吴三桂丶
范文一：第四节 气化和液化 教学设计
第四节 气化和液化教学设计
教学重点和难点:
通过列举生活实例知道蒸发快慢与表面积、温度、气流有关，蒸发过程中吸热通过探究
理解沸点的概念，知道沸腾过程中吸热和沸腾的特征( 课前准备:
1(学生课前准备:预习
2(教学器材:一茶杯冷水、一茶杯开水、毛玻璃2个、一瓶酒精、两只相同的温度计、
棉球、烧杯、酒精灯、铁架台、石棉网、针管、乙醚蒸汽( 教学设计图示:
演示实验(教师)
观察举例引出课题(学生)
讨论提出研究的问题(学生)
逐一解决问题
猜搜分应 集析用想
与事结结
反例论论 驳或解 设决
计实 实际
验问
验题 证
教学过程设计:
教学课题 第四节 气化和液化
教学目标 1(知识与技能目标
?通过列举生活实例知道汽化和液化的概念
?通过列举生活实例知道汽化有蒸发和沸腾两种方式
?通过列举生活实例知道蒸发快慢与表面积、温度、气流有关，蒸发过程中吸
热
?通过探究理解沸点的概念，知道沸腾过程中吸热和沸腾的特征
?会查沸点表
?通过观察实验知道液化过程放热
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2(过程与方法
?通过研究影响蒸发快慢的因素，学会比较的研究方法
?通过对水的沸腾现象的探究，体会探究学习的方法
?通过观察实验知道使气体液化的两种方法
3(情感、态度与价值观
?在学习活动中通过列举大量生活实例使学生感受物理是有用的，激发学生对
自然现象的关心，产生乐于探索自然现象的情感
?通过对探究实验数据和现象的记录，培养学生诚实的品质和实事求是的科学
态度
?在探究过程通过对沸腾前、后气泡的观察培养学生认真、细心的品质
?通过交流使学生产生将自己的见解与他人交流的愿望，认识交流的重要性 教学重点 1(通过列举生活实例知道蒸发快慢与表面积、温度、气流有关，蒸发过程中吸
热
2(通过探究理解沸点的概念，知道沸腾过程中吸热和沸腾的特征 教学难点 通过探究理解沸点的概念，知道沸腾过程中吸热和沸腾的特征 仪器材料 一茶杯冷水、一茶杯开水、毛玻璃2个、一瓶酒精、两只相同的温度计、棉球、
烧杯、酒精灯、铁架台、石棉网、针管、乙醚蒸汽
教学方法 启发式讲解和探究实验相结合 课时安排 2节 板书设计 汽化:物质由液态变成气态的过程
汽化有蒸发和沸腾两种方式
蒸发:是在液体表面上进行的汽化现象，它在任何温度下都能发生(
(1)影响蒸发快慢的三个因素:
液体的表面越大，蒸发越快;液体的温度越高，蒸发越快;液体表面附近的空
气流动越快，蒸发越快(
(2)液体蒸发时需要从周围物体吸收热量，从而使自己及周围物体的温度降低(
沸腾:是在液体表面和内部同时进行的剧烈的汽化现象(
沸腾必须满足的条件:
?液体必须达到一定温度(沸点)
?需要吸热
物理学中，把液体沸腾时的温度叫沸点
不同液体沸点是不同的
液化:物质由气态变成液态的过程，液化是汽化的相反过程(
发生液化的条件:降低气体的温度;压缩气体的体积;两者兼用气体液化时要
吸热
教学过程 教师活动设计 学生活动设计 引出汽化【实验】教师用湿布在黑板上写出“水”字，过一会，
的概念 “水”字不见了(
【问题】水哪去了?
汽化:物质由液态变成气态的过程
【问题】你能举出哪些汽化现象?
教师从学生举例中提取例子引出: 列举汽化现象的实例
汽化有蒸发和沸腾两种方式
1(蒸发
【演示实验】将水擦抹在毛玻璃上，一会儿玻璃上的
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通过演示水变干了(若将此毛玻璃放在投影仪上，可起到实验时
实验和实间短，可见度大的作用)(
例分析，通过回答唤起学生小学学过的蒸发只在液体表面进行【思考回答】这个变化知道蒸发的汽化现象(蒸发可以在任何温度下发生的特点( 在什么温度下发生的?的特点以蒸发是在液体表面上进行的汽化现象，它在任何温度这个变化对温度有要及影响蒸下都能发生( 求吗? 发快慢的【情景图片】教材上第13页图1—18图示几种日常生
因素和蒸活中晾衣服的情况(也可另选择)(
发过程中
需要吸热 引导学生归纳出影响蒸发快慢的三个因素(
影响蒸发快慢的三个因素:
建议教师液体的表面越大，蒸发越快;液体的温度越高，蒸发【问题】 三幅图分别不直接问越快;液体表面附近的空气流动越快，蒸发越快( 突出了什么不同(也就影响蒸发教师通过组织学生讨论，培养学生用物理知识解决实是说三幅图分别要对快慢的因际问题的能力( 比什么)?导致什么结素是什 果不同? 么?这样
不便于学
生发散思
维的培养
和积极思
考
【问题】你能举出蒸发吸热的实例吗?
【问题】我国西部地区
液体蒸发时需要从周围物体吸收热量，从而使自严重缺水，当地人民利
己及周围物体的温度降低( 用地下很深的渠道输
水，这种办法有什么好
处?为什么?(应用知
识)
【问题】你还能举出其
它实例说明影响蒸发
快慢的因素吗?
