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LNG站工艺设备设施的选择与配置 Microsoft Word 文档


摘要:本文结合我国第一座卫星式 LNG 站的建设实践,介绍了 LNG 站工艺设备设 施的选择配置原则及依据,并对主要设备设施进行了分析论述,对今后 LNG 站建设 有指导意义。 关键词:LNG LNG 储罐 LNG 气化器 BOG 储罐

1 前言
LNG 的主要组分为 CH4,作为天然气供应的一种有效形式,由于其运输灵活、建设 投资少、见效快、安全可靠和冷能利用空间大等优点,在国际上获得了较快发展。目 前,LNG 在亚洲的应用量最大,占全球的 78%,其中日本的应用量就占全球的 62%, 它在六十年代末就开始应用 LNG。多年的 LNG 应用实践和技术积累,为今后 LNG 事 业的发展奠定了坚实的基础。 现在,我国也已开始重视 LNG 项目的建设及应用。 广东 LNG 周转量 300 万 t/a 的 LNG 项目,2000 年初已通过国家计委的批准立项。淄 博市作为山东省的省辖市,长期以来,能源结构不合理,建材行业造成的环境污染较 为严重。顺应燃气发展潮流,改变燃料结构,采用清洁能源天然气成为必由之路。 1999 年下半年, 淄博市政府与中原油田达成协议, 由中原油田生产 LNG, 淄博建 LNG 站,为建材企业及居民用户供应 LNG(气态)。具体由市煤气公司等三家企业合资建 设 LNG 站。该站 2000 年 8 月动工,次年 8 月竣工,现已投用。这是目前我国第一座 卫星式 LNG 站。

2 LNG 站工艺设备设施的选择配置原则及依据
2.1 选择配置原则 LNG 为低温深冷介质,对站内工艺设备设施的选择应遵循如下原则: 2.1.1 相关设备设施要具备可靠的耐低温深冷性能。特别是储存设备应至少满足耐 低温-162℃以下,应达到-196C。 2.1.2 储存设备保冷性能要好。若 LNG 储存设备保冷性能不好,将引起设备内温度 升高,压力上升,危险性增大。 2.1.3 气化设备气化能力要满足设计要求,气化效率要尽量高。 2.1.4 LNG 输送管道、截止阀门等的耐低温性应与 LNG 储存设施一致。 2.1.5 除满足工艺要求外,所有安全阀件(装置)应耐低温且完好、灵敏可靠。 2.2 选择与配置依据 2.2.1 中原油田提供的 LNG 组分及特性 ①、组分(体积%) 甲 烷:93.609;

乙 烷:4.1154; 两 烷:1.1973; 正丁烷:0.2663; 异丁烷:0.4261; 正戊烷:0.1598; 异戊烷:0.1598; 其 它:0.0662。 ②、LNG 物化特性: 平均分子量:17.3; 液相密度:447kg/m3; 气相密度:0.772kg/Nmb 燃 热 点:650C 值:9260Kcal/Nm3;

爆炸极限:约 5~15%。 2.2.2 相关设计图纸及规范 ① LNG 站工艺流程(带控制点); ② 国家质量技术监督局《压力容器安全技术监察规程》1999 年版; ③ GBl50-1998《钢制压力容器》; ④ HG20585-1998《钢制低温压力容器技术规定》; ⑤ GB50235-1997《工业金属管道工程施工及验收规范》; ⑥ 其它相关设计图纸资料及规范。 2.2.3 淄博 LNG 站相关参数 ① LNG 站现场条件,如气象条件、供电条件、厂区通行条件等。

② LNG 站供气参数 供气规模: 12x104Nm3/d(一期) LNG 一次性储存量: 1200m3(液 体) LNG 储存温度::-145℃ LNG 储存压力:0.3MPa(绝)

