2022年LNG氣化站工藝設(shè)計(jì)流程

1、- .LNG 氣化站工藝流程LNG 卸車工藝系統(tǒng)： EAG 系統(tǒng) 平安放散氣體BOG 系統(tǒng) 蒸發(fā)氣體LNG 系統(tǒng) 液態(tài)氣態(tài)LNG 通過(guò) 大路槽車 或罐式集裝箱車 從 LNG 液化工廠 運(yùn)抵用氣城市 LNG 氣化站,利用槽車上的 空溫式升壓氣化器對(duì)槽車儲(chǔ)罐進(jìn)展升壓 或通過(guò)站設(shè)置的 卸車增壓氣化器 對(duì)罐式集裝箱車進(jìn)展升壓,使 槽車 與 LNG 儲(chǔ)罐 之間形成 肯定的壓差 ,利用此壓差將槽車中的 LNG 卸入氣化站儲(chǔ)罐；卸車完畢時(shí),通過(guò) 卸車臺(tái)氣相管道回收槽車中的氣相自然氣；卸車時(shí),為防止 LNG 儲(chǔ)罐壓力上升而影響卸車速度,當(dāng)槽車中的 LNG 溫度 低于 儲(chǔ)罐中 LNG 的溫度時(shí), 采納 上進(jìn)液方

2、式； 槽車中的低溫LNG 通過(guò)儲(chǔ)罐 上進(jìn)液管噴嘴 以噴淋狀態(tài)進(jìn)入儲(chǔ)罐,將局部氣體冷卻為液體而降低罐壓力,使卸車得以順當(dāng)進(jìn)展；假設(shè)槽車中的LNG 溫度 高于 儲(chǔ)罐中 LNG的溫度時(shí),采納 下進(jìn)液方式 ,高溫 LNG 由下進(jìn)液口進(jìn)入儲(chǔ)- .word.zl.- .罐,與罐低溫 LNG 混合而降溫, 防止高溫 LNG 由上進(jìn)液口 進(jìn)入罐蒸發(fā)而上升罐壓力導(dǎo)致卸車?yán)щy；實(shí)際操作中,由于目前 LNG 氣源地距用氣城市較遠(yuǎn),長(zhǎng)途運(yùn)輸?shù)竭_(dá)用氣城市時(shí),槽車的LNG 溫度通常高于氣化站儲(chǔ)罐中LNG 的溫度,只能采納下進(jìn)液方式；所以除 首次充裝 LNG 時(shí)采納上進(jìn)液方式外,正常卸槽車時(shí)根本都采納 下進(jìn)液 方式；為防止

3、卸車時(shí)急冷產(chǎn)生較大的溫差應(yīng)力損壞管道或影響卸車速度,每次卸車前都應(yīng)當(dāng)用儲(chǔ)罐中的LNG 對(duì)卸車管道進(jìn)展 預(yù)冷 ；同時(shí)應(yīng)防止 快速開啟或關(guān)閉閥門 使 LNG 的流速突然轉(zhuǎn)變而產(chǎn)生 液擊損壞管道 ；12 LNG 氣化站流程與儲(chǔ)罐自動(dòng)增壓 LNG 氣化站流程- LNG 氣化站的工藝流程見(jiàn)圖1；.word.zl.- .圖 1 城市 LNG 氣化站工藝流程儲(chǔ)罐自動(dòng)增壓與 LNG 氣化靠壓力推動(dòng), LNG 從儲(chǔ)罐流向空溫式氣化器,氣化為氣態(tài)自然氣后供應(yīng)用戶；隨著儲(chǔ)罐LNG 的流出,罐壓力不斷降低, LNG 出罐速度逐步變慢直至停頓；因此, 正常供氣操作中必需不斷向儲(chǔ)罐補(bǔ)充氣體,將罐壓力維護(hù)在肯定圍,才能使

4、LNG 氣化過(guò)程 連續(xù) 下去；儲(chǔ)罐的增壓是利用 自動(dòng)增壓調(diào)劑閥 和自增壓空溫式氣化器實(shí)現(xiàn)的；當(dāng)儲(chǔ)罐壓力低于自動(dòng)增壓閥的設(shè)定開啟值時(shí),自動(dòng)增壓閥翻開,儲(chǔ)罐 LNG 靠液- .word.zl.- .位差流入自增壓空溫式氣化器 高度應(yīng)低于儲(chǔ)罐的最低液位自增壓空溫式氣化器的安裝 ,在自增壓空溫式氣化器中LNG 經(jīng)過(guò)與空氣換熱氣化成氣態(tài)自然氣,然后氣態(tài)自然氣流入儲(chǔ)罐,將儲(chǔ)罐壓力升至所需的工作壓力；利用該壓力將儲(chǔ)罐 LNG 送至空溫式氣化器氣化,然后對(duì)氣化后的自然氣進(jìn)展調(diào)壓 通常調(diào)至 04MPa、計(jì)量、加臭后,送入城市中壓輸配管網(wǎng)為用戶供氣；在夏季空溫式氣化器自然氣出口溫度可達(dá) 15 ,直接進(jìn)管網(wǎng)使用；在

5、冬季或雨季,氣化器氣化效率大大降低,特殊是在冰冷的北方,冬季時(shí)氣化器出口自然氣的溫度 比環(huán)境溫度低約10 遠(yuǎn)低于0而成為低溫自然氣；為防止低溫自然氣直接進(jìn)入城市中壓管網(wǎng)導(dǎo)致管道閥門等設(shè)施產(chǎn)生 低溫脆裂 ,也為防止低溫自然氣 密度大而產(chǎn)生過(guò)大的供銷差,氣化后的自然氣需再經(jīng) 水浴式自然氣加熱器 將其溫度升到 10 ,然后再送入城市輸配管網(wǎng)；通常設(shè)置兩組以上空溫式氣化器組,相互切換使用；當(dāng)一組使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng),氣化器結(jié)霜嚴(yán)峻,導(dǎo)致氣化器氣化效率降低,出口溫度達(dá)不到要求時(shí),人工或自動(dòng)或定時(shí) 切換到另一組使用,本組進(jìn)展自然化霜備用；在自增壓過(guò)程中隨著氣態(tài)自然氣的不斷流入,儲(chǔ)罐的壓力不斷上升, 當(dāng)壓力上升到自

