山东广聚规划设计院有限公司 山东 寿光 262700
摘要：随着近年来我国空气质量的不断恶化，2015年国家能源局、发改委、环保部等七部委联合发布《燃煤锅炉节能环保综合提升工程实施方案》，目前我国存在大量的燃煤锅炉，重压下燃煤锅炉迎来了以煤清洁化、替代化为主要技术路线的节能减排革命。天然气则为目前最主要的替代煤的清洁能源。
关键词：LNG气化站；供热站锅炉房；供气；应用
导言
常态为气态的天然气(Natural Gas，以下简称NG)经液化后成为液化天然气(Liquefied NaturalGas，以下简称LNG)，是公认的洁净、安全、环保能源。NG液化为 LNG，体积缩小为原来的1/625，具有储存运输的优势。
某南天电力有限公司作为全国第 1 家使用LNG 再气化后发电的电厂，率先在全国建立LNG气化站，用槽罐车将LNG运进LNG气化站，储存在LNG储罐中，气化后进入燃机中燃烧发电。实践证明燃油改燃气工程是成功的，LNG项目可行，设备选型合理，LNG 气化站的场站安全管理到位。
1 LNG特性
LNG是以甲烷为主的液化混合物，常压下沸点为 -162 ℃，密度大约为 424 kg/m3 。NG 相对空气的密度为 0.55，熔点为 -182 ℃，沸点为 -162 ℃，闪点为-188 ℃左右，具有以下特性。
1.1 易蒸发性
LNG是深冷液体，很简单被周围的空气加热转化为 NG，温度也随之上升。-107 ℃是一个首要的分界点，NG温度低于 -107 ℃时，气体密度比空气大；NG温度等于-107 ℃时，气体密度与空气适当;NG 温度高于 -107 ℃时，气体密度比空气小。通常状况下，NG 密度小于空气，很简单向上分散。但若LNG大量泄漏，短时间来不及与周围空气进行热交换，温度就也许低于 -107 ℃，其蒸气云的密度比空气低。这么NG会顺着地面或向低处曼延，分散到很远的地方，一旦遇到点火源，就会燃烧、爆炸，十分危险。
1.2 易燃、易爆性
NG 是甲类易燃、易爆物质，与空气混合后在一定条件下是可燃的，其爆炸范围大约为5 %～15 %。
1.3 低温性
深冷的LNG具有低温性，某些材料与之接触会变脆、易碎和冷缩，使设备损坏，引起LNG泄漏。人体触摸LNG后，会引起严重的低温冻伤和人体组织损坏。
1.4站区规划
根据锅炉用气状况，该LNG气化站规划为：站区总占地面积3322.45m 2 （约合5亩）。LNG气化站设计最大小时供气量为6000Nm3 ；规划规划：站内两个100m3 LNG立式储罐，两台卸车增压汽化器、1台储罐增压器、8台空温式汽化器（4用4备）、1台EAG加热器、1台BOG加热器、两台水浴式复热器、1套调压加臭橇、1台水浴式循环水加热器（BOG）和1根放散管。该站主要运行时节为冬季，为该市居民冬季采暖供给热媒。
1.5站内工艺系统的设计压力为：
LNG槽车最高工作压力：0.7MPa；
100m3LNG低温储罐：设计压力0.88MPa，最高工作压力：0.8MPa；
LNG、NG管道系统：设计压力2.5MPa，最高工作压力1.6MPa；储罐增压器：管道设计压力2.5MPa，最高工作压力： 1.6MPa；
空温式气化器：进口管道设计压力2.5MPa，出口管道设计压力1.0MPa，最高工作压力0.6MPa；空温式气化器后管道：设计压力1.0MPa，最高工作压力0.6MPa；
循环水式NG加热器进口管道：设计压力1.0MPa，最高工作压力0.6MPa，出口管道设计压力1.6MPa，最高工作压力1.0MPa；
调压计量撬调压阀前：设计压力0.66MPa，压力控制体系的设计及安装由厂家配套。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆管道减压后设计压力0.4MPa，工作压力：0.3MPa；
EAG：设计压力1.0MPa，最高工作压力0.6MPa；
