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绪论1

0.1 天然气1

0.2 中国的天然气1

0.2.1 天然气的勘探1

0.2.2 天然气的开发2

0.2.3 天然气管道建设2

0.3 液化天然气2

0.3.1 LNG 工业链3

0.3.2 市场预测5

0.4 中国的液化天然气工业6

参考文献7

第1章 天然气热物理特性8

1.1 引言8

1.1.1 天然气的热力学性质8

1.1.2 天然气的迁移特性9

1.2 天然气的气液相平衡10

1.2.1 相平衡计算的难点10

1.2.2 相平衡计算所用的状态方程和逸度方程10

1.2.3 (p，T)闪蒸计算12

1.2.4 (p，H)闪蒸和(p，S)闪蒸计算13

1.2.5 泡点和露点的计算14

1.2.6 低温气液相平衡试验15

1.3 天然气的焓和熵18

1.3.1 计算焓和熵的表达式18

1.3.2 计算焓和熵的方法19

1.3.3 计算结果与国外试验结果的比较20

1.4 天然气的粘度21

1.4.1 常用的粘度算法综述21

1.4.2 不同压力范围相应的天然气粘度计算模型21

1.4.3 天然气的统一粘度计算模型24

1.5 天然气的热导率29

1.5.1 常用的热导率计算方法综述29

1.5.2 不同压力范围及相态的天然气热导率计算模型30

1.5.3 天然气热导率对应态预测模型32

1.5.4 计算结果与实验数据的对比分析33

1.6 天然气的表面张力34

参考文献36

第2章 天然气的预处理38

2.1 脱水39

2.1.1 冷却脱水39

2.1.2 吸收脱水39

2.1.3 吸附脱水41

2.2 脱酸性气体45

2.2.1 脱硫方法分类和选择45

2.2.2 常用的净化方法49

2.3 其它杂质的脱除52

参考文献53

第3章 天然气液化流程54

3.1 级联式液化流程54

3.2 混合制冷剂液化流程56

3.2.1 闭式混合制冷剂液化流程56

3.2.2 开式混合制冷剂液化流程57

3.2.3 丙烷预冷混合制冷剂液化流程57

3.2.4 Cll 液化流程59

3.3 带膨胀机的液化流程60

3.3.1 天然气膨胀液化流程60

3.3.2 氮气膨胀液化流程61

3.3.3 氮-甲烷膨胀液化流程62

3.3.4 其它膨胀液化流程63

3.4 天然气液化流程中的设备模拟63

3.4.1 压缩机模块65

3.4.2 膨胀机和节流阀模块65

3.4.3 气液分离器模块66

3.4.4 物流混合器模块66

3.4.5 多股流换热器模块67

3.4.6 设备模块计算的验证68

3.5 基本负荷型天然气液化装置中液化流程的热力学分析70

3.5.1 流程70

3.5.2 流程模拟71

3.5.3 流程参数分析72

3.5.4 流程优化分析83

3.5.5 流程?分析87

3.6 调峰型天然气液化装置中液化流程的热力学分析90

3.6.1 流程90

3.6.2 流程模拟92

3.6.3 流程参数分析93

3.6.4 流程优化分析105

3.6.5 调峰型天然气液化流程的比较112

3.6.6 调峰型天然气液化流程的？分析112

参考文献114

第4章 天然气液化装置116

4.1 基本负荷型天然气液化装置116

4.1.1 采用级联式液化流程的基本负荷型液化装置116

4.1.2 采用闭式混合制冷剂液化流程的基本负荷型液化装置118

4.1.3 采用丙烷预冷混合制冷剂液化流程的基本负荷型液化装置119

4.1.4 基本负荷型液化装置中液化流程的比较120

4.1.5 我国的基本负荷型天然气液化装置121

4.1.6 国外基本负荷型液化装置概况123

4.1.7 投资分析129

4.2 调峰型天然气液化装置133

4.2.1 采用天然气直接膨胀液化流程的调峰型液化装置133

4.2.2 采用氮膨胀液化流程的调峰型液化装置134

4.2.3 我国第一座调峰型天然气液化装置134

4.2.4 调峰型天然气液化装置及其运行情况138

4.2.5 调峰型天然气液化装置的经济性评价原则140

4.3 浮式液化天然气生产储卸装置142

4.3.1 液化流程143

4.3.2 储存系统143

4.3.3 卸货操作144

4.3.4 总体布局144

4.4 液化天然气接收终端145

4.4.1 LNG 接收终端工艺流程145

4.4.2 国外 LNG 接收终端147

参考文献155

第5章 液化天然气装置的相关设备157

5.1 压缩机157

5.1.1 往复压缩机157

5.1.2 离心压缩机158

5.2 换热器160

5.2.1 绕管式换热器161

5.2.2 板翅式换热器162

5.2.3 LNG 汽化器163

5.2.4 换热器的换热能力167

5.2.5 传热过程中存在的问题169

5.3 LNG 泵170

5.3.1 潜液式电动泵171

5.3.2 潜液式电动泵的应用173

5.3.3 LNG 泵的平衡要求175

5.3.4 LNG 泵的试验176

5.3.5 非潜液式低温泵在 LNG 系统中的应用177

5.3.6 LNG 泵的运行178

5.4 LNG 输送管路179

5.4.1 冷收缩问题179

5.4.2 LNG 管路的隔热180

5.4.3 管道的预冷和保冷182

5.4.4 LNG 管路的试验183

5.4.5 管内流阻185

5.5 膨胀机185

5.5.1 透平膨胀机工作原理与结构186

5.5.2 透平膨胀机在天然气工业中的应用186

5.5.3 透平膨胀机的工作特点与类型187

5.5.4 透平膨胀机的主要参数188

参考文献190

