LNG氣化站技術(shù)介紹

LNG氣化站技術(shù)介紹LNG(液化天然氣)已成為目前無(wú)法使用管輸天然氣供氣城市的主要?dú)庠椿蜻^(guò)渡氣源，也是許多使用管輸天然氣供氣城市的補(bǔ)充氣源或調(diào)峰氣源。LNG氣化站憑借其建設(shè)周期短以及能迅速滿(mǎn)足用氣市場(chǎng)需求的優(yōu)勢(shì)，已逐漸在我國(guó)東南沿海眾多經(jīng)濟(jì)興旺、能源緊缺的中小城市建成，成為永久供氣設(shè)施或管輸天然氣到達(dá)前的過(guò)渡供氣設(shè)施。本文擬對(duì)LNG氣化站工藝流程、設(shè)備選型、平面布置、運(yùn)行管理進(jìn)行介紹。第一局部LNG氣化站工藝流程如下圖，LNG通過(guò)低溫汽車(chē)槽車(chē)運(yùn)至LNG衛(wèi)星站，通過(guò)卸車(chē)臺(tái)設(shè)置的臥式專(zhuān)用卸車(chē)增壓器對(duì)汽車(chē)槽車(chē)儲(chǔ)罐增壓，利用壓差將LNG送至衛(wèi)星站低溫LNG儲(chǔ)罐。工作條件下，儲(chǔ)罐增壓器將儲(chǔ)罐內(nèi)的LNG增壓到0.6MPa。增壓后的低溫LNG進(jìn)入空溫式氣化器，與空氣換熱后轉(zhuǎn)化為氣態(tài)天然氣并升高溫度，出口溫度比環(huán)境溫度低10℃，壓力為0.45－0.60MPa，當(dāng)空溫式氣化器出口的天然氣溫度達(dá)不到5℃以上時(shí)，通過(guò)水浴式加熱器升溫，最后經(jīng)調(diào)壓(調(diào)壓器出口壓力為0.35MPa1.1LNG卸車(chē)工藝LNG通過(guò)公路槽車(chē)或罐式集裝箱車(chē)從LNG液化工廠運(yùn)抵用氣城市LNG氣化站，利用槽車(chē)上的空溫式升壓氣化器對(duì)槽車(chē)儲(chǔ)罐進(jìn)行升壓(或通過(guò)站內(nèi)設(shè)置的卸車(chē)增壓氣化器對(duì)罐式集裝箱車(chē)進(jìn)行升壓)，使槽車(chē)與LNG儲(chǔ)罐之間形成一定的壓差，利用此壓差將槽車(chē)中的LNG卸入氣化站儲(chǔ)罐內(nèi)。卸車(chē)結(jié)束時(shí)，通過(guò)卸車(chē)臺(tái)氣相管道回收槽車(chē)中的氣相天然氣。卸車(chē)時(shí)，為防止LNG儲(chǔ)罐內(nèi)壓力升高而影響卸車(chē)速度，當(dāng)槽車(chē)中的LNG溫度低于儲(chǔ)罐中LNG的溫度時(shí)，采用上進(jìn)液方式。槽車(chē)中的低溫LNG通過(guò)儲(chǔ)罐上進(jìn)液管?chē)娮煲試娏軤顟B(tài)進(jìn)入儲(chǔ)罐，將局部氣體冷卻為液體而降低罐內(nèi)壓力，使卸車(chē)得以順利進(jìn)行。假設(shè)槽車(chē)中的LNG溫度高于儲(chǔ)罐中LNG的溫度時(shí)，采用下進(jìn)液方式，高溫LNG由下進(jìn)液口進(jìn)入儲(chǔ)罐，與罐內(nèi)低溫LNG混合而降溫，防止高溫LNG由上進(jìn)液口進(jìn)入罐內(nèi)蒸發(fā)而升高罐內(nèi)壓力導(dǎo)致卸車(chē)?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(chē)內(nèi)的LNG溫度通常高于氣化站儲(chǔ)罐中LNG的溫度，只能采用下進(jìn)液方式。所以除首次充裝LNG時(shí)采用上進(jìn)液方式外，正常卸槽車(chē)時(shí)根本都采用下進(jìn)液方式。為防止卸車(chē)時(shí)急冷產(chǎn)生較大的溫差應(yīng)力損壞管道或影響卸車(chē)速度，每次卸車(chē)前都應(yīng)當(dāng)用儲(chǔ)罐中的LNG對(duì)卸車(chē)管道進(jìn)行預(yù)冷。同時(shí)應(yīng)防止快速開(kāi)啟或關(guān)閉閥門(mén)使LNG的流速突然改變而產(chǎn)生液擊損壞管道。1.2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)天然氣后供給用戶(hù)。