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威海液化天然气(LNG)气化站工艺设计介绍.doc

威海液化天然气(LNG)气化站工艺设计介绍

当爱变成狠
2017-11-13 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《威海液化天然气(LNG)气化站工艺设计介绍doc》,可适用于工程科技领域

威海液化天然气(LNG)气化站工艺设计介绍摘要:本文简要介绍了威海市LNG气化站的工艺设计主要设备选型及安全措施。关键词:液化天然气:工艺流程设备:安全前言威海市原计划采用龙口烟台长输管道供应的渤海天然气作为城市燃气气源但由于目前该管线的建设进度不能满足威海市原计划年供气的要求这就需要选择一种合适的气源作为启动气源。随着国内天然气行业的发展威海市天然气来源有着更为广泛的选择条件特别是新疆广汇及广东深圳液化天然气项目的规划和实施给威海市采用LNG作为天然气启动气源提供了原料来源。与CNG相比LNG是最佳的启动、培育和抢占市场的先期资源。LNG槽车运输方便成本低廉不受上游设施建设进度的制约LNG供应系统安装方便、施工:期短并能随着供气规模的逐步扩大而扩大先期投资也较低。最后当管道天然气到来时LNG站可什为调峰和备用气源继续使用。因此我院于年初对原可研报告进行修改、补充将液化天然气(以下简称LNG)气化站作为提前启动气源。本工程一次设计分期投产一期工程供气(×m,d二期工程供气×m,d用户为居民、商业及部分工业用户。(气化站工艺介绍(气质成分与理化参数(气质成分目前国内LNG气化站所采用的液态天然气大多是河南中原油田生产的目前中原油田LNG已经出现供不应求的局面因此本工程拟采用新疆广汇生产的LNG作为主气源同时在卸车方式等也考虑了使用其他气源的可能。根据新疆广汇提供的LNG组分确定本工程设计计算用天然气组分如下:天然气组摩尔分子百分分数CHCHCHN其余((理化参数经过计算新疆广汇LNG气源的理化参数见下表:理化参数参数值高热值(MJNm)低热值(MJNm)液态密度(MJNm)气态密度(MJNm)华白数(MJNm)运动粘度×(ms)(标态)燃烧势爆炸上限(,)爆炸下限(,)由上表可知LNG气源的华白数为(MJ,Nm燃烧势为(同时威海市将来也有采用渤海天然气的可能而渤海天然气的华白数为(MJNm燃烧势为(尽管均符合《城市燃气分类》(GB,T)中T类但新疆广汇的LNG气源比渤海天然气气源华白数高出近,届时灶具如果不加以改造的话必将导致将来用户灶具适应性差、燃烧不稳定。此外本LNG站属于启动气源将来即使烟台长输管道来气以后它作为备用、调峰气源届时仍有供气的可能因此这两种气源如能互换是最经济的。在设计中为解决这个问题在汽化斤的流程中增加了一套掺混空气系统将LNG气源气(低热值(MJ,Nm)与压缩空气进行高压比例式掺混掺至可与渤海大然气(低热值(MJ,Nm)互换这样将来威海市不论是采用渤海天然气作为最终气源还是将来事故情况下用LNG作为备用气源用户处均能保证用气安全、稳定还节省了大量改造灶具的费用。经过计算新疆广汇气源与空气的掺混比例采用:即可达到要求而且安全可靠。工艺流程目前。国内LNG气化站所采用的液态天然气运输方式通常有LNG槽车和罐式集装箱车两种。河南中原油田生产的LNG采用槽车运输方式而新疆广汇生产的LNG则采用罐式集装箱车运输。由LNG槽车或集装箱车运送来的液化天然气在卸车台通过槽车白带的自增压系统(对于槽车运输方式)或通过卸车台的增压器(对于集装箱年运输方式)增压后送入LNG储罐储存储罐内的LNG通过储罐区的自增压器增压到(,(Mpa后进入空温式气化器。在空温式气化器中LNG经过与空气换热发生相变出口天然气温度高于环境温度以上再通过缓冲罐缓冲之后进入掺混装置与压缩空气进行等压掺混掺混后的天然气压力在(MPa左右分为两路一路调压、计量后送入市区老管网以中一低压两级管网供气出站压力为(MPa:另一路计量后直接以(MPa压力送入新建城市外环以中压单级供气。