小型LNG气化站建设探讨论文_李昌伟,李守宝

1.临沂天燃燃气工程有限公司 山东临沂 276000;2.山东邦州实业发展有限公司 山东临沂 276000

摘要:近年来,随着国家环保及节能减排等政策的落实,小型LNG气化站以其灵活性、环保性、价格优势等因素,越来越受到用气企业的重视并加以应用。下面就小型LNG气化站建设进行探讨。

关键词:LNG、气化站、建设

一、适用范围

适用于为独立居民点、商业用户供气及企业自用,总储存容不大于120m 3小型液化天然气供应工程。小型液化天然气供站的总容积,应根据居民、商业户数,燃具用气设备,供气规模、服务半径和与气源距离等因素综合确定。主要分为以下几种:

1一般用户:工厂自用、独立居民、独立商业用气量与储罐匹配如下,储罐储存容积满足1天以上用气量。

2特别重要用户:用气方要求24小时不停气,停气将造成重大损失,且用气点交通条件较差,建议储罐储存容积满足3天以上用气量,见下表。

二、气化站选址注意事项

1小型液化天然气站宜布置在厂区的上风侧;

2为减少占地面积,选址时尽量采用原有厂区内道路作为回车场地;

3液化天然气站后厂区埋地管道一般选用PE管,设置于厂区道路两侧绿化带内,如管径>250mm,采用钢管,但需增加阴极保护。

三、工艺流程

LNG气化站的主要流程有:卸车流程、储罐增压流程、气化流程、BOG回收流程、安全泄放流程、调压计量加臭流程。

1卸车流程

卸车工艺通常采用的方式有:自增压卸车方式和泵卸车方式; 一般小规模气化站设计采用站内设卸车增压器方式。气化站储罐运行压力一般为0.5-0.7MPa,卸车前须对需储液储罐减压,打开专门设置的手动BOG阀进行卸压,储罐卸压后压力为0.3-0.4MPa。槽车中的LNG在常压(经长途运输的LNG罐箱压力可能会比较高)、-162℃条件下,利用站内卸车增压器给槽车增压至0.7MPa,利用压差将LNG通过液相管线送入气化站需储液低温储罐。另外,卸车过程末段槽车内的低温NG气体,利用BOG气相管线进行回收。 卸车工艺管线包括液相管线、气相管线、气液连通管线、安全泄压管线以及若干低温阀门。 大型气化站因使用量大通常也采用泵卸车,通过转液泵或低温潜液泵将LNG输送至储罐内,其优点是卸车时间短,缺点是耗能。

2储罐增压流程:

LNG储罐储存参数为常压、-162℃,运行时需要对LNG储罐进行增压,以维持其0.50-0.70MPa的压力,以保证正常流量。 当LNG储罐压力低于升压调节阀设定开启压力时,调节阀开启,LNG进入储罐增压器,气化为NG后通过储罐顶部的气相管进入储罐内,储罐压力上升;当LNG储罐压力高于设定压力时,调节阀关闭,储罐增压器停止气化,随着罐内LNG的排出,储罐压力下降。通过调节阀的开启和关闭,从而将LNG储罐压力维持在设定压力范围内。 LNG气化站增压系统由储罐增压器(空温式气化器)及若干控制阀门组成,系统主要包括: 储罐增压器(空温式气化器); 自力式增压调节阀; 其他低温阀门和仪表;

3气化流程:

气化加温工艺一般采用空温式和水浴式加热器相结合的串联流程,夏季使用自然能源,冬季利用水浴式电加热器进行增热,可满足生产需要。空温式气化器分为强制通风和自然通风两种,通常采用自然通风空温式气化器。自然通风式气化器需要定期除霜、定期切换。工程设计中多选用两组气化器切换使用,在每组空温式气化器的入口处均设有手动和气动低温阀门。空温气化器通过手动或自动连锁开关低温阀门进行切换,夏季切换周期为8小时/次;冬季切换周期为6小时/次。当出口温度低于-15℃时,低温报警自动或者手动切换空温气化器。 水浴式加热器根据热源不同,可分为热水循环加热式、燃烧加热式、电加热式等等。水浴加热器可设计1组,不备用。冬季NG出口温度低于-10℃时,低温报警并手动或自动启动水浴加热器。

