關(guān)于LNG接收站設(shè)計(jì)與安裝探討

李景武

摘 要：LNG接收站用漢語解釋就是液化天然氣接收站，是英文LNG Terminal的縮寫，是指對(duì)液化天然氣進(jìn)行存儲(chǔ)然后將液化天然氣向外進(jìn)行輸送的一種裝置。在中國，雖然液化天然氣工業(yè)的發(fā)展起步比較晚，各個(gè)方面技術(shù)不夠成熟，但是隨著我國對(duì)天然氣這種清潔能源的需求量的逐步擴(kuò)大，直接催生了我國對(duì)于液化天然氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展要求。在液化天然氣工業(yè)的發(fā)展與壯大的推動(dòng)下，液化天然氣的存儲(chǔ)設(shè)備的設(shè)計(jì)和建設(shè)成為了天然氣工業(yè)發(fā)展當(dāng)中必須掌握的技術(shù)，迫切要求我國有關(guān)企業(yè)對(duì)LNG接收站的設(shè)計(jì)和安裝進(jìn)行探索和研究。

關(guān)鍵詞：液化天然氣 LNG接收站 火炬系統(tǒng)設(shè)計(jì) 管道保冷層厚度 設(shè)備安裝

目前在國際能源發(fā)展戰(zhàn)略當(dāng)中， LNG正在扮演一種的稀缺清潔能源的形象，成為了各個(gè)國家能源戰(zhàn)略中競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)能源，尤其一些能源消費(fèi)大國為保證能源供應(yīng)多元化和改善能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，越來越重視LNG的引進(jìn)，比如日本、韓國、美國、歐洲都在大規(guī)模興建LNG接收站。與此同時(shí)國際大石油公司也紛紛將其新的利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)轉(zhuǎn)向LNG業(yè)務(wù)，LNG將成為石油之后下一個(gè)全球爭(zhēng)奪的熱門能源商品，其中LNG接收站作為管道輸送天然氣的終端和地區(qū)城市天然氣供應(yīng)的起源，在液化天然氣的產(chǎn)業(yè)鏈中占有重要的位置，各個(gè)企業(yè)也紛紛爭(zhēng)先研究和掌握LNG接收站的設(shè)計(jì)和安裝技術(shù)用以來提高企業(yè)地位。下面筆者通過LNG接收站的火炬系統(tǒng)設(shè)計(jì)、LNG接收站的長(zhǎng)距離管道輸送保冷層厚度計(jì)算以及LNG接收站儲(chǔ)罐壓力和真空泄放裝置安裝等方面對(duì)LNG接收站設(shè)計(jì)與安裝這一問題進(jìn)行簡(jiǎn)單的探討。

一、LNG接收站在火炬系統(tǒng)上的設(shè)計(jì)

在LNG接收站中，火炬系統(tǒng)是一項(xiàng)重要的安全環(huán)保設(shè)施，這種系統(tǒng)用于處理在開停車、正常操作、事故或緊急狀態(tài)下排放的可燃性氣體，用以保護(hù)設(shè)備及人員的安全。LNG接收站火炬系統(tǒng)的設(shè)計(jì)頗為重要，它的合理與否，對(duì)于保證人員的安全和裝置的安全運(yùn)行有重要影響。火炬系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須保證火炬能滿足所產(chǎn)生的火炬氣及時(shí)、安全、可靠地防空燃燒，經(jīng)過火炬系統(tǒng)處理的結(jié)果能夠滿足環(huán)保要求絕對(duì)不允許結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不可靠，系統(tǒng)在關(guān)鍵時(shí)刻不能完全處理排放氣或者熄了火，火炬不但起不到安全作用，反而會(huì)將有可能分散到各處少量排放的可燃性氣體集中在一起大量排放，成為重大隱患。

在LNG接收站火炬系統(tǒng)設(shè)計(jì)注意問題有以下幾個(gè)：首先，在火炬系統(tǒng)設(shè)計(jì)中要考慮火炬處理能力的影響因素，火炬處理能力應(yīng)該根據(jù)可能發(fā)生的可燃?xì)怏w的最大的排放量來確定。如果LNG接收站儲(chǔ)罐的泄壓閥的出口接入火炬系統(tǒng)，那么火炬處理后的排放量將會(huì)是正常排放量與一臺(tái)泄壓閥流量的總和。其次，要保證火炬頭完全燃燒。只有保證足夠的氧氣，才能使可燃性氣體燃燒完全，由火炬氣排放量大，除了自然界的氧氣外還要進(jìn)行噴射的蒸汽吸入，蒸汽還能對(duì)火炬頭起到冷卻保護(hù)作用。再次，必須要設(shè)置可靠的點(diǎn)火設(shè)施。在LNG接收站的火炬系統(tǒng)設(shè)計(jì)上有兩套獨(dú)立的點(diǎn)火系統(tǒng)，一套是地面內(nèi)傳焰點(diǎn)火系統(tǒng)，另一套是高空點(diǎn)火系統(tǒng)。這兩套系統(tǒng)的設(shè)置就是為了提高點(diǎn)火的可靠性，防止火炬系統(tǒng)因?yàn)槭艿脚欧艢饬康牟▌?dòng)而產(chǎn)生事故。

