怎么样油气储存与储备保障?

如题所述

到达目的地的原油总是立即被送往炼油厂进行加工处理。一些发达国家通常会为自己储备相当于三个月进口量的石油产品(石油和石油化工产品),自1968年以来,这种储备已成为欧洲共同体的必备。各国所采用的战略储备方式不尽相同,既有国家层面的,也有民间组织层面的,也有两者兼而有之进行储备的。比如在法国,民间组织的石油储备责任是确保各地区10天的石油消费量和15天的柴油和民用燃料用量。石油产品储存在大小不等的罐内,它们大多深埋地下。石油储备中心的管理者们的主要关注点就是安全和保密。防火自然是首要因素;但是也要严防土地和水域石油泄漏的危险,对这些储存罐应进行有规律的监测并注意防腐。

液化天然气的储存与输送。在过去的40年中,人们已经成功而安全地跨越辽阔的海域输送了大量液化天然气,这些双壳结构的船都是专门为液化天然气的输送而设计建造的。在陆地,液化天然气在特别设计建造的双层储存罐内在常压大气压力是地球大气层内任何一个给定点的压力。在绝大多数情况下,大气压力与测量点之上的空气重量产生的水静压力值非常接近。低压区域的位置上方压力低于大气压,而高压区则在其上方出现了高于大气压力。同样,随着高度增加,上覆的大气变薄,所以气压将随高度增加而减小。在横剖面上,1平方英寸的空气柱是从海平面到大气层顶部测定的,其重量约为14.61磅力。1平方米(11平方英尺)的空气柱约为110千牛顿(相当于海平面处的10.2吨质量)。条件下储存,绝大多数储存罐的混凝土外壁可厚达3英尺,罐内壁是用镍合金钢制成,这种特殊设计制造都是为确保液化天然气的低温保存。一旦在内壁出现破裂,则内壁与外壁之间的空间都会被液化天然气充填,人们用精密的监测系统对任何内部裂隙进行不间断的监测。用泵将液体从储存罐中抽出,并加热使其气化,液化天然气就可以转为天然气,然后,通过天然气管线把这些气体输往民用和商业用户。但在一些情况下,在技术上难以完成天然气管线的铺设,或者投资过于巨大,比如从尼日利亚向欧洲送气,或从卡塔尔向日本送气。为了解决这类问题,人们采用了在海上运输液化天然气的方法。天然气会占据大量空间,在它装船运输之前就必须进行浓缩处理。两个基本的方式为:(1)将天然气转变为液态化工产物,如氨水或甲苯,或者复合型液态烃类物质;(2)将其低温冷却液化(在-160℃状态下),并用液化天然气罐进行运输。由于已经新建了大量的液化加工厂,所以液化天然气罐的数量也相应地迅速增加。液化天然气罐的制造使用了先进技术,但也要极其昂贵的材料(如特种钢材)来制造,这些材料需要耐极低的温度,这些罐还需要极佳的保温性能,这意味着液化天然气罐的运输费用是同样体积石油运输费用的4~5倍之多。

然而,即使这么高的投资,液化天然气工业出色的经济灵活性和地缘政治优点使其在当今世界大获成功。一个需要进口液化天然气的国家必须修建一些特殊的港口,称为液化天然气终端站液化天然气被用于天然气的远程运输,通常是跨海运输。在绝大多数情况下,液化天然气终端是为液化天然气的进口或出口专门建造的港口。,在那里从船上卸下液化天然气罐。这些终端站有三种设备:(1)液化天然气卸载设备(尤其是液化天然气罐的喷射加防冻保暖层,可以用泵压通过管线将液化天然气从罐内抽提到陆上的装置);(2)液化天然气储存罐;(3)液化天然气的再气化装置,将气化后的液化天然气通过管线输往进口国的天然气管线配送系统或直接输往主要的消费处(比如发电厂)。在气化加工过程中,1立方米的液化天然气在大气压力下可以气化为600立方米的天然气。与石油不同,天然气在常温常压下为气态,这意味着,就相同质量的能量而言,它所占的体积是石油体积的600倍。所以,毫无疑问,输送气态天然气租用交通工具的费用将是石油的600倍之多。

