第26卷第11期煤氣與熱力 Vol. 26 No. 112006年11月 GaS HEATNov.2006液化天然氣氣化站設(shè)計的改進蘭書彬(上海通達能源集團有限公司,上海200235)摘要:目前國內(nèi)液化天然氣氣化站的設(shè)計主要參照國外和國內(nèi)LPG站的標準,還沒有形成LNG氣化站的設(shè)計規(guī)范。根據(jù)多個LNG氣化站設(shè)計、建設(shè)和運行的經(jīng)驗,針對設(shè)計及運行中存在的問題,對LNG氣化站的低溫管道、出站管道BOG儲罐、儲罐增壓器、圍堰、消防水系統(tǒng)及辦公用房的設(shè)計進行改進,使工藝更趨合理,有利于安全運行和減少造價。關(guān)鍵詞:液化天然氣;氣化站;設(shè)計中圖分類號:TU996文獻標識碼:B文章編號:1000-4416(2006)11-0004-04 Improvement on Design of LNG Vaporizing Station LAN Shu-bin Shanghai Tongda Energy Group Co., Lutd., Shanghai 200235, China) Abstract: Because there is no design criterion of LNG vaporizing stations in China at the present time, the design of domestic LNG vaporizing stations mainly refers to foreign and domestic standards of LPG stations. Based on the experience in the design, construction and operation of LNG vaporizing sta- tions, and directed toward problems existing in the design and operation, the design of cryogenic pipe- line, outgoing pipeline, BOG container, booster for container, dike, fire water system and office build- ings of LNG vaporizing station is improved to rationalize the process, operate more safely and decrease fabrication cost. Key words: LNG; vaporizing station; design液化天然氣(LNG)是天然氣的液態(tài)形式,是一g氣化站的設(shè)計及運行規(guī)范。我公司經(jīng)過多個種清潔、優(yōu)質(zhì)燃料。LNG的體積約為其氣態(tài)體積的LNG氣化站的設(shè)計、建設(shè)和運行,針對設(shè)計及運行1/600,因此LNG更有利于遠距離運輸、儲存,天存在的問題,對LNG氣化站設(shè)計提出一些改進建然氣的應(yīng)用范圍更廣。議,現(xiàn)總結(jié)如下。國家根據(jù)地域分布和能源資源供需情況,在經(jīng)1g氣化站工藝簡介濟發(fā)達的東南沿海(廣東、福建、浙江、山東和上海)LNG氣化站主要包括卸車臺、低溫儲罐、增壓地區(qū)積極開展進口LNG的接收與利用工作。第一系統(tǒng)、氣化系統(tǒng)及調(diào)壓、計量和加臭系統(tǒng),其工藝流個試點工程深圳大鵬灣碼頭工程于2004年動工建程見圖1。LNG通過低溫槽車運到氣化站,槽車儲設(shè),每年接收300×104t的LNG,已于2006年入罐通過增壓器進行增壓,在壓差作用下,通過卸車臺商業(yè)運營。隨著這些項目的實施,未來數(shù)年LN將的管道進入站內(nèi)的低溫儲罐。低溫儲罐通過增壓器廣泛應(yīng)用于工業(yè)和民用的各個領(lǐng)域。使儲罐壓力達到一定值,罐內(nèi)LNG通過出液管道進LNG作為天然氣應(yīng)用的重要方式,在國內(nèi)還處人氣化系統(tǒng),使LNG氣化升溫達到設(shè)定值,再通過于發(fā)展初期2-4目前國內(nèi)LNG氣化站的設(shè)計主出站調(diào)壓器將壓力降到要求值,通過計量和加臭后要參照國外和國內(nèi)LPG站的標準還沒有形成我國進入燃氣管網(wǎng)系統(tǒng)。