XXXX年威海液化天然气(LNG)气化站工艺设计介绍5718.docx

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1、佛山市三水美丰铝塑复合管有限公司“健康美丰，质量领先”专业生产环保铝塑管，铝塑复合管，天然气铝塑管，燃气铝塑管，铝塑管接头，冷热铝塑管，铝焊管等产品。威海液化化天然气气(LNNG)气气化站工工艺设计计介绍1. 前前言威海市市原计划划采用龙龙口烟烟台长输输管道供供应的渤渤海天然然气作为为城市燃燃气气源源，但由由于目前该管线线的建设设进度不不能满足足威海市市原计划划20005年供供气的要要求，这这就需要要选择一一种合适的气源源作为启启动气源源。随着着国内天天然气行行业的发发展，威威海市天天然气来来源有着着更为广广泛的选择条条件，特特别是新新疆广汇汇及广东东深圳液液化天然然气项目目的规划划和实施施，

2、给威威海市采采用LNG作作为天然然气启动动气源提提供了原原料来源源。与CCNG相相比，LLNG是是最佳的的启动、培培育和抢抢占市场场的先期期资源。LLNG槽槽车运输输方便，成本低廉廉；不受受上游设设施建设设进度的的制约；LNGG供应系系统安装装方便、施施工：期期短，并并能随着供供气规模模的逐步步扩大而而扩大，先先期投资资也较低低。最后后，当管管道天然然气到来来时，LNG站站可什为为调峰和和备用气气源继续续使用。因因此，我我院于220044年初对对原可研研报告进进行修改、补充充，将液液化天然然气(以以下简称称LNGG)气化化站作为为提前启启动气源源。本工工程一次次设计，分期投产产，一期期工程供供

3、气401104m3d，二二期工程程供气88.61044m3d，用用户为居居民、商业及部部分工业业用户。2气化化站工艺艺介绍21气气质成分分与理化化参数221. 1气气质成分分目前前，国内内LNGG气化站站所采用用的液态态天然气气大多是是河南中中原油田田生产的的，目前前中原油田LLNG已已经出现现供不应应求的局局面，因因此本工工程拟采采用新疆疆广汇生生产的LLNG作作为主气源，同同时在卸卸车方式式等也考考虑了使使用其他他气源的的可能。根据新疆疆广汇提提供的LLNG组组分，确确定本工工程设计计计算用用天然气气组分如如下：天然气组组分摩尔分子子百分数数CH482.4422C2H6611.1100C3

4、H884.5333N20.82232其余1.11128212理化化参数经过过计算，新新疆广汇汇LNGG气源的的理化参参数见下下表：理化参数数参数值高热值(MJ/Nm33)46.7723低热值(MJ/Nm33)42.3340液态密度度(MJJ/Nmm3)467气态密度度(MJJ/Nmm3)0.86629华白数(MJ/Nm33)57.1196运动粘度度(m33/s)(标态态)10.998110-66燃烧势42.5575爆炸上限限()4.3118爆炸下限限()14.3357由上表可可知，LLNG气气源的华华白数为为571966MJNm33，燃烧烧势为4425575；同时威威海市将来也有有采用渤渤海天

5、然然气的可可能，而而渤海天天然气的的华白数数为488888MJ/Nm33，燃烧烧势为45118，尽尽管均符符合城城市燃气气分类(GBT1336111-922)中112T类类，但新新疆广汇汇的LNNG气源比渤渤海天然然气气源源华白数数高出近近17，届时时灶具如如果不加加以改造造的话，必必将导致致将来用户户灶具适适应性差差、燃烧烧不稳定定。此外外，本LLNG站站属于启启动气源源，将来来即使烟烟台长输管道道来气以以后，它它作为备备用、调调峰气源源，届时时，仍有有供气的的可能，因因此，这这两种气气源如能互互换是最最经济的的。在设设计中为为解决这这个问题题，在汽汽化斤的的流程中中增加了了一套掺掺混空气系

6、统统，将LLNG气气源气(低热值值4234MMJNNm3)与压压缩空气气进行高高压比例例式掺混混，掺至可与与渤海大大然气(低热值值3511MMJNNm3)互换换，这样样将来威威海市不不论是采采用渤海海天然气作为为最终气气源，还还是将来来事故情情况下用用LNGG作为备备用气源源，用户户处均能能保证用用气安全、稳稳定，还还节省了了大量改改造灶具具的费用用。经过过计算，新新疆广汇汇气源与与空气的的掺混比比例采用888：112即可可达到要要求，而而且安全全可靠。2. 22 工艺艺流程目前前。国内内LNGG气化站站所采用用的液态态天然气气运输方方式通常常有LNNG槽车车和罐式式集装箱箱车两种。河河南中原

