1万方天LNG气化站标准化设计612

1绿能高科集团有限公司1万方/天LNG气化站标准化设计说明书编写：审核：批准:2016年6月21、前言为协助绿能高科集团有限公司（以下简称集团公司）“直销气”快速、高效的开展，提高建站速度，降低建站成本，优化气化站的建站方案，实现集团公司LNG气化站项目标准化、规范化建设，为今后集团公司LNG气化站项目建设提供依据，特进行本标准化设计。本标准化方案设计最大规模为1万方/天的LNG气化站，配置一台50m3的低温储罐和两台800~1000Nm3/h的空温式气化器。适用于集团公司下属独资和控股企业的新建、改扩建气化站工程项目。2、气化站主要技术特征本气化站主要由LNG储罐、气化器、卸车/储罐增压器、水浴加热器、EAG加热器、计量加臭、仪表、控制系统和监控系统等组成，可实现LNG的接收、储存、气化，具有低温泄漏、可燃气体报警、消防、安全保护等安全监控、报警系统和紧急切断等功能。本气化站主要技术参数见表1：表11万方/天LNG气化站主要技术参数序号名称规格1LNG低温储罐容积50m32LNG低温储罐充装率90%3最大供气量1000Nm3/h4减压级数一级减压5一级调压前压力0.3~0.7MPa36一级调压后压力0.2MPa7辅热温度70℃（可根据实际确定）8出口气温度≥5℃9安装方式露天3、PID及工艺流程说明本气化站PID图见附图，LNG气化站是由储罐区、卸车区和气化调压区三个区域组成。对每个区域均进行实时检测或控制，以达到安全运行的目的。可实现LNG的接收、储存、气化、调压等功能。3.1、卸车流程本气化站工艺采用自增压方式卸车。槽车连接好液相软管CZ-1、气相软管CZ-2、增压液相软管CZ-3。首先进行LNG低温储罐与LNG槽车均压操作,手动打开阀门V5、V-13进行均压操作。均压结束后，手动关闭阀门V-13，打开阀门V4，利用卸车增压器E-104给槽车增压。当槽车压力增至与储罐压力有0.2MPa以上的压差时，手动关闭阀门V4，停止增压。选择卸车模式，系统自动打开紧急切断阀GV1，手动打开阀门V1、V-1或V-2（打开V-1为上进液卸车，打开V-2为下进液卸车；卸车时根据储罐压力进行选择，若储罐压力较高，可通过上进液以降低出罐内压力）进行压差式卸车。在卸车过程中，若是槽车压力与储罐压力压差不足时，需再次打开阀门V4给槽车增压，保持储罐与槽车的压差。当储罐液位达到高限4值时自动关闭紧急切断阀GV1，停止卸车，关闭现场相应阀门。卸车结束后，应对槽车内的BOG进行回收利用，可手动打开阀门V5、V6，经过单向阀C4进入气化调压区，汇到天然气总管。待槽车内剩余压力降为0.2MPa以下，关闭相应阀门，恢复流程，完成卸车。3.2、气化流程该工艺流程中气化装置是用于将LNG转换为气态天然气，也是整个气化站的关键部位。选择气化器工作模式，系统自动打开紧急切断阀GV2，储罐内LNG进入气化器E-101进行气化，经过水浴式电加热器E-103(室外温度高于5℃可不开启)进入调压功能区。另一组气化器E-102处于备用状态。在两组气化器E-101与E-102后均设置两个温度远传，当一组气化器出口气化温度低于-10℃时，系统自动开启另一组气化器紧急切断阀，再关断当前正在运行的气化器紧急切断阀，保证供气的连续性。正常运行中，必须将LNG储罐的工作压力控制在允许的范围内。LNG储罐的正常工作压力范围为0.3～0.7MPa，当储罐内压力过高时，手动打开阀门V-13、V6，使储罐内气体经过单向阀C4进入气化调压功能区，汇到天然气总管。3.3、调压计量加臭流程手动打开阀门V7、V9，来自电加热器E-103的天然气经过阀门V7，进入调压器，调压后压力降为0.2MPa，经过阀门V9汇到天然气总管，经过计量加臭后进入用气终端。3.3、安全放散流程5储罐及低温工艺管道压力若是超出其安全阀设定压力时，安全阀起跳后，低温天然气进入汇集总管，经EAG加热器E-105升温，升温后气体比空气轻，后经过阻火器FA后排入放散总管集中放散。