5 000m3LNG常壓平底貯槽工藝流程研究

于躍

（河南開(kāi)元?dú)怏w裝備有限公司，河南 開(kāi)封 475004）

5 000m3LNG常壓平底貯槽工藝流程研究

于躍

（河南開(kāi)元?dú)怏w裝備有限公司，河南 開(kāi)封 475004）

通過(guò)介紹5 000m3LNG常壓平底貯槽流程的基本構(gòu)成，已期對(duì)平底貯槽的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)和日常操作維護(hù)工作有一定的指導(dǎo)意義。

LNG；貯槽；BOG；貯槽安全；壓力保護(hù)

LNG常壓平底貯槽（以下簡(jiǎn)稱貯槽）廣泛用于大型站點(diǎn)的LNG貯藏，是LNG裝車(chē)站的基本配置［1］。近年來(lái)，隨著國(guó)家發(fā)改委煤改氣政策的不斷展開(kāi)，LNG常壓平底貯槽在LNG能源儲(chǔ)存方面得到廣泛應(yīng)用。貯槽流程主要由進(jìn)液系統(tǒng)、排液系統(tǒng)、泵后回流、壓力液位監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)、內(nèi)外槽壓力安全系統(tǒng)、夾層氮封系統(tǒng)和安全保護(hù)系統(tǒng)等組成。

1 5 000m3LNG常壓平底貯槽基本參數(shù)

5 000m3LNG常壓平底貯槽基本參數(shù)見(jiàn)表1。

2 5 000m3LNG常壓平底貯槽工藝流程

2.1 LNG進(jìn)液管路（DN150）

由深冷液化裝置將焦?fàn)t煤氣制成的LNG，通過(guò)真空管道送至貯槽，在進(jìn)入貯槽前分為頂部進(jìn)液和底部進(jìn)液兩種進(jìn)液方式；頂部進(jìn)液和底部進(jìn)液采用PIR保冷管道進(jìn)入貯槽貯存；進(jìn)液管線總管道至深冷液化裝置之間的管道采用真空管道，以減少冷量的損失和BOG氣體的產(chǎn)生；為首次試車(chē)的安全考慮，進(jìn)液管線分支設(shè)有試車(chē)液氮進(jìn)入貯槽的管路；進(jìn)液管線進(jìn)入到貯罐底部和頂部均采用環(huán)形噴淋裝置，使LNG能均勻地進(jìn)入貯槽內(nèi)部，以保證在試車(chē)液氮進(jìn)液時(shí)內(nèi)罐均勻冷卻，避免局部溫差應(yīng)力過(guò)大。頂部進(jìn)液和底部進(jìn)液上分別設(shè)置氣動(dòng)切斷閥，可遠(yuǎn)程控制貯槽進(jìn)液時(shí)選擇頂部進(jìn)液和底部進(jìn)液的進(jìn)液方式，此方式能有效解決不同來(lái)源的LNG進(jìn)入貯槽，造成貯槽內(nèi)LNG分層的狀況。

2.2 LNG出液管路（DN250）

貯槽出液管路在內(nèi)槽底板設(shè)置有重錘式緊急切斷閥，閥后接一段真空管道，真空管道末端伸出水泥基礎(chǔ)后的管道為PIR保溫，重錘式緊急切斷閥后接有1臺(tái)手動(dòng)截止閥和1臺(tái)緊急切斷閥（由HAZOP分析后得出需要1臺(tái)重錘式緊急切斷和1臺(tái)緊急切斷，以保證貯槽安全）。貯槽內(nèi)LNG通過(guò)底部的排液口排出，并通過(guò)2臺(tái)并聯(lián)使用的低溫LNG泵升壓后，輸送到LNG裝車(chē)臺(tái)為L(zhǎng)NG槽車(chē)進(jìn)行裝車(chē)。

表1 5 000m3LNG常壓平底貯槽基本參數(shù)

2.3 貯槽自增壓器進(jìn)液管路（DN40）、出氣管路（DN80）

貯槽配置了500Nm3/h自增壓器為貯槽提供增壓。自增壓器進(jìn)液管路設(shè)置有氣動(dòng)切斷閥，與貯槽壓力連鎖，當(dāng)貯槽壓力小于7kPa，此閥門(mén)打開(kāi)為貯槽增壓。自增壓器進(jìn)液管路由內(nèi)槽側(cè)壁引出。自增壓器出氣管路設(shè)置有手動(dòng)截止閥，此管路沿外槽內(nèi)壁支架向上，中間設(shè)置有U型彎補(bǔ)償應(yīng)力，最后由內(nèi)槽頂部進(jìn)入內(nèi)槽。

