隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，天然氣的使用越來(lái)越廣泛，在能源中的地位也日趨重要。現(xiàn)今，我國(guó)施行可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略方針，要求要在不破壞生態(tài)環(huán)境的前提下發(fā)展經(jīng)濟(jì)，于是像天然氣這樣的清潔能源的開(kāi)發(fā)和利用就受到了格外的重視，而液化后的天然氣能將自身體積縮小為原先的六百分之一，并且具有穩(wěn)定好、安全性高、便于儲(chǔ)存等諸多優(yōu)點(diǎn)。

　　《水電與新能源》能源科技期刊征稿，由湖北省科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)主管，湖北省水力發(fā)電工程學(xué)會(huì)、湖北能源集團(tuán)股份有限公司主辦的科技性刊物。辦刊的宗旨及業(yè)務(wù)范圍為：服務(wù)于湖北省及全國(guó)水電建設(shè)和新能源開(kāi)發(fā)，為水電與新能源工作者交流技術(shù)經(jīng)驗(yàn)和溝通技術(shù)信息提供平臺(tái)，促進(jìn)我國(guó)水電與新能源的研究與開(kāi)發(fā)。

　　液化天然氣便于運(yùn)輸使用，因此，只有不斷優(yōu)化LNG氣化站自控系統(tǒng)，才能更好的提高能源的利用率，減少天然氣在液化過(guò)程的流失。為了更好的優(yōu)化LNG(Liquefied Natural Gas)氣化站的自控系統(tǒng)設(shè)計(jì)，從而解決城市供氣不均衡的問(wèn)題，本文特從LNG氣化站的發(fā)展現(xiàn)狀，LNG氣化站的各個(gè)組成設(shè)備和簡(jiǎn)述LNG氣化站自控系統(tǒng)三方面進(jìn)行探析。為L(zhǎng)NG氣化站自控系統(tǒng)的優(yōu)化提出了新的構(gòu)想。

　　一、LNG氣化站的利用及其發(fā)展趨勢(shì)

　　在LNG生產(chǎn)上，我國(guó)中國(guó)科學(xué)院等單位在上世紀(jì)90年代初期在四川和吉林分別建有LNG中試裝置。到了上世紀(jì)90年代中期，在陜北，長(zhǎng)慶石油勘探局建立一LNG工廠，處理LNG的能力與初期相比有了非常大的提高。 到2003年，吐哈油田的LNG工廠處理能力可達(dá)到150× d，十年之間LNG發(fā)展迅速，LNG生產(chǎn)技術(shù)逐漸走向成熟。LNG的利用主要在以下幾個(gè)方面：

　　(一)LNG冷能的開(kāi)發(fā)

　　LNG主要成分是甲烷常溫狀態(tài)下的存儲(chǔ)溫度為-162℃,無(wú)色無(wú)味無(wú)腐蝕性，罐儲(chǔ)體積約為常溫體積的1/600，而重量約為同體積水的質(zhì)量的45%，這樣的性質(zhì)使得LNG在氣化時(shí)具有巨大的冷能。這種冷能被直接或間接地利用在冷能發(fā)電、制造干冰( )、淡化海水、空調(diào)制冷、低溫破碎、低溫干燥、冷凍食品等方面。雖LNG的利用很廣，但開(kāi)發(fā)使用其發(fā)電的效率不是很高，其在液化過(guò)程中需要消耗的電能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出本身釋放的能量，因此應(yīng)避免直接將LNG用于冷能發(fā)電項(xiàng)目中，同時(shí)考慮集成優(yōu)化使用LNG冷能，以實(shí)現(xiàn)LNG冷能使用效率的提高。

　　(二)LNG燃料

　　天然氣燃燒后的硫氧化物、硝氧化物和碳氧化物的含量較低，燃燒較煤和石油較為安全、清潔、高效，同時(shí)也有助于空氣質(zhì)量的改善。因其在安全效益、經(jīng)濟(jì)效益、計(jì)環(huán)境效益等方面具有顯著地優(yōu)越性，因而在歐美等國(guó)家，LNG被作為主要的燃料廣泛使用。同時(shí)，以天然氣燃燒原料的火電發(fā)電機(jī)組可聯(lián)合循環(huán)發(fā)電，對(duì)天然氣的使用效率可達(dá)60%，減少了硫化物、硝化物等的排放。綠色環(huán)保、小面積的發(fā)電站大大減少了建站發(fā)電的投資。

