LNG氣化站工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)及要點(diǎn)分析

王洋

摘要：液化天然氣（LNG）因其運(yùn)輸方便、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已成為許多城市居民以及工商業(yè)用戶的主要?dú)庠椿蛘{(diào)峰、應(yīng)急氣源。本文對(duì)LNG氣化站總平面布置、工藝流程、主要設(shè)備選型進(jìn)行了分析，并強(qiáng)調(diào)LNG氣化站設(shè)計(jì)過(guò)程中的安全性問(wèn)題，以供參考。

關(guān)鍵詞：LNG氣化站;總平面;工藝;設(shè)備

1、工程概況

本工程拆除鍋爐房中現(xiàn)有燃煤鍋爐2臺(tái)，新建2臺(tái)4噸WNS4-1.25-Q燃?xì)忮仩t，新建LNG氣化站1座。供氣對(duì)象為2臺(tái)4噸燃?xì)忮仩t燃燒系統(tǒng)。LNG氣化站設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)內(nèi)容，保證整個(gè)氣化站設(shè)計(jì)安全、經(jīng)濟(jì)、美觀。LNG氣化站共設(shè)1個(gè)20m立式LNG儲(chǔ)罐，總?cè)莘e20m，總儲(chǔ)氣量約為1.2萬(wàn)Nm天然氣。該項(xiàng)目將槽車運(yùn)輸來(lái)的LNG存在LNG儲(chǔ)罐中，LNG經(jīng)氣化、加熱、計(jì)量、調(diào)壓等處理后供改造后的鍋爐房用氣。依據(jù)《國(guó)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(dǎo)目錄（2011年本-2013修正版）>有關(guān)條款的決定》鼓勵(lì)類第七項(xiàng)，天然氣、液化天然氣的儲(chǔ)運(yùn)和管道輸送設(shè)施及網(wǎng)絡(luò)建設(shè)屬于鼓勵(lì)類。故本建設(shè)項(xiàng)目屬于鼓勵(lì)類。

2、總平面布置

LNG儲(chǔ)罐是本工程的防火防爆的核心，儲(chǔ)罐與站內(nèi)外建構(gòu)筑物防火間距滿足《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》GB50028-2006、《建筑設(shè)計(jì)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(kāi)設(shè)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(shè)置環(huán)形消防通道，將集中放散管放于站區(qū)東角。整個(gè)LNG儲(chǔ)罐區(qū)設(shè)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(yùn)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(shí)體圍墻。站區(qū)位于明顯位置處設(shè)置清晰標(biāo)識(shí)“嚴(yán)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(shè)置醒目的限速標(biāo)志，卸氣柱前設(shè)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(jìn)行氣化，然后輸送到廠區(qū)燃?xì)夤艿馈?/p>

3.1 LNG氣化工藝

液化天然氣（LNG）由LNG槽車運(yùn)至氣化站，儲(chǔ)罐接收槽車內(nèi)的LNG時(shí)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(guò)壓力卸車口，將槽車內(nèi)的LNG卸入LNG儲(chǔ)罐儲(chǔ)存?zhèn)溆谩．?dāng)向外供氣時(shí)，打開(kāi)儲(chǔ)罐的自增壓系統(tǒng)，升壓至0.6MPa，然后打開(kāi)儲(chǔ)罐液相出口閥門，通過(guò)壓力將儲(chǔ)罐內(nèi)的LNG送至空溫式氣化器進(jìn)行氣化，再通過(guò)水浴式氣化器進(jìn)一步氣化為常溫的NG，NG再經(jīng)調(diào)壓器調(diào)壓、加臭后，進(jìn)入廠區(qū)燃?xì)夤艿馈NG吸收大氣顯熱后氣化為NG。由于低溫儲(chǔ)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(jiǎn)稱BOG，使儲(chǔ)罐氣相空間的壓力升高。為保證儲(chǔ)罐的安全及裝卸車的需要，在設(shè)計(jì)中設(shè)置了儲(chǔ)罐安全減壓閥、BOG加熱器到調(diào)壓器系統(tǒng)，可根據(jù)儲(chǔ)罐儲(chǔ)存期間壓力自動(dòng)排除BOG。

