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LNG汽化站的设计

LNG汽化站的工艺流程概述

   LNG由槽车运至气化站,利用LNG卸车增压器使槽车内压力增高,将槽车内LNG送至LNG低温储罐内储存。当从LNG储罐外排时,先通过储罐的白增压系统,使储罐压力升高,然后打开储罐液相出口阀,通过压力差将储罐内的LNG送至气化器后,经调压、计量、加臭等工序送入市政燃气管网。当室外环境温度较低,空温式气化器出口的天然气温度低于5℃时,需在空温式气化器出口串联水浴式加热器,对气化后的天然气进行加热。

2 LNG的潜在危险

根据LNG的特性,在LNG储存和生产过程中,如操作不慎会产生如下危险。

①设备或管道低温脆断

设备及管道在低温状态下,可能会发生材质脆断,如有LNG泄漏极容易冻伤操作者。另外,LNG泄漏或溢流后会急剧气化,形成LNG蒸气云团使人窒息。

②受热超压

由于LNG气液体积比很大,所以少量LNG受热就能转化为大量的气体,可使设备及管道内压力急剧上升而发生超压事故。

③爆炸

若LNG泄漏、气化后与空气混合达到爆炸极限,此时遇到明火极易发生爆炸、燃烧,产生的热辐射会对人体及设备造成巨大危害。

3 LNG气化站的设计

目前,我国颁布关于LNG气化站设计的相关规范,主要有《城镇燃气设计规范》GB 50028—2006、《石油天然气工程设计防火规范》GB 50183—2004、《火灾自动报警系统设计规范》GB 50116—98、《建筑设计防火规范》GB 50016—2006等;常用的国外标准主要有美国标准《液化天然气(LNG)生产、储存和装运标准》NFPA 59A。在这些规范中对LNG气化站的设计做了明确规定。

3.1 LNG汽化站的选址及总图布置

① LNG汽化站选址

气化站的位置与其安全性有着密切的关系,因此气化站应布置在交通方便且远离人员密集的地方,与周围的建构筑物防火间距必须符合《城镇燃气设计规范》GB 50028—2006的规定,而且要考虑容易接入城镇的天然气管网,为远期发展预留足够的空间。

② LNG汽化站总图布置

   合理布置气化站内的建构筑物、工艺设施,可使整个气化站安全、经济、美观。站区总平面应分区布置,即分为生产区(包括卸车、储存、气化、调压等工艺区)和辅助区,生产区布置在站区全年最小频率风向的上风侧或上侧风侧,站内建构筑物的防火间距必须符合《城镇燃气设计规范》GB 50028—2006的规定。

3.2 LNG汽化站卸车及管道预冷工艺

①卸车

   LNG卸车时,一般不需要额外消耗动力,通过卸车增压器使槽车压力升高,在压力差的作用下将LNG送至储罐内。槽车内的气体则回收到BOG储罐或经调压、计量、加臭后送入管网。

   在卸车过程中要注意两个问题:一是,液体在管道中流动或进入储罐后可能气化,生成的气体也会进入储罐,导致储罐内压力升高,阻碍卸车;二是,随着液体进入,储罐液位升高,气相空间被不断压缩,使储罐内压力升高,致使液体流速大大下降[1]。这些问题的解决措施如下。

a. 合理使用储罐的上进液口和下进液口,上进液时LNG以喷淋的形式进入罐内,下进液则为常规的进液方式。当槽车的液体温度比储罐的液体温度低时,可以选择上进液。此时,液体以喷淋方式穿过储罐气相空间,过冷液滴会吸收储罐内的气体,使得储罐内压力下降,从而加快卸车的速度。上进液口之所以采用喷淋方式,是为了加大气液的换热面积,气液两相在储罐内形成对流,加速降压过程。槽车的液体温度比储罐的液体温度高时,应选择下进液。温度相对较高的LNG进入储罐后先接触温度相对较低的液体,使其迅速降温,减弱气化倾向,避免对卸车产生影响。当然,如果没有温度差可任意选择进液方式。

b. 卸车工艺见图1。在储罐自动减压阀(阀门12)上并联一个截止阀(阀门14),卸车时打开截止阀,提高BOG的流量,使储罐保持稳定的压力,卸车结束后关闭。

汽化站

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