LNG气化站工艺设计流程1_行业资料-石油、天然气工业.pdf

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1、-word.zl-LNG 气化站工艺流程 LNG 卸车工艺 系统：EAG 系统 平安放散气体 BOG 系统 蒸发气体 LNG 系统 液态气态 LNG 通过公路槽车或罐式集装箱车从LNG 液化工厂运抵用气城市 LNG 气化站，利用槽车上的空温式升压气化器对槽车储罐进展升压(或通过站内设置的卸车增压气化器对罐式集装箱车进展升压)，使槽车与 LNG 储罐之间形成一定的压差，利用此压差将槽车中的 LNG 卸入气化站储罐内。卸车完毕时，通过卸车台气相管道回收槽车中的气相天然气。卸车时，为防止 LNG 储罐内压力升高而影响卸车速度，当槽车中的 LNG 温度低于储罐中 LNG 的温度时，采用上进液方式。槽车

2、中的低温 LNG 通过储罐上进液管喷嘴以喷淋状态进入储罐，将局部气体冷却为液体而降低罐内压力，使卸车得以顺利进展。假设槽车中的 LNG 温度高于储罐中-word.zl-LNG 的温度时，采用下进液方式，高温 LNG 由下进液口进入储罐，与罐内低温 LNG 混合而降温，防止高温 LNG 由上进液口进入罐内蒸发而升高罐内压力导致卸车困难。实际操作中，由于目前 LNG 气源地距用气城市较远，长途运输到达用气城市时，槽车内的 LNG 温度通常高于气化站储罐中LNG 的温度，只能采用下进液方式。所以除首次充装 LNG时采用上进液方式外，正常卸槽车时根本都采用下进液方式。为防止卸车时急冷产生较大的温差应力

3、损坏管道或影响卸车速度，每次卸车前都应当用储罐中的 LNG 对卸车管道进展预冷。同时应防止快速开启或关闭阀门使 LNG 的流速突然改变而产生液击损坏管道。12 LNG 气化站流程与储罐自动增压LNG 气化站流程 LNG 气化站的工艺流程见图 1。工厂运抵用气城市气化站利用槽车上的空温式升压气化器对槽车储罐进展升压或通过站内设置的卸车增压气化器对罐式集装箱车进展升压使槽车与储罐之间形成一定的压差利用此压差将槽车中的卸入气化站储罐内卸车完毕时通过卸的温度时采用上进液方式槽车中的低温通过储罐上进液管喷嘴以喷淋状态进入储罐将局部气体冷却为液体而降低罐内压力使卸车得以顺利进展假设槽车中的温度高于储罐中的

4、温度时采用下进液方式高温由下进液口进入储罐与罐内低城市较远长途运输到达用气城市时槽车内的温度通常高于气化站储罐中的温度只能采用下进液方式所以除首次充装时采用上进液方式外正常卸槽车时根本都采用下进液方式为防止卸车时急冷产生较大的温差应力损坏管道或影响卸车-word.zl-图 1 城市 LNG 气化站工艺流程 储罐自动增压与 LNG 气化 靠压力推动，LNG 从储罐流向空温式气化器，气化为气态天然气后供给用户。随着储罐内 LNG 的流出，罐内压力不断降低，LNG 出罐速度逐渐变慢直至停顿。因此，正常供气操作中必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 LNG 气化过程持续下去。储罐

5、的增压是利用自动增压调节阀和自增压空温式气化器实现的。当储罐内压力低于自动增压阀的设定开启值时，自动增压阀翻开，储工厂运抵用气城市气化站利用槽车上的空温式升压气化器对槽车储罐进展升压或通过站内设置的卸车增压气化器对罐式集装箱车进展升压使槽车与储罐之间形成一定的压差利用此压差将槽车中的卸入气化站储罐内卸车完毕时通过卸的温度时采用上进液方式槽车中的低温通过储罐上进液管喷嘴以喷淋状态进入储罐将局部气体冷却为液体而降低罐内压力使卸车得以顺利进展假设槽车中的温度高于储罐中的温度时采用下进液方式高温由下进液口进入储罐与罐内低城市较远长途运输到达用气城市时槽车内的温度通常高于气化站储罐中的温度只能采用下进液

6、方式所以除首次充装时采用上进液方式外正常卸槽车时根本都采用下进液方式为防止卸车时急冷产生较大的温差应力损坏管道或影响卸车-word.zl-罐内 LNG 靠液位差流入自增压空温式气化器(自增压空温式气化器的安装高度应低于储罐的最低液位)，在自增压空温式气化器中 LNG 经过与空气换热气化成气态天然气，然后气态天然气流入储罐内，将储罐内压力升至所需的工作压力。利用该压力将储罐内 LNG 送至空温式气化器气化，然后对气化后的天然气进展调压(通常调至 04MPa)、计量、加臭后，送入城市中压输配管网为用户供气。在夏季空温式气化器天然气出口温度可达 15，直接进管网使用。在冬季或雨季，气化器气化效率大大

