液化天然氣技術(shù)講義(5.6)復(fù)件

液化天然氣技術(shù)與應(yīng)用張增剛2014年7月第5章液化天然氣（LNG）接收站一、LNG接收站的功能及構(gòu)成1、功能：接收海上來氣，轉(zhuǎn)供特定用戶*儲存能力大，可兼做調(diào)峰和應(yīng)急氣源2、構(gòu)成：

LNG船專用碼頭、快速連接/脫卸裝置、LNG管道、LNG儲罐、LNG再氣化裝置、輸氣設(shè)備、計量設(shè)備、壓力控制站、BOG回收裝置、控制系統(tǒng)、安全保護系統(tǒng)、維修保養(yǎng)系統(tǒng)二、LNG接收站工藝流程1、*直接輸出式工藝流程特點：BOG用壓縮機增壓送至站外2、*再冷凝式工藝流程BOG的處理：增壓后送入再冷凝器，與LNG罐泵出的LNG換熱后被冷卻液化成LNG，如果沒有足夠LNG冷卻，則被壓縮至高壓管網(wǎng)或燒掉

BOG處理的先后順序：①船罐轉(zhuǎn)移②再液化③進管網(wǎng)④燃燒掉三、LNG儲罐1、全容式儲罐結(jié)構(gòu)（以16萬m3為例）構(gòu)成：平底雙壁圓柱形，內(nèi)罐：9%鎳鋼，外罐：預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土，罐頂設(shè)懸掛式絕熱支撐平臺，內(nèi)外罐間用膨脹珍珠巖、彈性玻璃纖維或泡沫玻璃磚絕熱保溫。國際上14萬m3以下的儲罐日蒸發(fā)率≤0.08%三、LNG儲罐1、全容式儲罐結(jié)構(gòu)（以16萬m3為例）

2、建造3、技術(shù)特性：設(shè)計壓力29KPa（內(nèi)）-1.5KPa（外）

設(shè)計溫度：-165℃~65℃

工作容積：160000m3

日蒸發(fā)率：0.05%4、液位、壓力、溫度的控制四、LNG氣化器1、開架氣化器：以海水為熱源，進、出溫差≤7℃2、浸沒燃燒氣化器：加熱氣化器、在開架氣化器維修或增量調(diào)峰時與開架氣化器并聯(lián)運行、備用設(shè)備消耗燃氣五、LNG接收站操作方式1、正常輸出操作

無卸船作業(yè)操作，有卸船作業(yè)操作2、零輸出操作停止向站外供氣的狀態(tài)。不安排卸船。若卸船時輸出停止，則卸船應(yīng)同時停止。3、備用操作用少量的LNG循環(huán)保護系統(tǒng)的冷狀態(tài)，BOG→燃料六、LNG卸船作業(yè)程序

較復(fù)雜七、LNG儲罐儲運過程中的影響因素1、翻滾：事故

預(yù)防措施：①恰當?shù)倪M液方式②溫度監(jiān)控③密度監(jiān)控④蒸發(fā)率監(jiān)控2、壓力、初始充滿率的影響因素①時間增加，罐內(nèi)壓力增大②小于合理充滿率范圍（70-90%），充滿率越小，安全儲存時間越短③環(huán)境溫度越高，安全儲存時間越短，蒸發(fā)率越大④保冷性能⑤含N2量及外界大氣壓八、LNG接收站站址的選擇九、海上LNG接收站簡介

1、浮式接收站：浮動儲存和再氣化，不受水深的限制

2、可轉(zhuǎn)換的LNG運輸船

3、重力基座型接收站

4、平臺式接收站第6章液化天然氣（LNG）儲配站一、LNG儲配站的功能及構(gòu)成1、功能：城鎮(zhèn)燃氣

LNG供氣站、氣化站、衛(wèi)星站、分布式供氣站、儲存站、儲配站

5000m3以下接收（卸車）→儲存→氣化→調(diào)壓、計量、加臭→管網(wǎng)2、構(gòu)成（*根據(jù)使用功能分區(qū)）生產(chǎn)區(qū)：

卸（裝）車區(qū)、儲存區(qū)、氣化區(qū)、調(diào)壓計量加臭區(qū)

輔助區(qū)：

消防設(shè)施區(qū)、鍋爐設(shè)施區(qū)、變配電室、中央控制室、辦公區(qū)二、LNG儲配站工藝流程1、工藝流程分類自增壓（氣相）式、低溫泵（液相）工藝流程聯(lián)合方式2、自增壓（氣相）式工藝流程

