LNG气化站工艺流程

LNGLNG 气化站工艺流程气化站工艺流程 如图所示 LNG 通过低温汽车槽车运至 LNG 卫星站 通过卸车台设置的卧式专用卸车增 压器对汽车槽车储罐增压 利用压差将 LNG 送至卫星站低温 LNG 储罐 工作条件下 储 罐增压器将储罐内的 LNG 增压到 0 6MPa 增压后的低温 LNG 进入空温式气化器 与空气 换热后转化为气态天然气并升高温度 出口温度比环境温度低 10 压力为 0 45 0 60 MPa 当空温式气化器出口的天然气温度达不到 5 以上时 通过水浴式加热器升温 最 后经调压 调压器出口压力为 0 35 MPa 计量 加臭后进入城市输配管网 送入各类用户 LNG 液化天然气化站安全运行管理液化天然气化站安全运行管理 LNG 就是液化天然气 Liquefied Natural Gas 的简称 主要成分是甲烷 先将 气田生产的天然气净化处理 再经超低温 162 加压液化就形成液化天然 气 LNG 无色 无味 无毒且无腐蚀性 其体积约为同量气态天然气体积的 1 600 LNG 的重量仅为同体积水的 45 左右 一 LNG 气化站主要设备的特性 LNG 场站的工艺特点为 低温储存 常温使用 储罐设计温度达到负 196 摄氏度 LNG 常温下沸点在负 162 摄氏度 而出站天然气温度要求不低于 环境温度 10 摄氏度 场站低温储罐 低温液体泵绝热性能要好 阀门和管件的保冷性能要好 LNG 站内低温区域内的设备 管道 仪表 阀门及其配件在低温工况条件下 操作性能要好 并且具有良好的机械强度 密封性和抗腐蚀性 因低温液体泵启动过程是靠变频器不断提高转速从而达到提高功率增大流量 和提供高输出压力 所以低温液体泵要求提高频率和扩大功率要快 通常在几 秒至十几秒内就能满足要求 而且保冷绝热性能要好 气化设备在普通气候条件下要求能抗地震 耐台风和满足设计要求 达到最 大的气化流量 低温储罐和过滤器的制造及日常运行管理已纳入国家有关压力容器的制造 验收和监查的规范 气化器和低温烃泵在国内均无相关法规加以规范 在其制 造过程中执行美国相关行业标准 在压力容器本体上焊接 改造 维修或移动 压力容器的位置 都必须向压力容器的监查单位申报 二 LNG 气化站主要设备结构 常见故障及其维护维修方法 1 LNG 低温储罐 LNG 低温储罐由碳钢外壳 不锈钢内胆和工艺管道组成 内外壳之间充填珠光 沙隔离 内外壳严格按照国家有关规范设计 制造和焊接 经过几十道工序制 造 安装 并经检验合格后 其夹层在滚动中充填珠光沙并抽真空制成 150W 低温储罐外形尺寸为中 3720 22451 米 空重 50871Kg 满载重量 123771 1 储罐的结构 低温储罐管道的连接共有 7 条 上部的连接为内胆顶部 分别有气相管 上 部进液管 储罐上部取压管 溢流管共 4 条 下部的连接为内胆下部共 3 条 分别是下进液管 出液管和储罐液体压力管 7 条管道分别独立从储罐的下部 引出 储罐设有夹层抽真空管 1 个 测真空管 1 个 两者均位于储罐底部 在储罐 顶部设置有爆破片 以上 3 个接口不得随意撬开 内胆固定于外壳内侧 顶部采用十字架角铁 底部采用槽钢支架固定 内胆 于外壳间距为 300 毫米 储罐用地脚螺栓固定在地面上 储罐外壁设有消防喷淋管 防雷避雷针 防静电接地线 储罐设有压力表和压差液位计 他们分别配有二次表作为自控数据的采集传 送终端 2 低温储罐的故障及维护 内外夹层问真空度的测定 周期一年 日常检查储罐设备的配套设施 储罐基础观察 防止周边开山爆破产生的飞石对储罐的影响 安全阀频繁打开 疑为 BOG 气体压力过高 储罐外侧冒汗 疑为储罐所用的绝热珠光沙下沉所致 正常储存液位上限为 95 下限为 15 不得低于 3 米 低温泵的要求 低温阀门使用一段时间后 