LNG加氣站工藝流程及安全管理（精編版）

1、LNG加氣站的安全管理本節(jié)主要四部分內(nèi)容：1、LNG加氣站類型；2、LNG加氣站的主要設備；3、工藝流程：卸車流程、儲罐調(diào)壓流程、加氣流程。4、LNG加氣站的安全管理1. LNG 加氣站類型也叫建站方式1、1建站方式的選擇LNG汽車加氣站 ( 以下簡稱加氣站 ) 的設計首先應根據(jù)建站場地的實際情況 , 選擇合適的建站方式。 目前加氣站的建站方式主要有2 種： 站房式、橇裝式。1.1.1 站房式加氣站這種建站方式占地面積大 , 土地費用高 , 設備與基礎相連 , 施工周期長, 加氣站的土建施工、設備安裝費用高。假設城鎮(zhèn)處于 LNG應用的初期,LNG 汽車的數(shù)量少 ,LNG 消耗量小 , 則成本回

2、收周期長 , 這種建站方式適合已經(jīng)有一定量 LNG汽車或政府資金支持的城鎮(zhèn)。1.1.2 橇裝式加氣站這種建站方式占地面積小, 土地費用低 , 設備絕大多數(shù)集成在一個或多個橇塊上 , 施工周期短 , 加氣站的土建施工、設備安裝費用少, 建站整體造價低 , 易于成本回收。這種建站方式適合LNG加氣站建設初期。2. LNG加氣站的主要設備LNG 儲罐， LNG潛液泵， LNG加氣機，控制和安全系統(tǒng)。2.1 、LNG低溫儲罐LNG低溫儲罐由碳鋼外殼、不銹鋼內(nèi)膽和工藝管道組成，內(nèi)外殼之間充填珠光沙隔離。內(nèi)外殼嚴格按照國家有關標準設計、制造和焊接。經(jīng)過幾十道工序制造、安裝，并經(jīng)檢驗合格后，其夾層在滾動中充

3、填珠光沙并抽真空制成。1儲罐的結構低溫儲罐管道的連接有以下幾條：上部的連接為內(nèi)膽頂部。 分別有上進液管、 氣相管、上部進液管、儲罐上部取壓管、溢流管等，下部的連接為內(nèi)膽下部。分別是下進液管、出液管和液相儀表口等。這些管道分別獨立從儲罐的下部引出。儲罐設有夾層抽真空管1 個，測真空管1 個兩者均位于儲罐底部；在儲罐頂部設置有爆破口0以上 3 個接口不得隨意撬開。內(nèi)膽固定于外殼內(nèi)側(cè)，頂部采用十字架角鐵， 底部采用槽鋼支架固定。 內(nèi)膽于外殼間距為 250 毫米。儲罐用地腳螺栓固定在地面上。儲罐外壁設有消防噴淋管、防雷避雷針、防靜電接地線。儲罐設有壓力表和壓差液位計，他們分別配有二次表作為自控數(shù)據(jù)的采

4、集傳送終端。2低溫儲罐的故障及維護內(nèi)外夾層間真空度的測定周期一年日常檢查儲罐設備的配套設施。儲罐基礎觀察。安全閥頻繁打開，疑為BOG氣體壓力過高。儲罐外側(cè)冒汗，疑為儲罐所用的絕熱珠光沙下沉所致。正常儲存液位上限為95，下限為 15，不得低于 3 米低溫泵的要求低溫閥門使用一段時間后，會出現(xiàn)漏液現(xiàn)象。假設發(fā)現(xiàn)上壓蓋有微漏，應壓緊填料壓蓋。假設閥芯不能關閉，應更換閥芯，低溫閥門嚴禁加油和水清洗。3 工藝流程LNG 加氣站工藝流程的選擇與LNG加氣站的建站方式有關 , 目前LNG加氣站的工藝主要包括3 部分流程 : 卸車流程、儲罐調(diào)壓流程、加氣流程。3.1 卸車流程LNG 的卸車工藝是將集裝箱或槽車

5、內(nèi)的 LNG轉(zhuǎn)移至 LNG儲罐內(nèi)的操作,LNG的卸車流程主要有兩種方式可供選擇 : 潛液泵卸車方式、自增壓卸車方式。3. 1.1 潛液泵卸車方式該方式是通過系統(tǒng)中的潛液泵將 LNG從槽車轉(zhuǎn)移到 LNG儲罐中 , 目前用于 LNG加氣站的潛液泵主要是美國的 TC34型潛液泵 , 該泵最大流量為 340L/min, 最大揚程為 488m。潛液泵卸車方式是 LNG液體經(jīng)LNG槽車卸液口進入潛液泵 , 潛液泵將 LNG增壓后充入 LNG儲罐。LNG 槽車氣相口與儲罐的氣相管連通,LNG 儲罐中的 BOG氣體通過氣相管充入 LNG槽車, 一方面解決 LNG槽車因液體減少造成的氣相壓力降低, 另一方面解決

