文 | 劉俊

一、背(bei)景(jing)分析 

截至2015年底(di)，天(tian)(tian)(tian)然(ran)(ran)(ran)氣(qi)(qi)在我(wo)國(guo)(guo)一次能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)中(zhong)占比僅5.8%，《中(zhong)國(guo)(guo)天(tian)(tian)(tian)然(ran)(ran)(ran)氣(qi)(qi)發展報告（2017）》顯示，2016年中(zhong)國(guo)(guo)天(tian)(tian)(tian)然(ran)(ran)(ran)氣(qi)(qi)表觀消費(fei)量(liang)(liang)為(wei)2058億(yi)m3 （不含向港澳供(gong)氣(qi)(qi)），同比增加6.6%。天(tian)(tian)(tian)然(ran)(ran)(ran)氣(qi)(qi)在一次能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)消費(fei)結構中(zhong)占比6.4%。遠低于全球天(tian)(tian)(tian)然(ran)(ran)(ran)氣(qi)(qi)24%的(de)(de)(de)消費(fei)比例(li) ；隨著(zhu)國(guo)(guo)民經濟的(de)(de)(de)發展和環境保護政策的(de)(de)(de)落實，天(tian)(tian)(tian)然(ran)(ran)(ran)氣(qi)(qi)作為(wei)清潔能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)在國(guo)(guo)家能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)結構中(zhong)將(jiang)會占據(ju)越(yue)來越(yue)重的(de)(de)(de)地位。由于我(wo)國(guo)(guo)天(tian)(tian)(tian)然(ran)(ran)(ran)氣(qi)(qi)產量(liang)(liang)低，需大量(liang)(liang)從(cong)海外(wai)進口。 

中(zhong)投(tou)顧問發布的《2017—2021年中(zhong)國(guo)(guo)液化天(tian)然氣(qi)(qi)（LNG）行業投(tou)資分析及(ji)前景預測報告(gao)》數(shu)據顯示：2015-2016年，我國(guo)(guo)液化天(tian)然氣(qi)(qi)進(jin)(jin)口(kou)(kou)總(zong)(zong)量(liang)由19,651,151,170千克(ke)增(zeng)長(chang)到26,060,199,426kg，增(zeng)長(chang)了32.6%；2017年1-4月，我國(guo)(guo)液化天(tian)然氣(qi)(qi)進(jin)(jin)口(kou)(kou)總(zong)(zong)量(liang)為(wei)9,963,812,125kg，比上年同期增(zeng)長(chang)26.5%。 

液化天(tian)然氣正迎來大量需求快(kuai)速增長的時刻。但是，如(ru)何降低液化天(tian)然氣在氣化過程(cheng)中(zhong)的氣化損失，提高(gao)氣化率，成為液化天(tian)然氣經營企(qi)業需要(yao)解決的主要(yao)問題。 

二(er)、液化天(tian)然氣基本特性 

液(ye)化(hua)天(tian)然(ran)(ran)氣的簡稱LNG，它是天(tian)然(ran)(ran)氣經過(guo)凈化(hua)（脫水、脫烴、脫酸(suan)性氣體(ti)）后，采用(yong)節流、膨脹和外加冷源制冷的工(gong)藝使(shi)甲烷變(bian)成液(ye)體(ti)而(er)形成的化(hua)天(tian)然(ran)(ran)氣LNG，被公(gong)認是地球上最(zui)干(gan)凈的化(hua)石能源。無(wu)色(se)、無(wu)味、無(wu)毒且無(wu)腐(fu)蝕性，其體(ti)積約為同量(liang)氣態天(tian)然(ran)(ran)氣體(ti)積的1/625，液(ye)化(hua)天(tian)然(ran)(ran)氣的質量(liang)僅為同體(ti)積水的45% 左右。 

LNG燃燒(shao)后(hou)對空氣(qi)污染非常(chang)小，而且(qie)放出(chu)的熱(re)量大(da)，所以液化天然氣(qi)是一(yi)種比較先進的能源。 