沸腾 【学生实验】 验证蒸
【提出问题】水沸腾现象几乎每天可见，但水沸腾过发需吸热
程中有什么规律呢?我们通过实验来探究 1(在皮肤上擦酒精，
体验感觉并做出分析(
2(取两只相同的温度通过探究【实验探究】水的沸腾特征 计，其中一支用酒精浸实验知道 1. 按教材图1—19介绍实验器材和装置 湿的棉球包住玻璃泡，水沸腾过2. 讨论:(教师做适当的操作示范及说明) 另一支不包，过一会儿程的特点?实验的目的 两支温度计的示数出和沸腾的?实验的要求 现差异，说说这是为什条件以及?实验的操作步骤 么?
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沸点的概 念(
6. 组织、指导学生对实验结果进行分析、讨论:
〖讨论1〗水在沸腾前后液面的情况如何?说明沸腾现3. 各实验组自己设计
象是剧烈还是平和?沸腾时水中的变化情况怎样?说明实验记录表格
汽化在哪些部位发生? 4. 学生分组实验，教
结论l:沸腾是在液体表面和内部同时进行的剧师巡回指导
烈的汽化现象( 5. 学生代表汇报实验
〖讨论2〗沸腾前后水的温度变化情况怎样? 结果((多投影几组学
结论2:沸腾时水的温度不变( 生的实验记录表)
〖讨论3〗水沸腾后移去酒精灯，那么沸腾是否
继续进行?这是为什么?
结论3:沸腾时要继续加热，是个吸热过程(
先请学生把上面3个结论归纳起来表述，然后教 在学生归师总结( 纳、表达沸腾是在液体表面和内部同时进行的剧烈的汽化现 的基础象( 上，教师沸腾必须满足的条件: 进行总?液体必须达到一定温度(沸点) 结、拓展( ?需要吸热
物理学中，把液体沸腾时的温度叫沸点
不同液体沸点是不同的
【沸点表】
【问题】沸点表的表头“在10Pa大气压下一些液体的
沸点”含义是什么?
教师结合科学窗对此问题做适当介绍，不必过分强调，
待学习压强后，还可对此问题巩固加深理解(
【问题】查表:食用油的沸点;谁的沸点最高,最低,
【问题】南极的最低气温约为-94.5摄氏度，酒精温
度计在南极还能否正常使用,
液化
【实验1】在两个茶杯内分别倒入开水和冷水，然后
盖上杯盖(过一会打开杯盖会看到什么,
【问题】
?揭开热水杯的盖，会看到杯壁上和盖内有许多
小水珠，这是为什么?
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?在冷水杯的盖内没有小水珠为什么? 读表能力在此基础上，归纳得出: 是学生应物质由气态变成液态的过程叫做液化，液化是汽化的 具备的一相反过程( 种技能， 说明沸点与压强有关( 它应包括【问题】在什么条件下水蒸气能变成小水珠呢? 读和用两 方面(通【实验2】:在两个同样的玻璃杯内，倒入同样多的温 过引导学度相同的水，在两个杯口分别盖上冷玻璃片和热玻璃 生读懂沸片(用酒精灯将玻璃片加热)，观察有什么现象产生? 点表，为 在将来学 习生活中教师归纳得出结论: 会查阅一水蒸气遇冷，降低到一定温度时，就发生液化现象(不 些资料表仅水蒸气遇冷会液化，所有气体在温度降到足够低时， 格奠定基都能使其液化( 础( 【实验3】做教材第16页图1—22实验(
此实验不便全班学生观察，教师可在教室内巡回让学
生看(也可配合投影仪观察(需注意:乙醚蒸气有麻
醉性，挥发性极强，实验要在通风良好的条件下进行()
发生液化的条件:
降低气体的温度;压缩气体的体积;两者兼用 通过观察【举例】将气体燃料液化，可使体积减小便于贮存和 演示实验运输(例如，液化气的制备;长征系列运载火箭所使 使学生知用的燃料就是液态的氢和氧(结合进行爱国主义教 道液化发育)( 请学生代表说出看到生的条 的现象并做解释 件(通过【演示实验】教材第26页图1—22所示的实验，让学 生活实例生触摸针筒外壁并做分析得出液化放热结论( 分析知道气体液化时要吸热 液化过程 要放热( 【归纳】
压缩气体的体积也可
以使气体液化
【举例】举出生活中液
化的实例 课后作业 伴你学物理 第3页 1-6题
教学反馈
备注
教学点评:
在这节课中，将大部分课堂交给了学生，让学生自己组织，自己探究，自己得出结论(充分培养学生的探究能力、实验能力、及创新能力(培养学生的与人合作的精神(
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范文二：气化和液化教学案
二、液化 八年物理教学案 主备人:何猛 编号:25
1、看课件显示的现象，并分析物质的物态变化。
a(刚从冷藏室中拿出的苹果，表面不断凝结小水珠; 第三章 第三节 汽化和液化(第二课时)
答:水由_________态变为___________态。 教学目标: b(冬天，室内玻璃窗上的水珠;
1、知道缩短沸腾实验的方法，会总结蒸发和沸腾的异同。 答:水由_________态变为___________态。
2、了解液化的概念、液化的两种方法，知道汽化和液化是互逆过程。 总结:五、液化
3、会解释一些简单的液化现象。 1、 定义:物质由______态变为______态的过程。 预习自学: 活动1:模拟大自然中“雨”的形成 1、对比蒸发和沸腾的各自特征，总结两者的异同点: 1、 教师在烧瓶中注入适量的水，用酒精灯加热，等沸腾以后，
__________________________________________________________________________。 仔细观察瓶内和瓶口的上方，你看到了什么现象, 2、物质由_______态变为_______态的现象叫做液化。液化需要________(吸/放)热。 答:在瓶口的上方和周围看到了_______________。它的实 、使气体液化的方法有___________和___________两种。 3质是______________。说明:在瓶口的上方和周围发生了______ 学习过程: 一、提问引入课题 _______________现象。
提问1: 上一节课中，在探究“水的沸腾”实验中，有的同学的实验时间比2、 现在在瓶口的上方倾斜地放置一个冷的金属盘仔细观察金 较长，为了缩短实验时间，可以有哪些方法,为什么, 属盘的底部，你又看到了什么现象,
