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信息内容
LNG站工艺设备设施的选择与配置
作者: ‖ 时间:2008/3/6 ‖ 来源: ‖ 点击:2249
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  点:650C   

热  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、检验按日本国提供图纸,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。

 

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