LNG的输送问题在LNG在转移的过程中非常重要，通常为两种类型：一种是压力输送；另一种是用LNG泵输送。在输送量比较大和管路流动阻力比较大 的情况下，通常采用LNG泵输送。如从LNG生产线向LNG船装货、LNG船到达接受站时的卸货、接受站对外进行LNG的输送或转运、固定储罐对槽车的装 货或向汽化器供液等，都需要LNG泵；此外LNG船在卸货之后，开始下一次装运前，液舱中留有一定的LNG，称为“残液”是为了维持液舱内处于低温状态， 也需要用泵循环舱内余留的LNG冷却舱壁；同时在以LNG作为汽车燃料时，向汽车加注LNG时，也需要LNG泵。

    输送LNG这类低温的易燃介质时，输送泵不仅要具有一般低温液体输送泵能承受低温的性能，而且对泵的气密性能和电气方面安全性能要求更高。常规的泵很难克 服轴封处的泄漏问题，对于普通的没有危险性的介质，微量的泄漏不影响使用。而易燃、易爆介质则不同，即使是微量的泄漏，随着在空气中的不断积累，与空气可 能形成可燃爆的混合物，因此，LNG泵的密封要求显得尤为重要。除了密封以外，还有电机的防爆、轴承系统、联轴器的对中、长轴驱动时轴的支撑以及温差影响 等都是作为LNG输送泵需要重点考虑的方面。

    为了解决可燃低温介质输送泵的这些问题，在泵的结构、材料等方面有不同的要求。其一是安装在密封容器的潜液式电动泵；其二是在一些传统离心泵的基础上，通 过改进密封结构和材料等措施，也可应用于LNG的输送；其三柱塞泵在某些场合也有应用，如在LNG汽车技术中，需要将液化天然气转变为压缩天然气。

    潜液式电动泵

    潜液式电动泵是专用于输送LNG等易燃、易爆的低温介质。其特点是将泵和电机整体安装在一个密封的金属容器内，因此不需要轴封，也就不存在轴封的泄漏问题。泵的进、出口用法兰结构与输送管路相连。

    潜液式电动泵的设计，与传统的鼠笼式电机驱动的泵有较大的差别。动力电缆系统需要特殊设计和可靠的材料，电缆可以浸在低温的液体中，在-200℃条件下仍保持有弹性。

    电气连接的密封装置是影响安全性的关键因素之一。电气接线端设计成可经受高压和电压的冲击。使用陶瓷气体密封端子和双头密封结构，可确保其可靠性。对于安装在容器内的电动泵，所有的接线密封装置不是采用普通焊接而是由特殊的焊接技术。

    低温泵的电机转矩与普通空气冷却的电机不同，转矩与速度的对应关系和电流与速度的关系曲线类似。在低温状态下，转矩会有较大的降低。因而，泵从启动到全速 运转，对于同样功率的电机来说，低温条件下的起动由于电阻和磁力特性的变化，转矩会大大减小，电机的电力特性发生改变。

    低温潜液式电动泵起动电流很大，大约是满负载工作电流的7倍。通过一些措施可以减少起动电流。主要有如下方法：
    1）双速电机。可以降低起动电流，净吸入压头（NPSH）特性更好、抽吸性能好，减少液锤现象。但需要双倍的电缆，成本增加。
    2）软起动系统。通过控制电流或电压，限制加速时的转矩，减少起动电流和液击。但需要增加起动装置，因此成本也有所增加。
    3）调节频率。可实现无级调速，抽吸特性好，减少液击。但调频系统复杂，使成本增加。
    4）中压启动（3300V）。可以减少全负荷运转和起动时的电流。但电机的成本较高。
    *液击：泵将LNG输送上来，由于金属容器壁或其他设备处于高温状态，在“热”的容器的热传导下，LNG温度上升，LNG沸腾使内压升高。由于液面以上气 象部位的温度上升较快，同时气液相界存在温度差，LNG蒸汽从容器上部迅速喷出，导致泵内压力急速下降，这样泵内呈现过热状态。为了再次维持气液相的平 衡，液相内的部分热量会转变成蒸发热，使得液体加速蒸发；同时过热液体内部产生许多的沸腾核，无数气泡形成和增大，液体体积急剧膨胀，冲击泵体而呈现液击 现象。

    1、船用泵

    船用潜液式电动泵的基本型式有两种：固定安装型和可伸缩型。可伸缩型的泵与吸入阀分别安装在不同的通道内，即使在储罐在充满液体的情况下，也可以安全的将发生故障的泵取出进行维修。尤其是在紧急状态下，需要从储罐中取出泵，更换备用泵。

