液化天然氣技術手冊（第2版）

第2版前言
第1版前言
第1章液化天然氣技術理論基礎1
1.1工程熱力學基礎1
1.1.1基本概念和定義1
1.1.2熱力學基本定律4
1.2流體力學基礎6
1.2.1流體的物理性質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表面張力和毛細現(xiàn)象9
1.2.5流體的平衡——流體靜力學基礎10
1.2.6理想流體運動的基本方程——流體動力學基礎11
1.3傳熱學基礎13
1.3.1導熱13
1.3.2對流換熱的理論基礎及計算14
1.3.3輻射換熱的基礎理論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56
2.2天然氣液化流程58
2.2.1級聯(lián)式液化流程58
2.2.2混合制冷劑液化流程60
2.2.3帶膨脹機的液化流程63
2.3天然氣液化裝置65
2.3.1基本負荷型（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)設置及關鍵設備選擇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熱值調整117
3.2.13冷能利用118
3.2.14輔助設施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126
3.3試運行、性能測試及考核127
3.3.1試運行127
3.3.2單機性能測試及考核131
3.3.3裝置性能測試及考核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世界各國液化天然氣接收站匯集140
參考文獻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218
第5章液化天然氣站場工程設計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容220
5.2設計基礎221
5.2.1總體設計要求221
5.2.2設計依據(jù)221
5.2.3設計輸入條件221
5.3設計原則和要求225
5.3.1總圖布置226
5.3.2工藝系統(tǒng)229
5.3.3設備231
5.3.4管道232
5.3.5自動控制236
5.3.6節(jié)能、安全及環(huán)保237
5.4標準規(guī)范240
5.4.1概述240
5.4.2工程建設規(guī)范體系240
5.4.3法律法規(guī)241
5.4.4國內標準242
5.4.5國外標準245
5.4.6標準體系改革進展246
5.5工程設計技術247
5.5.1穩(wěn)態(tài)模擬247
5.5.2動態(tài)模擬248
5.5.3瞬態(tài)模擬256
5.5.4模塊化設計263
5.5.5三維協(xié)同設計及數(shù)字化交付268
參考文獻278
第6章液化天然氣貯存和運輸280
6.1液化天然氣陸上貯存280
6.1.1LNG 儲罐結構形式280
6.1.2LNG 儲罐的比較及選擇283
6.1.3LNG儲罐結構與建造285
6.1.4LNG儲罐的特殊要求與施工287
6.1.5大型LNG常壓儲罐289
6.1.6真空粉末絕熱LNG儲罐290
6.1.7LNG薄膜罐301
6.2液化天然氣陸上運輸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運輸?shù)倪\行管理312
6.3LNG海上運輸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船的技術特征和液貨艙技術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船型船體結構357
參考文獻361
第7章液化天然氣設備的主要工藝和材料362
7.1絕熱工藝362
7.1.1絕熱工藝理論362
7.1.2絕熱材料373
7.2焊接工藝386
7.2.1材料和技術指標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性能391
7.2.4焊縫無損檢測391
7.2.5船載LNG儲罐的焊接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)有動力循環(huán)428
8.3.2利用LNG冷能的相對獨立的低溫動力循環(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技術方案435
8.4.3應用實例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冷能回收燃氣電廠CO2444
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冷庫及冷藏451
8.6.3冷媒選擇453
8.6.4冷能用于冷庫方案舉例455
8.7LNG冷能用于相變儲能458
8.7.1概述458
8.7.2液固相變儲能459
8.7.3液化空氣儲能460
8.7.4其他儲能方式464
8.8冷能回收的其他應用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473
8.8.5海水淡化476
8.8.6LNG冷能綜合利用48１
參考文獻483
第9章液化天然氣裝置的主要設備488
9.1壓縮機488
9.1.1概述488
9.1.2透平壓縮機488
9.1.3往復壓縮機510
9.1.4螺桿壓縮機520
9.1.5壓縮機結構形式的選擇528
9.2驅動機531
9.2.1概述531
9.2.2燃氣輪機53２
9.2.3蒸汽輪機537
9.2.4電動機543
9.2.5驅動機形式選擇548
9.3膨脹機552
9.3.1透平膨脹機552
9.3.2螺桿膨脹機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結構特點及要求608
9.7.3材料要求613
9.7.4閥門的應用案例617
參考文獻619
第10章液化天然氣相關的安全技術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628
10.2.1泄漏628
10.2.2擴散630
10.2.3LNG泄漏的預防與控制634
10.3風險評估技術636
10.3.1風險評估技術介紹636
10.3.2技術應用案例641
10.4與LNG相關的安全、健康設計原則648
10.4.1LNG低溫危害及應對措施648
10.4.2火災爆炸危害及應對措施648
10.5安全規(guī)范與相關標準649
10.5.1國際標準規(guī)范650
10.5.2國內標準規(guī)范657
10.5.3國內外LNG標準規(guī)范的異同664
參考文獻665
第11章液化天然氣應用裝置666
11.1汽車LNG燃料加注站666
11.1.1類型和特點666
11.1.2總體布局667
11.1.3加注工藝672
11.1.4主要設備673
11.1.5供配電、控制及儀表系統(tǒng)678
11.1.6LNG汽車技術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686
11.2.2總體布局687
11.2.3加注工藝690
11.2.4主要設備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主要設備選型711
11.3.6消防712
11.3.7公用工程713
11.3.8應用實例715