3 LNG 站工艺设备设施的选择与配置
据上述选择原则及依据,考虑了 LNG 的特殊性及风险性,并对日方提供的供气工艺 流程反复讨论、研究确定后,对如下 LNG 站工艺设备设施进行了选择与配置。 3.1 LNG 储罐 LNG 储罐可分为地下储罐、地上金属储罐和金属/混凝土储罐三类,地上 LNG 金属储 罐又分金属子母式储罐和金属单罐两种。考虑到淄博当地建材企业的布局、LNG 储 罐的运输、今后天然气的推广应用等因素,结合相关设计规范的要求,将 LNG 储罐 确定为 LNG 金属单罐。 经公开招标,四川空分集团及张家港圣达因公司为中标单位。 全站 12 台 LNG 储罐,每台 80 万元,共计 960 万元。 3.1.1 结构形式 立式圆筒形低温真空粉末绝热储罐最高工作压力 0.5MPa,最低工作温度-196℃。单 台净几何水容积 100m3, 内罐直径 3000, 材质 0Crl8Ni9; 外罐直径 3500, 材质 16MnR。 夹层充填珠光砂并抽真空;罐高约 17m。内罐为内压容器,外罐为外压容器。 3.1.2 接管形式 考虑工艺、安全等因素,确定所有接管开口均在外罐底部,主要包括:底部进液管、 顶部进液管、出液管、气相管、检液管等,接管材质 0Crl8Ni9。 3.1.3 安全附件 每台 LNG 储罐设 ITT 液位计一套(美国产品)及差压变送器、压力变送器、压力表各 一套,以实现对储罐内 LNG 液位、压力的现场指示及远传控制。外罐顶部设安全防 爆装置,下部设夹层抽真空接口及真空度测试口。 3.2 LNG 气化器 LNG 气化器根据热源不同,可分为空浴气化器、(热)水浴气化器及蒸汽浴气化器等 几种。淄博 LNG 站采用了空浴气化器和(热)水浴气化器,共 14 台(套)。委托淄博当 地生产厂制造,造价约 300 万元。 3.2.1 空浴气化器 a、气化能力和配置数量的确定

据连续供气量 12x104Nm3/d 及 LNG 气相密度 0.7722kg/Nm3,可推出空浴气化器的气 化能力为 3860kg/h, 按四台配置, 则每台气化能力为 965kg/h, 实际气化能力按 1.5 倍确定,即每台 1500kg/h。4 台为一组,一开一备,两组共 8 台,这是主空浴气化 器数量。 b、主要工艺参数 设计 LNG 入口温度:-162℃ LNG 出门温度:环境温度-100C 正常操作压力:0.4MPa(绝) c、结构形式 立式, 长方体; 气化(输送)管路为翅片式。 具体结构及制造、 按日本国提供图纸, 检验 国内制造。 3.2.2 (热)水浴气化器 主要为将 LNG 气化升温而设置,对空浴气化器起辅助升温作用。共一台,气化能力 4000kg/h;立式,圆筒形;具体几何结构、制造、检验按日本国提供图纸,国内制 造。 3.3 BOG 储罐 当 LNG 储罐顶部压力升高时,将 LNG(气相)气化升温输入 BOG 储罐,当罐内"0.4MPa 时再输入供气管网,起回收 LNG(气相)及稳压作用。 卧式,圆筒形;直径 3000;材质 16MnR;按工艺技术要求,设置进、出气相管、安 全放散、压力指示接口。BOG 储罐几何水容积 100m3,包括附件在内,投资为 20 万 元。 3.4 LNG 阀门、LNG 输送管道及管件 3.4.1 LNG 阀门 应满足输送 LNG 压力、流量要求,且具备耐低温性能(-196℃)。从日本进口 LNG 阀 门,主要包括 LNG 截止阀、安全阀、止回阀、紧急切断阀、升压调和节阀等,各满 足工艺流程位置技术要求。LNG 阀门费用 1000 多万元。 3.4.2 LNG 输送管道及管件 LNG 输送管道:材质 OCrl8Ni9,规格 DN25、DN50、DN65、DN80,具备原牛产厂质量 检验、合格资料。 LNG 管件:与 LNG 输送管道相同(或相匹配)技术要求。法兰:材质 0Crl8Ni9;密封 垫片:不锈钢金属缠绕垫片。

4 LNG 站工艺设备设施的运作情况
由于严格按工艺技术要求选择,制造过程中严格执行工艺制造标准,安装过程中从 安装就位、焊口焊接、焊口检验、吹扫、强度试验、严密性试验和预冷试验严格把 关,运作过程严格操作规范,淄博 LNG 站工艺设备设施自投用以来,没有出现问题, 运作情况良好。

5 结束语
淄博 LNG 站工艺设备设施在选择配置过程中也遇到了不少问题,广大技术人员克服 技术规范不完善等技术难题,慎重合理的解决了这些问题。现在我国天然气利用已 步人快车道,淄博率先建成我国第一座卫星式 LNG 站,无疑对指导我国城市燃气事 业的发展具有现实意义。同时对广大燃气工作者来说,积极探究应用燃气发展新技 术,使其服务经济,造福城镇人民是义不容辞的责任和义务。

参考文献
[1]李建华.建设 LNG 项目 优化能源结构 促进燃气市场发[J].城市煤气,2000, (9):36-38. [2]于永东.液化天然气储罐应用介绍[j].广东燃气,2001,(3):3-5.


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