通常LNG儲存在 -161.5℃、0.1MPa 左右(you)的低溫儲存罐(guan)內。其(qi)主(zhu)要成分為甲烷(wan)，用(yong)(yong)專用(yong)(yong)船(chuan)或油罐(guan)車運輸，使用(yong)(yong)時(shi)重(zhong)新氣(qi)化。

三(san)、LNG中各有關成分(fen)氣化率分(fen)析 

LNG中(zhong)除了甲(jia)烷(wan)等(deng)外還有惰性(xing)氣體，其在燃(ran)燒過(guo)程吸收熱量、降低(di)燃(ran)燒效率、并且(qie)具有阻燃(ran)特(te)性(xing)。根據國內液廠和北方(fang)碼頭船液提供的LNG成(cheng)分(fen)檢(jian)測報告來看，主要成(cheng)分(fen)為甲(jia)烷(wan)、乙烷(wan)等(deng)重(zhong)烴(jing)、氮等(deng)。 

（1）采用理想氣體(ti)方程式pV=nRT等(deng)分(fen)別計算出純甲烷、純乙(yi)烷、液氮、LNG 在0℃標況和20℃工(gong)況下的氣化率，并比(bi)較如下（見表1）。 

從表1可以看出，影響液化(hua)天然氣(qi)氣(qi)化(hua)率的因(yin)素主要有：

1）LNG的(de)組(zu)分和含量(liang)影響氣化(hua)率(lv)，甲烷含量(liang)高(gao)(gao)的(de)液(ye)化(hua)天然氣氣化(hua)率(lv)高(gao)(gao)； 

2）0℃標況(kuang)氣(qi)(qi)化率和(he)20℃工況(kuang)氣(qi)(qi)化率相差(cha)較大，一般液化天(tian)然氣(qi)(qi)氣(qi)(qi)化后氣(qi)(qi)態(tai)天(tian)然氣(qi)(qi)溫(wen)度(du)為0~5℃，測(ce)量(liang)體積比燃氣(qi)(qi)工況(kuang)下氣(qi)(qi)化率低0.073%； 

3）液(ye)氮氣化率低，僅為甲(jia)烷的44.91%。

四、控(kong)制LNG氣(qi)化率的(de)措施分析 

1）由于(yu)液(ye)(ye)氮(dan)液(ye)(ye)化(hua)(hua)溫(wen)度為 -195℃，LNG 中加入適(shi)量液(ye)(ye)氮(dan)有利(li)于(yu)長途運輸(shu)保(bao)溫(wen)效(xiao)果(guo)。但(dan)液(ye)(ye)氮(dan)氣化(hua)(hua)率低，又無(wu)熱值。甲烷(wan)含(han)(han)量高的LNG密度低氣化(hua)(hua)率高，因此需要在入庫環節進行(xing)甲烷(wan)和(he)液(ye)(ye)氮(dan)含(han)(han)量的檢(jian)測(ce)，對(dui)由上(shang)游天然氣液(ye)(ye)供貨方提供出(chu)廠的LNG氣質檢(jian)測(ce)報告(gao)進行(xing)驗證(zheng)，保(bao)證(zheng)LNG中甲烷(wan)含(han)(han)量相(xiang)對(dui)較(jiao)高，嚴(yan)格(ge)控制液(ye)(ye)氮(dan)含(han)(han)量，提高LNG氣化(hua)(hua)率。 

2）由于標況(kuang)溫度(du)(du)和工況(kuang)溫度(du)(du)下LNG的氣化(hua)率(lv)每噸相差1404.5-1308.67=95.83，因(yin)此在(zai)氣化(hua)后(hou)的計(ji)量表需要安裝帶(dai)有溫度(du)(du)補償的體積修正(zheng)儀，以減少(shao)氣化(hua)率(lv)損失。 