6、動(dòng)增壓調(diào)劑閥的關(guān)閉壓力 比設(shè)定的開啟壓力約高 10%時(shí)自動(dòng)增壓閥關(guān)閉,增壓過(guò)程完畢；- .word.zl.- .隨著氣化過(guò)程的連續(xù)進(jìn)展,當(dāng)儲(chǔ)罐壓力又低于增壓閥設(shè)定的 開啟壓力時(shí),自動(dòng)增壓閥翻開,開場(chǎng)新一輪增壓；2 LNG 氣化站工藝設(shè)計(jì)21 設(shè)計(jì)打算工程的經(jīng)濟(jì)效益據(jù)西方國(guó)家分析,不到建立工程全壽命費(fèi)用 1的設(shè)計(jì)費(fèi)對(duì)工程造價(jià)的影響度占 效益至關(guān)重要；75以上 ,設(shè)計(jì)質(zhì)量對(duì)整個(gè)建立工程的影響 LNG 氣化站造價(jià)的主要因素有 設(shè)備選型 依據(jù)供氣規(guī)模、工藝流程等確定、總圖設(shè)計(jì) 總平面布置、占地面積、地勢(shì)地貌、消防要求等、自控方案 主要是外表選型；通常,工程直接費(fèi)約占工程總造價(jià)的70%,設(shè)備費(fèi)又占工程直

7、接費(fèi)的48 50,設(shè)備費(fèi)中主要是LNG 儲(chǔ)罐的費(fèi)用；22 氣化站設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)至今我國(guó)尚無(wú)LNG 的專用設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),在 LNG 氣化站設(shè)計(jì)時(shí), 常采納的設(shè)計(jì)規(guī)為： GB 5002893.城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī) .2022年版 、GBJ 1687.建筑設(shè)計(jì)防火 規(guī).2022年版 、GB 501832022.石油自然氣工程設(shè)計(jì)防火 規(guī).、美國(guó) NFPA 59A.液化自然氣生產(chǎn)、儲(chǔ)存和裝卸標(biāo)準(zhǔn) .；其中 GB 501832022.石油自然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī) .是由中石 NFPA 59A 標(biāo)準(zhǔn)起草的,很多容和數(shù)據(jù) 油參照和套用美國(guó)來(lái)自 NFPA 59A 標(biāo)準(zhǔn)；由于NFPA 59A 標(biāo)準(zhǔn)消防要求高,導(dǎo)致工程造價(jià)高,目前難

8、以在國(guó)實(shí)施；目前國(guó) LNG 氣化站- .word.zl.設(shè)計(jì)根本參照- .GB 5002893.城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī).2022年版 設(shè)計(jì),實(shí)踐證明平安可行；23 LNG 儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)儲(chǔ)罐是 LNG 氣化站的主要設(shè)備,占有較大的造價(jià)比例,應(yīng)高度重視儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)；231 LNG 儲(chǔ)罐構(gòu)造設(shè)計(jì) LNG 儲(chǔ)罐按構(gòu)造形式可分為地下儲(chǔ)罐、地上金屬儲(chǔ)罐和金屬 / 預(yù)應(yīng)力混凝土儲(chǔ)罐3 類；地上 LNG 儲(chǔ)罐又分為金屬子母儲(chǔ)罐和金屬單罐2 種；金屬子母儲(chǔ)罐是由3 只以上子罐并列組裝在一個(gè)大型母罐即外罐 之中,子罐通常為立式圓筒形,母罐為立式平底拱蓋圓筒形；子母罐多用于自然氣液化 工廠； 城市 LNG 氣化站的儲(chǔ)罐通常采納立

9、式雙層金屬單罐,其部構(gòu)造類似于直立的暖瓶,罐支撐于外罐上,外罐之間是真空粉末絕熱層；儲(chǔ)罐容積有50m3和 100m 3,多采納 100m 3儲(chǔ)罐；對(duì)于 100m 3立式儲(chǔ)罐,其罐徑為3000mm,外罐徑為3200mm,罐體加支座總高度為 17100mm,儲(chǔ)罐幾何容積為10528m 3；232 設(shè)計(jì)壓力與運(yùn)算壓力的確定目前絕大局部100m 3立式 LNG 儲(chǔ)罐的最高工作壓力為08MPa；依據(jù) GB 1501998.鋼制壓力容器 .的規(guī)定,當(dāng)儲(chǔ)罐的最高工作壓力為08MPa 時(shí),可取設(shè)計(jì)壓力為084MPa；- .word.zl.儲(chǔ)罐的充裝系數(shù)為- .095,罐充裝 LNG 后的液柱凈壓力為0062M

10、Pa,外罐之間肯定壓力為 101MPa；5Pa,那么罐的運(yùn)算壓力為外罐的主要作用是以吊掛式或支撐式固定罐與絕熱材料,同時(shí)與罐形成高真空絕熱層；作用在外罐上的荷載主要為罐和介質(zhì)的重力荷載以及絕熱層的真空負(fù)壓；所以外罐為外壓容器,設(shè)計(jì)壓力為-01MPa；233 100m 3LNG 儲(chǔ)罐的選材正常操作時(shí)LNG 儲(chǔ)罐的工作溫度為-162 3,第一次投用前要用 -196 的液氮 對(duì)儲(chǔ)罐進(jìn)展 預(yù)冷 ,那么儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)溫度為 -196 ；罐既要承擔(dān)介質(zhì)的工作壓力,又要承擔(dān) LNG的低溫,要求罐材料必需具有良好的 低溫綜合機(jī)械性能,尤其要具有良好的低溫韌性,因此罐材料采納 于 ASME 美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì) 標(biāo)準(zhǔn)

