LNG发展状况及气化站的自控系统设计论文发表

　　摘要：为了更好的优化LNG(Liquefied Natural Gas)气化站的自控系统设计，从而解决城市供气不均衡的问题，本文特从LNG气化站的发展现状，LNG气化站的各个组成设备和简述LNG气化站自控系统三方面进行探析。为LNG气化站自控系统的优化提出了新的构想。

　　关键字:LNG气化站,液化天然气,自控系统

　　引言：随着我国经济的不断发展，天然气的使用越来越广泛，在能源中的地位也日趋重要。现今，我国施行可持续发展的战略方针，要求要在不破坏生态环境的前提下发展经济，于是像天然气这样的清洁能源的开发和利用就受到了格外的重视，而液化后的天然气能将自身体积缩小为原先的六百分之一，并且具有稳定好、安全性高、便于储存等诸多优点。液化天然气便于运输使用，因此，只有不断优化LNG气化站自控系统，才能更好的提高能源的利用率，减少天然气在液化过程的流失。

　　一、LNG气化站的利用及其发展趋势

　　在LNG生产上，我国中国科学院等单位在上世纪90年代初期在四川和吉林分别建有LNG中试装置。到了上世纪90年代中期，在陕北，长庆石油勘探局建立一LNG工厂，处理LNG的能力与初期相比有了非常大的提高。 到2003年，吐哈油田的LNG工厂处理能力可达到150× d，十年之间LNG发展迅速，LNG生产技术逐渐走向成熟。LNG的利用主要在以下几个方面：

　　(一)LNG冷能的开发

　　LNG主要成分是甲烷常温状态下的存储温度为-162℃,无色无味无腐蚀性，罐储体积约为常温体积的1/600，而重量约为同体积水的质量的45%，这样的性质使得LNG在气化时具有巨大的冷能。这种冷能被直接或间接地利用在冷能发电、制造干冰( )、淡化海水、空调制冷、低温破碎、低温干燥、冷冻食品等方面。虽LNG的利用很广，但开发使用其发电的效率不是很高，其在液化过程中需要消耗的电能远远超出本身释放的能量，因此应避免直接将LNG用于冷能发电项目中，同时考虑集成优化使用LNG冷能，以实现LNG冷能使用效率的提高。

　　(二)LNG燃料

　　天然气燃烧后的硫氧化物、硝氧化物和碳氧化物的含量较低，燃烧较煤和石油较为安全、清洁、高效，同时也有助于空气质量的改善。因其在安全效益、经济效益、计环境效益等方面具有显著地优越性，因而在欧美等国家，LNG被作为主要的燃料广泛使用。同时，以天然气燃烧原料的火电发电机组可联合循环发电，对天然气的使用效率可达60%，减少了硫化物、硝化物等的排放。绿色环保、小面积的发电站大大减少了建站发电的投资。

　　(三)LNG化工原料

　　目前，天然气已经形成了独具特色的甲烷化工，广泛普及在国民经济的各个领域。以甲烷为主要原料的合成氨和甲醇的产量分别约为两种产品年总产量的85%和90%，是LNG化工的核心项目，在未来具有广阔的前景。

　　(四)LNG的发展前景

　　中国对天然气的使用极为不均衡，天然气在中国的能源使用中所占的比重较小。为保证我国经济持续快速发展，改善能源动力极度紧缺的状况，必须引进LNG，改变煤炭作为传统能源结构。

　　1、以LNG 热电冷三联产发电和联合循环发电，可满足局域用电需求，区域供电制冷、制热，缓解城区用电高峰压力。

　　2、以LNG作为备用气源和车用燃料，以对民用燃料系统进行调峰，减小对原油的需求，保证中小城镇用气的平稳、安全，缓解用气峰期压力，保证LNG作为一种新型的清洁能源能充分发挥其在经济效益、环境效益上的显著优势，以确保我国经济又快又好发展。

　　二、LN气化站重要组成设备

　　在LNG的运输上，我过已具备适合汽车、铁路、海运等不同装置的罐式集装箱，运输效率得到了很大的提高，先进的运输设备也减少了在运输过程中能源的流失。LNG气化站设备主要是由储罐、LNG泵、汽化器、连接器等组成。现今的LNG储罐主要有金属储罐和钢筋混凝土储罐两种。其中金属储罐多为两层，和LNG直接接触的内层一般是由不锈钢制成的，外层则是由碳钢制成，中间空隙里放有膨胀珍珠岩，起到了很好的绝热作用。储罐要选取保温绝热性能好的，这样可以降低LNG的气化率，降低成本，缩短工期。

