LNG接收站取排水口設(shè)計(jì)方法簡述

劉方

摘 要：對于液化天然氣（LNG）接收站來說，排水口位置的選取具有十分重要的意義，其不僅關(guān)系到接收站整體布局的合理性，還關(guān)系到接收站運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。本文從LNG接收站的取排水工設(shè)計(jì)入手，對其需要考慮的因素進(jìn)行分析，以期為接收站的正常運(yùn)行起到保障作用。

關(guān)鍵詞：液化天然氣接收站；取水口

當(dāng)前環(huán)境形勢日益復(fù)雜，世界人民都在廣泛的關(guān)注環(huán)保工作的新進(jìn)展，我國政府為了適應(yīng)這一發(fā)展形勢，開始進(jìn)行新能源的應(yīng)用推廣工作。天然氣作為用途廣泛且具有極好清潔性能的資源，在當(dāng)前的新能源的使用比重不斷加大，而液化天然氣（LNG）又是天然氣能源的重要組成成分，我國各生產(chǎn)領(lǐng)域?qū)ζ湟蕾囆砸苍诓粩嗵嵘?。?dāng)下的LNG接收站采用的氣化熱源主要是海水，并且對于海水的需求量也十分之大，故此，在接收站建設(shè)時(shí)，需要工作人員考慮到取海水口和排海水口的位置選擇，以確保接收站的取水工程的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

一、取水口方案論證方法

根據(jù)LNG接受站取水工程區(qū)域環(huán)境特征和結(jié)構(gòu)功能，對取水方案進(jìn)行論證。結(jié)合LNG接收站的實(shí)際情況，對取水方案進(jìn)行工藝方案和總體規(guī)劃論證，其內(nèi)容包含：

對取水口工程所需工藝設(shè)備及配套設(shè)施（取水戽頭、格柵、濾網(wǎng)、水泵、維修保養(yǎng)設(shè)備；供電、照明、消防、通風(fēng)、儀控、制氯、土建等相關(guān)配套設(shè)施）進(jìn)行方案論證。

根據(jù)接收站分期及達(dá)產(chǎn)規(guī)模研究確定工藝要求及取水流量，初步確定取水戽頭、引水管涵、進(jìn)水池、集污渠等進(jìn)水設(shè)施建筑物的幾何尺寸，以滿足水流順暢、流速均勻、池內(nèi)不產(chǎn)生渦流、便于清淤的要求。根據(jù)進(jìn)水設(shè)備、控制工藝等要求，在取水區(qū)域合理布置綜合水處理間、控制間、配電室、室內(nèi)檢修場地等輔助建筑。根據(jù)進(jìn)水設(shè)備建筑物、輔助建筑物的平、立面布置，結(jié)合工程區(qū)域的自然條件、取水時(shí)可能產(chǎn)生的荷載等設(shè)計(jì)因素，初步確定取水頭部、進(jìn)水管、取水泵房等基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式。初步分析和判定冷排水對取水的回流影響。

二、取水方案

（一）取水口。取水系統(tǒng)的首端為取水口。通常取水口布置在氣化船與工作船碼頭之間，應(yīng)不影響停船及船舶航行，將取水口布置在防波堤下，且伸出直立堤外。應(yīng)按遠(yuǎn)期最終方案確定取水量，通常引水設(shè)施一次建成；并需控制海水進(jìn)口流速，使其對附近的船舶?？烤鶡o影響。為避免大的海中物體進(jìn)入溝內(nèi)，進(jìn)水口前端設(shè)置一道粗?jǐn)r污柵。

（二）引水暗溝。取水口末端與引水暗溝相連，暗溝并列布置在堤下。引水暗溝同時(shí)也做為消浪溝，因此要求有足夠的長度才能保證進(jìn)水前池波浪波動幅度不超過0.30m。如果引水暗溝需要穿越防波堤，應(yīng)根據(jù)整個接收站的規(guī)劃，確定引水暗溝的長度。

（三）濾網(wǎng)間及設(shè)備。引水暗溝末端與濾網(wǎng)間相接，根據(jù)過流水量，將濾網(wǎng)間分成多個隔室。濾網(wǎng)間上游側(cè)為細(xì)格柵，下游側(cè)為旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)。旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)為內(nèi)側(cè)面進(jìn)水，框架式結(jié)構(gòu)。同時(shí)還需設(shè)置清污機(jī)、吊車、沖洗泵、閘門等設(shè)備。