第11期蘭書彬:液化天然氣氣化站設(shè)計的改進第26卷皿放散氣加熱器g加熱器放空管NG槽車空浴式氣化器水浴式氣化器BOG儲罐調(diào)壓裝置計量裝置進入城市管加臭裝置卸車增壓器儲罐增壓器圖1LNG氣化站工藝流程 Fig. Process flow of LNG vaporizing station2低溫管道設(shè)計變化容易產(chǎn)生微小泄漏,因此閥門大多采用焊接連2.1低溫管道管徑適當(dāng)縮小接,盡量減少法蘭連接的數(shù)量,以減少LNG泄漏的減少昂貴的低溫管道的使用量是降低造價的有可能性。但是由于周期性檢修和臨時檢修的需要,效方法。由于低溫管道的建設(shè)費用幾乎與管道直徑系統(tǒng)內(nèi)必須要有法蘭連接,以便于管道斷開、隔離、成比例增長,因此要合理選擇管徑。置換和吹掃。特別是在儲罐和管道連接部位必須在以城市燃氣供應(yīng)為主的氣化站,以日供氣量根部閥前設(shè)置法蘭連接,以便管道儲罐的周期檢驗。25000m3/d為例,每天需要供應(yīng)1車氣(約40m目前我公司已經(jīng)在儲罐上進液和氣相管道根部閥前的LNG)。目前氣化站所設(shè)卸液管道通常都為DN設(shè)置了法蘭連接。65mm,卸1車氣的實際時間約3h。卸車速度主要采用法蘭連接后為了盡量減少泄漏,增加安全取決于兩罐壓差,如果提前將準備充液的儲罐壓力性,法蘭宜采用凹凸面法蘭,墊片采用聚四氟乙烯降低,提高壓差,根據(jù)經(jīng)驗,卸車速度按3m/s計板,平面法蘭宜采用金屬纏繞式墊片(Cr8Ni9+石DN50mm管道卸1車氣的理論卸車時間約2h。因墨或聚四氟乙烯帶),可以防止由于墊片破壞而造此對于供氣量為25000m3/d的氣化站,卸車管道成LNG的大量泄漏。可縮小到DN50mm,與槽車管徑一致。2.4儲罐根部閥門安裝方向的改進管道直徑縮小后,相應(yīng)的低溫閥門、止回閥、卸①截止閥結(jié)構(gòu)特點車金屬軟管及管件的通徑都相應(yīng)縮小,節(jié)約資金。從閥門結(jié)構(gòu)來看,截止閥密封點有閥座、閥體中2.2取消U型膨脹彎法蘭和閥桿處填料函,其中閥體中法蘭和閥桿處填原則上LNG管道應(yīng)當(dāng)進行熱應(yīng)力分析,在設(shè)計料函是最容易外漏的部位,泄漏后很難堵住。LNG時應(yīng)盡可能使用柔性設(shè)計和環(huán)行管道,在需要的地儲罐根部閥門多為截止閥,在常規(guī)安裝時下進液閥方增加補償器(5。目前有部分LNG站在設(shè)計時為門的箭頭方向與流體方向一致,即朝向罐內(nèi)。了吸收冷縮量,在卸車管道設(shè)置了U型膨脹彎。②常規(guī)安裝的弊端按照設(shè)計要求,卸車臺到儲罐距離僅為15m,下進液閥門箭頭方向與流體方向一致時,閥體不銹鋼管道的線膨脹系數(shù)為16×10-6-,按溫差中法蘭和閥桿處填料函就和儲罐內(nèi)液體在同一個空216℃計算,膨脹量為51.84mm此膨脹量完全可間,一旦閥體中法蘭和閥桿處填料函發(fā)生泄漏,即使以通過儲罐前的90°彎頭和卸車臺的自由端得到吸關(guān)閉閥門,也不能切斷儲罐液體流向閥體中法蘭和收和釋放,因此可以取消U型膨脹彎。經(jīng)過幾個填料函,無法制止泄漏,這種安裝方法存在很大的安LNG站的實踐證明,取消U型膨脹彎完全可行。全隱患。江蘇省某市天然氣公司曾經(jīng)發(fā)生過這樣的液態(tài)LNG管道上盡量減少閥門,避免產(chǎn)生封閉泄漏,只能在泄漏狀況下,進行倒罐操作,現(xiàn)場情形管道致使液態(tài)LNG隨溫度升高而膨脹造成超壓。比較危險。2.3合理采用低溫法蘭③安裝方向改變LNG管道中包含大量的閥門,由于法蘭隨溫度在閥門安裝時,改變下進液閥門安裝方向,改為5第11期煤氣與熱力第26卷閥門箭頭方向朝向罐外。在閥體中法蘭和閥桿處填罐的可以逐步取消,將其應(yīng)用到其他場所。料函外漏時,關(guān)閉閥門就可以阻止罐內(nèi)LNG繼續(xù)外取消BOG儲罐后,消防水設(shè)計規(guī)?？梢韵鄳?yīng)減漏,更有利于操作安全。小。2.5低溫閥門國產(chǎn)化5儲罐增壓器的配置LNG儲罐的根部閥為關(guān)鍵部位,根據(jù)國產(chǎn)閥門原設(shè)計的增壓器基本上是每臺儲罐配1個增壓現(xiàn)狀目前仍要采用國外優(yōu)質(zhì)閥門,其他部位的閥門器。