________________________________________________________________________。 答:冷的金属盘底部出现________。说明:在金属盘底部也发生了_________
总结: 6、缩短实验时间的方法有: 现象。
?用_______水， 因为_________________________;?用_______(温/冷)水， 可以手感觉金属盘底部变_______(冷/热)，说明:液化需要___________(放热/吸热)。
总结: 2、液化需要________热。 __________________;?______火力， 可以供给_________热量。?给烧杯加_______， 可以
总结: 3、液化和汽化是_________过程。 _____________________。
4、从这个实验看，水蒸气要发生液化需要什么条件, 提问2:汽化的两种方式:蒸发和沸腾的特征有什么异同点,
答:水蒸气要_______(冷/热)的，_______(冷/热)水蒸气要遇到_______(冷_______________________________________________________________________。
/热)的物体，才能液化成水。 总结: 四、蒸发和沸腾的异同点
总结: 4、气体液化的条件:____ _的气体遇到______的物体才能液
蒸发 沸腾 化成液体。两个条件缺一不可。
发生部位 5、液化现象中，气体本身的温度有什么变化, 不同点 剧烈程度 答:气体本身的温度__________(升高/
温度条件 降低)了。
相同点
1
活动2:液化乙醚 课堂练习:
看演示,用注射器吸入一些乙醚，用橡皮帽堵住注射孔。 1、下列关于蒸发和沸腾异同点的说法中正确的是 ( ) 乙醚处于__________态; 向外拉动活塞，观察到注射器 A、蒸发和沸腾在任何情况下都能发生
内体积变_______以及乙醚处于_________态。说明:乙醚 B、蒸发和沸腾都只发生在液体表面
发生了_________(物态变化)，这是通过__________方法。 C、蒸发过程平缓，而沸腾过程剧烈
D、蒸发不需要吸热而沸腾需要吸热 总结: 5、使气体液化的方法:?_______________;
2、烧开水时，从开水壶嘴中冒出的“白气”是 ( ) ?_______________。
A(水蒸气
B(小水珠 三、液化现象解释
C(热空气 (1) 如右图，冬天烧开水时，在最靠近壶嘴
D( 以上说法都不对 的地方反而不出现“白气”，为什么, 3、物质从_______态变为_________态叫液化;液化有两种方法:__________和
答:_____________________________________ __________;
_____________________________________________。液化的相反过程是____________。
(2)如右图，石油气是怎样液化的, 4、北方的冬天，户外的人不断地呼出“白气”，这是呼出的_________遇到_________
答:_____________________________________ 液化成的___________。
_____________________________________________。 5、被100?的水蒸气烫伤往往比100?的水烫伤更严重，这是因为水蒸气类似的现象还有_______________________等等。 ___________的缘故。
(3)上面两个例子中的水珠是怎样形成的, 1、把烧红的铁棒放入冷水中，可以看到水面上出现“白气”，在此过程中发生的物
a(刚从冷藏室中拿出的苹果，表面不断凝结小水珠; 态变化先是__________，后是________。
b(冬天，室内玻璃窗上的水珠; 2、气体打火机里面的丁烷气体，是利用__________的办法使它成为液体贮存在打火
答:a中的小水珠是_________中的_______水蒸气机里的(
__________________________而成的。 3、运载火箭中的氧和氢都是以________状态装在火箭里的，这样做的最大好处是使
b中的水珠是室_______(内/外)的______水蒸气_______________________它的________，便于___________和_________。 形成的。 4、夏天自来水管外壁上的水珠是水蒸气由于遇冷发生的 ，日常生活中使(,)使用刻度尺前要观察刻度尺的零刻线，量程，最小刻度 用的液化石油气是在常温条件下，用________的方法使它成为液体贮存在钢罐里的。
(4)还有哪些现象属于液化现象,怎样解释, 作业:
____________________________________________________________________
______。
2
范文三：气化液化
2. 能通过实验观察水的沸腾现象，了解沸腾的概念
3. 能区别沸腾和蒸发。
4. 能通过实验，用图象描述水沸腾时温度的变化情况，知道沸腾图象的物理含义。
【重点】 1.通过实验总结出沸腾的特点;2、从生活中的蒸发现象分析影响蒸发快慢的因素
【难点】 1蒸发吸热的探究过程; 2.通过实验归纳影响蒸发快慢的儿个因索