鍋爐房原有建筑面積為475m，設(shè)置2臺(tái)4t/h的燃煤鍋爐，本項(xiàng)目將原有2臺(tái)4t/h的燃煤鍋爐拆除，替換成2臺(tái)4t/h的燃?xì)忮仩t，原有燃煤鍋爐的拆除方式是以拆除的鍋爐抵拆除費(fèi)用的形式，進(jìn)而原有鍋爐拆除沒(méi)有產(chǎn)生費(fèi)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(jì)量撬通過(guò)天然氣管道輸送至鍋爐房?jī)?nèi)燃?xì)忮仩t的燃燒頭。最后天然氣通過(guò)鍋爐前的燃燒器點(diǎn)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(guò)分氣缸，最后通過(guò)管道輸送到廠內(nèi)供生產(chǎn)和生活用熱。

3.2工藝設(shè)備選型

4、工藝系統(tǒng)自動(dòng)控制設(shè)計(jì)

儲(chǔ)罐LNG液相進(jìn)、出口管道、空溫氣化器進(jìn)口管道處設(shè)氣動(dòng)緊急切斷閥。當(dāng)LNG儲(chǔ)罐罐內(nèi)液位過(guò)高或過(guò)低時(shí)切斷液相管道進(jìn)口或出口緊急切斷閥門;當(dāng)調(diào)壓器前溫度過(guò)低時(shí)，切斷空溫氣化器進(jìn)口緊急切斷閥門。以保證整個(gè)系統(tǒng)安全運(yùn)行;該站為新建LNG氣化站，其中包括：LNG儲(chǔ)罐1臺(tái)，儲(chǔ)罐增壓撬1臺(tái)，LNG氣化復(fù)熱撬1臺(tái)、調(diào)壓計(jì)量加臭撬1臺(tái)，其中氣化復(fù)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(tái)），其余撬塊由站控PLC控制系統(tǒng)（1臺(tái)）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(shè)計(jì)

用電場(chǎng)所爆炸危險(xiǎn)區(qū)域的劃分依據(jù)《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)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(xiǎn)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(shè)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(jí)T1組。爆炸危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)，電氣設(shè)備、開(kāi)關(guān)、燈具等均選用防爆型產(chǎn)品，電氣設(shè)備的防爆等級(jí)均不低于dⅡBT2級(jí)，均高于規(guī)范對(duì)電氣設(shè)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(shè)。其它非防爆場(chǎng)所按一般正常環(huán)境選用電氣設(shè)備。進(jìn)入防爆區(qū)域內(nèi)的各類電纜采用高阻燃電纜。場(chǎng)站內(nèi)爆炸危險(xiǎn)區(qū)域以外的輔助用房，選用非防爆型電氣設(shè)備，但照明燈具及開(kāi)關(guān)選用防護(hù)等級(jí)IP44節(jié)能型燈具。

結(jié)束語(yǔ)

本建設(shè)項(xiàng)目的選址符合國(guó)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(jìn)可靠，生產(chǎn)設(shè)備選配合理，公用工程和輔助設(shè)施可滿足項(xiàng)目生產(chǎn)、安全的要求。LNG氣化站設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行LNG氣化站設(shè)計(jì)工作時(shí)，設(shè)計(jì)部門可以與技術(shù)研發(fā)部門進(jìn)行聯(lián)合，使技術(shù)的研發(fā)和實(shí)踐相結(jié)合。然而對(duì)于工程中的施工人員要進(jìn)行周期性的培訓(xùn)，提高相關(guān)人員的思想意識(shí)，使信息化管理過(guò)程更加專業(yè)，施工隊(duì)伍的專業(yè)性培訓(xùn)可以讓相關(guān)施工人員的技術(shù)水平有一定的增長(zhǎng)，使施工人員更好的應(yīng)對(duì)各種設(shè)計(jì)施工要求。這樣使技術(shù)的發(fā)展安全性相應(yīng)提高，在信息化管理中的安全問(wèn)題得以相對(duì)減少。

參考文獻(xiàn)：

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[3]? 李恩娟.LNG氣化站工藝系統(tǒng)模塊化設(shè)計(jì).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）