6、LNG儲罐因液體增多造成的氣相壓力升高, 整個卸車過程不需要對儲罐泄壓 , 可以直接進行卸車操作。該方式的優(yōu)點是 速度快, 時間短, 自動化程度高 , 無需對站內(nèi)儲罐泄壓 , 不消耗 LNG液體; 缺點是工藝流程復雜 , 管道連接繁瑣 , 需要消耗電能。3.1.2自增壓卸車方式自增壓卸車方式 ,LNG液體通過 LNG槽車增壓口進入增壓氣化器, 氣化后返回 LNG槽車, 提高 LNG槽車的氣相壓力。將LNG儲罐的壓力降至 0.4MPa后,LNG 液體經(jīng)過 LNG槽車的卸液口充入到LNG儲罐。自增壓卸車的動力源是LNG槽車與 LNG儲罐之間的壓力差 , 由于 LNG槽車的設計壓力為0.8MPa,儲

7、罐的氣相操作壓力不能低于0.4MPa, 故最大壓力差僅有0.4MPa。如果自增壓卸車與潛液泵卸車采用相同內(nèi)徑 的管道, 自增壓卸車方式的流速要低于潛液泵卸車方式, 卸車時間長。隨著 LNG槽車內(nèi)液體的減少 , 要不斷對LNG槽車氣相空間進行增壓 , 如果卸車時儲罐氣相空間壓力較高, 還需要對儲罐進行泄壓, 以增大LNG槽車與 LNG儲罐之間的壓力差。給LNG槽車增壓需要消耗一定量的 LNG液體。自增壓卸車方式 與潛液泵卸車方式相比, 優(yōu)點是流程簡單 , 管道連接簡單 , 無能耗; 缺點是自動化程度低 , 放散氣體多 , 隨著 LNG 儲罐內(nèi)液體不斷增多需要不斷泄壓, 以保持足夠的壓力差。 在站

8、房式的 LNG加氣站中兩種方式可以任選其一, 也可以同時采用 , 一般由于空間足夠建議同時選擇兩種方式。 對于橇裝式 LNG加氣站 , 由于空間的限制、電力系統(tǒng)的配置限制 , 建議選擇自增壓卸車方式, 可以簡化管道 , 降低成本, 節(jié)省空間 , 便于設備整體成橇。3.2 儲罐調(diào)壓流程儲罐調(diào)壓流程是給LNG汽車加氣前需要調(diào)整儲罐內(nèi)LNG的飽和蒸氣壓的操作 , 該操作流程有潛液泵調(diào)壓流程和自增壓調(diào)壓流程兩種。3.2.1 潛液泵調(diào)壓流程LNG液體氣化后經(jīng) LNG儲罐的氣相管返回到LNG儲罐的氣相空間 , 為 LNG儲罐調(diào)壓。采用潛液泵為儲罐調(diào)壓時, 增壓氣化器的入口壓力為潛液泵的出口壓力 , 一般將

9、泵出口壓力設置為1.2MPa,增壓氣化器的出口壓力為儲罐氣相壓力, 約為 0.6MPa。增壓氣化器的入口壓力遠高于其出口壓力 , 所以使用潛液泵調(diào)壓速度快、調(diào)壓時間短、壓力高。3.2.2 自增壓調(diào)壓流程LNG 液體由 LNG儲罐的出液口直接進入增壓氣化器氣化, 氣化后的氣體經(jīng) LNG儲罐的氣相管返回LNG儲罐的氣相空間 , 為 LNG儲罐調(diào)壓。采用這種調(diào)壓方式時 , 增壓氣化器的入口壓力為LNG儲罐未調(diào)壓前的氣相壓力與罐內(nèi)液體所產(chǎn)生的液柱靜壓力之和, 出口壓力為 LNG儲罐的氣相壓力 , 所以自增壓調(diào)壓流程調(diào)壓速度慢、壓力低。3.3 加氣流程LNG液體由 LNG儲罐的出液口進入低溫潛液泵通過潛