11、的 304；0Crl8Ni9 ,相當(dāng)不銹鋼牌號(hào)“304 S30400 是美國(guó)不銹鋼標(biāo)準(zhǔn) 如 ASTM 標(biāo)準(zhǔn)中的牌號(hào)名稱,它是 188型 Cr-Ni 奧式體不銹鋼的典型牌號(hào),由于其具有優(yōu)良的綜合性能,用途特別廣泛, 其產(chǎn)銷量占到奧式體不銹鋼的 80%左右 ,在我國(guó)新制定的不銹鋼牌號(hào)標(biāo)準(zhǔn) GBT20878 2022中,與之對(duì)應(yīng)的牌號(hào)是 OCrl8Ni9 ；06Crl9Nil0舊牌號(hào)為30406Crl9Nil0鋼的主要特性是：- .word.zl.- .具有優(yōu)良的 不銹耐腐蝕性能 和較好的 抗晶間腐蝕性能 ；對(duì)氧化性酸,如在濃度65%的沸騰溫度以下的硝酸中,具有很強(qiáng)的抗腐蝕性 ；對(duì)堿溶液及大局部有機(jī)

12、酸和無(wú)機(jī)酸亦具有良好的 耐腐蝕才能 ；具有優(yōu)良的 冷熱加工和成型性能；可以加工生產(chǎn)板、 管、絲、帶、型各種產(chǎn)品,適用于制造冷鐓、深沖、深拉伸成型的零件；低溫性能較好；在 -180條件下,強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、斷面收縮率都很好；由于沒(méi)有脆性轉(zhuǎn)變溫度,常在低溫下使用；具有良好的 焊接性能 ；可采納通常的 焊接方法焊接, 焊前焊后均不需熱處理 ；304 鋼也有性能上的缺乏之處：大截面尺寸鋼件焊接后對(duì)晶間腐蝕敏銳；在含 c1 水中包括濕態(tài)大氣 對(duì)應(yīng)力腐蝕特別敏銳；力學(xué)強(qiáng)度偏低,切削性能較差等；由于 304 鋼有性能上的缺乏, 人們?cè)谏a(chǎn)和使用中想方法揚(yáng)長(zhǎng)避短,盡量發(fā)揮開展它的優(yōu)良性能,克制它的缺乏之處； 于是

13、,通過(guò)討論開發(fā), 依據(jù)不同使用環(huán)境或條件的特定要求,對(duì)其化學(xué) 成分進(jìn)展調(diào)整,開展出了滿意某些特性使用要求的 304衍生牌號(hào)；表 1 列出了美國(guó)材料和試驗(yàn)協(xié)會(huì)不銹鋼牌號(hào)標(biāo)準(zhǔn) ASTMA959 04 中的牌號(hào) 304及其衍生牌號(hào)與日本 JIS、我國(guó) GB、2 一表 國(guó)際 ISO、歐洲 EN 等不銹鋼標(biāo)準(zhǔn)中相應(yīng)牌號(hào)的對(duì)比；表 6 分別列出了相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)中各牌號(hào)的化學(xué)成分；- .word.zl.- .從表 1 看出, ASTMA959 04中, 304 及其衍生牌號(hào)共有10個(gè)；日本 JIS標(biāo)準(zhǔn)中亦為 10 個(gè),但能與 ASTM 牌號(hào)對(duì)應(yīng)的那么 是 6 個(gè),其他 4 個(gè)牌號(hào) SUS304J1、SUS304J

14、2、SUS304J3、SUS304Cu 應(yīng)當(dāng)是 JIS自己開發(fā)的 304衍生牌號(hào)；綜觀 304 及衍生牌號(hào)的化學(xué)成分,可以認(rèn)為,所謂衍生牌號(hào)就是對(duì) 304的化學(xué)成分進(jìn)展了某些調(diào)整,而產(chǎn)生了變異的304 牌號(hào)；例如：碳含量： 降低或提高碳含量； 304L 為超低碳的 304鋼；降低碳含量可以改善耐蝕性能,特殊是 304 鋼對(duì)焊后的晶間腐蝕敏銳性,在滿意力學(xué)強(qiáng)度要求的條件下,可用于制造大截面尺寸的焊接件； 304H,將碳含量提高到0.10%,增加 304 鋼的強(qiáng)度,并使奧氏體更加穩(wěn)固, 比 304 鋼更適于在低溫環(huán)境和無(wú)磁部件方面使 用；氮含量： 參與氮元素； 304NSUS304N1、XM-21

15、SUS304N2、304LN 等都是；由于氮的 固溶強(qiáng)化 作用,提高了 304 和 304L 鋼 的強(qiáng)度 ,且不顯著降低鋼的 塑性和韌性 ,同時(shí)鋼的耐晶間腐蝕性、耐點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕性都有進(jìn)一步改善；銅含量：參與肯定含量的銅；銅使奧氏體更加穩(wěn)固 ；一方面可以 提高 鋼的不銹性和耐蝕性,特殊是對(duì)復(fù)原性介質(zhì) 如硫酸 的耐蝕性更好； 另方面那么降低鋼的強(qiáng)度和冷加工硬化傾向,改善鋼的塑性；如 S3043006Crl8Nil9Cu3、SUSXM7、SUS304J306Crl8Nil9Cu2等,這些鋼與304 比,在較小變形力的- .word.zl.- .作用下,可獲得更大的冷變形,更適于冷鐓、冷擠壓作緊固件

16、用 或深沖、拉伸等用途；這里要特殊提出的是,日本JIS標(biāo)準(zhǔn)中, 304鋼的衍生牌號(hào)有 5 個(gè)含銅, 其中有 3 個(gè)牌號(hào)即 SUS304Cu、SUS304J1、SUS304J2僅用于生產(chǎn)板帶產(chǎn)品,而SUS304J1和 SUS304J2兩個(gè)牌號(hào)的化學(xué)成分,那么在304的根底上作了較大調(diào)整見(jiàn)表 3,鉻、鎳含量都有所降低, Cr 為 15.00%18.00%,Ni 為 6.00%一 9.00%,仍將Mn 提高到 3.00%或 5.00%,Cu 含量為 1.00%一 3.00%；這兩個(gè)牌號(hào)有用錳或銅代鎳的意思；這兩種鋼的板帶可能是適用于作一般耐蝕條件下用的通過(guò)冷加工如深沖、深拉伸變形成型的部件或制品；依

