5 000m3LNG常壓平底貯槽工藝流程研究

于躍

（河南開元氣體裝備有限公司，河南 開封 475004）

5 000m3LNG常壓平底貯槽工藝流程研究

于躍

（河南開元氣體裝備有限公司，河南 開封 475004）

通過介紹5 000m3LNG常壓平底貯槽流程的基本構成，已期對平底貯槽的設計開發和日常操作維護工作有一定的指導意義。

LNG；貯槽；BOG；貯槽安全；壓力保護

LNG常壓平底貯槽（以下簡稱貯槽）廣泛用于大型站點的LNG貯藏，是LNG裝車站的基本配置［1］。近年來，隨著國家發改委煤改氣政策的不斷展開，LNG常壓平底貯槽在LNG能源儲存方面得到廣泛應用。貯槽流程主要由進液系統、排液系統、泵后回流、壓力液位監測控制系統、內外槽壓力安全系統、夾層氮封系統和安全保護系統等組成。

1 5 000m3LNG常壓平底貯槽基本參數

5 000m3LNG常壓平底貯槽基本參數見表1。

2 5 000m3LNG常壓平底貯槽工藝流程

2.1 LNG進液管路（DN150）

由深冷液化裝置將焦爐煤氣制成的LNG，通過真空管道送至貯槽，在進入貯槽前分為頂部進液和底部進液兩種進液方式；頂部進液和底部進液采用PIR保冷管道進入貯槽貯存；進液管線總管道至深冷液化裝置之間的管道采用真空管道，以減少冷量的損失和BOG氣體的產生；為首次試車的安全考慮，進液管線分支設有試車液氮進入貯槽的管路；進液管線進入到貯罐底部和頂部均采用環形噴淋裝置，使LNG能均勻地進入貯槽內部，以保證在試車液氮進液時內罐均勻冷卻，避免局部溫差應力過大。頂部進液和底部進液上分別設置氣動切斷閥，可遠程控制貯槽進液時選擇頂部進液和底部進液的進液方式，此方式能有效解決不同來源的LNG進入貯槽，造成貯槽內LNG分層的狀況。

2.2 LNG出液管路（DN250）

貯槽出液管路在內槽底板設置有重錘式緊急切斷閥，閥后接一段真空管道，真空管道末端伸出水泥基礎后的管道為PIR保溫，重錘式緊急切斷閥后接有1臺手動截止閥和1臺緊急切斷閥（由HAZOP分析后得出需要1臺重錘式緊急切斷和1臺緊急切斷，以保證貯槽安全）。貯槽內LNG通過底部的排液口排出，并通過2臺并聯使用的低溫LNG泵升壓后，輸送到LNG裝車臺為LNG槽車進行裝車。

表1 5 000m3LNG常壓平底貯槽基本參數

2.3 貯槽自增壓器進液管路（DN40）、出氣管路（DN80）

貯槽配置了500Nm3/h自增壓器為貯槽提供增壓。自增壓器進液管路設置有氣動切斷閥，與貯槽壓力連鎖，當貯槽壓力小于7kPa，此閥門打開為貯槽增壓。自增壓器進液管路由內槽側壁引出。自增壓器出氣管路設置有手動截止閥，此管路沿外槽內壁支架向上，中間設置有U型彎補償應力，最后由內槽頂部進入內槽。

2.4 內槽負壓補氣管路

內槽負壓補氣管路設置2種補壓管路：天然氣和氮氣補氣管路。天然氣補氣管路設置有氣動切斷閥，與內槽壓力連鎖，當內槽壓力低于6kPa時開啟為內槽補壓。當此管路補壓不及內槽壓力繼續下降時，另一路氮氣補氣管路當內槽壓力低于5kPa時開啟為內槽補壓。

2.5 內槽安全裝置（DN200）

內槽設置有2臺呼閥和2臺吸閥。呼閥呼氣壓力25kPa，吸閥吸氣壓力-0.5kPa，達到了內槽最大和最小設計壓力。

2.6 內槽頂部放空管路（DN150）

內槽頂部設置有就地放空管路，放空高度比貯槽最高點高5m，放空管上設有氣動切斷閥，與內槽壓力連鎖，當內槽壓力低于20kPa時開啟為內槽泄壓。此閥還設置有旁通閥門，在氣動切斷閥維修更換時可手動為貯槽泄壓。放空管上接有阻火器，且在放空管末端設置有2臺鎧裝雙支鉑熱電阻，測量出口溫度。當監測溫度到達200℃，則判定放空口出口有火情，則連鎖干粉滅火裝置對著放空口噴射干粉滅火，消除火災隱患。