7、降低，尤其是在寒冷的北方，冬季时气化器出口天然气的温度(比环境温度低约 10)远低于0而成为低温天然气。为防止低温天然气直接进入城市中压管网导致管道阀门等设施产生低温脆裂，也为防止低温天然气密度大而产生过大的供销差，气化后的天然气需再经水浴式天然气加热器将其温度升到 10，然后再送入城市输配管网。通常设置两组以上空温式气化器组，相互切换使用。当一组使用时间过长，气化器结霜严重，导致气化器气化效率降低，出口温度达不到要求时，人工(或自动或定时)切换到另一组使用，本组进展自然化霜备用。在自增压过程中随着气态天然气的不断流入，储罐的压力不断升高，当压力升高到自动增压调节阀的关闭压力(比设定的开启压力

8、约高 10%)时自动增压阀关闭，增压过程完毕。工厂运抵用气城市气化站利用槽车上的空温式升压气化器对槽车储罐进展升压或通过站内设置的卸车增压气化器对罐式集装箱车进展升压使槽车与储罐之间形成一定的压差利用此压差将槽车中的卸入气化站储罐内卸车完毕时通过卸的温度时采用上进液方式槽车中的低温通过储罐上进液管喷嘴以喷淋状态进入储罐将局部气体冷却为液体而降低罐内压力使卸车得以顺利进展假设槽车中的温度高于储罐中的温度时采用下进液方式高温由下进液口进入储罐与罐内低城市较远长途运输到达用气城市时槽车内的温度通常高于气化站储罐中的温度只能采用下进液方式所以除首次充装时采用上进液方式外正常卸槽车时根本都采用下进液方式

9、为防止卸车时急冷产生较大的温差应力损坏管道或影响卸车-word.zl-随着气化过程的持续进展，当储罐内压力又低于增压阀设定的开启压力时，自动增压阀翻开，开场新一轮增压。2 LNG 气化站工艺设计 21 设计决定工程的经济效益 据西方国家分析，不到建立工程全寿命费用 1的设计费对工程造价的影响度占 75以上，设计质量对整个建立工程的效益至关重要。影响 LNG 气化站造价的主要因素有设备选型(根据供气规模、工艺流程等确定)、总图设计(总平面布置、占地面积、地形地貌、消防要求等)、自控方案(主要是仪表选型)。通常，工程直接费约占工程总造价的 70%，设备费又占工程直接费的 4850，设备费中主要是

10、LNG 储罐的费用。22 气化站设计标准 至今我国尚无 LNG 的专用设计标准，在 LNG 气化站设计时，常采用的设计标准为：GB 5002893?城镇燃气设计标准?(2002年版)、GBJ 1687?建筑设计防火标准?(2001年版)、GB 501832004?石油天然气工程设计防火标准?、美国 NFPA59A?液化天然气生产、储存和装卸标准?。其中 GB 501832004?石油天然气工程设计防火标准?是由中石油参照和套用美国 NFPA59A 标准起草的，许多内容和数据来自 NFPA59A 标准。由于 NFPA59A 标准消防要求高，导致工程造价高，目前难以在国内实施。目工厂运抵用气城市气

11、化站利用槽车上的空温式升压气化器对槽车储罐进展升压或通过站内设置的卸车增压气化器对罐式集装箱车进展升压使槽车与储罐之间形成一定的压差利用此压差将槽车中的卸入气化站储罐内卸车完毕时通过卸的温度时采用上进液方式槽车中的低温通过储罐上进液管喷嘴以喷淋状态进入储罐将局部气体冷却为液体而降低罐内压力使卸车得以顺利进展假设槽车中的温度高于储罐中的温度时采用下进液方式高温由下进液口进入储罐与罐内低城市较远长途运输到达用气城市时槽车内的温度通常高于气化站储罐中的温度只能采用下进液方式所以除首次充装时采用上进液方式外正常卸槽车时根本都采用下进液方式为防止卸车时急冷产生较大的温差应力损坏管道或影响卸车-word.

12、zl-前国内LNG 气化站设计根本参照GB 5002893?城镇燃气设计标准?(2002年版)设计，实践证明平安可行。23 LNG 储罐的设计 储罐是 LNG 气化站的主要设备，占有较大的造价比例，应高度重视储罐设计。231 LNG 储罐构造设计 LNG 储罐按构造形式可分为地下储罐、地上金属储罐和金属/预应力混凝土储罐 3 类。地上 LNG 储罐又分为金属子母储罐和金属单罐 2 种。金属子母储罐是由 3 只以上子罐并列组装在一个大型母罐(即外罐)之中，子罐通常为立式圆筒形，母罐为立式平底拱盖圆筒形。子母罐多用于天然气液化工厂。城市 LNG 气化站的储罐通常采用立式双层金属单罐，其内部构造类似

13、于直立的暖瓶，内罐支撑于外罐上，内外罐之间是真空粉末绝热层。储罐容积有 50m3和 100m3，多采用100m3储罐。对于 100m3立式储罐，其内罐内径为 3000mm，外罐内径为 3200mm，罐体加支座总高度为 17100mm，储罐几何容积为 10528m3。232 设计压力与计算压力确实定 目前绝大局部 100m3立式 LNG 储罐的最高工作压力为08MPa。按照 GB 1501998?钢制压力容器?的规定，当储罐的最高工作压力为 0 8MPa 时，可取设计压力为 0 84MPa。工厂运抵用气城市气化站利用槽车上的空温式升压气化器对槽车储罐进展升压或通过站内设置的卸车增压气化器对罐式集