隨著儲(chǔ)罐內(nèi)LNG的流出，罐內(nèi)壓力不斷降低，LNG出罐速度逐漸變慢直至停止。因此，正常供氣操作中必須不斷向儲(chǔ)罐補(bǔ)充氣體，將罐內(nèi)壓力維持在一定范圍內(nèi)，才能使LNG氣化過(guò)程持續(xù)下去。儲(chǔ)罐的增壓是利用自動(dòng)增壓調(diào)節(jié)閥和自增壓空溫式氣化器實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)儲(chǔ)罐內(nèi)壓力低于自動(dòng)增壓閥的設(shè)定開(kāi)啟值時(shí)，自動(dòng)增壓閥翻開(kāi)，儲(chǔ)罐內(nèi)LNG靠液位差流入自增壓空溫式氣化器(自增壓空溫式氣化器的安裝高度應(yīng)低于儲(chǔ)罐的最低液位)，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)天然氣，然后氣態(tài)天然氣流入儲(chǔ)罐內(nèi)，將儲(chǔ)罐內(nèi)壓力升至所需的工作壓力。利用該壓力將儲(chǔ)罐內(nèi)LNG送至空溫式氣化器氣化，然后對(duì)氣化后的天然氣進(jìn)行調(diào)壓(通常調(diào)至0．4MPa)、計(jì)量、加臭后，送入城市中壓輸配管網(wǎng)為用戶(hù)供氣。在夏季空溫式氣化器天然氣出口溫度可達(dá)15℃，直接進(jìn)管網(wǎng)使用。在冬季或雨季，氣化器氣化效率大大降低，尤其是在寒冷的北方，冬季時(shí)氣化器出口天然氣的溫度(比環(huán)境溫度低約10℃)遠(yuǎn)低于0℃而成為低溫天然氣。為防止低溫天然氣直接進(jìn)入城市中壓管網(wǎng)導(dǎo)致管道閥門(mén)等設(shè)施產(chǎn)生低溫脆裂，也為防止低溫天然氣密度大而產(chǎn)生過(guò)大的供銷(xiāo)差，氣化后的天然氣需再經(jīng)水浴式天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)重，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)行自然化霜備用。在自增壓過(guò)程中隨著氣態(tài)天然氣的不斷流入，儲(chǔ)罐的壓力不斷升高，當(dāng)壓力升高到自動(dòng)增壓調(diào)節(jié)閥的關(guān)閉壓力(比設(shè)定的開(kāi)啟壓力約高10%)時(shí)自動(dòng)增壓閥關(guān)閉，增壓過(guò)程結(jié)束。隨著氣化過(guò)程的持續(xù)進(jìn)行，當(dāng)儲(chǔ)罐內(nèi)壓力又低于增壓閥設(shè)定的開(kāi)啟壓力時(shí)，自動(dòng)增壓閥翻開(kāi)，開(kāi)始新一輪增壓。1.3LNG氣化站工藝標(biāo)準(zhǔn)1、LNG槽車(chē)壓力應(yīng)控制在0.4~0.5Mpa，LNG槽車(chē)壓力低于0.5Mpa時(shí)，應(yīng)開(kāi)啟LNG槽車(chē)自增壓系統(tǒng)或卸車(chē)臺(tái)汽化器進(jìn)行升壓。2、LNG槽車(chē)與LNG汽化器壓差應(yīng)≥0.2Mpa。3、LNG槽車(chē)與汽化器間管道應(yīng)充分預(yù)冷，預(yù)冷時(shí)間t≥15分鐘。4、LNG槽車(chē)與LNG汽化器之間壓差＜0.1Mpa時(shí)，采取以下2個(gè)措施將壓差控制在0.2Mpa。4.1、開(kāi)啟LNG槽車(chē)自增壓系統(tǒng)。4.2、開(kāi)啟卸車(chē)臺(tái)汽化器對(duì)LNG槽車(chē)升壓。5、LNG槽車(chē)〔低溫液體儲(chǔ)槽〕卸液完畢，要保證槽車(chē)內(nèi)至少留有0.1Mpa余壓，保證LNG槽車(chē)正壓運(yùn)行第二局部LNG氣化站主要設(shè)備及選型2.1LNG儲(chǔ)罐儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)LNG儲(chǔ)罐按結(jié)構(gòu)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(lèi)。