LNG气化站基础知识

LNG气化站基础知识LNG简介LNG是即液化天然气（liquefiednaturalgas）的缩写。主要成分是甲烷，被公认是地球上最干净的化石能源。LNG无色、无味、无毒且无腐蚀性，其体积约为同量气态天然气体积的1/625，LNG的重量仅为同体积水的45%左右。LNG是天然气经压缩、冷却至其沸点（-161.5℃）温度后变成液体，通常液化天然气储存在-161.5摄氏度、0.1MPa左右的低温储存罐内，用专用船或罐车运输，使用时重新气化。LNG气化站简介LNG气化站用以接收、储存并气化上游采购的LNG来向当地供气。LNG已成为暂时无法使用管输天然气供气城市的主要气源或过渡气源，也是许多使用管输天然气供气城市的补充气源或调峰气源。LNG气化站工艺流程简介LNG通过槽车运至气化站，在卸车台通过卸车增压器对槽车增压，利用压差将LNG送至储罐。工作条件下，通过增压器将储罐内LNG增压到一定的压力（大于出站压力0.2Mpa）。增压后的低温LNG自流进入主空温式气化器，与空气换热后转化为气态NG并升高温度，当空温式气化器出口的天然气温度达不到5℃以上时，通过水浴式加热器升温。最后经加臭、计量后进入输配管网送入各类用户。LNG气化站主要设备序号名称作用备注1低温储罐LNG的储存一般体积40~150m32储罐增压器使储罐内压力升高，实现LNG流向空浴式气化器3空浴式气化器将LNG气化成气态，向管网供应4水浴式加热器空浴式气化器出口的天然气温度达不到要求时，使用该设备加热冬季或雨季空浴式气化器出口的天然气温度达不到以上时，还必须使用水浴式加热器，使其温度达到。5BOG储罐储罐静置过程中，由于漏热将有部分LNG气化，形成BOG。为了防止储罐内压力过高，将BOG输送到BOG储罐。6BOG加热器使BOG在进入BOG储罐之前的加热6EAG加热器用于蒸发气放散前的加热，避免天然气放散温度低，密度高，不易散去7放散塔用于天然气的放散8加臭装置天然气本身无味，需要在出站前加入臭剂，便于用户检漏和安全使用LNG气化站工艺流程简介一、卸车工艺通过卸车增压器对槽车储罐进行增压，当槽车储罐压力大于进液储罐压力0.2Mpa时，利用压差将LNG通过管道输送至储罐。当液体卸净时，将槽罐内低温NG通过BOG管线进行回收。LNG气化站工艺流程简介二、储罐压力控制工艺靠压力推动，LNG储罐中流向空温式气化器，气化后供应用户。随着罐内LNG的流出，压力会不断降低，出液速度逐渐变慢直至停止。因此，正常运营操作中须不断向储罐补充气体，将罐内压力维持在一定范围内，才能保证持续出液。储罐增压是利用自力式增压调节阀和空温式气化器实现的，当储罐内压力低于自力式增压阀的设定开启值时，自力式增压阀打开，储罐内LNG靠液位差流入空温式气化器，经过与空气热交换后转变成气态流入储罐内，实现储罐增压。LNG气化站工艺流程简介320015953360525031883200159533605250318832001595336052503188二、储罐压力控制工艺储罐的正常工作压力由自力式增压调节阀的定压值（后压）所限定和控制。储罐的允许最高工作压力由设置在储罐气相出口管道上的自力式减压阀定值（前压）所限定和自动控制。当储罐正常工作压力低于增压阀的开启压力时，增压阀开启自动增压；当储罐允许最高工作压力达到减压阀设定开启值时，减压阀自动开启卸压，以保护储罐安全。为保证增压阀和减压阀工作时互不干扰，增压阀的关阀压力与减压阀的开启压力不能重叠，应保证0.05Mpa以上的压力差。减压阀开启压力不应大于储罐安全阀起跳压力。LNG在储存过程中会由于储罐“环境漏热”而缓慢蒸发，导致储罐的压力逐渐升高，最终危及储罐安全。因此，通常情况下储罐都会设计自力式减压阀、安全阀、手动放空阀，通过三级安全保护措施保证储罐安全运行。LNG气化站工艺流程简介320015953360525031883200159533605250318832001595336052503188三、储罐液位控制工艺LNG储罐液位由充装数量来控制。