LNG气化管道供气(主要设备、工艺).ppt

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1、LNG气化站BOG气体：气体：LNG的闪蒸气。槽车、储罐、低温钢瓶内的的闪蒸气。槽车、储罐、低温钢瓶内的 LNG自然吸热自然吸热气化产生的气体。气化产生的气体。特点：低温特点：低温 持续不断（约每日持续不断（约每日12.5% ） 密度比常温空气重密度比常温空气重EAG：LNG系统中放散出来的天然气叫做系统中放散出来的天然气叫做EAG。特点：低温特点：低温 密度比常温空气重密度比常温空气重LNG气化站工艺LNG槽车LNG储罐LNG卸车柱卸车增压气化器BOG加热器空温式气化器复热器调压装置计量、加臭装置储罐增压气化器用户管网LNG气化站工艺流程LNG槽车卸车增压器BOG加热器储罐增压器主气化器低温

2、储罐液相口气相口液相口复热器调压、计量、加臭装置进入燃气管网紧急切断阀增压调压器减压调压器紧急切断阀LNG气化站工艺流程 LNGLNG低温槽车卸车工艺低温槽车卸车工艺 LNGLNG与环境温度有很大温差，有很大的冷能，与环境温度有很大温差，有很大的冷能，LNGLNG卸车不需要额外消耗动力，卸车不需要额外消耗动力，完全利用温差进行。低温槽车一般有三个接口，两个液相口，一个气相口。卸车过完全利用温差进行。低温槽车一般有三个接口，两个液相口，一个气相口。卸车过程中，一个液相口经管道连接到站上低温罐的进液口，用来输送液体，另外一个液程中，一个液相口经管道连接到站上低温罐的进液口，用来输送液体，另外一个液

3、相口与增压气化器连接，用来增压；气相连接增压气化器出口、储罐的气相口、相口与增压气化器连接，用来增压；气相连接增压气化器出口、储罐的气相口、BOGBOG管道，卸完后回收槽车内气体。管道，卸完后回收槽车内气体。 LNGLNG储罐的增压与减压储罐的增压与减压 增压：随着增压：随着LNGLNG使用，罐内液位不断下降，气相空间增大使罐内压力不断降低，使用，罐内液位不断下降，气相空间增大使罐内压力不断降低，LNGLNG流出速度逐渐变慢直至停止。因此，正常运营中须不断向储罐补充气体，将罐流出速度逐渐变慢直至停止。因此，正常运营中须不断向储罐补充气体，将罐内压力维持在一定范围内，才能使内压力维持在一定范围内

4、，才能使LNGLNG气化过程持续。这个过程叫做增压。气化过程持续。这个过程叫做增压。 减压：（超压保护），减压：（超压保护），LNGLNG在储存中由于储罐环境漏热而缓慢蒸发在储存中由于储罐环境漏热而缓慢蒸发, ,导致储罐导致储罐压力逐步升高压力逐步升高, ,最终危及储罐安全。因此，必须采用释放罐内气体的方法控制压力上最终危及储罐安全。因此，必须采用释放罐内气体的方法控制压力上限，在储罐的气相管道上设置调压器，当储罐内压力升高到设定值时，减压阀便缓限，在储罐的气相管道上设置调压器，当储罐内压力升高到设定值时，减压阀便缓慢打开，将罐内气体放出，当压力降回到设定值以下时，调压器自动关闭。这种调慢打开

5、，将罐内气体放出，当压力降回到设定值以下时，调压器自动关闭。这种调压器靠进口端压力控制阀的动作，更像常用的放散阀，但耐受低温。释放出的气体压器靠进口端压力控制阀的动作，更像常用的放散阀，但耐受低温。释放出的气体一般不放入大气，后续的工艺会将其回收利用。这部分气体简称一般不放入大气，后续的工艺会将其回收利用。这部分气体简称BOGBOG。LNG气化站工艺流程 LNG LNG气化工艺气化工艺 LNGLNG的气化、调压的工艺原理与其他低温液体相似。的气化、调压的工艺原理与其他低温液体相似。不同的是不同的是LNGLNG温度很低，低温液体的气化工艺在液氧、液氮温度很低，低温液体的气化工艺在液氧、液氮等的工