■知识链接 实验室温度计的测量范围是___________，分度值是___________，体温计的测量范围是___________，分度值是___________。 温度计的使用方法是：____________________________________________。 ■自学指导：阅读教材-59 1、什么是汽化，什么是液化：P58 2、沸腾和沸点：P59
3、蒸发及其影响因素：P60-61
■自学反馈：1、汽化： ；汽化的两种方式： 和 ；
3、蒸发：在___________________________ 都能发生的汽化现象，蒸发只发生在液体的 。
4、沸腾：在液体的 和 同时发生的 的汽化现象；
5、沸点：各种液体 的温度，一个标准大气压下，水的沸点是 ，水银
的沸点是 ，酒精的沸点是 。
【合作探究】
■知识点1：汽化和液化
问题1 观察教材P58图3.3-1实验，物质从________变成________的过程叫汽化，物质从________
变成________的过程叫液化
〖展示提升〗扫地后地面上的水变干是属于______化，露水和雾的形成属于______化
问题2 观察教材P59图3.3-2实验探究水沸腾时的温度变化特点
〖实验〗1、汽化：物质由 态变为 态，汽化的两种方式是
2、沸腾：在液体的 和 同时发生的 的汽化现象
3、探究水沸腾时温度的变化规律
(1)、沸腾前给水加热时，可看到杯壁有 ，气泡 ，大小变 ，加热过程中，沸
腾前水的温度 ，沸腾时可看到气泡 ，大小变 ，继续加热过程中温度
________。
(2)、沸腾时，看到的现象是 ，要使水持续沸腾，必须 ，
可见液体沸腾的条件是 。
(3)、沸点： ，1标准大气压下，水的沸点是 ；水的沸点高低受到什么因素的影响 ；不汤手的“开水”从何而来
(4)、查看液体的沸点，记下几种常见液体的沸点。液体的沸点跟 有关。 〖归纳〗有什么结论？_____________________________
〖展示提升〗1. 在烧煮食物时，若把食物在水中煮，只要水没有烧干，食物不会煮焦; 但若把食物在
油中煎，虽然油没有干，食物却很可能变焦. 这主要是因为(病 )
A水能渗人食物，而油不能渗入食物 B.水的沸点较低，油的沸点较高
导 学 案
C.水的沸点较高，油的沸点较低 D.水的传热本领差，油的传热本领好
2、为什么可以用纸锅烧开水？__________________
■ 知识点2： 蒸发
蒸发：在 都能发生的汽化现象，蒸发只发生在液体的
1、 讨论影响液体蒸发快慢的因素？ (1) (2) (3)
1、 讨论：为什么蒸发能够致冷？
2、 为什么炎热的夏天游泳上岸的人当有风吹过时感觉很冷，而岸上的其它人感觉不冷？
〖达标检测〗 ：
1、夏天扇扇子人感到凉快，主要是因为扇来的风( )
A. 降低了周围的温度； B.降低了人的温度；
C. 加快了人身上的汗水的蒸发； D.赶走了人周围的热气。
2、关于蒸发和沸腾，下列说法中不正确的是( )
A. 蒸发可以在任何温度下进行，沸腾必须在一定温度下进行；
B. 蒸发不需要吸热，沸腾需要吸热；
C. 蒸发是液体表面汽化的现象，沸腾是在液体内部进行的汽化现象；
D. 蒸发是缓慢的汽化现象，沸腾剧烈的汽化现象。
3. 图中有甲、乙两容器，装有相同质量、相同温度的酒精，过了一会儿，则 ( )
A. 甲容器中酒精多 B. 乙容器中酒精多 C. 两容器中一样多 D. 无法判断
4. 夏天游泳时，在水里不觉得冷，上了岸觉得冷，这是因为 ( )
A. 水的温度高，空气的温度低 B. 空气比水容易传导热量
C. 人体表面的水分蒸发要吸收热量 D. 以上都不对
5. 在敞开的水壶里烧水，使水沸腾后再用猛火继续加热，则水的温度将 ( )
A. 逐渐升高 B. 不变 C. 逐渐降低 D. 忽高忽低
6. 在烧瓶中装一些刚停止沸腾的水，然后用抽气机抽去瓶中的空气，这时水面上的气压______（选填“减小”、“不变”或“增大”），可以观察到瓶中的水又沸腾起来了，可见______液面上方的气压可以使水的沸点降低。
7、下列措施中为了加快蒸发的是( )
A. 酒精灯不用时盖上灯帽 B.植树时剪除大量枝叶
C. 用保鲜袋装蔬菜放入冰箱 D.将衣服晾在向阳、通风处
8、多油的菜汤不易冷却, 这主要是因为( )
A. 油层阻碍汤的热辐射 B. 油层和汤中的水不易发生热交换
C. 油的导热能力比水差 D. 油层覆盖在汤面, 阻碍了水的蒸发
9、生活中常用碗炖食物（碗不与锅接触），当锅里的水沸腾后，碗中的汤 ( )
A. 会沸腾的慢一点 B. 同时沸腾
C. 不会沸腾，温度为100℃ D. 不会沸腾，温度低于100℃
范文四：液化天然气气化站优化设计
液化天然气气化站优化设计
田利锋
摘要:设计的质量对于液化天然气气化站极为重要，贯穿于整个生命周期，本文通过对液化天然气气化站的设计认识和实践总结，提出系列的优化建议，促进我国的液化天然气气化站建设设计的发展。
关键字:液化天然气 LNG 优化
Abstract: the quality of design for LNG vaporizing station is extremely important, runs through
the whole life cycle, based on the design of LNG Vaporizing Station of cognition and practice
summary, put forward a series of suggestions, promote China's LNG gasification station
building design development.
