LNG氣化站工藝系統(tǒng)設計及要點分析

王洋

摘要：液化天然氣（LNG）因其運輸方便、經(jīng)濟、環(huán)保等優(yōu)點，現(xiàn)已成為許多城市居民以及工商業(yè)用戶的主要氣源或調(diào)峰、應急氣源。本文對LNG氣化站總平面布置、工藝流程、主要設備選型進行了分析，并強調(diào)LNG氣化站設計過程中的安全性問題，以供參考。

關(guān)鍵詞：LNG氣化站;總平面;工藝;設備

1、工程概況

本工程拆除鍋爐房中現(xiàn)有燃煤鍋爐2臺，新建2臺4噸WNS4-1.25-Q燃氣鍋爐，新建LNG氣化站1座。供氣對象為2臺4噸燃氣鍋爐燃燒系統(tǒng)。LNG氣化站設計范圍主要包括氣化站的總圖、工藝、電氣、給排水、儀控、土建等設計內(nèi)容，保證整個氣化站設計安全、經(jīng)濟、美觀。LNG氣化站共設1個20m立式LNG儲罐，總?cè)莘e20m，總儲氣量約為1.2萬Nm天然氣。該項目將槽車運輸來的LNG存在LNG儲罐中，LNG經(jīng)氣化、加熱、計量、調(diào)壓等處理后供改造后的鍋爐房用氣。依據(jù)《國家發(fā)展改革委關(guān)于修改<產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導目錄（2011年本-2013修正版）>有關(guān)條款的決定》鼓勵類第七項，天然氣、液化天然氣的儲運和管道輸送設施及網(wǎng)絡建設屬于鼓勵類。故本建設項目屬于鼓勵類。

2、總平面布置

LNG儲罐是本工程的防火防爆的核心，儲罐與站內(nèi)外建構(gòu)筑物防火間距滿足《城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范》GB50028-2006、《建筑設計防火規(guī)范》GB50016-2014（2018年版）的有關(guān)規(guī)定。在滿足工藝流程的前提下，合理布置功能分區(qū)，LNG生產(chǎn)區(qū)和輔助區(qū)分開設置，綜合考慮防火間距、消防車道及防火防爆要求。在站區(qū)西側(cè)布置LNG生產(chǎn)區(qū)，并在其四周設置環(huán)形消防通道，將集中放散管放于站區(qū)東角。整個LNG儲罐區(qū)設置環(huán)形消防通道，道路路面寬4米，道路交叉口路面內(nèi)轉(zhuǎn)彎半徑一般情況采用9米，滿足運輸與消防的要求。道路類型采用城市型，路面結(jié)構(gòu)采用普通混凝土路面。

廠區(qū)四周建有高2.2米的非燃燒實體圍墻。站區(qū)位于明顯位置處設置清晰標識“嚴禁煙火”、“安全生產(chǎn)”等警示字樣，站區(qū)引路和站區(qū)內(nèi)設置醒目的限速標志，卸氣柱前設置停車限位欄。

3、氣化站工藝流程

LNG為低溫液體，常壓下液態(tài)溫度為-162℃。氣化站主要功能是將液態(tài)的LNG進行氣化，然后輸送到廠區(qū)燃氣管道。

3.1 LNG氣化工藝

液化天然氣（LNG）由LNG槽車運至氣化站，儲罐接收槽車內(nèi)的LNG時壓力保持在0.3MPa，槽車由站區(qū)內(nèi)的自增壓系統(tǒng)升壓至0.6Mpa后，通過壓力卸車口，將槽車內(nèi)的LNG卸入LNG儲罐儲存?zhèn)溆?。當向外供氣時，打開儲罐的自增壓系統(tǒng)，升壓至0.6MPa，然后打開儲罐液相出口閥門，通過壓力將儲罐內(nèi)的LNG送至空溫式氣化器進行氣化，再通過水浴式氣化器進一步氣化為常溫的NG，NG再經(jīng)調(diào)壓器調(diào)壓、加臭后，進入廠區(qū)燃氣管道。LNG吸收大氣顯熱后氣化為NG。由于低溫儲罐與低溫槽車內(nèi)的LNG的日蒸發(fā)率約為0.2%，這部分蒸發(fā)氣體（溫度較低）簡稱BOG，使儲罐氣相空間的壓力升高。為保證儲罐的安全及裝卸車的需要，在設計中設置了儲罐安全減壓閥、BOG加熱器到調(diào)壓器系統(tǒng)，可根據(jù)儲罐儲存期間壓力自動排除BOG。