BOG：设计压力1.0MPa，最高工作压力0.6MPa；
设计温度：低温液相、气相管道体系：-196℃。
2工艺流程
LNG气化站主要为：卸车流程、卸压流程及LNG气化流程。
卸车流程：把集装箱或汽车槽车内的LNG转移至LNG气化站的储罐内，使LNG经过卸车增压器从储罐上进液管进入LNG储罐。
卸压流程：在LNG气化站工艺流程中，LNG槽车和LNG液相管道产生的低温气态天然气会集中汇入放散系统，通过EAG气化器加热后经放散管释放到大气之中。
LNG气化流程：
工作条件下，储罐增压气化器将储罐内的液相LNG增压到1.2MPa，增压后的低温LNG进入主空温式气化器，经过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0.45MPa～1.2MPa。当空温式气化器出口的天然气温度达不到5℃以上时，则需要通过水浴式复热器对气态天然气进行升温，最后经调压计量撬进行调压、计量、加臭后进入站外中压燃气管道，送入到用气点。
3设备选型
该站主要设备为站内两个100m3 LNG立式储罐，两台卸车增压器、1台储罐增压器、8台空温式气化器（4用4备）、1台EAG加热器、1台BOG加热器、两台水浴式复热器、1套调压加臭橇、1台水浴式循环水加热器（BOG）和1根放散管。
（1）LNG储罐
LNG储罐按绝热方式分类，大致有以下两种：
①真空粉末绝热
②高真空多层绝热。
本站的LNG储存量不大，保冷性能要求较高，因此，本站选用真空粉末绝热型储罐。
本设计确定储罐采用100m3 地上式金属单罐，其结构形式为真空粉末绝热、立式圆筒形双层壁结构，采用三支腿支撑方式。
（2）空温气化器
空温式气化（加热）器的导热管是将散热片和管材挤压成型的，导热管的横截面为星形翅片。气化器的材质必须是耐低温（-162℃）的，目前国内常用的材料为铝合金（LF21），其结构型式一般为立式长方体。
本工程空温气化（加热）器包括有LNG主气化器、储罐增压器、BOG加热器、EAG加热器。
①LNG主气化器
根据设计规模6000Nm3 /h的小时高峰供气量，空温气化器的气化能力要求为6000Nm3 /h。设计共选用8台，每4台为一组，两组之间每6h定时切换、定时除霜，单组设计流量8000Nm3 /h。
②LNG储罐增压器
根据本站的供气规模，考虑增压器每4h需定时切换、定时除霜，设计配置两台增压器，单台设计流量500Nm3 /h。储罐增压器选用自然气化空温式气化器，增压器主要由蒸发部构成，设备高度不宜高于贮槽内槽高度。
③BOG加热器
BOG产生主要在卸车阶段，根据本站卸车及贮存设计参数计算，需配置1台BOG加热器，设计流量500Nm3 /h。
④EAG加热器
EAG加热器用于加热自动或手动放空的低温NG。设计配置1台EAG加热器，设计流量,200Nm3 /h。
（3）水浴加热器
本设计考虑设置1台热水式水浴加热器，单台加热能力6000Nm3 /h。主要为低温NG升温而设置，对空温气化器起辅助升温作用，同时可以加温BOG气体。水槽设计压力0.1MPa，进水温度40℃，回水温度20℃。
结束语
供热站锅炉的用气流量大，压力较民用高。文中举例工程现已运行，且运行效果良好。预计未来LNG气化站在供热站锅炉房煤改气的工程中将得到越来越广泛的应用。
参考文献
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[3] 兰书彬.液化天然气气化站设计的改进[J].煤气与热力. 2006(11) .
论文作者:庞琳琳
论文发表刊物:《防护工程》2017年第9期
论文发表时间:2017/9/6
标签：加热器论文; 储罐论文; 压力论文; 工作压力论文; 水浴论文; 管道论文; 低温论文; 《防护工程》2017年第9期论文;