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。子母罐多用于天然氣液化工廠。城市LNG氣化站的儲(chǔ)罐通常采用立式雙層金屬單罐，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)類(lèi)似于直立的暖瓶，內(nèi)罐支撐于外罐上，內(nèi)外罐之間是真空粉末絕熱層。儲(chǔ)罐容積有50m3和100m3，多采用100m3儲(chǔ)罐。對(duì)于100m3立式儲(chǔ)罐，其內(nèi)罐內(nèi)徑為3000mm，外罐內(nèi)徑為3200mm，罐體加支座總高度為17100mm，儲(chǔ)罐幾何容積為105．28m3。設(shè)計(jì)壓力與計(jì)算壓力確實(shí)定目前絕大局部100m3立式LNG儲(chǔ)罐的最高工作壓力為0．8MPa。按照GB150—1998《鋼制壓力容器》的規(guī)定，當(dāng)儲(chǔ)罐的最高工作壓力為0．8MPa時(shí)，可取設(shè)計(jì)壓力為0．84MPa。儲(chǔ)罐的充裝系數(shù)為0．95，內(nèi)罐充裝LNG后的液柱凈壓力為0．062MPa，內(nèi)外罐之間絕對(duì)壓力為5Pa，那么內(nèi)罐的計(jì)算壓力為1．01MPa。外罐的主要作用是以吊掛式或支撐式固定內(nèi)罐與絕熱材料，同時(shí)與內(nèi)罐形成高真空絕熱層。作用在外罐上的荷載主要為內(nèi)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-0．1MPa。2.1.3100m3LNG儲(chǔ)罐的選材、接管設(shè)計(jì)及液位測(cè)量裝置

正常操作時(shí)，LNG儲(chǔ)罐工作溫度為-162.3℃，第一次投用前要用-196℃的液氮對(duì)儲(chǔ)罐進(jìn)行預(yù)冷，取儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)溫度為-196℃。內(nèi)罐既要承受介質(zhì)的工作壓力，又要承受LNG的低溫，內(nèi)罐材料必須具有良好的低溫綜合機(jī)械性能，故采用0Cr18Ni9(相當(dāng)于ASME標(biāo)準(zhǔn)的304)。據(jù)內(nèi)罐的計(jì)算壓力和所選材料，內(nèi)罐的計(jì)算厚度和設(shè)計(jì)厚度分別為11.1mm和12mm.作為常溫外壓容器，外罐材料選用16MnR，設(shè)計(jì)厚度為10mm。開(kāi)設(shè)在儲(chǔ)罐內(nèi)罐上的接管口有上進(jìn)液口、下進(jìn)液口、出液口、氣相口、測(cè)滿(mǎn)口、上液位計(jì)口、下液位計(jì)口、工藝人孔等8個(gè)接管口。為便于定期測(cè)量真空度和抽真空，在外罐下封頭上開(kāi)設(shè)有抽真空口(抽完真空后該管口被封結(jié))。為防止真空失效和內(nèi)罐介質(zhì)漏入外罐，在外罐上封頭設(shè)置有防爆裝置。為防止儲(chǔ)罐內(nèi)LNG充裝過(guò)量或運(yùn)行中罐內(nèi)LNG太少危及儲(chǔ)罐和工藝系統(tǒng)平安，在儲(chǔ)罐上分別設(shè)置測(cè)滿(mǎn)口與差壓式液位計(jì)兩套獨(dú)立液位測(cè)量裝置[8]，其靈敏度與可靠性對(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)照表上直觀方便地讀出罐內(nèi)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(mǎn)口溢出，提醒操作人員手動(dòng)切斷進(jìn)料。儲(chǔ)罐自控系統(tǒng)還設(shè)有高限報(bào)警(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%)。