LNG基礎(chǔ)知識與氣化站流程培訓資料

LNG基礎(chǔ)知識與氣化站流程培訓資料LNG基礎(chǔ)知識與氣化站流程培訓資料LNG基礎(chǔ)知識與氣化站流程培訓資料大綱內(nèi)容一、LNG基礎(chǔ)知識二、“易捷通”LNG儲罐流程功能簡介三、氣化站工藝流程簡介2021/4/132引言

隨著我國“西氣東輸”工程的蓬勃開展，全國性的天然氣利用熱潮已經(jīng)掀起。天然氣作為目前世界上最佳能源，在我國城市氣源的選擇中已被高度重視，大力推廣天然氣已成為我國的能源政策。但由于天然氣長距離管道輸送的工程規(guī)模大，投資高、建設(shè)周期長，短時間內(nèi)長輸管線難以到達大部分城市。利用高壓，將天然氣體積縮小約250倍（CNG）進行運輸，然后將其降壓的方式解決了部分城市的天然氣氣源問題。而應(yīng)用超低溫冷凍技術(shù)使天然氣變?yōu)橐簯B(tài)（體積縮小約600倍）、采用超低溫保冷槽罐，通過汽車、火車、輪船等方式遠距離輸送天然氣、然后經(jīng)超低溫保冷儲罐儲存、再氣化的LNG供氣方式及CNG方式相比，輸送效率更高，安全可靠性能更強，能夠更好的解決城市天然氣氣源問題。2021/4/133聲明

本培訓資料為本人通過相關(guān)文獻、標準、網(wǎng)絡(luò)資料等途徑整理得來，因準備倉促，如有不詳盡或內(nèi)容錯誤之處，請各位進行批評、指正并給予諒解，謝謝！2021/4/134一、LNG基礎(chǔ)知識☆1、什么是LNG☆2、LNG組成及性質(zhì)☆3、LNG的特點☆4、LNG的廣泛用途☆5、LNG“鏈”☆6、LNG項目簡介2021/4/1351、什么是LNGLNG是英文LiquefiedNaturalGas的簡稱，即液化天然氣。它是天然氣（甲烷CH4）在經(jīng)凈化及超低溫狀態(tài)下(-162℃、一個大氣壓)冷卻液化的產(chǎn)物。LNG體積約為同量基準狀態(tài)下(也就是我們常說的天然氣標準狀態(tài)，GB/T11062規(guī)定:我國目前使用的計量參比條件及燃燒參比條件相同，均為壓力101.325kPa,溫度20℃)天然氣體積的1/600,也就是說1立方米LNG氣化后可得約600立方米標態(tài)天然氣，可見LNG具有較大的氣液比，便于運輸。無色無味，主要成份是甲烷，很少有其它雜質(zhì)，是一種非常清潔的能源。其液體密度約426kg/m3,標態(tài)下天然氣氣態(tài)密度約為

0.7174kg/m3，相對密度小，比空氣輕，易向高處流動。2021/4/136

天然氣的臨界溫度為-82.595℃，臨界壓力4.595MPa。自然蒸發(fā)氣(BOG)：指LNG儲罐(管道)內(nèi)的液化天然氣自然蒸發(fā)成氣態(tài)的天然氣。安全放散氣(EAG)：為確保安全，當達到安全裝置的整定壓力時，安全閥自動起跳后排放的天然氣。因低溫系統(tǒng)安全閥放空的全部是低溫氣體，低溫天然氣密度比常溫空氣大，易積聚而不易擴散，故須經(jīng)過氣化器或加熱器換熱后升溫至-107℃以上再高點放空或者匯入放空火炬燃燒掉。2021/4/1372、LNG組成及性質(zhì)天然氣是由烴類和非烴類組成的復(fù)雜混合物。大多數(shù)天然氣的主要成份是氣體烴類，此外還含有少量非烴類氣體。天然氣主要由C1到C4的烴類氣體組成，其中甲烷（C1）和乙烷（C2）為主導成分，還有丙烷、丁烷、戊烷、以及少量的已烷以上烴類。在中有時還含有極少量的環(huán)烷烴（如甲基不戊烷）及芳香烴（如苯、甲苯）。天然氣中的非烴類氣體，一般為少量的氮氣、氧氣、氫氣、二氧化碳、水蒸氣、硫化氫，以及微量的惰性氣體如氦、氬、氙等。天然氣中的水蒸氣一般呈飽和狀態(tài)。天然氣組分并非固定不變，不僅不同地區(qū)油、氣藏中采出的天然氣組成判別很大，甚至同一油、氣藏的不同生產(chǎn)井采出的天然氣組成也會有很大的區(qū)別。2021/4/138以中原油田、新疆廣匯、深圳大鵬灣進口LNG為例，其組成及性質(zhì)見下表2021/4/139天然氣按來源分類如下：（1）純天然氣：氣藏中通過采氣井開采出來的天然氣稱為氣井氣。這種氣體屬于干性氣體，主要成分是甲烷。（2）油田伴生氣：系指在油藏中及原油呈平衡接觸的氣體，包括游離氣和溶解在原油中的溶解氣兩種。油田氣是與石油伴生的，是天然氣的一種，從化學組成來說屬于濕性天然氣。開采時與原油一起打出，氣油比（m3/t）一般在20～500范圍內(nèi)。這種氣體中含有60%～90%的甲烷，10%～40%的乙烷、丙烷、丁烷和高碳烷烴。（3）凝析氣田氣：是含有容易液化的丙烷和丁烷成分的富天然氣。這種氣體通常含有甲烷85%～90%，C3、C4、C5約2%～5%?？刹捎脡嚎s法、吸附法或低溫分離法，將后者分離出去制液化石油氣。（4）煤層氣：指煤層中的游離氣和吸附氣，主要成分是甲烷，此外還伴生有氮氣、二氧化碳、氫氣等。2021/4/1310天然氣燃燒特性燃燒