会出现漏液现象 若发现上压盖有微漏 应压紧 填料压盖 若阀芯不能关闭 应更换阀芯 低温阀门严禁加油和水清洗 2 气化器 1 气化器的结构 可承受 4 级地震和 160 公里 小时的飓风 最大允许工作压力为 580Psig 40Kg m 流量最大到 8000Nm3 h 一体式设计气化器高度 14 米 重量大约是 7100Kg 气化器由 40 余个部件组成 均采用美国进口铝合金材料制作 国内组装 连 接处使用不锈钢螺栓 铝合金角铁焊接 并经及气体试压 焊缝检查合格后出 厂 气化器低温液体自下而上不断气化后 气态介质由顶部流出 管路的对称设 计保证了液体在气化器内的均匀流动 各类气化器都有不同的翅片组合形式 翅片的有力组合是为了减少气化器结霜的情况 保证气化效率 常见的组合有 8 12 组合 4 8 组合的模式 液 气态的流向也不相同 这些设计都是为了提 高设备的气化能力和效率 2 气化器故障及安全操作 外观结霜不均匀 焊口有开裂现象 特别注意低温液体导入管与翅片和低温液体汇流管焊接处 的裂纹 注意低温液体或低温气体对人体的冻伤 以及对皮表面的粘结冻伤 故在操 作过程中务必注意穿戴劳动保护用品 气化器在运行过程中如发现设备过渡结冰和周边环境温度下降等情况 请尝 试以下几个解决办法 I 减少液体的输入量 II 增加气化器的数量 III 用热水或者其他手段给气化器化霜 V 停止 切换气化器或使用备用气化器 3 低温离心泵 1 低温离心泵的结构特点为保证 LNG 储罐内的 LNG 输出达到次高压 16Kg cm2 的压力 在 LNG 储罐的出口设置了多级变频低温离心泵 低温泵 具有以下几个特点 泵体和电机完全浸没在 LNG 低温介质中 从而杜绝了产品的损失 并保证了 泵的快速启动 真空绝热套使冷损降至极限 密封剂浸润性设计时维护要求降至最低 泵芯顶部悬挂于壳体的设计便于安装与拆卸 可变频调速的电机扩大了泵的输出功率和转速的变化范围 2 低温烃泵的故障及安全维护 日常操作中不应有异常噪音 几个泵之间比较比较 定期检查 按说明书要求每 4000 小时进行维修检查 与供应商联系 低温储罐最低液位至泵进口管道液位应保持在 3 米以上的高度 注意对泵外壳体的保护和对泵的外壳体的清洁工作 外壳 外壁结霜怀疑为漏真空 泵启动后顶部的结霜为正常 可对外壁进行 真空度检测 但真空度检测孔平常不要打开 4 过滤器 1 过滤器的结构特点 场站所使用的过滤器是网状滤芯式过滤器 用于过滤出站天然气中的颗粒杂质 及水 过滤器的滤芯式可以更换的 更换下的滤芯 指滤网材质为不锈钢 经 清洗后可重复使用 过滤器配备压差计 指示过滤器进出口燃气的压力差 它 表示滤芯的堵塞程度 过滤器滤芯的精度一般选用 50um 集水腔的容积大于 12 过滤器的容积 2 过滤器的日常维护内容和故障处理 定期排水和检查压差计读数 过滤器本体 焊缝和接头处有无泄露 裂纹 变形 过滤器表面有无油漆脱落 有无异常噪音及震动 支撑及紧固件是否发生损坏 开裂和松动 若过滤器法兰盖出现泄露可能是由于密封面夹杂异物 可将密封面吹扫 吹 扫可用氮气 后更换密封垫片 若接头处发生泄露在丝扣连接处加缠生胶带 情况严重的予以更换 过滤器前后压差过大可对滤芯进行吹扫或更换 过滤器吹扫或维修后须用氮气试压 置换合格后方可使用 三 LNG 气化站的安全管理工作 1 制定合理的操作规章制度 LNG 装卸车操作规程 LNG 储罐倒罐操作规程 LNG 气化器操作规程 BOG 复热气操作规程 储罐自增压操作规程 EAG 复热器操作规程 卸车增压器操作规程 撬装式调压器操作规程 BOG 计量撬操作规程 LNG 离心泵操作规程 天然气加臭机操作规程 中心调度控制程序切换操作规程 消防水泵操作规程 LNG 气化站管道设备维护保养技术和操作手册 2 建立台帐 