调压后的天然气压力若是超出其安全阀设定压力时，安全阀起跳后，天然气气体直接经过阻火器FA后排入放散总管集中放散。4、设备规格及厂家本气化站主要LNG低温储罐、气化器、卸车/储罐增压器、水浴加热器、EAG加热器等，设备技术规格如下：表21万方/天LNG气化站设备规格一览表序号设备名称规格型号数量（套）厂家1LNG低温储罐珠光砂绝热全容积：50m3设计压力：0.85MPa工作压力：0.8MPa设计温度：-196℃日蒸发率：0.15%/d根部阀：川空、成空、简阳川力等国内一线品牌液位计：兰石1泰安开元、荆门宏图、圣汇62气化器设计压力:1.6MPa气化量：800~1000Nm³/h铝合金材质设计温度:-196℃出口温度不低于环境温度10℃满负荷连续运行时≥8h2无锡华锐苏州新锐无锡尚升3水浴式电加热器加热量：800~1000Nm³/h管程工作介质：天然气管程设计压力：1.6MPa壳程工作介质：水壳程工作压力：常压筒体工作温度：60~70℃14卸车气化器（卸车增压、储罐增压）设计压力:1.6MPa气化量：200Nm³/h铝合金材质设计温度:-196℃出口温度不低于环境温度10℃满负荷连续运行时≥8h15EAG加热器设计压力:1.6MPa气化量：100Nm³/h17铝合金材质设计温度:-196℃出口温度不低于环境温度10℃满负荷连续运行时≥8h5、工艺管道安装用料规格及厂家表31万方/天LNG气化站工艺材料规格清单序号名称规格型号材质数量厂家/品牌1低温截止阀DJ61F-25PDN1506Cr19Ni108川空、成空、简阳川力、百图、欣国立3低温截止阀DJ61F-25PDN2506Cr19Ni1024低温截止阀DJ61F-25PDN5006Cr19Ni1045截止阀J61Y-25PDN100WCB16低温止回阀DH61F-25PDN2506Cr19Ni1017低温止回阀DH61F-25PDN5006Cr19Ni1038低温安全阀DA22F-25PDN15×2006Cr19Ni1039安全阀A21F-25PDN25×25WCB110低温紧急切断阀DJ661F-25PDN5006Cr19Ni103811球阀Q71F-16PDN25WCB112球阀Q71F-16PDN100WCB213不锈钢针型阀1/406Cr19Ni10214针型阀1/4WCB215同心大小头DN50×100PN1606Cr19Ni102江苏翰森江苏武进注：本料表不包含储罐等设备本体自带材料。6、保冷材料选用及施工LNG具有-162℃左右的超低温特性，从储罐经管道到气化器输送时，会吸收环境热量加速LNG汽化，不仅浪费能源，而且会使系统内压力升高，增加系统运行的不安全因素。因此需要提高LNG管道的保冷效果，以节省能源和消除不安全因素。6.1、保冷材料的选择规范GB50264-97对LNG管道保冷材料的要求如下：①导热系数低，导热系数不大于0.064W/(m·K)；②抗压性、抗曲性高；冷缩率低；使用温度范围广；③闭孔率高，不吸水；④阻燃性能好，氧指数大于28%。由于聚异氰脲酸脂泡沫（简称PIR）材料自身特性满足上述要求，且在深冷工程运用中保冷效果表现优异，相比于聚苯乙烯(EPS)、硬质聚氨酯(PUR)、橡塑(NBR)等其它保冷材料，尤其是PIR高达98%的闭孔率和在-200℃-160℃良好的稳定性，使其成为LNG管道最佳的保9冷材料。保冷良好的PIR，其具有比真空管道更加优越的效果，因而管道保冷优选PIR，尽量避免用真空管道。6.2、保冷材料的施工工艺高质量的保冷施工是提高LNG保冷效果的重要环节，因此在保冷施工过程中必须监管到位，要求安装队伍提供符合规范的保冷施工方案，并严格按照方案进行施工。PIR的施工要点及注意事项如下：保冷材料块与块接缝用JN-1型粘结剂均匀涂抹，粘结剂的涂抹厚度为2.5-3mm，并应涂满、挤紧和粘贴牢固，确保粘接表面胶水涂抹平整、均匀。1）粘结剂应符合下列规定：①粘结剂应符合使用温度的要求，并应和保冷层材料相匹配，不对金属壁产生腐蚀。