絕熱層LNG儲(chǔ)罐的絕熱層有以下3種形式：①高真空多層纏繞式絕熱層。多用于LNG槽車(chē)和罐式集裝箱車(chē)。②正壓堆積絕熱層。這種絕熱方式是將絕熱材料堆積在內(nèi)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。③真空粉末絕熱層。常用的單罐公稱(chēng)容積為100m3和50m3的圓筒形雙金屬LNG儲(chǔ)罐通常采用這種絕熱方式。在LNG儲(chǔ)罐內(nèi)外罐之間的夾層中填充粉末(珠光砂)，然后將該夾層抽成高真空。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)≤0．3％。LNG儲(chǔ)罐總?cè)萘績(jī)?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)還應(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(hù)用氣波動(dòng)情況等因素。對(duì)氣源的要求是不少于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)萘窟€要考慮氣源廠檢修時(shí)能保證正常供氣。2.2BOG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(chē)的余氣和儲(chǔ)罐中的BOG(BoilOffGas，蒸發(fā)氣體)，或?qū)τ谔烊粴饣鞖庹緸榱司鶆蚧鞖?，常在BOG加熱器的出口增設(shè)BOG緩沖罐，其容量按回收槽車(chē)余氣量設(shè)置。2.3氣化器、加熱器儲(chǔ)罐增壓氣化器按100m3的LNG儲(chǔ)罐裝滿(mǎn)90m3的LNG后，在30min內(nèi)將10m3氣相空間的壓力由卸車(chē)狀態(tài)的0．4MPa升壓至工作狀態(tài)的0．6MPa進(jìn)行計(jì)算。據(jù)計(jì)算結(jié)果，每臺(tái)儲(chǔ)罐選用1臺(tái)氣化量為200m3/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)天然氣出增壓氣化器的溫度為-145℃。設(shè)計(jì)多采用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(mén)切換，可簡(jiǎn)化流程，減少設(shè)備，降低造價(jià)。儲(chǔ)罐增壓器增壓能力根據(jù)氣化站最大供氣能力確定。儲(chǔ)罐增壓器宜聯(lián)合設(shè)置、分組布置，宜采用臥式。常用的標(biāo)態(tài)流量有：100、150、200、250、300、350、400、450、500、600、700、800m3/h。2.3.2卸車(chē)增壓氣化器由于LNG集裝箱罐車(chē)上不配備增壓裝置，因此站內(nèi)設(shè)置氣化量為300m3/h的卸車(chē)增壓氣化器，將罐車(chē)壓力增至0．6MPa。LNG進(jìn)氣化器溫度為-162．3℃，氣態(tài)天然氣出氣化器溫度為-145℃。卸車(chē)增壓器增壓能力根據(jù)日卸車(chē)量和卸車(chē)速度確定。卸車(chē)臺(tái)單柱卸車(chē)速度一般按1~1.5h/車(chē)計(jì)算，常用的標(biāo)態(tài)流量有：200、250、300、350、400、450、500、600、700、800m3/h。2.3.4BOG加熱器由于站內(nèi)BOG發(fā)生量最大的是回收槽車(chē)卸車(chē)后的氣相天然氣，故BOG空溫式加熱器的設(shè)計(jì)能力按此進(jìn)行計(jì)算，回收槽車(chē)卸車(chē)后的氣相天然氣的時(shí)間按30min計(jì)。以1臺(tái)40m3的槽車(chē)壓力從0．6MPa降至0．3MPa為例，計(jì)算出所需BOG空溫式氣化器的能力為240m3/h。一般根據(jù)氣化站可同時(shí)接卸槽車(chē)的數(shù)量選用BOG空溫式加熱器。通常BOG加熱器的加熱能力為500～1000m3/h。