14、装箱车进展升压使槽车与储罐之间形成一定的压差利用此压差将槽车中的卸入气化站储罐内卸车完毕时通过卸的温度时采用上进液方式槽车中的低温通过储罐上进液管喷嘴以喷淋状态进入储罐将局部气体冷却为液体而降低罐内压力使卸车得以顺利进展假设槽车中的温度高于储罐中的温度时采用下进液方式高温由下进液口进入储罐与罐内低城市较远长途运输到达用气城市时槽车内的温度通常高于气化站储罐中的温度只能采用下进液方式所以除首次充装时采用上进液方式外正常卸槽车时根本都采用下进液方式为防止卸车时急冷产生较大的温差应力损坏管道或影响卸车-word.zl-储罐的充装系数为 095，内罐充装 LNG 后的液柱净压力为0062MPa，内外罐

15、之间绝对压力为 5Pa，那么内罐的计算压力为 101MPa。外罐的主要作用是以吊挂式或支撑式固定内罐与绝热材料，同时与内罐形成高真空绝热层。作用在外罐上的荷载主要为内罐和介质的重力荷载以及绝热层的真空负压。所以外罐为外压容器，设计压力为-0 1MPa。233 100m3LNG 储罐的选材 正常操作时 LNG 储罐的工作温度为-162 3，第一次投用前要用-196的液氮对储罐进展预冷，那么储罐的设计温度为-196。内罐既要承受介质的工作压力，又要承受LNG 的低温，要求内罐材料必须具有良好的低温综合机械性能，尤其要具有良好的低温韧性，因此内罐材料采用0Crl8Ni9，相当于 ASME(美国机械工

16、程师协会)标准的 304。不锈钢牌号“304(S30400)是美国不锈钢标准(如 ASTM 标准)中的牌号名称，它是188型Cr-Ni奥式体不锈钢的典型牌号，由于其具有优良的综合性能，用途十分广泛，其产销量占到奥式体不锈钢的 80%左右,在我国新制定的不锈钢牌号标准 GBT208782007中，与之对应的牌号是 06Crl9Nil0(旧牌号为OCrl8Ni9)。304(06Crl9Nil0)钢的主要特性是：工厂运抵用气城市气化站利用槽车上的空温式升压气化器对槽车储罐进展升压或通过站内设置的卸车增压气化器对罐式集装箱车进展升压使槽车与储罐之间形成一定的压差利用此压差将槽车中的卸入气化站储罐内卸车

17、完毕时通过卸的温度时采用上进液方式槽车中的低温通过储罐上进液管喷嘴以喷淋状态进入储罐将局部气体冷却为液体而降低罐内压力使卸车得以顺利进展假设槽车中的温度高于储罐中的温度时采用下进液方式高温由下进液口进入储罐与罐内低城市较远长途运输到达用气城市时槽车内的温度通常高于气化站储罐中的温度只能采用下进液方式所以除首次充装时采用上进液方式外正常卸槽车时根本都采用下进液方式为防止卸车时急冷产生较大的温差应力损坏管道或影响卸车-word.zl-具有优良的不锈耐腐蚀性能和较好的抗晶间腐蚀性能。对氧化性酸，如在浓度65%的沸腾温度以下的硝酸中，具有很强的抗腐蚀性。对碱溶液及大局部有机酸和无机酸亦具有良好的耐腐蚀

18、能力。具有优良的冷热加工和成型性能。可以加工生产板、管、丝、带、型各种产品，适用于制造冷镦、深冲、深拉伸成型的零件。低温性能较好。在-180 条件下，强度、伸长率、断面收缩率都很好。由于没有脆性转变温度，常在低温下使用。具有良好的焊接性能。可采用通常的焊接方法焊接，焊前焊后均不需热处理。304钢也有性能上的缺乏之处：大截面尺寸钢件焊接后对晶间腐蚀敏感；在含 c1水中(包括湿态大气)对应力腐蚀非常敏感；力学强度偏低，切削性能较差等。由于 304钢有性能上的缺乏，人们在生产和使用中想方法扬长避短，尽量发挥开展它的优良性能，克制它的缺乏之处。于是，通过研究开发，根据不同使用环境或条件的特定要求，对其

19、化学成分进展调整，开展出了满足某些特性使用要求的304衍生牌号。表 1 列出了美国材料和试验协会不锈钢牌号标准ASTMA95904中的牌号 304及其衍生牌号与日本 JIS、我国 GB、国际 ISO、欧洲 EN 等不锈钢标准中相应牌号的对照。表 2 一表6 分别列出了相应标准中各牌号的化学成分。工厂运抵用气城市气化站利用槽车上的空温式升压气化器对槽车储罐进展升压或通过站内设置的卸车增压气化器对罐式集装箱车进展升压使槽车与储罐之间形成一定的压差利用此压差将槽车中的卸入气化站储罐内卸车完毕时通过卸的温度时采用上进液方式槽车中的低温通过储罐上进液管喷嘴以喷淋状态进入储罐将局部气体冷却为液体而降低罐内

