LNG储配气化站常识.ppt

LNG储配供应站常识介绍贵州燃气热力设计有限责任公司2011年5月 工艺流程简述 LNG采用罐式集装箱或液化天然气槽车储存 通过公路车辆运至气化站 在卸气台通过站区增压器对槽车贮罐增压 利用压差将LNG送至低温LNG贮罐储存 储罐储存期间压力保持在0 4MPa 储存的温度为 146 163 使用时 打开储罐的自增压系统 贮罐内的LNG利用贮罐增压器增压到0 60MPa 同样利用压差将LNG送至空温式气化器 在空温式气化器中 液态天然气经过与空气换热 升高温度发生相变 转化为气态 超过0 以上 压力在0 4 0 6MPa 经调压 计量 加臭后进入市政燃气管网 工艺系统 1 装 卸车系统2 储罐系统3 气化系统4 BOG回收系统5 EAG放散系统 装 卸车系统 卸车 LNG采用真空绝热槽车储存 通过公路车辆运至LNG储配气化站 在卸气台通过卸车增压器对槽车储罐增压 将LNG送至低温LNG储罐储存 装车 LNG储罐的液体经LNG储罐增压器增压后 由管道送至卸气台 利用卸气设施将液体装入真空绝热槽车 装 卸车过程中产生的BOG气体进入BOG系统 装车系统在大型的LNG储配充装站中才有 一般的LNG储配调峰站只涉及卸车系统 储罐系统 由液化天然气真空绝热槽车运送来的液化天然气 利用卸车增压器增压 将车内的液体送进LNG储罐储存 真空绝热罐车由自增压系统或站区专用卸车增压系统升压至0 4 0 6MPa 通过压差卸液 卸液速度 2 0h 车 贮存期间压力一直保持在0 4MPa 可随时补充液体 使用时 打开储罐增压系统 10分钟内即可升压至0 6Mpa 气化系统 由储罐出液管引一路送入气化系统 由空温式气化器进行气化 气化后的气体温度不低于环境温度5 如温度较低时 切换至另一组气化器运行 同时启动水浴式加热器 保证气体进入输配管网的温度 空温式气化器 充分利用空气 太阳辐射作为交换能源 使液化天然气气化 无其他任何能源消耗 所以LNG储配气化站所花费能源很少 BOG回收系统 真空绝热槽车卸车和装车时 储罐和真空绝热槽车都会产生大量的BOG的排放 储罐的日蒸发率一般为0 2 重量 这部分气化了的气体如果不及时排出 会使储罐上部气相空间的蒸发压力逐渐升高 为保证储罐的安全 根据压力要求通过降压调节阀 自动排出罐顶的气体 BOG 两股BOG由管道送往BOG加热器加热 升温后的BOG再经过调压与中压天然气合并进入城市输配管网 EAG放散系统 LNG储罐装有高 低液位指示及压力超高安全放散阀 在每两端封闭的管段中均设有管路安全放散阀 以保证储罐和管道的安全 安全放散的气体经EAG加热器加热后通过放散管放空 常温安全放散可直接进入放散管放空 设计压力的确定 液化天然气系统 卸车系统 0 8MPa储存系统 0 66MPa灌装系统 0 8MPa中压天然气系统 调压器前工作压力 0 6MPa设计压力 1 6MPa调压器后工作压力 0 4MPa设计压力 0 6Mpa氮气系统 储存及气化系统 0 88MPa绝热干燥氮封系统 3kPa 设计温度的确定 液化天然气系统 196 EAG和BOG低温系统 196 天然气系统 20 50 液氮系统 196 氮气系统 20 50 LNG储配站常用设备介绍 LNG储存设备 储存设备种类 LNG储配站常用设备介绍 LNG储存设备 储存设备简介目前 国内外常用的LNG低温储罐有常压储存 子母罐带压储存及真空绝热罐带压储存三种方式 采用哪种储存方式 主要取决于储存量的大小 常压罐 常压储存子母罐 带压储存真空绝热罐 带压储存 LNG储配站常用设备介绍 LNG储存设备 真空绝热罐 带压储存真空绝热罐为双层金属罐 内罐为耐低温不锈钢压力容器 外罐采用碳钢材料 夹层填充绝热材料 并抽真空 真空绝热罐是在工厂制造试压完毕后整体运输到现场 LNG总储量在1000m 以下 一般采用多台真空罐集中储存 目前国内使用真空罐容积一般为150m 真空绝热罐工艺流程比较简单 一般采用增压器给储罐增压 物料靠压力自流进入气化器 不使用动力设备 能耗低 因此国内外的中 小型LNG气化站基本上都采用真空绝热罐形式 LNG储配站常用设备介绍 LNG储存设备 子母罐 带压储存子母罐的内罐是多个耐低温的不锈钢压力容器 外罐是一个大碳钢容器罩在多个内罐外面 内外罐之间填充绝热材料 并通入干燥氮气 以防止湿空气进入 子母罐的内罐在工厂制造 试压后运到现场 外罐在现场安装 