LNG瓶組供氣站的工藝設(shè)計(jì)及安全運(yùn)行注意事項(xiàng)

寶雞中燃城市燃?xì)獍l(fā)展有限公司 屈菊紅 王 佳

LNG瓶組供氣站的工藝設(shè)計(jì)及安全運(yùn)行注意事項(xiàng)

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LNG瓶組供氣站以其投入資金少、占地面積小、操作便捷又安全可靠，尤其在天然氣管道氣無(wú)法到達(dá)的地區(qū)，應(yīng)用較為廣泛。文章主要從LNG瓶組站選址、工藝設(shè)計(jì)和安全運(yùn)行方面進(jìn)行了淺析。

LNG瓶組站 工藝設(shè)計(jì) 安全運(yùn)行

0 前言

燃?xì)夤芫W(wǎng)無(wú)法達(dá)到的邊遠(yuǎn)城市和地區(qū)，用LNG瓶組站作為臨時(shí)供氣是不錯(cuò)的選擇。

LNG瓶組站主要設(shè)備是LNG氣化橇(氣化、調(diào)壓、計(jì)量和等功能于一橇)整體安裝簡(jiǎn)便，可以節(jié)省大量時(shí)間。LNG瓶組站具有投入資金少、占地面積小、建設(shè)周期短、操作簡(jiǎn)單和運(yùn)行安全可靠等特點(diǎn)，可迅速地向用戶(hù)供氣。

1 站址選擇

LNG瓶組供氣站選址應(yīng)充分考慮與周邊建、構(gòu)筑物的安全間距，滿(mǎn)足《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50028—2006)、《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB 50016—2014)的相關(guān)條款的規(guī)定，這是為L(zhǎng)NG瓶組站安全、可靠運(yùn)行把好第一關(guān)。站址還應(yīng)具有適宜的地形、工程地質(zhì)、供電、給排水和通訊等條件。LNG氣瓶組應(yīng)在站內(nèi)固定地點(diǎn)設(shè)置；瓶組站四周應(yīng)設(shè)置高度不低于2 m的不燃燒體實(shí)體圍墻；氣瓶組應(yīng)在站內(nèi)固定地點(diǎn)露天(可設(shè)置罩棚)設(shè)置。

2 LNG瓶組站供氣規(guī)模

《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50028—2006)的相關(guān)條款規(guī)定瓶組供氣站的規(guī)模一般如下：

(1)單個(gè)氣瓶宜采用175 L，最大容積不應(yīng)大于410 L，充裝量不大于總?cè)莘e的90%。氣瓶組總?cè)莘e不應(yīng)大于4 m3。

(2)氣瓶組儲(chǔ)氣總?cè)莘e應(yīng)按1.5倍計(jì)算月平均日供氣量確定。

(3)氣化裝置的總供氣能力應(yīng)根據(jù)高峰小時(shí)用氣量確定。氣化裝置的配置臺(tái)數(shù)不應(yīng)少于2臺(tái)，且應(yīng)有1臺(tái)備用。

3 LNG瓶組站工藝設(shè)計(jì)

3.1 工藝流程

LNG運(yùn)瓶車(chē)將裝有LNG的鋼瓶運(yùn)至站內(nèi)，連接好鋼瓶的氣、液相軟管，通過(guò)鋼瓶自帶的升壓器給鋼瓶增壓，利用壓差將鋼瓶中的LNG送入外接氣化器；在氣化器中LNG加熱氣化：然后通過(guò)調(diào)壓器調(diào)壓至所需壓力，經(jīng)計(jì)量、加臭后送往用戶(hù)。在站內(nèi)設(shè)置使用和備用兩組鋼瓶，兩組數(shù)量相同，當(dāng)使用側(cè)的LNG鋼瓶的液位下降到規(guī)定液面時(shí)，應(yīng)及時(shí)切換到備用瓶組一側(cè)，切換下來(lái)的空鋼瓶也應(yīng)及時(shí)灌裝備用。送至用戶(hù)的天然氣應(yīng)滿(mǎn)足城鎮(zhèn)燃?xì)赓|(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50028—2006)第3.2節(jié)的要求，因此經(jīng)氣化調(diào)壓后的天然氣必須加臭，加臭量不小于20 mg/m3，工藝流程圖見(jiàn)圖1。