20、压力使卸车得以顺利进展假设槽车中的温度高于储罐中的温度时采用下进液方式高温由下进液口进入储罐与罐内低城市较远长途运输到达用气城市时槽车内的温度通常高于气化站储罐中的温度只能采用下进液方式所以除首次充装时采用上进液方式外正常卸槽车时根本都采用下进液方式为防止卸车时急冷产生较大的温差应力损坏管道或影响卸车-word.zl-从表 1 看出，ASTMA95904 中，304及其衍生牌号共有 10个。日本 JIS标准中亦为 10个，但能与 ASTM 牌号对应的那么是 6 个，其他 4 个牌号(SUS304J1、SUS304J2、SUS304J3、SUS304Cu)应该是 JIS自己开发的 304衍生牌号

21、。综观 304及衍生牌号的化学成分，可以认为，所谓衍生牌号就是对 304的化学成分进展了某些调整，而产生了变异的 304牌号。例如：碳含量：降低或提高碳含量。304L为超低碳的 304钢。降低碳含量可以改善耐蚀性能，特别是 304钢对焊后的晶间腐蚀敏感性，在满足力学强度要求的条件下，可用于制造大截面尺寸的焊接件。304H，将碳含量提高到 0.10%，增加 304钢的强度，并使奥氏体更加稳定，比 304钢更适于在低温环境和无磁部件方面使用。氮含量：参加氮元素。304N(SUS304N1)、XM-21(SUS304N2)、304LN 等都是。由于氮的固溶强化作用，提高了 304和 304L钢的强度

22、，且不显著降低钢的塑性和韧性，同时钢的耐晶间腐蚀性、耐点蚀和缝隙腐蚀性都有进一步改善。铜含量：参加一定含量的铜。铜使奥氏体更加稳定。一方面可以提高钢的不锈性和耐蚀性，特别是对复原性介质(如硫酸)的耐蚀性更好；另方面那么降低钢的强度和冷加工硬化倾向，改善钢的塑性。如 S30430(06Crl8Nil9Cu3、SUSXM7)、SUS304J3(06Crl8Nil9Cu2)等，这些钢与 304比，在较小变形力的工厂运抵用气城市气化站利用槽车上的空温式升压气化器对槽车储罐进展升压或通过站内设置的卸车增压气化器对罐式集装箱车进展升压使槽车与储罐之间形成一定的压差利用此压差将槽车中的卸入气化站储罐内卸车完

23、毕时通过卸的温度时采用上进液方式槽车中的低温通过储罐上进液管喷嘴以喷淋状态进入储罐将局部气体冷却为液体而降低罐内压力使卸车得以顺利进展假设槽车中的温度高于储罐中的温度时采用下进液方式高温由下进液口进入储罐与罐内低城市较远长途运输到达用气城市时槽车内的温度通常高于气化站储罐中的温度只能采用下进液方式所以除首次充装时采用上进液方式外正常卸槽车时根本都采用下进液方式为防止卸车时急冷产生较大的温差应力损坏管道或影响卸车-word.zl-作用下，可获得更大的冷变形，更适于冷镦、冷挤压作紧固件用或深冲、拉伸等用途。这里要特别提出的是，日本 JIS 标准中，304钢的衍生牌号有 5 个含铜，其中有 3 个牌

24、号即 SUS304Cu、SUS304J1、SUS304J2仅用于生产板带产品，而 SUS304J1和 SUS304J2两个牌号的化学成分，那么在 304的根底上作了较大调整(见表 3)，铬、镍含量都有所降低，Cr 为 15.00%18.00%，Ni 为 6.00%一 9.00%，还将Mn 提高到 3.00%或 5.00%，Cu 含量为 1.00%一 3.00%。这两个牌号有用锰或铜代镍的意思。这两种钢的板带可能是适用于作一般耐蚀条件下用的通过冷加工(如深冲、深拉伸变形)成型的部件或制品。根据内罐的计算压力和所选材料，内罐的计算厚度和设计厚度分别为 111mm 和 120mm。作为常温外压容器，

25、外罐材料选用低合金容器钢 16MnR，其设计厚度为 10 0mm。234 接收设计 开设在储罐内罐上的接收口有：上进液口、下进液口、出液口、气相口、测满口、上液位计口、下液位计口、工艺人孔 8 个接收口。内罐上的接收材质都为 0Cr18Ni9。为便于定期测量真空度和抽真空，在外罐下封头上开设有抽真空口(抽完真空后该管口被封闭)。为防止真空失效和内罐介质漏入外罐，在外罐上封头设置防爆装置。工厂运抵用气城市气化站利用槽车上的空温式升压气化器对槽车储罐进展升压或通过站内设置的卸车增压气化器对罐式集装箱车进展升压使槽车与储罐之间形成一定的压差利用此压差将槽车中的卸入气化站储罐内卸车完毕时通过卸的温度时