储存规模在1000m 到5000m 的储配站 可以根据情况选用子母罐或常压罐 目前国内单台子母罐最大可以做到2500m 采用子母罐的气化工艺流程与真空罐大致相同 由于夹层需要通入干燥氮气 装置中多了一套液氮系统 LNG储配站常用设备介绍 LNG储存设备 常压罐 常压储存常压罐的结构有双金属罐 还有外罐采用预应力混凝土结构 有地上罐 还有地下罐 20000m 以下的多为双金属罐 常压罐的内外罐均在现场安装制造 生产周期较长 LNG低温常压储罐的操作压力为15KPa 操作温度为 162 为平底双璧圆柱形 其罐体由内外两层构成 两层间为绝热结构 为保冷层 内罐用于储存液化天然气 而外壳则起保护 保冷作用 为了减少外部热量向罐内的传入 所设计的内外罐是各自分离并独立的 罐顶是自立式拱顶 内罐罐顶必须有足够的强度及稳定性以承受由保冷材料等引起的外部压力和由内部气体产生的内部压力 储罐采用珠光砂为保冷材料 并充入干燥的氮气 保证夹层微正压 绝热材料与大气隔离 避免了大气压力或温度变化的影响以及湿空气进入内外罐间保冷层 增加了保冷材料的使用寿命 有效保证和提高了保冷材料的使用效果 在设计和制造绝热结构时 必须注意采用防潮措施 低温常压储罐系统复杂 施工周期长 检修较为困难 低温常压储罐一般储量比较大 适合用于液化厂和接收终端站 LNG储配站常用设备介绍 LNG储存设备 目前国内LNG储罐的形式与特点 LNG储配站常用设备介绍 LNG储存设备 目前国内LNG储罐的形式与特点 LNG储配站常用设备介绍 LNG储存设备 目前国内LNG储罐的形式与特点 LNG储配站常用设备介绍 LNG储存设备 储存设备性能比较 LNG储配站常用设备介绍 LNG储存设备 真空绝热罐常用规格介绍LNG真空绝热罐常用的结构有立式LNG储罐 卧式LNG储罐LNG真空绝热罐常用的储存容积有50m 立式储罐 如遵义县LNG储配气化站采用了2个50m 立式储罐 50m 卧式储罐 如毕节市临时LNG储配气化站采用了1个50m 卧式储罐 100m 立式储罐 如遵义市高桥LNG储配综合站采用了6个100m 立式储罐 150m 立式储罐 如贵阳小河LNG储配接受站采用了12个150m 立式储罐 200m 立式储罐 由于大于200m 以上的LNG真空绝热罐外形庞大和运输困难 实际很少运用 LNG储配站常用设备介绍 LNG储存设备 子母罐常用规格介绍目前运用较多的子母罐为1750m 2000m 2500m 3000m 根据各户需要 通过子罐不同的排列组合可以形成不同容积的母罐储量 子罐容积通常有100m 150m 200m 250m 子罐常规排列组合示意图 LNG储配站常用设备介绍 LNG储存设备 子母罐设备结构 2500m 为例 设备内外罐体 子罐材质为OCr18Ni9 数量10个 单台容积250m 共2500m 外罐材质 Q345R 平底 拱顶型自支撑结构 夹层及腿部绝热 母罐与子罐最小间距1 0 1 1m 夹层空间填充珠光砂绝热 填充系数1 3倍 同时加以充装干燥氮气保护 顶部夹层高度1 0 1 2m 子罐底部支腿净高1 2m 每只支腿采用高强度 绝热性能优良的玻璃钢隔热 管道及阀门仪表系统 设置顶部进液管线 采用U型补偿结构 设置环型喷淋装置 排液管线由子罐底部引出 保证罐内液体能完全排尽 设置专用气封补偿结构及防涡流装置 避免泵的汽蚀 设备液相引出管道均采用复合保冷管道 顶部气相引出管道采用不锈钢波纹补偿器进行温差应力补偿 其他附属结构 设置完备的消防喷淋装置 设置进出口人孔及多个珠光砂装卸口 设置有从平台至罐顶部的旋梯 上下方便 设备预留导静电接地及防雷装置接口 可方便用户接入整个站区防雷网 LNG储配站常用设备介绍 LNG储存设备 子母罐制作安装厂内制作 材料采购 复验厂内加工子罐成型编号及发运母罐碳钢板卷板 压头喷砂 防腐处理编号 装箱及发运 现场安装 母罐底板敷设子罐吊装就位母罐筒体拼装母罐顶盖拼装管线 阀门仪表配置珠光砂充填性能试验进液调试 外筒油漆交工资料收集整理 竣工验收 子母罐制作安装 LNG储配站常用设备介绍 LNG储存设备 子母罐制作安装 子母罐制作安装 LNG储配站常用设备介绍 LNG储存设备 子母罐制作安装 子母罐制作安装 LNG储配站常用设备介绍 LNG储存设备 子母罐制作安装 LNG储配站常用设备介绍 LNG气化设备 LNG气化工艺简介LNG气化工艺通常有两种方式 