6、业领域非常成熟，等的工业领域非常成熟， 只是只是LNGLNG气化工艺比液氧和液氮气化工艺比液氧和液氮要复杂一些。要复杂一些。 LNGLNG的气化器一般采用空温式气化器，充分利用的气化器一般采用空温式气化器，充分利用LNGLNG的的冷能，节省能源。在寒冷地区，冬季环境温度很低的情况冷能，节省能源。在寒冷地区，冬季环境温度很低的情况下，下， 会使得气化后的气体温度很低（一般比环境温度还要会使得气化后的气体温度很低（一般比环境温度还要低低1010），后续的管道、设备等可能承受不了。），后续的管道、设备等可能承受不了。 因此，气因此，气化后一般要经过增热装置化后一般要经过增热装置复热器将气体升温，以便

7、达到复热器将气体升温，以便达到允许的温度，复热器可以采用电加热和循环水等不同方式允许的温度，复热器可以采用电加热和循环水等不同方式方式。最后经调压、计量、加臭，流向燃气管网。方式。最后经调压、计量、加臭，流向燃气管网。LNG气化站工艺流程 BOG BOG气体的处理气体的处理 储罐和其他部位产生的储罐和其他部位产生的BOGBOG气体温度也是很低的，气体温度也是很低的， 不能直接进入系不能直接进入系统，也必须经过加热才能利用统，也必须经过加热才能利用 ，一般也采用空温气化器。经过加热后的，一般也采用空温气化器。经过加热后的BOGBOG气体进入调压计量装置。气体进入调压计量装置。 优先原则：优先原则

8、：BOGBOG气体的压力要略高于调压计量装置主调压器后的压气体的压力要略高于调压计量装置主调压器后的压力，这样力，这样BOGBOG气体就优先于主气化器输出的气体进入出站管道。气体就优先于主气化器输出的气体进入出站管道。 管道保温管道保温 液相管道必须作专门的低温保温处理，而气相管道一般不必保温，操液相管道必须作专门的低温保温处理，而气相管道一般不必保温，操作人员容易触及的部分气相管，可作局部防冻处理。作人员容易触及的部分气相管，可作局部防冻处理。 液封问题液封问题 一段液相管道，两端有阀门，当管道内存有液体时关闭两端的阀门，一段液相管道，两端有阀门，当管道内存有液体时关闭两端的阀门，便形成液封

9、。便形成液封。LNGLNG管道内只要存有部分液体，便可产生危害，而且危害管道内只要存有部分液体，便可产生危害，而且危害很大。原因是即使做了很好的保温，也不可能完全阻止管道升温，管道内很大。原因是即使做了很好的保温，也不可能完全阻止管道升温，管道内残留的液体就会不断气化，压力可无限上升，直到管道或阀门破坏为止。残留的液体就会不断气化，压力可无限上升，直到管道或阀门破坏为止。 采取的措施是合理的布置阀门和加安全放散。采取的措施是合理的布置阀门和加安全放散。 LNG气化站工艺流程安全放散安全放散 所有低温管道上的安全阀和设备安全阀排出的气体（所有低温管道上的安全阀和设备安全阀排出的气体（EAGEAG

10、）温度极低，气态）温度极低，气态 天然气温度低于天然气温度低于-107-107时比重比空气大，低温气态天然气会向下积聚，所以不应时比重比空气大，低温气态天然气会向下积聚，所以不应就地排放，而应汇集到一起，经加热器升温后，使其密度小于空气，统一放散。就地排放，而应汇集到一起，经加热器升温后，使其密度小于空气，统一放散。EAGEAG加热器也采用空温式气化器。加热器也采用空温式气化器。阀门、管材与管件阀门、管材与管件 常用的常用的LNGLNG阀门丰要有增压调节阀、减压调节阀、紧急切断阀、低温截止阀、阀门丰要有增压调节阀、减压调节阀、紧急切断阀、低温截止阀、安全阀、止回阀等。安全阀、止回阀等。 阀门材

11、料为阀门材料为0Crl 8Ni90Crl 8Ni9。 介质温度介质温度-20-20的管道采用输送流体用不锈钢无缝钢管，材质为的管道采用输送流体用不锈钢无缝钢管，材质为Crl8Ni9Crl8Ni9。管件均采用材质为管件均采用材质为0Crl8Ni90Crl8Ni9的无缝冲压管件的无缝冲压管件 。 法兰采用凹凸面长颈对焊钢制管法兰法兰采用凹凸面长颈对焊钢制管法兰(HG 20592-97)(HG 20592-97)，其材质为，其材质为Crl8Ni9Crl8Ni9。法兰密封垫片采用金属缠绕式垫片，材质为法兰密封垫片采用金属缠绕式垫片，材质为0Crl8Ni90Crl8Ni9。紧固件采用专用双头螺。紧固件采