4 BOG回收流程:

BOG是LNG的闪蒸汽,其主要来源有:LNG卸车后槽车内、储罐及管道长期存放LNG吸热自然蒸发的。BOG的处理:可采用直接加热调压输出的方式。 排出的BOG气体为高压低温状态,因此需设置BOG加热器并调压后进入用气管网。为了保证运行阶段储罐的安全以及卸车时工艺的顺利进行,储罐气相管装有降压调节阀及手动BOG排气阀。降压调节阀可根据设定压力自动排出BOG。根据增压工艺中升压调节阀的设定压力以及储罐的设计压力,该降压调节阀的压力可设定为高于升压调节阀设定压力,且低于储罐设计压力。手动BOG排气阀用于对接收LNG的储罐进行减压操作,适用于卸车前对储罐进行减压的情况。

5安全泄放流程:

天然气为易燃易爆物质,在温度低于-107℃时,天然气密度重于空气,一旦泄漏将在地面聚集,不易挥发;而常温时,天然气密度远小于空气密度,易扩散。根据其特性,按照规范要求必须进行安全排放,设计采用集中排放的方式。安全泄放工艺系统由安全阀、爆破片、EAG加热器、集中放散管组成。设置EAG加热器,对放空的低温NG进行集中加热后,经阻火器后通过集中放散管高点排放,EAG加热器采用空温式加热器。常温放散NG直接经阻火器后排入集中放散管。阻火器内装耐高温陶瓷环,安装在放空总管路上。 为了提高LNG储罐的安全性能,采用降压装置、压力报警手动放空、安全阀起跳三层保护措施。 在一些可能会形成密闭的管道上,设置手动放空加安全阀的双重措施。

6调压计量加臭流程:

主气化器出口天然气进入调压段,调压至所需压力,进入计量段,计量完成后经过加臭处理,输入用气输配管网。 调压段采用2+1结构或其他,主调压为双路设置,进口压力0.4-0.8MPa,出口压力10KPa(根据用户要求设置);计量段采用1+1结构,设置气体涡轮流量计或罗茨流量计等。流量计表头可为机械的字轮显示或数显,不丢失计量数据。流量计配备体积修正仪,自动将工况流量转换成标准流量,并自动进行温度、压力和压缩系数的修正补偿。可存储一年或更长时间内的数据,对流量实现自动管理和监控功能。加臭设备为撬装一体设备。根据流量计或流量计积算仪传来的流量信号按比例地加注臭剂,也可在按固定的剂量加注臭剂,臭剂为四氢塞吩。具有运行状态显示,定时报表打印等功能,运行参数可设定。

五、工程投资

本技术文件,针对2个60m3,不新建消防水池、消防泵房的小型气化站,小时供气能力3000Nm3/h。设备和安装投资如下:

1、60立方LNG储罐两台,62万;2、LNG卸车增压撬一台,3.6万;3、LNG储罐增压撬一套,2.8万;4、调压计量撬一套,12.2万;5、水浴式电加热器一台,5.5万;6、空温式气化器两台,19.2万;7、BOG加热器一台,1万;8、EAG加热器一台,1万;9、仪表风系统一套,1.5万;10、站控系统一套,6万元;11、卸车软管一套,1.2万元;12、运输吊装费一项,4万元;13、安装费一项,15万;14、设计费用,10万;共计投资约145万元。

参考文献:

[1] 《建筑设计防火规范》 GB50016-2006

[2]《汽车加油加气站设计与施工规范》 GB50156-2012

[3]《城镇燃气设计规范》 GB50028-2006

论文作者:李昌伟,李守宝

论文发表刊物:《基层建设》2016年第33期

论文发表时间:2017/3/7

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