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LNG站工藝設(shè)備設(shè)施的選擇與配置

2007-04-02 14:08    【  【打印】【我要糾錯】

  摘要:本文結(jié)合我國第一座衛(wèi)星式LNG站的建設(shè)實踐,介紹了LNG站工藝設(shè)備設(shè)施的選擇配置原則及依據(jù),并對主要設(shè)備設(shè)施進行了分析論述,對今后LNG站建設(shè)有指導(dǎo)意義。

  關(guān)鍵詞:LNG LNG儲罐 LNG氣化器 BOG儲罐

  1、前言

  LNG的主要組分為CH4,作為天然氣供應(yīng)的一種有效形式,由于其運輸靈活、建設(shè)投資少、見效快、安全可靠和冷能利用空間大等優(yōu)點,在國際上獲得了較快發(fā)展。目前,LNG在亞洲的應(yīng)用量最大,占全球的78%,其中日本的應(yīng)用量就占全球的62%,它在六十年代末就開始應(yīng)用LNG.多年的LNG應(yīng)用實踐和技術(shù)積累,為今后LNG事業(yè)的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ),F(xiàn)在,我國也已開始重視LNG項目的建設(shè)及應(yīng)用。廣東LNG周轉(zhuǎn)量300萬t/a的LNG項目,2000年初已通過國家計委的批準(zhǔn)立項。淄博市作為山東省的省轄市,長期以來,能源結(jié)構(gòu)不合理,建材行業(yè)造成的環(huán)境污染較為嚴重。順應(yīng)燃氣發(fā)展潮流,改變?nèi)剂辖Y(jié)構(gòu),采用清潔能源天然氣成為必由之路。1999年下半年,淄博市政府與中原油田達成協(xié)議,由中原油田生產(chǎn)LNG,淄博建LNG站,為建材企業(yè)及居民用戶供應(yīng)LNG(氣態(tài))。具體由市煤氣公司等三家企業(yè)合資建設(shè)LNG站。該站2000年8月動工,次年8月竣工,現(xiàn)已投用。這是目前我國第一座衛(wèi)星式LNG站。

  2、LNG站工藝設(shè)備設(shè)施的選擇配置原則及依據(jù)2.1 選擇配置原則

  LNG為低溫深冷介質(zhì),對站內(nèi)工藝設(shè)備設(shè)施的選擇應(yīng)遵循如下原則:

  2.1.1 相關(guān)設(shè)備設(shè)施要具備可靠的耐低溫深冷性能。特別是儲存設(shè)備應(yīng)至少滿足耐低溫-162℃以下,應(yīng)達到-196C.

  2.1.2 儲存設(shè)備保冷性能要好。若LNG儲存設(shè)備保冷性能不好,將引起設(shè)備內(nèi)溫度升高,壓力上升,危險性增大。

  2.1.3 氣化設(shè)備氣化能力要滿足設(shè)計要求,氣化效率要盡量高。

  2.1.4 LNG輸送管道、截止閥門等的耐低溫性應(yīng)與LNG儲存設(shè)施一致。

  2.1.5 除滿足工藝要求外,所有安全閥件(裝置)應(yīng)耐低溫且完好、靈敏可靠。

  2.2 選擇與配置依據(jù)

  2.2.1 中原油田提供的LNG組分及特性

  ①、組分(體積%)

  甲 烷:93.609;

  乙 烷:4.1154;

  兩 烷:1.1973;

  正丁烷:0.2663;

  異丁烷:0.4261;

  正戊烷:0.1598;

  異戊烷:0.1598;

  其 它:0.0662.

 、、LNG物化特性:

  平均分子量:17.3;

  液相密度:447kg/m3;

  氣相密度:0.772kg/Nmb

  燃  點:650C

  熱  值:9260Kcal/Nm3;

  爆炸極限:約5~15%.