天然氣和氧氣在達到一定濃度及一定溫度下可以燃燒，燃燒產(chǎn)物主要是水和二氧化碳，當氧氣不足時，燃燒會產(chǎn)生CO。爆炸

天然氣爆炸極限為5%～15%(空氣中的體積%)，天然氣在室內(nèi)空氣中的含量達到5%～15%時,一遇明火或高溫物體,甚至開關(guān)電燈時所產(chǎn)生的電火花,都可引起門窗緊閉的房間發(fā)生爆炸。但在開闊的空間里更為安全，因為其爆炸極限范圍小，而且密度比空氣輕，不易積聚，故不容易發(fā)生爆炸。

天然氣中含有少量的硫化氫氣體,國家有關(guān)規(guī)范要求,一立方米天然氣中硫化氫含量小于或等于20毫克,它具有臭皮蛋氣味,并且硫化氫氣體還是一種強烈的神經(jīng)性毒物。

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為保證使用安全，城鎮(zhèn)燃氣內(nèi)添加臭劑（通常為四氰噻吩），臭劑量15～20mg/Nm3，保證天然氣在空氣中濃度達到1%時即可聞到。熱值

單位體積天然氣完全燃燒可放出的熱量稱為天然氣的熱值，單位MJ/Nm3(kcal/Nm3)。熱值分高熱值和低熱值兩種。天然氣的高熱值在數(shù)值上大于低熱值，區(qū)別是高熱值指煙氣中所含水蒸氣以冷凝狀態(tài)所釋放的汽化潛熱。著火溫度指燃氣及空氣的混合物開始進行燃燒反應(yīng)的自燃的最低溫度。甲烷著火溫度為540℃。燃燒速度垂直于燃燒焰面，火焰向未燃燒氣體方向傳播的速度叫做燃燒速度。甲烷最大燃燒速度為0.38m/s。2021/4/1312華白數(shù)華白數(shù)是一項控制燃具熱負荷恒定狀況的指標。是燃氣互換性指標，華白數(shù)在±10%內(nèi)的兩種燃氣可以互換。燃燒勢燃燒勢是反映燃氣燃燒火焰所產(chǎn)生離焰、回火、黃焰和不完全燃燒的傾向性的一項反映燃具燃氣燃燒穩(wěn)定的狀態(tài)的綜合指標。是不同類型燃氣間互換時燃燒穩(wěn)定狀態(tài)的特性指數(shù)。天然氣的臨界參數(shù)當溫度低于某一數(shù)值時，對氣體進行加壓，都可以等溫壓縮成液體，但當高于該溫度時，無論加多大壓，都不能使氣體液化。可使氣體壓縮成液體的這個極限溫度稱為該氣體的臨界溫度。當溫度等于臨界溫度時，使氣體液化時所必須的最低壓力稱為臨界壓力。此時的狀態(tài)稱為臨界狀態(tài)。氣體在臨界狀態(tài)下的溫度、壓力、比體積、密度分別稱為臨界溫度、臨界壓力、臨界比體積和臨界密度。天然氣的臨界溫度為-82.595℃，臨界壓力4.595MPa。2021/4/1313表1GB/T13611-92城市燃氣的分類（干，0℃，101.3kPa）類別華白系數(shù)W,MJ/m3（Kcal/m3）燃燒勢CP標準范圍標準范圍人工煤氣5R22.7(5430)21.1(5050)～24.3(5810)9455～966R27.1(6470)25.2(6017)～29.0(6923)10863～1107R32.7(7800)30.4(7254)～34.9(8346)12172～128天然氣4T18.0(4300)16.7(3999)～19.3(4601)2522～576T26.4(6300)24.5(5859)～28.2(6741)2925～6510T43.8(10451)41.2(9832)～47.3(11291)3331～3412T53.5(12768)48.1(11495)～57.8(13796)4036～8813T56.5(13500)54.3(12960)～58.8(14040)4140～94液化石油氣19Y81.2(19387)76.9(18379)～92.7(22152)4842～4920Y84.2(20113)76.9(18379)～92.7(22152)4642～4922Y92.7(22152)76.9(18379)～92.7(22152)4242～49注：6T為液化石油氣混空氣，燃燒特性接近天然氣。該表格在GB/T13611-2006有更新，個別數(shù)據(jù)稍有出入。2021/4/1314各種燃料熱值表一2021/4/1315各種燃料熱值表一(續(xù))2021/4/1316我們來看1個10T蒸汽鍋爐當分別使用煙煤和天然氣作為燃料時所需的燃料運行費用對比計算實例：已知10T蒸汽鍋爐，每噸鍋爐所需熱量約60萬kcal/h。(1)燃煤熱效率約75%，查上表可知：煙煤的熱值為5500kcal/kg，價格為530元/噸，那么每噸鍋爐每小時所需的煙煤為：600000kcal/h÷5500kcal/kg÷75%=145.5kg/h，則10T鍋爐每小時所需燃煤費用為：145.5×10×0.53=771元(2)天然氣燃燒熱效率約90%，查上表可知：天然氣的熱值為8651kcal/Nm3，價格為3.65元/立方米(按北京地區(qū)工業(yè)用管道天然氣價格)，那么每噸鍋爐每小時所需的天然氣為：600000kcal/h÷8651kcal/Nm3÷90%=77.1Nm3/h，則10T鍋爐每小時所需天然氣費用為：77.1×10×3.65=2814元如上所述，以所需總熱量為基礎(chǔ)，再根據(jù)不同燃料的熱值及燃燒效率就可計算得出鍋爐所需各種燃料的用量。常用的幾個熱量單位換算關(guān)系：1kcal=4.186kJ；1kw·h(1度電)=3.6MJ=3600kJ=860kcal2021/4/1317天然氣流量計選型換算實例：已知某一供氣管線，實際工作壓力為4kpa～8kpa(表壓)，介質(zhì)溫度范圍為-20℃～+40℃，供氣量為10～120Nm3/h。當?shù)卮髿鈮簽?01.2KPa,確定用氣體羅茨流量計，選擇合適的型號規(guī)格。分析：由于前面表一中給出的流量范圍是實際工作狀況的流量范圍，此例中給出的是標準狀況下的流量范圍（Nm3/h）。為此，需要將標況下的流量換算成工況下的流量。再依據(jù)工況下的流量選擇合適的流量計。換算公式如下：2021/4/1318