17、據(jù)罐的運(yùn)算壓力和所選材料,罐的運(yùn)算厚度和設(shè)計(jì)厚度分別為 111mm 和 120mm；作為常溫外壓容器,外罐材料選用低合金容器鋼16MnR,其設(shè)計(jì)厚度為100mm；234 接收設(shè)計(jì)開設(shè)在儲(chǔ)罐罐上的接收口 有：上進(jìn)液口、下進(jìn)液口、出液口、氣相口、測(cè)滿口、上液位計(jì)口、下液位計(jì)口、工藝人孔 8 個(gè)接收口；罐上的接收材質(zhì)都為 為便于 定期測(cè)量真空度和抽真空有抽真空口 抽完真空后該管口被封閉0Cr18Ni9；,在外罐下封頭上開設(shè)；為防止真空失效和罐介質(zhì)漏入外罐,在外罐上封頭設(shè)置防爆裝置；.word.zl.- - .235 液位測(cè)量裝置設(shè)計(jì) 為防止儲(chǔ)罐 LNG 充裝 過(guò)量 或運(yùn)行中罐 LNG 太少 危及儲(chǔ)罐

18、和工藝系統(tǒng)平安,在儲(chǔ)罐上分別設(shè)置測(cè)滿口與差壓式液位計(jì)兩套獨(dú)立液位測(cè)量裝置,其靈敏度與牢靠性對(duì) LNG 儲(chǔ)罐的平安至關(guān)重要；在向儲(chǔ)罐充裝LNG 時(shí),通過(guò)差壓式液位計(jì)所顯示的靜壓力讀數(shù),可從靜壓力與充裝質(zhì)量對(duì)比表上直 觀便利地讀出罐 LNG 的液面高度、體積和質(zhì)量；當(dāng)?shù)竭_(dá)充裝上限時(shí), LNG 液體會(huì)從測(cè)滿口溢出,斷進(jìn)料 ；儲(chǔ)罐自控系統(tǒng)仍設(shè)有高限報(bào)警提示操作人員 手動(dòng)切 充裝量為罐容的85、緊急迫斷 充裝量為罐容的 95、低限報(bào)警 剩余 LNG量為罐容的 10；236 絕熱層 設(shè)計(jì)LNG 儲(chǔ)罐的絕熱層有以下 3 種形式：高真空多層纏繞式絕熱層 集裝箱車；多用于 LNG 槽車和罐式正壓積累絕熱層；這種

19、絕熱方式是將絕熱材料積累 在外罐之間的夾層中,夾層通氮?dú)?,通常絕熱層較厚；廣泛應(yīng)用于 大中型 LNG 儲(chǔ)罐和儲(chǔ)槽 ,例如立式金屬 LNG 子母儲(chǔ)罐；真空粉末絕熱層；常用的單罐公稱容積為 100m 3和50m 3 的圓筒形雙金屬LNG 儲(chǔ)罐通常采納這種絕熱方式；在LNG 儲(chǔ)罐外罐之間的夾層中填充 粉末 珠光砂 ,然后將該夾- .word.zl.- .層抽成 高真空 ；通常用蒸發(fā)率來(lái)衡量?jī)?chǔ)罐的絕熱性能；目前國(guó)產(chǎn) LNG 儲(chǔ)罐的日靜態(tài)蒸發(fā)率體積分?jǐn)?shù) 237 LNG 儲(chǔ)罐總?cè)萘?03；儲(chǔ)罐總?cè)萘客ǔ０磧?chǔ)存 3d 頂峰月平均日用氣量確定；同時(shí)仍應(yīng)考慮氣源點(diǎn)的個(gè)數(shù)、氣源廠檢修時(shí)間、氣源運(yùn)輸周期、用戶用氣

20、波動(dòng)情形等因素；對(duì)氣源的要不少于 2 個(gè)供氣點(diǎn)；假設(shè)只有 1 個(gè)供氣點(diǎn),那么儲(chǔ)罐總?cè)萘咳砸紤]氣源廠檢修時(shí)能保證正常供氣；24 BOG 緩沖罐對(duì)于調(diào)峰型LNG 氣化站, 為了回收非調(diào)峰期 接卸 槽車 的余氣和 儲(chǔ)罐中 的 BOGBoil Off Gas ,蒸發(fā)氣體 ,或?qū)τ谧匀粴饣鞖庹緸榱藙蚍Q混氣,常在 BOG 加熱器的出口增設(shè) BOG 緩沖罐 ,其容量按回收槽車余氣量設(shè)置；25 氣化器、加熱器選型設(shè)計(jì)251 儲(chǔ)罐增壓氣化器按 100m 3的 LNG 儲(chǔ)罐裝滿 90m 3的 LNG 后,在 30min將 10m 3 氣相空間的壓力由卸車狀態(tài)的04MPa 升壓至工作狀態(tài)的 06MPa 進(jìn)展運(yùn)算；

21、據(jù)運(yùn)算結(jié)果,每臺(tái)儲(chǔ)罐選用 1 臺(tái)氣化量為 200m 3/h 的空溫式氣化器為儲(chǔ)罐增壓,LNG 進(jìn)增壓氣化器的溫度為 -162 3,氣態(tài)自然氣出增壓氣化器的溫度為-145 ；- .word.zl.- .設(shè)計(jì)多采納 1 臺(tái) LNG 儲(chǔ)罐帶 1 臺(tái)增壓氣化器；也可多臺(tái)儲(chǔ)罐共用 1 臺(tái)或 1 組氣化器增壓,通過(guò)閥門切換,可簡(jiǎn)化流程,削減設(shè)備,降低造價(jià)；252 卸車增壓氣化器由于 LNG 集裝箱罐車上不配備增壓裝置,因此站設(shè)置氣化量為 300m 3/h 的卸車增壓氣化器,將罐車壓力增至06MPa；LNG 進(jìn)氣化器溫度為 化器溫度為 -145 ；253 BOG 加熱器-162 3,氣態(tài)自然氣出氣由于站 B

22、OG 發(fā)生量 最大 的是回收槽車卸車后的氣相天 然氣,故 BOG 空溫式加熱器的設(shè)計(jì)才能按此進(jìn)展運(yùn)算,回收槽車卸車后的氣相自然氣的時(shí)間按30min 計(jì)；以 1 臺(tái) 40m 3的槽車壓力從06MPa 降至 03MPa 為例,運(yùn)算出所需BOG空溫式氣化器的才能為240m 3/h ；一般依據(jù)氣化站可同時(shí)接卸槽車的數(shù)量選用 BOG 空溫式加熱器； 通常 BOG 加熱器的加熱才能為 5001000m 3/h ；在冬季使用水浴式自然氣加熱器時(shí),將 BOG 用作熱水鍋爐的燃料,其余季節(jié)送入城市輸配管網(wǎng)；254 空溫式氣化器空溫式氣化器是LNG 氣化站向城市供氣的主要?dú)饣O(shè)施；氣化器的氣化才能按頂峰小時(shí)用氣量