第6章 液化天然气的储运191

6.1 液化天然气储罐(槽)191

6.1.1 型式分类191

6.1.2 LNG 储罐(槽)结构194

6.1.3 LNG 储槽内部观察装置201

6.2 液化天然气船202

6.2.1 LNG 船运在 LNG 工业链中的作用202

6.2.2 LNG 货舱的围护系统203

6.2.3 各种 LNG 船的建造量209

6.2.4 典型 LNG 船的货舱分布213

6.2.5 LNG 船的技术新构思216

6.2.6 推进中国 LNG 船制造业216

6.3 液化天然气槽车217

6.3.1 LNG 槽车的隔热方式218

6.3.2 LNG 槽车的安全设计218

6.3.3 LNG 槽车的输液方式219

6.3.4 LNG 槽车容量的大型化和列车化219

6.3.5 LNG 槽车运行高速化220

6.3.6 LNG 槽车实例220

6.4 液化天然气储存中的分层和涡旋225

6.4.1 涡旋现象225

6.4.2 分层与涡旋现象的机理225

6.4.3 分层与涡旋的理论模型227

6.4.4 涡旋预防的技术措施234

参考文献235

第7章 液化天然气的汽化与利用237

7.1 液化天然气的汽化237

7.1.1 液化天然气汽化站的总体考虑237

7.1.2 液化天然气汽化工艺240

7.1.3 液化天然气汽化工艺设备241

7.1.4 测量仪表244

7.1.5 汽化站的消防与安全245

7.1.6 汽化站建设实例246

7.2 液化天然气储罐的自增压供气系统248

7.2.1 增压供气系统概述248

7.2.2 自增压系统稳压供气原理249

7.2.3 增压管路传热及流动计算252

7.3 液化天然气及其冷量利用的？分析254

7.3.1 LNG 冷量?分析数学模型254

7.3.2 LNG 冷量？特性分析256

7.4 液化天然气发电257

7.4.1 天然气发电概况257

7.4.2 天然气直接膨胀发电261

7.4.3 利用 LNG 的蒸气动力循环262

7.4.4 利用 LNG 的气体动力循环263

7.4.5 利用 LNG 的燃气-蒸气联合循环267

7.5 液化天然气为燃料的运输工具269

7.5.1 液化天然气作为运输工具燃料的优势269

7.5.2 液化天然气汽车燃料系统271

7.5.3 液化天然气加注站275

7.5.4 以液化天然气为燃料的其它运输工具277

7.6 液化天然气冷量用于空气分离280

7.6.1 概述280

7.6.2 利用 LNG 冷量提高空分装置液化率282

7.6.3 利用 LNG 冷量降低空分装置压力284

7.7 液化天然气冷量的其它利用途径284

7.7.1 制取液化二氧化碳和干冰284

7.7.2 冷库285

7.7.3 低温破碎和粉碎285

7.7.4 蓄冷装置286

参考文献286

第8章 液化天然气安全技术290

8.1 引言290

8.2 液化天然气的有关安全特性290

8.2.1 燃烧范围291

8.2.2 着火温度与燃烧速度292

8.2.3 LNG 的低温特性293

8.2.4 对生理上的影响293

8.3 有关安全检测设备294

8.3.1 可燃气体检测器(CGD)294

8.3.2 火焰检测器295

8.3.3 高温检测器295

8.3.4 低温检测器295

8.3.5 烟火检测器295

8.3.6 缺氧检测设备296

8.4 LNG 溢出或泄漏296

8.4.1 LNG 储罐处于火灾情况下的传热计算297

8.4.2 LNG 泄漏或溢出后的蒸气扩散298

8.4.3 LNG 泄漏或溢出的预防299

8.5 LNG 溢出与防火技术300

8.5.1 概述300

8.5.2 紧急状态的应对措施300

8.5.3 LNG 溢出的控制方法301

8.5.4 有关消防保护301

8.5.5 灭火剂302

8.6 基础设施的安全要求304

8.6.1 LNG 储罐的最小距离304

8.6.2 汽化器等工艺设备的安装距离304

8.6.3 LNG 储罐的防震304

8.7 LNG 储存中的安全问题305

8.7.1 LNG 储罐的充注条件305

8.7.2 LNG 储罐的最大充装容量306

8.7.3 LNG 储罐的压力控制307

8.7.4 间歇泉和水锤现象307

8.8 管路和阀件的安全要求308

8.9 装卸作业308

8.10 消防和防护309

8.11 紧急关闭系统310

8.12 人员安全与救护310

参考文献311

附录312

附录 A 附表312

表 A-1 R50(甲烷)饱和液体、蒸气热物性数据之一312

表 A-2 R50(甲烷)饱和液体、蒸气热物性数据之二314

表 A-3 R170(乙烷)饱和液体、蒸气热物性数据316

表 A-4 R290(丙烷)饱和液体、蒸气热物性数据之一318

表 A-5 R290(丙烷)饱和液体、蒸气热物性数据之二320

表 A-6 R600(正丁烷)饱和液体、蒸气热物性数据322

表 A-7 R600a(异丁烷)饱和液体、蒸气热物性数据324

表 A-8 R1150(乙烯)饱和液体、蒸气热物性数据326

表 A-9 R728(氮气)饱和液体、蒸气热物性数据之一328

表 A-10 R728(氮气)饱和液体、蒸气热物性数据之二330

附录 B 附图332

图 B-1 R50(甲烷)p-h 图332

图 B-2 R170(乙烷)p-h 图333

图 B-3 R290(丙烷)p-h 图334

图 B-4 R600(正丁烷)p-h 图335

图 B-5 R600a(异丁烷)p-h 图336

图 B-6 R1150(乙烯)p-h 图337

图 B-7 R728(氮气)p-h 图338