LNG气化站的设计.doc
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1、LNG气化站的设计1 LNG气化站的工艺流程概述 LNG由槽车运至气化站,利用LNG卸车增压器使槽车内压力增高,将槽车内LNG送至LNG低温储罐内储存。当从LNG储罐外排时,先通过储罐的白增压系统,使储罐压力升高,然后打开储罐液相出口阀,通过压力差将储罐内的LNG送至气化器后,经调压、计量、加臭等工序送入市政燃气管网。当室外环境温度较低,空温式气化器出口的天然气温度低于5时,需在空温式气化器出口串联水浴式加热器,对气化后的天然气进行加热。2 LNG的潜在危险根据LNG的特性,在LNG储存和生产过程中,如操作不慎会产生如下危险。 设备或管道低温脆断设备及管道在低温状态下,可能会发生材质脆断,如有
2、LNG泄漏极容易冻伤操作者。另外,LNG泄漏或溢流后会急剧气化,形成LNG蒸气云团使人窒息。 受热超压由于LNG气液体积比很大,所以少量LNG受热就能转化为大量的气体,可使设备及管道内压力急剧上升而发生超压事故。 爆炸 若LNG泄漏、气化后与空气混合达到爆炸极限,此时遇到明火极易发生爆炸、燃烧,产生的热辐射会对人体及设备造成巨大危害。3 LNG气化站的设计 目前,我国颁布关于LNG气化站设计的相关规范,主要有城镇燃气设计规范GB 500282006、石油天然气工程设计防火规范GB 501832004、火灾自动报警系统设计规范GB 5011698、建筑设计防火规范GB 500162006等;常用
3、的国外标准主要有美国标准液化天然气(LNG)生产、储存和装运标准NFPA 59A。在这些规范中对LNG气化站的设计做了明确规定。3.1 LNG气化站的选址及总图布置 LNG气化站选址气化站的位置与其安全性有着密切的关系,因此气化站应布置在交通方便且远离人员密集的地方,与周围的建构筑物防火间距必须符合城镇燃气设计规范GB 500282006的规定,而且要考虑容易接入城镇的天然气管网,为远期发展预留足够的空间。 LNG气化站总图布置 合理布置气化站内的建构筑物、工艺设施,可使整个气化站安全、经济、美观。站区总平面应分区布置,即分为生产区(包括卸车、储存、气化、调压等工艺区)和辅助区,生产区布置在站
4、区全年最小频率风向的上风侧或上侧风侧,站内建构筑物的防火间距必须符合城镇燃气设计规范GB 500282006的规定。3.2 LNG气化站卸车及管道预冷工艺 卸车 LNG卸车时,一般不需要额外消耗动力,通过卸车增压器使槽车压力升高,在压力差的作用下将LNG送至储罐内。槽车内的气体则回收到BOG储罐或经调压、计量、加臭后送入管网。 在卸车过程中要注意两个问题:一是,液体在管道中流动或进入储罐后可能气化,生成的气体也会进入储罐,导致储罐内压力升高,阻碍卸车;二是,随着液体进入,储罐液位升高,气相空间被不断压缩,使储罐内压力升高,致使液体流速大大下降1。这些问题的解决措施如下。 a. 合理使用储罐的上
5、进液口和下进液口,上进液时LNG以喷淋的形式进入罐内,下进液则为常规的进液方式。当槽车的液体温度比储罐的液体温度低时,可以选择上进液。此时,液体以喷淋方式穿过储罐气相空间,过冷液滴会吸收储罐内的气体,使得储罐内压力下降,从而加快卸车的速度。上进液口之所以采用喷淋方式,是为了加大气液的换热面积,气液两相在储罐内形成对流,加速降压过程。槽车的液体温度比储罐的液体温度高时,应选择下进液。温度相对较高的LNG进入储罐后先接触温度相对较低的液体,使其迅速降温,减弱气化倾向,避免对卸车产生影响。当然,如果没有温度差可任意选择进液方式。 b. 卸车工艺见图1。在储罐自动减压阀(阀门12)上并联一个截止阀(阀
6、门14),卸车时打开截止阀,提高BOG的流量,使储罐保持稳定的压力,卸车结束后关闭。 管道预冷卸车台管道为常温管道,而LNG为低温液体,所以每次卸车前都要对卸车台至储罐入口的液相管道先进行预冷,以便减少卸车时间,防止管道破裂。管道预冷工艺见图1。为了达到预冷的目的,通常是在卸车台处将主液相管道和气相管道间设置2个跨接阀门(阀门2、阀门15)。预冷时关闭阀门1、阀门3,打开阀门15,再打开阀门9,让低温液体缓慢地进入液相管道,这时候管道降温产生的气体就会通过跨接阀门15进入BOG储罐,而达到预冷的目的。一般在槽车到之前12h进行预冷(利用储罐内LNG),预冷结束后关闭跨接阀门15。卸车结束后再关
7、闭阀门1,打开阀门3及跨接阀门2,让槽车内残留的气体进入BOG储罐,待液相管道升到正常温度后(观察管道裸露处霜冻的情况来判断),即可关闭跨接阀门2。3.3 LNG的储存 储罐容积的确定储罐的总容积通常按37d高峰月平均日用气量来确定,还应考虑长期供气气源厂的数量、检修时间、运输周期及用户用气波动等因素,工业用气量要根据用气设备性质及生产的具体要求确定。若只有一个气源厂,则储罐的总容积应考虑在气源厂检修期间能保证正常供气。 LNG的储存方式 储罐是LNG气化站的主要设备,直接影响气化站的正常生产,也占有较大的造价比例。按结构形式可分为地下储罐、地上金属储罐和金属预应力混凝土储罐2。对于LNG储罐
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