23、確定,并留有肯定- .word.zl.- .的余量,通常按頂峰小時(shí)用氣量的1315 倍確定；單臺(tái)氣化器的氣化才能按 2022m 3/h 運(yùn)算, 24 臺(tái)為一組,設(shè)計(jì) 上配置 23 組,相互切換使用；255 水浴式自然氣加熱器 當(dāng)環(huán)境溫度較低,空溫式氣化器出口氣態(tài)自然氣溫度低 于 5時(shí),在空溫式氣化器后串聯(lián)水浴式自然氣加熱器,對(duì) 氣化后的自然氣進(jìn)展加熱；加熱器的加熱才能按頂峰小時(shí)用 氣量的 1315 倍確定；256 平安放散氣體 EAG 加熱器LNG 是以甲烷為主的液態(tài)混合物,常壓下的沸點(diǎn)溫度為-161 5,常壓下儲(chǔ)存溫度為 -162 3,密度約 430 kg/m 3；當(dāng) LNG 氣化為氣態(tài)自然

24、氣時(shí),其臨界浮力溫度為-107 ；當(dāng)氣態(tài)自然氣溫度高于-107 時(shí),氣態(tài)自然氣比空氣輕,將從泄漏處上升飄走；當(dāng)氣態(tài)自然氣溫度低于-107 時(shí),氣態(tài)天然氣比空氣重, 低溫氣態(tài)自然氣會(huì)向下積聚,與空氣形成可 燃性爆炸物；為了防止平安閥放空的低溫氣態(tài)自然氣向下積 聚形成爆炸性混合物, 設(shè)置 1 臺(tái)空溫式平安放散氣體加熱器,放散氣體先通過(guò)該加熱器加熱,使其密度小于空氣,然后再 引入高空放散；EAG 空溫式加熱器設(shè)備才能按100m 3儲(chǔ)罐的最大平安放散量進(jìn)展運(yùn)算； 經(jīng)運(yùn)算,100m 3儲(chǔ)罐的平安放散量為 500m 3/h ,- .word.zl.- .設(shè)計(jì)中挑選氣化量為 500m 3/h 的空溫式加熱器

25、 1 臺(tái)；進(jìn)加熱器氣體溫度取 -145 ,出加熱器氣體溫度取-15 ；對(duì)于南方不設(shè) EAG 加熱裝置的 LNG 氣化站, 為了防止平安閥起跳后放出的低溫LNG 氣液混合物冷灼傷操作人員,應(yīng)將單個(gè)平安閥放散管和儲(chǔ)罐放散管接入集中放散總管放 散；26 調(diào)壓、計(jì)量與加臭裝置依據(jù) LNG 氣化站的規(guī)模選擇調(diào)壓裝置； 通常設(shè)置 2 路調(diào)壓裝置, 調(diào)壓器選用帶指揮器、超壓切斷的自力式調(diào)壓器；計(jì)量采納渦輪番量計(jì)；加臭劑采納四氫噻吩 ,加臭以 隔膜式計(jì)量泵 為動(dòng)力,依據(jù)流量信號(hào)將加臭劑注入燃?xì)夤艿?中；27 閥門與管材管件選型設(shè)計(jì)271 閥門選型設(shè)計(jì)工藝系統(tǒng)閥門應(yīng)滿意輸送LNG 的壓力和流量要求,同時(shí)必需具備

26、耐 -196 的低溫性能；常用的 LNG 閥門主要有增 壓調(diào)劑閥、 減壓調(diào)劑閥、 緊急迫斷閥、 低溫截止閥、 平安閥、止回閥等； 閥門材料為 0Cr18Ni9；272 管材、管件、法蘭選型設(shè)計(jì)介質(zhì)溫度 -20 的管道采納輸送流體用不銹鋼無(wú)縫- .word.zl.- .鋼管 GB/T 14976 2022,材質(zhì)為 0Cr18Ni9；管件均采納材質(zhì)為 0crl8Ni9 的無(wú)縫沖壓管件GB/T 12459 90；法蘭采納凹凸面長(zhǎng)頸對(duì)焊鋼制管法蘭 HG 20592 97,其材質(zhì)為0Cr18Ni9；法蘭密封墊片采納金屬纏繞式墊片,材質(zhì)為0crl8Ni9；緊固件采納專用 雙頭螺柱、 螺母,材質(zhì)為 0Crl

27、8Ni9 ；介質(zhì)溫度 - 20 的工藝管道,當(dāng)公稱直徑 mm 200時(shí),采納輸送流體用無(wú)縫鋼管GB/T8163 1999,材質(zhì)為 20號(hào)鋼；當(dāng)公稱徑 200mm 時(shí)采納焊接鋼管 GB/T 3041 2022,材質(zhì)為 Q235B；管件均采納材質(zhì)為20 號(hào)鋼的無(wú)縫沖壓管件GB/T 12459 90；法蘭采納凸面帶頸對(duì)焊鋼制管法蘭 HG 2059297,材質(zhì)為 20 號(hào)鋼；法蘭密封墊片采納柔性石墨復(fù)合墊片 HG 2062997；LNG 工藝管道安裝除必要的法蘭連接外,均采納焊接連接； 低溫工藝管道用聚氨酯絕熱管托和復(fù)合聚乙烯絕熱管 殼進(jìn)展絕熱；碳素鋼工藝管道作防腐處理；273 冷收縮問(wèn)題 LNG 管