    船用LNG泵安装在液舱的底部，直接与LNG管路系统连接和支撑。通过特殊结构的动力供电电缆和特殊的气密方式，将电力从甲板送到电机。潜液式电动泵具有下列特点：
    1）潜液电机、泵的元件及转动部件，都固定在同一根轴上，省去了联轴器和密封等部件。
    2）单级或多级叶轮具有推力平衡机构(TEM)。
    3）用所输送的介质润滑轴承。
    4）采用螺旋型导流器。

    安装泵的容器和泵的元件是用铝合金材料制造，使泵的重量轻，而且经久耐用。推力平衡机构可以确保作用在轴承的推力载荷小到可以忽略不计，延长轴承的使用寿 命，使泵在额定的工作范围内保持非常高的可靠性。润滑轴承和冷却电机的流体是各自独立的系统，由叶轮旋转产生的静压，推动流体经过润滑回路和冷却回路，最 后返回到需要输送部位（一般是安装泵的容器内）的流体。泵的叶轮安装在电机主轴上。制造主轴的材料，一般都采用在低温下稳定的不锈钢。主轴再由抗磨擦的轴 承支撑。轴承的润滑介质就是被输送的LNG流体。尽管LNG是非常干净的流体，但为了防止一些大的颗粒进入轴承，需要经过一个旋转式的过滤器，而经过上部 轴承的流体，则用简单的自清洁型网丝过滤器。LNG泵的电机转子由硅钢片与线圈绕组构成，绕组分别用真空和压力的方法注入环氧树脂。

    2、汽车燃料泵

    当LNG作为汽车燃料时，LNG的运转和加注都需要用泵来输送。汽车燃料加注泵也是一种潜液泵。结构紧凑，立式安装，特别适用于汽车燃料加注和低温罐车转 运LNG。由于采用了安全的潜液电机，电机和泵都浸没在LNG中，因此不需要普通泵必须具有的轴封。此外，在吸入口还增加了导流器，减少流体在吸入口的阻 力，防止在泵的吸入口产生气蚀。整个泵安装在一个不锈钢容器内，不锈钢容器具有气、液分离作用，按照压力容器标准制造。泵的吸入口位于较低的位置，保证吸 入口处于液体中。导流器和不锈钢容器的应用，使得LNG泵能够达到应有的净吸入压头（NPSHR）。

    LNG燃料泵的电源也有三相和单相之分，具有变频调速功能，能使用不同的流量范围。根据有关规定，LNG泵的电气元件必须安装在具有防爆功能的接线盒及其罩壳内。

    3、LNG高压泵

    LNG高压泵用于液化天然气储罐向外输出LNG，如向气化器或槽车输送LNG。这种泵的结构型式有安装在专用容器内的潜液式电动泵，也有普通外形的离心泵或活塞泵。

    安装潜液泵的容器，按照压力容器规范制造，泵与电机整体装载容器内。容器相当于泵的外壳，通过进出口法兰与输配管道相连。安装简单，工作安全。整个泵由吸 入口喷嘴、电缆引入管、电机、叶轮、推力平衡机构、螺旋式导流器和排气喷嘴组成。这种泵重量轻、安装和维护简单、噪声低。推力平衡机构系统是低温泵独特的 特征，以平衡轴承的轴向力，允许轴承在零负荷和满负荷条件下工作。

    因为需要的出口压力比较高，通常采用多级泵。大型的高压泵流量可达5000m3/h，扬程达2000m。
   

    4、大型储罐的罐内泵

    大型的LNG储罐一般建在地下。储罐与外面管路的连接部位也比较高，这样对于安全有好处，即使连接部位产生泄露，也只有气体的泄漏，不会引起大量的LNG外溢。对于这种储罐，向外输送LNG时，必须采用潜液泵。潜液泵通常安装在储罐的底部。

    对于大型LNG储罐的泵，需要考虑维修的问题。如将泵安装在储罐底部，由于不可能将储罐内大量的LNG挪到别处就无法进行维修。因此，大型LNG储罐的潜 液泵与电机组件安装有特殊的结构要求。常见的方法是为每一泵设置一竖管，称之为“泵井”。LNG泵安装在泵井的底部，储罐与泵井通过底部一个阀门隔开。泵 的底座位于阀的上面，当泵安装到底座上以后，依靠泵的重力作用将阀门打开。泵井与LNG储罐连通，LNG泵井内充满LNG。如果将泵取出维修，阀门就失去 泵重力作用，在弹簧的作用力和储罐内静压的共同作用下，使阀门关闭，起到了将储罐空间与泵井空间隔离的作用。