等压强制气化 加压强制气化等压强制气化通常是利用与空气换热进行气化 无需外加能源消耗 在我国中小城市的液化天然气气化站 储配调峰站等多数采用等压强制气化方式 加压强制气化通常是利用与循环热水换热进行气化 需外加能源消耗 而且在系统中需要设置低温输送泵送到气化器中气化 此中气化方式适合于中 高压系统 且天然气处理量相对较大的储配气化站中 LNG储配站常用设备介绍 LNG气化设备 LNG气化主要工艺设备介绍1 卸车增压器 增压能力根据日卸车量和卸车速度确定 卸车台单柱卸车速度一般按1 1 5h 车计算 常用的标态流量有 200 250 300 350 400 450 500 600 700 800m h 2 储罐增压器 增压能力根据气化站最大供气能力确定 储罐增压器宜联合设置 分组布置 宜采用卧式 常用的标态流量有 100 150 200 250 300 350 400 450 500 600 700 800m h 3 空温式气化器 气化能力根据城市高峰小时流量的1 5倍确定 当作为工业用户主气化器连续使用时 按工业用户高峰小时流量的2倍确定 空温式气化器不应少于2组 一组备用 空温式气化器常用的标态流量有 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 600 700 800 900 1000 1200 1500 2000 3000 4000 5000m h LNG储配站常用设备介绍 LNG气化设备 LNG气化主要工艺设备介绍4 加热器 液化天然气气化站内的加热器一般包括蒸发气 BOG 放空气体 EAG 加热器和空温式气化器后置加热器 即NG加热器 BOG和EAG加热器宜采用空温 立式结构 也可根据周围热源情况选用电加热式或热水循环式 BOG加热器的加热能力根据蒸发气的来源分别计算后确定 常用的标态流量有 100 150 200 250 300 350 400 450 500 600 700 800 900 1000 1200 1500 2000m h NG加热器的加热能力根据加热天然气需要的热量Q cq T确定 常用的标态流量有 300 400 500 600 700 800 900 1000 1200 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 6000 8000 10000 12000 15000 20000m h LNG储配站常用设备介绍 调压计量设备 调压计量设备介绍LNG储配气化站调压计量装置通常采取撬装设备供货 由厂家在工厂根据用户需求定制 基本功能 集调压 过滤 超压 失压切断 计量 安全放散等功能为一体 具有 燃气净化 对燃气进行过滤 以保证系统内设备正常运行 燃气调压 将上游管网的燃气压力降至下游管网或管道所需的使用压力 且压力值在流量变化时能稳定在一定的范围内 安全保护 当下游压力因故超过系统规定的压力范围时 对下游气流进行控制或对上游气流进行截流 以保证安气 流量计量 对燃气流量进行测量并换算为标准状态下的流量 LNG储配站站址选择 站址选择原则天然气属于火灾危险性物品 本站具有液化天然气低温储存 气化 安全放散等工艺 因此在总图布置设计上 要强调安全 严防火灾事故所造成的损失 对局部事故或初期火灾应具有快速处置能力 1 站址应选在城镇和居民区的全年最小风向的下风侧 若必须在城市建站时 应尽量远离人口稠密区 以满足卫生和安全的要求 2 考虑到供应站的供应 供水和电话通信网络等各种条件 站址选在城市边缘为宜 3 站址至少要有一条全天候的汽车公路 4 供应站应避开油库 桥梁 铁路枢纽站 飞机场等重要战略目标 5 站址不应受洪水和山洪的淹灌和冲刷 站址标高应高出历年最高洪水位0 5m以上 6 应考虑站址的地质条件 避免布置在滑坡 溶洞 塌方 断层 淤泥等不良地质条件的地区 站址的土壤耐压力一般不低于0 15MPa LNG储配站总平面布置图 总图布置设计执行标准液化天然气气化站总储量不大于2000m 时 应以 城镇燃气设计规范 为主要设计依据 当总储量大于2000m 时 应以 石油天然气工程设计防火规范 为主要设计依据 还应参照执行以下规范 建筑设计防火规范 GB50016 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 GB50058 液化天然气 LNG 