液化天然氣技術(shù)手冊

前言

天然氣是一種優(yōu)質(zhì)潔凈的化石能源，在國民經(jīng)濟(jì)中具有十分誘人的應(yīng)用價值。液化天然氣是天然氣開發(fā)利用的一項關(guān)鍵技術(shù)，在國內(nèi)外已形成一個產(chǎn)業(yè)，每年以平均8％的速度增長。近年來在中國能源消費結(jié)構(gòu)中，增長很快。液化天然氣是一個產(chǎn)業(yè)鏈，包括液化廠、接收終端、儲運設(shè)備等。大量的相關(guān)設(shè)計、生產(chǎn)、施工、研究工作要做，迫切需要相應(yīng)的著作和手冊給予知識上的支持，然而目前相關(guān)的書籍非常缺乏。2004年由機械工業(yè)出版社出版的《液化天然氣技術(shù)》一書，得到業(yè)界和社會上的廣泛歡迎，已經(jīng)四次印刷，購買踴躍。據(jù)此，為以滿足該領(lǐng)域研究、設(shè)計、運行、管理的需要，編寫出版《液化天然氣技術(shù)手冊》是適時和必要的。上海交通大學(xué)低溫學(xué)科從20世紀(jì)70年代開始，就將液化天然氣技術(shù)作為主要研究目標(biāo)之一。三十多年來，持續(xù)不斷地從基礎(chǔ)研究到工程實踐，從本科專業(yè)教學(xué)到高層次人才培養(yǎng)，做了大量工作和有了寶貴的積累。在成功奉獻(xiàn)了《液化天然氣技術(shù)》一書的基礎(chǔ)上，主編以上海交通大學(xué)LNG技術(shù)團(tuán)隊為核心，邀請了國內(nèi)在液化天然氣領(lǐng)域從事設(shè)計、施工、研究和教學(xué)多年，積累豐富經(jīng)驗的專家一起編寫本手冊。希望此書的出版發(fā)行，能讓讀者對液化天然氣技術(shù)有更具體、更詳盡的了解。這是一本具有實用價值的專業(yè)工具書。本手冊除有液化天然氣的理論基礎(chǔ)外，主要涵蓋液化天然氣產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)的工作原理、工程技術(shù)、運行管理和應(yīng)用實例。作為手冊，還引入工程實用技術(shù)數(shù)據(jù)、圖表、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等。中心內(nèi)容包括：液化天然氣技術(shù)理論基礎(chǔ)，天然氣液化，液化天然氣裝置的相關(guān)設(shè)備，液化天然氣接收終端，液化天然氣的儲存和運輸，液化天然氣設(shè)備的制造工藝和材料，液化天然氣工廠和接收終端的設(shè)計基礎(chǔ)，液化天然氣應(yīng)用技術(shù)，液化天然氣冷能回收技術(shù)，以及液化天然氣安全技術(shù)等。參加本書編寫工作的有顧安忠（上海交通大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師），魯雪生（上海交通大學(xué)研究員），巨永林（上海交通大學(xué)博士、教授、博士生導(dǎo)師），金國強（中石化上海工程公司教授級高級工程師、副總工程師），陳文煜（中海石油氣電集團(tuán)高級工程師），王經(jīng)（上海交通大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師），林文勝（上海交通大學(xué)博士、副教授）；還有楊曉東（美國康泰斯公司博士），張超（中原理工學(xué)院博士），陳煜（上海工程技術(shù)大學(xué)博士），李品友（上海海事大學(xué)副教授），郭懷東（河南中原綠能高科公司高級工程師），唐家雄（張家港圣達(dá)因低溫設(shè)備公司高級工程師），郭揆常（上海石油天然氣總公司教授級高級工程師），潘俊興（青島中油通用機械有限公司高級工程師），呂謙（中石化上海工程公司高級工程師）等。顧建明教授（上海交通大學(xué)博士生導(dǎo)師）為全書審校。本書由顧安忠教授為主編，并承擔(dān)第2、5、6章的主筆；魯雪生研究員為副主編，并承擔(dān)第8、9章的撰寫；巨永林教授承擔(dān)第1章1.4節(jié)、第2章2.1節(jié)和第6章的撰寫；金國強教授級高級工程師撰寫第4章；陳文煜高級工程師撰寫第3章和第2章的2.3節(jié)；王經(jīng)教授撰寫第l章1.1～1.3節(jié)；林文勝博士撰寫第7章。編寫過程中，還得到能源領(lǐng)域許多企業(yè)、低溫制造企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)、專家和工程技術(shù)人員的關(guān)心和支持，尤其是得到成都深冷空分設(shè)備工程公司、成都星星能源公司、康泰斯（中國）工程有限公司、河南中原綠能高科有限責(zé)任公司大力支持和幫助，在此深表感謝。在本手冊的編寫中，各位作者查閱了大量文獻(xiàn)論文、著作手冊、工程設(shè)計文件，以及相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和產(chǎn)品樣本等，主要參考文獻(xiàn)列在各章末尾。

