LNG 是一种清洁、高效的能源，把窑炉燃料更换成 LNG，可提高产品质量、降低建设成本、减少劳动强度、性价比很好等。本 文从 LNG 基础知识、LNG 气化站、LNG 气化站工艺流程、LNG 在窑炉中应用的注意事项四个方面，叙述基于 LNG 窑炉燃料的改造， 为窑炉行业进行 LNG 燃料及工艺改造提供了技术资料。 

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前言

LNG 是一种清洁、高效的天然气能源，其主要成分为甲烷。随着世界石油资源非常紧张，目前，为了保障能源供给，很多能源需求大国非常重视 LNG 引进和使用，如日本、美国、俄罗斯等发达国家都在大量建设 LNG 气化站， 促使 LNG 成为全球争夺的热门资源。在窑炉的工作过程 中，若把窑炉燃料更换成 LNG，可大大提高产品质量、降低建设成本、减少劳动强度，具有很高的性价比等。因此， 本文从 LNG 基础知识、LNG 气化站、LNG 气化站工艺流程、LNG 在窑炉中应用的注意事项四个方面来叙述基于 LNG 窑炉燃料的改进。 

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LNG基础知识

1.1 LNG 含义

LNG 就是液化天然气，是把天然气进行净化(脱水、脱烃、脱酸性气体)，节流、膨胀和及制冷，使甲烷变成液体 而形成的。LNG 与液化前比较，体积大大减少，约为 0°C、1 个大气压下天然气体积的 1/600。另外，LNG 没有颜色、气味、毒性及腐蚀性，并且重量仅为同容量水的 45%左右。 

1.2 LNG 性质

在零下 162°C与 0.1MPa 下，LNG 为无色、无味的液 体，密度约为每立方 430kg~470kg，燃点为 650°C(LPG 为 466°C，汽油为 427°C)，热值一般为每立方 37.2MJ。在零下 162°C时，LNG 汽化潜热约为每立方 510MJ，即温度不变 时，单位质量某种液相物质在汽化过程中所吸收的热量。 LNG 的储存装置是绝热的，只要有热量渗漏到其中， 就会使少量的 LNG 汽化，产生的气体被称为蒸发气(Boil Gas)。LNG 蒸发气的成分为一般情况氮气约为 20%，甲烷约为 80%，然后再加上微量的乙烷。LNG 若倒在地上，开始会猛烈沸腾而蒸发，沿地面形成一个层流，并且从周围环境中不断吸收热量，逐渐上升及扩散。 

1.3 LNG 优点

LNG 的燃点比汽油、柴油都高，爆炸极限比汽油高 2.5~4.7 倍，相对密度比汽油小，若稍微发生泄漏，也会迅 速挥发和扩散，从而不会造成自燃爆炸或遇火爆炸的极限 浓度。LNG 作为汽车燃料，比汽油、柴油的综合排放量降 低约为 85%，而且无铅、苯等致癌物质，基本不含硫化物。 通过槽车、轮船等交通工作，可将 LNG 运输到管道很难到 达的任何地方和用户家庭，与地下输气管道相比。可大大 节省投资费用，并且使用方便、可靠等。 

1.4 LNG 危险性

在 LNG 储罐中，LNG 一般处于沸腾状态，外来的热量 传入会导致汽化，使罐内压力超高，将导致安全阀打开或 造成更大的破坏。若对 LNG 的液体表面、低温管线及相关 设备等组成的低温表面接触的皮肤区域，没有进行良好充 分的保护，就会出现低温冻伤现象。泄漏 LNG 由于周围环 境的热影响而加速自身的汽化，并迅速形成易燃的蒸气- 空气混合气雾，使 LNG 泄漏有点燃的危险。同时，若在没有进行有效保护的情况下，人处在低于零下 10°C，并时间较长，就会发生低温麻醉，然后随着体温下降，人体各方面 功能和精神智力活动都将下降，心脏开始衰竭，体温进一 步下降，从而导致死亡发生。 

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气化站

LNG 气化站主要进行接收、存储和分发，同时把 LNG 从生产企业转往消费者的中间转接场所。LNG储罐通常 是采用安装在地面上的金属单罐，结构形式主要是真空粉 末绝热、立式或卧式圆筒形双层。空温式主气化器由 LNG 主气化器、储罐增压器、BOG 加热器、EAG 加热器等构成。水浴式加热器根据加热方式可分为热水式、蒸汽加热式、电加热式等，把导热盘管放入热水槽中，实现导热管中的低温天然气与热水之间进行热交换，变成常温天然气。缓冲罐的用途是缓冲加温后的 BOG 气体，然后稳定出站天 然气的压力。 

