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第1章 液化天然气技术理论基础1

1.1工程热力学基础1

1.1.1基本概念和定义1

1.1.2热力学基本定律4

1.2流体力学基础6

1.2.1流体的物理性质6

1.2.2流体的可压缩性与热膨胀性7

1.2.3流体的传输特性8

1.2.4表面张力和毛细现象9

1.2.5流体的平衡——流体静力学基础10

1.2.6理想流体运动的基本方程——流体动力学基础11

1.3传热学基础13

1.3.1导热13

1.3.2对流换热的理论基础及计算14

1.3.3辐射换热的基础理论16

1.4液化天然气的一般特性20

1.4.1热力特性21

1.4.2传输特性24

1.4.3材料特性31

1.4.4绝热特性42

1.4.5储存特性46

1.4.6冷能利用特性47

参考文献47

第2章 天然气的液化49

2.1液化前原料气处理49

2.1.1脱水50

2.1.2脱酸性气体63

2.1.3脱其他杂质73

2.1.4 HYSYS软件模拟工艺过程75

2.2天然气液化流程76

2.2.1级联式液化流程76

2.2.2混合制冷剂液化流程77

2.2.3带膨胀机的液化流程80

2.3天然气液化装置83

2.3.1基本负荷型（基地型）液化装置83

2.3.2典型中小型液化装置101

2.3.3浮式液化天然气生产储卸装置112

2.4世界各国液化天然气装置汇集122

参考文献126

第3章 液化天然气接收终端128

3.1液化天然气接收终端概况128

3.1.1卸料系统128

3.1.2储存系统128

3.1.3蒸发气（BOG）处理128

3.1.4 LNG输送系统129

3.1.5 LNG汽化129

3.1.6公用工程129

3.2典型的陆岸液化天然气接收终端129

3.2.1站址选择129

3.2.2规范和标准129

3.2.3船和码头设施及建设139

3.2.4卸料过程146

3.2.5 LNG储罐147

3.2.6蒸发气处理148

3.2.7输送系统149

3.2.8汽化152

3.2.9公用工程152

3.2.10自控系统163

3.2.11安全和消防167

3.2.12计量系统174

3.2.13分析化验176

3.3液化天然气接收终端设备和材料177

3.3.1卸料臂和蒸发气返回臂177

3.3.2 LNG输送泵178

3.3.3蒸发气压缩机180

3.3.4再冷凝器181

3.3.5汽化器182

3.3.6海水泵和消防水泵184

3.3.7海水过滤器184

3.3.8电解氯装置185

3.3.9材料选用186

3.3.10保冷工程186

3.4性能试验190

3.4.1单机／单元功能试验190

3.4.2装置性能试验191

3.4.3试运行191

3.5大型液化天然气储罐191

3.5.1储罐设计191

3.5.2储罐材料193

3.5.3全包容储罐的结构建造193

3.5.4干燥、惰化和冷却195

3.6节能与冷能利用196

3.6.1节能措施196

3.6.2冷能综合利用196

3.7新型液化天然气接收终端196

3.7.1码头汽化接收终端196

3.7.2海上汽化接收终端197

3.8世界各国液化天然气接收终端汇集197

参考文献206

第4章LNG工厂设计基础207

4.1 LNG工厂设计207

4.1.1厂址选择207

4.1.2工厂布置208

4.1.3 LNG工程项目组成举例216

4.2装置（车间）布置217

4.2.1工艺装置组成217

4.2.2布置原则217

4.2.3布置工作内容218

4.3工程经济218

4.3.1投资估算218

4.3.2融资方案222

4.3.3财务评价223

4.3.4国民经济评价233

4.3.5经济分析常用符号中英文对照234

4.4环境保护234

4.4.1环境保护标准235

4.4.2工程项目的环境保护编制提纲239

4.5劳动安全卫生240

4.5.1标准及评价方法240

4.5.2工程项目的劳动安全卫生编制提纲249

4.6消防250

4.6.1消防标准250

4.6.2 LNG工程总平面布置的防火间距251

4.6.3工艺生产装置、储罐布置的相关安全距离266

4.6.4消防设施271

4.7电力安全设计277

4.7.1供电及电气爆炸和火灾危险性环境区域的划分277