    泵井不仅在安装时可以起导向作用，在泵需要检修时，可以将泵从泵井里取出。另外，泵井也是泵的排出管，与储罐顶部的排液管连接。

    泵的提升系统可以将LNG泵安全的取出。在将LNG泵取出时，泵井底部的密封阀能自动关闭，使泵井与储罐内的LNG液体隔离。然后排出泵井内的LNG气体，惰性气体置换后，整个泵和电缆就能用不锈钢钢丝绳一起取出井外，便于维护和修理。

    5、非潜液式低温泵

    一种专门用于输送低温液体的无轴封电动泵（Sealless Motor Pump），既有单级泵，也有多级泵。由于电机的机壳和泵的壳体是通过密封结构连接在一起的，因此没有轴封的泄漏问题。电机的壳体与泵体是连通的。两者之 间只需要静密封，而不需要动密封，使泵对工作环境的适应性可大为增加。叶轮直接安装在电机的主轴上。在出口处有一小部分低温液体，对电机进行冷却。

    6、柱塞泵

    天然气作为汽车燃料，有压缩天然气（CNG）和液化天然气（LNG）两种，为了在液化天然气加气站也能给CNG汽车加注压缩天然气，在LNG系统中增加 L-CNG转换系统。利用柱塞式高压泵将液态天然气增压，然后气化升温，转变为压力很高的气态天然气而不需要压缩机，{zg}压力可达35MPa。配上高压储 气瓶组和加气机，使得LNG加气站不仅可以为LNG汽车加气，同时也能给CNG汽车加气。

    低温电缆

    LNG泵的电缆用聚氯乙烯（TFE）材料绝缘，并用不锈钢丝编成铠甲加以保护。电器接线端设计成可经受高压和电压的冲击。使用陶瓷气体密封端子和双头密封 结构。陶瓷气体密封原是为原子能装置自的密封结构所研制的。气体密封采用两端接线柱串联的方式。串联部分安装在一个充有胆气的密封空间内。两边的密封都不 允许气体通过接线柱。密封空间内氮气的压力低于泵内的压力，但高于环境大气压力。任何一边泄漏都能进行探测。

    LNG泵的平衡

    LNG泵的平衡非常重要，直接影响轴承的使用寿命和泵的维修周期。影响泵的平衡主要有径向载荷和轴向载荷，由于机械构件不平衡或流体流动不均匀或流体产生的压差所引起的。

    1）径向力平衡
    LNG泵在设计时，就考虑到流体和机械方面由于力不平衡所产生的负面影响。在设计和制造时，就尽可能的xx非平衡力。从叶轮中出来的低温流体进入轴向导流 器。轴向导流器具有良好的水力对称性。当泵达到设计流量时，作用在叶轮上的径向力理论上为零。流量高于和低于设计流量时，非平衡状态影响泵内部压力分布， 容易产生径向作用力。

    2）轴向推力平衡
    为了使轴向推力达到平衡，减少轴向推力载荷，LNG泵设计了一种自动平衡机构，通过一个可变的轴向节流装置来完成，使轴向推力为零。

    LNG泵的效率

    影响LNG泵效率的关键因素主要有两个方面：一是流体在叶轮流道中加速时的水力性能；二是流体在扩压器中能量转换时的水力特性。每个叶轮的水力特性是对称 的，流体在流道中的流动必须是平衡。扩压器主要用于将流体的动能转变为压力。扩压器在设计时确保了能量转换过程中，流体流动的不连续性和涡流现象减少到最 低。

    LNG泵的冷却

    对于安装在储罐外面的LNG泵，在正式输送LNG之前，对于整个泵和管路系统先要进行冷却。预冷过程非常重要，否则会由于系统温度过高，引起LNG气化，产生气液两相流，使泵无法正常工作运行。一般安装在储罐外面的LNG泵，在管路系统上都考虑预冷需要的管路。

    LNG在储罐内压力和液压重力作用下，流经LNG泵，流动过程中LNG吸热气化，泵和管路系统被冷却。气化的蒸汽通过回气管路返回储罐内，当LNGxx被 冷却下来，转换到液体输送管路，起动LNG泵。铝合金制造的泵热容量小，冷却和复温所需要的时间短，减少了冷却所损失的LNG。

    LNG泵运行状态监控

    LNG泵在运行时有振动监控系统可检测泵的振动情况。系统由传感器、电缆和电缆引入装置、振动监视器组成，用低温加速度计对泵的运行情况进行状态监控。