在储罐上装设有测满口和差压式液位计两套独立液位系统，用于指示和测量储罐液位。此外，还装备高液位报警、紧急切断阀、低液位报警。储存液位宜控制在20%~90%范围内。LNG气化站工艺流程简介32001595336052503188320015953360525031883200159533605250318832001595336052503188四、LNG翻滚控制工艺作为不同组分的混合物，LNG在储存过程中会出现分层而引起翻滚，致使LNG大量蒸发导致储罐超压，如不能及时放散卸压，将严重危及储罐的安全。大量研究证明由于以下原因引起LNG出现分层而导致翻滚：1、由于储罐中先后充注的LNG产地不同因而密度不同；2、由于先后充注的LNG温度不同而密度不同；3、先充注的LNG由于轻组分甲烷的蒸发与后充注的LNG密度不同。LNG气化站工艺流程简介32001595336052503188320015953360525031883200159533605250318832001595336052503188四、LNG翻滚控制工艺防止罐内LNG出现分层常用的措施如下：1、将不同产地的LNG分开储存。2、为防止先后注入罐中的LNG产生密度差，采取以下充注方法：①槽车中的LNG与罐中LNG密度相近时从储罐的下进液口充注；②槽车中的轻质LNG充注到重质LNG储罐中时从储罐的下进液口充注；③槽车中的重质LNG充注到轻质LNG储罐中时，从储罐的上进液口充注。3、储罐中的进液管使用混合喷嘴和多孔管，可使新充注的LNG与原有LNG充分混合。4、对长期储存的LNG，采取定期倒罐的方式防止其因静止而分层LNG气化站工艺流程简介32001595336052503188320015953360525031883200159533605250318832001595336052503188LNG气化站工艺流程简介五、出液工艺通过储罐增压器对出液储罐进行增压，当出液储罐压力大于出站压力0.2Mpa时，利用压差将LNG通过管道输送至空温式气化器。六、气化流程采用空温式和水浴式相结合的串联流程，夏季使用空温式自然能源，冬季用水浴式加热器进行加热，可满足气化站内的生产需要。空温式气化器分为强制通风和自然通风两种，一般采用自然通风空温式气化器。自然通风式气化器需要定期除霜、定期切换。在两组空温气化器的入口处均设有气动切断阀，正常工作时两组空温气化器通过气动切断阀在控制台处的定时器进行切换，切换周期可设为6小时/次。当出口温度低于0℃时，低温报警并连锁切换空温气化器。水浴式加热器根据热源不同，可分为热水加热式、燃烧加热式、电加热式等等。一般采用热水加热式，利用热水炉生产的热水与低温LNG传热。冬季LNG出口温度低于0℃时，低温报警并手动启动水浴加热器。LNG气化站工艺流程简介七、BOG回收由于吸热或压力变化造成LNG的一部分蒸发为气体，BOG气体包括：1、LNG储罐吸收外界热量产生的蒸发气体；2、LNG卸车时储罐由于压力、气相容积变化产生的蒸发气体；3、进入储罐内的LNG与原储槽内温度较高的LNG接触时产生的蒸发气体；4、储罐内压力较高时进行减压操作产生的气体。5、槽车采取自压回收方式回收BOG。LNG气化站工艺流程简介八、泄压工艺天然气在温度低于-120℃左右时密度重于空气，一旦泄漏将在地面聚集，不易挥发；而常温时，天然气密度远小于空气密度，易扩散。根据其特性，按照规范要求必须进行安全排放，一般采用集中排放的方式。安全泄放工艺系统由安全阀、爆破片、EAG加热器、放散塔组成。因误操作等原因造成储罐或管道压力急剧上升，当超过安全阀起跳压力时，安全阀作用，超压气体释放，并通过EAG加热器，对放空的低温天然气进行集中加热后，经阻火器后排放，从而保护储罐及管道。LNG气化站工艺流程简介九、调压计量加臭工艺LNG经气化后进入调压计量段，先经过过滤器过滤，后通过调压器将压力调至中压级别，完成后经过涡轮流量计计量，最后进行加臭处理。