LNG氣化站工藝設(shè)計(jì)與運(yùn)行管理

段小偉 陳路強(qiáng)

摘? 要：隨著環(huán)境污染問題的不斷嚴(yán)重，世界各國都開始對新型清潔能源進(jìn)行研發(fā)和使用，液化天然氣（LNG）作為一種具有很強(qiáng)環(huán)保性能的新型能源受到了很多國家的重點(diǎn)關(guān)注。但是我國還有很多地區(qū)沒有實(shí)現(xiàn)天然氣管道的建設(shè)工作，需要通過LNG氣化站的建設(shè)滿足這些區(qū)域的天然氣需求。需要通過對工藝設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理的不斷完善，為人們提供液化天然氣能源的供給。

關(guān)鍵詞：工藝設(shè)計(jì);LNG氣化站;運(yùn)行管理

雖然天然氣的管道建設(shè)已經(jīng)覆蓋了我國很多的城市，但是還是存在很多地區(qū)沒有天然氣的傳輸管道，為了滿足這些城市的天然氣使用需求，我們建設(shè)了LHG氣化站，實(shí)現(xiàn)這些地區(qū)的天然氣供給。LNG氣化站具有很多優(yōu)勢，主要有運(yùn)輸比較簡單、環(huán)保性能較高、可以實(shí)現(xiàn)高能量密度等等。本文通過已有的理論知識基礎(chǔ)結(jié)合我國的LNG氣化站實(shí)際情況進(jìn)行研究分析，提出一些改進(jìn)措施，希望可以為LNG氣化站今后的發(fā)展提供幫助。

1 LNG氣化站工藝

LNG氣化站主要包括低溫儲罐、卸車臺、氣化系統(tǒng)及調(diào)壓、增壓系統(tǒng)、計(jì)量以及加臭系統(tǒng)。LNG一般情況下由低溫槽車來完成運(yùn)輸，槽車通過卸車增壓器進(jìn)行增壓，在壓差作用下，通過卸車臺的管道進(jìn)入站內(nèi)的低溫儲罐。低溫儲罐通過儲罐增壓器使儲罐壓力達(dá)到一定值，罐內(nèi)LNG通過出液管道進(jìn)入氣化器，LNG經(jīng)過氣化器氣化后變成氣態(tài)，然后通過調(diào)壓、計(jì)量和加臭后輸送城市中壓燃?xì)夤艿馈?/p>

2 LNG氣化站的工藝設(shè)計(jì)優(yōu)化措施

2.1 氣化站整體設(shè)計(jì)

氣化站作為一項(xiàng)需要進(jìn)行施工作業(yè)的工程建設(shè)項(xiàng)目，整體設(shè)計(jì)是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)，設(shè)計(jì)到了很多方面的設(shè)計(jì)工作。為了保證氣化站可以正常進(jìn)行運(yùn)行使用，需要進(jìn)行相應(yīng)的建筑設(shè)計(jì)工作、排水設(shè)計(jì)工作、其他配套設(shè)施的設(shè)計(jì)工作、消防安全設(shè)計(jì)工作等等。將設(shè)計(jì)的每個(gè)工作運(yùn)行系統(tǒng)整體進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，避免出現(xiàn)系統(tǒng)之間的互相影響。在進(jìn)行相應(yīng)設(shè)備和材料的采購時(shí)，不但要考慮工程的經(jīng)濟(jì)效益，還要進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量把控，才能保證設(shè)計(jì)方案的科學(xué)合理性。在整個(gè)LNG氣化站的設(shè)計(jì)完成以后，需要整體進(jìn)行考慮。進(jìn)行相應(yīng)的改善和調(diào)整，保證質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益都可以達(dá)到設(shè)計(jì)的需求。

2.2 儲罐設(shè)計(jì)優(yōu)化

LNG儲罐按結(jié)構(gòu)形式可分為地下儲罐、地上金屬儲罐和金屬/預(yù)應(yīng)力混凝土儲罐3類。

（1）在進(jìn)行儲罐的設(shè)計(jì)工作時(shí)，首先要考慮儲罐的材料質(zhì)量。LNG氣化站在建設(shè)完成后投入使用之前需要進(jìn)行預(yù)冷處理工作，儲罐需要在超低溫的情況進(jìn)行運(yùn)行，所以儲罐材料的選擇必須要耐低溫，這是保證儲罐質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)。在符合其他運(yùn)行要求后，需要對儲罐的耐溫性進(jìn)行合理考慮，要保證這種材料可以長時(shí)間在低溫的條件下正常運(yùn)行，否則可能導(dǎo)致運(yùn)行的事故。（2）絕熱層設(shè)計(jì)。a.高真空多層纏繞式絕熱層。多用于LNG槽車和罐式集裝箱車。b.正壓堆積絕熱層。這種絕熱方式是將絕熱材料堆積在內(nèi)外罐之間的夾層中，夾層通氮?dú)?，通常絕熱層較厚。廣泛應(yīng)用于大中型LNG儲罐和儲槽，例如立式金屬LNG子母儲罐。c.真空粉末絕熱層。常用的單罐公稱容積為一百立方米和五十立方米的圓筒形雙金屬LNG儲罐通常采用這種絕熱方式。（3）容量設(shè)計(jì)。在進(jìn)行LNG氣化站的容量設(shè)計(jì)時(shí)，首先需要對建設(shè)氣化站區(qū)域的實(shí)際液化天然氣的需求量進(jìn)行調(diào)查，不但需要保證該區(qū)域液化氣使用者現(xiàn)階段的需求，還要保證在意外情況和天然氣需求發(fā)生一定增長時(shí)，可以滿足用戶的需求。