2001年日本引進，多數(shù)儲配站采用工藝流程說明卸車過程：對槽車氣相增壓，△P≥0.5MPa

增壓器氣化過程：LNG出罐→空溫式氣化器（相變、升溫）

出站NG溫度≥5℃，水浴式氣化器調(diào)壓、計量過程：調(diào)壓裝置、流量計加臭過程：四氫噻吩（THT）、自動控制、隨動

《城鎮(zhèn)燃氣加臭技術(shù)規(guī)程》CJJ/T148子流程：增壓：

LNG儲罐出液前的增壓降壓：BOG的泄放降壓：BOG的泄放*LNG儲罐在儲存LNG過程中，罐內(nèi)溫度一般在-140～162℃，盡管對儲罐進行了絕熱保冷處理，但外界環(huán)境的熱量還是會進入儲罐內(nèi)，使少量LNG氣化成蒸發(fā)氣體（BOG）。隨著BOG的不斷增加，罐內(nèi)氣相空間壓力不斷增大，當增大到一定數(shù)值時必須及時將其泄放以降低壓力，否則將危及到儲罐的安全。為此，在儲罐BOG氣相管上設(shè)置降壓調(diào)節(jié)閥，完成降壓操作。倒罐：留20%余液自增壓（氣相）式工藝流程特點①工藝流程簡單、可靠②節(jié)能效果顯著③成本低3、低溫泵（液相）式工藝流程升壓快、流量大泵需進口、費用高、消耗電能三、LNG儲配站主要設(shè)備設(shè)施1、LNG真空粉末絕熱儲罐總體要求：較高強度、耐低溫性、加工性、價格低易采購結(jié)構(gòu)：多為立式、雙層、內(nèi)罐0Cr18Ni9、外罐16MnR、夾層絕熱材料（珠光砂）抽真空特點：雙層結(jié)構(gòu)；保冷措施得當；工藝操作維修方便，安全可靠；運輸靈活，安裝方便幾項重要參數(shù)

①靜態(tài)蒸發(fā)率：≥1/2有效容積、靜置熱平衡、

24h，自然蒸發(fā)損失的低溫液體質(zhì)量

100m3儲罐的靜態(tài)蒸發(fā)率≤0.3%/d

測量方法：濕式氣體流量計法、氣體質(zhì)量流量計法、稱量法參數(shù)的意義：檢測內(nèi)罐低溫鋼材的強度、焊縫的牢固程度、夾層的保冷效果②真空度：負表壓封結(jié)真空度：50m3＜V≤100m3：≤5Pa10m3＜V≤50m3：≤3Pa

測量方法：直接測量法、間接測量法技術(shù)特性2、LNG氣化器①空溫氣化器：環(huán)境氣化器，從大氣中取熱構(gòu)成：

傳熱管焊接而成，分氣化部分和加熱部分星形翅片，鋁合金

最大氣化量時的出口設(shè)計溫度：

大氣環(huán)境溫度-10℃特點：結(jié)構(gòu)簡單，傳熱效率高；運行節(jié)能；自動操作②水浴氣化器熱水、遠程加熱器構(gòu)成：殼體+換熱管殼體走熱水，管程走LNG③常用于空溫式氣化器后續(xù)的升溫，要求：出口NG溫度≥5℃

大型LNG儲配站還可用蒸氣式氣化器③增壓器④氣化器傳熱面積：3、LNG低溫泵

①作用：增壓輸送LNG②類型：

活塞泵：流量小、揚程高離心泵：流量大、揚程不高達到高揚程使用多級離心泵③結(jié)構(gòu)：

離心泵：全浸潤型（潛液泵）和非全浸型潛液泵：泵體和電機浸沒于LNG中，干膜潤滑，沒有傳動軸的密閉問題，外殼采用真空夾套保冷4、調(diào)壓設(shè)備①按1.2-1.3倍的正常供氣量確定供氣能力在20-80%運行安全放散，超壓切斷②工作原理③影響調(diào)壓器通過能力的因素：閥孔的面積、閥門前后壓力降及燃氣的性質(zhì)④配置：