28、道通常采納奧氏體不銹鋼管,材質(zhì)為 0crl8Ni9 ,雖然其具有優(yōu)異的低溫機(jī)械性能,但冷收縮率高達(dá) 0003；站區(qū) LNG 管道在常溫下安裝,在低溫下運(yùn)行,前后溫差高 達(dá) 180 ,存在著較大的冷收縮量和溫差應(yīng)力,通常采納 “ 門 形 補(bǔ)償裝置補(bǔ)償工藝管道的冷收縮；- .word.zl.- .28 工藝掌握點(diǎn)的設(shè)置LNG 氣化站的工藝掌握系統(tǒng)包括站工藝裝置的運(yùn)行參數(shù)采集和自動(dòng)掌握、遠(yuǎn)程掌握、聯(lián)鎖 掌握和越限報(bào)警；掌握點(diǎn)的設(shè)置包括以下容：卸車進(jìn)液總管壓力；空溫式氣化器出氣管壓力與溫度；水浴式自然氣加熱器出氣管壓力與溫度； LNG 儲(chǔ)罐的液位、壓力與報(bào)警聯(lián)鎖； BOG 加熱器壓力；調(diào)壓器后壓力；出

29、站流量；加臭機(jī) 自帶外表掌握 ；29 消防設(shè)計(jì)LNG 氣化站的消防設(shè)計(jì)依據(jù)CB 5002893.城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī).2022年版 LPG 局部進(jìn)展；在LNG 儲(chǔ)罐四周設(shè)置圍堰區(qū), 以保證將儲(chǔ)罐發(fā)生事故時(shí)對(duì)四周設(shè)施造成的危害降低到最小程度；在LNG 儲(chǔ)罐上設(shè)置噴淋系統(tǒng),噴淋強(qiáng)度為0 15 L/s m 2,噴淋用水量按著火儲(chǔ)罐的全外表積運(yùn)算, 距著火儲(chǔ)罐直徑 外表積的 50運(yùn)算；水槍用水量按15 倍圍的相鄰儲(chǔ)罐按其 GBJ 1687.建筑設(shè)計(jì)防火規(guī) .2022年版 和 GB 5002893.城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī) .2022年版選??；- .word.zl.- .3 運(yùn)行治理 31 運(yùn)行根本要求LNG 氣化站運(yùn)

30、行的 根本要：防止 LNG 和氣態(tài)自然氣 泄漏 從而與空氣形成爆炸性 混合物；排除 引發(fā)燃燒、爆炸的根本條件, 按規(guī)要求對(duì) LNG工藝系統(tǒng)與設(shè)備進(jìn)展消防愛(ài)護(hù)；防止LNG 設(shè)備 超壓和超壓排放 ；防止 LNG 的低溫特性和 龐大的溫差 對(duì)工藝系統(tǒng)的危害及對(duì)操作人員的 冷灼傷 ；32 工藝系統(tǒng) 預(yù)冷在 LNG 氣化站竣工后正式投運(yùn)前,應(yīng)使用 液氮 對(duì)低溫系統(tǒng)中的設(shè)備和工藝管道進(jìn)展 枯燥、預(yù)冷、惰化和鈍化 ；預(yù)冷時(shí)利用液氮槽車閥門的開啟度來(lái)掌握管道或設(shè)備的冷卻速率1 /min ；管道或設(shè)備溫度每降低20 ,停頓預(yù)冷,檢查系統(tǒng)氣密性和管道與設(shè)備的位移；預(yù)冷完畢后用 LNG 儲(chǔ)罐殘留的液氮?dú)饣蟠祾?、?/p>

31、換常溫設(shè)備及管道,最終用 LNG 將儲(chǔ)罐中的液氮置換出來(lái),就可正式充裝 LNG 進(jìn)展供氣；33 運(yùn)行治理與平安愛(ài)護(hù)331 LNG 儲(chǔ)罐的壓力掌握正常運(yùn)行中,必需將LNG 儲(chǔ)罐的操作壓力掌握在答應(yīng)的圍；華南地區(qū)LNG 儲(chǔ)罐的正常工作壓力圍為0307MPa,罐壓力低于設(shè)定值時(shí),可利用自增壓氣化器和自增壓閥對(duì)儲(chǔ)罐進(jìn)展增壓；增壓下限由自增壓閥開啟壓力確定,增壓上限由自增壓閥的自動(dòng)關(guān)閉壓力確定,其值通常比設(shè)定的自增壓閥開啟壓力約高15；例如：當(dāng)LNG 用作城- .word.zl.- .06MPa,市燃?xì)庵鳉庠磿r(shí), 假設(shè)自增壓閥的開啟壓力設(shè)定為自增壓閥的關(guān)閉壓力約為 009MPa；069 MPa,儲(chǔ)罐的增

32、壓值為儲(chǔ)罐的最高工作壓力由設(shè)置在儲(chǔ)罐低溫氣相管道上的自動(dòng)減壓調(diào)劑閥的定壓值前壓 限定；當(dāng)儲(chǔ)罐最高工作壓力到達(dá)減壓調(diào)劑閥設(shè)定開啟值時(shí),減壓閥自動(dòng)開啟卸壓,以保 護(hù)儲(chǔ)罐平安；為保證增壓閥和減壓閥工作時(shí)互不干擾,增壓閥的關(guān)閉壓力與減壓閥的開啟壓力不能重疊,應(yīng)保證 005MPa以上的壓力差；考慮兩閥的制造精度,相宜的壓 力差應(yīng)在設(shè)備調(diào)試中確定；332 LNG 儲(chǔ)罐的超壓愛(ài)護(hù)LNG 在儲(chǔ)存過(guò)程中會(huì)由于儲(chǔ)罐的“環(huán)境漏熱 而緩慢蒸發(fā) 日靜態(tài)蒸發(fā)率體積分?jǐn)?shù) 03,導(dǎo)致儲(chǔ)罐的壓力逐 步上升,最終危及儲(chǔ)罐平安；為保證儲(chǔ)罐平安運(yùn)行,設(shè)計(jì)上 采納儲(chǔ)罐 減壓調(diào)劑閥、壓力報(bào)警手動(dòng)放散、平安閥起跳 三級(jí) 平安愛(ài)護(hù)措施來(lái)進(jìn)展

