◆撬裝式LNG氣化站主要設備有:LNG儲罐、BOG儲罐、空溫式氣化器(水浴式加熱器)、BOG加熱器、LNG調(diào)壓計量加臭裝置、中央控制系統(tǒng)、安全放散及安全切斷系統(tǒng)、管道、消防避雷及其它輔助設備組成。
◆LNG貯槽為低溫真空絕熱容器,容積通常為40-150m3
◆LNG空溫式氣化器和BOG(EAG)加熱器均為翅片管組合設備,前者主要用于LNG的氣化,后者主要用于BOG(EAG)氣體的復熱。
◆天然氣本身無色無味,按規(guī)定應進行加臭,加臭劑應選用四氫噻吩
一、LNG氣化調(diào)壓撬裝概述:
隨著天然氣時代全面來臨,城市各類用戶對天然氣的需求越來越大,各地燃氣公司在大力發(fā)展城市燃氣管網(wǎng)的同時,也考慮建設LNG儲存氣化站,以事故和調(diào)峰供氣。 LNG氣化站通常由:LNG儲罐、缷車臺、缷車增壓器、主氣化器、復熱氣、調(diào)壓計量裝置、加臭裝置、安全放散、BOG氣化器、中央控制及消防避雷等部分組成。由于項目工作較大,因此需根據(jù)項目儲存量、供氣量、占地等具體情況而定。 LNG瓶組供氣工藝具有投資省、占地面積小、建設周期短、操作簡單、運行安全等特點,可迅速地向城鎮(zhèn)居民或工業(yè)用戶供氣,因此在天然氣管網(wǎng)暫未敷設的區(qū)域,由LNG瓶組氣化站臨時供氣成為一個不錯的選擇。
二、LNG汽化調(diào)壓撬裝技術要求:
LNG氣化站主要工藝包括卸車、儲存、氣化、調(diào)壓等[2~4],典型的氣化站工藝流程見圖1。
LNG由低溫槽車運至氣化站,利用卸車增壓器給槽車增壓進行卸車,依靠壓差將LNG送入LNG儲罐儲存。氣化時通過儲罐增壓器將LNG增壓后,使罐內(nèi)LNG自流進入室溫式氣化器(兩組),LNG吸熱發(fā)生氣化并升高溫度。與空溫式氣化器串聯(lián)1套水浴式氣化器(南方地區(qū)不可用),在冬季空溫式氣化器不能正常工作時啟用,以供氣不間斷。天然氣經(jīng)過調(diào)壓、計量及加臭后送入城市管網(wǎng)。
3 LNG氣化站技術安全要素的分析
對于LNG氣化站來說,安全是至關重要的。LNG氣化站安全管理的核心內(nèi)容是防止天然氣泄漏,消除引發(fā)燃燒的基本條件,以滿足LNG設施的防火要求,防止低溫設施超壓排放甚至爆炸,設施、管道材質(zhì)符合低溫要求,做好操作人員的安全防護等。
3.1 LNG的儲存
① LNG儲罐
中小規(guī)模LNG氣化站多采用壓力式低溫儲存方式,一般采用圓筒形低溫真空粉末絕熱儲罐,雙層結(jié)構,內(nèi)罐材質(zhì)為0Cr18Ni9不銹鋼,外罐材質(zhì)為16MnR壓力容器用鋼,兩者之間夾層填充珠光砂粉末并抽真空[3~5]。儲罐工作壓力一般為0.3~0.6MPa,工作溫度約-140℃,設計壓力為0.8MPa,設計溫度為-196℃。
低溫儲罐絕熱性能的一個重要技術參數(shù)為靜態(tài)蒸發(fā)率,指低溫絕熱壓力容器在裝載大于有效容積0.5倍的低溫液體時,靜置達到熱平衡后,24h內(nèi)自然蒸發(fā)損失的低溫液體質(zhì)量和容器有效容積下低溫液體質(zhì)量的比值,對LNG儲罐一般靜態(tài)蒸發(fā)率≤0.3%。儲罐靜態(tài)蒸發(fā)率及儲罐夾層真空度應定期進行檢測,其中靜態(tài)蒸發(fā)率可通過BOG的排放量來測定,發(fā)現(xiàn)突然增大或減小等異常情況時應立即處理。
② LNG儲罐的壓力控制
儲罐內(nèi)的壓力控制是非常重要的,必須將其控制在允許的范圍內(nèi),過高或過低都存在危險。存在熱傳導或充注新的LNG均可能導致液體蒸發(fā),壓力升高;如果從儲罐向外排液或抽氣不當,則可能導致壓力下降甚至形成負壓。為了防止熱傳導引起罐內(nèi)壓力升高,采用釋放罐內(nèi)BOG的方法控制壓力上限,LNG儲罐壓力控制見圖2。在儲罐的氣相管道上設置自動減壓閥,當儲罐內(nèi)壓力升高到設定值時,自動減壓閥便緩慢開啟,將罐內(nèi)BOG放出;當壓力下降到設定值以下時,自動減壓閥關閉。
儲罐出液是自壓式,液體流出后,液位下降,氣相空間增大,導致罐內(nèi)壓力下降。因此,必須不斷向罐內(nèi)補充氣體,維持罐內(nèi)壓力不變。設有儲罐增壓器和自動增壓閥,儲罐增壓器是一個空溫式氣化器,它的安裝高度要低于儲罐的較低液位。當罐內(nèi)壓力低于自動增壓閥的設定值時,自動增壓閥打開,罐內(nèi)液體靠液位差緩緩流入儲罐增壓器,液體氣化產(chǎn)生的氣體經(jīng)自動增壓閥和氣相管道補充到儲罐內(nèi),氣體的不斷補充使得罐內(nèi)壓力回升。當壓力回升到設定值以上時,自動增壓閥關閉,增壓過程結(jié)束。運行中,可以根據(jù)儲罐的設計壓力和工作壓力,通過自動減壓閥、自動增壓閥的設定來控制儲罐的壓力。