這個計算實例主要是讓大家清楚下標態(tài)流量及瞬時流量之間的換算關(guān)系。實際工況所需流量計的選型技術(shù)方案會做相關(guān)計算再給予合適的型號。2021/4/13193、LNG的特點①低溫、氣液膨脹比大、能效高、易于運輸和低溫儲存?、诎踩h(huán)保的清潔能源，被認為是地球上最干凈的石化能源！氣態(tài)天然氣密度比空氣輕，泄漏后容易擴散，而液化石油氣反之；天然氣的爆炸極限為5～15%，其下限較液化石油氣的2%要高，也就是說，引起爆炸的氣體泄漏量要大，危險性要小一些；另外，LNG在低溫下儲存，更安全。至今全世界未見有因LNG燃燒爆炸事故的報道。氣化站內(nèi)，LNG儲罐采用自力式降壓、壓力報警手動放空、安全閥起跳三層保護措施，同時，儲罐液相進出口及出站總管設(shè)有緊急切斷裝置，保證了站內(nèi)安全。天然氣在液化過程中脫除了H2O、重烴類、H2S等雜質(zhì)，比一般天然氣更加純凈，燃燒更完全，是最清潔的能源之一。2021/4/1320③LNG作為能源，其特點有：LNG燃燒后基本上不產(chǎn)生污染。LNG供應(yīng)的可靠性，由整個產(chǎn)業(yè)鏈系成熟運作保證。LNG的安全性是通過在設(shè)計、建設(shè)及生產(chǎn)過程中，嚴格地執(zhí)行一系列國際標準的基礎(chǔ)上得到充分保證。LNG運行至今30年，未發(fā)生過惡性事故。LNG作為電廠能源發(fā)電，有利于電網(wǎng)的調(diào)峰，安全運行和優(yōu)化以及電源結(jié)構(gòu)的改善。LNG作為城市能源，可以大大提高供氣的穩(wěn)定性、安全性及經(jīng)濟性。LNG很好的解決了管道天然氣無法到達的偏遠城市使用天然氣的困難，雖然它在我國還屬于比較新的技術(shù)，但其優(yōu)勢明顯，發(fā)展迅速，前景廣大。2021/4/1321

4、LNG的廣泛用途

LNG作為一種清潔燃料，必將成為新世紀的主要能源之一。概括其用途，主要包括：?用作城市管網(wǎng)供氣的高峰負荷和事故調(diào)峰?用作大中城市管道供氣的主要氣源?用作LNG小區(qū)氣化的氣源?用作汽車加氣的燃料?用作飛機燃料?LNG的冷能利用?分布式能源系統(tǒng)2021/4/13225、LNG“鏈”LNG從氣田采集到用戶使用天然氣，是一條相互聯(lián)接、相互約束的生產(chǎn)供需鏈。每個供需環(huán)節(jié)緊密銜接、互相制約，并以嚴格的合同予以保證。天然氣→LNG→天然氣簡圖如下：2021/4/1323☆在上游環(huán)節(jié)中，氣田產(chǎn)出天然氣，并將天然氣進行簡單的處理加工；☆在中游環(huán)節(jié)中，液化廠將處理加工后的天然氣液化，由LNG船舶運輸至LNG接收站；☆在下游環(huán)節(jié)中，LNG接收站將接收到的LNG進行再氣化后進行銷售，并最終通過管道輸送給用戶。2021/4/13242021/4/13256、LNG項目簡介LNG項目一般應(yīng)包括下列的生產(chǎn)環(huán)節(jié)：⑴、天然氣生產(chǎn)為上游氣田的勘探、開采、集輸以及氣體的脫水、脫烴、并把天然氣輸送到液化工廠去。2021/4/1326⑵、天然氣液化?在天然氣液化廠內(nèi)將天然氣進行凈化，液化和儲存。?液化冷凍工藝通常采用以乙烷，丙烷及混合冷凍劑作為循環(huán)介質(zhì)的壓縮循環(huán)冷凍法。?在衛(wèi)星型液化站和LNG接收站都有一定數(shù)量和不同規(guī)模的儲罐儲槽實現(xiàn)對LNG的有效儲存。LNG儲罐(槽)按結(jié)構(gòu)可分為：立式LNG儲罐、立式LNG子母型儲罐、球形LNG儲罐和典型的全封閉圍護系統(tǒng)LNG儲槽。2021/4/1327⑶、LNG運輸目前世界上LNG運輸方式包括船舶運輸、管道輸送、鐵路運輸和公路運輸。其中船舶運輸適用于全球范圍內(nèi)的LNG運輸；管道輸送一次性投資成本高、投資回收周期長以及折舊成本過高；鐵路運輸目前只有極少數(shù)發(fā)達國家采用，我國沒有；公路運輸為我國內(nèi)陸LNG運輸主要運輸方式，我國現(xiàn)今已是世界上LNG陸上運輸市場最發(fā)達的國家。LNG公路運輸承擔了將天然氣液化工廠生產(chǎn)的LNG運送到各個使用點的任務(wù)。隨著天然氣利用的日益廣泛，除了區(qū)域供氣、電廠、化工廠等大用戶通常采用管道氣供給外，對于中小用戶，特別是天然氣管網(wǎng)覆蓋不到的地區(qū)，往往通過公路運輸將LNG供應(yīng)給各個用戶(包括工廠、民用、調(diào)峰等)，因此，液化天然氣的公路運輸也是液化天然氣供應(yīng)鏈的重要部分。