Key words: liquefied natural gas; LNG; optimization
中图分类号:TE89 文献标识码:, 文章编号:
液化天然气气化站，即LNG气化站，是一些无法使用管输天然气城镇的主要气源或过渡气源,也是许多使用管输天然气供气城镇的补充气源或调峰气源。与其他方式相比，LNG气化站是启动、培育和抢占市场的最优先期资源。目前国内LNG气化站的应用仍处于初级阶段，而且其设计标准往往参照国外和国内LPG站的标准，国内只有GB50028-2006的液化天然气作为标准，且不完善，另外港华公司的企业标准“SLC0940-LNG气化站设计、施工及运行指引”算是目前国内最全面的标准了。在这样的背景下，本文经过对众多的LNG气化的总结设计及探讨运行存在的问题，对LNG气化站提出系列的设计优化。
一、 工艺简介
液化天然气气化站主要包括低温储罐、卸车台、调压、增压系统、空温气化装置、计量和加臭系统。 LNG的工艺主要是通过低温槽车将液化天然气运到气化站，然后通过增压器对槽车储罐进行增压，利用压差作用，通过卸车台的管道进入站内的低温储罐。在低温储罐中，通过增压器使储罐压力达到一定值，让罐内LNG通过出液管道进气化系统，汽化升温达到设定值，再通过出站调压器将压力降到要求值，最后通过计量和加臭系统进入燃气管网系统。
液化天然气气化站有系列的优势。首先，使用槽车，运输方便，成本低;其次，不受上游设施的制约;再次，供应系统安装方便、施工期短，可以随着供气规模的调整而调整，先期投资较低;最后，在管道天然气使用时，LNG气化站可
作为调峰和备用气源继续使用。
二、 优化设计的必要
项目的设计质量决定其经济效益，要确保LNG流程的先进适用、安全可靠、合理工程造价、以及经济效益，在确定项目的建设方案后，最关键在于工程的设计。设计质量对工程建设极为重要。
而影响液化天然气气化站建设的主要原因有以下几个:总图设计、电气设施、自控方案、设备型号、服务设施等。
三、 优化设计的内容
1. 施工方案的优化
工程包括土建、工艺设备安装、消防安装等工程。典型的气化站可分为储存、输送、气化、调压与计量加臭、消防、电器与仪表控制和配套辅助工程系统。气化站的设计储气规模和气化能力，决定其投资。
在工程项目投资的前期应根据长输管线到达时间、气化站性质、建站条件、位置规划、经济分析等，对气化站的方案进行优化设计。
2. 低温管道的优化
由于低温管道的建设费用几乎与管道直径成比例增长，低温大管径管道比小管径投资大的多。因此要合理选用管径。
减少昂贵低温管道的使用是减少投资有效方法。管道直径下降后，其他低温阀门、止回阀、卸车金属软管及管件的通径都可以下降一个等级，节约投资。
3. 低温法兰设计优化
液化天然气管道中包含大量的阀门，由于法兰随温度变化容易产生微小泄漏，因此理想状态是阀门都采用焊接连接，尽量减少法兰接头的数量，以减少液化天然气泄漏的可能性。法兰宜采用凹凸面法兰，采用聚四氟乙烯板垫片，从而达到防止垫片破坏而造成液化天然气的大量泄漏。
4. U型膨胀弯的优化
原则上液化天然气管道应当进行热量应力分析，应能充分吸收热量的膨胀与收缩，在管道设计时应尽可能使用柔性设计和环行管道，在需要的地方增加补偿器。目前有部分LNG站在设计时为了吸收冷缩量，在卸车管道设置了U型膨胀弯。经过几个LNG站实践证明，取消U型膨胀弯完全可行。
同时在设计时尽量减少阀门，避免产生封闭管道，致使液体积聚后随温度升高而膨胀造成压力超高。
5. 储罐根部阀门的优化
1) LNG储罐根部阀门多为截止阀，在安装时下进液阀门安装方向为阀门箭头方向与流体方向一致，即朝向罐内。
2) 阀体中法兰和阀杆处填料和储罐内液体在同一个空间，一旦阀体中法兰和阀杆处填料函发生泄漏，即使关闭阀门，也不能切断储罐液体流向阀体中法兰或填料处，无法制止泄漏，这种安装方法存在很大的安全隐患。
3) 安装时，改变进液阀门的安装方向，改为方向朝向罐外。
6. 低温保温管托的优化
目前所用低温管托尺寸较大，长度在200MM，由于价格贵，长度减小一半，可以满足需要。
7. 出站管线设施的优化
1) 常规的管路设计通常设计有流量计、过滤器、调压器、紧急切断阀，每个部件有一个旁通阀和两个前后切断阀，共有12个阀门。
2) 管路改进
A. 取消紧急切断阀。
B. 调压器、过滤器、流量计共用一个旁通阀。
8. 储罐增压器的配置优化
1) 由于供气时基本是一个储罐向外供气，常见的采用一个增压器或低温泵来实现液相增压，但增压器造价一般大约在6-8w，故使用增压器时备用一个低温泵实现液相增压，这样既节省投资也提高了产品利用率。
2) 在没有配备卸车增压器的站内，可给站内储罐增压，再通过储罐气相管、卸车管道气相管与槽车罐相连，给槽车罐增压的方法，节省卸车增压器和相应低温管道的配置。
9. BOG回收罐
设计BOG回收罐目的是为了回收由于储罐从外界吸收热量使LNG产生蒸发气后压力升高而排入回收罐内。取消BOG回收罐后，消防水设计规模可以相应减小。
10. 围堰设计优化
1) 能够容纳储罐内总的液化天然气量。
2) 储罐钢筋混凝土基础高度应当高于围堰内的液化天然气液位高度。