10、液泵出來的液體經(jīng)過流量計和加氣槍進入汽車車載瓶。潛液泵的加氣速度快、 壓力高、充裝時間短。4、LNG加氣站的安全管理4.1 、LNG的固有特性和潛在的危險性4.1.1 、LNG的固有特性LNG的主要成份為CH4,常壓下沸點在 -162 左右，氣液比約為600:1其液體密度約 426kg/m3，爆炸極限為5%-15%體積，燃點約450。4.1.2 、LNG潛在的危險性LNG雖是在低溫狀態(tài)下儲存、氣化，但和管輸天然氣一樣，均為常溫氣態(tài)應用，這就決定了LNG潛在的危險性：4.1.4.1、低溫的危險性：人們通常認為天然氣的密度比空氣小，LNG泄漏后可氣化隨空氣 飄散，較為安全。但事實遠非如此，當LNG

11、泄漏后迅速蒸發(fā)，然后降 至某一固定的蒸發(fā)速度。 開始蒸發(fā)時氣氣體密度大于空氣密度，在地面形成一個流動層， 當溫度上升約 -110 以上時， 蒸氣與空氣的混合物在溫度上升過程中形成了密度小于空氣的“云團”。同時，由于 LNG 泄漏時的溫度很低，其周圍大氣中的水蒸氣被冷凝成“霧團”，然后， LNG再進一步與空氣混合過程完全氣化。LNG的低溫危險性還能使相 關設備脆性斷裂冷收縮，從而損壞設備和低溫灼傷操作者。4.1.2.2 、BOG的危險性：雖然 LNG 存在于絕熱的儲罐中，但外界傳入的能量均能引起LNG的蒸發(fā)，這就是 BOG蒸發(fā)氣體。故要求 LNG儲罐有一個極低的日蒸發(fā)率， 要求儲罐本身設有安全系

12、統(tǒng)放空。否則，BOG將大大增加， 嚴重者使儲罐內(nèi)溫度、壓力上升過快，直至儲罐破裂。4.1.2.3 、著火的危險性天然氣在空氣中百分含量在5%-15%體積 %，遇明火可產(chǎn)生爆燃。因此，必須防止可燃物、點火源、氧化劑空氣這三個因素同 時存在。4.1.23、翻滾的危險性：通常，儲罐內(nèi)的 LNG長期靜止將形成兩個穩(wěn)定的液相層，下層密度大于上層密度。 當外界熱量傳入罐內(nèi)時， 兩個液相層自發(fā)傳質(zhì)和傳熱并混合，液層外表也開始蒸發(fā)，下層由于吸收了上層的熱量，而處 于“過度”狀態(tài)。當二液相層密度接近時，可在短時間內(nèi)產(chǎn)生大量氣 體，使罐內(nèi)壓力急劇上升，這就是翻滾現(xiàn)象。3.LNG加氣站應有完善的運行功能措施不管是

13、LNG汽車加氣站還是民用LNG站，不管是汽車加氣還是民用管輸氣，不管規(guī)模、容量大小，LNG站都應有以下完善的使用功能措施：卸車功能、 LNG儲存功能、氣化功能、 BOG釋放及利用功能、緊急情況安全放空功能、通常情況緊迫切斷功能、 LNG泄漏溢出后的處理功能等， 還應具有 LNG裝車功能， 以保證異常情況 LNG的導出和生產(chǎn)經(jīng)營需要。 要據(jù)實際情況是否設計 BOG再液化系統(tǒng)。 目前國內(nèi)有些 LNG站運行功能就不完善， 這將為今后 LNG站的安全技術管理留下陷患。4.3 、LNG加氣站尚有 可靠的安全措施除 LNG儲罐本身具有的安全措施外，工藝管線中要設置安全閥、壓力表、緊迫切斷閥、 降壓調(diào)節(jié)閥等

14、 安全措施， 消防水池、 消防水泵、LNG儲罐噴淋降溫設施、 LNG泄漏導出防護設施。 應設置可靠的防雷、防靜電設施； 設置必要的保冷措施和燃氣加臭措施民用戶。此外， 還要設置異常情況下的安全連鎖系統(tǒng)。4.4 LNG加氣站的儲存設備、氣化設備、加氣設備制造安裝質(zhì)量要精良。 LNG儲罐作為 LNG加氣站中的關鍵設備，本身制造質(zhì)量要到達設計文件、合同文件和國家有關壓力容器制造標準、規(guī)定的要求， 決不能偷工減料。 LNG氣化器、特別是民用LNG站空浴氣化器，由于 列管焊口較多，應注意焊口質(zhì)量，按規(guī)程、設計文件要求檢驗；LNG 的輸送設備設施，如LNG氣相、液相工藝管道，要選用符合要求的管 材，按要求

