LNG加氣站工藝技術安全性與經濟性研究

崔志濤

摘要：由于LNG體積小，密度大，儲氣瓶質量輕，小汽車充氣一次可行駛300-800km，對汽車運行具有積極作用，深受很多駕駛員的喜愛。同時還可以像油品一樣對其進行運輸，具有壓縮天然氣、液化石油氣的優點，還可以克服它們質量大，占用空間大，運輸困難的缺陷，在實際工作中使用具有更為顯著的優勢和特點。由于LNG具有顯著優點，同時還有利于保護環境，因而其應用也越來越廣泛，LNG加氣站的建設數量也在不斷增多。隨著LNG燃料技術的廣泛應用和LNG汽車的推廣，做好LNG加氣站工藝安全技術與經濟性分析是擺在人們面前的一項重要工作。

關鍵詞：LNG加氣站;工藝技術;安全;經濟性

隨著世界經濟的發展，煤和石油所帶來的環境污染問題日益嚴重，更多的利用LNG代替煤和石油成為當前清潔能源改造的重心之一。車用LNG是天然氣不同應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汽車會得到進一步的發展。LNG加氣站作為車用LNG的零售窗口，其投資前景成為企業關注的重點。基于此，文章分析了LNG加氣站工藝安全技術與經濟性。

1液化天然氣加氣站工藝技術

1.1液化天然氣加氣站工藝技術

包括卸車、調壓、加氣及卸壓。（1）卸車，也就是把槽車或集裝箱中運送的液化天然氣轉移到加氣站的儲罐中。下面重點分析增壓器與低溫泵的聯合卸車。當液化天然氣由槽車運至加氣站后，通過槽車所備的空溫式汽化器給予儲罐施壓，使其壓力升高，當槽車同其儲罐間構成壓差之后，則經由壓差的力量，將液化天然氣進行卸車，使其進入到加氣站的儲罐里。同時，開啟潛液式LNG泵，通過泵進行液化天然氣的卸車作業，使卸車速度變快。（2）調壓也是液化天氣加氣站工藝技術中的一個重要流程，調壓即借由相關的增壓裝置，使儲罐里的天然液化氣壓力上升。為確保天然液化氣儲罐里的液體始終趨于飽和狀態，汽車在加氣前應給予實施升溫和升壓操作，確定液體處于飽和狀態之后才能進行加氣。（3）加氣流程作為最后一個流程。通常情況下，加氣壓力的最大值可實現1.6MPa左右，而液化天然氣汽車內的液體是經由液相軟管而來，殘留的氣相天然氣又經由氣相軟管進行回收處理，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。

1.2工藝管線選型和布置技術

（1）強調必須有兩個氣相管路（儲罐接口），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力。優先滿足工藝要求，不刻意追求橫平豎直。儲罐根部閥、氣動（電磁）閥建議使用進口品牌產品。低溫管道注意防止冷熱應力對管道造成的破壞。特別注意防止水汽和雜質進入低溫管道。

1.3LNG加氣站低溫管道保溫技術

低溫管道的保溫形式很多，如真空絕熱管道、聚氨酯等材料現場發泡、巖棉、玻璃棉型材保溫等傳統保溫形式，也有新型保溫材料。這些形式各有優缺點，從實際應用上看，真空管道絕熱，保溫效果好，在管道重要部位，應推薦使用，如低溫泵進口管，儲罐進出口管，站房式加氣站泵出口管，這些部位最好采用真空絕熱，但對其結構形式要優化改進，盡量減少法蘭連接，或不用真空法蘭。低溫管道保溫設計和施工質量對加氣站的穩定、安全運行影響很大，應該引起設計和施工人員的高度重視。

1.4低溫管道支架安裝技術

LNG加氣站，由于管道內LNG不是處于一種常態，其工作溫度是不斷變化的過程，管道所受的溫差產生的應力，也是不斷變化。而管支架就是承受這些變化應力的支點。合理的支架結構，甚至固定形式也會嚴重影響管道的安全運行。施工人員應該根據現場的具體情況，及時修正設計中出現的不足，可以有效地避免這類事故的發生。

2.液化天然氣加氣站工藝技術的安全性

2.1預冷安全技術要點

液氮在密閉空間內因吸收外部熱量將會導致壓力急劇上升，因此在操作中要注意閥門關閉順序，嚴禁出現低溫液體在未裝設安全閥的管道中被閥門封閉的狀況。預冷結束后，應密切注意各臺儲罐內壓力變化情況，若發現罐內壓力不正常升高，應及時報告并采取相應措施進行處理。注意檢查金屬軟管連接處有無泄漏，一般情況下非操作人員應遠離此處。預冷過程中，一旦發生管道泄漏，應先停止預冷操作，關閉槽車和儲罐的進出口閥門，排放管道中的殘液，關閉相應管段閥門，人員應迅速撤離泄露點周圍3米之外，以防凍傷。在預冷過程中，如儲罐出現異常情況，應及時報告現場總指揮并通知儲罐廠家派駐現場人員，共同協商解決辦法。如果儲罐壓力異常升高，應立即關閉槽車出口閥門，打開儲罐進、出液管路的根部閥、溢流閥、手動BOG閥和手動EAG閥門進行排放。

2.2安全檢查技術要點

LNG加氣站的主要設備包括儲罐、泵、汽化器、加氣機等，為確保這些設備正常運行和工作，必須做好設計工作，使其更好發揮作用。加氣站工藝流程包括卸車、調壓、加氣、泄壓，在每個環節都必須嚴格遵循相關規范流程，確保加氣站安全。如果沒有嚴格遵循相關規范要求，可能導致火災爆炸問題發生，給LNG加氣站的安全運行帶來威脅。為提升LNG加氣站的安全性，防止出現爆炸及火災等安全事故，除定期檢查站內的相關通風系統與報警系統，定時測量可燃氣體含量，還應根據實際情況安裝避雷裝置，在設備的閥門、安全附件及法蘭等部件的選擇上，其質量必須要嚴格把關，并定期檢查設備密封情況。

3.液化天然氣加氣站工藝技術的經濟性

液化天然氣加氣站工藝技術經濟性的影響因素主要有投資規模、前期投資金額、銷售收入、現金流量、利潤預測稅收金額及不確定性分析等方面。下面重點探討LNG加氣站投資措施。因地制宜的選擇合適的LNG加氣站建設方案不同的LNG加氣站方案將導致不同的初期投入成本及后期運維成本，LNG加氣站投資企業必須根據區域市場LNG加氣的需求及特點，選擇適合的投資方案。這對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，土地費用較高，現場安裝施工，周期較長，設備安裝費用高。但加氣規模大，方便管理，運營費用較低。如果城市處于LNG應用的初期，LNG汽車的數量少，LNG消耗量小，則成本回收周期長。這種建站方式適合已經有一定數量LNG汽車或政府資金支持的城市。另一種是，占地面積小，土地費用低，設備集成在一個或多個橇塊上，施工周期短，加氣站的土建施工、設備安裝費用少，建站整體造價低，易于成本回收。這種建站方式適合LNG加氣站建設初期和用地的局限性。

4.結論與認識

天然氣作為新時期最熱門的清潔能源之一，未來市場持續被看好。LNG具有能量密度大、運輸方便、安全性好、經濟效益顯著等特點，利用LNG作為汽車燃料有很大的發展空間。這就要求各加氣站把握好相關工藝技術，從安全性及經濟性角度出發，加快節能產業發展，最終實現節能減排目標。

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