7、原油田生生产的LLNG采采用槽车车运输方方式，而而新疆广广汇生产产的LNNG则采采用罐式集集装箱车车运输。由LLNG槽槽车或集集装箱车车运送来来的液化化天然气气，在卸卸车台通通过槽车车白带的的自增压压系统(对于槽车运运输方式式)或通通过卸车车台的增增压器(对于集集装箱年年运输方方式)增增压后送送入LNNG储罐罐储存，储储罐内的的LNGG通过储储罐区的的自增压压器增压压到05006MMpa后后，进入入空温式式气化器。在在空温式式气化器器中，LLNG经经过与空空气换热热，发生生相变，出出口天然然气温度度高于环环境温度110以以上，再再通过缓缓冲罐缓缓冲，之之后进入入掺混装装置，与与压缩空空气进行行

8、等压掺掺混，掺混后的的天然气气压力在在044MPaa左右，分分为两路路，一路路调压、计计量后送送入市区区老管网网，以中一低低压两级级管网供供气，出出站压力力为01MPPa：另另一路计计量后直直接以004MMPa压压力送入新建建城市外外环，以以中压单单级供气气。进入入管网前前的天然然气进行行加臭，加加臭剂采采用四氢氢噻吩。冬冬季空浴浴式气化化器出口口气体温温度达不不到5时，使使用水浴浴式NGG加热器器加热，使使其出口天天然气温温度达到到51O。气化化站的工工艺流程程框图如如下：3. 主主要设备备选型3. 11 LNNG储罐罐311储罐罐选型LNNG储罐罐按围护护结构的的隔热方方式分类类，大致致有

9、以下下3种：a)真中粉粉末隔热热隔热热方式为为夹层抽抽真空，填填充粉末末(珠光光砂)，常常见于小小型LNNG储罐罐。真空空粉末绝绝热储罐由于其其生产技技术与液液氧、液液氮等储储罐基本本一样，因因而目前前国内生生产厂家家的制造造技术也也很成熟，由于于其运行行维护相相对方便便、灵活活，目前前使用较较多。国国内LNNG气化化站常用用的大多多为500m3和1000m3圆筒型型双金属属真空粉粉末LNNG储罐罐。目前前最大可可做到2200mm3，但由由于体积积较大，运运输比较困困难，一一般较少少采用。真真空粉末末隔热储储罐也有有制成球球形的，但但球型罐罐使用范范围通常常为为200015500mm3，且球球

10、形储罐罐现场安安装难度度大。b)正压堆堆积隔热热 采用用绝热材材料，夹夹层通氮氮气，绝绝热层通通常较厚厚，广泛泛应用于于大中型型LNGG储罐和和储槽。通常为立立式LNNG子母母式储罐罐。c)高高真空多多层隔热热。采用用高真空空多层缠缠绕绝热热，多用用于槽车车。本工工程采用用国内LLNG气气化站常常用的圆圆筒形双双金属真真空粉末末LNGG储罐。考考虑到立立式罐节省占地地，且立立式罐LLNG静静压头大大，对自自增压器器工作有有利，因因此采用用立式双双金属真真空粉末末LNG储储罐。312储罐罐台数储罐罐台数的的选择应应综合考考虑气源源点的个个数、气气源检修修时间、运运输周期期、用户户用气波波动情况等

11、困素素，本工工程LNNG来源源有可能能采用河河南中原原油田或或新疆广广汇两个个气源，运运输周期期最远步缩短运运输周期期，综合合考虑以以上情况况，本工工程储存存天数定定为计算算月平均均日的55天。经经计算，一期选用用1000m3立式储储罐4台台，二期期增加44台。其其主要工工艺参数数如下：工作作压力：066MPaa，设计计压力：0777MPPa，工作作温度：-1662，设计计温度：-1996，单台台水容积积：1005m33，内罐罐直径330000mm，内内罐材质质：OCCrl88Ni99，外罐罐直径335000mm，外外罐材质质：166MnRR，夹层层填充珠珠光砂并并抽真空空。32空温式式气化器

12、器321气化化能力气化化器的气气化能力力根据高高峰小时时用气量量确定，并并留有一一定富裕裕量。设设计上配配置两组组，互相切换使使用。本本项目一一期工程程高峰小小时流量量38880m33h，二二期工程程高峰小小时流量量88993m33h。据此，一一期选用用6台220000m3h空空温式气气化器，分分为2组组，每组组3台，互互相切换换：二期期增加4台，每每组5台台，互相相切换。322主要要工艺参参数工作作压力：0. 6MPPa，设计计压力：100MPaa，工作作温度：-1662，设计计温度：-1996，立式式，主体体材质：铝翅片片管(LLF211)，气化化能力：20000m33h，出口口温度：低于