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我國LNG公路運輸絕大部分采用汽車槽車，少數(shù)采用集裝箱運輸。單輛槽罐水容積52.6m3，運輸能力折合為28400Nm3氣態(tài)天然氣，設(shè)計壓力為0.65MPa，運行壓力約為0.3MPa，槽罐采用高真空多層絕熱形式。槽車正常平均行駛速度約70km/h，整個運輸過程安全穩(wěn)定。經(jīng)跟車實測，運行中LNG槽車內(nèi)的壓力基本不變，短時停車壓力上漲0.02MPa左右，運輸途中槽罐安全閥無起跳放散現(xiàn)象，LNG幾乎無損失。⑷、LNG場站1）LNG儲罐(槽)：是儲存LNG的容器，液化天然氣氣化站一般采用真空絕熱型LNG儲罐。?大容量的LNG儲槽，由于是在超低溫的狀態(tài)下工作（-162℃），因此及其他石油化工貯罐相比具有其特殊性。同時在運行中由于儲存的LNG處于沸騰狀態(tài)，當外部熱量侵入時，或由于充裝時的液體沖擊、密度的變化，都將使儲存的LNG持續(xù)氣化成為氣體，為此運行2021/4/1329中必須考慮儲槽內(nèi)壓力的控制、氣化氣體的抽出、處理及制冷保冷等。此外，除LNG儲罐內(nèi)罐材料外，LNG管線上的操作閥門、管材、充裝接頭等附件也必須要耐低溫。儲罐的安全裝置必須在低溫工況下能確?？煽康钠鹋艅幼?。?真空絕熱型LNG儲罐是氣化站中的關(guān)鍵設(shè)備，其低溫絕熱性能及密封性能的好壞直接影響到LNG的蒸發(fā)和泄漏速度，即LNG的損耗速度和使用率。儲罐的性能參數(shù)主要有真空度、漏率、靜態(tài)蒸發(fā)率。作為深冷壓力容器，LNG儲罐必須滿足國家及行業(yè)標準中的相關(guān)技術(shù)要求。夾層封口真空度反映儲罐的真空性能，但真空度隨時間推移而降低；儲罐的漏率影響儲罐真空壽命，即儲罐真空度的變化速度；靜態(tài)蒸發(fā)率則能夠較為直觀的反映儲罐在使用時的保冷性能。目前國內(nèi)LNG儲罐大部分皆采用真空粉末絕熱和高真空多層絕熱的絕熱方式，在氣化站中真空粉末絕熱儲罐所占比例居多。2021/4/13302）LNG的預(yù)冷及進液?LNG氣化站設(shè)備安裝就位及管道施工完成后，由于超低溫及LNG介質(zhì)特性，在正式投產(chǎn)之前，必須采用中間介質(zhì)對主要設(shè)備如LNG儲罐及管道等進行低溫預(yù)冷，經(jīng)過預(yù)冷檢驗調(diào)試合格后方可接收LNG，其過程也是對設(shè)備及工程的檢驗。通常采用液氮作為預(yù)冷介質(zhì)。氣化站內(nèi)的主要設(shè)備一般有LNG儲罐、BOG罐、主氣化器、增壓及卸車增壓器、BOG加熱器、EAG加熱器及相關(guān)工藝管道及管件，其中LNG儲罐的預(yù)冷是氣化站預(yù)冷工作中的主要內(nèi)容。LNG儲罐預(yù)冷(首次進液)采取頂部進液均勻冷卻內(nèi)罐的方式，進液速度須根據(jù)罐內(nèi)壓力顯示進行調(diào)節(jié)，必要時打開放空閥對內(nèi)罐進行泄壓操作，具體操作規(guī)程在氣化站的使用說明書都有詳細說明，此處不做詳細介紹。8公斤50m3立式LNG儲罐預(yù)冷的幾個技術(shù)參數(shù)：?進液溫度：低于-80℃?儲罐壓力范圍：0.3～0.55MPa2021/4/1331?進液速度：0.4m3/min?預(yù)冷時間：約4～5小時/罐?液氮耗量：約10m3(50m3×2儲罐)約13m3(50m3×3儲罐)3）LNG的氣化?LNG氣化為吸熱過程，根據(jù)熱媒的不同，有海水、空溫、水浴等氣化方式。目前國內(nèi)LNG氣化站都采用空溫式和水浴式結(jié)合的二級氣化方式。空溫式汽化器也叫自然吸熱式汽化器、空浴式汽化器、翅片式汽化器，其氣化能力主要取決于設(shè)備的換熱面積，采用導熱性能較好的LF21鋁形材壓制成星形管狀，利用大氣環(huán)境溫度作為熱源，通過翅片吸收空氣中的熱量，將液體的冷氣釋放，即冷熱交換，使液態(tài)氣體瞬間汽化蒸發(fā)成氣態(tài)?？諟仄魇撬衅O(shè)備中成本最低的，其操作簡單，安裝周期短，無需能源，維修量少，所需操作人員少等特點，同時具備安全性能可靠、質(zhì)量穩(wěn)定、無污染等優(yōu)點，是氣體行業(yè)最為節(jié)能、環(huán)保、安全的理想產(chǎn)品。2021/4/1332?水浴式汽化器通常作為復(fù)熱器使用，是空溫式換熱器的補充，只是在冬季外界溫度較低，利用自然氣化無法保證天然氣溫度的情況下才使用，在南方冬季氣溫較高的地區(qū)，基本不需要使用。?氣化器的氣化量規(guī)格主要取決于高峰小時燃氣用量，目前國內(nèi)制造單臺氣化器的氣化能力最高可達6000Nm3/h，氣化器的設(shè)置通常要考慮備用，長時間供氣時可以周期切換使用。氣化站中的儲罐增壓器、BOG加熱器、EAG加熱器等設(shè)備也采用空溫式氣化器。4）建設(shè)投資?LNG氣化站的投資建設(shè)相對長輸管線而言，受外界因素（地形、地貌等）影響要小得多。而且，站內(nèi)儲罐的大小、多少可根據(jù)建站地區(qū)的具體用氣量決定，更為機動靈活。?LNG氣化站站址選擇及總體規(guī)劃、設(shè)計應(yīng)符合GB50028《城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范》的相關(guān)要求。2021/4/1333二、“易捷通”LNG儲罐流程功能簡介2021/4/13341、15立方“易捷通”供氣裝置簡介廣泛適用于管網(wǎng)不能涉及的工廠、小區(qū)及用氣點,是目前鍋爐煤改氣、油改氣的首選產(chǎn)品。產(chǎn)品功能齊全、安裝工作量小，操作維修方便。①、產(chǎn)品是集LNG立式貯罐、卸車、自增壓及自主調(diào)壓、氣化、調(diào)壓加臭計量、自動控制于一體綜合型用氣設(shè)備，類似于小型LNG氣化站，能安全、快捷的提供清潔的天然氣供用戶設(shè)備或管網(wǎng)使用；②、整個供氣裝置包括LNG儲罐、卸車橇、調(diào)壓加臭計量箱、管路系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)及觸摸屏操作箱(根據(jù)用戶要求可選)；③、具有卸車、調(diào)壓、計量、加臭的功能，PLC控制系統(tǒng)采集貯罐壓力、液位、氣體出口溫度、壓力、可燃氣體濃度以及累計計量等參數(shù)信號從而設(shè)置對應(yīng)的控制點，為系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、自動化運行提供了很好的保證，根據(jù)客戶要求還能增設(shè)GPRS遠程功能，便于客戶遠程監(jiān)控及管理。2021/4/13352、15立方“易捷通”LNG儲罐流程圖2021/4/13363、15立方“易捷通”LNG儲罐流程功能簡介充液(卸車)系統(tǒng)：該系統(tǒng)主要由頂部、底部充裝管路組成，包含頂部充裝閥(V3)、底部進出液閥(V4)、氣動緊急切斷閥(X-1)、充裝止回閥(Z1)和法蘭充裝口A。充裝口A→Z1→X-1(自動打開)→V3/V4(手動打開)→頂部/底部充裝管線a/b→罐內(nèi)自增壓系統(tǒng)：該系統(tǒng)從底部進出液管線b,經(jīng)過增壓入口緊急切斷閥(X-2)連至增壓器(PB)通過升壓調(diào)壓閥(V2)、氣相閥(V13)進入罐內(nèi)氣相空間，當罐體壓力過低時可以通過此系統(tǒng)實現(xiàn)自增壓及穩(wěn)壓。底部進出液管線b→X-2(自動打開)→PB→V2(自動開)→V13(手動常開)→氣相管線e→罐內(nèi)氣相2021/4/1337供氣系統(tǒng)：該系統(tǒng)有卸液供氣、BOG供氣兩種方式，卸液供氣系統(tǒng)由出液閥(V5)、出液處緊急切斷閥(X-3)、進汽化器液相閥(V17/V18)、汽化器和法蘭接口組成；BOG供氣系統(tǒng)由氣相閥(V13)、降壓調(diào)壓閥(V15)或旁通閥(V16)及旁通止回閥(Z2)、進汽化器液相閥(V17/V18)、汽化器和法蘭接口組成。卸液供氣：出液管線c→V5(手動打開)→X-3(自動打開)→V17/V18(手動打開)→VA1/VA2(切換使用)→氣體排放口E