2.4 內(nèi)槽負(fù)壓補(bǔ)氣管路

內(nèi)槽負(fù)壓補(bǔ)氣管路設(shè)置2種補(bǔ)壓管路：天然氣和氮?dú)庋a(bǔ)氣管路。天然氣補(bǔ)氣管路設(shè)置有氣動(dòng)切斷閥，與內(nèi)槽壓力連鎖，當(dāng)內(nèi)槽壓力低于6kPa時(shí)開(kāi)啟為內(nèi)槽補(bǔ)壓。當(dāng)此管路補(bǔ)壓不及內(nèi)槽壓力繼續(xù)下降時(shí)，另一路氮?dú)庋a(bǔ)氣管路當(dāng)內(nèi)槽壓力低于5kPa時(shí)開(kāi)啟為內(nèi)槽補(bǔ)壓。

2.5 內(nèi)槽安全裝置（DN200）

內(nèi)槽設(shè)置有2臺(tái)呼閥和2臺(tái)吸閥。呼閥呼氣壓力25kPa，吸閥吸氣壓力-0.5kPa，達(dá)到了內(nèi)槽最大和最小設(shè)計(jì)壓力。

2.6 內(nèi)槽頂部放空管路（DN150）

內(nèi)槽頂部設(shè)置有就地放空管路，放空高度比貯槽最高點(diǎn)高5m，放空管上設(shè)有氣動(dòng)切斷閥，與內(nèi)槽壓力連鎖，當(dāng)內(nèi)槽壓力低于20kPa時(shí)開(kāi)啟為內(nèi)槽泄壓。此閥還設(shè)置有旁通閥門(mén)，在氣動(dòng)切斷閥維修更換時(shí)可手動(dòng)為貯槽泄壓。放空管上接有阻火器，且在放空管末端設(shè)置有2臺(tái)鎧裝雙支鉑熱電阻，測(cè)量出口溫度。當(dāng)監(jiān)測(cè)溫度到達(dá)200℃，則判定放空口出口有火情，則連鎖干粉滅火裝置對(duì)著放空口噴射干粉滅火，消除火災(zāi)隱患。

2.7 泵回流管路（DN80）

泵回流管路設(shè)置有氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥，此閥門(mén)與泵出口壓力連鎖，當(dāng)泵出口壓力大于800kPa時(shí)，此閥門(mén)連鎖打開(kāi)；且可以遠(yuǎn)程調(diào)整閥門(mén)開(kāi)度，以控制泵的出液量。

2.8 外槽正、負(fù)壓保護(hù)

外槽與內(nèi)槽夾層頂部設(shè)置有2臺(tái)呼吸閥接口（DN250），為外槽提供正、負(fù)壓保護(hù)。外槽頂部設(shè)置2臺(tái)緊急泄放閥接口（DN500），此夾層緊急泄放口可在內(nèi)槽LNG泄露進(jìn)夾層瞬間氣化后體積膨脹、壓力升高時(shí)為泄露的天然氣提供緊急出口。

2.9 BOG回收管路（DN200）

此管路為貯槽中最重要的經(jīng)濟(jì)管路。管路中設(shè)置有氣動(dòng)切斷閥與內(nèi)槽壓力連鎖，當(dāng)內(nèi)槽壓力大于18kPa時(shí)，此閥門(mén)打開(kāi)。BOG放出，天然氣進(jìn)入BOG加熱系統(tǒng)。此系統(tǒng)設(shè)置有1臺(tái)1 200Nm3/h空溫式BOG加熱器和1臺(tái)1 200Nm3/h的電加熱水浴式BOG復(fù)熱器。BOG經(jīng)加熱器和復(fù)熱器加熱后送入BOG壓縮系統(tǒng)回收，再經(jīng)深冷液化系統(tǒng)液化重新制成LNG進(jìn)入貯槽，避免浪費(fèi)。