26、采用上进液方式槽车中的低温通过储罐上进液管喷嘴以喷淋状态进入储罐将局部气体冷却为液体而降低罐内压力使卸车得以顺利进展假设槽车中的温度高于储罐中的温度时采用下进液方式高温由下进液口进入储罐与罐内低城市较远长途运输到达用气城市时槽车内的温度通常高于气化站储罐中的温度只能采用下进液方式所以除首次充装时采用上进液方式外正常卸槽车时根本都采用下进液方式为防止卸车时急冷产生较大的温差应力损坏管道或影响卸车-word.zl-235 液位测量装置设计 为防止储罐内LNG 充装过量或运行中罐内LNG 太少危及储罐和工艺系统平安，在储罐上分别设置测满口与差压式液位计两套独立液位测量装置，其灵敏度与可靠性对 LNG

27、储罐的平安至关重要。在向储罐充装 LNG 时，通过差压式液位计所显示的静压力读数，可从静压力与充装质量对照表上直观方便地读出罐内 LNG 的液面高度、体积和质量。当到达充装上限时，LNG 液体会从测满口溢出，提醒操作人员手动切断进料。储罐自控系统还设有高限报警(充装量为罐容的 85)、紧急迫断(充装量为罐容的 95)、低限报警(剩余LNG 量为罐容的 10)。236 绝热层设计 LNG 储罐的绝热层有以下 3 种形式：高真空多层缠绕式绝热层。多用于 LNG 槽车和罐式集装箱车。正压堆积绝热层。这种绝热方式是将绝热材料堆积在内外罐之间的夹层中，夹层通氮气，通常绝热层较厚。广泛应用于大中型 LNG

28、 储罐和储槽，例如立式金属 LNG 子母储罐。真空粉末绝热层。常用的单罐公称容积为 100m3和50m3的圆筒形双金属 LNG 储罐通常采用这种绝热方式。在LNG 储罐内外罐之间的夹层中填充粉末(珠光砂)，然后将该工厂运抵用气城市气化站利用槽车上的空温式升压气化器对槽车储罐进展升压或通过站内设置的卸车增压气化器对罐式集装箱车进展升压使槽车与储罐之间形成一定的压差利用此压差将槽车中的卸入气化站储罐内卸车完毕时通过卸的温度时采用上进液方式槽车中的低温通过储罐上进液管喷嘴以喷淋状态进入储罐将局部气体冷却为液体而降低罐内压力使卸车得以顺利进展假设槽车中的温度高于储罐中的温度时采用下进液方式高温由下进液

29、口进入储罐与罐内低城市较远长途运输到达用气城市时槽车内的温度通常高于气化站储罐中的温度只能采用下进液方式所以除首次充装时采用上进液方式外正常卸槽车时根本都采用下进液方式为防止卸车时急冷产生较大的温差应力损坏管道或影响卸车-word.zl-夹层抽成高真空。通常用蒸发率来衡量储罐的绝热性能。目前国产 LNG 储罐的日静态蒸发率体积分数03。237 LNG 储罐总容量 储罐总容量通常按储存 3d 顶峰月平均日用气量确定。同时还应考虑气源点的个数、气源厂检修时间、气源运输周期、用户用气波动情况等因素。对气源的要求是不少于 2 个供气点。假设只有 1 个供气点，那么储罐总容量还要考虑气源厂检修时能保证正

30、常供气。24 BOG 缓冲罐 对于调峰型 LNG 气化站，为了回收非调峰期接卸槽车的余气和储罐中的 BOG(Boil Off Gas，蒸发气体)，或对于天然气混气站为了均匀混气，常在 BOG 加热器的出口增设 BOG 缓冲罐，其容量按回收槽车余气量设置。25 气化器、加热器选型设计 251 储罐增压气化器 按 100m3的 LNG 储罐装满 90m3的 LNG 后，在 30min内将 10m3气相空间的压力由卸车状态的 04MPa 升压至工作状态的 06MPa 进展计算。据计算结果，每台储罐选用 1台气化量为 200m3/h 的空温式气化器为储罐增压，LNG 进增压气化器的温度为-162 3，

31、气态天然气出增压气化器的温度为-145。工厂运抵用气城市气化站利用槽车上的空温式升压气化器对槽车储罐进展升压或通过站内设置的卸车增压气化器对罐式集装箱车进展升压使槽车与储罐之间形成一定的压差利用此压差将槽车中的卸入气化站储罐内卸车完毕时通过卸的温度时采用上进液方式槽车中的低温通过储罐上进液管喷嘴以喷淋状态进入储罐将局部气体冷却为液体而降低罐内压力使卸车得以顺利进展假设槽车中的温度高于储罐中的温度时采用下进液方式高温由下进液口进入储罐与罐内低城市较远长途运输到达用气城市时槽车内的温度通常高于气化站储罐中的温度只能采用下进液方式所以除首次充装时采用上进液方式外正常卸槽车时根本都采用下进液方式为防止