2.7 泵回流管路（DN80）

泵回流管路設置有氣動薄膜調節閥，此閥門與泵出口壓力連鎖，當泵出口壓力大于800kPa時，此閥門連鎖打開；且可以遠程調整閥門開度，以控制泵的出液量。

2.8 外槽正、負壓保護

外槽與內槽夾層頂部設置有2臺呼吸閥接口（DN250），為外槽提供正、負壓保護。外槽頂部設置2臺緊急泄放閥接口（DN500），此夾層緊急泄放口可在內槽LNG泄露進夾層瞬間氣化后體積膨脹、壓力升高時為泄露的天然氣提供緊急出口。

2.9 BOG回收管路（DN200）

此管路為貯槽中最重要的經濟管路。管路中設置有氣動切斷閥與內槽壓力連鎖，當內槽壓力大于18kPa時，此閥門打開。BOG放出，天然氣進入BOG加熱系統。此系統設置有1臺1 200Nm3/h空溫式BOG加熱器和1臺1 200Nm3/h的電加熱水浴式BOG復熱器。BOG經加熱器和復熱器加熱后送入BOG壓縮系統回收，再經深冷液化系統液化重新制成LNG進入貯槽，避免浪費。

2.10 貯槽液位監測系統

貯槽設置有1臺液位開關，可對貯槽H液位和HH液位報警和連鎖。貯槽設置1臺伺服液位計和2臺雷達導波液位計，可對貯槽L液位、LL液位、H液位和HH液位進行報警，并對相關閥門進行連鎖。當LNG進液時，液位超過設定的H液位時，4臺液位計四選二對液位進行報警；超過設定的HH液位時，四選二對進液閥進行連鎖關閉，保證貯槽安全。當LNG出液時，液位低于設定的L液位時，三選二對液位進行報警；超過設定的LL液位時，三選二對出液閥進行連鎖關閉。

2.11 內槽頂部氣相壓力管路（DN15）

貯槽氣相壓力管路設有相同的三路。由貯槽頂部引出經U型彎補償應力后引出外槽，接至儀表柜，在儀表柜上有3只盤裝膜盒壓力表，可對貯槽壓力精準顯示。氣相壓力管路還連接有壓力變送器，對各個氣動閥門進行三選二壓力報警和連鎖。

2.12 夾層可燃氣體監測管路（DN40）

外槽頂部引出一個接口，連接可燃氣體監測儀表，當內槽泄露LNG氣化后，可燃氣體監測儀會監測出天然氣濃度是否超過設定值。超過則對中控室進行報警，提醒維修。

2.13 夾層充氮管路（DN50）

貯槽夾層需要不停地充入氮氣，夾層充氮管路設置有自力式調節閥對氮氣進行減壓，減壓后充入夾層以保持夾層內珠光砂的干燥。

2.14 溫度監測

采用鎧裝雙支鉑熱電阻對內槽溫度進行監測，內槽壁、內槽底板、底部絕熱層、BOG加熱器和復熱器等設置有測溫點共計49個，所有溫度信號送進中控室。

內槽設置8層共32個溫度監測點，用于監測內槽從上到下液體溫度變化情況，從而分析液體的密度和分層情況；內槽底板設置溫度監測點7個，用于監測底部的液體溫度變化情況；外槽底板設置溫度監測點7個，用于監測內筒底部是否泄漏；放空管路出口設置溫度監測點2個，用于監測放空口是否有火情。

3 結語

通過對5 000m3LNG常壓平底貯槽工藝流程的分析，對其設計、安全使用等方面有了較全面的認識。由于貯槽貯存介質為低溫液體LNG，操作不當易導致低溫灼傷或火災。所以，在貯槽的設計、操作過程中一定要注意安全，避免因設計缺陷或操作不當而造成經濟損失和人員傷亡。

［1］湛盧炳，孫晉坡，陳再康.大型貯罐設計［M］.上海：上海科學技術出版社，1996.

Research of the Process Flow of 5 000m3LNG Atmospheric Flat Bottom Tank

Yu Yue
（Henan Kaiyuan Gas Equipment Co.Ltd.，Kaifeng Henan 475004）

Thispaperintroducedthebasicstructureofthe5000m3LNGatmosphericflatbottomedtank,Inordertohavea certainguidingsignificanceforthedesignanddevelopmentofflatbottomtankanddailyoperationandmaintenancework.

LNG；tank；BOG；tank safety；pressure protection

TE972

A

1003-5168(2016)09-0079-02

2016-08-07

于躍（1982-），男，專科，助理工程師，研究方向：機械制造及其自動化。