一种典型LNG撬装使用说明

一种典型LNG撬装使用说明广东建成机械设备有限公司邝源照摘要：LNG撬装设备是近几年应用比较普遍的设备，先就一种典型的单泵单机的撬装站进行使用方面的论述。关键词：LNG撬装设备、操作、安全事项、应急预案前言本文是使用、维护和保养LNG撬装设备的指导性技术文件。分别针对设备功能、操作和安全注意事项上给予说明。本文中的“警告”及“注意”为安全性防御措施的术语：警告：说明在某一状态下会导致人员伤害或者死亡及有可能造成重大事故。注意：说明在某一状态下会导致设备或者零件损坏。“警告”及“注意”所述内容为特别重要的安全性内容，应予以重视！介质（LNG）的物理特性：警告：LNG是以甲烷（CH4）为主要成分的烃类混合物，温度极低，沸点为-162℃，着火点为650℃，为易燃介质。甲烷是一种碳氢化合物，是一种无色、无嗅的气体，标准状况下的密度为0.716kg主体设备技术简明本低温液体储罐撬装设备主要功能是将压力为1.2MPa以下的LNG经管路、低温潜液泵、加气机等注入到汽车的LNG车载瓶或储存瓶中，而且具备将LNG运输车上的LNG经管路注入到LNG贮罐内以及调压等功能。LNG储罐：（1）设计压力：1.26MPa；（2）设计温度/工作温度：-196℃/-162（3）内胆材质：06Cr19Ni10；（4）外壳材质：Q345R；（5）保温方式：真空粉末；（6）全容积：60m3;充装系数：0.9LNG潜液泵流量：300L/min.转速：5500rpm最大工作压力：1.9MPa最低/最高工作温度：-196/-125功率：15kw电源：400V/95HzLNG加气机额定工作压力/最大工作压力：1.6MPa/2.0MPa环境温度：-25℃~+流量范围：（3~80）kg/min电源电压：AC187V~242V(50Hz)其他特点描述：加液管路上配备拉断阀，当加液管被拉断时，能够自动停机,确保液体不泄漏。配置安全联锁系统，当加气软管被拉断时可自动停机。具有现场显示计量结果和售气量功能，即加气量、金额、单价等。具有班累计功能提高交班效率，保证累计数据的真实可靠。有掉电时数据保护、数据延长显示及重复显示功能，停电也可交班。具有完善的数据传输软件可与计算机管理系统实现通讯及控制。加气时能自动识别车用瓶是否充满，并能自动停机。具备IC卡功能。LNG增压器和EAG加热器LNG增压器（汽化量为300Nm3/h）的主要用途是提高LNG运输车的气相压力把车内LNG灌注到LNG储罐；以及调整储罐压力。EAG加热器（汽化量为150Nm3/h）的用途是将站内的汇集后的放空气体在排空前进行加热变成接近于常温的气体，从而避免低温气体聚集。电控柜技术参数配电柜电源：3相380V50Hz，；PLC控制柜电源：220VAC50Hz；环境条件：温度-30℃~40作用本电控柜由变频器、低压电器系统、SIEMENS可编程控制器、信号隔离转换器、模拟量采集模块、触摸屏、温度、压力变送器等组成一套完整的LNG加气站设备控制、保护系统。具有对泵、阀、储罐的控制、检测报警、停机之功能，实现加气站设备的自动运行、控制和保护，出现故障时自动声光报警、自动停机、故障查询等。组成及工作原理电控柜由PLC控制柜和变频配电柜两部分组成。PLC控制柜完成加气站各设备的顺序控制功能，属于弱电部分，变频配电柜完成泵的变频控制和加气站的配电功能，属于强电部分。该电控柜由西门子S7－300作为主控制器。现场各种模拟量信号（压力、温度信号）由变送器（安置于现场）转换为4—20mA的电流信号，经PLC的A/D采集模块，送入CPU处理。CPU对实时信号和设定信号比较，并作相应报警处理。同时监控整个系统流程。触摸屏用于参数设置、实时信号显示以及故障报警显示。系统控制合上主电源断路器后，加气站供电系统接通，控制系统的各种参数可根据实际情况进行调整。按控制柜面板上的“急停”按钮，可使整个控制柜停止工作。控制系统分手动控制和自动控制两种方式。操作工艺流程图如下：手动控制手动控制部分由触摸屏面板上的“手动模式/自动模式”切换按钮完成。在手动控制方式下运行时，“气动阀PSV01打开”、“气动阀PSV01关闭”、“气动阀PSV02打开”、“气动阀PSV02关闭”、“气动阀PSV03打开”、“气动阀PSV03关闭”、“气动阀PSV04打开”、“气动阀PSV04关闭”、“气动阀PSV05打开”、“气动阀PSV05关闭”、“气动阀PSV06打开”、“气动阀PSV06关闭”、“气动阀PSV07打开”、“气动阀PSV07关闭”、“气动阀PSV08打开”、“气动阀PSV08关闭”、“气动阀PSV09打开”、“气动阀PSV09关闭”、“变频器（泵）启动”、“变频器（泵）停止”按钮可单独控制各个设备。