32、卸车时急冷产生较大的温差应力损坏管道或影响卸车-word.zl-设计多采用 1 台 LNG 储罐带 1 台增压气化器。也可多台储罐共用 1 台或 1 组气化器增压，通过阀门切换，可简化流程，减少设备，降低造价。252 卸车增压气化器 由于 LNG 集装箱罐车上不配备增压装置，因此站内设置气化量为 300m3/h 的卸车增压气化器，将罐车压力增至06MPa。LNG 进气化器温度为-162 3，气态天然气出气化器温度为-145。253 BOG 加热器 由于站内 BOG 发生量最大的是回收槽车卸车后的气相天然气，故 BOG 空温式加热器的设计能力按此进展计算，回收槽车卸车后的气相天然气的时间按 30

33、min 计。以 1 台40m3的槽车压力从 06MPa 降至 03MPa 为例，计算出所需 BOG 空温式气化器的能力为 240m3/h。一般根据气化站可同时接卸槽车的数量选用 BOG 空温式加热器。通常 BOG 加热器的加热能力为 5001000m3/h。在冬季使用水浴式天然气加热器时，将 BOG 用作热水锅炉的燃料，其余季节送入城市输配管网。254 空温式气化器 空温式气化器是 LNG 气化站向城市供气的主要气化设施。气化器的气化能力按顶峰小时用气量确定，并留有一定工厂运抵用气城市气化站利用槽车上的空温式升压气化器对槽车储罐进展升压或通过站内设置的卸车增压气化器对罐式集装箱车进展升压使槽车

34、与储罐之间形成一定的压差利用此压差将槽车中的卸入气化站储罐内卸车完毕时通过卸的温度时采用上进液方式槽车中的低温通过储罐上进液管喷嘴以喷淋状态进入储罐将局部气体冷却为液体而降低罐内压力使卸车得以顺利进展假设槽车中的温度高于储罐中的温度时采用下进液方式高温由下进液口进入储罐与罐内低城市较远长途运输到达用气城市时槽车内的温度通常高于气化站储罐中的温度只能采用下进液方式所以除首次充装时采用上进液方式外正常卸槽车时根本都采用下进液方式为防止卸车时急冷产生较大的温差应力损坏管道或影响卸车-word.zl-的余量，通常按顶峰小时用气量的 1315 倍确定。单台气化器的气化能力按 2000m3/h 计算，24

35、 台为一组，设计上配置 23 组，相互切换使用。255 水浴式天然气加热器 当环境温度较低，空温式气化器出口气态天然气温度低于 5时，在空温式气化器后串联水浴式天然气加热器，对气化后的天然气进展加热。加热器的加热能力按顶峰小时用气量的 1315 倍确定。256 平安放散气体(EAG)加热器 LNG 是以甲烷为主的液态混合物，常压下的沸点温度为-161 5，常压下储存温度为-162 3，密度约 430 kg/m3。当 LNG 气化为气态天然气时，其临界浮力温度为-107。当气态天然气温度高于-107时，气态天然气比空气轻，将从泄漏处上升飘走。当气态天然气温度低于-107时，气态天然气比空气重，低

36、温气态天然气会向下积聚，与空气形成可燃性爆炸物。为了防止平安阀放空的低温气态天然气向下积聚形成爆炸性混合物，设置 1 台空温式平安放散气体加热器，放散气体先通过该加热器加热，使其密度小于空气，然后再引入高空放散。EAG 空温式加热器设备能力按100m3储罐的最大平安放散量进展计算。经计算，100m3储罐的平安放散量为 500m3/h，工厂运抵用气城市气化站利用槽车上的空温式升压气化器对槽车储罐进展升压或通过站内设置的卸车增压气化器对罐式集装箱车进展升压使槽车与储罐之间形成一定的压差利用此压差将槽车中的卸入气化站储罐内卸车完毕时通过卸的温度时采用上进液方式槽车中的低温通过储罐上进液管喷嘴以喷淋状

37、态进入储罐将局部气体冷却为液体而降低罐内压力使卸车得以顺利进展假设槽车中的温度高于储罐中的温度时采用下进液方式高温由下进液口进入储罐与罐内低城市较远长途运输到达用气城市时槽车内的温度通常高于气化站储罐中的温度只能采用下进液方式所以除首次充装时采用上进液方式外正常卸槽车时根本都采用下进液方式为防止卸车时急冷产生较大的温差应力损坏管道或影响卸车-word.zl-设计中选择气化量为 500m3/h 的空温式加热器 1 台。进加热器气体温度取-145，出加热器气体温度取-15。对于南方不设 EAG 加热装置的 LNG 气化站，为了防止平安阀起跳后放出的低温LNG 气液混合物冷灼伤操作人员，应将单个平安

38、阀放散管和储罐放散管接入集中放散总管放散。26 调压、计量与加臭装置 根据 LNG 气化站的规模选择调压装置。通常设置 2 路调压装置，调压器选用带指挥器、超压切断的自力式调压器。计量采用涡轮流量计。加臭剂采用四氢噻吩，加臭以隔膜式计量泵为动力，根据流量信号将加臭剂注入燃气管道中。27 阀门与管材管件选型设计 271 阀门选型设计 工艺系统阀门应满足输送 LNG 的压力和流量要求，同时必须具备耐-196的低温性能。常用的 LNG 阀门主要有增压调节阀、减压调节阀、紧急迫断阀、低温截止阀、平安阀、止回阀等。阀门材料为 0Cr18Ni9。272 管材、管件、法兰选型设计 介质温度-20的管道采用输