  2.2.2 相關(guān)設(shè)計圖紙及規(guī)范

 、 LNG站工藝流程(帶控制點);

 、 國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》1999年版;

 、 GBl50-1998《鋼制壓力容器》;

 、 HG20585-1998《鋼制低溫壓力容器技術(shù)規(guī)定》;

 、 GB50235-1997《工業(yè)金屬管道工程施工及驗收規(guī)范》;

  ⑥ 其它相關(guān)設(shè)計圖紙資料及規(guī)范。

  2.2.3 淄博LNG站相關(guān)參數(shù)

 、 LNG站現(xiàn)場條件,如氣象條件、供電條件、廠區(qū)通行條件等。

 、 LNG站供氣參數(shù)  供氣規(guī)模:12x104Nm3/d(一期) LNG一次性儲存量:1200m3(液體) LNG儲存溫度::-145℃ LNG儲存壓力:0.3MPa(絕)

  3、LNG站工藝設(shè)備設(shè)施的選擇與配置據(jù)上述選擇原則及依據(jù),考慮了LNG的特殊性及風(fēng)險性,并對日方提供的供氣工藝流程反復(fù)討論、研究確定后,對如下LNG站工藝設(shè)備設(shè)施進行了選擇與配置。

  3.1 LNG儲罐

  LNG儲罐可分為地下儲罐、地上金屬儲罐和金屬/混凝土儲罐三類,地上LNG金屬儲罐又分金屬子母式儲罐和金屬單罐兩種。考慮到淄博當(dāng)?shù)亟ú钠髽I(yè)的布局、LNG儲罐的運輸、今后天然氣的推廣應(yīng)用等因素,結(jié)合相關(guān)設(shè)計規(guī)范的要求,將LNG儲罐確定為LNG金屬單罐。經(jīng)公開招標(biāo),四川空分集團及張家港圣達因公司為中標(biāo)單位。全站12臺LNG儲罐,每臺80萬元,共計960萬元。

  3.1.1 結(jié)構(gòu)形式

  立式圓筒形低溫真空粉末絕熱儲罐最高工作壓力0.5MPa,最低工作溫度-196℃。單臺凈幾何水容積100m3,內(nèi)罐直徑3000,材質(zhì)0Crl8Ni9;外罐直徑3500,材質(zhì)16MnR.夾層充填珠光砂并抽真空;罐高約17m.內(nèi)罐為內(nèi)壓容器,外罐為外壓容器。

  3.1.2 接管形式

  考慮工藝、安全等因素,確定所有接管開口均在外罐底部,主要包括:底部進液管、頂部進液管、出液管、氣相管、檢液管等,接管材質(zhì)0Crl8Ni9.

  3.1.3 安全附件

  每臺LNG儲罐設(shè)ITT液位計一套(美國產(chǎn)品)及差壓變送器、壓力變送器、壓力表各一套,以實現(xiàn)對儲罐內(nèi)LNG液位、壓力的現(xiàn)場指示及遠傳控制。外罐頂部設(shè)安全防爆裝置,下部設(shè)夾層抽真空接口及真空度測試口。

  3.2 LNG氣化器

  LNG氣化器根據(jù)熱源不同,可分為空浴氣化器、(熱)水浴氣化器及蒸汽浴氣化器等幾種。淄博LNG站采用了空浴氣化器和(熱)水浴氣化器,共14臺(套)。委托淄博當(dāng)?shù)厣a(chǎn)廠制造,造價約300萬元。

  3.2.1 空浴氣化器

  a、氣化能力和配置數(shù)量的確定

  據(jù)連續(xù)供氣量12x104Nm3/d及LNG氣相密度0.7722kg/Nm3,可推出空浴氣化器的氣化能力為3860kg/h,按四臺配置,則每臺氣化能力為965kg/h,實際氣化能力按1.5倍確定,即每臺1500kg/h.4臺為一組,一開一備,兩組共8臺,這是主空浴氣化器數(shù)量。

  b、主要工藝參數(shù)