12、用专用双头螺柱、螺母，材质为柱、螺母，材质为0Crl8Ni90Crl8Ni9。管道的冷收缩管道的冷收缩 在在LNGLNG低温（低温（-162 -162 ）情况下，不锈钢（）情况下，不锈钢（ 0Crl 8Ni90Crl 8Ni9）管材收缩率约为千分）管材收缩率约为千分之三，管道在冷、热交替情况下会产生很大的应力，严重时会造成管道破裂，所之三，管道在冷、热交替情况下会产生很大的应力，严重时会造成管道破裂，所以在工艺设计和安装管道时，要采取有效措施，如：增加弯管、加补偿器等。以在工艺设计和安装管道时，要采取有效措施，如：增加弯管、加补偿器等。LNG气化站相关设备 LNG槽车：将LNG从母站运输到气站

13、 ,我国目前现有LNG运输均采用汽车槽车。单辆槽车水容积51m3，LNG运输能力30000 Nm3气态天然气，槽车设计压力0.8MPa，运行压力0.3MPa。LNG气化站相关设备 按容积分：储罐一般有按容积分：储罐一般有50M3 60M3 150M3 60M3 10000M3M3和和150M3150M3几几种种 按形式分：储罐一般有立式罐和卧式罐两种按形式分：储罐一般有立式罐和卧式罐两种 简介：简介： LNGLNG低温储罐的结构很像暖水瓶，是双层结构，内胆存储低温液体，它低温储罐的结构很像暖水瓶，是双层结构，内胆存储低温液体，它要承受介质的压力和低温，所以制作内胆的材料必须采用耐低温合金钢要承

14、受介质的压力和低温，所以制作内胆的材料必须采用耐低温合金钢(0Cr18N9)(0Cr18N9)；外壳的作用是为了形成内胆的绝热层，它使外壳与内胆之间保；外壳的作用是为了形成内胆的绝热层，它使外壳与内胆之间保持一定距，形成绝热空间，并通过支撑装置固定内胆，它要承受内胆和介质持一定距，形成绝热空间，并通过支撑装置固定内胆，它要承受内胆和介质的重力载荷以及绝热层的真空负压。的重力载荷以及绝热层的真空负压。 低温储罐绝热性能的一个重要技术指标，叫做蒸发率，对低温储罐绝热性能的一个重要技术指标，叫做蒸发率，对LNGLNG罐一般为罐一般为= =0.2%0.2%，它表示的是一天，它表示的是一天2424小时中

15、，由于储罐绝热层泄露而使得外部热量传小时中，由于储罐绝热层泄露而使得外部热量传入储罐内胆，导致气化的液体体积与储罐容积的百分比。低温储罐的接口有入储罐内胆，导致气化的液体体积与储罐容积的百分比。低温储罐的接口有气相接口、进液口、出液口和液位检测口，由于绝热和内部结构原因，所有气相接口、进液口、出液口和液位检测口，由于绝热和内部结构原因，所有接口都集中在储罐的一个封头上，一般不能随处开口。比如，安全阀是安装接口都集中在储罐的一个封头上，一般不能随处开口。比如，安全阀是安装在气相管上的，不单独开口；一般也不单独设置排污口。进液管一般有两个，在气相管上的，不单独开口；一般也不单独设置排污口。进液管一

16、般有两个，一个下部进液管，还有一个上部进液管。一个下部进液管，还有一个上部进液管。LNG气化站相关设备卧罐：卧罐： LNG气化站相关设备立罐：立罐： LNG气化站相关设备LNGLNG空温式气化器空温式气化器主要技术参数：主要技术参数：工作压力：工作压力：0. 6MPa0. 6MPa，设计压力：设计压力：1 10MPa0MPa，工作温度：工作温度：-162-162，设计温度：设计温度：-196-196，主体材质：铝翅片管主体材质：铝翅片管(LF21)(LF21)，出口温度：低于环境温度出口温度：低于环境温度1010。LNG钢瓶LNGLNG钢瓶一般有钢瓶一般有4545升、升、175175升、升、2