BOG供氣：氣相管線e→V13(手動打開)→V15(自動開)→V17/V18(手動打開)→VA1/VA2(切換使用)→氣體排放口E

氣相管線e→V13(手動打開)→V16(手動打開)→Z2→V17/V18(手動打開)→VA1/VA2(切換使用)→氣體排放口E2021/4/1338輔助排液系統(tǒng)：該系統(tǒng)主要由輔助出液管線d、輔助出液閥(V6)和法蘭接口組成。通過手動操作輔助出液閥來排空罐內(nèi)液體。輔助出液管線d→V6(手動打開)→法蘭接口超壓泄放系統(tǒng)：該系統(tǒng)由十一路安全閥和一路手動放空組成，其中管道安全閥SV1～SV7，內(nèi)筒安全閥SV8～SV11，放空閥V21，當管線及罐內(nèi)壓力達到安全閥整定壓力，則自動安全閥起跳，超壓氣體經(jīng)阻火器集中放散口高點排放，確保管路及罐內(nèi)壓力處于安全狀態(tài)。管線超壓→SV1/～SV7(自動起跳)→ZH→集中放散口罐內(nèi)超壓→SV8/～SV11(自動起跳)→ZH→集中放散口罐內(nèi)高壓→V21(手動打開)→ZH→集中放散口外部設(shè)備(如槽車)直接供氣系統(tǒng)：該系統(tǒng)有外部供液氣化和供氣氣化兩種方式，該功能主要用于槽車補液及槽車卸車完畢后罐內(nèi)BOG排放。