2.10 貯槽液位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

貯槽設(shè)置有1臺(tái)液位開(kāi)關(guān)，可對(duì)貯槽H液位和HH液位報(bào)警和連鎖。貯槽設(shè)置1臺(tái)伺服液位計(jì)和2臺(tái)雷達(dá)導(dǎo)波液位計(jì)，可對(duì)貯槽L液位、LL液位、H液位和HH液位進(jìn)行報(bào)警，并對(duì)相關(guān)閥門(mén)進(jìn)行連鎖。當(dāng)LNG進(jìn)液時(shí)，液位超過(guò)設(shè)定的H液位時(shí)，4臺(tái)液位計(jì)四選二對(duì)液位進(jìn)行報(bào)警；超過(guò)設(shè)定的HH液位時(shí)，四選二對(duì)進(jìn)液閥進(jìn)行連鎖關(guān)閉，保證貯槽安全。當(dāng)LNG出液時(shí)，液位低于設(shè)定的L液位時(shí)，三選二對(duì)液位進(jìn)行報(bào)警；超過(guò)設(shè)定的LL液位時(shí)，三選二對(duì)出液閥進(jìn)行連鎖關(guān)閉。

2.11 內(nèi)槽頂部氣相壓力管路（DN15）

貯槽氣相壓力管路設(shè)有相同的三路。由貯槽頂部引出經(jīng)U型彎補(bǔ)償應(yīng)力后引出外槽，接至儀表柜，在儀表柜上有3只盤(pán)裝膜盒壓力表，可對(duì)貯槽壓力精準(zhǔn)顯示。氣相壓力管路還連接有壓力變送器，對(duì)各個(gè)氣動(dòng)閥門(mén)進(jìn)行三選二壓力報(bào)警和連鎖。

2.12 夾層可燃?xì)怏w監(jiān)測(cè)管路（DN40）

外槽頂部引出一個(gè)接口，連接可燃?xì)怏w監(jiān)測(cè)儀表，當(dāng)內(nèi)槽泄露LNG氣化后，可燃?xì)怏w監(jiān)測(cè)儀會(huì)監(jiān)測(cè)出天然氣濃度是否超過(guò)設(shè)定值。超過(guò)則對(duì)中控室進(jìn)行報(bào)警，提醒維修。

2.13 夾層充氮管路（DN50）

貯槽夾層需要不停地充入氮?dú)?，夾層充氮管路設(shè)置有自力式調(diào)節(jié)閥對(duì)氮?dú)膺M(jìn)行減壓，減壓后充入夾層以保持夾層內(nèi)珠光砂的干燥。

2.14 溫度監(jiān)測(cè)

采用鎧裝雙支鉑熱電阻對(duì)內(nèi)槽溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，內(nèi)槽壁、內(nèi)槽底板、底部絕熱層、BOG加熱器和復(fù)熱器等設(shè)置有測(cè)溫點(diǎn)共計(jì)49個(gè)，所有溫度信號(hào)送進(jìn)中控室。

內(nèi)槽設(shè)置8層共32個(gè)溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)，用于監(jiān)測(cè)內(nèi)槽從上到下液體溫度變化情況，從而分析液體的密度和分層情況；內(nèi)槽底板設(shè)置溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)7個(gè)，用于監(jiān)測(cè)底部的液體溫度變化情況；外槽底板設(shè)置溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)7個(gè)，用于監(jiān)測(cè)內(nèi)筒底部是否泄漏；放空管路出口設(shè)置溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)2個(gè)，用于監(jiān)測(cè)放空口是否有火情。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)5 000m3LNG常壓平底貯槽工藝流程的分析，對(duì)其設(shè)計(jì)、安全使用等方面有了較全面的認(rèn)識(shí)。由于貯槽貯存介質(zhì)為低溫液體LNG，操作不當(dāng)易導(dǎo)致低溫灼傷或火災(zāi)。所以，在貯槽的設(shè)計(jì)、操作過(guò)程中一定要注意安全，避免因設(shè)計(jì)缺陷或操作不當(dāng)而造成經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。

［1］湛盧炳，孫晉坡，陳再康.大型貯罐設(shè)計(jì)［M］.上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1996.

Research of the Process Flow of 5 000m3LNG Atmospheric Flat Bottom Tank

Yu Yue
（Henan Kaiyuan Gas Equipment Co.Ltd.，Kaifeng Henan 475004）

Thispaperintroducedthebasicstructureofthe5000m3LNGatmosphericflatbottomedtank,Inordertohavea certainguidingsignificanceforthedesignanddevelopmentofflatbottomtankanddailyoperationandmaintenancework.

LNG；tank；BOG；tank safety；pressure protection

TE972

A

1003-5168(2016)09-0079-02

2016-08-07

于躍（1982-），男，?？?，助理工程師，研究方向：機(jī)械制造及其自動(dòng)化。