39、送流体用不锈钢无缝工厂运抵用气城市气化站利用槽车上的空温式升压气化器对槽车储罐进展升压或通过站内设置的卸车增压气化器对罐式集装箱车进展升压使槽车与储罐之间形成一定的压差利用此压差将槽车中的卸入气化站储罐内卸车完毕时通过卸的温度时采用上进液方式槽车中的低温通过储罐上进液管喷嘴以喷淋状态进入储罐将局部气体冷却为液体而降低罐内压力使卸车得以顺利进展假设槽车中的温度高于储罐中的温度时采用下进液方式高温由下进液口进入储罐与罐内低城市较远长途运输到达用气城市时槽车内的温度通常高于气化站储罐中的温度只能采用下进液方式所以除首次充装时采用上进液方式外正常卸槽车时根本都采用下进液方式为防止卸车时急冷产生较大的温

40、差应力损坏管道或影响卸车-word.zl-钢管(GB/T 14976 2002)，材质为 0Cr18Ni9。管件均采用材质为 0crl8Ni9的无缝冲压管件(GB/T 12459 90)。法兰采用凹凸面长颈对焊钢制管法兰(HG 2059297)，其材质为0Cr18Ni9。法兰密封垫片采用金属缠绕式垫片，材质为0crl8Ni9。紧固件采用专用双头螺柱、螺母，材质为 0Crl8Ni9。介质温度-20的工艺管道，当公称直径200 mm时，采用输送流体用无缝钢管(GB/T8163 1999)，材质为 20号钢；当公称径200mm 时采用焊接钢管(GB/T 3041 2001)，材质为 Q235B。管件

41、均采用材质为 20号钢的无缝冲压管件(GB/T 12459 90)。法兰采用凸面带颈对焊钢制管法兰(HG 2059297)，材质为 20号钢。法兰密封垫片采用柔性石墨复合垫片(HG 2062997)。LNG 工艺管道安装除必要的法兰连接外，均采用焊接连接。低温工艺管道用聚氨酯绝热管托和复合聚乙烯绝热管壳进展绝热。碳素钢工艺管道作防腐处理。273 冷收缩问题 LNG 管道通常采用奥氏体不锈钢管，材质为 0crl8Ni9，虽然其具有优异的低温机械性能，但冷收缩率高达 0003。站区 LNG 管道在常温下安装，在低温下运行，前后温差高达 180，存在着较大的冷收缩量和温差应力，通常采用“门形补偿装置

42、补偿工艺管道的冷收缩。工厂运抵用气城市气化站利用槽车上的空温式升压气化器对槽车储罐进展升压或通过站内设置的卸车增压气化器对罐式集装箱车进展升压使槽车与储罐之间形成一定的压差利用此压差将槽车中的卸入气化站储罐内卸车完毕时通过卸的温度时采用上进液方式槽车中的低温通过储罐上进液管喷嘴以喷淋状态进入储罐将局部气体冷却为液体而降低罐内压力使卸车得以顺利进展假设槽车中的温度高于储罐中的温度时采用下进液方式高温由下进液口进入储罐与罐内低城市较远长途运输到达用气城市时槽车内的温度通常高于气化站储罐中的温度只能采用下进液方式所以除首次充装时采用上进液方式外正常卸槽车时根本都采用下进液方式为防止卸车时急冷产生较大

43、的温差应力损坏管道或影响卸车-word.zl-28 工艺控制点的设置 LNG 气化站的工艺控制系统包括站内工艺装置的运行参数采集和自动控制、远程控制、联锁控制和越限报警。控制点的设置包括以下内容：卸车进液总管压力；空温式气化器出气管压力与温度；水浴式天然气加热器出气管压力与温度；LNG 储罐的液位、压力与报警联锁；BOG 加热器压力；调压器后压力；出站流量；加臭机(自带仪表控制)。29 消防设计 LNG 气化站的消防设计根据 CB 5002893?城镇燃气设计标准?(2002年版)LPG 局部进展。在LNG 储罐周围设置围堰区，以保证将储罐发生事故时对周围设施造成的危害降低到最小程度。在 LN

44、G 储罐上设置喷淋系统，喷淋强度为 015 L/(sm2)，喷淋用水量按着火储罐的全外表积计算，距着火储罐直径 1 5 倍范围内的相邻储罐按其外表积的 50计算。水枪用水量按 GBJ 1687?建筑设计防火标准?(2001年版)和 GB 5002893?城镇燃气设计标准?(2002年版)选取。工厂运抵用气城市气化站利用槽车上的空温式升压气化器对槽车储罐进展升压或通过站内设置的卸车增压气化器对罐式集装箱车进展升压使槽车与储罐之间形成一定的压差利用此压差将槽车中的卸入气化站储罐内卸车完毕时通过卸的温度时采用上进液方式槽车中的低温通过储罐上进液管喷嘴以喷淋状态进入储罐将局部气体冷却为液体而降低罐内压