设备有关技术资料和各类原始资料 维护记录 巡查巡检记录 进出人员管理资料 各类操作记录 应急演练记录 安全活动记录 3 编制天然气管线 场站事故应急预案 预案依据国家 省 市 政府有关法律 法规及相关规定 并结合企业的制度 及实际情况 预案应分别有事故不利因素的分析 危害 分级 事故处理响应 的等级 处理的程序及后期处理 并经常开展不同等级的事故演练和对抢修装 备的检查 对大型的演练要联合当地的公安消防 安全管理部门一道进行 4 严格执行上岗考试制度 各类操作人员独立操作前必须经过公司有关部门组织的考试 成绩合格方可独 立上岗 5 加强对消防设备和防雷防静电设备的检查和管理 加强对 LNG 气化站防雷 防静电设施的定期抽查和维护保养工作 重点对消防 水池 消防泵 消防水炮 储罐喷淋等设施及干粉灭火器的检查 可燃气体报 警设备需定期保修 确保其完好有效 6 建立 LNG 场站设备等维护保养制度 加强对 LNG 工艺管线及其设备的日 常维护工作 注意对工艺管线保冷层的保护和工艺管线的各类阀门等的检查 仪器仪表接 线盒 接线柱的检查 管道支架 操作平台的日常维护工作 涡轮流量计的定 期加油 管道绝缘法兰静电绝缘的检测 工艺管道如液相管都向液体流动的方 向具有一定坡度 坡度的大小依设计而定 而气相管一般没有坡度 注意工艺 管道活动支架的正常滑动 日常检查常开阀门如安全阀根部阀 调压阀 紧急切断阀 单向阀和常闭阀 门如排空阀 排液阀的运行状态 场站内有平焊法兰和对焊法兰 两者分别用 于中压和高压管道 平焊法兰又称承插法兰 对焊法兰又称高颈法兰 保持工艺管道的畅通 防止憋液 憋气 注意储罐满罐的溢出和 BOG 排出 鼙的变化 注意管道支架因地基下陷而对管道产生下拉力 使管道发生弯曲现象 日常 巡检过程中应给予注意 对工艺管道腐蚀现象应给予注意 在日常维护中注意防腐和补漆 对易腐蚀 的螺栓 螺帽及转动件的外漏部分可加黄油配二硫化钼调和使用 定期对安全附件 安全阀和仪表的效验并做好记录 对 LNG 气化站内的设备 阀门 管件 垫片及仪器仪表的检查维护保养相关事宜认真查看产品说明书 向供应商和产品维护单位咨询 按要求做好维修方案和现场记录工作 LNG 场站应备有低温深冷的防护劳保用品 应有驱散大气中冷凝气体的设备 如大型风机 LNG 场站作为重点危险源 并且已列入政府安全重点防范单位 作为气化站 的管理单位应与政府相关部门及时沟通 处理一些问题 LNGLNG 气化站工艺设计与运行管理气化站工艺设计与运行管理 摘要 液化天然气 LNG 以其能量密度高 运输方便 环保 经济等优点 已成 为管输天然气供应范围以外城市的主气源和过渡气源 论述了液化天然气气化 站的工艺流程 工艺设计要点和运行管理措施 关键词 LNG 气化站 工艺流程 工艺设计 运行管理 LNG 液化天然气 已成为目前无法使用管输天然气供气城市的主要气源或过 渡气源 也是许多使用管输天然气供气城市的补充气源或调峰气源 LNG 气化 站凭借其建设周期短以及能迅速满足用气市场需求的优势 已逐渐在我国东南 沿海众多经济发达 能源紧缺的中小城市建成 成为永久供气设施或管输天然 气到达前的过渡供气设施 国内 LNG 供气技术正处于发展和完善阶段 本文拟 以近年东南沿海建设的部分 LNG 气化站为例 对其工艺流程 设计与运行管理 进行探讨 1 LNG 气化站工艺流程 1 1 LNG 卸车工艺 LNG 通过公路槽车或罐式集装箱车从 LNG 液化工厂运抵用气城市 LNG 气化 站 利用槽车上的空温式升压气化器对槽车储罐进行升压 或通过站内设置的卸 车增压气化器对罐式集装箱车进行升压 使槽车与 LNG 储罐之间形成一定的压 差 利用此压差将槽车中的 LNG 卸入气化站储罐内 卸车结束时 通过卸车台 气相管道回收槽车中的气相天然气 卸车时 为防止 LNG 