液化天然氣技術(shù)手冊(cè)（第2版）

第2版前言
第1版前言
第1章液化天然氣技術(shù)理論基礎(chǔ)1
1.1工程熱力學(xué)基礎(chǔ)1
1.1.1基本概念和定義1
1.1.2熱力學(xué)基本定律4
1.2流體力學(xué)基礎(chǔ)6
1.2.1流體的物理性質(zhì)6
1.2.2流體的可壓縮性與熱膨脹性7
1.2.3流體的傳輸特性8
1.2.4表面張力和毛細(xì)現(xiàn)象9
1.2.5流體的平衡——流體靜力學(xué)基礎(chǔ)10
1.2.6理想流體運(yùn)動(dòng)的基本方程——流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)11
1.3傳熱學(xué)基礎(chǔ)13
1.3.1導(dǎo)熱13
1.3.2對(duì)流換熱的理論基礎(chǔ)及計(jì)算14
1.3.3輻射換熱的基礎(chǔ)理論16
1.4液化天然氣的一般特性20
1.4.1熱力特性20
1.4.2傳輸特性24
參考文獻(xiàn)31
第2章天然氣的液化32
2.1液化前原料氣處理32
2.1.1脫水33
2.1.2脫酸性氣體（CO2、H2S）46
2.1.3脫其他雜質(zhì)56
2.2天然氣液化流程58
2.2.1級(jí)聯(lián)式液化流程58
2.2.2混合制冷劑液化流程60
2.2.3帶膨脹機(jī)的液化流程63
2.3天然氣液化裝置65
2.3.1基本負(fù)荷型（基地型）液化裝置66
2.3.2典型中小型液化裝置83
參考文獻(xiàn)94
第3章液化天然氣接收站95
3.1概述95
3.1.1功能定位95
3.1.2裝置組成96
3.1.3接收站能力和規(guī)模96
3.2系統(tǒng)設(shè)置及關(guān)鍵設(shè)備選擇96
3.2.1LNG碼頭97
3.2.2卸船系統(tǒng)100
3.2.3貯存系統(tǒng)103
3.2.4蒸發(fā)氣處理系統(tǒng)105
3.2.5液化天然氣輸送系統(tǒng)109
3.2.6汽化外輸系統(tǒng)111
3.2.7計(jì)量系統(tǒng)113
3.2.8清管系統(tǒng)115
3.2.9裝車系統(tǒng)115
3.2.10裝船系統(tǒng)117
3.2.11輕烴回收系統(tǒng)117
3.2.12熱值調(diào)整117
3.2.13冷能利用118
3.2.14輔助設(shè)施118
3.2.15公用工程120
3.2.16控制系統(tǒng)124
3.2.17分析化驗(yàn)126
3.3試運(yùn)行、性能測(cè)試及考核127
3.3.1試運(yùn)行127
3.3.2單機(jī)性能測(cè)試及考核131
3.3.3裝置性能測(cè)試及考核133
3.4消防、節(jié)能與環(huán)保136
3.4.1消防136
3.4.2節(jié)能138
3.4.3環(huán)保138
3.5世界各國(guó)液化天然氣接收站匯集140
參考文獻(xiàn)143
第4章浮式液化天然氣裝置145
4.1概述145
4.1.1浮式液化天然氣產(chǎn)業(yè)鏈145
4.1.2浮式液化天然氣的發(fā)展147
4.2浮式LNG液化特點(diǎn)150
4.2.1浮式LNG液化工藝150
4.2.2塔器153
4.3浮式液化天然氣再汽化裝置156
4.3.1再汽化工藝156
4.3.2再汽化設(shè)備163
4.4浮式LNG裝置配套系統(tǒng)168
4.4.1船體168
4.4.2LNG貯存184
4.4.3卸載系統(tǒng)185
4.4.4動(dòng)力系統(tǒng)187
4.4.5儀表控制系統(tǒng)19２
4.4.6公用系統(tǒng)197
4.4.7救生與消防系統(tǒng)206
4.4.8系泊系統(tǒng)209
4.5全球浮式液化天然氣裝置匯總215
參考文獻(xiàn)218
第5章液化天然氣站場(chǎng)工程設(shè)計(jì)219
5.1站址選擇219
5.1.1站址選擇原則219
5.1.2站址條件及要求219
5.1.3站址選擇的工作階段及主要工作內(nèi)容220
5.2設(shè)計(jì)基礎(chǔ)221
5.2.1總體設(shè)計(jì)要求221
5.2.2設(shè)計(jì)依據(jù)221
5.2.3設(shè)計(jì)輸入條件221
5.3設(shè)計(jì)原則和要求225
5.3.1總圖布置226
5.3.2工藝系統(tǒng)229
5.3.3設(shè)備231
5.3.4管道232
5.3.5自動(dòng)控制236
