液化天然气技术手册 第2版

第2版前言
第1版前言
第1章液化天然气技术理论基础1
1.1工程热力学基础1
1.1.1基本概念和定义1
1.1.2热力学基本定律4
1.2流体力学基础6
1.2.1流体的物理性质6
1.2.2流体的可压缩性与热膨胀性7
1.2.3流体的传输特性8
1.2.4表面张力和毛细现象9
1.2.5流体的平衡——流体静力学基础10
1.2.6理想流体运动的基本方程——流体动力学基础11
1.3传热学基础13
1.3.1导热13
1.3.2对流换热的理论基础及计算14
1.3.3辐射换热的基础理论16
1.4液化天然气的一般特性20
1.4.1热力特性20
1.4.2传输特性24
参考文献31
第2章天然气的液化32
2.1液化前原料气处理32
2.1.1脱水33
2.1.2脱酸性气体（CO2、H2S）46
2.1.3脱其他杂质56
2.2天然气液化流程58
2.2.1级联式液化流程58
2.2.2混合制冷剂液化流程60
2.2.3带膨胀机的液化流程63
2.3天然气液化装置65
2.3.1基本负荷型（基地型）液化装置66
2.3.2典型中小型液化装置83
参考文献94
第3章液化天然气接收站95
3.1概述95
3.1.1功能定位95
3.1.2装置组成96
3.1.3接收站能力和规模96
3.2系统设置及关键设备选择96
3.2.1LNG码头97
3.2.2卸船系统100
3.2.3贮存系统103
3.2.4蒸发气处理系统105
3.2.5液化天然气输送系统109
3.2.6汽化外输系统111
3.2.7计量系统113
3.2.8清管系统115
3.2.9装车系统115
3.2.10装船系统117
3.2.11轻烃回收系统117
3.2.12热值调整117
3.2.13冷能利用118
3.2.14辅助设施118
3.2.15公用工程120
3.2.16控制系统124
3.2.17分析化验126
3.3试运行、性能测试及考核127
3.3.1试运行127
3.3.2单机性能测试及考核131
3.3.3装置性能测试及考核133
3.4消防、节能与环保136
3.4.1消防136
3.4.2节能138
3.4.3环保138
3.5世界各国液化天然气接收站汇集140
参考文献143
第4章浮式液化天然气装置145
4.1概述145
4.1.1浮式液化天然气产业链145
4.1.2浮式液化天然气的发展147
4.2浮式LNG液化特点150
4.2.1浮式LNG液化工艺150
4.2.2塔器153
4.3浮式液化天然气再汽化装置156
4.3.1再汽化工艺156
4.3.2再汽化设备163
4.4浮式LNG装置配套系统168
4.4.1船体168
4.4.2LNG贮存184
4.4.3卸载系统185
4.4.4动力系统187
4.4.5仪表控制系统19２
4.4.6公用系统197
4.4.7救生与消防系统206
4.4.8系泊系统209
4.5全球浮式液化天然气装置汇总215
参考文献218
第5章液化天然气站场工程设计219
5.1站址选择219
5.1.1站址选择原则219
5.1.2站址条件及要求219
5.1.3站址选择的工作阶段及主要工作内容220
5.2设计基础221
5.2.1总体设计要求221
5.2.2设计依据221
5.2.3设计输入条件221
5.3设计原则和要求225
5.3.1总图布置226
5.3.2工艺系统229
5.3.3设备231
5.3.4管道232
5.3.5自动控制236
5.3.6节能、安全及环保237
5.4标准规范240
5.4.1概述240
5.4.2工程建设规范体系240
5.4.3法律法规241
5.4.4国内标准242
5.4.5国外标准245
5.4.6标准体系改革进展246
5.5工程设计技术247
5.5.1稳态模拟247
5.5.2动态模拟248
5.5.3瞬态模拟256
5.5.4模块化设计263
5.5.5三维协同设计及数字化交付268
参考文献278
第6章液化天然气贮存和运输280
6.1液化天然气陆上贮存280
6.1.1LNG 储罐结构形式280
6.1.2LNG 储罐的比较及选择283
6.1.3LNG储罐结构与建造285
6.1.4LNG储罐的特殊要求与施工287
6.1.5大型LNG常压储罐289
6.1.6真空粉末绝热LNG储罐290
6.1.7LNG薄膜罐301
6.2液化天然气陆上运输309
6.2.1液化天然气汽车罐车309
6.2.2液化天然气罐式集装箱311
6.2.3运输的运行管理312
6.3LNG海上运输313
6.3.1LNG船在产业链中的作用及世界 LNG船的现状和发展313
6.3.2LNG船的技术特征和液货舱技术316
6.3.3LNG船的装卸系统324
6.3.4LNG船的安全管理330
6.3.5LNG船的典型船例342
6.3.6LNG船型船体结构357
参考文献361
