有幸隨由中國土木工程學會組織的中國天然氣液化技術考察團，應美國土木工程師學會的邀請，於2023年8月31日赴美，進行了為期兩周的考察訪問。
在美期間，代表團考察訪問了洛杉機、紐約、休斯頓、芝加哥四城市的天然氣企業，訪問了美國土木工程師學會及美國燃氣工藝研究院。實地考察了美國天然氣遠端輸送、城市輸配管網、液化、儲存、氣化以及排程中心。在考察訪問中，受到美國有關方面的熱情友好接待，並得到了相當數量的技術資料和有關材料。
此次考察，在中國土木工程學會的精心組織和接待單位周密安排及團長和全體考察人員共同努力下，收到了預期效果，圓滿成功。
現將考察情況簡要介紹如下：
一、 遠端輸送管網
美國天然氣資源豐富，產量高，同時每年還由加拿大輸入一定氣量。因此，美國天然氣**大於需求，且**低廉，每百btu僅3萬塊多美元。但是為滿足各地發展的需求，還在擴充套件天然氣市場，全國已形成天然氣遠端輸送網路。
遠端輸送管線，管徑較大，一般為d300－d400；壓力較高，一般為14～70個大氣壓，有的甚至更高，輸送量較大。
二、 城市管網
我們考察了美國四城市的天然氣**，城市燃氣管網大體分為兩種型別：一是靠近天然氣產區的；另一是遠離天然氣產區的。
對於靠近天然氣產區的城市，由於遠端輸送幹線較多，可以多渠道，多方位得到天然氣。例如，entex公司（茵特克公司）是負責休斯頓市天然氣**的企業，有70萬客戶，其中居民使用者有62萬戶，約佔88％；工、商等服務業使用者有8萬戶，佔12％，由於該市處於南加州天然氣產地，有百餘家天然氣長輸管道敷設在市區周圍，entex公司從中選擇12家購氣，在這12家的遠端管線上，開設15個供氣口，均布在城市周圍，向城市供氣。這些供氣口到市區的城市管網，其壓力為1．1mpa，最大管徑為d400，小區管網壓力為172．4kpa，管徑為d50－d150。
在考察中我們感到，休斯頓市是由多渠道、多方位均布在城市周圍的105個門站供氣，有以下三方面可供我們研究、學習。
1． 由於多渠道、多方位供氣，城市燃氣管網壓力均衡，供氣穩定。
2． 由於多渠道、多方位供氣，當城市區域性地區耗氣量出現峰谷時，可直接調節其最近的門站供氣量，以適應負荷變化。
3． 由於多渠道、多方位向城市供氣以及上述兩特點，說明城市用氣***，所以休斯頓不設儲存裝置。這一特點應引起我們的重視，並要作認真分析研究。
對於遠離天然氣產區的城市，一般由2－3條遠端輸送幹線供氣，例如，芝加哥位於伊諾州中部，由其西南方向德克薩斯州來的兩條天然氣輸送幹線，由西部進入伊里諾州，分別在芝加哥南北兩側向東橫穿伊州。芝加哥就由這兩條管線供氣，並在城市外圍各設一座地下儲氣庫，儲量均為1億m3。
又如，紐約市由三個天然氣公司聯網供氣，城市與天然氣公司按購氣合同供氣。購氣合同有三種：
一是長期合同，規定年供氣量；
二是月期合同，規定月供氣量，且每月可調整；
三是日供氣合同，規定一天的供氣量。每種合同均要提前簽訂。這三種合同，同時實施，後兩種起到了月、日調節作用，為城市安全穩定供氣創造了條件，提供了保證。
同時對城市燃氣**單位在排程管理方面也提出了新要求。排程人員，一方面用計算機分析當日或當月耗氣情況,提出次日或下月購氣量，同時還要掌握每日各供氣公司的銷售**，購買便宜的氣，補充到缺氣部位。這樣，城市天然氣公司既能滿足客戶要求，又能取得較好的經濟效益。
城市天然氣公司這種購銷天然氣的模式可供我們參考、研究。
紐約市目前正與有關公司合作，建設從加拿到紐約的遠輸管線，以增加供氣能力。
三、 地下儲氣庫
在這次考察中，我們重點考察了全世界最大的美國地下儲氣庫。
地下儲氣庫是美國儲存天然氣的重要方式。南加州地下儲氣庫規模大，儲量多，多年來積累了豐富經驗，氣庫同時還可出租或代儲。南州是美國地下儲的權威，代表了美國地下儲氣的能力與技術水平。
南加州地下儲氣庫原是處於地下730m的油井，採油後轉為儲氣庫。到目前104座氣庫，其中純氣庫88座。含油氣庫16座。
總儲量為19．6億m3,是北美規模最大的地下氣庫。儲氣壓力最低為275．8kpa,最高可達1．5mpa，每年4月1日－10月3日為注氣期，向地下氣庫灌氣；11月1日－3月31日為取氣期，由地下氣庫取氣供城市高峰期用。向庫里注氣需要加壓，設定882．6萬w和2，206．5萬w壓縮機各一台。
由於庫內有油有水，取出的天然氣含油含水和泥沙。因此，抽出的天然氣產首先進入分離器進行分離，除掉油、水、沙，然後再乾燥、調壓。由於天然氣的氣味在地下被吸取，還需要加臭，最後進入城市輸配管網。