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槽車供液氣化：槽車液相出液→充裝口A→Z1→V1(手動打開)→V17/V18(手動打開)→VA1/VA2(切換使用)→氣體排放口E

槽車供氣氣化：槽車氣相接口→外部設(shè)備供氣口B→Z3→V17/V18(手動打開)→VA1/VA2(切換使用)→氣體排放口E

預(yù)留功能接口：安全放散連接口C、BOG回收口D、備用汽化器液相口G及備用汽化器氣相口F都是為客戶預(yù)留的功能接口，功能接口皆采用法蘭接口，便于現(xiàn)場連接。安全放散連接口可滿足用戶現(xiàn)場其余設(shè)備放散接口的統(tǒng)一引入阻火器集中放散；BOG回收口可對罐內(nèi)BOG的有效回收利用以及卸車時槽罐及儲罐氣相平衡用；備用汽化器接口可根據(jù)用戶用氣需求的變化適當新增外置更大氣量的汽化器以滿足供氣需求。2021/4/1340三、氣化站工藝流程簡介2021/4/1341大綱內(nèi)容☆1、氣化站工藝流程☆2、氣化站總體布置☆3、氣化站主要設(shè)備2021/4/1342

據(jù)我了解，我司目前為止還沒自主總包過LNG氣化站項目，本次氣化站內(nèi)容介紹以杭氧低溫容器銀杏項目800標方氣化站為例進行簡要介紹，該項目站內(nèi)的主要設(shè)備皆由我司自主生產(chǎn)制造。該氣化站主要由有效容積50m3LNG儲罐、儲罐增壓撬、卸車撬和氣化調(diào)壓撬組成，現(xiàn)場就位安裝后進行管道施工將各設(shè)備按工藝流程有效連接。LNG液源由LNG槽車公路運輸送至氣化站現(xiàn)場，通過槽車自帶的增壓器或氣化站內(nèi)卸車撬內(nèi)增壓器對槽車貯罐增壓，利用壓差將LNG送至氣化站內(nèi)低溫LNG儲罐貯存。非工作條件下，儲罐內(nèi)LNG貯存的溫度為-162℃，壓力為常壓；工作條件下，儲罐增壓器將儲罐內(nèi)的LNG增壓到0.35MPa(以下壓力如未加說明，均為表壓)。增壓后的低溫LNG自流進入主空溫式氣化器，及空氣換熱后轉(zhuǎn)化為氣態(tài)NG，最后經(jīng)加臭、計量后進入輸配管網(wǎng)送入各類用戶。具體工藝流程請見附件，簡易流程可見下圖：1、氣化站工藝流程2021/4/13432021/4/1344單元設(shè)備及主要設(shè)備一覽表序號名稱作用備注1LNG儲罐LNG的儲存及提供氣化所需液源載液容積50m3，工作壓力0.8MPa，立式真空粉末絕熱形式2儲罐增壓撬使儲罐內(nèi)壓力升高，實現(xiàn)LNG流向空溫式氣化器由300Nm3/h增壓器，低溫閥門、管線及法蘭組成，撬塊結(jié)構(gòu)3卸車撬使液源槽車罐體壓力升高，實現(xiàn)與氣化站儲罐一定壓差，便于將LNG卸液至儲罐由300Nm3/h增壓器，低溫閥門、管線及法蘭組成，撬塊結(jié)構(gòu)4氣化調(diào)壓撬將LNG經(jīng)過氣化器換熱成常溫天然氣，再經(jīng)調(diào)壓、計量、加臭后輸出由2個800Nm3/h空溫式氣化器、1個300Nm3/hBOG加熱器、1個150Nm3/hEAG加熱器、閥門、阻火器、過濾器、調(diào)壓器、流量計、加臭裝置、管線及閥門組成5空溫式氣化器將LNG氣化成氣態(tài)，向管網(wǎng)供應(yīng)空溫式、立式6BOG加熱器使儲罐或管線的BOG在進入調(diào)壓器之前的加熱空溫式、立式，與EAG加熱器同一框架整體，縮小占地面積7EAG加熱器用于蒸發(fā)氣放散前的加熱，避免天然氣放散溫度低，密度高，不易散去空溫式、立式，與EAG加熱器同一框架整體，縮小占地面積8高點放空管用于天然氣的放散放散管口距地面高度不低于10m且周五25m范圍內(nèi)建、構(gòu)筑物2m以上9加臭裝置天然氣本身無味，需要在出站前加入臭劑，便于用戶檢漏和安全使用差壓式，手動進行臭劑填充10控制系統(tǒng)用于監(jiān)控管理，確保氣化站工藝流程安全有序進行現(xiàn)場防爆控制器部分和控制室內(nèi)的觸摸屏監(jiān)控部分2021/4/13451.1、卸車工藝采用槽車自增壓卸車方式。槽車貯罐中的LNG利用卸車撬內(nèi)的增壓器給槽車貯罐增壓至0.6MPa，利用壓差將LNG通過液相管線送入氣化站LNG儲罐。另外，卸車進行末段槽車貯罐內(nèi)的低溫NG氣體，利用BOG氣相管線進行回收。卸車工藝管線包括液相管線、氣相管線、氣液連通管線、安全泄壓管線以及若干低溫閥門。簡易工藝流程圖如下圖。2021/4/13461.2、儲罐增壓工藝在LNG氣化供應(yīng)工作流程中，需要經(jīng)過從儲罐中增壓流出、氣化、加臭等程序，最后進入供氣管網(wǎng)。而LNG儲罐儲存參數(shù)為常壓、-162℃，所以在運行時需要對LNG儲罐進行增壓，以維持其0.35MPa左右的壓力，保證LNG的輸出量。中小型LNG儲存氣化站常用的增壓方式通常有三種：1、增壓氣化器結(jié)合自力式升壓壓調(diào)節(jié)閥方式；2、增壓氣化器結(jié)合氣動式低溫緊急切斷閥再通過控制系統(tǒng)設(shè)定該閥門開啟的壓力值的聯(lián)動方式；3、增壓氣化器結(jié)合氣動式低溫緊急切斷閥和自力式升壓壓調(diào)節(jié)閥額組合方式，通過控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)雙重控制，確保自增壓工藝更加可靠。本工程的設(shè)計選用第3種增壓方式。儲罐增壓工藝由儲罐增壓撬及儲罐工藝管線連接后實現(xiàn)。簡易工藝流程圖如下圖。2021/4/1347