在冬季使用水浴式天然氣加熱器時(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)?？諟厥綒饣骺諟厥綒饣魇荓NG氣化站向城市供氣的主要?dú)饣O(shè)施。氣化器的氣化能力按頂峰小時(shí)用氣量確定，并留有一定的余量，通常按頂峰小時(shí)用氣量的1．3～1．5倍確定。單臺(tái)氣化器的氣化能力按2000m3/h計(jì)算，2～4臺(tái)為一組，設(shè)計(jì)上配置2～3組，相互切換使用?？諟厥綒饣鳉饣芰Ω鶕?jù)城市頂峰小時(shí)流量的1.5倍確定，當(dāng)作為工業(yè)用戶(hù)主氣化器連續(xù)使用時(shí)，按工業(yè)用戶(hù)頂峰小時(shí)流量的2倍確定?？諟厥綒饣鞑粦?yīng)少于2組，一組備用?？諟厥綒饣鞒Ｓ玫臉?biāo)態(tài)流量有：50、100、150、200、250、300、350、400、450、500、600、700、800、900、1000、1200、1500、2000、3000、4000、5000m3/h。2.3.6水浴式天然氣加熱器當(dāng)環(huán)境溫度較低，空溫式氣化器出口氣態(tài)天然氣溫度低于5℃時(shí)，在空溫式氣化器后串聯(lián)水浴式天然氣加熱器，對(duì)氣化后的天然氣進(jìn)行加熱[5、6]。加熱器的加熱能力按頂峰小時(shí)用氣量的1．3～1．5倍確定。2.3.7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430kg/m3。當(dāng)LNG氣化為氣態(tài)天然氣時(shí)，其臨界浮力溫度為-107℃。當(dāng)氣態(tài)天然氣溫度高于-107℃時(shí)，氣態(tài)天然氣比空氣輕，將從泄漏處上升飄走。當(dāng)氣態(tài)天然氣溫度低于-107℃時(shí)，氣態(tài)天然氣比空氣重，低溫氣態(tài)天然氣會(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)天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)備能力按100m3儲(chǔ)罐的最大平安放散量進(jìn)行計(jì)算。經(jīng)計(jì)算，100m3儲(chǔ)罐的平安放散量為500m3/h，設(shè)計(jì)中選擇氣化量為500m3/h的空溫式加熱器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。2.4調(diào)壓、計(jì)量與加臭裝置根據(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)量采用渦輪流量計(jì)。加臭劑采用四氫噻吩，加臭以隔膜式計(jì)量泵為動(dòng)力，根據(jù)流量信號(hào)將加臭劑注入燃?xì)夤艿乐小?.5閥門(mén)與管材管件選型2.5.1閥門(mén)選型設(shè)計(jì)工藝系統(tǒng)閥門(mén)應(yīng)滿(mǎn)足輸送LNG的壓力和流量要求，同時(shí)必須具備耐-196℃的低溫性能。常用的LNG閥門(mén)主要有增壓調(diào)節(jié)閥、減壓調(diào)節(jié)閥、緊急迫斷閥、低溫截止閥、平安閥、止回閥等。閥門(mén)材料為0Cr18Ni9。2.5.2管材、管件、法蘭選型①介質(zhì)溫度≤-20℃的管道采用輸送流體用不銹鋼無(wú)縫鋼管(GB/T14976—2002)，材質(zhì)為0Cr18Ni9。管件均采用材質(zhì)為0crl8Ni9的無(wú)縫沖壓管件(GB/T12459—90)。法蘭采用凹凸面長(zhǎng)頸對(duì)焊鋼制管法蘭(HG20592—97)，其材質(zhì)為0Cr18Ni9。法蘭密封墊片采用金屬纏繞式墊片，材質(zhì)為0crl8Ni9。緊固件采用專(zhuān)用雙頭螺柱、螺母，材質(zhì)為0Crl8Ni9。②介質(zhì)溫度>-20℃的工藝管道，當(dāng)公稱(chēng)直徑≤200mm時(shí)，采用輸送流體用無(wú)縫鋼管(GB/T8163—1999)，材質(zhì)為20號(hào)鋼；當(dāng)公稱(chēng)徑>200mm時(shí)采用焊接鋼管(GB/T3041—2001)，材質(zhì)為Q235B。