1+0；1+1；2+0；2+1；其他5、計量設(shè)備①分類容積式膜式表、羅茨流量計、濕式流量計速度式平葉輪式（渦輪流量計）、文丘里流量計流體振動式渦街式流量計、射流式流量計壓差式節(jié)流式、動壓頭式、水力阻力式、離心式、動壓增益式和射流式膜式計量表：民用戶羅茨流量計：民用戶及有波動的小工業(yè)用戶渦輪流量計：在一定條件下，葉輪轉(zhuǎn)速與氣體體積流量成正比，測出葉輪轉(zhuǎn)速就可求得流量②計量設(shè)備的選擇與配置注意事項對于LNG儲配站的計量設(shè)備，應(yīng)根據(jù)供氣規(guī)律（間斷供氣還是連續(xù)均衡供氣）、供氣對象（居民用戶還是工業(yè)用戶）及供氣量的大小、流量計的結(jié)構(gòu)特點及使用說明書等因素綜合選定。不論對于哪一種流量計，合理的流量范圍通常在其額定流量的20%-80%之間。同時，流量計的公稱壓力應(yīng)高于計量介質(zhì)的最高工作壓力不論羅茨流量計還是渦輪流量計，其進氣端均應(yīng)設(shè)置過濾器，過濾器的過濾精度應(yīng)滿足流量計說明書的要求。為了保證計量的準確性，有的流量計前、后應(yīng)安裝一定長度的直管段，如渦輪流量計。但有的流量計前后就不要求有直管段，如羅茨流量計，該流量計宜垂直安裝，上進下出。LNG儲配站屬易燃易爆場所，所選流量計應(yīng)滿足防爆的要求。6、加臭設(shè)備①組成：加臭機儲罐、加臭泵、加臭管線、加臭噴嘴、控制系統(tǒng)②工藝流程7、工藝管道及閥件①工藝管道

低溫管道：0Cr18Ni9，設(shè)計溫度-196℃，設(shè)計壓力≥1.6MPa

安裝前的檢驗常溫管道②閥門低溫閥門：長軸截斷閥、球閥、緊急切斷閥、增壓閥、降壓閥、安全閥、止回閥8、蒸發(fā)氣體（BOG）儲罐

①作用：

回收卸車余液和管道內(nèi)的氣相天然氣回收儲罐產(chǎn)生的BOG

進入前需要加熱

②設(shè)置BOG儲罐的必要性卸車結(jié)束，槽車儲罐內(nèi)壓力0.1~0.3MPa站外管網(wǎng)壓力較高（≥0.1-0.3MPa）：余液氣相進入BOG儲罐；站內(nèi)儲罐BOG不斷進入升壓，高于站外管網(wǎng)時外輸。有時站內(nèi)鍋爐用站外管網(wǎng)壓力較低（＜0.1-0.3MPa）：進入站外管網(wǎng)，不設(shè)BOG儲罐站外管網(wǎng)壓力很高：經(jīng)濟技術(shù)分析后確定四、LNG儲配站安全技術(shù)監(jiān)控系統(tǒng)1、工藝控制點及相關(guān)參數(shù)2、主要安全技術(shù)監(jiān)控系統(tǒng)①緊急切斷系統(tǒng)緊急切斷閥、調(diào)壓器切斷閥、緊急切斷按鈕②儲罐液位監(jiān)控系統(tǒng)高、低液位報警切斷20-90%（體積分數(shù)）③空溫氣化器出口氣體溫度監(jiān)控系統(tǒng)

溫度變送器、與進口緊急切斷閥聯(lián)鎖、5℃以上④

水浴氣化器出口氣體溫度監(jiān)控系統(tǒng)

5℃以上，熱水循環(huán)泵⑤

壓力監(jiān)測系統(tǒng)：現(xiàn)場與中央控制室數(shù)值一致⑥氣體安全放空系統(tǒng)：

儲罐產(chǎn)生的BOG、液相封密管段放空前應(yīng)加熱安全閥的放空壓力為最高工作壓力的1.05~1.0倍，回座壓力為最高工作壓力的0.8倍⑦可燃氣體檢測報警系統(tǒng)⑧加臭工藝控制系統(tǒng)依天然氣流量→設(shè)定加臭量→運行→檢測天然氣流量→比對→調(diào)整加臭量→隨動過程加臭劑最小量：20%能察覺；一般20mg/m3《城鎮(zhèn)燃氣加臭技術(shù)規(guī)程》CJJ/T148-2010⑨消防系統(tǒng)包括消防水系統(tǒng)、LNG泄漏收集系統(tǒng)、LNG滅火系統(tǒng)消防水系統(tǒng)：消防水池（罐）、消防水泵、管網(wǎng)、噴淋裝置、消防栓、水泵結(jié)合器、消防水炮等LNG泄漏收集系統(tǒng)：為了控制和抑制LNG泄漏后四處流淌、降低危害防火堤、集液池、氣化區(qū)卸車區(qū)內(nèi)的導(dǎo)流溝槽LNG滅火系統(tǒng)：

