽柴油、LPG更难点燃。LNG的燃烧范围比较小，一般为5~15%。-106.7℃以上的LNG蒸汽比空气轻，稍有泄露立即挥发飞散，很难形成遇火燃烧爆炸的浓度，因此，无论LNG还是它的蒸汽都不会在一个不封闭的环境下爆炸。 液化天然气在环境温度下泄露时，迅速蒸发产生大量的天然气气体，形成蒸汽云团。因此，在储存、装卸或使用天然气的场合，不允许抽烟或明火，否则有可能导致危险甚至人身伤害。
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如果液化天然气泄露在密闭的环境或有热源（无点火源）空间，由于其会变成蒸汽体积迅速扩大，同样有爆炸的危险。因此，储存液化天然气的场所要求开敞、通风，以便于蒸汽能够扩散开来。
天然气在空气中的浓度超过1%时，操作人员应当撤离现场。
LNG火灾特点：火焰传播速度较快，质量燃烧速率大，约为汽油的2倍；火焰温度高、辐射热强，易形成大面积火灾，具有复燃、复爆性，难以扑灭。 2、有窒息的危险
天然气的过分积聚可能会使空气中氧浓度变稀，人处在这种环境中可能会导致昏迷、伤害，甚至窒息。当空气中氧气体积含量低于20%时，操作人员应当注意；如果氧气的含量进一步降低时操作人员应当撤离。
当操作人员因缺氧失去知觉时，应当立即将其撤离现场，并进行人工呼吸。如果操作人员停止呼吸，应当立即进行人工呼吸并马上送往医院治疗。当空气中氧气浓度＜10%，天然气浓度＞50%时，对人体产生永久伤害，在此情况下，工作人员不能进入LNG区域。 3、低温的危险
由于液化天然气的温度很低，假如和身体皮肤接触，由于液体的迅速气化将会引起严重的冻伤，也称冷灼伤。若接触到常温管材和设备，就可能发生脆裂现象。
发生灼伤时应当采取以下处理方法：
（1）当皮肤与低温表面粘结时，可用热水加热方法使皮肉解冻，然后再挪开冻结部位，并将伤员移至温暖的地方（约22℃）； （2）除去所有妨碍冻伤部位血液循环的衣物；
（3）将冻伤的部位立即进行水浴，水温要求41 ℃~46 ℃，不允许使用干燥或直接加热的方式；如果水温超过46 ℃，就会加剧损伤冻伤区的身体组织； （4）立即将伤员送往医院做进一步治疗；
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（5）如果伤员大面积冻伤，且体温已经下降，就需要将伤者浸泡在41 ℃~46 ℃的水中，再尽快将伤者送往医院；
（6）冻伤的身体部位在加热后开始疼痛、肿胀，如果伤势不严重，应当对冻伤部位进行缓慢、持续的加热，直至皮肤由灰白色变成粉红色或红色； （7）伤员不许抽烟、喝酒，因为这样会减少流往冻伤组织的血液量，注射破伤风针剂，防止感染。
四、LNG的消防
五、 消防的目的主要是扑灭火源或控制火焰扩散。首先应当切断泄露源，然后控制可燃物，再次扑灭火源。扑灭火源时应当选取正确的灭火剂，对于液化天然气最好的灭火剂是化学干粉灭火剂（碳酸钾）。干粉扑向火焰时，像浓云一样罩住火焰，减少热辐射。高温使得干粉放出结晶水或产生分解，不仅吸收火焰的部分热量，还可以降低燃烧区内的氧气浓度。
六、 五、LNG单位换算
密度0.42---0.48/cm³ （420—480kg/m³ ） 1公斤（kg）=2.4升=1.4Nm³ 1升（L）=0.42kg=0.001m³ =0.6Nm³ 1m3=600Nm³ =420公斤—460公斤 1吨=2.2m³ =1350Nm³
1标方天然气发热值为9300大卡左右。 1标方天然气相当于1.1升汽油 1升柴油相当于1.1 — 1.2标方天然气 六、LNG汽车
LNG汽车是以液化天然气为燃料的汽车，具有续航能力强、安全性能高、加气时间短的优势，拥有CNG不可替代的优势，更适合于运距长、油耗高的燃
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油车辆（如：重卡、长途客车、物流运输、公交车等）。以压缩天然气（简称CNG）作汽车燃料的车辆，称为CNG汽车。在保留原汽油车供油系统的情况下，增加一套专用压缩天然气装置，便形成CNG汽车。
LNG 汽车：是将液化天然气（温度为-162℃）直接注入车内储液瓶供汽车使用，储液罐内的工作压力不超过 1.2MPa。LNG 密度为标准状态下的 625 倍，公交车充装100-300立方米，续驶里程可达500-800公里，更适于城市公交客车、 城际客车和大型货运车辆。
七、LNG船舶
LNG船舶是以柴油和液化天然气作为混合燃料的船舶，具有一次充装量大，行驶里程远、系统低压运行更安全、更清洁等特点。使用柴油-LNG混合动力的船舶，可比单独使用柴油动力节约燃料费用25%左右，碳排放指数更低。
所谓LNG混合动力就是在船舶现有柴油机的基础上，增加一套LNG供气系统和柴油LNG双燃料电控喷射系统，通过电子装换开关，可实现单纯柴油燃料状态下和油气双燃料状态下两种运行模式，将船舶单一的柴油动力改造为柴油-LNG双燃料动力，通过采用LNG部分代替柴油燃料，达到节省燃油和降低排放的双重目的。
八、安全性对比：
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燃点爆炸极限1.0％—7.6％扩散性不易扩散汽油柴油427℃260℃0.5％—4.1％不易扩散LPGCNG LNG466℃2.4％—9.5％不易扩散595-650℃5％—15％易扩散