  設(shè)計LNG入口溫度:-162℃ LNG出門溫度:環(huán)境溫度-100C

  正常操作壓力:0.4MPa(絕)

  c、結(jié)構(gòu)形式

  立式,長方體;氣化(輸送)管路為翅片式。具體結(jié)構(gòu)及制造、檢驗按日本國提供圖紙,國內(nèi)制造。

  3.2.2 (熱)水浴氣化器

  主要為將LNG氣化升溫而設(shè)置,對空浴氣化器起輔助升溫作用。共一臺,氣化能力4000kg/h;立式,圓筒形;具體幾何結(jié)構(gòu)、制造、檢驗按日本國提供圖紙,國內(nèi)制造。

  3.3 BOG儲罐

  當(dāng)LNG儲罐頂部壓力升高時,將LNG(氣相)氣化升溫輸入BOG儲罐,當(dāng)罐內(nèi)0.4MPa時再輸入供氣管網(wǎng),起回收LNG(氣相)及穩(wěn)壓作用。

  臥式,圓筒形;直徑3000;材質(zhì)16MnR;按工藝技術(shù)要求,設(shè)置進、出氣相管、安全放散、壓力指示接口。BOG儲罐幾何水容積100m3,包括附件在內(nèi),投資為20萬元。

  3.4 LNG閥門、LNG輸送管道及管件

  3.4.1 LNG閥門

  應(yīng)滿足輸送LNG壓力、流量要求,且具備耐低溫性能(-196℃)。從日本進口LNG閥門,主要包括LNG截止閥、安全閥、止回閥、緊急切斷閥、升壓調(diào)和節(jié)閥等,各滿足工藝流程位置技術(shù)要求。LNG閥門費用1000多萬元。

  3.4.2 LNG輸送管道及管件

  LNG輸送管道:材質(zhì)OCrl8Ni9,規(guī)格DN25、DN50、DN65、DN80,具備原牛產(chǎn)廠質(zhì)量檢驗、合格資料。

  LNG管件:與LNG輸送管道相同(或相匹配)技術(shù)要求。法蘭:材質(zhì)0Crl8Ni9;密封墊片:不銹鋼金屬纏繞墊片。

  4、LNG站工藝設(shè)備設(shè)施的運作情況

  由于嚴格按工藝技術(shù)要求選擇,制造過程中嚴格執(zhí)行工藝制造標(biāo)準(zhǔn),安裝過程中從安裝就位、焊口焊接、焊口檢驗、吹掃、強度試驗、嚴密性試驗和預(yù)冷試驗嚴格把關(guān),運作過程嚴格操作規(guī)范,淄博LNG站工藝設(shè)備設(shè)施自投用以來,沒有出現(xiàn)問題,運作情況良好。

  5、結(jié)束語

  淄博LNG站工藝設(shè)備設(shè)施在選擇配置過程中也遇到了不少問題,廣大技術(shù)人員克服技術(shù)規(guī)范不完善等技術(shù)難題,慎重合理的解決了這些問題,F(xiàn)在我國天然氣利用已步人快車道,淄博率先建成我國第一座衛(wèi)星式LNG站,無疑對指導(dǎo)我國城市燃氣事業(yè)的發(fā)展具有現(xiàn)實意義。同時對廣大燃氣工作者來說,積極探究應(yīng)用燃氣發(fā)展新技術(shù),使其服務(wù)經(jīng)濟,造福城鎮(zhèn)人民是義不容辭的責(zé)任和義務(wù)。

  參考文獻

  [1]李建華。建設(shè)LNG項目 優(yōu)化能源結(jié)構(gòu) 促進燃氣市場發(fā)[J].城市煤氣,2000,(9):36-38.

  [2]于永東。液化天然氣儲罐應(yīng)用介紹[j].廣東燃氣,2001,(3):3-5.

延伸閱讀:LNG站 工藝 設(shè)備
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