33、儲(chǔ)罐的超壓愛(ài)護(hù)；其愛(ài)護(hù)次序?yàn)椋寒?dāng)儲(chǔ)罐壓力上升到減壓調(diào)劑閥設(shè)定開啟 值時(shí),減壓調(diào)劑閥自動(dòng)翻開泄放氣態(tài)自然氣；當(dāng)減壓調(diào)劑閥 失靈,罐壓力連續(xù)上升,到達(dá)壓力報(bào)警值時(shí),壓力報(bào)警,手 動(dòng)放散卸壓；當(dāng)減壓調(diào)劑閥失靈且手動(dòng)放散未開啟時(shí),平安 閥起跳卸壓,保證 LNG 儲(chǔ)罐的運(yùn)行平安；對(duì)于最大工作壓力為 080MPa 的 LNG 儲(chǔ)罐,設(shè)計(jì)壓力為084MPa,減壓- .word.zl.- .調(diào)劑閥的設(shè)定開啟壓力為076MPa,儲(chǔ)罐報(bào)警壓力為078MPa,平安閥開啟壓力為 080MPa,平安閥排放壓力 為 088MPa；333 LNG 的翻動(dòng)與預(yù)防 LNG 在儲(chǔ)存過(guò)程中可能顯現(xiàn)分層而引起翻動(dòng),致使 LNG 大量

34、蒸發(fā)導(dǎo)致儲(chǔ)罐壓力快速上升而超過(guò)設(shè)計(jì)壓力 7,如 果不能準(zhǔn)時(shí)放散卸壓,將嚴(yán)峻危及儲(chǔ)罐的平安；大量討論證明,由于以下緣由引起 致翻動(dòng)：LNG 顯現(xiàn)分層而導(dǎo)儲(chǔ)罐中先后充注的 LNG 產(chǎn)地不同、組分不同而導(dǎo)致密度不同；先后充注的LNG 溫度不同而導(dǎo)致密度不同；先充注的 LNG 由于輕組分甲烷的蒸發(fā)與后充注的LNG 密度不同；要防止 LNG 產(chǎn)生翻動(dòng)引發(fā)事故,必需防止儲(chǔ)罐的 LNG顯現(xiàn)分層,常采納如下措施；將不同氣源的 LNG 分層；LNG 分開儲(chǔ)存,防止因密度差引起為防止先后注入儲(chǔ)罐中的 LNG 產(chǎn)生密度差,實(shí)行以下充注方法：a槽車中的LNG 與儲(chǔ)罐中的LNG 密度相近時(shí)從儲(chǔ)罐的下進(jìn)液口充注；- .w

35、ord.zl.b槽車中的輕質(zhì)- .LNG 充注到重質(zhì)LNG 儲(chǔ)罐中時(shí)從儲(chǔ)罐的下進(jìn)液口充注；c槽車中的重質(zhì)LNG 充注到輕質(zhì)LNG 儲(chǔ)罐中時(shí),從儲(chǔ)罐的上進(jìn)液口充注；儲(chǔ)罐中的進(jìn)液管使用混合噴嘴和多孔管,可使新充注的 LNG 與原有 LNG 充分混合,從而防止分層；對(duì)長(zhǎng)期儲(chǔ)存的 止而分層；LNG ,實(shí)行定期倒罐的方式防止其因靜334 運(yùn)行監(jiān)控與平安愛(ài)護(hù) LNG 儲(chǔ)罐高、低液位緊急迫斷；在每臺(tái) LNG 儲(chǔ)罐的 進(jìn)液管和出液管上均裝設(shè)氣動(dòng)緊急迫斷閥,在緊急情形下,可在卸車臺(tái)、儲(chǔ)罐區(qū)、掌握室緊急迫斷進(jìn)出液管路；在進(jìn)液 管緊急迫斷閥的進(jìn)出口管路和出液管緊急迫斷閥的出口管 路上分別安裝管道平安閥,用于緊急迫斷

36、閥關(guān)閉后管道泄 壓；氣化器后溫度超限報(bào)警,聯(lián)鎖關(guān)斷氣化器進(jìn)液管；重 點(diǎn)是對(duì)氣化器出口氣體溫度進(jìn)展檢測(cè)、報(bào)警和聯(lián)鎖；正常操 作時(shí),當(dāng)?shù)竭_(dá)額定負(fù)荷時(shí)氣化器的氣體出口溫度比環(huán)境溫度 低 10 ；當(dāng)氣化器結(jié)霜過(guò)多或發(fā)生故障時(shí),通過(guò)溫度檢測(cè)超 限報(bào)警、聯(lián)鎖關(guān)斷氣化器進(jìn)液管實(shí)現(xiàn)對(duì)氣化器的掌握；在 LNG 工藝裝置區(qū)設(shè)自然氣泄漏濃度探測(cè)器；當(dāng)其 濃度超越報(bào)警限值時(shí)發(fā)出聲、光報(bào)警信號(hào),并可在掌握室迅- .word.zl.- .速關(guān)閉進(jìn)、出口電動(dòng)閥；挑選超壓切斷式調(diào)壓器；調(diào)壓器出口壓力超壓時(shí),自 動(dòng)切換；調(diào)壓器后設(shè)平安放散閥,超壓后平安放散；自然氣出站管路均設(shè)電動(dòng)閥,可在掌握室快速切斷；出站閥后壓力高出設(shè)定報(bào)警

37、壓力時(shí)聲光報(bào)警；緊急情形時(shí),可遠(yuǎn)程關(guān)閉出站電動(dòng)閥；4 結(jié)語(yǔ) 操作中應(yīng)優(yōu)先采納增壓調(diào)劑閥的自動(dòng)開關(guān)功能實(shí)現(xiàn) 儲(chǔ)罐的自動(dòng)增壓；假設(shè)自增壓閥關(guān)閉不嚴(yán),增壓完畢時(shí)必需 將增壓氣化器進(jìn)液管根閥關(guān)閉； LNG 儲(chǔ)罐的工作壓力、 設(shè)計(jì)壓力、 運(yùn)算壓力分別有不 同的定義和特定用途,不能將運(yùn)算壓力誤作為設(shè)計(jì)壓力,以 免錯(cuò)設(shè)儲(chǔ)罐平安閥開啟壓力；采納儲(chǔ)罐減壓調(diào)劑閥、壓力報(bào)警手動(dòng)放散、平安閥起 跳三級(jí)平安措施愛(ài)護(hù)儲(chǔ)罐時(shí),其壓力設(shè)定由低到高依次為：減壓調(diào)劑閥定壓值、壓力報(bào)警定壓值、平安閥定壓值；在滿意 LNG 儲(chǔ)罐整體運(yùn)輸與吊裝要求的前提下,提 高單罐公稱容積、削減儲(chǔ)罐數(shù)量、簡(jiǎn)化工藝管路和削減低溫外表與閥門數(shù)量, 是合