　　(三)LNG化工原料

　　目前，天然氣已經(jīng)形成了獨(dú)具特色的甲烷化工，廣泛普及在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。以甲烷為主要原料的合成氨和甲醇的產(chǎn)量分別約為兩種產(chǎn)品年總產(chǎn)量的85%和90%，是LNG化工的核心項(xiàng)目，在未來(lái)具有廣闊的前景。

　　(四)LNG的發(fā)展前景

　　中國(guó)對(duì)天然氣的使用極為不均衡，天然氣在中國(guó)的能源使用中所占的比重較小。為保證我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展，改善能源動(dòng)力極度緊缺的狀況，必須引進(jìn)LNG，改變煤炭作為傳統(tǒng)能源結(jié)構(gòu)。

　　1、以L(fǎng)NG 熱電冷三聯(lián)產(chǎn)發(fā)電和聯(lián)合循環(huán)發(fā)電，可滿(mǎn)足局域用電需求，區(qū)域供電制冷、制熱，緩解城區(qū)用電高峰壓力。

　　2、以L(fǎng)NG作為備用氣源和車(chē)用燃料，以對(duì)民用燃料系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)峰，減小對(duì)原油的需求，保證中小城鎮(zhèn)用氣的平穩(wěn)、安全，緩解用氣峰期壓力，保證LNG作為一種新型的清潔能源能充分發(fā)揮其在經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益上的顯著優(yōu)勢(shì)，以確保我國(guó)經(jīng)濟(jì)又快又好發(fā)展。

　　二、LN氣化站重要組成設(shè)備

　　在LNG的運(yùn)輸上，我過(guò)已具備適合汽車(chē)、鐵路、海運(yùn)等不同裝置的罐式集裝箱，運(yùn)輸效率得到了很大的提高，先進(jìn)的運(yùn)輸設(shè)備也減少了在運(yùn)輸過(guò)程中能源的流失。LNG氣化站設(shè)備主要是由儲(chǔ)罐、LNG泵、汽化器、連接器等組成。現(xiàn)今的LNG儲(chǔ)罐主要有金屬儲(chǔ)罐和鋼筋混凝土儲(chǔ)罐兩種。其中金屬儲(chǔ)罐多為兩層，和LNG直接接觸的內(nèi)層一般是由不銹鋼制成的，外層則是由碳鋼制成，中間空隙里放有膨脹珍珠巖，起到了很好的絕熱作用。儲(chǔ)罐要選取保溫絕熱性能好的，這樣可以降低LNG的氣化率，降低成本，縮短工期。

　　汽化器。汽化器是LNG氣化站中最為重要的一部分。汽化器的選取要根據(jù)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境溫度來(lái)選擇，目前而言有加熱汽化器和環(huán)境溫度汽化器可供選擇。

　　LNG泵。LNG泵是實(shí)現(xiàn)站內(nèi)LNG運(yùn)輸?shù)闹匾�裝置，由于LNG處于低溫，容易液化，并且易燃易爆，因此對(duì)汽化器的要求就比較高，要求其軸封在低溫下仍緊密，將LNG氣化的氣體外溢可能降到最低。同時(shí)為了降低LNG的氣化率仍盡可能使汽化器與LNG保持一個(gè)溫度。

　　連接器。連接器是用來(lái)給LNG汽車(chē)加氣的裝置，它使加氣過(guò)程變得快捷方便。連接器可以加快加氣效率，節(jié)省時(shí)間，這對(duì)商業(yè)性質(zhì)的運(yùn)輸車(chē)是非常重要的。

　　三、LNG氣化站自控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)探究

　　(一)LNG氣化站的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　PLC運(yùn)用的是Step 7-Micro/win完成程序設(shè)計(jì)的。PLC控制級(jí)按照功能的不同將LNG氣化站數(shù)據(jù)模塊分為了數(shù)據(jù)儲(chǔ)存及采集、切斷控制、連鎖保護(hù)和流量控制。

　　(二)LNG出口壓力程序設(shè)計(jì)探究

　　LNG出口壓力程序的設(shè)計(jì)將運(yùn)用西門(mén)子公司的WinCC 6.0中的VB語(yǔ)言進(jìn)行編寫(xiě)的。監(jiān)控系統(tǒng)大體上可以分為系統(tǒng)監(jiān)控的畫(huà)面與LNG出口壓力廣義預(yù)測(cè)控制兩部分。LNG出口壓力程序設(shè)計(jì)是由主程序調(diào)用子程序來(lái)完成控制的，即在控制實(shí)行的整個(gè)過(guò)程中，由LNG出口壓力控制程序調(diào)用子程序而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)壓力系統(tǒng)的控制。

