LNG接收站罐區上罐平臺方位方案探討

張京周

(中海油石化工程有限公司,山東 濟南 250101)

隨著我國經濟的持續發展和環境保護要求的提高，液化天然氣(LNG)接收站的建設進入了一個高速發展期。接收站的LNG存儲主要靠儲罐實現，國內已建設的大型LNG接收站項目，罐容分16萬m3和20萬m3，以16萬m3為主。LNG具有超低溫特性，罐區管道采用不銹鋼材質，管道布置的合理性，對整個罐區的安全性、造價、美觀方面都有重要的影響，本文將對儲罐上罐平臺方位幾種方案從管道布置的合理性上進行詳細的闡述。

1 LNG接收站罐區設備布置

1.1 概況

在目前已建成的LNG接收站中，LNG儲罐的布置分為單排布置和雙排布置，上罐平臺的方位分為90°布置和45°布置。儲罐成單排布置，上罐平臺布置在儲罐90°的方位，如下圖1。

圖1 LNG儲罐單排布置圖

儲罐單排布置，上罐平臺部分布置在儲罐90°方位，部分布置在45°方位。如下圖2。

圖2 LNG儲罐單排布置圖

儲罐雙排布置，上罐平臺布置在儲罐90°方位。如下圖3。

圖3 LNG儲罐雙排布置圖

1.2 LNG接收站儲罐布置

某接收站原有4座16萬m3儲罐，為滿足天然氣市場需求，兼顧應急儲備功能，新增2座16萬m3儲罐。原4座LNG儲罐為單排布置，新增的兩座LNG儲罐，與碼頭操作平臺的凈距要大于150m，儲罐的間距大于0.5D(D為儲罐直徑)。設備布置布置在原有LNG儲罐的西側，如下圖4。

圖4 LNG儲罐布置圖

2 LNG接收站罐區管道布置布置

2.1 管道布置原則

(1)符合現行國際、國家及行業的標準、規范和規程的要求。

(2)管道布置做到統籌規劃、安全可靠、經濟合理、整齊美觀及滿足施工、操作和維修等方面的要求。

(3)在確定進、出裝置設備的管道方位及敷設方式時，做到與整個接收站的內外協調。

(4)管道成組、成排布置，支撐合理。

2.2 管道物料參數

LNG儲罐上罐平臺的主要管線為卸料管線(LNG,38'')，BOG管線(天然氣，24''),外輸管線(LNG，12''),排凈管線(LNG，3'')。本文以卸料管線為例進行管道方案的布置。卸料管道參數如下表1。

表1 卸料管道參數

2.3 管道布置方案

(1)方案1：新增儲罐上罐平臺方向同原有儲罐，其整體布置與一期風格一致，卸料管道接一期管道預留接口后，沿管墩敷設，一路至新增北側儲罐(上方)，一路沿原有儲罐和新增北側儲罐中間的位置敷設至南側新增儲罐(下方)。此方案上罐平臺方位長度與一期一致，平臺設置各工藝管線的切斷閥，空間充裕，操作方便。如下圖5。

圖5 方案1管道布置

方案1的管道具有良好的柔性，二次應力最大值為管道許用應力的64.4%，管道整體的柔性較好，管道應力模型如下圖6。

圖6 方案1管道應力模型

(2)方案2：新增儲罐上罐平臺方向同原有儲罐旋轉90°，卸料管道接一期管道預留接口后，沿原有儲罐和新增北側儲罐中間的位置分別敷設至新增北側儲罐(上方)和南側新增儲罐(下方)。南側新增儲罐上罐平臺長度較短，操作稍有不便。如下圖7。

圖7 方案2管道布置

方案2的管道具有良好的柔性，二次應力最大值為管道許用應力的77.6%，管道應力模型如下圖8。

圖8 方案2管道應力模型

圖9 方案3管道布置

方案2的布置，整體布置風格與一期成90°布置，管道具有良好的柔性，較方案1節省管道約40m。

(3)方案3：新增儲罐上罐平臺方向同原有儲罐旋轉45°，卸料管道接一期管道預留接口后，沿原有儲罐和新增北側儲罐中間的位置分別敷設至新增北側儲罐(上方)和南側新增儲罐(下方)。上罐平臺閥組設置的空間充裕，操作方便。如圖9。

上罐平臺45°彎頭處，管道二次應力為許用應力的68.7%，管道應力模型如下圖10。

圖10 方案3管道應力模型

方案3的管道布置，整體布置風格與一期成45°布置，風格差異較大，管道柔性能滿足要求，較方案1節省管道約90m。

(4)方案4：新增北側儲罐(上方)上罐平臺方向同原有儲罐旋轉180°，新增南側儲罐(下方)上罐平臺方向同原有儲罐。卸料管道接一期管道預留接口后，沿原有儲罐和新增北側儲罐中間的位置分別敷設至新增北側儲罐(上方)和南側新增儲罐(下方)。新增北側儲罐(上方)上罐平臺較短，閥組設置的空間有限，操作不方便。如下圖11。

方案4的管道具有良好的柔性，主管去往北側新增儲罐三通加強后，二次應力最大值為管道許用應力的77.7%，管道應力模型如下圖12。

圖11 方案4管道布置

圖12 方案4管道應力模型

方案4的管道布置，上罐平臺對稱布置，整體布置風格差異較大，管道柔性能滿足要求，較方案1節省管道約60m。

3 結論

方案1，2，3，4管道布置均能滿足管道應力的要求，方案1，3具有較好的操作便利性。具體差異如下表2。

表2 各方案比較

在管道安全性方面，方案1和方案2較方案3和方案4管道具有更好的柔性，在操作性上方案1具有更好的便利性，其外觀與一期的風格，其管道長度較方案2長40m，造價較高，考慮本項目為擴建項目，與整個接收站的協調一致更為重要，優選方案1為最終方案。