（四）前池。前池布置在濾網(wǎng)間與泵室之間，應(yīng)進(jìn)行水力學(xué)模擬研究，計(jì)算得出前池尺寸，使海水不會產(chǎn)生較大旋渦。前池在多泵運(yùn)行條件下只起調(diào)節(jié)、分配水流及穩(wěn)定水位作用。

（五）泵室。泵室通常根據(jù)遠(yuǎn)期工程進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，土建工程一次建成，設(shè)備根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際情況分期安裝。每個泵室安裝1臺泵，通常使海水泵與氣化器一一對應(yīng)，以便于遠(yuǎn)期設(shè)備的靈活更換及調(diào)節(jié)。泵出口全部連接在海水主管道上，并預(yù)留能與遠(yuǎn)期海水主管道相連接的接口。

二、排水方案

排水系統(tǒng)是為排放海水氣化器使用后降溫了的海水排放回至海區(qū)而設(shè)置。目前國內(nèi)接收站排水系統(tǒng)既有暗溝排水，也有明渠排水，兩者相比，各有千秋。從投資上看，明渠略低，但明渠在北方由于存在凍融問題，每年都需要修繕，給運(yùn)營管理帶來不便及費(fèi)用的增加。而排水暗溝不僅沒有凍融問題，且不會影響接收站的美觀及地表土地的利用。

海水排水系統(tǒng)通常由連接井、排水管、綜合消力池、海漫等組成。連接井、排水管、綜合消力池通常為預(yù)制鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。排水口的布置主要著眼于三個方面，一是排水的消能防沖問題；二是控制排水流速的問題，排水流速高會影響港口附近處的船舶作業(yè)；三是消除排水口處的排水泡沫。

三、LNG接收站取排水口位置影響因素及應(yīng)對方式

（一）冷排水回流影響。接收站所排放的海水主要為與氣化裝置換熱后的海水，海水水溫有所降低，排水水溫低于受納水體的溫度。這將對排水口附近水域的生態(tài)造成一定的影響，因此要求海水溫差控制在4～5℃。排水口的排水方向應(yīng)與常浪向相對，而排水口與取水口成垂直方向設(shè)置，冷排海水沉于底部成底部擴(kuò)散流態(tài)向與取水口相反的方向流動，由于流動距離較長，排出的冷水與水體中的海水充分摻混后，再經(jīng)過水體內(nèi)部的熱傳導(dǎo)，回至取水口處水溫可達(dá)到自然水溫。

（二）海洋生態(tài)環(huán)境的影響。海水中生長著大量的海生物（特別是貝類生物及菌藻類），在管道、濾網(wǎng)等設(shè)備上滋長蔓延，會造成阻塞管道水流，直接影響到取水量和氣化裝置的效率。因此，為抑制海生物生長，保證取海水系統(tǒng)的正常運(yùn)行，必須對取用的海水進(jìn)行加防海生物劑處理。防海生物系統(tǒng)一般為通過次氯酸鈉發(fā)生裝置制取次氯酸鈉，并將次氯酸鈉溶液加入到取海水系統(tǒng)中，以控制海生物在旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)、ORV、取水管道及溝渠中生長。

為防止排水口局部余氯的積累，通常在選擇排水口位置時(shí)應(yīng)選擇在潮流動力較強(qiáng)的區(qū)域或較為開闊的區(qū)域，避免選在港池內(nèi)的死角處等潮流能力較弱的區(qū)域。

四、結(jié)束語

總而言之，LNG接收站平穩(wěn)運(yùn)行的關(guān)鍵在于取排水口選擇，因此在LNG接收站建設(shè)過程中，工作人員需要綜合考慮海洋生態(tài)以及總平面布置對其產(chǎn)生的影響，并采取科學(xué)的對策.

參考文獻(xiàn)：

[1]張明珠，朱嵩.LNG接收站冷排水運(yùn)動三維數(shù)值模擬研究[J].人民珠江，2015，05：25-28.