5.3.6節(jié)能、安全及環(huán)保237
5.4標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范240
5.4.1概述240
5.4.2工程建設(shè)規(guī)范體系240
5.4.3法律法規(guī)241
5.4.4國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)242
5.4.5國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)245
5.4.6標(biāo)準(zhǔn)體系改革進(jìn)展246
5.5工程設(shè)計(jì)技術(shù)247
5.5.1穩(wěn)態(tài)模擬247
5.5.2動(dòng)態(tài)模擬248
5.5.3瞬態(tài)模擬256
5.5.4模塊化設(shè)計(jì)263
5.5.5三維協(xié)同設(shè)計(jì)及數(shù)字化交付268
參考文獻(xiàn)278
第6章液化天然氣貯存和運(yùn)輸280
6.1液化天然氣陸上貯存280
6.1.1LNG 儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)形式280
6.1.2LNG 儲(chǔ)罐的比較及選擇283
6.1.3LNG儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)與建造285
6.1.4LNG儲(chǔ)罐的特殊要求與施工287
6.1.5大型LNG常壓儲(chǔ)罐289
6.1.6真空粉末絕熱LNG儲(chǔ)罐290
6.1.7LNG薄膜罐301
6.2液化天然氣陸上運(yùn)輸309
6.2.1液化天然氣汽車罐車309
6.2.2液化天然氣罐式集裝箱311
6.2.3運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)行管理312
6.3LNG海上運(yùn)輸313
6.3.1LNG船在產(chǎn)業(yè)鏈中的作用及世界 LNG船的現(xiàn)狀和發(fā)展313
6.3.2LNG船的技術(shù)特征和液貨艙技術(shù)316
6.3.3LNG船的裝卸系統(tǒng)324
6.3.4LNG船的安全管理330
6.3.5LNG船的典型船例342
6.3.6LNG船型船體結(jié)構(gòu)357
參考文獻(xiàn)361
第7章液化天然氣設(shè)備的主要工藝和材料362
7.1絕熱工藝362
7.1.1絕熱工藝?yán)碚?62
7.1.2絕熱材料373
7.2焊接工藝386
7.2.1材料和技術(shù)指標(biāo)386
7.2.2坡口形式和焊接工藝參數(shù)388
7.2.3焊接接頭和焊縫金屬力學(xué)性能391
7.2.4焊縫無(wú)損檢測(cè)391
7.2.5船載LNG儲(chǔ)罐的焊接391
7.3材料392
7.3.1金屬材料394
7.3.2非金屬材料415
參考文獻(xiàn)422
第8章液化天然氣冷能利用424
8.1液化天然氣冷能利用及其分析424
8.1.1LNG冷能利用概述424
8.1.2LNG冷能分析數(shù)學(xué)模型424
8.1.3LNG冷能特性分析425
8.2冷能回收用于BOG再冷凝426
8.3冷能發(fā)電428
8.3.1利用LNG冷能改善現(xiàn)有動(dòng)力循環(huán)428
8.3.2利用LNG冷能的相對(duì)獨(dú)立的低溫動(dòng)力循環(huán)429
8.3.3日本利用LNG冷能發(fā)電概況434
8.4冷能回收用于空氣分離435
8.4.1概述435
8.4.2技術(shù)方案435
8.4.3應(yīng)用實(shí)例437
8.5LNG冷能用于低溫碳捕集444
8.5.1概述444
8.5.2利用LNG冷能回收燃?xì)怆姀SCO2444
8.5.3利用LNG冷能回收其他工廠CO2447
8.6冷能回收用于食品冷凍冷藏450
8.6.1概述450
8.6.2冷庫(kù)及冷藏451
8.6.3冷媒選擇453
8.6.4冷能用于冷庫(kù)方案舉例455
8.7LNG冷能用于相變儲(chǔ)能458
8.7.1概述458
8.7.2液固相變儲(chǔ)能459
8.7.3液化空氣儲(chǔ)能460
8.7.4其他儲(chǔ)能方式464
8.8冷能回收的其他應(yīng)用465
8.8.1液態(tài)CO2和干冰生產(chǎn)465
8.8.2低溫粉碎465
8.8.3輕烴回收470
8.8.4制冰與空調(diào)473