當LNG儲罐壓力低于升壓調(diào)節(jié)閥設(shè)定值0.35MPa時，調(diào)節(jié)閥開啟，LNG進入儲罐增壓撬內(nèi)增壓器，氣化為NG后通過儲罐頂部的氣相管進入罐內(nèi)，儲罐壓力上升；當LNG儲罐壓力高于設(shè)定壓力時，調(diào)節(jié)閥關(guān)閉，自增壓中止。確保氣化站正常運營時罐內(nèi)壓力始終維持在0.35MPa左右的壓力?？刂葡到y(tǒng)內(nèi)可設(shè)定增壓液相緊急切斷閥的開啟及關(guān)閉動作壓力值，通過控制電磁閥給其氣缸供氣或排氣實現(xiàn)設(shè)定壓力值的相關(guān)動作，實現(xiàn)雙重控制儲罐自增壓，確保儲罐穩(wěn)定的供液壓力。2021/4/13481.3、氣化工藝根據(jù)本氣化站站址地區(qū)的氣候條件，業(yè)主決定僅采取空溫式氣化器的并聯(lián)流程對LNG進行氣化，當冬季遇到極寒氣候條件時，業(yè)主須自行增加強制氣化設(shè)備以滿足終端供氣條件或者中斷氣化站運營，切不可強行運行致使氣化后因溫度過低造成后續(xù)管道、設(shè)備受損，造成經(jīng)濟損失或是人員傷亡?？諟厥綒饣鞣譃閺娭仆L和自然通風兩種，本設(shè)計采用自然通風空溫式氣化器。自然通風式氣化器需要定期除霜、定期切換。在兩組空溫氣化器的入口處均設(shè)有切斷閥，人工進行手動切換，切換周期一般為6小時/次。當出口溫度低于0℃時，低溫報警并連鎖或手動切換空溫氣化器。2021/4/13491.4、BOG處理工藝由于吸熱或壓力變化造成LNG的一部分蒸發(fā)為氣體(BoilOffGas)，本工程中BOG氣體包括：★LNG儲罐吸收外界熱量產(chǎn)生的蒸發(fā)氣體★LNG卸車時儲罐由于壓力、氣相容積變化產(chǎn)生的蒸發(fā)氣體★受入儲罐內(nèi)的LNG及槽車貯罐內(nèi)溫度較高的LNG接觸產(chǎn)生的蒸發(fā)氣體★卸車時受入儲罐內(nèi)氣相容積相對減少產(chǎn)生的蒸發(fā)氣體★受入儲罐內(nèi)壓力較高時進行減壓操作產(chǎn)生的氣體★槽車貯罐內(nèi)的殘余氣體★卸車完成后管道內(nèi)的殘余氣體2021/4/1350