（操作流程）手动运行时，无自动启、停机动作，无故障报警保护功能，只能用于维修和调试。在手动情况下低温泵的转速可通过触摸屏设定变频器的频率。泵和电磁阀运行时均有状态显示。注意：当设备对汽车进行加气时不能同时使用低温潜液泵进行装卸（LGN运输）车。自动控制自动控制要承担的任务是对储罐、低温泵、站内工艺阀门以及加气机的监控，完成卸车、调压、泵池预冷、加气等各种工艺过程的采集、控制、显示、报警等监控功能，又具有参数查询、修改等功能，同时要完成对气站的安全状态进行监测，通过泄漏报警仪等监测设备及时发现泄漏等隐患，并予报警并关闭紧急切断阀。自动控制分为卸车、调压、加气、泵池预冷和待机等运行模式，控制系统针对这几种不同的工艺运行模式分别自动进行切换和控制。合上电源，系统处于待机模式，只有触摸屏控制系统、加气机控制系统和上位机控制系统给出相关允许命令信号时，系统才能切换到其它运行模式。以下两种方法可进入自动控制运行方式：按触摸屏面板上的“手动/自动”切换按钮可以进入自动控制运行方式。按上位机面板上的“手动/自动”切换按钮可以进入自动控制运行方式。特别注意：当由自动模式转为手动模式控制时，必须要注意各管道的压力情况，同时要将PSV02加液机进口阀打开防止加液机超压.卸车运行模式1）自增压卸车:利用卸车增压器将部分LNG气化，气体回到槽车储罐提高槽车压力利用压差将槽车中的LNG输送到站内储罐中。人工开启SV24、SV22对槽车进行增压——当槽车与储罐形成压力差后手动开启SV19与储罐相应的根部阀——切换到手动模式开启PSV03进行上充装——必要时手动模式开启PSV09进行下充装。2）泵卸车：=1\*GB3①自动模式泵卸车：启动泵，直接用LNG泵将LNG从槽车充装到站内储罐。在主画面中控下“运行模式选择”按钮——进入自动卸车运行模式——进入卸车运行模式——接好管道，人工打开SV20阀——确认后PSV06，PSV05开——泵预冷完成后——选择上下进液PSV03，PSV09阀——泵运转——储罐满——报警——停机——进入待机模式。=2\*GB3②手动模式泵卸车：将程序调到手动模式——打开PSV04和SV22槽车与罐压力平衡后——人工打开SV20——打开PSV0——观察泵池温度计如达到-120Co同时与出口温度差值在20以内，延时10分钟后泵池预冷完成——打开上进液PSV03和相应的根部阀——手动启动泵——储罐满（或槽车已卸完货）——报警——将程序切换到自动模式下。特别注意：当由自动模式转为手动模式控制时，必须要注意各管道的压力情况，同时要将PSV02加液机进口阀打开防止加液机超压.卸车时低温泵的转速可通过触摸屏和上位机设置变频器的频率参数。调压运行模式（必要时）在主画面中控下“运行模式选择”按钮——“调压运行模式”按钮——调温调压运行模式确定——选择运行模式——增压模式，判断符合条件后开启PSV06，PSV05——泵预冷、压力平衡后开PSV01，PSV04——启泵——储罐压力达到设定值后结束模式运行——停机——进入待机模式。调压时低温泵的转速可通过触摸屏设定变频器的频率参数。手动调压操作模式（不启动泵）：手动模式下启动PSV01，PSV04，PSV09，——储罐压力达到设定值后手动模式下关闭PSV01，PSV04和PSV09。在主画面中控下“运行模式选择”按钮——“调压运行模式”按钮——调温调压运行模式确定——选择运行模式——卸压模式——开启PSV08进行放散卸压——储罐压力达到设定值后结束模式运行。加气运行模式在主画面中控下“运行模式选择”按钮——进入加气运行模式——加气运行模式确定（或者加液机请求加液）——进入加气运行模式——自动进行泵预冷完成后——PSV02、PSV07阀开——泵运转——延时——泵运转正常——加气机预冷或加气信号结束——保持状态等待——加气结束——是否还要加气——不继续加气——停机——进入待机模式。加气时低温泵的转速可通过触摸屏设定变频器的频率参数。注意：观察泵进出口压力的差值，如差值小需对泵池气相进行放空引流。泵池预冷模式自动预冷模式：在主画面中控下“运行模式选择”按钮——进入泵池预冷模式——进入泵池预冷模式确定——PSV06，PSV05开——泵池温度低于设定值，泵池温差低于设定值——延时——预冷结束。注意：1）在各模式下进行阀操作完成后，关闭阀门后要对相应管道的余压进行放空包括加液机管道。2）长时间不加液建议先根部阀关闭然后将所有管道与泵池的余液彻底防空。