储罐内压力升高而影响卸车速度 当槽车中的 LNG 温 度低于储罐中 LNG 的温度时 采用上进液方式 槽车中的低温 LNG 通过储罐上 进液管喷嘴以喷淋状态进入储罐 将部分气体冷却为液体而降低罐内压力 使 卸车得以顺利进行 若槽车中的 LNG 温度高于储罐中 LNG 的温度时 采用下进 液方式 高温 LNG 由下进液口进入储罐 与罐内低温 LNG 混合而降温 避免高 温 LNG 由上进液口进入罐内蒸发而升高罐内压力导致卸车困难 实际操作中 由于目前 LNG 气源地距用气城市较远 长途运输到达用气城市时 槽车内的 LNG 温度通常高于气化站储罐中 LNG 的温度 只能采用下进液方式 所以除首 次充装 LNG 时采用上进液方式外 正常卸槽车时基本都采用下进液方式 为防止卸车时急冷产生较大的温差应力损坏管道或影响卸车速度 每次卸 车前都应当用储罐中的 LNG 对卸车管道进行预冷 同时应防止快速开启或关闭 阀门使 LNG 的流速突然改变而产生液击损坏管道 1 2 LNG 气化站流程与储罐自动增压 LNG 气化站流程 LNG 气化站的工艺流程见图 1 图 1 城市 LNG 气化站工艺流程 储罐自动增压与 LNG 气化 靠压力推动 LNG 从储罐流向空温式气化器 气化为气态天然气后供应用 户 随着储罐内 LNG 的流出 罐内压力不断降低 LNG 出罐速度逐渐变慢直至 停止 因此 正常供气操作中必须不断向储罐补充气体 将罐内压力维持在一 定范围内 才能使 LNG 气化过程持续下去 储罐的增压是利用自动增压调节阀 和自增压空温式气化器实现的 当储罐内压力低于自动增压阀的设定开启值时 自动增压阀打开 储罐内 LNG 靠液位差流入自增压空温式气化器 自增压空温式 气化器的安装高度应低于储罐的最低液位 在自增压空温式气化器中 LNG 经过 与空气换热气化成气态天然气 然后气态天然气流入储罐内 将储罐内压力升 至所需的工作压力 利用该压力将储罐内 LNG 送至空温式气化器气化 然后对 气化后的天然气进行调压 通常调至 0 4MPa 计量 加臭后 送入城市中压 输配管网为用户供气 在夏季空温式气化器天然气出口温度可达 15 直接进 管网使用 在冬季或雨季 气化器气化效率大大降低 尤其是在寒冷的北方 冬季时气化器出口 2 LNG 气化站工艺设计 2 1 设计决定项目的经济效益 当确定了项目的建设方案后 要采用先进适用的 LNG 供气流程 安全可靠 地向用户供气 合理降低工程造价 提高项目的经济效益 关键在于工程设计 1 据西方国家分析 不到建设工程全寿命费用 1 的设计费对工程造价的影 响度占 75 以上 设计质量对整个建设工程的效益至关重要 影响 LNG 气化站造价的主要因素有设备选型 根据供气规模 工艺流程等确 定 总图设计 总平面布置 占地面积 地形地貌 消防要求等 自控方案 主要是仪表选型 通常 工程直接费约占项目总造价的 70 设备费又占工程直接费的 48 50 设备费中主要是 LNG 储罐的费用 2 2 气化站设计标准 至今我国尚无 LNG 的专用设计标准 在 LNG 气化站设计时 常采用的设计 规范为 GB 50028 93 城镇燃气设计规范 2002 年版 GBJ 16 87 建筑 设计防火规范 2001 年版 GB 50183 2004 石油天然气工程设计防火规范 美国 NFPA 59A 液化天然气生产 储存和装卸标准 其中 GB 50183 2004 石油天然气工程设计防火规范 是由中石油参照和套用美国 NFPA 59A 标准起草的 许多内容和数据来自 NFPA 59A 标准 由于 NF PA 59A 标准消防 要求高 导致工程造价高 目前难以在国内实施 目前国内 LNG 气化站设计基 本参照 GB 50028 93 城镇燃气设计规范 2002 年版 设计 实践证明安全可 