从以上看出，天然气的各项安全性指标均高于常见的几种燃料，所以以天然气为燃料的安全性相对于其它燃料来说，安全性更高。
同燃油汽车相比，应用CNG或LNG作为汽车燃料，可以综合降低废弃污染排放量70%以上，可以降低PM2.5值90%左右。
根据有关资料统计，城市大气环境污染60%来自机动车辆的尾气排放，公路网的大气环境污染100%来自机动车辆。目前，采用天然气作为车用燃料代替传
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统汽油、柴油，是减少汽车尾气污染的重要措施之一。
大力发展天然气汽车事业，提高清洁、高效、优质的天然气能源在我国能源消耗中所占的比例是坚持可持续发展战略、优化能源结构、提高人民生活质量、保护环境的重要措施。
使用方便：
CNG：目前CNG加气站各项技术已经非常成熟，网点众多，布局合理，出租车、小轿车一次加气只需2-3分钟，基本无需排队。
LNG：LNG车辆明显优势为加注时间短，2-3分钟就能加满一罐液，大大提高车辆运行效率。
柴油车在北方地区冬季启动时，要提前预先预热，LNG车辆启动方便，不需预热，给司乘人员带来极大方便。 九、天然气（LNG）具有经济性
1、价格优势
参考成都市2013年燃料最新售价：柴油按照7.4元/L、汽油按照7.5元/L、LNG按照5.2元/Nm3的价格计算，以及根据中海石油气电集团交通新能源事业部于2011年7月26日至2011年7月29日在北京召开的17个建设项目可行性研究报告（代初步设计）的评审会最新提供的经验值：行驶相同里程，消耗1L汽油相当于消耗1.1Nm3天然气，消耗1L柴油相当于消耗1.2Nm3天然气。 根据成都市燃料最新售价，对出租车及公交车使用两种燃料进行比较分析：
燃油燃气费用比较 项目 燃料单价 车辆数 出租车 每辆车百公里燃料耗量 每辆车日行程 9.09L 300km 10.0Nm3 300km 汽油 7.50元/L 100辆 天然气 5.20元/Nm3 100辆 10
车辆日总耗量 日总耗燃料费用合计 年总耗燃料费用合计 项目 燃料单价 车辆数 每辆车百公里燃料耗量 公交车 每辆车日行程 车辆日总耗量 日总耗燃料费用合计 年总耗燃料费用合计 2727L 20452.5元 7465162.5元 柴油 7.40元/L 100辆 25.0L 200km 5000L 37000元 13505000.0元 3000Nm3 15600元 5694000.0元 天然气 5.20元/Nm3 100辆 30.0Nm3 200km 6000Nm3 31200元 11388000.0元 通过上表可以看出，以100辆车为准，每年分别可以节省：出租车1771162.5元；公交车2117000元。
中华人民共和国国家发展和改革委员会于2010年6月1日完善了相关价格政策。要求各地天然气价格（元/Nm3）与90号汽油最高零售价格（元/L）比值调整到0.75：1的比价关系，保持车用气的合理比价。
由此可知，汽油价格以7.5元/L计，行驶相同里程，消耗1L汽油相当于消耗1.1Nm3天然气，用户可承受1Nm3天然气价格最高为7.5/1.1=6.82元。按照国家发展改革委关于提高国产陆上天然气出厂基准价格的通知，1Nm3天然气最高售价为7.4×0.75=5.55元。比用户可承受的最高价格6.82元还要低1.27元。 使用天然气作为汽车燃料，将大大降低汽车的运行成本。
2、LNG汽车克服了汽油车、柴油重载汽车冬季发动困难的难题，方便了用户的使用，节省了不少费用。
3、而LNG基本上是纯质烷烃，其中甲烷达到96%以上，给发动机提供了稳定的可控制的空燃比，使发动机的工作性能得到优化，发动机燃烧平衡，相对于汽油车、柴油车，不存在发动困难的问题，节省了燃料消耗。此项优点使每辆重
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载汽车每年可节省2万元。
4、以LNG为燃料的汽车，可延长设备寿命，降低费用。天然气燃烧完全，结炭少，减少气阻和爆震，使发动机寿命延长2~3倍，大修理间隔里程延长（2~2.5）×104km，天然气汽车相对汽油车、柴油车年降低维修费用50%以上。 十、 结束语
总之，LNG具有污染小、成本低、效益高、使用安全便捷等优点，因此，是一种理想的汽车代用燃料。
在-160℃时，碳钢的抗断裂韧性是很低的，与LNG接触的材料应当选用含Ni的不锈钢或铜和铜合金，具体可参考GB/T19204-2003《液化天然气的一般特性》。
处理LNG时，应使用合适的面罩或安全护目镜以保护眼睛，戴宽松的皮手套，防护服应是紧身的，没有口袋和卷起的部分，裤子也应穿在鞋或靴子的外面。 在处理LNG失火时，推荐使用干粉（最好是碳酸钙）灭火器。
对于明显的受到体温过低影响的人，应迅速从寒冷地带移开并用热水洗浴时体温恢复，水温应在40℃至42℃之间，不应该用干热方法提升体温。
天然气是一种窒息剂，在空气中含高浓度的天然气时由于缺氧会产生恶心和头晕情况。
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