液化天然气是怎样运输的?液化天然气的运输需要大型的、特殊设计的船,这些船是双壳的,装载能力为138000立方米或更大。这种船上固定着一套特殊的罐装储存系统,可以在里面以大气压和-160℃状态储存天然气。全球目前有130艘液化天然气运输船,还有50多艘的购船订单。

液化天然气罐的类型。造船者们可以选择两种技术方式:具独立分隔舱的液化天然气罐,更常见的是球形罐,可以安装在船壳内。在船壳内的液化天然气罐具有特殊的内层,它由镍或特种钢制成,用特殊钢材将船舱分隔开来,以保证它们彼此不渗漏,并能耐受-160℃的低温,确保船壳内部的保温。一艘标准的液化天然气油罐船卡塔尔拥有迄今世界上最大的液化天然气船。第一艘Q-Max(266000立方米)的船名为“Mozah”。(135000立方米)的运载能力仅仅是运输相当能量的油轮体积的一半,但前者的造价却是后者的3倍之多。在过去的40年中,人们已经跨海6000万英里安全地输送大量液化天然气。这些双壳船体的罐装船是为运输液化天然气专门设计建造的。在陆地,液化天然气储存在大气压条件下特殊施工建造的双层壁的储存罐内。

绝大多数这种运输船的外壁厚达3英尺,内壁用镍合金钢特殊设计建造,可以保证液化天然气的低温状态。一旦内壁出现裂隙,所有的液化天然气都会灌入内壁与外壁之间的空间。精确的监测系统可以对内部裂隙实施全天候监控。可以用泵将液化天然气从储存罐抽出,然后加热使液体气化。这些天然气就可以通过管线输往民用与商业用户。

球形液化天然气罐运输船的照片

天然气输送的安全保障。在陆地施工中,安全设计包括甲烷检测器、紫外线或红外线(UV/IR)火焰监测器,以及闭路电视系统。其他安全设计有厂区外监测、人员的专业培训以及终端性能升级。此外,对液化天然气进口终端的严格设计要素还包括对施工地点进行精确测量,不允许出现任何微小裂隙或设备缺陷。

液化天然气不具爆炸性、毒害性或致癌性。蒸发了的液化天然气比空气轻。如果出现微小的裂隙,液化天然气的蒸气就会上升并扩散,在空气中消失得无影无踪。虽然,一定含量的液化天然气蒸气团可能易燃,但是仅有的蒸气云会因其运移速度慢而不会发生爆炸。相反,汽油和燃料油都极具可燃性,它们的液体状态是有毒的。如果这些烃类泄漏,会对环境造成破坏。液化天然气由于本身不含氧而不会燃烧。天然气可在5%~15%这样小的天然气—空气混合比例区间内发生燃烧。如果混合气体内燃料浓度低于5%,则会因缺乏足够燃料而不会发生燃烧。如果燃料浓度大于15%,会因缺乏足够的氧气也无法燃烧。LNG的燃烧条件是必须被释放、气化、与空气按可燃比例混合,以及有点燃源。

液化天然气运输船都有哪些安保设计?运输船的安全系统分别由操作系统和装载系统控制。船的操作安全性包括灵敏雷达和精确的定位系统,它可以使船员们在航行中免受四周其他船的危害。而且,一旦船只遇到困难,船上的海难报警系统和无线电发射台就自动发出报警信号。装载系统的安全设计为一个功能强大的仪器程序包,当船的载货量超出了事先设计的参数时,它就会安全地关闭该系统。船上还装备有天然气和火焰探测系统。

看看下面的照片,你就会知道典型的液化天然气罐装船可能会面临什么样的危险……

“首先,我们看看这个足球场”

“想象一下,一艘液化天然气罐装船可以占据整个足球场”

“实际上,一艘标准的液化天然气罐装船的长度足有3个足球场那么大!”

液化天然气运输船的装载能力:一艘标准的液化天然气罐装船装载量可以超过3300万加仑液化天然气,它相当于200亿加仑的天然气。一艘液化天然气罐装船释放出来的天然气将是1944年把美国俄亥俄州东北部港口城市克利夫兰1平方英里面积烧成灰烬的燃料量的20倍!

“一艘标准的液化天然气罐装船(12.5万立方米)所装载天然气爆炸释放出的能量相当于70万吨TNT当量,或者相当于55颗投在日本广岛的原子弹的爆炸能量。”

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