行 2 3 LNG 储罐的设计 储罐是 LNG 气化站的主要设备 占有较大的造价比例 应高度重视储罐设 计 2 3 1 LNG 储罐结构设计 LNG 储罐按结构形式可分为地下储罐 地上金属储罐和金属 预应力混凝土 储罐 3 类 地上 LNG 储罐又分为金属子母储罐和金属单罐 2 种 金属子母储罐 是由 3 只以上子罐并列组装在一个大型母罐 即外罐 之中 子罐通常为立式圆 筒形 母罐为立式平底拱盖圆筒形 子母罐多用于天然气液化工厂 城市 LNG 气化站的储罐通常采用立式双层金属单罐 其内部结构类似于直立的暖瓶 内 罐支撑于外罐上 内外罐之间是真空粉末绝热层 储罐容积有 50m3和 100m3 多采用 100m3储罐 对于 100m3立式储罐 其内罐内径为 3000mm 外罐内径为 3200mm 罐体加 支座总高度为 17100mm 储罐几何容积为 105 28m3 2 3 2 设计压力与计算压力的确定 目前绝大部分 100m3立式 LNG 储罐的最高工作压力为 0 8MPa 按照 GB 150 1998 钢制压力容器 的规定 当储罐的最高工作压力为 0 8MPa 时 可 取设计压力为 0 84MPa 储罐的充装系数为 0 95 内罐充装 LNG 后的液柱净 压力为 0 062MPa 内外罐之间绝对压力为 5Pa 则内罐的计算压力为 1 01MPa 外罐的主要作用是以吊挂式或支撑式固定内罐与绝热材料 同时与内罐形 成高真空绝热层 作用在外罐上的荷载主要为内罐和介质的重力荷载以及绝热 层的真空负压 所以外罐为外压容器 设计压力为 0 1MPa 2 3 3 100m3LNG 储罐的选材 正常操作时 LNG 储罐的工作温度为 162 3 第一次投用前要用 196 的 液氮对储罐进行预冷 2 3 则储罐的设计温度为 196 内罐既要承受介质的 工作压力 又要承受 LNG 的低温 要求内罐材料必须具有良好的低温综合机械 性能 尤其要具有良好的低温韧性 因此内罐材料采用 0Crl8Ni9 相当于 ASME 美国机械工程师协会 标准的 304 根据内罐的计算压力和所选材料 内罐的计算厚度和设计厚度分别为 11 1mm 和 12 0mm 作为常温外压容器 外罐材料选用低合金容器钢 16MnR 其设计厚度为 10 0mm 2 3 4 接管设计 开设在储罐内罐上的接管口有 上进液口 下进液口 出液口 气相口 测满口 上液位计口 下液位计口 工艺人孔 8 个接管口 内罐上的接管材质 都为 0Cr18Ni9 为便于定期测量真空度和抽真空 在外罐下封头上开设有抽真空口 抽完真 空后该管口被封闭 为防止真空失效和内罐介质漏入外罐 在外罐上封头设置 防爆装置 2 4 BOG 缓冲罐 对于调峰型 LNG 气化站 为了回收非调峰期接卸槽车的余气和储罐中的 BOG Boil Off Gas 蒸发气体 或对于天然气混气站为了均匀混气 常在 BOG 加热器的出口增设 BOG 缓冲罐 其容量按回收槽车余气量设置 2 5 气化器 加热器选型设计 2 5 1 储罐增压气化器 按 100m3的 LNG 储罐装满 90m3的 LNG 后 在 30min 内将 10m3气相空间的压 力由卸车状态的 0 4MPa 升压至工作状态的 0 6MPa 进行计算 据计算结果 每台储罐选用 1 台气化量为 200m3 h 的空温式气化器为储罐增压 LNG 进增压气 化器的温度为 162 3 气态天然气出增压气化器的温度为 145 设计多采用 1 台 LNG 储罐带 1 台增压气化器 也可多台储罐共用 1 台或 1 组气化器增压 通过阀门切换 可简化流程 减少设备 降低造价 2 5 2 卸车增压气化器 由于 LNG 集装箱罐车上不配备增压装置 因此站内设置气化量为 300m3 h 的卸车增压气化器 将罐车压力增至 0 6MPa