17、10210升、升、400400升升等几种。等几种。LNG钢瓶LNG钢瓶1).1).筒体筒体除保护内筒外，还与内筒体形成真空夹层。除保护内筒外，还与内筒体形成真空夹层。2).2).内筒体内筒体用来储存低温液体。用来储存低温液体。3).3).蒸发盘管蒸发盘管用来通过与外筒内壁的热交换，实现液气转换。用来通过与外筒内壁的热交换，实现液气转换。4).4).液体进出口阀液体进出口阀用于低温液体的灌充和排出。用于低温液体的灌充和排出。5).5).安全阀安全阀容器的压力高于最大工作压力时自动卸压。容器的压力高于最大工作压力时自动卸压。6).6).放空阀（放空阀（BOGBOG回气口）回气口）用于排除容器灌充过

18、程中内筒空间的气体。在满足容器顺利用于排除容器灌充过程中内筒空间的气体。在满足容器顺利灌充的同时，又能控制灌充压力。此阀也可为降低容器压力（内压）作排气阀用。灌充的同时，又能控制灌充压力。此阀也可为降低容器压力（内压）作排气阀用。7).7).组合调节器组合调节器有两个作用：（有两个作用：（1 1）. .优先使用容器气相空间高于设定压力的那部分积优先使用容器气相空间高于设定压力的那部分积聚气体；（聚气体；（2 2）. .给增压过程中的最大增压力（驱动压力）一个控制值（限值）。一般设给增压过程中的最大增压力（驱动压力）一个控制值（限值）。一般设定为定为0.8MPa0.8MPa。8).8).增压开启

19、阀增压开启阀用于开启容器压力建立系统的管道，使容器能够建立起一定的驱动压用于开启容器压力建立系统的管道，使容器能够建立起一定的驱动压力（内压）来驱动容器内的低温液体。此阀除使用气体时容器的驱动压力不能稳定或容力（内压）来驱动容器内的低温液体。此阀除使用气体时容器的驱动压力不能稳定或容器的驱动压力低于用户的用气压力需要之外，一般情况下用户不需要打开。器的驱动压力低于用户的用气压力需要之外，一般情况下用户不需要打开。9).9).抽真空阀抽真空阀用于容器夹层空间的真空封结。用于容器夹层空间的真空封结。10).10).外筒安全装置外筒安全装置用以防止用以防止LNGLNG钢瓶的损坏而可能造成的事故。并能

20、通过该装置控制钢瓶的损坏而可能造成的事故。并能通过该装置控制事故的扩大。事故的扩大。11).11).用气阀用气阀用于用于LNGLNG钢瓶液体气化回路与用户用气进口端管道的开启。也可通过调节钢瓶液体气化回路与用户用气进口端管道的开启。也可通过调节此阀控制气体流量。此阀控制气体流量。12).12).液面计液面计比较直观地指示容器内低温液体液面的高低。比较直观地指示容器内低温液体液面的高低。13).13).增压盘管增压盘管容器增压系统工作后，将瓶底流出的低温液体与外筒内壁完成热交换。容器增压系统工作后，将瓶底流出的低温液体与外筒内壁完成热交换。LNG瓶组气化区域供气系统瓶组气化区域供气系统-由LNG

21、瓶组撬和气化调压撬组成 1、LNG瓶组撬，瓶组撬，根据城镇燃气设计规范相关规定，LNG瓶组总容积不应大于4立方，选用22只175L低温LNG气瓶，每瓶储气量折合气态标准状态为100立方，即22只175L低温LNG气瓶储气量约2200标方天然气。该系统整体撬装，设置低温瓶固定架等。LNG瓶组气化区域供气系统瓶组气化区域供气系统-由LNG瓶组撬和气化调压撬组成2、气化复热调压计量加臭撬，、气化复热调压计量加臭撬，受LNG瓶组总容积不应大于4立方，即天然气储气量2200标方，及LNG气瓶运输更换时间所限，连续供气宜控制在4小时以内，因此空温式气化器适当考虑一些气化余度，选择500标方/小时为宜。同时为防止故障条件下低温LNG液体进入下游管道，造成安全隐患，在空温式气化器后加装“低温防过液装置”，确保系统安全。气化后天然气通过调压，将压力稳定在0.2-0.4MPa，经系统设置定频加臭机，加臭后输入中压燃气管网，供用户用气。该供气系统为整体撬装，设置彩钢箱体等。 LNGLNG瓶组气化区域供气系统瓶组气化区域供气系统结束结束