由于供氣時基本是1臺儲罐向外供氣,只使用完全可以國產(chǎn)化。對于LG儲罐液相管道的緊急1個增壓器,增壓器利用率低。因此在站內(nèi)只設(shè)置2切斷閥,實踐證明國產(chǎn)優(yōu)良的閥門已經(jīng)能夠滿足安個儲罐增壓器,管道設(shè)計適當(dāng)改變,使每臺儲罐都可全要求,關(guān)閉時間能夠達到要求。在滿足安全要求以利用這2個增壓器,作到1用1備,既節(jié)省資金又的前提下,這些閥門的國產(chǎn)化可以降低造價。能減少占地面積。2.6低溫保溫管托長度縮短在沒有配備卸車增壓器的氣化站內(nèi),若站內(nèi)有目前所用低溫管托尺寸較大,長度為400mm,2臺以上儲罐,可以先給站內(nèi)1臺儲罐增壓,然后通但長度減小50%仍可以滿足需要。過此儲罐氣相管、卸車管道的氣相管同槽車罐氣相3出站管道設(shè)計的改進相連,給槽車罐增壓,這樣可以節(jié)省卸車增壓器和相3.1常規(guī)管道設(shè)計應(yīng)低溫管道的配置。通常出站管道設(shè)有調(diào)壓器、過濾器、流量計、緊6圍堰設(shè)計急切斷閥,每個裝置設(shè)有1個旁通閥和前后2個切有的LNG氣化站設(shè)計存在沒有設(shè)計圍堰、管線斷閥,共有12個閥門。或電纜橋架穿透圍堰墻體和圍堰排水采用重力排水3.2管道設(shè)計改進等現(xiàn)象。①取消緊急切斷閥6.1圍堰設(shè)計的重要性出站緊急切斷閥是為了在管網(wǎng)泄漏或出站氣體1940年美國俄亥俄天然氣公司的LNG儲罐由溫度低時自動關(guān)閉。氣化站實行24h值班制,同時于材質(zhì)問題導(dǎo)致儲罐破裂,4780m3的LNG大量泄設(shè)有壓力和溫度報警。一旦出現(xiàn)異常操作人員可漏,由于儲罐周圍沒有圍堰,LNG涌向工廠和鄰近以立即關(guān)閉出站閥門。這樣就可以取消1個緊急切街道,流入下水道和一些封閉空間,引起燃燒爆炸。斷閥和3個相應(yīng)的切斷閥。儲罐一個支撐發(fā)生破壞,加劇了LNG的外泄。這場②調(diào)壓器、過濾器、流量計共用1個旁通閥災(zāi)難造成148人死亡,400人受傷,財產(chǎn)損失嚴重,將調(diào)壓器、過濾器、流量計串聯(lián)在一起,中間閥公司從此倒閉。由此可以看出圍堰設(shè)計的重要性。門去掉,只保留兩端的2個閥門,并共用1個旁通儲罐周圍必須設(shè)置圍堰,阻止一旦外泄的低溫液體閥,可以滿足操作要求。這樣還可以節(jié)省6個閥門。流向其他地方。儲罐安裝位置、儲罐間距、圍堰設(shè)置4取消BOG儲罐的重要性應(yīng)給予高度重視。原設(shè)計BOG儲罐的目的是回收由于LNG儲罐6.2圍堰設(shè)計從外界吸收熱量而產(chǎn)生的蒸發(fā)氣。①圍堰容積應(yīng)當(dāng)能夠容納儲罐內(nèi)全部LNG。BO儲罐的設(shè)計應(yīng)當(dāng)按照儲罐的蒸發(fā)率進行②儲罐鋼筋混凝土基礎(chǔ)高度應(yīng)當(dāng)高于圍堰內(nèi)計算。按照日蒸發(fā)率0.3%計算61,200m3儲罐每的LNG液位高度。防止儲罐裙座支撐與低溫液體日產(chǎn)生的蒸發(fā)氣為360m3,即15m3/h。對于以城接觸發(fā)生脆裂,導(dǎo)致更大事故發(fā)生。市居民和商業(yè)用戶為主的氣化站,一般不用氣的時③經(jīng)過圍堰的管線或電纜儀表管槽不能經(jīng)過間為22:005:00,產(chǎn)生蒸發(fā)氣約105m3,對于2圍堰開孔,避免低溫液體沿管線間隙泄漏到外面,應(yīng)104戶居民的城市,初期市政管網(wǎng)達到30km管網(wǎng)當(dāng)從圍堰上方通過。容積可以達到1000m3,完全可以儲存產(chǎn)生的蒸發(fā)④圍堰內(nèi)排水必須通過泵由圍堰頂部排出。氣。因此可以取消BOG儲罐將儲罐蒸發(fā)氣直接排7消防水系統(tǒng)的改進入管網(wǎng)系統(tǒng),節(jié)省大量資金。對于有連續(xù)用氣的氣①原來消防水池設(shè)有二氧化氯發(fā)生系統(tǒng),月化站更沒有必要設(shè)置BOG儲罐已經(jīng)設(shè)立OG儲于殺菌。經(jīng)過對我公司消防水池的考察,采用露天6第11期蘭書彬:液化天然氣氣化站設(shè)計的改進第26卷水池,水質(zhì)可以達到要求,完全可以取消二氧化氯發(fā)處位置一般都遠離市區(qū),公司辦公一般都在市內(nèi)。