第7章液化天然气设备的主要工艺和材料362
7.1绝热工艺362
7.1.1绝热工艺理论362
7.1.2绝热材料373
7.2焊接工艺386
7.2.1材料和技术指标386
7.2.2坡口形式和焊接工艺参数388
7.2.3焊接接头和焊缝金属力学性能391
7.2.4焊缝无损检测391
7.2.5船载LNG储罐的焊接391
7.3材料392
7.3.1金属材料394
7.3.2非金属材料415
参考文献422
第8章液化天然气冷能利用424
8.1液化天然气冷能利用及其分析424
8.1.1LNG冷能利用概述424
8.1.2LNG冷能分析数学模型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冷能发电428
8.3.1利用LNG冷能改善现有动力循环428
8.3.2利用LNG冷能的相对独立的低温动力循环429
8.3.3日本利用LNG冷能发电概况434
8.4冷能回收用于空气分离435
8.4.1概述435
8.4.2技术方案435
8.4.3应用实例437
8.5LNG冷能用于低温碳捕集444
8.5.1概述444
8.5.2利用LNG冷能回收燃气电厂CO2444
8.5.3利用LNG冷能回收其他工厂CO2447
8.6冷能回收用于食品冷冻冷藏450
8.6.1概述450
8.6.2冷库及冷藏451
8.6.3冷媒选择453
8.6.4冷能用于冷库方案举例455
8.7LNG冷能用于相变储能458
8.7.1概述458
8.7.2液固相变储能459
8.7.3液化空气储能460
8.7.4其他储能方式464
8.8冷能回收的其他应用465
8.8.1液态CO2和干冰生产465
8.8.2低温粉碎465
8.8.3轻烃回收470
8.8.4制冰与空调473
8.8.5海水淡化476
8.8.6LNG冷能综合利用48１
参考文献483
第9章液化天然气装置的主要设备488
9.1压缩机488
9.1.1概述488
9.1.2透平压缩机488
9.1.3往复压缩机510
9.1.4螺杆压缩机520
9.1.5压缩机结构形式的选择528
9.2驱动机531
9.2.1概述531
9.2.2燃气轮机53２
9.2.3蒸汽轮机537
9.2.4电动机543
9.2.5驱动机形式选择548
9.3膨胀机552
9.3.1透平膨胀机552
9.3.2螺杆膨胀机555
9.3.3液力透平556
9.4换热器560
9.4.1概述560
9.4.2板翅式换热器560
9.4.3绕管式换热器568
9.4.4LNG汽化器571
9.4.5汽化器特点584
9.5LNG装卸臂585
9.5.1概述585
9.5.2装卸臂的类型和规格585
9.5.3装卸臂的主要部件587
9.5.4装卸臂的流动阻力589
9.6LNG装置特殊泵590
9.6.1离心泵的基本参数590
9.6.2LNG泵593
9.6.3海水泵604
9.7低温阀门608
9.7.1概述608
9.7.2结构特点及要求608
9.7.3材料要求613
9.7.4阀门的应用案例617
参考文献619
第10章液化天然气相关的安全技术621
10.1液化天然气特性621
10.1.1一般特性621
10.1.2低温特性624
10.1.3燃烧和爆炸625
10.1.4翻滚和快速相变628
10.2泄漏防控技术628
10.2.1泄漏628
10.2.2扩散630
10.2.3LNG泄漏的预防与控制634
10.3风险评估技术636
10.3.1风险评估技术介绍636
10.3.2技术应用案例641
10.4与LNG相关的安全、健康设计原则648
10.4.1LNG低温危害及应对措施648
10.4.2火灾爆炸危害及应对措施648
10.5安全规范与相关标准649
10.5.1国际标准规范650
10.5.2国内标准规范657
10.5.3国内外LNG标准规范的异同664
参考文献665
第11章液化天然气应用装置666
11.1汽车LNG燃料加注站666
11.1.1类型和特点666
11.1.2总体布局667
11.1.3加注工艺672
11.1.4主要设备673
11.1.5供配电、控制及仪表系统678
11.1.6LNG汽车技术682
11.1.7消防工程683
11.2船舶LNG燃料加注站686
11.2.1类型和特点686
11.2.2总体布局687
11.2.3加注工艺690
11.2.4主要设备695
11.2.5供配电、控制及仪表系统698
11.2.6LNG燃料船舶技术698
11.2.7消防工程702
11.3小型LNG汽化装置705
11.3.1小型LNG汽化装置的常见类型和特点705
11.3.2总体布局705
11.3.3工艺及管道系统708
11.3.4控制系统710
11.3.5主要设备选型711
11.3.6消防712
11.3.7公用工程713
11.3.8应用实例715