②粘结剂应固化时间短、粘结力强。在使用前，应进行实地试粘。③施工中粘结剂取用后，应及时密封。2）对保冷层厚度≥80mm应采取分层保冷，同层错缝，上下层压缝，其错缝的距离不应小于150mm。3）保冷材料粘贴时，挤出缝外的粘贴剂应及时刮去，缝口用密封剂或不干胶带密封。接缝必须挤紧、刮平、严密。4）分层保冷时，应逐层粘贴，并应对各层表面进行刮平和接缝10处理。5）弯头部位保冷时，应先将直管段保冷完成后再进行弯头处保冷，弯头两端的直管段保冷层应尽量敷设至弯头处，以弯头两端直管段保冷层外层为支点用铝皮做成虾米腰连接，直管段与铝皮缝隙处用玛蹄脂、密封剂填满，用钻在铝皮最高点开一直径30mm注料孔，注入PIR现场发泡料，注料结束后立刻将注料孔密封。现场发泡做法：发泡料中黑料与白料质量比为1.5：1，料温在15℃以上。若现场环境温度达不到要求，将黑料加温至30℃以上，与室温下的白料混合，必须在10s内充分搅拌，15s内注入弯头孔内。6）阀门保冷时，管道保冷层应尽量敷设至阀门两边的焊缝处，阀门两端的管道保冷外层再安装50mm的PIR保冷层，以阀门两端直管段保冷外层为支点将阀门包起来，阀门上需涂抹黄油。在阀门保冷外层最上端开直径30mm的注料孔，注入PIR现场发泡料。7）防潮层施工要点①保冷层外面用阻燃黑色玛蹄脂涂抹二遍，厚度为2mm×2遍，中间隔放一层中碱玻璃纤维布，第一遍玛蹄脂涂抹后，即安装玻璃布，待稍干后进行第二遍玛蹄脂涂抹。管道上的防潮层应连续施工，不得有断开、断层现象，防潮层在封口处应形成封闭。②玻璃布搭接宽度不应小于50mm，搭接处必须粘贴密实。③垂直管道防潮层玻璃布的环向接缝，均应上搭下。水平管道的环向接缝应两侧搭接，且缝口朝下。④防潮层应粘贴密实，无张口、开裂、厚度均匀，干固后要达到115mm。8）铝皮防护层施工要点①直管段铝合金保护层的下料要比防潮层的外圆长30-50mm，环向和纵向搭接应压出凸筋，环向搭接不小于50mm。纵缝用自攻螺钉连接。②保护层应紧贴防潮层，弯头部位要做成虾米腰连接。③水平管道环向接缝应沿管道坡向搭向低处。纵向接缝布置在水平中心线下方15-45°处，缝口朝下。当侧面或底部有障碍物时，纵向接缝可移至水平中心线上方60°以内。④金属保护层接缝部位，以及管道支架穿出金属护壳的部位，必须按规定填密封剂或在接缝处包缠密封带。7、站控系统设计说明、仪表规格及厂家7.1、控制系统设计说明站控系统由PLC、上位机、一次仪表、电磁阀等设备组成。主要承担的任务是对储罐、气化器、站内工艺阀门的监控和管理，完成卸车、储存、气化、调压等各种工艺过程的采集、控制、显示、报警等监控功能，又具有参数查询、历史记录查询等管理功能，同时要完成对气化站的安全状态进行监测，通过可燃气体报警仪等监测设备及时发现泄漏等隐患，给予报警并关闭紧急切断阀。7.1.1、控制系统主要功能：1)、储罐液位低连锁控制功能：储罐液位低于罐容的10%时，系12统自动关闭出液阀门，停止出液。2)、储罐液位高连锁控制功能：储罐液位高于罐容的90%时，系统自动关闭进液阀门，停止进液。3)、储罐压力低报警功能：储罐压力低于设定值时，发出报警信号，提示值班人员进行增压操作。4)、储罐压力高报警功能：储罐压力高于设定值时，发出报警信号，提示值班人员采取降压措施。5)、气化器自动切换功能：当一组气化器出口气化温度低于一10℃时，系统自动开启另一组气化器紧急切断阀，再关断当前正在运行的气化器紧急切断阀。6)、气化后温度过低报警功能：气化后的天然气温度过低，无法满足使用要求时，系统发出报警信号，提示值班人员打开电加热器进行加热。7)、储罐区、气化装置区低温检测报警联锁控制功能：储罐区、气化装置区设置低温检测传感器，当液化天然气泄漏时，低温检测传感器报警联锁停止储罐区紧急切断阀，切断储罐出液口，控制泄漏源。8)、紧急切断阀自动手动切换功能：现场紧急切断阀均具有自动与手动切换功能，在自动状态下时，由程