液化天然氣氣化站設計的改進

鄧錫斌 鄭平平

1.中核四0四有限公司 甘肅嘉峪關 735100

2.中國市政工程西北設計研究院有限公司 甘肅蘭州 730000

伴隨社會的變遷，城鎮(zhèn)也在逐步增大使用液化天然氣的量[1-2]。在這樣的環(huán)境下，LNG 氣化站也大量涌現(xiàn)。作為新能源之一，天然氣當前被更加廣泛地應用在社會各界。所以，在LNG 氣化站的規(guī)劃設計引起了有關方面的高度重視。唯有科學地改進設計，方才能優(yōu)化LNG 氣化站結構系統(tǒng)，確保氣化站運行的穩(wěn)定與高效，加快LNG 氣化站進一步發(fā)展的腳步。

1 液化天然氣改進氣化站設計的必要性

在當前的液化天然氣中，成分一般都以甲烷為，并且是一種液態(tài)性質的混合物[3]。通常來講，大約會在-162℃下采取常壓存儲方法。一旦泄漏出現(xiàn)，便會迅速在空氣中擴散。然后，天然氣混合空氣以后，在一定體積百分數(shù)范圍，便會涉足爆炸范圍，且以14．57%左右、4．6%左右為爆炸上下限。因為液化天然氣存在的低溫特征，所以泄漏很嚴重后，常常會因無法及時蒸發(fā)而危害四周設施。此外，低溫液體還會低溫灼燒或者凍傷人民群眾等。而在火災危險種類上，根據(jù)有關規(guī)范判斷可知，天然氣具有甲類火災危險等級。所以，氣化站的安全運行至關重要。而氣化站的正常工作，還要依賴良好的設計。但當前的氣化站，依然缺失完善的設計標準，以至于影響到日常運行。鑒于此，便應積極改進氣化站設計，大幅優(yōu)化站內工藝流程。這么一來，除了能改善氣化站整體質量外，還能控制好造價，令氣化站運行能夠達到可靠安全的效果，從而大幅強化整個站內的社會環(huán)保效益與綜合效果。

2 液化天然氣改進氣化站設計的措施

2.1 改進設計方案

在氣化站工程中，主要涉及土建、消防、設備安裝等領域的工程。在工程建設前，應根據(jù)當?shù)毓庖?，來科學合理地做好設計工作。在土建工程中，應周全考量輔助配套用房、綜合樓、道路體系、消防水池等組分，并予以科學合理地規(guī)劃安排。在設計開始前，還應注意城市整體規(guī)劃、到達長輸管線的時間。同時，還應注意到氣化站內部存在的站場情況、工程性質、供氣能力及方式、原材料要求、機具等。據(jù)比對各項設計方案的有關技術性以及經(jīng)濟實用性，來作出優(yōu)選，進而大幅提升設計水平，正確指導工程建設過程。

2.2 改進儲罐設計

作為金屬類雙層罐，真空罐經(jīng)由工廠生產(chǎn)并試壓后統(tǒng)一輸送到現(xiàn)場。當液化天然氣站具有不到1000m3的總儲量時，宜選用真空罐。其中子母罐儲量至多2500m3，經(jīng)由工廠統(tǒng)一生產(chǎn)、試壓以后，再在工程現(xiàn)場予以安裝。作為雙金屬結構罐，常壓罐經(jīng)由現(xiàn)場統(tǒng)一生產(chǎn)安裝，整個周期較長，操作溫度、壓力依次是-162℃、15kPa。存儲罐一般以珠光砂為保冷物質，并吸取干燥氮氣，規(guī)范防潮操作，以保障儲罐功能。在罐口位置，宜設下測量液位的設施，以準確知曉儲罐液化氣的實際存儲量，并控制系統(tǒng)安全可靠。

2.3 改進氣化體系設計

在氣化體系中，最關鍵的是靈活好調節(jié)氣壓，控制儲罐壓力位于一定范圍，以達到工作要求。經(jīng)過自增壓類型的氣化器，先計量、調整壓力、加臭氣后，再向燃氣網(wǎng)充入液化天然氣，以方便用戶投入使用。當天然氣氣化后，需要通過加熱器，提高溫度大約到10℃，再向燃氣管網(wǎng)輸送。

2.4 改進圍堰設計

從液化氣儲罐四周出發(fā)，利用防護堤，來防止別的地方?jīng)_入外泄氣體。在具體的設計中應設好儲罐位，標準化安裝間距，安裝好防護堤。實際的圍堰容量，需要可以容納液化天然氣儲罐內的總量。在儲罐混凝土中，需要基礎高超過液化氣圍堰當中原有的液位。而這些低溫液體不可觸及罐裙底支座。開孔不能設置在圍堰不上，或穿過電纜及管線等。用頂部泵泵出圍堰中的排水，以達到事半功倍的效果。

2.5 改進消防設計

針對安全事故，應以預防為主。在生產(chǎn)區(qū)，宜設多個報警探頭，并聯(lián)鎖上儲罐緊急防護切斷閥。面臨泄漏等時，能立刻閉上緊急切斷閥，以預防出現(xiàn)安全事故。通過消防設施的科學設計，能在火災中自救。在火災初期，便可以控制住火勢蔓延，力爭等到消防隊，盡可能避免損壞情況。在氣化站不可以通過水來滅火，而應安設泡沫滅火器。面臨危險時，能及時啟用泡沫滅火法。用露天水池作為消防水池，并控制水質合格，能借用市政供水網(wǎng)，降低設計的消防水池水量。在消防水體系中，還可接上市政供水網(wǎng)，并在連接位置設好止回閥，以穩(wěn)故水壓。這么一來，便可節(jié)省成本，達到消防用水要求。

2.6 改進辦公用房設計

現(xiàn)階段，辦公用房一般都屬于兩層樓，且面積也相當大。就公司辦公而言，一般設計為400m2。然而，氣化站距離市中心很遠，且在市內辦公作業(yè)。按氣化站的規(guī)范要求，宜設站長室、監(jiān)控室、工具室分別一間還有兩間洗手間，一共150m2，便能夠達到使用需要。

2.7 改進電氣設計

在電氣設計中，應控制供電切實安全、可靠，以達到工藝用電要求。在站區(qū)以二類負荷規(guī)劃設計供電，并提供兩路電源。其中一路提供商業(yè)用電，而其余一路則通過內部發(fā)電機來直接供電。當面臨斷電問題時，可以自動啟動發(fā)電機供電，以控制消防設備在面臨事故時，可以正常運行。辦公與消防類設備負荷不能一起工作，針對容量大的設備，采取降壓啟動法。在站內照明均達到標準要求，且多多使用節(jié)能燈，并做好必要的防爆塵水工作。在配電室及電力控制間，宜安必要的急用、常用燈具，并可以維持超過30min 的應急時長，進而確保氣化站安全運作。

3 結語

總之，針對LNG 氣化站，通過科學設計，能夠大幅提升站內建設水平、確保生產(chǎn)的安全高效性。所以面對電氣的氣化站系統(tǒng)設計現(xiàn)狀，要求從實際需求出發(fā)及時改進設計，以控制液化天然氣控制體系運行的正常與穩(wěn)定，充分利用LNG 氣化站，來改善市政能源結構。