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LNG气化站工艺流程

LNG 气化站一般包括:卸车工艺、储存增压工艺、加热气化工艺、BOG 处理工艺、安全泄放工艺、计量加臭工艺。 

3.1 卸车工艺

运送集装箱储罐中的 LNG 在常压，零下 162°C条件下，通过自身的增压器给集装箱储罐增压至 0.6MPa，然后利用压差将 LNG 送入气化站低温储罐中。另外，当卸车进行末段时，通过 BOG 气体管道进行回收产生的集装箱储罐内的低温 NG 气体。 

3.2 储存增压工艺

中、小型 LNG 气化站通常采用的增压方式有两种，一 种方式是增压气化器与自力式增压调节阀相结合;另外一 种是增压气化器与气动式增压调节阀相结合，并且一般情况下是采用这种方式。 

3.3 加热气化工艺

为满足气化站内生产需求，根据一年四季环境温度及 天气的变化，通常采用夏季使用空温式汽化器，利用自然能源;冬季使用热水水浴式加热器，来进行增热。目前，空温式气化器根据通风方式，有强制通风和自然通风，但一 般情况，是采用自然通风方式。另外，正常工作时，两组空温气化器可在控制中心的定时器及气动切断阀控制下，定时切换，并且切换周期可设为每次 6 小时。同时，在两组空 温气化器的入口处，都装有气动切断阀，若出现温度低于 0°C时，使用的空温气化器就会低温报警，并连锁切换使用 另一组空温气化器。 

3.4 BOG(Boil Off Gas)处理工艺

BOG 气体是因 LNG 吸热或压力变化产生的，主要包括 LNG 因以下原因气化产生的气体:储罐吸收外部环境 热量气化，卸车时储罐因压力和气体容积变化气化，流入 储罐内的 LNG 与原储罐内较高温度 LNG 相遇气化;储罐内因压力较高进行减压气化。LNG 槽车回收 BOG 采取自压回收方式，并缓冲后再输出。 

3.5 安全泄放工艺

在温度低于零下 120°C时，天然气密度重于空气，此时若出现泄漏，将会出现聚集在地面，挥发不了;而在常温时，天然气密度远小于空气密度，很容易扩散。按照规定要求，必须安全排放，并且一般采用集中排放。安全泄放工艺系统由安全阀、爆破片、EAG 加热器、放散塔等组成，并且 EAG 加热器对气化的低温天然气进行集中加热，再经阻火器及 25m 高的放散塔在高处排放。 

3.6 计量加臭工艺

主气化器及缓冲罐的气体先计量，再进行加臭处理，然后输入到使用输送气管中。计量通常采用气体涡轮流量计，根据其流量计传来的流量信号，按比例加注臭剂，臭剂为四氢塞吩。 

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LNG在窑炉中应用注意事项

4.1 气化问题

在 LNG 气化方式中，常见的有空温式和水浴式，并且 水浴式要有锅炉提供热水，专用气化设备，整个系统比较复杂。另外，窑炉的烘炉系统是临时设施，倘若使用水浴式，效果会不太理想，因为大部分烘炉现场不能提供热水。 而空温式不需要外部能源，但对外部环境温度有所要求，即不宜低于 15°C，若出现温度过低，LNG 气化时出现剧烈 换热，气化器表面的温度急剧下降，周围水气在其表面结 冰，失去传热能力，并且其内部 LNG 的液位会逐渐升高，流到后面的设备和管道中，出现安全事故。 

4.2 槽车的安全问题

为保证 LNG 的低温状态，LNG 储存基地办法是连续 向容器外围空间补充低温液态氮气气化;而 LNG 槽车的办法是采用真空粉末隔热。因槽车容器的支撑处、接口处、 安全阀等地方，会不可避免的传热到其里面，从而槽车内的 LNG 不断升温。倘若 LNG 作为备用气源，槽车就会长 时间放置，对其内部升温升压问题，必须高度重视，以防发生安全事故。 

4.3 材料性能问题

根据 LNG 的特性，应该超低温存储，对控制的阀门、管道材质要求非常严格，而烘窑炉的炉系统是临时设施，其设备及平面布局、安装