　　汽化器。汽化器是LNG气化站中最为重要的一部分。汽化器的选取要根据当地的环境温度来选择，目前而言有加热汽化器和环境温度汽化器可供选择。

　　LNG泵。LNG泵是实现站内LNG运输的重要装置，由于LNG处于低温，容易液化，并且易燃易爆，因此对汽化器的要求就比较高，要求其轴封在低温下仍紧密，将LNG气化的气体外溢可能降到最低。同时为了降低LNG的气化率仍尽可能使汽化器与LNG保持一个温度。

　　连接器。连接器是用来给LNG汽车加气的装置，它使加气过程变得快捷方便。连接器可以加快加气效率，节省时间，这对商业性质的运输车是非常重要的。

　　三、LNG气化站自控系统的设计探究

　　(一)LNG气化站的硬件结构设计

　　PLC运用的是Step 7-Micro/win完成程序设计的。PLC控制级按照功能的不同将LNG气化站数据模块分为了数据储存及采集、切断控制、连锁保护和流量控制。

　　(二)LNG出口压力程序设计探究

　　LNG出口压力程序的设计将运用西门子公司的WinCC 6.0中的VB语言进行编写的。监控系统大体上可以分为系统监控的画面与LNG出口压力广义预测控制两部分。LNG出口压力程序设计是由主程序调用子程序来完成控制的，即在控制实行的整个过程中，由LNG出口压力控制程序调用子程序而实现对整个压力系统的控制。

　　LNG出口压力控制程序为整个控制程序的主程序。这个主程序的实施步骤：

　　实施步骤主要能完成一下任务：

　　1.随时从PLC变量中实现压力数据的提前与储存

　　2.按照设定时间调用子程序

　　3.将预测控制子程序处理好的数据重新传给PLC变量。

　　通过LNG出口压力控制程序，预测控制子程序可以收到每一时间LNG压力改变的有关变量和一些相关的参数。经过子程序对数据的处理与计算，再将数据处理的结果重新返回给主程序。控制预测子程序的实施步骤：

　　实施子程序的步骤主要能完成一下任务：

　　1.实时对LNG压力进行监控，实时收集相关参数和有关信号变量。

　　2.由接收到的信息与数据，可以在线辨别出控制参数。

　　3.计算处理控制量。

　　4.将处理结果重新返回给LNG出口压力控制程序。

　　(三)LNG气化站监测系统设计

　　根据LNG气化站监测系统的总体要求，选取西门子公司的WinCC V6.0软件来作为整体LNG气化站监测系统的开发设计工具。WinCC V6.0与Microsoft公司联系紧密，为Microsoft用户提供最新的技术。运用这种程序开发软件可以大大提高工作效率，提高工作质量，最大可能的满足用户的需求。利用WinCC V6.0的功能特点，在LNG气化站的监测系统中设计出历史趋势曲线、流程总图、报表查询、参数设置、用户管理、报警记录等。流程总图是系统界面最为重要的组成部分，它几乎涵盖了所有的用户信息和监测项目，例如LNG储罐的压力信息、储罐内液面高度信息、管道内的温度信息，同时它还监测燃气和声光。参数设置页面的功能主要就是设置储罐液位上下限的警戒值与燃气上下限警报值以及LNG出口压力控制参考曲线。

　　结语：作为生活及企业用燃料，LNG的使用越来越广泛，发展前景也越来越好在未来的10-20年，LNG将成为中国能源市场的主要力量。LNG的相关工艺技术的发展也日益成熟日益完善。如何优化资源结构以及如何实现资源的综合使用仍然是当今国际能源使用的一大难题。为了提高能源利用效率以及减少建设在生产运输中LNG的流失，本文特别以LNG气化站发展现状为切入点，在了解LNG气化站主要设备的前提下，探究了LNG气化站自控系统的设计，这为优化能源结构与优化LNG气化站结构提出了新的思路。LNG气化站在人们生活生产中起着重要作用，对环境保护也有着重大的意义，因此，要大力发展LNG气化站以及LNG气化站的自控系统，这样才符合我国可持续发展的方针，才能最终实现共同富裕。

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