a、小型和零星火災(zāi)：干粉滅火器（裝置）

b、抑制LNG蒸發(fā)速率、輔助滅火：固定式全淹沒高倍數(shù)滅火裝置移動式高倍數(shù)滅火裝置高倍數(shù)泡沫發(fā)器的發(fā)泡倍數(shù)：300-500C、當出現(xiàn)ＬＮＧ凍傷時，立即將凍傷部位浸入41－46℃的熱水中，決不可使用干燥加熱的方法。五、LNG儲配站站址的選擇項目應(yīng)符合城市總體規(guī)劃和燃氣專項規(guī)劃，符合環(huán)境保護的要求。站址應(yīng)選在城鎮(zhèn)邊緣或用氣負荷區(qū)域的邊緣。應(yīng)處于上述區(qū)域的全年最小風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)，且與站外建構(gòu)筑物、居民區(qū)、工業(yè)企業(yè)的安全防火間距滿足國家相關(guān)規(guī)范的要求。站址應(yīng)考慮交通便利，以及附近的供水、供電等公用條件。站址應(yīng)避開油庫、鐵路橋梁、鐵路樞紐、汽車站等主要目標。*站址應(yīng)避開地震帶以及地基凹陷、廢棄礦井等不良地帶。*站址不得選在陡坡、斷層、淤泥等不良地質(zhì)區(qū)域，且站址不受洪水和山洪等的沖刷，站址土壤的地耐力應(yīng)達到技術(shù)要求。站址初步選定后，應(yīng)組織專業(yè)人員對站址方案進行討論、評估，然后將項目報請相關(guān)部門進行手續(xù)審批。六、液化天然氣（LNG）儲配站的相關(guān)設(shè)計1、總體要求：LNG儲配站屬重要城鎮(zhèn)燃氣場站，應(yīng)符合上述選址原則和城鎮(zhèn)燃氣規(guī)劃。在工藝設(shè)計時，應(yīng)重點從工藝流程的技術(shù)經(jīng)濟的合理性、預(yù)防LNG的危害性出發(fā)，強化重點環(huán)節(jié)的控制。同時LNG儲配站應(yīng)具備卸車、裝車、儲存、氣化、增壓、降壓、BOG回收、倒罐等基本功能。2重點設(shè)計內(nèi)容1）LNG儲罐、空溫式氣化器、增壓器、LNG氣體加熱器、LNG管道等的設(shè)計溫度應(yīng)、設(shè)計壓力。2）站區(qū)應(yīng)按生產(chǎn)區(qū)和輔助生產(chǎn)區(qū)分區(qū)布置。3）液化天然氣（LNG）儲罐和儲罐區(qū)的布置3）氣化器、放散總管的設(shè)置4）*安全閥的設(shè)置：要求單罐容積≥

100m3

的儲罐應(yīng)設(shè)置2個或2個以上的安全閥。安全閥與儲罐之間應(yīng)設(shè)置截斷閥，但截斷閥應(yīng)常開。六、液化天然氣（LNG）儲配站的相關(guān)設(shè)計5）緊急切斷閥的設(shè)置要求6）低溫工藝管道（管件）的要求7）防雷、防靜電的要求8）LNG儲罐的基礎(chǔ)設(shè)計9）LNG儲配站的設(shè)計，應(yīng)嚴格按相關(guān)設(shè)計規(guī)范執(zhí)行。對于設(shè)計規(guī)范標準中沒有規(guī)定的問題，應(yīng)組織專家評審后確定，并報相關(guān)部門備案。六、液化天然氣（LNG）儲配站的相關(guān)設(shè)計3關(guān)于LNG儲配站防火間距1）總?cè)莘e不大于2000m3液化天然氣氣化站的站址選擇應(yīng)符合下列要求：1站址應(yīng)符合城鎮(zhèn)總體規(guī)劃的要求。2站址應(yīng)避開地震帶、地基沉陷、廢棄礦井等地段。液化天然氣氣化站的液化天然氣儲罐、集中放散裝置的天然氣放散總管與站外建、構(gòu)筑物的防火間距不應(yīng)小于下表的規(guī)定。六、液化天然氣（LNG）儲配站的相關(guān)設(shè)計

名稱項目儲罐總?cè)莘e（m3）集中放散裝置的天然氣放散總管≤10>10~≤30>30~≤50>50~≤200>200~≤500>500~≤100