报警、故障停机报警，系统一旦通电进入自动状态就开启报警系统，进入正常运行、监控状态，报警模式有两种：声报警和光报警。正常停机，系统在卸车、调压、加气模式正常运行并完成相关动作后停机并返回到待机运行模式，等待下一次的启动。故障停机，当监控发现故障时，系统声光报警，同时在触摸屏上显示报警信息，根据故障性质分三种情况：=1\*alphabetica、如果检测到压力、液位、温度超过报警值，系统报警，作员根据具体情况进行处理；=2\*alphabeticb、如果检测到变频器故障，系统报警停机，返回到待机状态；=3\*alphabeticc、如果检测到燃气浓度高，系统报警，操作员根据具体情况进行处理。如果检测到燃气浓度超高、火灾报警，系统断电急停；紧急停机（突发故障），按“急停”按钮，所有设备断电停止运行。重新开机前，必须复位“急停”按钮给主回路重新上电。实时数据、运行状态、故障查询数据显示，系统正常运行时触摸屏显示累积运行、单次运行时间等信息，具体操作方法请参见触摸屏软件介绍部分。主电压在控制柜面板上显示；储罐压力、泵的进出口压力、储罐液位、储罐内液体温度、泵池温度、燃气气浓度、泵的运行时间等在触摸屏上显示。状态显示电源指示、系统故障（光报警）在控制柜面板上显示。低温泵运行、PSV01气动阀、PSV02气动阀、PSV03气动阀、PSV04气动阀、PSV05气动阀、PSV06气动阀、PSV07气动阀、PSV08气动阀、PSV09气动阀运行状态在触摸屏上显示。故障查询在触摸屏上可显示各报警值的详细信息，如：压力低、压力高、温度高、燃气浓度高等。四、安全事项LNG设备在操作过程存在潜在危害的原因主要是：LNG在环境大气压下具有极低的温度：-162LNG具有很大的气液体积比：约600:1，如减压措施不当，将可能导致压力迅速升高。天然气是窒息性、易燃性的气体。安全防护在有LNG或NG的环境里工作时，需具备以下安全常识：使LNG设备远离火焰或电火花；LNG设备维修、充装、存储的地区不允许烟火进入；工作人员在有LNG的区域内工作时需佩戴护目镜、脸罩、绝热手套，以及穿防火防静电的工作服及工作鞋。在拆卸储罐根部阀门等零件维修时需将LNG储罐排空、置换。操作人员应经培训上岗。灭火设施加气站内灭火器材配置应符合下列规定：加气机应配置不少于2具4kg手提式干粉灭火器；储罐应配置2台不少于35kg推车式干粉灭火器；LNG泵应配置2具4kg手提式干粉灭火器；站内应配置灭火毯5块、沙子2m3安全警告撬装设备在运输过程中严禁碰撞、严禁系统有LNG以及严禁带压运输；操作前对眼睛和暴露的皮肤进行有效的防护措施；保持设备区域通风良好；在维修或保养设备时确保系统已泄压；设备远离易燃品和电火花；在有LNG的区域内，不允许使用明火或任何未经允许的电器及通讯设备，如手机和无线电广播发射机。五、维修保养为避免罐内形成空气与天然气的混合物导致事故，储罐在首次充装LNG之前或停止使用内部检修后，需要进行惰化处理；阀门在平时操作使用时不得用锤或其他物件敲击。泄漏本设备系统自带可燃气体检测器，一旦发现阀门管件泄漏必须及时进行维修。根据发生报警的可燃气体检测器的位置，用有效的探测方法对附近的阀门管件逐一检查探测泄漏点，例如可以用便携式甲烷探测器检测泄漏点，在一些特殊条件下用探测器难以准确判断泄漏点时，可以使用肥皂液找出泄漏点。为确保设备安全正常运行，应定期对系统检漏。如果是管螺纹密封失效发生泄漏，应拆开螺纹连接、清洁连接面、使用规定的密封胶将其组装。如果是被保温材料包裹的阀门或者管道零件发生泄漏，请及时与我司联系。阀门零件的维修更换安全阀作为压力容器或管道的安全附件，由于其结构特点导致它需要定期维护或者更换才能保障系统安全运行。在维修或者更换管路安全阀前，应先将其根部阀关上，然后通过手动放空阀将所在封闭系统内的压力泄尽，随后更换经维护的或者新的安全阀。六、应急预案天然气属于易燃易爆介质，在天然气应用过程中，安全问题应始终放在非常重要的地位。在考虑LNG加气站站安全问题时，不仅要考虑天然气所具有的易燃易爆的危险性，还要考虑LNG的低温特性和液体特征所引起的安全问题，对可能出现的事故进行预防和紧急处理，减少造成的危害。危险分析液化天然气是以甲烷为主的液态混合物，常压下的沸点温度约为-162℃，密度大约为426kg/m3。当LNG在低温储存操作时发生泄漏时，由于其低温特性会对人体造成冻伤以及低温蒸汽会对人员造成肺损伤及窒息；当LNG温度上升至-107℃时，气体密度与空气密度相当。这意味着LNG气化后，温度高于设备应急处理措施应急处理人员需要