LNG气化站设计特色简介.doc

LNG气化站设计特色简介摘要：本文根据我国第一批小型LNG气化站LNG的工艺设计，简要对LNG气化站的设计特色进行介绍。关键词：液化；天然气；储罐；增压器；气化器；加热器；BOGEAG；保冷1前言LNG气化站工程是对LNG进行卸车、储存、气化并向用户提供洁净能源的工程。我院早在1997年就着手进行了天然气应用方面的技术储备工作。并在1998-1999年派出了多批技术人员去美国、日本进行LNG的应用考察。日本是世界上LNG应用比较发达的国家，拥有多个LNG接受码头和许多卫星站，而美国在低温设备生产和LNG汽车加气站等方面处于国际领先地位。1999年我院与日本赛山株式会社着手联合设计我国第一座LNG气化站-淄博LNG32程气化站，这是我院引进和消化吸收日本的LNG应用技术，并结合中国具体国情，成功设计建造的大型卫星站。淄博LNG项目竣工后，我院又进行了青岛金家岭、河南商丘、广东龙川、江苏姜堰、山东潍坊和青外I等地的LNG项目的施工图设计工作。现已投产的有淄博、青岛和龙川LNG气化站，其余正在建设中。2气化站工艺流程简述LNG主要成分为甲烷，另有少量乙烷、丙烷等烃类，几乎不含水、硫、二氧化碳等物质，是一种洁净、利于环保的能源。液化天然气常压下储存温度为-162，液化后体积缩小为原来的600多倍，运输方便，使用经济。LNG气化站工程为国内新技术。LNG由低温槽车运至气化站，在卸车台利用槽车自带的增压器对槽车储罐加压，利用压差将LNG送人LNG储罐储存。气化时通过储罐增压器将LNGi曾压，然后自流进入空浴式气化器，LNG发生相变，成为气态天然气，夏季直接去管网，冬季经水浴式加热器，再去管网。槽车内LNG卸完后，尚有天然气气体，这部分气体与储罐蒸发气(简称BOG)经BOG加热器与空气换热，并人管网。3工艺49计特色 3.1LNG储罐绝热性能优良设计选用真空粉末绝热储罐。储罐内分为两层，填充珠光砂粉末，夹层抽真空，有效防止外界热量传人罐内，保证罐内LNG日气化率低于0.3%(V/V)，保障储罐安全。 LNG储罐技术为国内首次用于LNG低温低压储存的储罐技术。外罐留有抽真空口和安装真空计，以便定期测量真空度和抽真空。3.2LNG储罐三层安全防护措施由于LNG气化后体积增大600多倍，所以必须保障LNG储罐内压力稳定。设计采用降压装置、压力报警手动放空、安全阀起跳三层保护措施，大大提高储罐安全。LNG在储存过程中，如果长期不用，LNG长期处于静止状态，有可能发生分层(组分密度不一样)，从而产生翻滚现象，导致储罐内压力急剧上升，造成危险。本设计采用三层保护：降压装置在压力达到设定值时，自动开启，泄放气体天然气；当降压装置发生故障，不能泄压时，罐内压力继续上升，达到压力报警值时，压力报警，人工进行手动泄放；当降压装置发生故障和手动放空未能开启时，安全阀起跳，泄放气体天然气，保护储罐。3.3采用增压器作为动力设施LNG气化时，打开LNG储罐与增压器之间的连通阀，LNG自流进入增压器。增压器为空浴式换热器结构，利用空气为热源，从运行上讲，仅需人工进行操作阀门，运行成本接近为零，有助于提高经济效益。当气体压力达到设定值时，调压装置自动打开，气化了的天然气回到储罐罐顶，增大罐内空间压力，利用压差将液化天然气送至空浴式气化器进行气化。3.4空浴式气化器大大降低运行成本气化器热源有自然热源(空气、海水)与人工热源(热水、蒸汽、电)。利用自然热源的气化器体积较大，投资较大，运行成本接近为零；利用人工热源的气化器体积较小，投资较小，运行成本较高。设计采用空浴式气化器为主、水浴式加热器为辅，经计算，一年左右的运行时间，节省下运行费用与设备投资差接近，从长期运行看，采用空浴式气化器更为经济。设计采用两组空浴式气化器组，同样利用空气为热源，当一组使用时间过长，气化器结霜严重时，导致气化器气化效果降低，出口温度达不到要求，人工(或自动或定时)切换到另一组使用，本组进行自然化霜(或热水化霜)。在夏季，经空浴式气化器气化后天然气温度可达15左右，不会对管网造成危害，所以可以直接进管网；在冬季或雨季，由于环境温度或湿度的影响，气化器气化效果大大降低，气化后天然气温度太低，经水浴式加热器加热，达到允许温度，再进管网。3.5回收蒸发天然气，避免浪费低温槽车内LNG卸完后，尚有高压低温天然气，为节约资源，增加经济效益，在卸车台特设计一路低温气体天然气回收管线。低温槽车内的气体天然气和LNG储罐内蒸发天然气利用压差自流去BOG加热器，与空气换热后，进入BOG储罐，回收利用。3.6事故安全排放设施天然气为易燃易爆物质，规范要求必须进行安全排放。在温度低于-100左右时，天然气密度重于空气，一旦泄露将在地面聚集，不易挥发。而常温时，天然气密度远小于空气密度，极易扩散。因此，为保证安全，本设计特设置EAG加热器，在事故情况下，对放空的低温天然气(简称EAG)进行集中加热，然后通过25m高的排气筒高点排放。3.7良好的管道保冷材料，有效防止冷量损失从卸车台至LNG储罐和LNG储罐至空浴式气化器之间的LNG管道需要有良好的保冷材料，以防止热量传人，造成LNG大量气化，尤其对从卸车台至LNG储罐之间的LNG气管道，会造成LNG储存率大大降十低。我院选用聚乙烯保冷材料，经现场实验，管内温度测量为-140C左右，经手触摸，保冷材料表面温度与环境温度无差别，证明保冷效果非常优良。另聚乙烯为软性，在管架或管墩上对管道起不到支撑作用。我院选用硬性聚氨脂材料的成型管托。现场安装和低温实验证明，本管托可有效支撑管道，其保冷效果与聚乙烯无差别。3.8有效的冷缩补偿设施利用最新软件，对超低温管道进行了应力分析计算，选择适宜的补偿结构。运行证明补偿结构十分有效，管道伸缩量在1mm左右，完全能够满足要求。4结论我院国内领先设计天然气液化和气化装置