13、环环境温度度10。33 水浴式式NG加加热器 当环环境温度度较低，空空温式气气化器出出口NGG温度低低于5时，在在空温式式气化器器后串联联水浴式NG加加热器，对对气化后后的天然然气进行行加热。加热热器的加加热能力力同样根根据高峰峰小时用用气量确确定，一一期设置置1台550000m3h水水浴式NNG加热器，二二期增加加1台。33. 2 主要工工艺参数数工作作压力：066MPaa，设计计硬度力力：08MPPa,进气气温度；-330，出气气温度：5110，加热热能力；50000m33h，加热热用热水水由站内内自建的的锅炉房房供应。34 BOGG加热器器LNNG储罐罐日蒸发发率大约约为015，这部部分

14、蒸发发了的气气体(简简称BOOG)如如果不及及时排出出，将造成储储罐压力力升高，为为此设置置了降压压调节阀阀，可根根据压力力自动排排出BOOG。储储罐蒸发发的BOOG和槽车卸卸车的BBOG，通通过1台台BOGG加热器器加热后后进入BBOG储储罐储存存，在冬冬季使用用水浴式式NG加热热器时，BBOG可可作为热热水锅炉炉的燃料料，夏季季可进入入管网。3. 55 EAAG加热热器低温温系统安安全阀放放空的全全部是低低温气体体，在大大约-1107以下时时，天然然气的重重度大于于常温下的空气气，排放放不易扩扩散，会会向下积积聚。因因此设置置一台空空温式放放散气体体加热器器，放散散气体先先通过该加加热器，

15、经经过与空空气换热热后的天天然气比比重会小小于空气气，高点点放散后后将容易易扩散，从从而不易形成成爆炸性性混合物物。36空压压站设备备为保保证天然然气与空空气进行行高压比比例式掺掺混，选选用144. 116m33miin风冷冷式螺杆杆空气压压缩机3台，22开1备备，以及及相应的的无热再再生空气气干燥器器、压缩缩空气除除油器、除除尘器以以及橇装装式静态混合器器等设备备。4安全设设计41危危害分析析液液化天然然气是天天然气储储存和输输送的一一种有效效的方法法，在实实际应州州中，用用户使用用的是气气化后的天然然气，因因此，在在考虑LLNG设设备或工工程的安安全问题题时，不不仅要考考虑天然然气所具具有

16、的易易燃易爆的的危险性性，还要要考虑液液态的低低温特性性和由此此引发的的安全问问题。液化化天然气气的主要要成分是是甲烷，属属易燃易易爆气体体，能与与空气混混合形成成爆炸性性混合物物，其爆炸下限限较低(约为443)，少少量泄漏漏一旦遇遇到明火火就易引引起爆炸炸：同时时液态天天然气又又有低温的特性性，如果果发生LLNG溢溢出或泄泄漏，在在-1007以以下时，气气体密度度比空气气大，容容易向下下积聚，溢出出的LNNG蒸发发速度非非常快，并并会迅速速冷却周周围空气气中的水水蒸汽，形形成大量量的白色色蒸汽云，并并四处扩扩散，如如果遇到到火源将将引起火火灾，造造成严重重后果，低低温还会会导致灼灼伤、冻冻伤

17、、体温降低低等；另另外，LLNG系系统在常常温下安安装，在在低温条条件下运运行，前前后温差差很大(1880c00)：因此，在在设计中中都必须须采取必必要的措措施。42安安全考虑虑对对于液化化天然气气的生产产、储运运和气化化供气的的各个环环节，主主要考虑虑的安全全问题就就是如何何防止天然气气泄漏，与与空气形形成可燃燃的混合合气体，消消除引发发爆炸、燃燃烧的基基本条件件以及LLNG设设备的防火火及消防防要求；防止LLNG设设备超压压，引起起超压排排放；由由于LNNG的低低温特性性，对材材料和设备备制作方方面的相相关要求求：LNNG系统统安装与与运行温温差大带带来的相相关要求求：及进进行LNNG操作

18、时，操操作人员员的防护护等。421有关关规范由于于目前国国内尚无无针对液液化天然然气的专专门规范范，而石石油化工工企业设设计防火火规范(GB5501660992，999年版版)中液液化烃的的定义中中包含有有液化天天然气，因因此在消消防方面面主要执执行的是石油油化工企企业设计计防火规规范(GB5501660992)中中的相关关条款，同同时也部部分借鉴鉴了美国国标准NFPPA 559A液液化天然然气(LLNG)生产、储储存和装装运标准准：在在气化后后的常温温天然气气部分则则主要执行行的是城城镇燃气气设计规规范(GB5500228-993，220022年版)。最近近国家有有关部门门对城城镇燃气设设计

