LNG加氣站工藝技術(shù)安全性與經(jīng)濟(jì)性研究

崔志濤

摘要：由于LNG體積小，密度大，儲(chǔ)氣瓶質(zhì)量輕，小汽車充氣一次可行駛300-800km，對(duì)汽車運(yùn)行具有積極作用，深受很多駕駛員的喜愛。同時(shí)還可以像油品一樣對(duì)其進(jìn)行運(yùn)輸，具有壓縮天然氣、液化石油氣的優(yōu)點(diǎn)，還可以克服它們質(zhì)量大，占用空間大，運(yùn)輸困難的缺陷，在實(shí)際工作中使用具有更為顯著的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)。由于LNG具有顯著優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還有利于保護(hù)環(huán)境，因而其應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，LNG加氣站的建設(shè)數(shù)量也在不斷增多。隨著LNG燃料技術(shù)的廣泛應(yīng)用和LNG汽車的推廣，做好LNG加氣站工藝安全技術(shù)與經(jīng)濟(jì)性分析是擺在人們面前的一項(xiàng)重要工作。

關(guān)鍵詞：LNG加氣站;工藝技術(shù);安全;經(jīng)濟(jì)性

隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，煤和石油所帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題日益嚴(yán)重，更多的利用LNG代替煤和石油成為當(dāng)前清潔能源改造的重心之一。車用LNG是天然氣不同應(yīng)用方式中增速最快的，并且隨著政府解決霧霾的壓力增大，LNG汽車會(huì)得到進(jìn)一步的發(fā)展。LNG加氣站作為車用LNG的零售窗口，其投資前景成為企業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)。基于此，文章分析了LNG加氣站工藝安全技術(shù)與經(jīng)濟(jì)性。

1液化天然氣加氣站工藝技術(shù)

1.1液化天然氣加氣站工藝技術(shù)

包括卸車、調(diào)壓、加氣及卸壓。（1）卸車，也就是把槽車或集裝箱中運(yùn)送的液化天然氣轉(zhuǎn)移到加氣站的儲(chǔ)罐中。下面重點(diǎn)分析增壓器與低溫泵的聯(lián)合卸車。當(dāng)液化天然氣由槽車運(yùn)至加氣站后，通過(guò)槽車所備的空溫式汽化器給予儲(chǔ)罐施壓，使其壓力升高，當(dāng)槽車同其儲(chǔ)罐間構(gòu)成壓差之后，則經(jīng)由壓差的力量，將液化天然氣進(jìn)行卸車，使其進(jìn)入到加氣站的儲(chǔ)罐里。同時(shí)，開啟潛液式LNG泵，通過(guò)泵進(jìn)行液化天然氣的卸車作業(yè)，使卸車速度變快。（2）調(diào)壓也是液化天氣加氣站工藝技術(shù)中的一個(gè)重要流程，調(diào)壓即借由相關(guān)的增壓裝置，使儲(chǔ)罐里的天然液化氣壓力上升。為確保天然液化氣儲(chǔ)罐里的液體始終趨于飽和狀態(tài)，汽車在加氣前應(yīng)給予實(shí)施升溫和升壓操作，確定液體處于飽和狀態(tài)之后才能進(jìn)行加氣。（3）加氣流程作為最后一個(gè)流程。通常情況下，加氣壓力的最大值可實(shí)現(xiàn)1.6MPa左右，而液化天然氣汽車內(nèi)的液體是經(jīng)由液相軟管而來(lái)，殘留的氣相天然氣又經(jīng)由氣相軟管進(jìn)行回收處理，從而確保氣瓶加氣速度保持正常，且工作壓力也維持正常狀態(tài)。

1.2工藝管線選型和布置技術(shù)

（1）強(qiáng)調(diào)必須有兩個(gè)氣相管路（儲(chǔ)罐接口），一條為BOG管線，一條為回氣管線。在滿足工藝要求的情況下，低溫管路盡量做到簡(jiǎn)化、方便維修，盡可能地減少法蘭連接。尤其注意管道布置有利于消除管理冷熱應(yīng)力。優(yōu)先滿足工藝要求，不刻意追求橫平豎直。儲(chǔ)罐根部閥、氣動(dòng)（電磁）閥建議使用進(jìn)口品牌產(chǎn)品。低溫管道注意防止冷熱應(yīng)力對(duì)管道造成的破壞。特別注意防止水汽和雜質(zhì)進(jìn)入低溫管道。

1.3LNG加氣站低溫管道保溫技術(shù)

低溫管道的保溫形式很多，如真空絕熱管道、聚氨酯等材料現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡、巖棉、玻璃棉型材保溫等傳統(tǒng)保溫形式，也有新型保溫材料。這些形式各有優(yōu)缺點(diǎn)，從實(shí)際應(yīng)用上看，真空管道絕熱，保溫效果好，在管道重要部位，應(yīng)推薦使用，如低溫泵進(jìn)口管，儲(chǔ)罐進(jìn)出口管，站房式加氣站泵出口管，這些部位最好采用真空絕熱，但對(duì)其結(jié)構(gòu)形式要優(yōu)化改進(jìn)，盡量減少法蘭連接，或不用真空法蘭。低溫管道保溫設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量對(duì)加氣站的穩(wěn)定、安全運(yùn)行影響很大，應(yīng)該引起設(shè)計(jì)和施工人員的高度重視。

1.4低溫管道支架安裝技術(shù)