管件均采用材質(zhì)為20號(hào)鋼的無(wú)縫沖壓管件(GB/T12459—90)。法蘭采用凸面帶頸對(duì)焊鋼制管法蘭(HG20592—97)，材質(zhì)為20號(hào)鋼。法蘭密封墊片采用柔性石墨復(fù)合墊片(HG20629—97)。LNG工藝管道安裝除必要的法蘭連接外，均采用焊接連接。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)行絕熱。碳素鋼工藝管道作防腐處理。冷收縮問(wèn)題LNG管道通常采用奧氏體不銹鋼管，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)0．003。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，通常采用“門(mén)形〞補(bǔ)償裝置補(bǔ)償工藝管道的冷收縮。2.6工藝控制點(diǎn)的設(shè)置LNG氣化站的工藝控制系統(tǒng)包括站內(nèi)工藝裝置的運(yùn)行參數(shù)采集和自動(dòng)控制、遠(yuǎn)程控制、聯(lián)鎖控制和越限報(bào)警?？刂泣c(diǎn)的設(shè)置包括以下內(nèi)容：①卸車(chē)進(jìn)液總管壓力；②空溫式氣化器出氣管壓力與溫度；(設(shè)計(jì)壓力1.7Mpa,運(yùn)行溫度-196℃~+65℃)③水浴式天然氣加熱器出氣管壓力與溫度；④LNG儲(chǔ)罐的液位、壓力與報(bào)警聯(lián)鎖；〔儲(chǔ)罐工作壓力〕⑤BOG加熱器壓力；〔設(shè)計(jì)壓力1.7Mpa,運(yùn)行溫度-196℃~+65℃〕⑥調(diào)壓器后壓力；⑦出站流量；⑧加臭機(jī)(自帶儀表控制)?！矄未渭映袅?0mg-500mg,常溫、常壓〕第三局部LNG氣化站平面布置我們以1×150m3和2×150m3儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)為例，其中2×150m3儲(chǔ)罐的最大天然氣儲(chǔ)氣量17×104m3。供氣規(guī)模：供給天然氣60000m3/d，最大流量3000m3/h。而1×150立方米儲(chǔ)罐的最大天然氣出氣量8.5×104m3。供氣規(guī)模：供給天然氣20000m3/d，最大流量1500m3/h。LNG氣化站平面布置圖如下：第四局部LNG氣化站運(yùn)行管理4.1運(yùn)行根本要求LNG氣化站運(yùn)行的根本要求是：①防止LNG和氣態(tài)天然氣泄漏從而與空氣形成爆炸性混合物。②消除引發(fā)燃燒、爆炸的根本條件，按標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)LNG工藝系統(tǒng)與設(shè)備進(jìn)行消防保護(hù)。③防止LNG設(shè)備超壓和超壓排放。④防止LNG的低溫特性和巨大的溫差對(duì)工藝系統(tǒng)的危害及對(duì)操作人員的冷灼傷。4.2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)行枯燥、預(yù)冷、惰化和鈍化。預(yù)冷時(shí)利用液氮槽車(chē)閥門(mén)的開(kāi)啟度來(lái)控制管道或設(shè)備的冷卻速率≤1℃/min。管道或設(shè)備溫度每降低20℃，停止預(yù)冷，檢查系統(tǒng)氣密性和管道與設(shè)備的位移。預(yù)冷結(jié)束后用LNG儲(chǔ)罐內(nèi)殘留的液氮?dú)饣蟠祾?、置換常溫設(shè)備及管道，最后用LNG將儲(chǔ)罐中的液氮置換出來(lái)，就可正式充裝LNG進(jìn)行供氣。4.3運(yùn)行管理與平安保護(hù)4.3.1LNG儲(chǔ)罐的壓力控制正常運(yùn)行中，必須將LNG儲(chǔ)罐的操作壓力控制在允許的范圍內(nèi)。華南地區(qū)LNG儲(chǔ)罐的正常工作壓力范圍為0．