3) 经过围堰的管线或电缆仪表管槽都不能经过围堰开孔，避免低温液体沿管线间隙泄露到外面。同样，围堰内的排水也必须通过泵由围堰顶部排出，不允许利用重力排水法。
11. 消防水系统优化
1) 将封闭式水池改为露天式，取消了水池顶盖、液位计和液位报警装置。
2) 露天水池取消二氧化氯发生系统，水质可以达到要求。
3) 取消稳压罐和稳压泵
为了稳定消防水压力，原设计设置了一台稳压罐和两台稳压泵，经过运行发现，消防水泵出口压力基本稳定，无须启动。因为消防水系统在站内相对独立，调节好消防泵止回阀，系统泄漏点全部消除，消防水压力可以保持住。而经过试验，消防泵启动后，完全可以满足消防要求，故可以不需要使用一台膨胀罐和两台稳压泵，以及采取以下措施实现他们工作的目的和作用。
借助城市供水管网压力，减小消防水水量设计。 4)
5) 将蓄电池(EPS)作为备用消防动力改为柴油发电机。
6) 在围堰处增加泡沫发生器，一旦发生LNG泄漏，可以通过在LNG表面覆盖泡沫方法，减少LNG蒸发速度。
7) 储罐降温防护目的消防喷淋系统，喷淋过程中应注意节约，因为LNG储罐为真空绝热设备，从外界吸收热量极其微小，即不需要多少喷淋量就可达到目的。
12. 气站办公用房优化
目前在我国所建的气化站办公用房大都是两层楼，面积较大。但气化站所处的位置一般都远离市区，而公司办公却一般都在市内。
从气化站的操作角度进行考虑，一个站长室、一个仪表监控室、一个工具室2和两个洗手间，面积在150m，就可以满足使用要求。为减少一些不必要的投资，可以将两层楼变为单层设计。
四、 结束语
LNG行业的发展在我国方兴未艾，还处于发展的初级阶段，应遵行我国现行的《城镇燃气设计规范》，而且在优化设计等方面，依旧需要我们不断的进行实践和总结，并积极学习、吸收国外经验和技术，以期更科学、更环保、更安全的建设液化天然气气化站，尽快形成我国的液化天然气气化站设计和运行的标准。
参考文献:
1. 张殿星 液化天然气(LNG)气化站设计优化 《科技资讯》 2010.
2. 顾安忠 液化天然气技术 [M] 北京:机械工业出版社 2003.
3. 曹文胜，鲁雪生，顾安忠，汪荣顺 两种撬装型天然气液化流程的参数比较 《低温工程》 2006.
4. 王宏伟，钟军，孙晶 沈阳地区LNG及其技术应用可行性的初步探讨 中国土木工程学会城市燃气分会输配专业委员会2007年会论文集 2007..
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范文五：威海液化天然气气化站设计
威海液化天然气(LNG)气化站工艺设计介绍
摘要：本文简要介绍了威海市LNG气化站的工艺设计，主要设备选型及安全措施。 关键词：液化天然气：工艺流程；设备：安全
1. 前言
威海市原计划采用龙口—烟台长输管道供应的渤海天然气作为城市燃气气源，但由于目前该管线的建设进度不能满足威海市原计划2005年供气的要求，这就需要选择一种合适的气源作为启动气源。随着国内天然气行业的发展，威海市天然气来源有着更为广泛的选择条件，特别是新疆广汇及广东深圳液化天然气项目的规划和实施，给威海市采用LNG作为天然气启动气源提供了原料来源。 与CNG相比，LNG是最佳的启动、培育和抢占市场的先期资源。LNG槽车运输方便，成本低廉；不受上游设施建设进度的制约；LNG供应系统安装方便、施工：期短，并能随着供气规模的逐步扩大而扩大，先期投资也较低。最后，当管道天然气到来时，LNG站可什为调峰和备用气源继续使用。因此，我院于2004年初对原可研报告进行修改、补充，将液化天然气(以下简称LNG)气化站作为提前启动气源。本工程一次设计，分期投产，一期工程供气4．0×104m3／d，二期工程供气8.6×104m3／d，用户为居民、商业及部分工业用户。
2．气化站工艺介绍
2．1气质成分与理化参数
2．1. 1气质成分
目前，国内LNG气化站所采用的液态天然气大多是河南中原油田生产的，目前中原油田LNG已经出现供不应求的局面，因此本工程拟采用新疆广汇生产的LNG作为主气源，同时在卸车方式等也考虑了使用其他气源的可能。
根据新疆广汇提供的LNG组分，确定本工程设计计算用天然气组分如下：
2．1．2理化参数
经过计算，新疆广汇LNG气源的理化参数见下表：
由上表可知，LNG气源的华白数为57．196MJ／Nm3，燃烧势为42．575；同时威海市将来也有采用渤海天然气的可能，而渤海天然气的华白数为
48．88MJ/Nm3，燃烧势为45．18，尽管均符合《城市燃气分类》(GB／T13611-92)中12T类，但新疆广汇的LNG气源比渤海天然气气源华白数高出近17％，届时灶具如果不加以改造的话，必将导致将来用户灶具适应性差、燃烧不稳定。此外，本LNG站属于启动气源，将来即使烟台长输管道来气以后，它作为备用、调峰气源，届时，仍有供气的可能，因此，这两种气源如能互换是最经济的。在设计中为解决这个问题，在汽化斤的流程中增加了一套掺混空气系统，将LNG气源气(低
3热值42．34MJ／Nm)与压缩空气进行高压比例式掺混，掺至可与渤海大然气(低