生产 储存和装卸标准 GB T20368 LNG储配站总平面布置图 总图布置原则总平面布置确保站内外各建 构筑物之间的安全间距符合规范要求前提下 总图设计原则如下 1 总图布置应根据站区的地理位置 建设规模 交通运输 气象等条件 本着有利生产 方便管理 确保安全 保护环境 结合场地建设的具体情况 并参照国内外同类设计先例的经验来布置的 2 液化天然气属于火灾危险性物品 具有低温常压储存 气化 BOG回收 安全放散等工艺 因此在总图布置设计上 更强调安全 严防火灾事故所造成的损失 对局部事故或初期火灾应具有快速处置能力 在本总图布置中 对各规范中要求有所不同时 将采取更安全的规定 3 站内各分区之间 特别是危险区与非危险区之间既要有明显的分隔带 又要有相互联系 以便充分发挥站内各区的作用和整体作用 4 以生产为重点 分配好人流 物流 使运输畅通 既保证生产 又保障安全 5 在满足安全间距要求的条件下 紧凑布置 以节约用地 充分利用安全间距带来的空地布置绿化 尽量增大绿化面积 LNG储配站公用与安全设施 消防水系统消防给水系统由消防水池 消防水泵 消防给水管网及消火栓 消防水炮 水泵结合器等组成 消防用水的确定 气化站按同一时间内火灾次数一次进行设计 消防用水量以液化天然气储罐区为最大 按其储罐区一次用水量来确定 高倍数泡沫灭火系统高倍数泡沫系统对于减少未点燃的泄漏LNG的气化 控制LNG流淌火灾比较有效 通常设置在罐区的集液池处 化学消防器材LNG储罐区 按储罐台数 每台储罐设置8kg和35kg各一具 工艺装置区 按区域面积 每50 设置8kg1具 且每个区域不少于2具 汽车槽车装卸台 按槽车车位数 每个车位设置8kg2具 LNG储配站公用与安全设施 生产工艺防火设计站内工艺管线及管件的选择均符合国家有关规范的规定及材质标准 工艺设备及附件选用性能优良 具有国际或国内权威机构认定的产品 储罐 密闭液相管道均装有安全放散阀 集中至放散管放散 放散管前加装阻火器 储罐设有液位计 温度计 压力表 进出液管道还设有紧急切断装置 以防事故发生 中压气化器进口装有紧急切断阀和低温报警连锁 调压器后设安全放散阀 当工艺运行压力超过设定值时 自动切断 站内设自动加臭装置 保证输配管道和用户使用天然气发生泄漏及时察觉 LNG储配站公用与安全设施 储运设施防火设计1 LNG槽车均设有安全放散系统和紧急切断系统 保证安全 2 LNG槽车设有紧急切断阀 装在液相管上 在装置发生意外时 可马上切断槽车与外界的通道 防止槽车里的液体流出 3 LNG储罐的安全措施 LNG储罐上均装有高 低液位报警设施及压力超高报警 在每组LNG储罐上设有安全放散阀 以保证储罐的安全 安全放散的气体经EAG加热器加热后通过放空管放空 在紧急情况下 为确保系统的安全 在每组LNG储罐液相进 出口的管线上均设有气动紧急切断阀 以便能迅速关闭阀门 4 LNG管道安全措施 在液相管道的两个切断阀之间装有安全阀 一旦两个切断阀关闭 它们之间管道内的液体受热气化 压力升高 安全阀自动起跳 防止管道超压 空温式气化器及水浴式气化器气相管上设有安全放散装置 一旦气相压力超压 安全放散装置将开启 以保护设备及管道的安全 LNG储配站公用与安全设施 生产装置防火设计生产装置的设计除了保证实现工艺过程的要求外 还遵循以下有关规定 1 设备 建筑物的布置严格按照有关规范的防火间距进行布置 2 各装置均设计成密闭系统 在控制的操作条件下使被加工的物料和介质保持在由设备和管道组成的密闭系统内 3 耐火保护控制室与生产区保证足够的安全距离 保证它的安全不受外界火灾的影响 4 在装置的出口管上装有紧急切断阀 一旦发生事故时可紧急切断 保证装置安全 LNG储配站公用与安全设施 电气 仪表防火设计电气防火设计按照 城镇燃气设计规范 GB50028 2006和 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 GB50058 92中的有关规定进行 生产区域为爆炸危险区域2区 防雷1 根据生产性质 发生雷电的可能性和后果 LNG气化站生产装置和辅助设施中的工业建筑物属于第二类防雷等级 在被保护物上部装设避雷网和避雷针以防止雷击 2 特殊构筑物 如露天布置的LNG储罐及生产装置中的气化器等 的防雷 则根据其中介质的性质 设备的壁厚 发生雷电的后果等因素区别对待 分别采取了相应的防雷措施