8.8.5海水淡化476
8.8.6LNG冷能綜合利用48１
參考文獻(xiàn)483
第9章液化天然氣裝置的主要設(shè)備488
9.1壓縮機(jī)488
9.1.1概述488
9.1.2透平壓縮機(jī)488
9.1.3往復(fù)壓縮機(jī)510
9.1.4螺桿壓縮機(jī)520
9.1.5壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)形式的選擇528
9.2驅(qū)動(dòng)機(jī)531
9.2.1概述531
9.2.2燃?xì)廨啓C(jī)53２
9.2.3蒸汽輪機(jī)537
9.2.4電動(dòng)機(jī)543
9.2.5驅(qū)動(dòng)機(jī)形式選擇548
9.3膨脹機(jī)552
9.3.1透平膨脹機(jī)552
9.3.2螺桿膨脹機(jī)555
9.3.3液力透平556
9.4換熱器560
9.4.1概述560
9.4.2板翅式換熱器560
9.4.3繞管式換熱器568
9.4.4LNG汽化器571
9.4.5汽化器特點(diǎn)584
9.5LNG裝卸臂585
9.5.1概述585
9.5.2裝卸臂的類型和規(guī)格585
9.5.3裝卸臂的主要部件587
9.5.4裝卸臂的流動(dòng)阻力589
9.6LNG裝置特殊泵590
9.6.1離心泵的基本參數(shù)590
9.6.2LNG泵593
9.6.3海水泵604
9.7低溫閥門608
9.7.1概述608
9.7.2結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及要求608
9.7.3材料要求613
9.7.4閥門的應(yīng)用案例617
參考文獻(xiàn)619
第10章液化天然氣相關(guān)的安全技術(shù)621
10.1液化天然氣特性621
10.1.1一般特性621
10.1.2低溫特性624
10.1.3燃燒和爆炸625
10.1.4翻滾和快速相變628
10.2泄漏防控技術(shù)628
10.2.1泄漏628
10.2.2擴(kuò)散630
10.2.3LNG泄漏的預(yù)防與控制634
10.3風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)636
10.3.1風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)介紹636
10.3.2技術(shù)應(yīng)用案例641
10.4與LNG相關(guān)的安全、健康設(shè)計(jì)原則648
10.4.1LNG低溫危害及應(yīng)對(duì)措施648
10.4.2火災(zāi)爆炸危害及應(yīng)對(duì)措施648
10.5安全規(guī)范與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)649
10.5.1國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范650
10.5.2國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范657
10.5.3國(guó)內(nèi)外LNG標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的異同664
參考文獻(xiàn)665
第11章液化天然氣應(yīng)用裝置666
11.1汽車LNG燃料加注站666
11.1.1類型和特點(diǎn)666
11.1.2總體布局667
11.1.3加注工藝672
11.1.4主要設(shè)備673
11.1.5供配電、控制及儀表系統(tǒng)678
11.1.6LNG汽車技術(shù)682
11.1.7消防工程683
11.2船舶LNG燃料加注站686
11.2.1類型和特點(diǎn)686
11.2.2總體布局687
11.2.3加注工藝690
11.2.4主要設(shè)備695
11.2.5供配電、控制及儀表系統(tǒng)698
11.2.6LNG燃料船舶技術(shù)698
11.2.7消防工程702
11.3小型LNG汽化裝置705
11.3.1小型LNG汽化裝置的常見類型和特點(diǎn)705
11.3.2總體布局705
11.3.3工藝及管道系統(tǒng)708
11.3.4控制系統(tǒng)710
11.3.5主要設(shè)備選型711
11.3.6消防712
11.3.7公用工程713
11.3.8應(yīng)用實(shí)例715