3～0．7MPa，罐內(nèi)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)行增壓。增壓下限由自增壓閥開(kāi)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(kāi)啟壓力約高15％。例如：當(dāng)LNG用作城市燃?xì)庵鳉庠磿r(shí)，假設(shè)自增壓閥的開(kāi)啟壓力設(shè)定為0．6MPa，自增壓閥的關(guān)閉壓力約為0．69MPa，儲(chǔ)罐的增壓值為0．09MPa。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)節(jié)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)節(jié)閥設(shè)定開(kāi)啟值時(shí)，減壓閥自動(dòng)開(kāi)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(kāi)啟壓力不能重疊，應(yīng)保證0．05MPa以上的壓力差?？紤]兩閥的制造精度，適宜的壓力差應(yīng)在設(shè)備調(diào)試中確定。儲(chǔ)罐的超壓保護(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)≤0．3％)，導(dǎo)致儲(chǔ)罐的壓力逐步升高，最終危及儲(chǔ)罐平安。為保證儲(chǔ)罐平安運(yùn)行，設(shè)計(jì)上采用儲(chǔ)罐減壓調(diào)節(jié)閥、壓力報(bào)警手動(dòng)放散、平安閥起跳三級(jí)平安保護(hù)措施來(lái)進(jìn)行儲(chǔ)罐的超壓保護(hù)。其保護(hù)順序?yàn)椋寒?dāng)儲(chǔ)罐壓力上升到減壓調(diào)節(jié)閥設(shè)定開(kāi)啟值時(shí)，減壓調(diào)節(jié)閥自動(dòng)翻開(kāi)泄放氣態(tài)天然氣；當(dāng)減壓調(diào)節(jié)閥失靈，罐內(nèi)壓力繼續(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)節(jié)閥失靈且手動(dòng)放散未開(kāi)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0．80MPa的LNG儲(chǔ)罐，設(shè)計(jì)壓力為0．84MPa，減壓調(diào)節(jié)閥的設(shè)定開(kāi)啟壓力為0．76MPa，儲(chǔ)罐報(bào)警壓力為0．78MPa，平安閥開(kāi)啟壓力為0．80MPa，平安閥排放壓力為0．88MPa。4.3.3LNG的翻滾與預(yù)防LNG在儲(chǔ)存過(guò)程中可能出現(xiàn)分層而引起翻滾，致使LNG大量蒸發(fā)導(dǎo)致儲(chǔ)罐壓力迅速升高而超過(guò)設(shè)計(jì)壓力，如果不能及時(shí)放散卸壓，將嚴(yán)重危及儲(chǔ)罐的平安。大量研究證明，由于以下原因引起LNG出現(xiàn)分層而導(dǎo)致翻滾：①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。②先后充注的LNG溫度不同而導(dǎo)致密度不同。③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)生翻滾引發(fā)事故，必須防止儲(chǔ)罐內(nèi)的LNG出現(xiàn)分層，常采用如下措施。①不同氣源的LNG分開(kāi)儲(chǔ)存，防止因密度差引起LNG分層。②為防止先后注入儲(chǔ)罐中的LNG產(chǎn)生密度差，采取以下充注方法：a．槽車(chē)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；b．槽車(chē)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(chē)中的重質(zhì)LN