热值35．11MJ／Nm3)互换，这样将来威海市不论是采用渤海天然气作为最终气源，还是将来事故情况下用LNG作为备用气源，用户处均能保证用气安全、稳定，还节省了大量改造灶具的费用。经过计算，新疆广汇气源与空气的掺混比例采用88：12即可达到要求，而且安全可靠。
2. 2 工艺流程
目前。国内LNG气化站所采用的液态天然气运输方式通常有LNG槽车和罐式集装箱车两种。河南中原油田生产的LNG采用槽车运输方式，而新疆广汇生产的LNG则采用罐式集装箱车运输。
由LNG槽车或集装箱车运送来的液化天然气，在卸车台通过槽车白带的自增压系统(对于槽车运输方式)或通过卸车台的增压器(对于集装箱年运输方式)增压后送入LNG储罐储存，储罐内的LNG通过储罐区的自增压器增压到0．5～0．6Mpa后，进入空温式气化器。在空温式气化器中，LNG经过与空气换热，发生相变，出口天然气温度高于环境温度10℃以上，再通过缓冲罐缓冲，之后进入掺混装置，与压缩空气进行等压掺混，掺混后的天然气压力在0．4MPa左右，分为两路，一路调压、计量后送入市区老管网，以中一低压两级管网供气，出站压力为0．1MPa：另一路计量后直接以0．4MPa压力送入新建城市外环，以中压单级供气。进入管网前的天然气进行加臭，加臭剂采用四氢噻吩。冬季空浴式气化器出口气体温度达不到5℃时，使用水浴式NG加热器加热，使其出口天然气温度达到5℃～1O℃。气化站的工艺流程框图如下：
3. 主要设备选型
3. 1 LNG储罐
3．1．1储罐选型
LNG储罐按围护结构的隔热方式分类，大致有以下3种：
a)真中粉末隔热
隔热方式为夹层抽真空，填充粉末(珠光砂)，常见于小型LNG储罐。真空粉末绝热储罐由于其生产技术与液氧、液氮等储罐基本一样，因而目前国内生产厂家的制造技术也很成熟，由于其运行维护相对方便、灵活，目前使用较多。国内LNG气化站常用的大多为50m3和100m3圆筒型双金属真空粉末LNG储罐。目前最大可做到200m3，但由于体积较大，运输比较困难，一般较少采用。真空粉末隔热储罐也有制成球形的，但球型罐使用范围通常为为200～1500m3，且球形储罐现场安装难度大。
b)正压堆积隔热
采用绝热材料，夹层通氮气，绝热层通常较厚，广泛应用于大中型LNG储罐和储槽。通常为立式LNG子母式储罐。
c)高真空多层隔热。
采用高真空多层缠绕绝热，多用于槽车。
本工程采用国内LNG气化站常用的圆筒形双金属真空粉末LNG储罐。考虑到立式罐节省占地，且立式罐LNG静压头大，对自增压器工作有利，因此采用立式双金属真空粉末LNG储罐。
3．1．2储罐台数
储罐台数的选择应综合考虑气源点的个数、气源检修时间、运输周期、用户用气波动情况等困素，本工程LNG来源有可能采用河南中原油田或新疆广汇两个气源，运输周期最远的可达5天，但随着新疆广汇气源的配套工程建成，将在内地建设若干个转运站，这将进一步缩短运输周期，综合考虑以上情况，本工程储存天数定为计算月平均日的5天。经计算，一期选用100m3立式储罐4台，二期增加4台。其主要工艺参数如下：
工作压力：0．6MPa，
设计压力：0．77MPa，
工作温度：-162℃，
设计温度：-196℃，
单台水容积：105m3，
内罐直径3000mm，内罐材质：OCrl8Ni9，
外罐直径3500mm，外罐材质：16MnR，夹层填充珠光砂并抽真空。
3．2 空温式气化器
3．2．1气化能力
气化器的气化能力根据高峰小时用气量确定，并留有一定富裕量。设计上配置两组，互相切换使用。本项目一期工程高峰小时流量3880m3／h，二期工程高峰小时流量8893m3／h。据此，一期选用6台2000m3／h空温式气化器，分为2
组，每组3台，互相切换：二期增加4台，每组5台，互相切换。
3．2．2主要工艺参数
工作压力：0. 6MPa，
设计压力：1．0MPa，
工作温度：-162℃，
设计温度：-196℃，
立式，主体材质：铝翅片管(LF21)，
气化能力：2000m3／h，
出口温度：低于环境温度10℃。
3．3 水浴式NG加热器
当环境温度较低，空温式气化器出口NG温度低于5℃时，在空温式气化器后串联水浴式NG加热器，对气化后的天然气进行加热。
3．3．1 加热能力
加热器的加热能力同样根据高峰小时用气量确定，一期设置1台5000m3／h水浴式NG加热器，二期增加1台。
3．3. 2 主要工艺参数
工作压力：0．6MPa，
设计硬度力：0．8MPa,
进气温度；≮-30℃，
出气温度：5～10℃，
加热能力；5000m3／h，
加热用热水由站内自建的锅炉房供应。
3．4 BOG加热器
LNG储罐日蒸发率大约为0．15％，这部分蒸发了的气体(简称BOG)如果不及时排出，将造成储罐压力升高，为此设置了降压调节阀，可根据压力自动排出BOG。储罐蒸发的BOG和槽车卸车的BOG，通过1台BOG加热器加热后进入BOG储罐储存，在冬季使用水浴式NG加热器时，BOG可作为热水锅炉的燃料，夏季可进入管网。
3. 5 EAG加热器
低温系统安全阀放空的全部是低温气体，在大约-107℃以下时，天然气的重度大于常温下的空气，排放不易扩散，会向下积聚。因此设置一台空温式放散气体加热器，放散气体先通过该加热器，经过与空气换热后的天然气比重会小于空气，高点放散后将容易扩散，从而不易形成爆炸性混合物。
3．6空压站设备