生系統(tǒng)。從氣化站操作角度考慮,設(shè)計一間儀表監(jiān)控室、一間②取消穩(wěn)壓罐和穩(wěn)壓泵。為了穩(wěn)定消防水壓站長室、一間工具室和兩間洗手間,面積為150m2,力,原設(shè)計設(shè)置了1臺穩(wěn)壓罐和2臺穩(wěn)壓泵。經(jīng)過就可以滿足使用要求。運行發(fā)現(xiàn),消防水泵出口壓力基本穩(wěn)定,穩(wěn)壓泵無須啟動。消防水系統(tǒng)在站內(nèi)相對獨立,調(diào)節(jié)好消防泵參考文獻:止回閥,系統(tǒng)泄漏點全部消除,消防水壓力可以保持[1]江金華,金穎,馮春強液化天然氣在城市燃氣的應(yīng)用住。而且站內(nèi)消防水管道容積只有12m3左右,即[J].煤氣與熱力,2003,23(1):53-57使壓力很小或無壓,消防泵啟動后,經(jīng)過試驗,管網(wǎng)[2]王蕾李帆LNG氣化站的安全設(shè)計[煤氣與熱壓力從零到0.4MPa,時間只有30s,完全可以滿足力,2005,25(6):30-33.3]趙淑君,朱萬美,王麗娟LNG的應(yīng)用與氣化站設(shè)計的消防要求。因此原設(shè)計的1臺穩(wěn)壓罐和2臺穩(wěn)壓泵探討[J]煤氣與熱力,2005,25(8):36-38.可以取消。4]時國華,段常貴,趙璽靈,LNG供氣技術(shù)的經(jīng)濟性分析③借助城市供水管網(wǎng),減小消防水池設(shè)計水[J].煤氣與熱力,2005,25(8):39-42.量。在有條件的地方,消防水系統(tǒng)與城市供水管網(wǎng)[5顧安忠液化天然氣技術(shù)[M].北京:機械工業(yè)出版相連,在連接處設(shè)置止回閥,穩(wěn)定站內(nèi)水壓,防止站社,2003.內(nèi)消防水倒流至城市供水管網(wǎng)。[6]gB1842001,低溫絕熱壓力容器[S]④將蓄電池作為備用消防動力改為柴油發(fā)電機,提高可靠性,減少由于蓄電池老化而不斷更換所作者簡介:蘭書彬(1968-),男,山東德州人,增加的費用。工程師,學(xué)士,從事能源技術(shù)應(yīng)用及管理工作。8氣化站辦公用房的設(shè)計電話:(0216400433目前所建的辦公用房都是兩層樓,面積較大,考 E-mail: lanshubin@ sinotongda. com. en慮了公司辦公功能,大多為400m2。但是氣化站所收稿日期:2005-06-30;修回日期:2006-03-09·會訊·《城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范》GB50028—2006第一期宣貫培訓(xùn)成功舉辦《城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范》GB50028—2006(以下簡稱《規(guī)范》)宣貫培訓(xùn)于2006年9月在廣東省深圳市召開。此次會議由中國市政工程華北設(shè)計研究院、城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范國家標準管理組中國土木工程學(xué)會城市燃氣分會和中國國家燃氣用具質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心聯(lián)合主辦,廣東省燃氣協(xié)會協(xié)辦來自全國各地(主要是華南地區(qū))的燃氣公司、設(shè)計院、相關(guān)企業(yè)的管理人員和工程技術(shù)人員共200余人參加了此次培訓(xùn)。中國市政工程華北設(shè)計研究院的四位該《規(guī)范》的主執(zhí)筆人金石堅、李顏強、馮長海、高勇分別就用氣量燃氣質(zhì)量與輸配管網(wǎng),門站和儲配站、壓縮天然氣供應(yīng)、液化天然氣供應(yīng),液化石油氣供應(yīng),燃氣的應(yīng)用做了詳細的講解;城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范國家標準管理組陳云玉就執(zhí)行《規(guī)范》中遇到的一些實際問題進行了解答。與會代表結(jié)合工作實際,就《規(guī)范》的相關(guān)內(nèi)容展開了深入的探討。(本刊通訊員供稿)