內(nèi)容概要

本手冊較全面地反映了國內(nèi)外液化天然氣的最新應(yīng)用和技術(shù)進(jìn)展。內(nèi)容全面、豐富新穎，論述深入淺出，是一本實用性很強的工具書。主要闡述了液化天然氣的基本理論、最新技術(shù)和工程應(yīng)用實踐。內(nèi)容包括液化天然氣技術(shù)理論基礎(chǔ)，天然氣液化，液化天然氣裝置的相關(guān)設(shè)備，液化天然氣接收終端，液化天然氣的儲存和運輸，液化天然氣設(shè)備的制造工藝和材料，液化天然氣工廠和接收終端的設(shè)計基礎(chǔ)，液化天然氣應(yīng)用技術(shù)，液化天然氣冷能回收技術(shù)，以及液化天然氣安全技術(shù)等。    本手冊可供能源領(lǐng)域，尤其是液化天然氣專業(yè)的工程技術(shù)人員閱讀使用，也可供大專院校相關(guān)專業(yè)的師生教學(xué)參考。

書籍目錄

前言第1章 液化天然氣技術(shù)理論基礎(chǔ)  1.1 工程熱力學(xué)基礎(chǔ)    1.1.1 基本概念和定義    1.1.2 熱力學(xué)基本定律  1.2 流體力學(xué)基礎(chǔ)    1.2.1 流體的物理性質(zhì)    1.2.2 流體的可壓縮性與熱膨脹性    1.2.3 流體的傳輸特性    1.2.4 表面張力和毛細(xì)現(xiàn)象    1.2.5 流體的平衡——流體靜力學(xué)基礎(chǔ)    1.2.6 理想流體運動的基本方程——流體動力學(xué)基礎(chǔ)  1.3 傳熱學(xué)基礎(chǔ)    1.3.1 導(dǎo)熱    1.3.2 對流換熱的理論基礎(chǔ)及計算    1.3.3 輻射換熱的基礎(chǔ)理論  1.4 液化天然氣的一般特性    1.4.1 熱力特性    1.4.2 傳輸特性    1.4.3 材料特性    1.4.4 絕熱特性    1.4.5 儲存特性    1.4.6 冷能利用特性  參考文獻(xiàn)第2章 天然氣的液化  2.1 液化前原料氣處理    2.1.1 脫水    2.1.2 脫酸性氣體    2.1.3 脫其他雜質(zhì)    2.1.4 HYSYS軟件模擬工藝過程  2.2 天然氣液化流程    2.2.1 級聯(lián)式液化流程    2.2.2 混合制冷劑液化流程    2.2.3 帶膨脹機的液化流程  2.3 天然氣液化裝置    2.3.1 基本負(fù)荷型(基地型)液化裝置    2.3.2 典型中小型液化裝置    2.3.3 浮式液化天然氣生產(chǎn)儲卸裝置  2.4 世界各國液化天然氣裝置匯集  參考文獻(xiàn)第3章 液化天然氣接收終端  3.1 液化天然氣接收終端概況    3.1.1卸料系統(tǒng)    3.1.2儲存系統(tǒng)    3.1.3蒸發(fā)氣(BOG)處理    3.1.4 LNG輸送系統(tǒng)    3.1.5 LNG汽化    3.1.6公用工程  3.2 典型的陸岸液化天然氣接收終端    3.2.1 站址選擇    3.2.2 規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)    3.2.3 船和碼頭設(shè)施及建設(shè)    3.2.4 卸料過程    3.2.5 LNG儲罐    3.2.6 蒸發(fā)氣處理    3.2.7 輸送系統(tǒng)    3.2.8 汽化    3.2.9 公用工程    3.2.10 自控系統(tǒng)    3.2.11 安全和消防    3.2.12 計量系統(tǒng)    3.2.13 分析化驗  3.3 液化天然氣接收終端設(shè)備和材料    3.3.1 卸料臂和蒸發(fā)氣返回臂    3.3.2 LNG輸送泵    3.3.3 蒸發(fā)氣壓縮機    3.3.4 再冷凝器    3.3.5 汽化器    3.3.6 海水泵和消防水泵    3.3.7 海水過濾器    3.3.8 電解氯裝置    3.3.9 材料選用    3.3.10 保冷工程  3.4 性能試驗    3.4.1 單機/單元功能試驗    3.4.2 裝置性能試驗    3.4.3 試運行  3.5 大型液化天然氣儲罐      ……第4章 LNG工廠設(shè)計基礎(chǔ)第5章 液化天然氣儲存和運輸?shù)?章 液化天然氣設(shè)備的主要工藝和材料第7章 液化天然氣冷能利用第8章 液化天然氣裝置的主要設(shè)備第9章 液化天然氣相關(guān)的安全技術(shù)附錄

