如何进一步了解天然气应用设计的相关知识?
Chuck Hayes 解释了清洁能源领域中天然气的不同形态。
(+) 查看文本
CRAIG GIFFORD:
欢迎来到世伟洛克。我是主持人 Craig Gifford,今天我们邀请到了 Chuck Hayes,他是世伟洛克清洁能源全球技术负责人。我们将围绕天然气展开讨论。
那么 Chuck,我们首先从天然气的不同类型以及为何存在不同形态开始讨论吧。
CHUCK HAYES:
好的。从基本构成来看,天然气的主要成分是甲烷,由一个碳原子和四个氢原子组成。但我们以不同的方式处理它,也赋予其不同的名称。
例如,天然气可以通过管道输送到家庭,用于暖气炉、热水器和炉灶。这种用法在全球范围内很普遍。但它还有其他形态。
其中一种是压缩天然气(CNG)。我们对其进行压缩,是为了在运输或使用时容纳更多分子。我们将压力提升至 3600 PSI,约 249 bar,相当于 250 倍的压缩。
另一种是液化天然气(LNG),用于长距离运输大量天然气。液体不可压缩,但能容纳更多分子。液化天然气的释放压力约为 600 bar,气化后体积相当于 600 倍的气体体积。
最后一种是可再生天然气(RNG),也称为生物沼气,来源于废物流,如动物圈舍或生物消化池。它含有异味和杂质,如硫化物、硅氧烷、NOx 和 SOx,需要净化处理。进一步提纯后,它就变成了符合标准的天然气。
CRAIG GIFFORD:
那么 Chuck,天然气的分配和加注基础设施有哪些类型?相关挑战是什么?
CHUCK HAYES:
我们先从加气基础设施谈起,主要用于卡车、小汽车甚至船舶。CNG 和 RNG 在化学组成上是相同的,都是气态并经过加压处理。
许多公司拥有自己的车队,会在设施内设立专属加气站,使用汇集管和软管在夜间缓慢加注。对于长途运输,则使用快速加注站,10–20 分钟内完成加注。
LNG 呈液态但温度极低,具有危险性。操作人员需穿戴专用个人防护装备(PPE)并接受培训。加注可能由操作员或专业人员完成。
在船舶应用中,LNG 被用作替代燃料,靠港时切换为 LNG,气化后作为 CNG 使用。跨洋运输则需通过大型槽罐船运输 CNG 或 LNG,主要挑战在于压缩过程和安全保障。
储罐和容器必须配备无泄漏的高品质元件。LNG 还需应对低温挑战,涉及泵等设备。
CRAIG GIFFORD:
设计者需要了解哪些 LNG 和 CNG 相关的标准?
CHUCK HAYES:
这是个好问题。根据地区不同,标准略有差异。在北美,CNG 的车载标准由加拿大标准协会(CSA)制定,核心目的是确保安全。NGV 3.1 等标准适用于车载元件。
LNG 也有类似标准,车载标准同样以数字 3 开头。在欧洲,ECR 110 是车载标准,需不同认证,但测试内容相似。我们努力协调统一不同大洲间的标准。
加气站标准归为 NGV 体系,可能属于 4A 系列,规定加气站元件的具体要求。不同国家可能会在国际标准基础上加入本国要求,例如印度。
CRAIG GIFFORD:
太好了。Chuck,能否谈谈 CNG 和 LNG 存储的安全关键注意事项?
CHUCK HAYES:
好的。CNG 是气体燃料,设计用于燃烧或进入燃烧室,涉及小规模爆炸过程。由于其爆炸性和易燃性,我们必须确保全球任何场景下都无泄漏。
我们只处理气态形式的 CNG。LNG 以液态储存,使用时转化为气态。无论哪种形式,都需确保气体密封在管路中。
这需要使用符合标准的高质量产品,如低泄漏率阀门、优质接头等,而这些正是世伟洛克的专长。良好的设计同样重要。
LNG 的额外挑战是极低温,可能导致冻伤、肺部冻伤等风险。LNG 的膨胀率为 600:1,若完全释放,能量极大。因此必须确保无泄漏、无意外释放,才能保证安全。
CRAIG GIFFORD:
感谢 Chuck 与我们分享专业知识,也感谢您参与世伟洛克的交流。