LNG 进气化器温度为 162 3 气态天然气出气化器温度为 145 2 5 3 BOG 加热器 由于站内 BOG 发生量最大的是回收槽车卸车后的气相天然气 故 BOG 空温 式加热器的设计能力按此进行计算 回收槽车卸车后的气相天然气的时间按 30min 计 以 1 台 40m3的槽车压力从 0 6MPa 降至 0 3MPa 为例 计算出所需 BOG 空温式气化器的能力为 240m3 h 一般根据气化站可同时接卸槽车的数量选 用 BOG 空温式加热器 通常 BOG 加热器的加热能力为 500 1000m3 h 在冬季使 用水浴式天然气加热器时 将 BOG 用作热水锅炉的燃料 其余季节送入城市输 配管网 2 5 4 空温式气化器 空温式气化器是 LNG 气化站向城市供气的主要气化设施 气化器的气化能 力按高峰小时用气量确定 并留有一定的余量 通常按高峰小时用气量的 1 3 1 5 倍确定 单台气化器的气化能力按 2000m3 h 计算 2 4 台为一组 设计上配置 2 3 组 相互切换使用 2 5 5 水浴式天然气加热器 当环境温度较低 空温式气化器出口气态天然气温度低于 5 时 在空温 式气化器后串联水浴式天然气加热器 对气化后的天然气进行加热 5 6 加热 器的加热能力按高峰小时用气量的 1 3 1 5 倍确定 2 5 6 安全放散气体 EAG 加热器 LNG 是以甲烷为主的液态混合物 常压下的沸点温度为 161 5 常压下 储存温度为 162 3 密度约 430 kg m3 当 LNG 气化为气态天然气时 其临 界浮力温度为 107 当气态天然气温度高于 107 时 气态天然气比空气轻 将从泄漏处上升飘走 当气态天然气温度低于 107 时 气态天然气比空气重 低温气态天然气会向下积聚 与空气形成可燃性爆炸物 为了防止安全阀放空 的低温气态天然气向下积聚形成爆炸性混合物 设置 1 台空温式安全放散气体 加热器 放散气体先通过该加热器加热 使其密度小于空气 然后再引入高空 放散 EAG 空温式加热器设备能力按 100m3储罐的最大安全放散量进行计算 经计 算 100m3储罐的安全放散量为 500m3 h 设计中选择气化量为 500m3 h 的空温 式加热器 1 台 进加热器气体温度取 145 出加热器气体温度取 15 对于南方不设 EAG 加热装置的 LNG 气化站 为了防止安全阀起跳后放出的 低温 LNG 气液混合物冷灼伤操作人员 应将单个安全阀放散管和储罐放散管接 入集中放散总管放散 2 6 调压 计量与加臭装置 根据 LNG 气化站的规模选择调压装置 通常设置 2 路调压装置 调压器选 用带指挥器 超压切断的自力式调压器 计量采用涡轮流量计 加臭剂采用四氢噻吩 加臭以隔膜式计量泵为动力 根据流量信号将加臭剂注入燃气管道中 2 7 阀门与管材管件选型设计 2 7 1 阀门选型设计 工艺系统阀门应满足输送 LNG 的压力和流量要求 同时必须具备耐 196 的低温性能 常用的 LNG 阀门主要有增压调节阀 减压调节阀 紧急切断阀 低温截止阀 安全阀 止回阀等 阀门材料为 0Cr18Ni9 2 7 2 管材 管件 法兰选型设计 介质温度 20 的管道采用输送流体用不锈钢无缝钢管 GB T 14976 2002 材质为 0Cr18Ni9 管件均采用材质为 0crl8Ni9 的无缝冲压管件 GB T 12459 90 法兰采用凹凸面长颈对焊钢制管法兰 HG 20592 97 其材质为 0Cr18Ni9 法兰密封垫片采用金属缠绕式垫片 材质为 0crl8Ni9 紧固件采用 专用双头螺柱 螺母 材质为 0Crl8Ni9 介质温度 20 的工艺管道 当公称直径 200 mm 时 采用输送流体用 无缝钢管 GB T8163 1999 材质为 20 号钢 当公称径 200mm 