由分離器出來的油、水、沙混合物到處理廠，把油、水分開。分離出的油作為產品外運；水可用於回注氣庫
伊里諾州地下儲氣庫規模比南加州的小，設有1，200kw的壓縮系統向庫內注氣。每年在城市用氣量少的夏季儲存，用氣量大的冬季取出供氣。由於天然氣中的臭味被地下吸收，取出後需加入tryetycenegiycol，使其含有臭味再進入外輸管網。
四、 天然氣液化技術
我國天然氣**，只限於氣態輸送、儲存與應用，尚未開展有關液化技術方面的工作。改革開放以來，隨著國民經濟的發展，實現天然氣液化與液化儲存已提到議事日程上了。
1． 液化
天然氣在－144．4k時發生相變，由氣態轉變為液態。在低溫下對其純度要求較高，因此，天然氣進入冷箱前，需注入甲醇，一是降低冷點除水，同時收重碳氫化合物和硫化氫，提高純度。
關於深度冷凍，有三種方法：
①階段迴圈製冷；
②混合式或稱多組分）製冷；
③膨脹壓縮製冷。我們考察的布魯克林工廠的天然氣液化，採用兩級膨脹壓縮工藝。天然氣80％進膨脹機，20％進壓縮機。
膨脹、壓縮兩機同軸。氣體在膨脹機內壓力降低，對外作功，用以帶動壓縮機，把進入壓縮機的天然氣壓縮公升壓。當進氣壓力為1．6mpa時，一、二級壓縮機出口壓力為1．9 mpa和2．8 mpa。
經過兩級壓縮後進入冷箱，。在冷箱內,一側進膨脹後的天然氣，加一側進經過壓縮的天然氣，兩者進行換熱，壓縮氣體溫度降到－144．4k時液化。液化成本為0．65美元／10億btu。
流程圖從略。
2． 儲存
天然氣液化後體積縮小到1／600。即1m3的液態天然氣約等於常溫常壓下600m3的氣態天然氣。天然氣液化後可最大限度減少儲存容積。
儲存lng，要求儲罐具有良好的隔熱性能。紐約儲存基地設有兩個雙壁儲罐。罐內壁為含鎳9％的特種鋼，外壁為碳鋼，兩壁間的夾層充滿氮氣，罐體呈圓柱形，兩罐容量分別為17．5萬桶和20．9萬桶。
每座罐周圍用土堆一梯形斷面實體圍堰。圍堰形成的空間為儲存容積的1．5倍。圍堰內側表面用混凝土方磚作護坡，外側表面上最外層塗上類似瀝錶狀的色保護層。
圍堰內地面及圍堰內側下部表面均置隔熱層。儲罐與地面接觸部位的隔熱更為重要。沿圍堰外側設一圈向上噴水的水管，當發生失火事故時，可形成一定高度的水幕。
天然氣液化工廠，在安全方面要求極為嚴格。各種消防設施齊備，設定得井井有條。我們去工廠考察的前一天，他們按規定舉行一年一度的消防演習。為避免產生電火花，一般照像機的閃光燈也禁用。
3． 氣化
液化天然氣氣化後方能外輸應用。我們考察的lng工廠採用浸沒式燃燒器氣化的工藝方案，設有燃燒式和水浴式兩種氣器，安裝了四台sub－x熱交換器。該氣化方式熱效率可達90％－98％，高於其他氣化方式。
根據城市耗氣情況,確定兩種氣化器是否同時投入執行。通常當大氣溫度降到－90c時氣化器預啟動，準備投入執行；氣溫再下降，投入執行，向城市管網供氣。
五、美國燃氣工藝研究院
在考察中，我們有機會訪問了美國"燃氣工藝研究院"，該院副總裁劉錫朋先生詳細介紹了研究院情況。
美國燃氣工藝研究院是美國最大從事有關燃氣方面的研究機構，是得到美國**支援的非盈利性私營企業。其經費由美國**和天然氣研究院各提供40％，私人企業提供20％。該院有140餘個委員會公司組成董事會。
研究院2023年遷入目前的新址，此外在芝加哥市西南另有中間試驗基地，占地60，702．9m2。
研究院人員精幹，僅有200餘人，集中了具有一定造詣的高素質人才，主要課題有：天然氣的儲存、淨化、管道輸配，燃料電池，天然氣汽車，改變焦油等對環境的汙染，垃圾氣化等方面課題。近年來該院取得了多項成果，其中有：
1．從廢水中提取ch4；2．利用汙水產生的co2和ch2發電；3．用天然氣燒汙泥；4．廢舊汽車非金屬的氣化；5．降低燃燒產物中的nox；6．玻璃池爐；7．華盛頓250mw的垃圾鍋爐；8．小型（4井）燃料電池；9．25萬kw的燃料電池；10．－cas煤的氣化法；11．－gas垃圾木屑氣化法等等。這些研究成果，在美國和其他國家先後應用於生產中，發揮了積極作用，產生了較大的物質效果。
在短暫的考察中，對美國城市天然氣**，特別是天然氣液化技術及地下儲存有了較全面地深入了解。當前我國沿海城市及有關部門正在積極籌備建設進口液化天然氣基地，或建設天然氣液化工廠。此次考察，對今後國家評估審查這類工程作了技術武裝，為科學決策提供了實際依據。
在考察中，還收集了相當多的第一手資料，可供工程建設做有益的參考。這次考察，為推動我國天然氣事業的發展，將起到一定積極作用。
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