45、力使卸车得以顺利进展假设槽车中的温度高于储罐中的温度时采用下进液方式高温由下进液口进入储罐与罐内低城市较远长途运输到达用气城市时槽车内的温度通常高于气化站储罐中的温度只能采用下进液方式所以除首次充装时采用上进液方式外正常卸槽车时根本都采用下进液方式为防止卸车时急冷产生较大的温差应力损坏管道或影响卸车-word.zl-3 运行管理 31 运行根本要求 LNG 气化站运行的根本要求是：防止 LNG 和气态天然气泄漏从而与空气形成爆炸性混合物。消除引发燃烧、爆炸的根本条件，按标准要求对 LNG 工艺系统与设备进展消防保护。防止 LNG 设备超压和超压排放。防止 LNG 的低温特性和巨大的温差对工艺系

46、统的危害及对操作人员的冷灼伤。32 工艺系统预冷 在 LNG 气化站竣工后正式投运前，应使用液氮对低温系统中的设备和工艺管道进展枯燥、预冷、惰化和钝化。预冷时利用液氮槽车阀门的开启度来控制管道或设备的冷却速率1/min。管道或设备温度每降低20，停顿预冷，检查系统气密性和管道与设备的位移。预冷完毕后用 LNG 储罐内残留的液氮气化后吹扫、置换常温设备及管道，最后用 LNG 将储罐中的液氮置换出来，就可正式充装 LNG 进展供气。33 运行管理与平安保护 331 LNG 储罐的压力控制 正常运行中，必须将 LNG 储罐的操作压力控制在允许的范围内。华南地区 LNG 储罐的正常工作压力范围为 0

47、307MPa，罐内压力低于设定值时，可利用自增压气化器和自增压阀对储罐进展增压。增压下限由自增压阀开启压力确定，增压上限由自增压阀的自动关闭压力确定，其值通常比设定的自增压阀开启压力约高 15。例如：当 LNG 用作城工厂运抵用气城市气化站利用槽车上的空温式升压气化器对槽车储罐进展升压或通过站内设置的卸车增压气化器对罐式集装箱车进展升压使槽车与储罐之间形成一定的压差利用此压差将槽车中的卸入气化站储罐内卸车完毕时通过卸的温度时采用上进液方式槽车中的低温通过储罐上进液管喷嘴以喷淋状态进入储罐将局部气体冷却为液体而降低罐内压力使卸车得以顺利进展假设槽车中的温度高于储罐中的温度时采用下进液方式高温由下

48、进液口进入储罐与罐内低城市较远长途运输到达用气城市时槽车内的温度通常高于气化站储罐中的温度只能采用下进液方式所以除首次充装时采用上进液方式外正常卸槽车时根本都采用下进液方式为防止卸车时急冷产生较大的温差应力损坏管道或影响卸车-word.zl-市燃气主气源时，假设自增压阀的开启压力设定为 0 6MPa，自增压阀的关闭压力约为 069 MPa，储罐的增压值为009MPa。储罐的最高工作压力由设置在储罐低温气相管道上的自动减压调节阀的定压值(前压)限定。当储罐最高工作压力到达减压调节阀设定开启值时，减压阀自动开启卸压，以保护储罐平安。为保证增压阀和减压阀工作时互不干扰，增压阀的关闭压力与减压阀的开启

49、压力不能重叠，应保证005MPa 以上的压力差。考虑两阀的制造精度，适宜的压力差应在设备调试中确定。332 LNG 储罐的超压保护 LNG 在储存过程中会由于储罐的“环境漏热而缓慢蒸发(日静态蒸发率体积分数03)，导致储罐的压力逐步升高，最终危及储罐平安。为保证储罐平安运行，设计上采用储罐减压调节阀、压力报警手动放散、平安阀起跳三级平安保护措施来进展储罐的超压保护。其保护顺序为：当储罐压力上升到减压调节阀设定开启值时，减压调节阀自动翻开泄放气态天然气；当减压调节阀失灵，罐内压力继续上升，到达压力报警值时，压力报警，手动放散卸压；当减压调节阀失灵且手动放散未开启时，平安阀起跳卸压，保证 LNG

50、储罐的运行平安。对于最大工作压力为 080MPa 的 LNG 储罐，设计压力为 084MPa，减工厂运抵用气城市气化站利用槽车上的空温式升压气化器对槽车储罐进展升压或通过站内设置的卸车增压气化器对罐式集装箱车进展升压使槽车与储罐之间形成一定的压差利用此压差将槽车中的卸入气化站储罐内卸车完毕时通过卸的温度时采用上进液方式槽车中的低温通过储罐上进液管喷嘴以喷淋状态进入储罐将局部气体冷却为液体而降低罐内压力使卸车得以顺利进展假设槽车中的温度高于储罐中的温度时采用下进液方式高温由下进液口进入储罐与罐内低城市较远长途运输到达用气城市时槽车内的温度通常高于气化站储罐中的温度只能采用下进液方式所以除首次充装