进入管网前的天然气进行加臭加臭剂采用四氢噻吩。冬季空浴式气化器出口气体温度达不到时使用水浴式NG加热器加热使其出口天然气温度达到,O。气化站的工艺流程框图如下:主要设备选型LNG储罐((储罐选型LNG储罐按围护结构的隔热方式分类大致有以下种:a)真中粉末隔热隔热方式为夹层抽真空填充粉末(珠光砂)常见于小型LNG储罐。真空粉末绝热储罐由于其生产技术与液氧、液氮等储罐基本一样因而目前国内生产厂家的制造技术也很成熟由于其运行维护相对方便、灵活目前使用较多。国内LNG气化站常用的大多为m和m圆筒型双金属真空粉末LNG储罐。目前最大可做到m但由于体积较大运输比较困难一般较少采用。真空粉末隔热储罐也有制成球形的但球型罐使用范围通常为为,m且球形储罐现场安装难度大。b)正压堆积隔热采用绝热材料夹层通氮气绝热层通常较厚广泛应用于大中型LNG储罐和储槽。通常为立式LNG子母式储罐。c)高真空多层隔热。采用高真空多层缠绕绝热多用于槽车。本工程采用国内LNG气化站常用的圆筒形双金属真空粉末LNG储罐。考虑到立式罐节省占地且立式罐LNG静压头大对自增压器工作有利因此采用立式双金属真空粉末LNG储罐。((储罐台数储罐台数的选择应综合考虑气源点的个数、气源检修时间、运输周期、用户用气波动情况等困素本工程LNG来源有可能采用河南中原油田或新疆广汇两个气源运输周期最远的可达天但随着新疆广汇气源的配套工程建成将在内地建设若干个转运站这将进一步缩短运输周期综合考虑以上情况本工程储存天数定为计算月平均日的天。经计算一期选用m立式储罐台二期增加台。其主要工艺参数如下:工作压力:(MPa设计压力:(MPa工作温度:设计温度:单台水容积:m内罐直径mm内罐材质:OCrlNi外罐直径mm外罐材质:MnR夹层填充珠光砂并抽真空。(空温式气化器((气化能力气化器的气化能力根据高峰小时用气量确定并留有一定富裕量。设计上配置两组互相切换使用。本项目一期工程高峰小时流量m,h二期工程高峰小时流量m,h。据此一期选用台m,h空温式气化器分为组每组台互相切换:二期增加台每组台互相切换。((主要工艺参数工作压力:MPa设计压力:(MPa工作温度:设计温度:立式主体材质:铝翅片管(LF)气化能力:m,h出口温度:低于环境温度。(水浴式NG加热器当环境温度较低空温式气化器出口NG温度低于时在空温式气化器后串联水浴式NG加热器对气化后的天然气进行加热。((加热能力加热器的加热能力同样根据高峰小时用气量确定一期设置台m,h水浴式NG加热器二期增加台。(主要工艺参数工作压力:(MPa设计硬度力:(MPa,进气温度出气温度:,加热能力m,h加热用热水由站内自建的锅炉房供应。(BOG加热器LNG储罐日蒸发率大约为(,这部分蒸发了的气体(简称BOG)如果不及时排出将造成储罐压力升高为此设置了降压调节阀可根据压力自动排出BOG。储罐蒸发的BOG和槽车卸车的BOG通过台BOG加热器加热后进入BOG储罐储存在冬季使用水浴式NG加热器时BOG可作为热水锅炉的燃料夏季可进入管网。EAG加热器低温系统安全阀放空的全部是低温气体在大约以下时天然气的重度大于常温下的空气排放不易扩散会向下积聚。因此设置一台空温式放散气体加热器放散气体先通过该加热器经过与空气换热后的天然气比重会小于空气高点放散后将容易扩散从而不易形成爆炸性混合物。(空压站设备为保证天然气与空气进行高压比例式掺混选用m,min风冷式螺杆空气压缩机台开备以及相应的无热再生空气干燥器、压缩空气除油器、除尘器以及橇装式静态混合器等设备。(安全设计(危害分析液化天然气是天然气储存和输送的一种有效的方法在实际应州中用户使用的是气化后的天然气因此在考虑LNG设备或工程的安全问题时不仅要考虑天然气所具有的易燃易爆的危险性还要考虑液态的低温特性和由此引发的安全问题。