4.7.2爆炸性气体环境和火灾危险环境用电器设备的选择280

4.7.3爆炸性气体环境和火灾危险环境用电气设备选择283

参考文献283

第5章 液化天然气储存和运输284

5.1液化天然气陆上储存284

5.1.1 LNG储罐形式284

5.1.2 LNG储罐的比较及选择288

5.1.3储罐结构与建造289

5.1.4 LNG储罐的特殊要求与施工291

5.1.5大型LNG常压储罐293

5.1.6真空粉末绝热LNG储罐294

5.1.7 LNG子母罐296

5.2液化天然气陆上运输299

5.2.1液化天然气汽车罐车299

5.2.2液化天然气罐式集装箱301

5.2.3运输的运行管理302

5.3 LNG海上运输303

5.3.1 LNG船在产业链中的作用及世界LNG船的现状和发展303

5.3.2 LNG船的技术特征和液货舱技术306

5.3.3 LNG船的装卸系统313

5.3.4 LNG船的安全管理319

5.3.5 LNG船的典型船例330

5.3.6世界各国LNG船汇集334

参考文献345

第6章 液化天然气设备的主要工艺和材料346

6.1绝热工艺346

6.1.1绝热工艺理论346

6.1.2绝热材料357

6.2焊接工艺370

6.2.1材料和技术指标370

6.2.2坡口形式和焊接参数371

6.2.3焊接接头和焊缝金属力学性能371

6.2.4焊缝无损检测372

6.2.5船载LNG储罐的焊接372

6.3材料373

6.3.1金属材料374

6.3.2非金属材料383

参考文献389

第7章 液化天然气冷能利用390

7.1液化天然气冷能利用及其？分析390

7.1.1 LNG冷能利用概述390

7.1.2 LNG冷能？分析数学模型390

7.1.3 LNG冷能？特性分析392

7.2冷能发电392

7.2.1利用LNG冷能发电的方案393

7.2.2日本利用LNG冷能发电概况402

7.3冷能回收用于空气分离403

7.3.1概述403

7.3.2技术方案403

7.3.3应用实例406

7.4冷能回收用于食品冷冻409

7.4.1概述409

7.4.2冷库409

7.4.3冷媒选择411

7.4.4冷能利用于冷库方案举例412

7.5冷能回收的其他应用415

7.5.1液态二氧化碳和干冰生产415

7.5.2低温粉碎415

7.5.3轻烃回收419

7.5.4制冰与空调420

7.5.5海水淡化423

7.5.6相变储能427

7.5.7 LNG冷能综合利用431

参考文献432

第8章 液化天然气装置的主要设备437

8.1压缩机437

8.1.1往复式压缩机437

8.1.2透平式压缩机444

8.2透平膨胀机467

8.2.1概述467

8.2.2透平膨胀机工作原理467

8.2.3透平膨胀机结构形式和性能参数468

8.2.4气、液两相膨胀机的应用471

8.3换热器474

8.3.1概述474

8.3.2板翅式换热器475

8.3.3绕管式换热器（SWHE）484

8.3.4 LNG汽化器485

8.4 LNG装卸臂498

8.4.1 LNG装卸臂的类型和规格498

8.4.2装卸臂的主要部件500

8.4.3装卸臂的流动阻力502

8.5 LNG泵503

8.5.1泵的基本参数503

8.5.2 LNG泵的特殊性504

8.5.3潜液式电动泵（SEMP）505

8.5.4潜液泵的电动机与电缆515

8.5.5潜液泵的有关测试项目518

参考文献519

第9章 液化天然气相关的安全技术520

9.1有关天然气的安全特性520

9.1.1天然气的燃烧范围和着火温度520

9.1.2天然气的燃烧速度和燃爆521

9.1.3爆炸523

9.1.4 LNG的低温特性523

9.2液化天然气的泄漏和溢出524

9.2.1泄漏524

9.2.2 LNG的溢出525

9.2.3 LNG溢出的预防与控制530

9.3安全评价531

9.3.1概述531

9.3.2安全评价532

9.4消防540

9.4.1概述540

9.4.2液化天然气工程的消防设施543

9.4.3灭火剂544

9.5安全规范与相关标准546

9.5.1国际上有关LNG的标准547

9.5.2国内有关的法令、法规、标准553

参考文献555

附录557

附录A压力容器与压力管道设计类别、级别的划分557

附录B计算机辅助设计应用软件558

附录C天然气各组分的热物性图和表560