19、规范范进行行修改，拟拟增加液液化天然然气一个个章节，我我们期待待这个规规范能够够尽快执执行。4. 222设设计措施施a)紧急关关闭系统统(ESSD)每台台LNGG储罐的的底部进进液管和和出液管管均装设设了气动动紧急切切断阀，在在紧急情情况下，可可在卸车台、储储罐区或或控制室室就近切切断。紧紧急切断断系统可可控制LLNG的的连续释释放产生生的危害害。b)可燃气气体检测测仪在卸卸车台、储储罐区及及气化区区等天然然气有可可能发生生泄漏的的地方，均均设置了了可燃气气体检测测仪，当检测出出的环境境中可燃燃气体含含量超标标(达到到爆炸下下限的220)时发出出警报，工工作人员员可根据据具体情况选选择处理理。

20、c)低温检检测仪在储储罐底部部等有可可能发生生LNGG泄漏并并有可能能对设备备基础造造成损害害的地方方，设置置低温检检测仪，在在检测到到异常低低温时报报警。d)控制系系统LNNG储罐罐液位设设高、低低液位报报警，当当储罐在在空温式式气化器器进液管管道上设设置气动动紧急切切断阀，与与出口温温度联锁锁当气气化器结结霜过多多或发生生故障时时，导致致出口温温度低于于正常值值时，报报警并联锁锁切断。此此外，还还设有一一些温度度、压力力检测项项目，以以实现安安全控制制。e)安全泄泄放系统统LNNG的体体积膨胀胀系数很很高，通通常可达达6000倍，在在密闭情情况下，LLNG受受热膨胀胀，引起起管道内压急急剧

21、升高高会导致致管道发发生破裂裂，因此此，在液液相管道道两道阀阀门之间间加设安安全阀。此此外，LNG储储罐也设设有安全全阀，一一旦罐内内压力超超高，安安全阀起起跳，可可将超压压气体排排出，保保护储罐罐。f)消防在LLNG储储罐区设设置了排排液沟和和积液池池，安装装移动式式泡沫灭灭火装置置，设置置了215000m33的消防水水池，厂厂区设置置环状消消防给水水管网，安安装地上上消火栓栓若干，储储罐区设设置1米米高的挡挡液堤，并安安装消防防水炮及及消防喷喷淋装置置，此外外储罐匡匡和气化化巨还分分别设置置干粉灭灭火装置置着干。g)火灾报报警卸车车台、储储罐区、气气化区均均设置了了火灾报报警系统统，可根根

22、据现场场感烟探探头探测测到的情情况报警或人为为手动报报警。h)阀门、管管道及管管件站区区工艺管管道大体体上分为为两种。介介质温度度大于-20的管道道选用碳碳钢无缝缝钢管，材材质为20#钢钢：介质质温度小小于-220的的管道选选用不锈锈钢无缝缝钢管，材材质为00Crll8Nii9。LNNG管件件采用与与LNGG输送管管道相同同(或相相匹配)技术要要求的管管件，如如法兰采采用不锈锈钢材质的0CCrl88Ni99，密封封垫片采采用不锈锈钢金属属缠绕垫垫片。根据据目前国国内LNNG站运运行的情情况，关关键阀门门选用日日本进口口低温阀阀门，其其余阀门门一律选选用国产专专用低温温阀门。LNNG系统统在常温

23、温条件下下安装，在在低温条条件下运运行，两两者温差差很大(1880c00)，由由此而来来的膨胀及及收缩应应力，设设计时要要据此考考虑必要要的柔性性，以便便最大应应力在允允许范围围内。5. 结结束语本工工程气化化站一期期工程投投资估算算大约为为27220万元元，其中中建筑工工程费7728万万元，安安装工程费1882万元元，设备备购置费费9144万元。LNNG以其其运输灵灵活、储储存效率率高、运运行成本本低(空空温式气气化几乎乎不消耗耗能源)等优点点得到越来越多多的用户户青睐，我我国LNNG气化化站目前前主要分分布在山山东、河河南、安安徽等地地，随着着我国LNG基基地的规规划实施施，在目目前管道道供天然然气无法法幅盖的的城镇，采采用LNNG气化化站作为为主气源源、过渡气气源、补补充或调调峰气源源有广阔阔的发展展前景。佛山市三水美丰铝塑复合管有限公司“健康美丰，质量领先”专业生产环保铝塑管，铝塑复合管，天然气铝塑管，燃气铝塑管，铝塑管接头，冷热铝塑管，铝焊管等产品。