2.3 BOG緩沖罐

對于調(diào)峰型LNG氣化站，為了回收非調(diào)峰期接卸槽車的余氣和儲罐中的BOG，或?qū)τ谔烊粴饣鞖庹緸榱司鶆蚧鞖?，常在BOG加熱器的出口增設(shè)BOG緩沖罐，其容量按回收槽車余氣量設(shè)置。

2.4 氣化系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化

為了保證天然氣的正常使用，需要為天然氣的運(yùn)行系統(tǒng)提供一定的壓力。自動增壓器在設(shè)計(jì)時(shí)需要讓其利用自身的壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)，儲罐內(nèi)LNG利用液位差流入自增壓氣化器，在自增壓氣化器中液態(tài)LNG經(jīng)過與空氣換熱氣化成氣態(tài)天然氣，然后氣態(tài)天然氣流入儲罐，將罐內(nèi)壓力升至設(shè)定工作壓力。

2.5 設(shè)計(jì)材料的優(yōu)化

設(shè)計(jì)材料作為保證整個(gè)LNG氣化站建設(shè)質(zhì)量的關(guān)鍵，不但對氣化站的質(zhì)量起到了決定性的作用，還對氣化站的美觀性有著非常大的影響。在進(jìn)行氣化站的設(shè)計(jì)時(shí)，需要根據(jù)氣化站的實(shí)際地理環(huán)境進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)。在進(jìn)行材料的采購時(shí)，需要將采購材料的嚴(yán)格檢驗(yàn)才能投入使用。通過整體的合理規(guī)劃，在追求最大的經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，保證能源損耗的最小化。

3 LNG氣站的運(yùn)行管理

3.1 安全運(yùn)行基本

天然氣作為一種能源，如果出現(xiàn)管理失誤很容易發(fā)生事故，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，需要我們對安全管理進(jìn)行嚴(yán)格重視。液化天然氣作為一種對環(huán)境因素要求比較高的能源，在運(yùn)送中必須嚴(yán)格按照國家規(guī)定進(jìn)行溫度的控制工作，才能保證液化天然氣運(yùn)輸?shù)陌踩浴Ｈ绻霈F(xiàn)天然氣的泄露現(xiàn)象，任何一點(diǎn)細(xì)小的火星就能導(dǎo)致整個(gè)LNG氣化站的爆炸，造成巨大的生命財(cái)產(chǎn)損失，所以在施工作業(yè)和后續(xù)運(yùn)行過程中都嚴(yán)禁出現(xiàn)易燃易爆物質(zhì)。為了保證整個(gè)LNG氣化站的安全運(yùn)行，首先需要保證天然氣不會出現(xiàn)泄漏的現(xiàn)象。消防設(shè)施是每個(gè)LNG氣化站的必須設(shè)備，需要進(jìn)行定期的檢查，在需要的時(shí)候可以第一時(shí)間投入使用。為了保證工作人員的工作安全和設(shè)備安全，需要進(jìn)行超壓排放工作。

3.2 運(yùn)行安全和監(jiān)控

在天然氣儲存運(yùn)輸過程中，為了保證天然氣的正常使用和運(yùn)行，需要進(jìn)行低溫處理工作，但是這種低溫會造成天然氣的蒸發(fā)，這種蒸發(fā)會引起儲罐的壓力不斷上升，需要我們及時(shí)進(jìn)行泄壓處理，通過對罐內(nèi)壓力的實(shí)時(shí)監(jiān)控，將罐內(nèi)的壓力始終控制在合適的范圍內(nèi)。不同種類的LNG進(jìn)行分開存放，可以有效避免以上現(xiàn)象。

3.3 氣化站的消防

氣化站系統(tǒng)的消防安全設(shè)計(jì)原則是：盡量把氣源切斷，控制泄露;對儲罐及臨近儲罐的設(shè)備進(jìn)行冷卻保護(hù)，避免設(shè)備超壓造成更大的災(zāi)害。

3.4 工藝系統(tǒng)預(yù)冷

在LNG氣化站竣工后正式投運(yùn)前，應(yīng)使用液氮對低溫系統(tǒng)中的設(shè)備和工藝管道進(jìn)行干燥、預(yù)冷、惰化和鈍化。預(yù)冷時(shí)利用液氮槽車閥門的開啟度來控制管道或設(shè)備的冷卻速率≤1℃/min。管道或設(shè)備溫度每降低20℃，停止預(yù)冷，檢查系統(tǒng)氣密性和管道與設(shè)備的位移。預(yù)冷結(jié)束后用LNG儲罐內(nèi)殘留的液氮?dú)饣蟠祾?、置換常溫設(shè)備及管道，最后用LNG將儲罐中的液氮置換出來，就可正式充裝LNG進(jìn)行供氣。

4 結(jié)論

為了滿足一些缺少天然氣運(yùn)輸設(shè)施的城市對于天然氣的使用需求，我們建設(shè)了很多LNG氣化站對這些地區(qū)進(jìn)行天然氣的供給。雖然我國的LNG氣化站已經(jīng)有了一段時(shí)間的發(fā)展和應(yīng)用，但是還沒有形成成熟的發(fā)展體系，呈現(xiàn)出一種摸索型的發(fā)展模式。根據(jù)對我國的LNG氣化站實(shí)際調(diào)研發(fā)現(xiàn)，很多氣化站沒有完善的工藝設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理模式，大部分都存在很多漏洞，需要我們不斷進(jìn)行完善和改進(jìn)，才能形成成熟的發(fā)展體系，為人們生活提供能源供給。

參考文獻(xiàn)

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