章節(jié)摘錄

插圖：7.平衡狀態(tài)平衡狀態(tài)是指熱力系在沒有外界作用的情況下，宏觀性質(zhì)不隨時間變化的狀態(tài)。處于平衡狀態(tài)的單相流體（氣體或液體），如果忽略重力的影響，又沒有其他外場作用，它內(nèi)部各處的各種性質(zhì)都是均勻一致的。不僅流體內(nèi)部的壓力均勻一致（這是建立力平衡的必要條件）、溫度均勻一致（這是建立熱平衡的必要條件），而且所有其他宏觀性質(zhì)，例如：比體積、比熱力學(xué)能、比焓、比熵等也都是均勻一致的。處于氣.液兩相平衡的流體，流體內(nèi)部的壓力和溫度均勻一致，但氣相和液相的比體積（或密度）、比熱力學(xué)能、比焓、比熵不同。8.狀態(tài)方程和狀態(tài)參數(shù)坐標(biāo)圖處于平衡（均勻）狀態(tài)的熱力系，兩個相互獨立的狀態(tài)參數(shù)就可以規(guī)定它的平衡狀態(tài)。在其他狀態(tài)參數(shù)和這兩個相互獨立的狀態(tài)參數(shù)之間，必定存在某種單值的函數(shù)關(guān)系。壓力、溫度、比體積這三個可以直接測量的基本狀態(tài)參數(shù)之間存在v=f（p，T）的關(guān)系。這一函數(shù)關(guān)系稱為狀態(tài)方程。狀態(tài)方程也可以寫為如下隱函數(shù)的形式：f（p，v，T）=0（1-7）9.熱力過程和熱力循環(huán)熱力過程是指熱力系從一個狀態(tài)向另一個狀態(tài)變化時所經(jīng)歷的全部狀態(tài)的總合。熱力循環(huán)就是封閉的熱力過程，即熱力系從某一狀態(tài)開始，經(jīng)過一系列中間狀態(tài)后，又回復(fù)到原來狀態(tài)。10.功和熱量熱力系通過界面和外界進(jìn)行的機械能的交換量稱為做功量，簡稱功（機械功）。它們之間的熱能的交換量稱為傳熱量，簡稱熱量。功和熱量是和熱力系的狀態(tài)變化（即過程）聯(lián)系在一起的。它們不是狀態(tài)量而是過程量。功的符號是W，熱量的符號是Q。對于單位質(zhì)量的熱力系，功用w表示，熱量用q表示。熱力學(xué)中通常規(guī)定：熱力系對外界做功為正（W>0），外界對熱力系做功為負(fù)（W0），熱力系向外界放熱為負(fù)（Q

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《液化天然氣技術(shù)手冊》是由機械工業(yè)出版社出版的。

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