38、理降低LNG 氣化站造價(jià)的有效措施；為促進(jìn) LNG 的平安利用,應(yīng)盡快公布先進(jìn)適用、符 合國(guó)情的 LNG 設(shè)計(jì)規(guī)；- .word.zl.- .液化自然氣是氣田開采出來(lái)的自然氣,經(jīng)過(guò)脫水、脫酸性氣體和重?zé)N類 ,然后壓縮、膨脹、液化而成；LNG 接收站的主要功能是接收、儲(chǔ)存和將LNG 再氣化 ,并通過(guò)管網(wǎng)向電廠和城市用戶供氣 ,也可通過(guò)槽車向用戶直接供應(yīng) LNG ；目前主要有 3 種類型 LNG 接收終端：一是氣源型接收終端,由于遠(yuǎn)離用戶需要長(zhǎng)距離管道輸送,外送輸氣管道壓力一般為 5.09.0MPa；二是調(diào)峰型接收終端,為事故應(yīng)急及調(diào)峰,LNG 儲(chǔ)罐規(guī)模小且靠近用戶,外送輸氣管道壓力一般為2.03

39、.0MPa；三是衛(wèi)星型接收終端,主要針對(duì)小圍區(qū)域用戶 供氣,外送輸氣管道壓力接近城市中壓或次高壓配氣管網(wǎng)壓 力,一般為 0.10.8MPa；LNG 工程通常由LNG 碼頭、 LNG 接收站、輸氣管線、LNG 電廠和城市用戶組成；1 再冷凝工藝和直接壓縮工藝比照1.1. 流程比照- .word.zl.- .依據(jù)對(duì)儲(chǔ)罐冷損產(chǎn)生BOG蒸發(fā)氣體 處理方式的不同,LNG 接收終端外輸工藝分為直接壓縮工藝和再冷凝工藝；兩種工藝并無(wú)本質(zhì)上的區(qū)分；直接壓縮工藝,是指LNG 儲(chǔ)罐 BOG 通過(guò)壓縮機(jī)直接加壓到管網(wǎng)所需壓力后,進(jìn)入外輸管網(wǎng)輸送,儲(chǔ)罐 LNG 通過(guò)罐泵加壓后送入氣化器氣化進(jìn)入外輸管網(wǎng)輸送,不需要設(shè)置

40、再冷凝器,其次級(jí)外輸泵的設(shè)置視外輸管網(wǎng)壓力上下而定；直接壓縮工藝設(shè)備少,流程簡(jiǎn)潔；再冷凝工藝是指罐BOG 通過(guò)壓縮機(jī)加壓1MPa 左右,與罐低壓泵輸送一樣壓力的局部過(guò)冷LNG 液體,兩者依據(jù)一定比例在再冷凝器中直接換熱,利用加壓后過(guò)冷的 LNG 自身“ 顯冷特性將大局部BOG 冷凝,與另一局部罐泵加壓LNG 會(huì)合后經(jīng)其次級(jí)外輸泵加壓,進(jìn)入氣化器氣化后送入高壓外輸管道； 再冷凝工藝流程較復(fù)雜,且需要不斷氣化 LNG對(duì)外輸氣；- .word.zl.- .1.2 能耗分析再冷凝工藝節(jié)能的成效與3 個(gè)因素有關(guān)：一是BOG 壓縮機(jī)和罐泵出口流體壓力,即再冷凝器的操作壓力越低,LNG 其次級(jí)泵進(jìn)口壓力小,

41、節(jié)能成效越明顯； 但降低操作壓力受 LNG 過(guò)冷程度限制,過(guò)冷程度太小將會(huì)影響操作；一般工程上的再冷凝器操作壓力取0.6 1.0MPa；二是依據(jù)廣義泊努利方程,輸送單位質(zhì)量流體時(shí)泵比壓縮機(jī)的功耗低；隨著外送輸氣管道的氣量增大,節(jié)能成效更為明顯；三是外 送輸氣管道的壓力越高,即進(jìn)出口壓差越大,節(jié)能成效越明 顯；再冷凝工藝適合大型氣源型接收終端；這是由于 BOG 和 外送輸氣管道的氣量大,輸氣管道壓力高,罐泵始終運(yùn)行對(duì) BOG 再冷凝的冷源,因此節(jié)能成效明顯；外供氣,確保了 直接壓縮工藝適合調(diào)峰型接收終端,緣由在于調(diào)峰型終端無(wú) 法確保為再冷凝器供應(yīng)連續(xù)的冷源,外送輸氣管道的壓力 低,導(dǎo)致再冷凝節(jié)能

42、成效不顯著,由于省去了再冷凝器等設(shè) 備,投資相對(duì)較低；而衛(wèi)星型接收終端相對(duì)于調(diào)峰型接收終 端規(guī)模更小、壓力更低,因此采納直接壓縮工藝更為適合；2 主要設(shè)備選型 2.1 LNG 儲(chǔ)罐- .word.zl.- .LNG 儲(chǔ)罐均為雙層金屬罐 ,與 LNG 接觸的層為含 9%Ni低溫鋼 ,外層為碳鋼 ,中間絕熱層為膨脹珍寶巖 ,罐底絕熱層為泡沫玻璃；2.1.1 罐容的確定接收站的儲(chǔ)存LNG 的才能,最小罐容的運(yùn)算公式: Vs=Vt+n Qa-t q+r Qc T 式中 Vs LNG 罐最小需求容積,m3；Vt LNG 船的最大容積,m3; n LNG 船的延誤時(shí)間 ,d; Qa 頂峰月平均日送氣量 ,m3/d; t LNG 卸料時(shí)間 ,d; q 最小送出氣量,m3/d; ; ,m3/d ；r LNG 航行期間市場(chǎng)變化系數(shù)T LNG 船航行時(shí)間 ,d; Qc 頂峰月平均城市燃?xì)馊账蜌饬恳陨线\(yùn)算出的