液化天然气的主要成分是甲烷属易燃易爆气体能与空气混合形成爆炸性混合物其爆炸下限较低(约为(,)少量泄漏一旦遇到明火就易引起爆炸:同时液态天然气又有低温的特性如果发生LNG溢出或泄漏在以下时气体密度比空气大容易向下积聚溢出的LNG蒸发速度非常快并会迅速冷却周围空气中的水蒸汽形成大量的白色蒸汽云并四处扩散如果遇到火源将引起火灾造成严重后果低温还会导致灼伤、冻伤、体温降低等另外LNG系统在常温下安装在低温条件下运行前后温差很大(,c):因此在设计中都必须采取必要的措施。(安全考虑对于液化天然气的生产、储运和气化供气的各个环节主要考虑的安全问题就是如何防止天然气泄漏与空气形成可燃的混合气体消除引发爆炸、燃烧的基本条件以及LNG设备的防火及消防要求防止LNG设备超压引起超压排放由于LNG的低温特性对材料和设备制作方面的相关要求:LNG系统安装与运行温差大带来的相关要求:及进行LNG操作时操作人员的防护等。((有关规范由于目前国内尚无针对液化天然气的专门规范而《石油化工企业设计防火规范》(GB年版)中液化烃的定义中包含有液化天然气因此在消防方面主要执行的是《石油化工企业设计防火规范》(GB)中的相关条款同时也部分借鉴了美国标准NFPAA《液化天然气(LNG)生产、储存和装运标准》:在气化后的常温天然气部分则主要执行的是《城镇燃气设计规范》(GB年版)。最近国家有关部门对《城镇燃气设计规范》进行修改拟增加液化天然气一个章节我们期待这个规范能够尽快执行。(设计措施a)紧急关闭系统(ESD)每台LNG储罐的底部进液管和出液管均装设了气动紧急切断阀在紧急情况下可在卸车台、储罐区或控制室就近切断。紧急切断系统可控制LNG的连续释放产生的危害。b)可燃气体检测仪在卸车台、储罐区及气化区等天然气有可能发生泄漏的地方均设置了可燃气体检测仪当检测出的环境中可燃气体含量超标(达到爆炸下限的,)时发出警报工作人员可根据具体情况选择处理。c)低温检测仪在储罐底部等有可能发生LNG泄漏并有可能对设备基础造成损害的地方设置低温检测仪在检测到异常低温时报警。d)控制系统LNG储罐液位设高、低液位报警当储罐在空温式气化器进液管道上设置气动紧急切断阀与出口温度联锁(当气化器结霜过多或发生故障时导致出口温度低于正常值时报警并联锁切断。此外还设有一些温度、压力检测项目以实现安全控制。e)安全泄放系统LNG的体积膨胀系数很高通常可达倍在密闭情况下LNG受热膨胀引起管道内压急剧升高会导致管道发生破裂因此在液相管道两道阀门之间加设安全阀。此外LNG储罐也设有安全阀一旦罐内压力超高安全阀起跳可将超压气体排出保护储罐。f)消防在LNG储罐区设置了排液沟和积液池安装移动式泡沫灭火装置设置了×m的消防水池厂区设置环状消防给水管网安装地上消火栓若干储罐区设置米高的挡液堤并安装消防水炮及消防喷淋装置此外储罐匡和气化巨还分别设置干粉灭火装置着干。g)火灾报警卸车台、储罐区、气化区均设置了火灾报警系统可根据现场感烟探头探测到的情况报警或人为手动报警。h)阀门、管道及管件的管道选用碳钢无缝钢站区工艺管道大体上分为两种。介质温度大于管材质为#钢:介质温度小于的管道选用不锈钢无缝钢管材质为CrlNi。LNG管件采用与LNG输送管道相同(或相匹配)技术要求的管件如法兰采用不锈钢材质的CrlNi密封垫片采用不锈钢金属缠绕垫片。根据目前国内LNG站运行的情况关键阀门选用日本进口低温阀门其余阀门一律选用国产专用低温阀门。LNG系统在常温条件下安装在低温条件下运行两者温差很大(,c)由此而来的膨胀及收缩应力设计时要据此考虑必要的柔性以便最大应力在允许范围内。结束语本工程气化站一期工程投资估算大约为万元其中建筑工程费万元安装工程费万元设备购置费万元。LNG以其运输灵活、储存效率高、运行成本低(空温式气化几乎不消耗能源)等优点得到越来越多的用户青睐我国LNG气化站目前主要分布在山东、河南、安徽等地随着我国LNG基地的规划实施在目前管道供天然气无法幅盖的城镇采用LNG气化站作为主气源、过渡气源、补充或调峰气源有广阔的发展前景。

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