LNG加氣站，由于管道內(nèi)LNG不是處于一種常態(tài)，其工作溫度是不斷變化的過(guò)程，管道所受的溫差產(chǎn)生的應(yīng)力，也是不斷變化。而管支架就是承受這些變化應(yīng)力的支點(diǎn)。合理的支架結(jié)構(gòu)，甚至固定形式也會(huì)嚴(yán)重影響管道的安全運(yùn)行。施工人員應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的具體情況，及時(shí)修正設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的不足，可以有效地避免這類事故的發(fā)生。

2.液化天然氣加氣站工藝技術(shù)的安全性

2.1預(yù)冷安全技術(shù)要點(diǎn)

液氮在密閉空間內(nèi)因吸收外部熱量將會(huì)導(dǎo)致壓力急劇上升，因此在操作中要注意閥門關(guān)閉順序，嚴(yán)禁出現(xiàn)低溫液體在未裝設(shè)安全閥的管道中被閥門封閉的狀況。預(yù)冷結(jié)束后，應(yīng)密切注意各臺(tái)儲(chǔ)罐內(nèi)壓力變化情況，若發(fā)現(xiàn)罐內(nèi)壓力不正常升高，應(yīng)及時(shí)報(bào)告并采取相應(yīng)措施進(jìn)行處理。注意檢查金屬軟管連接處有無(wú)泄漏，一般情況下非操作人員應(yīng)遠(yuǎn)離此處。預(yù)冷過(guò)程中，一旦發(fā)生管道泄漏，應(yīng)先停止預(yù)冷操作，關(guān)閉槽車和儲(chǔ)罐的進(jìn)出口閥門，排放管道中的殘液，關(guān)閉相應(yīng)管段閥門，人員應(yīng)迅速撤離泄露點(diǎn)周圍3米之外，以防凍傷。在預(yù)冷過(guò)程中，如儲(chǔ)罐出現(xiàn)異常情況，應(yīng)及時(shí)報(bào)告現(xiàn)場(chǎng)總指揮并通知儲(chǔ)罐廠家派駐現(xiàn)場(chǎng)人員，共同協(xié)商解決辦法。如果儲(chǔ)罐壓力異常升高，應(yīng)立即關(guān)閉槽車出口閥門，打開儲(chǔ)罐進(jìn)、出液管路的根部閥、溢流閥、手動(dòng)BOG閥和手動(dòng)EAG閥門進(jìn)行排放。

2.2安全檢查技術(shù)要點(diǎn)

LNG加氣站的主要設(shè)備包括儲(chǔ)罐、泵、汽化器、加氣機(jī)等，為確保這些設(shè)備正常運(yùn)行和工作，必須做好設(shè)計(jì)工作，使其更好發(fā)揮作用。加氣站工藝流程包括卸車、調(diào)壓、加氣、泄壓，在每個(gè)環(huán)節(jié)都必須嚴(yán)格遵循相關(guān)規(guī)范流程，確保加氣站安全。如果沒(méi)有嚴(yán)格遵循相關(guān)規(guī)范要求，可能導(dǎo)致火災(zāi)爆炸問(wèn)題發(fā)生，給LNG加氣站的安全運(yùn)行帶來(lái)威脅。為提升LNG加氣站的安全性，防止出現(xiàn)爆炸及火災(zāi)等安全事故，除定期檢查站內(nèi)的相關(guān)通風(fēng)系統(tǒng)與報(bào)警系統(tǒng)，定時(shí)測(cè)量可燃?xì)怏w含量，還應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況安裝避雷裝置，在設(shè)備的閥門、安全附件及法蘭等部件的選擇上，其質(zhì)量必須要嚴(yán)格把關(guān)，并定期檢查設(shè)備密封情況。

3.液化天然氣加氣站工藝技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性

液化天然氣加氣站工藝技術(shù)經(jīng)濟(jì)性的影響因素主要有投資規(guī)模、前期投資金額、銷售收入、現(xiàn)金流量、利潤(rùn)預(yù)測(cè)稅收金額及不確定性分析等方面。下面重點(diǎn)探討LNG加氣站投資措施。因地制宜的選擇合適的LNG加氣站建設(shè)方案不同的LNG加氣站方案將導(dǎo)致不同的初期投入成本及后期運(yùn)維成本，LNG加氣站投資企業(yè)必須根據(jù)區(qū)域市場(chǎng)LNG加氣的需求及特點(diǎn)，選擇適合的投資方案。這對(duì)LNG加氣站的投資收益率有非常直接的影響。一種是，占地面積較大，土地費(fèi)用較高，現(xiàn)場(chǎng)安裝施工，周期較長(zhǎng)，設(shè)備安裝費(fèi)用高。但加氣規(guī)模大，方便管理，運(yùn)營(yíng)費(fèi)用較低。如果城市處于LNG應(yīng)用的初期，LNG汽車的數(shù)量少，LNG消耗量小，則成本回收周期長(zhǎng)。這種建站方式適合已經(jīng)有一定數(shù)量LNG汽車或政府資金支持的城市。另一種是，占地面積小，土地費(fèi)用低，設(shè)備集成在一個(gè)或多個(gè)橇塊上，施工周期短，加氣站的土建施工、設(shè)備安裝費(fèi)用少，建站整體造價(jià)低，易于成本回收。這種建站方式適合LNG加氣站建設(shè)初期和用地的局限性。

4.結(jié)論與認(rèn)識(shí)

天然氣作為新時(shí)期最熱門的清潔能源之一，未來(lái)市場(chǎng)持續(xù)被看好。LNG具有能量密度大、運(yùn)輸方便、安全性好、經(jīng)濟(jì)效益顯著等特點(diǎn)，利用LNG作為汽車燃料有很大的發(fā)展空間。這就要求各加氣站把握好相關(guān)工藝技術(shù)，從安全性及經(jīng)濟(jì)性角度出發(fā)，加快節(jié)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，最終實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)。

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