　　LNG出口壓力控制程序?yàn)檎麄�(gè)控制程序的主程序。這個(gè)主程序的實(shí)施步驟：

　　實(shí)施步驟主要能完成一下任務(wù)：

　　1.隨時(shí)從PLC變量中實(shí)現(xiàn)壓力數(shù)據(jù)的提前與儲(chǔ)存

　　2.按照設(shè)定時(shí)間調(diào)用子程序

　　3.將預(yù)測(cè)控制子程序處理好的數(shù)據(jù)重新傳給PLC變量。

　　通過(guò)LNG出口壓力控制程序，預(yù)測(cè)控制子程序可以收到每一時(shí)間LNG壓力改變的有關(guān)變量和一些相關(guān)的參數(shù)。經(jīng)過(guò)子程序?qū)��?shù)據(jù)的處理與計(jì)算，再將數(shù)據(jù)處理的結(jié)果重新返回給主程序。控制預(yù)測(cè)子程序的實(shí)施步驟：

　　實(shí)施子程序的步驟主要能完成一下任務(wù)：

　　1.實(shí)時(shí)對(duì)LNG壓力進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)時(shí)收集相關(guān)參數(shù)和有關(guān)信號(hào)變量。

　　2.由接收到的信息與數(shù)據(jù)，可以在線(xiàn)辨別出控制參數(shù)。

　　3.計(jì)算處理控制量。

　　4.將處理結(jié)果重新返回給LNG出口壓力控制程序。

　　(三)LNG氣化站監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　根據(jù)LNG氣化站監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的總體要求，選取西門(mén)子公司的WinCC V6.0軟件來(lái)作為整體LNG氣化站監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)工具。WinCC V6.0與Microsoft公司聯(lián)系緊密，為Microsoft用戶(hù)提供最新的技術(shù)。運(yùn)用這種程序開(kāi)發(fā)軟件可以大大提高工作效率，提高工作質(zhì)量，最大可能的滿(mǎn)足用戶(hù)的需求。利用WinCC V6.0的功能特點(diǎn)，在LNG氣化站的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中設(shè)計(jì)出歷史趨勢(shì)曲線(xiàn)、流程總圖、報(bào)表查詢(xún)、參數(shù)設(shè)置、用戶(hù)管理、報(bào)警記錄等。流程總圖是系統(tǒng)界面最為重要的組成部分，它幾乎涵蓋了所有的用戶(hù)信息和監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，例如LNG儲(chǔ)罐的壓力信息、儲(chǔ)罐內(nèi)液面高度信息、管道內(nèi)的溫度信息，同時(shí)它還監(jiān)測(cè)燃?xì)夂吐暪狻�參�?shù)設(shè)置頁(yè)面的功能主要就是設(shè)置儲(chǔ)罐液位上下限的警戒值與燃?xì)馍舷孪蘧瘓?bào)值以及LNG出口壓力控制參考曲線(xiàn)。

　　結(jié)語(yǔ)：作為生活及企業(yè)用燃料，LNG的使用越來(lái)越廣泛，發(fā)展前景也越來(lái)越好在未來(lái)的10-20年，LNG將成為中國(guó)能源市場(chǎng)的主要力量。LNG的相關(guān)工藝技術(shù)的發(fā)展也日益成熟日益完善。如何優(yōu)化資源結(jié)構(gòu)以及如何實(shí)現(xiàn)資源的綜合使用仍然是當(dāng)今國(guó)際能源使用的一大難題。為了提高能源利用效率以及減少建設(shè)在生產(chǎn)運(yùn)輸中LNG的流失，本文特別以L(fǎng)NG氣化站發(fā)展現(xiàn)狀為切入點(diǎn)，在了解LNG氣化站主要設(shè)備的前提下，探究了LNG氣化站自控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，這為優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)與優(yōu)化LNG氣化站結(jié)構(gòu)提出了新的思路。LNG氣化站在人們生活生產(chǎn)中起著重要作用，對(duì)環(huán)境保護(hù)也有著重大的意義，因此，要大力發(fā)展LNG氣化站以及LNG氣化站的自控系統(tǒng)，這樣才符合我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的方針，才能最終實(shí)現(xiàn)共同富裕。

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