加臭设备为撬装一体设备。根据流量信号按比例地加注臭剂，也可按固定的剂量加注臭剂，加注标为20mg/Nm3，当达到爆炸下限的20%时应能察觉。臭剂为四氢塞吩，加臭以隔膜式计量泵为动力。LNG气化站工艺流程简介十、LNG钢瓶充装工艺LNG钢瓶连接出液管和BOG管，通过储罐与LNG钢瓶间的压差将液体充注钢瓶，充注过程中产生的蒸发气体经过BOG管路并入管网。充装过程中注意灌装秤读数，防止超装。LNG气化站工艺流程简介LNG气化站设备简介一、LNG储罐用于存放液态的天然气，常用结构有立式和卧式。LNG储罐由内胆、外容器、支座、管道及附件组成，内胆材料选用S30408不锈钢（06cr19ni10）,外容器材料选用Q345R钢，内外容器夹层充填绝热材料－珠光砂，并抽真空。LNG气化站设备简介二、空温式气化器用于将液态天然气转换化气态天然气，设备材质选用铝合金。常用的空温式气化器有LNG主气化器、储罐增压器、卸车增压器、BOG加热器、EAG加热器。LNG气化站设备简介三、管道LNG气化站主要使用材质为S30408不锈钢和Q345R两类管材。不锈钢管道用于输送液态天然气，为了保证管道液体处于低温状态，需对管道进行保温，常采用聚氨酯保温。Q345R钢管道用于输送常温气态天然气，管道需进行除锈和防腐。LNG气化站设备简介四、紧急切断阀紧急切断阀又叫做安全切断阀，是指在遇到突发情况的时候，阀门会迅速的关闭或者打开，避免造成事故的发生。工作原理：1、阀门在日常工作中处于常开状态，电磁阀线圈处于断电状态，不消耗电能。2、当事故发生时，阀门线圈瞬时通电，触发阀门快速关闭，进入自锁状态。此时即使撤去电源，阀门仍处于自锁状态，不会重新自动打开。五、储罐压力控制工艺LNG气化站设备简介32001595336052503188320015953360525031883200159533605250318832001595336052503188自力式压力调节阀结构图自力式增压调节阀自力式减压调节阀LNG气化站设备简介六、安全阀安全阀是启闭件受外力作用下处于常闭状态，当设备或管道内的介质压力升高超过规定值时，通过向系统外排放介质来防止管道或设备内介质压力超过规定数值的特殊阀门。LNG气化站设备简介七、调压器燃气调压器俗称减压阀，是通过自动改变经调节阀的燃气流量，使出口燃气保持规定压力的设备。通常分为直接作用式和间接作用式两种。直接作用式调压器适用于居民等用气量较小的用户，间接作用式调压器适用于用气量较大、调压精度高的用户。LNG气化站使用间接作用式调压器。LNG气化站设备简介八、流量计指示被测流量和（或）在选定的时间间隔内流体总量的仪表。简单来说就是用于测量管道流体流量的一种仪表。LNG气化站燃气流量计多采用涡轮流量计、涡街流量计、超声波流量计。LNG气化站设备简介九、加臭装置用于向燃气加臭，采用电磁驱动隔膜式柱塞计量泵驱动加臭剂四氢塞吩的滴入，滴入量控制在20mg/m3。LNG气化站设备简介十、电子地磅电子地磅标准配置主要由承重传力机构（秤体）、高精度称重传感器、称重显示仪表三大主件组成，由此即可完成电子地磅基本的称重功能。LNG气化站自控仪表系统简介一、自控仪表组成LNG气化站自控仪表系统可分解为现场仪表系统、站控制系统、火灾报警控制系统、ESD紧急停车系统、视频及红外报警投影系统、燃气泄漏报警系统。1、现场仪表系统：在场站可靠安全运行的必要点处加装一次（变送器）及二次仪表（指示仪表），对LNG储罐、工艺装置区各设备进行监视和控制；对调压计量、加臭、仪表用气源等设备进行控制。2、站控控制系统：采集现场重要位置的数据，汇总到控制室进行集中监测和控制。3、火灾报警控制系统：在现场设置火灾报警探头、手动报警按钮、声光报警按钮，迅速处理全站火灾报警情况。4、ESD系统：保证紧急情况时及时切断站内气源，在事故时尽量减少站内损失。5、视频及红外报警系统：工作人员在控制室内监视站内设备及外来