鍋爐房原有建筑面積為475m，設置2臺4t/h的燃煤鍋爐，本項目將原有2臺4t/h的燃煤鍋爐拆除，替換成2臺4t/h的燃氣鍋爐，原有燃煤鍋爐的拆除方式是以拆除的鍋爐抵拆除費用的形式，進而原有鍋爐拆除沒有產(chǎn)生費用。由LNG氣化站汽化器將LNG氣化成天然氣，天然氣再經(jīng)調(diào)壓計量撬通過天然氣管道輸送至鍋爐房內(nèi)燃氣鍋爐的燃燒頭。最后天然氣通過鍋爐前的燃燒器點火，火噴到槽內(nèi)，將鍋爐內(nèi)的軟化水加熱變成蒸氣，蒸氣通過分氣缸，最后通過管道輸送到廠內(nèi)供生產(chǎn)和生活用熱。

3.2工藝設備選型

4、工藝系統(tǒng)自動控制設計

儲罐LNG液相進、出口管道、空溫氣化器進口管道處設氣動緊急切斷閥。當LNG儲罐罐內(nèi)液位過高或過低時切斷液相管道進口或出口緊急切斷閥門;當調(diào)壓器前溫度過低時，切斷空溫氣化器進口緊急切斷閥門。以保證整個系統(tǒng)安全運行;該站為新建LNG氣化站，其中包括：LNG儲罐1臺，儲罐增壓撬1臺，LNG氣化復熱撬1臺、調(diào)壓計量加臭撬1臺，其中氣化復熱撬由撬塊集成商成套供貨并配套控制系統(tǒng)（L-CNG控制柜1臺），其余撬塊由站控PLC控制系統(tǒng)（1臺）控制。各撬內(nèi)所有儀表、閥門引線接至撬體防爆接線箱。

5、電氣防爆設計

用電場所爆炸危險區(qū)域的劃分依據(jù)《城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范》GB50028-2006中附錄D的要求。氣化站生產(chǎn)區(qū)內(nèi)，LNG卸車口1.5米范圍及防液堤集水坑內(nèi)部空間為1區(qū)爆炸危險環(huán)境，LNG卸車口周圍4.5米的空間劃分為2區(qū)，距離LNG撬裝設備的外壁4.5米，高出7.5米，地坪上的范圍為2區(qū);LNG氣化站內(nèi)的爆炸性氣體為ⅡA級T1組。爆炸危險區(qū)域內(nèi)，電氣設備、開關(guān)、燈具等均選用防爆型產(chǎn)品，電氣設備的防爆等級均不低于dⅡBT2級，均高于規(guī)范對電氣設備的防爆要求。電氣接線均采用防爆型連接，照明線路均穿管明設。其它非防爆場所按一般正常環(huán)境選用電氣設備。進入防爆區(qū)域內(nèi)的各類電纜采用高阻燃電纜。場站內(nèi)爆炸危險區(qū)域以外的輔助用房，選用非防爆型電氣設備，但照明燈具及開關(guān)選用防護等級IP44節(jié)能型燈具。

結(jié)束語

本建設項目的選址符合國家現(xiàn)行有關(guān)安全生產(chǎn)法律、法規(guī)和區(qū)域規(guī)劃的要求。所采取的工藝技術(shù)先進可靠，生產(chǎn)設備選配合理，公用工程和輔助設施可滿足項目生產(chǎn)、安全的要求。LNG氣化站設計人員在進行LNG氣化站設計工作時，設計部門可以與技術(shù)研發(fā)部門進行聯(lián)合，使技術(shù)的研發(fā)和實踐相結(jié)合。然而對于工程中的施工人員要進行周期性的培訓，提高相關(guān)人員的思想意識，使信息化管理過程更加專業(yè)，施工隊伍的專業(yè)性培訓可以讓相關(guān)施工人員的技術(shù)水平有一定的增長，使施工人員更好的應對各種設計施工要求。這樣使技術(shù)的發(fā)展安全性相應提高，在信息化管理中的安全問題得以相對減少。

參考文獻：

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[2]? 楊偉波.LNG氣化站的技術(shù)安全要素[J].2OO7

[3]? 李恩娟.LNG氣化站工藝系統(tǒng)模塊化設計.煤氣與熱力，2013

（作者單位：山東天蒙能源工程技術(shù)有限公司遼寧分公司）