为保证天然气与空气进行高压比例式掺混，选用14. 16m3／min风冷式螺杆空气压缩机3台，2开1备，以及相应的无热再生空气干燥器、压缩空气除油器、除尘器以及橇装式静态混合器等设备。
4．安全设计
4．1危害分析
液化天然气是天然气储存和输送的一种有效的方法，在实际应州中，用户使用的是气化后的天然气，因此，在考虑LNG设备或工程的安全问题时，不仅要考虑天然气所具有的易燃易爆的危险性，还要考虑液态的低温特性和由此引发的安全问题。
液化天然气的主要成分是甲烷，属易燃易爆气体，能与空气混合形成爆炸性混合物，其爆炸下限较低(约为4．3％)，少量泄漏一旦遇到明火就易引起爆炸：同时液态天然气又有低温的特性，如果发生LNG溢出或泄漏，在-107℃以下时，气体密度比空气大，容易向下积聚，溢出的LNG蒸发速度非常快，并会迅速冷却周围空气中的水蒸汽，形成大量的白色蒸汽云，并四处扩散，如果遇到火源将引起火灾，造成严重后果，低温还会导致灼伤、冻伤、体温降低等；另外，LNG系统在常温下安装，在低温条件下运行，前后温差很大(～180c0)：因此，在设计中都必须采取必要的措施。
4．2安全考虑
对于液化天然气的生产、储运和气化供气的各个环节，主要考虑的安全问题就是如何防止天然气泄漏，与空气形成可燃的混合气体，消除引发爆炸、燃烧的基本条件以及LNG设
备的防火及消防要求；防止LNG设备超压，引起超压排放；由于LNG的低温特性，对材料和设备制作方面的相关要求：LNG系统安装与运行温差大带来的相关要求：及进行LNG操作时，操作人员的防护等。
4．2．1有关规范
由于目前国内尚无针对液化天然气的专门规范，而《石油化工企业设计防火规范》(GB50160—92，99年版)中液化烃的定义中包含有液化天然气，因此在消防方面主要执行的是《石油化工企业设计防火规范》(GB50160—92)中的相关条款，同时也部分借鉴了美国标准NFPA 59A《液化天然气(LNG)生产、储存和装运标准》：在气化后的常温天然气部分则主要执行的是《城镇燃气设计规范》(GB50028-93，2002年版)。最近国家有关部门对《城镇燃气设计规范》进行修改，拟增加液化天然气一个章节，我们期待这个规范能够尽快执行。
4. 2．2设计措施
a)紧急关闭系统(ESD)
每台LNG储罐的底部进液管和出液管均装设了气动紧急切断阀，在紧急情况下，可在卸车台、储罐区或控制室就近切断。紧急切断系统可控制LNG的连续释放产生的危害。
b)可燃气体检测仪
在卸车台、储罐区及气化区等天然气有可能发生泄漏的地方，均设置了可燃气体检测仪，当检测出的环境中可燃气体含量超标(达到爆炸下限的20％)时发出警报，工作人员可根据具体情况选择处理。
c)低温检测仪
在储罐底部等有可能发生LNG泄漏并有可能对设备基础造成损害的地方，设置低温检测仪，在检测到异常低温时报警。
d)控制系统
LNG储罐液位设高、低液位报警，当储罐在空温式气化器进液管道上设置气动紧急切断阀，与出口温度联锁．当气化器结霜过多或发生故障时，导致出口温度低于正常值时，报警并联锁切断。此外，还设有一些温度、压力检测项目，以实现安全控制。
e)安全泄放系统
LNG的体积膨胀系数很高，通常可达600倍，在密闭情况下，LNG受热膨胀，引起管道内压急剧升高会导致管道发生破裂，因此，在液相管道两道阀门之间加
设安全阀。此外，LNG储罐也设有安全阀，一旦罐内压力超高，安全阀起跳，可将超压气体排出，保护储罐。
f)消防
在LNG储罐区设置了排液沟和积液池，安装移动式泡沫灭火装置，设置了2×1500m3的消防水池，厂区设置环状消防给水管网，安装地上消火栓若干，储罐区设置1米高的挡液堤，并安装消防水炮及消防喷淋装置，此外储罐匡和气化巨还分别设置干粉灭火装置着干。
g)火灾报警
卸车台、储罐区、气化区均设置了火灾报警系统，可根据现场感烟探头探测到的情况报警或人为手动报警。
h)阀门、管道及管件
站区工艺管道大体上分为两种。介质温度大于-20℃的管道选用碳钢无缝钢管，材质为20#钢：介质温度小于-20℃的管道选用不锈钢无缝钢管，材质为0Crl8Ni9。
LNG管件采用与LNG输送管道相同(或相匹配)技术要求的管件，如法兰采用不锈钢材质的0Crl8Ni9，密封垫片采用不锈钢金属缠绕垫片。
根据目前国内LNG站运行的情况，关键阀门选用日本进口低温阀门，其余阀门一律选用国产专用低温阀门。
LNG系统在常温条件下安装，在低温条件下运行，两者温差很大(～180c0)，由此而来的膨胀及收缩应力，设计时要据此考虑必要的柔性，以便最大应力在允许范围内。
5. 结束语
本工程气化站一期工程投资估算大约为2720万元，其中建筑工程费728万元，安装工程费182万元，设备购置费914万元。
LNG以其运输灵活、储存效率高、运行成本低(空温式气化几乎不消耗能源)等优点得到越来越多的用户青睐，我国LNG气化站目前主要分布在山东、河南、安徽等地，随着我国LNG基地的规划实施，在目前管道供天然气无法幅盖的城镇，采用LNG气化站作为主气源、过渡气源、补充或调峰气源有广阔的发展前景。
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