15、焊接、檢驗；低溫閥門、閥件也應符合要求。4.5 、LNG加氣站的安全技術管理LNG特有的特性和潛在的危險性，要求我們必須對 LNG加氣站進行合理的工藝、 安全設計及設備制造， 這將為搞好 LNG站的安全技術管理打下良好的碁礎。4.5.1 、LNG加氣站的機構與人員配量應有專門的機構負責 LNG加氣站的安全技術管理； 同時應配備專業(yè)技術管理人員； 還有崗位操作人員均應經(jīng)專業(yè)技術培訓， 經(jīng)考核合格后方可上崗。4.5.2 技術管理4.5.1 、建立健全 LNG加氣站的技術檔案包括前期的科研文件、初步設計文件、施工圖、整套施工資料、相關部門的審批手續(xù)及文件等4.5.2 、制定各崗位的操作規(guī)程包括 LN

16、G卸車操作規(guī)程、 LNG加氣機操作規(guī)程、 LNG儲罐增壓操作規(guī)程、 BOG儲罐操作規(guī)程、消防操作規(guī)程、 LNG 進出站稱重計量操作規(guī)程等。4.5.3 、做好 LNG加氣站技術改造計劃4.6 生產(chǎn)安全管理4.6.1 、做好崗位人員的安全技術培訓包括 LNG加氣站工藝流程、 設備的結構及工作原理、 崗位操作規(guī)程、設備的日常維護及保養(yǎng)知識、消防器材的使用與保養(yǎng)等，都應進 行培訓，做到應知應會。4.6.2 、建立各崗位的安全生產(chǎn)責任制度，設備巡回檢查制度這也是標準安全行為的前提。 如對長期靜放的LNG應定期倒罐并形成制度，以防“翻滾”現(xiàn)象的發(fā)生。4.6.3 、建立運行各類原始記錄包括卸車記錄、巡檢記錄

17、、各設備運行維修記錄等。4.6.4 建立事故應急搶險救援預案預案應對搶救的組織、 分工、報警、各種事故如 LNG少量泄漏、大量泄漏、直至著火等的處置方法等，應詳細明確。并定期進行演練，形成制度4.6.5 、加強消防設施的管理重點對消防水池罐 、消防泵、干粉滅火設施、可燃氣體報警器報警設施要定期檢修測 ，確保其完好有效。4.6.6 加強日常的安全檢查與考核通過檢查與考核， 標準操作行為， 杜絕違章操作， 克服麻痹思想。如 LNG的卸車標準，從槽車進站、計量稱重、槽車就位、槽車增壓、軟管連接、靜電接地線連接、卸車、卸車完畢后BOG的回收、槽車離站以及卸車過程中的巡檢、卸車臺位與進液儲罐的安全等等，

18、都 應有一套完整的規(guī)程要求。4.7 、設備管理應加強對 LNG加氣站的生產(chǎn)設備 儲罐、加氣設備等的管理。4.7.1 、建立健全生產(chǎn)設備的臺帳、卡片、專人管理，做到帳、 卡、物相符。 LNG儲罐等壓力容器應取得壓力容器使用證；設備的使用說明書、合格證、質(zhì)量明書、監(jiān)督檢驗證書、產(chǎn)品竣工圖、工 藝結構圖、維修記錄等應保存完好并歸檔。4.7.2 、建立完善的設備管理制度、維修保養(yǎng)制度和完好標準。具體的生產(chǎn)設備應用專人負責，定期維護保養(yǎng)。4.7.3 、強化設備的日常維護與巡回檢查LNG儲罐：外觀是否清潔；是否存在腐蝕現(xiàn)象；是否存在結霜、冒汗情況；安全附件是否完好；基礎是否牢固等。LNG 加氣機、氣化器：外觀是否清潔； 氣化結霜是否均勻； 焊口是否有開裂泄漏現(xiàn)象；安全附件是否正常完好。LNG工藝管線：裝卸車管線、LNG儲罐出液線保溫層是否完好；裝卸車及出液氣化過程中工藝管線伸縮情況是否正常； 是否有焊口泄漏現(xiàn)象； 工藝管線上的閥門 特別是低溫閥門 是否有泄漏現(xiàn)象； 法蘭連接處是否存在泄漏現(xiàn)象；安全附件是否完好。4.7.4 抓好設備的定期檢查1、LNG儲罐：儲罐的整體外觀情況周期：一年；真空粉末絕熱儲罐夾層真空度的測定周期：一年 ；儲罐的日蒸發(fā)率的測定可通過BOG的排出量來測定周