3）建立科學有效(xiao)的(de)用(yong)氣(qi)(qi)數據(ju)統計分析方法，大用(yong)戶(hu)安裝(zhuang)SCADA 遠(yuan)傳(chuan)技(ji)術，對用(yong)氣(qi)(qi)數據(ju)定(ding)時采集、監控，統計液化(hua)天(tian)(tian)然氣(qi)(qi)氣(qi)(qi)化(hua)前(qian)數據(ju)和氣(qi)(qi)化(hua)后的(de)天(tian)(tian)然氣(qi)(qi)數據(ju)，縮(suo)短數據(ju)采集分析周期，及時發(fa)現(xian)液化(hua)天(tian)(tian)然氣(qi)(qi)不正常的(de)氣(qi)(qi)化(hua)率(lv)等(deng)情況(kuang)，并積(ji)極查找原(yuan)因。 

五、天(tian)然氣組分監(jian)測 

對(dui)于液化天(tian)然(ran)(ran)氣(qi)的購(gou)銷過程中，監測(ce)天(tian)然(ran)(ran)氣(qi)組(zu)分(fen)及其變化情(qing)況以控制其氣(qi)化率，采取(qu)氣(qi)體(ti)成(cheng)分(fen)分(fen)析儀(yi)分(fen)析得到天(tian)然(ran)(ran)氣(qi)組(zu)分(fen)數據(ju)，并由此(ci)計算其熱(re)值（簡稱間接法）。氣(qi)體(ti)成(cheng)分(fen)分(fen)析儀(yi)主要有氣(qi)相色譜(pu)儀(yi)和紅外分(fen)析儀(yi)兩種，燃氣(qi)企業(ye)可以根據(ju)情(qing)況選用。 

2018年8月(yue)國(guo)家發(fa)展改革委組(zu)織編制的《油(you)氣(qi)(qi)管(guan)網(wang)設施公平開放監(jian)管(guan)辦法》中“第十五條(tiao)”規定，天(tian)然(ran)氣(qi)(qi)管(guan)網(wang)設施運營(ying)企業接收(shou)和(he)代天(tian)然(ran)氣(qi)(qi)生產、銷售企業向用(yong)戶交付天(tian)然(ran)氣(qi)(qi)時，應以熱(re)值(zhi)和(he)體積為計量(liang)(liang)標準，以熱(re)量(liang)(liang)作為貿易結算依據。因此(ci)，檢測天(tian)然(ran)氣(qi)(qi)組(zu)分數據除滿(man)足控制天(tian)然(ran)氣(qi)(qi)氣(qi)(qi)化率外，還成為熱(re)量(liang)(liang)計量(liang)(liang)的重要依據。 

六、結束語 

由(you)于LNG中除了(le)甲烷(wan)等外還(huan)有其他成分(fen)的(de)(de)(de)(de)氣(qi)體，氣(qi)化(hua)(hua)(hua)率低(di)、熱值(zhi)(zhi)低(di)，能量(liang)計(ji)量(liang)值(zhi)(zhi)就低(di)。燃(ran)氣(qi)企業必須通過監測采購的(de)(de)(de)(de)LNG組(zu)分(fen)，安裝(zhuang)帶有體積修(xiu)正儀的(de)(de)(de)(de)流(liu)量(liang)計(ji)修(xiu)正基(ji)表數(shu)據，以及建立科學(xue)有效的(de)(de)(de)(de)用(yong)氣(qi)數(shu)據統計(ji)分(fen)析方(fang)法，從多個角度控制(zhi)液化(hua)(hua)(hua)天然氣(qi)的(de)(de)(de)(de)氣(qi)化(hua)(hua)(hua)率。通過檢測LNG組(zu)分(fen)同時也監測LNG的(de)(de)(de)(de)熱值(zhi)(zhi)，這樣除利于目(mu)前的(de)(de)(de)(de)供銷差控制(zhi)外，還(huan)能為即將到來 的(de)(de)(de)(de)熱量(liang)計(ji)量(liang)做好充(chong)分(fen)準備。