二、LNG接收站的長(zhǎng)距離管道輸送保冷層厚度的計(jì)算

LNG接收站的輸送管道可分為非絕熱管、普通絕熱管以及真空絕熱管這三類。非絕熱管因造價(jià)低和容易發(fā)生問題的缺點(diǎn)，就被應(yīng)用在LNG短距離輸送上。真空絕熱管構(gòu)件復(fù)雜，包括內(nèi)管、外管及其他支撐部件，它的造價(jià)和施工管理費(fèi)用也就高，在LNG接收站的長(zhǎng)距離輸送中很難維持管道空間的真空狀態(tài)，所以還沒有投入使用。因此，對(duì)于大批量的LNG接收站長(zhǎng)距離輸送，通常采用普通絕熱管。普通絕熱管的管外敷設(shè)普通絕熱結(jié)構(gòu)雖然它的絕熱性能不太強(qiáng)但它的投資和施工管理費(fèi)用小。LNG接收站大多是低溫長(zhǎng)距離輸送LNG的管道，由于管道內(nèi)的LNG溫度比外界溫度低，LNG要從外界吸收熱量，再加上雙方的摩擦升熱，溫度會(huì)沿管道軸向逐漸升高，當(dāng)溫度超出規(guī)定的溫度范圍，就必須用冷卻系統(tǒng)降溫。這就要求LNG接收站設(shè)計(jì)方對(duì)管道保冷層厚度的計(jì)算方法和準(zhǔn)確程度將進(jìn)行優(yōu)化探究。LNG管道保冷層厚度計(jì)算有明確的公式，對(duì)于計(jì)算方法的選擇也有要求。如果是LNG輸送距離長(zhǎng)但輸送量少時(shí)就采用限定散熱熱流損失的方法，而對(duì)于長(zhǎng)距離輸送又大流量的LNG輸送管道來說，采用限定介質(zhì)內(nèi)部溫升的計(jì)算方法從長(zhǎng)遠(yuǎn)來說更具現(xiàn)實(shí)意義。

三、LNG接收站儲(chǔ)罐壓力和真空泄放裝置的安裝

LNG接收站的主要設(shè)備就是儲(chǔ)罐。儲(chǔ)罐的特點(diǎn)是造價(jià)高同時(shí)技術(shù)相對(duì)復(fù)雜，在LNG接收站的儲(chǔ)罐外型的選擇和儲(chǔ)罐安裝都有要求。罐形選擇要考慮罐形技術(shù)、罐形安全性、罐形占地等多方面因素而在安裝上，因?yàn)長(zhǎng)NG儲(chǔ)罐的操作壓力必須是低壓，因此就必須安裝一種壓力真空泄放裝置，用來提升工作效率保護(hù)裝置。具體的安裝要求和步驟如下：① 把氣體泄壓裝置安裝在與儲(chǔ)罐接近的位置。設(shè)計(jì)上如果泄壓裝置直接通向大氣，就應(yīng)該把裝置安裝在又足夠高度的地方，防止發(fā)生危險(xiǎn)。② 儲(chǔ)罐通向泄壓裝置開孔的尺寸至少應(yīng)與泄壓裝置的入口管公稱尺寸一樣大。③使用時(shí)要防止意外或錯(cuò)誤操作對(duì)泄壓裝置的組件造成損壞。④ 真空泄壓裝置直接安裝在進(jìn)口處，除入口前方的防水蓋帽外，拒絕其他管道的連接。要設(shè)置補(bǔ)充氣體流量的裝置，防止儲(chǔ)罐產(chǎn)生真空。⑤ 為了這些裝置的操作和維修方便順利，泄壓裝置與儲(chǔ)罐之間要設(shè)置隔斷閥，隔斷閥處于全開位置。最后應(yīng)該注意的是儲(chǔ)罐的壓力和真空泄放裝置應(yīng)該安裝在檢驗(yàn)時(shí)人員可以很容易通行且可拆卸修理的位置，這樣才可以盡可能保護(hù)好設(shè)施安全的運(yùn)行。

四、小結(jié)

通過以上的介紹，LNG接收站設(shè)計(jì)與安裝的工作建設(shè)和技術(shù)研發(fā)確實(shí)是當(dāng)今天然氣工業(yè)的一項(xiàng)大事。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和世界能源的短缺現(xiàn)象的暴漏，全球在LNG的生產(chǎn)和貿(mào)易上將會(huì)越來越活躍，LNG已經(jīng)成為了世界能源行業(yè)發(fā)展最迅猛的行業(yè)之一。LNG作為稀缺清潔資源，正在成為世界油氣工業(yè)新的熱點(diǎn)，同時(shí)為了進(jìn)行能源供應(yīng)多元化，LNG業(yè)務(wù)成為了各個(gè)國家利潤(rùn)競(jìng)爭(zhēng)的新競(jìng)爭(zhēng)點(diǎn)。所以進(jìn)行LNG產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，特別是針對(duì)LNG接收站的設(shè)計(jì)與安裝建設(shè)是天然氣企業(yè)必須掌握的技術(shù)和知識(shí)，是保證企業(yè)液化天然氣生產(chǎn)的重要手段，LNG的合理、正確的設(shè)計(jì)與建設(shè)安裝是企業(yè)獲取高效生產(chǎn)效率的重要保障。

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