本設(shè)計采取槽車自泄壓回收方式回收槽車貯罐卸車后殘余的BOG和儲罐正常漏熱導致超壓產(chǎn)生的BOG。回收的BOG處理采用直接進入BOG加熱器升溫再經(jīng)調(diào)壓進入主路計量加臭的輸出方式，排出的BOG氣體為正常供氣壓力且為常溫狀態(tài)。2021/4/13511.5、安全泄放工藝天然氣為易燃易爆物質(zhì)，在溫度低于-120℃左右時，天然氣密度重于空氣，一旦泄漏將在地面聚集，不易揮發(fā)；而常溫時，天然氣密度遠小于空氣密度，易擴散。根據(jù)其特性，按照規(guī)范要求必須進行安全排放，設(shè)計采用集中排放的方式。安全泄放工藝系統(tǒng)由安全閥、EAG加熱器、阻火器、排水閥和放散管組成。設(shè)置EAG加熱器，對放空的低溫NG進行集中加熱至-107℃以上，經(jīng)阻火器后通過放散管口高點排放，EAG加熱器采用150Nm3/h空溫式加熱器。常溫放散NG可直接經(jīng)阻火器后排入放散管。阻火器內(nèi)裝耐高溫陶瓷環(huán)，安裝在放空總管路上。為了提高LNG儲罐的安全性能，采用降壓裝置、壓力報警、手動放空、安全閥起跳等多層保護措施。儲罐安全閥整定壓力取低于儲罐最高允許工作壓力，設(shè)定為0.87Mpa。在一些可能會形成密閉的管道上，設(shè)置手動放空加安全閥的雙重防護措施。所有手動放空和安全閥出口的放散接管都匯集到放散總管，經(jīng)加熱后再經(jīng)阻火器排入放散管進行安全放散。2021/4/13521.6、調(diào)壓計量加臭工藝經(jīng)主氣化器及BOG加熱器換熱成常溫氣體后進入調(diào)壓計量段，計量完成后經(jīng)過加臭處理，輸入用氣管網(wǎng)。計量采用氣體腰輪流量計，計量精度1.5級(特殊要求可達1.0級)。量程比寬，可達1:300，始動流量小，可滿足最小流量和最大流量時的計量精度要求。流量計表頭為LCD顯示屏，有總量、流量、溫度、壓力、時間及電池剩余比例等顯示。流量計配備體積修正儀，自動將工況流量轉(zhuǎn)換成標態(tài)流量，并自動進行溫度、壓力和壓縮系數(shù)的修正補償?？纱鎯σ荒昊蚋L時間內(nèi)的數(shù)據(jù)，對流量實現(xiàn)自動管理和監(jiān)控功能。加臭設(shè)備為差壓式式手動加臭設(shè)備。其上設(shè)有玻璃管式液位計，可清楚的觀察到罐內(nèi)臭劑的剩余量，天然氣進氣、出氣皆采用卡套鋼管連接，加臭設(shè)備整體安裝在撬體底座上。2021/4/13532、氣化站總體布置LNG氣化站內(nèi)總平面應(yīng)分布布置，即分為生產(chǎn)區(qū)及輔助生產(chǎn)區(qū)。生產(chǎn)區(qū)：主要有LNG儲罐、空溫式氣化器、儲罐增壓撬、卸車撬、氣化調(diào)壓撬等生產(chǎn)設(shè)備，也包括卸車臺及槽車回轉(zhuǎn)場地。輔助生產(chǎn)區(qū)：包括控制室、變配電室、消防泵房、消防水池和氮氣棚等。根據(jù)設(shè)計規(guī)范要求，生產(chǎn)區(qū)及輔助生產(chǎn)區(qū)用實體圍墻分開。站區(qū)對外開有2～3個大門，生產(chǎn)區(qū)只允許LNG槽車進出，不允許無關(guān)人員出入，不卸車時生產(chǎn)區(qū)大門關(guān)閉。氣化站的操作人員進入站內(nèi)從輔助生產(chǎn)區(qū)的大門進出，做到人貨分流。生產(chǎn)操作人員進入生產(chǎn)區(qū)由輔助生產(chǎn)區(qū)與生產(chǎn)區(qū)之間的隔墻便門進出，非操作人員不得進入生產(chǎn)區(qū)。生產(chǎn)區(qū)及輔助生產(chǎn)區(qū)內(nèi)各設(shè)備與站內(nèi)、外建、構(gòu)筑物的防火間距要求符合GB50028《城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范》相關(guān)要求。2021/4/13543、氣化站主要設(shè)備3.1、LNG儲罐

LNG儲罐采用50m3地上式鋼制單罐，其結(jié)構(gòu)形式為真空粉末絕熱、立式圓筒形雙層結(jié)構(gòu)，采用周向均布四個支腿的立式支撐方式。內(nèi)容器采用耐低溫的奧氏體不銹鋼S30408-GB24511制成。材料應(yīng)符合《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》、GB150和產(chǎn)品圖樣規(guī)定，制造時應(yīng)有焊接工藝評定，同時夾層還須經(jīng)真空檢漏，包括氦質(zhì)譜真空檢漏考核，以符合真空絕熱要求。外殼采用壓力容器用鋼板Q345R-GB713制成。材料應(yīng)附材質(zhì)證明。外殼是為了滿足夾層真空粉末絕熱要求而設(shè)計的保護殼。外殼屬于真空外壓容器，對外殼的檢驗除經(jīng)受0.2Mpa內(nèi)壓氣密性試驗外，還應(yīng)進行夾層抽真空檢查，包括氦質(zhì)譜真空檢漏考核，以符合真空絕熱性能的要求。外殼上方安裝有外殼防爆裝置，以保證外殼安全。2021/4/1355

夾層安裝有內(nèi)容器及外殼的固定裝置，固定裝置將滿足生產(chǎn)、運輸、使用過程的強度、穩(wěn)定性及低導熱絕熱保冷的要求。夾層內(nèi)填裝優(yōu)質(zhì)專用珠光砂保冷材料及低溫吸附劑用于保冷絕熱，同時夾層內(nèi)還設(shè)置抽真空管道，以便珠光砂填充完成后夾層抽至高真空，提高產(chǎn)品低溫絕熱性能。工作介質(zhì)：LNG

工作溫度：-162～-126℃

工作壓力：0.8MPa

充裝系數(shù)：0.90

內(nèi)容器材料：S30408

外殼材料：Q345R

絕熱形式：真空粉末絕熱封口真空度：≤5Pa2021/4/13563.2、空溫式氣化器空溫式氣化器的導熱管是將散熱片和管材擠壓成型的，導熱管的橫截面為星形翅片。氣化器的材質(zhì)必須是耐低溫（-162℃）的，目前國內(nèi)常用的材料為鋁合金（3A21），其結(jié)構(gòu)型式為一般為立式長方體。本工程空溫式氣化器包括有LNG主氣化器、貯罐增壓器、BOG加熱器、EAG加熱器。主要工藝參數(shù)LNG主氣化器貯罐增壓器BOG加熱器EAG加熱器設(shè)計進口溫度－196℃－196℃－196℃－196℃運行進口溫度≮－162℃≮－