时采用焊接钢 管 GB T 3041 2001 材质为 Q235B 管件均采用材质为 20 号钢的无缝冲压 管件 GB T 12459 90 法兰采用凸面带颈对焊钢制管法兰 HG 20592 97 材质为 20 号钢 法兰密封垫片采用柔性石墨复合垫片 HG 20629 97 LNG 工艺管道安装除必要的法兰连接外 均采用焊接连接 低温工艺管道 用聚氨酯绝热管托和复合聚乙烯绝热管壳进行绝热 碳素钢工艺管道作防腐处 理 2 7 3 冷收缩问题 LNG 管道通常采用奥氏体不锈钢管 材质为 0crl8Ni9 虽然其具有优异的 低温机械性能 但冷收缩率高达 0 003 站区 LNG 管道在常温下安装 在低温 下运行 前后温差高达 180 存在着较大的冷收缩量和温差应力 通常采用 门形 补偿装置补偿工艺管道的冷收缩 2 8 工艺控制点的设置 LNG 气化站的工艺控制系统包括站内工艺装置的运行参数采集和自动控制 远程控制 联锁控制和越限报警 控制点的设置包括以下内容 卸车进液总管压力 空温式气化器出气管压力与温度 水浴式天然气加热器出气管压力与温度 LNG 储罐的液位 压力与报警联锁 BOG 加热器压力 调压器后压力 出站流量 加臭机 自带仪表控制 2 9 消防设计 LNG 气化站的消防设计根据 CB 50028 93 城镇燃气设计规范 2002 年 版 LPG 部分进行 在 LNG 储罐周围设置围堰区 以保证将储罐发生事故时对周 围设施造成的危害降低到最小程度 在 LNG 储罐上设置喷淋系统 喷淋强度为 0 15 L s m2 喷淋用水量按着火储罐的全表面积计算 距着火储罐直径 1 5 倍范围内的相邻储罐按其表面积的 50 计算 水枪用水量按 GBJ 16 87 建筑设计防火规范 2001 年版 和 GB 50028 93 城镇燃气设计规范 2002 年版 选取 3 运行管理 3 1 运行基本要求 LNG 气化站运行的基本要求是 防止 LNG 和气态天然气泄漏从而与空气 形成爆炸性混合物 消除引发燃烧 爆炸的基本条件 按规范要求对 LNG 工 艺系统与设备进行消防保护 防止 LNG 设备超压和超压排放 防止 LNG 的 低温特性和巨大的温差对工艺系统的危害及对操作人员的冷灼伤 3 2 工艺系统预冷 在 LNG 气化站竣工后正式投运前 应使用液氮对低温系统中的设备和工艺 管道进行干燥 预冷 惰化和钝化 预冷时利用液氮槽车阀门的开启度来控制 管道或设备的冷却速率 1 min 管道或设备温度每降低 20 停止预冷 检查系统气密性和管道与设备的位移 预冷结束后用 LNG 储罐内残留的液氮气 化后吹 3 3 运行管理与安全保护 3 3 1 LNG 储罐的压力控制 正常运行中 必须将 LNG 储罐的操作压力控制在允许的范围内 华南地区 LNG 储罐的正常工作压力范围为 0 3 0 7MPa 罐内压力低于设定值时 可利 用自增压气化器和自增压阀对储罐进行增压 增压下限由自增压阀开启压力确 定 增压上限由自增压阀的自动关闭压力确定 其值通常比设定的自增压阀开 启压力约高 15 例如 当 LNG 用作城市燃气主气源时 若自增压阀的开启压 力设定为 0 6MPa 自增压阀的关闭压力约为 0 69 MPa 储罐的增压值为 0 09MPa 储罐的最高工作压力由设置在储罐低温气相管道上的自动减压调节阀的定 压值 前压 限定 当储罐最高工作压力达到减压调节阀设定开启值时 减压阀 自动开启卸压 以保护储罐安全 为保证增压阀和减压阀工作时互不干扰 增 压阀的关闭压力与减压阀的开启压力不能重叠 应保证 0 05MPa 以上的压力差 考虑两阀的制造精度 合适的压力差应在设备调试中确定 3 3 2 LNG 储罐的超压保护 LNG 在储存过程中会由于储罐的 环境漏热 而缓慢蒸发 日静态蒸发率体 积分数 0 3 导致储