圖1 工藝流程

3.2 主要工藝設(shè)備

3.2.1 LNG 鋼瓶

LNG鋼瓶主要起存儲(chǔ)和運(yùn)輸LNG的作用，具有低溫絕熱的特性，LNG鋼瓶為雙層結(jié)構(gòu)，內(nèi)膽儲(chǔ)存低溫液體，承受介質(zhì)的壓力和低溫，內(nèi)膽的材料采用耐低溫合金鋼；外殼為內(nèi)膽的保護(hù)層，與內(nèi)膽之間保持一定間距，形成絕熱空間，承受內(nèi)膽和介質(zhì)的重力荷載以及絕熱層的真空負(fù)壓。外殼不接觸低溫，采用容器鋼制作。絕熱層大多填充珠光砂，抽高真空。低溫氣瓶蒸發(fā)率一般低于0.2%。

3.2.2 氣化橇

LNG氣化橇高度集成了空溫式氣化器、計(jì)量、調(diào)壓、加臭等設(shè)備?？諟厥綒饣鲃t是其主要設(shè)備，空溫式氣化器一般根據(jù)用戶(hù)提供的小時(shí)平均用氣量、最大用氣量等數(shù)據(jù)進(jìn)行選型，在天氣比較寒冷地區(qū)還應(yīng)配置電熱式加熱器用以升溫。LNG空溫式氣化器有其自身的弱點(diǎn)：完全依靠吸收空氣熱量，加上氣化橇本身通風(fēng)性差，更容易積霜，積霜后氣化能力隨之下降，同時(shí)結(jié)霜快化霜慢，若不能及時(shí)化霜就會(huì)使氣化器出口氣體溫度過(guò)度下降，威脅管網(wǎng)安全，這就要求我們必須按照實(shí)際情況進(jìn)行氣化器選型。一般選擇2臺(tái)氣化器，一開(kāi)一備；調(diào)壓器采用帶有超、低壓切斷功能的兩路調(diào)壓；計(jì)量采用帶有溫壓補(bǔ)償?shù)牧_茨流量計(jì)，并設(shè)置旁通路以確保流量計(jì)在維修時(shí)不影響系統(tǒng)的正常工作；加臭選用四氫噻吩作為加臭劑，根據(jù)天然氣的動(dòng)態(tài)流量自動(dòng)調(diào)節(jié)加臭。

3.3 電氣設(shè)計(jì)

LNG瓶組供氣站站內(nèi)爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所和生產(chǎn)用房的電氣應(yīng)加防爆保護(hù)，防爆應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家《爆炸危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50058—2014)的規(guī)定；

站內(nèi)防雷接地設(shè)施設(shè)計(jì)應(yīng)符合《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50057—2010)的“第二類(lèi)防雷建筑物”的規(guī)定，靜電接地設(shè)計(jì)應(yīng)符合《化工企業(yè)靜電接地設(shè)計(jì)規(guī)程》(HG/T 20675—1990)的規(guī)定；站內(nèi)設(shè)置燃?xì)鉂舛葯z測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，燃?xì)鉂舛葯z測(cè)報(bào)警器的報(bào)警濃度應(yīng)取天然氣爆炸下限的20%(體積分?jǐn)?shù))，報(bào)警器顯示應(yīng)設(shè)置在值班室或儀表室有值班人員的場(chǎng)所。

3.4 排水設(shè)計(jì)

由于LNG空溫式氣化器運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的積霜融化后的水會(huì)產(chǎn)生積水；另外，在用氣高峰時(shí)段氣化橇空溫式氣化器中的積霜可以用水進(jìn)行沖洗，以保證安全穩(wěn)定地供氣，若沒(méi)有排水措施，便會(huì)形成積水，因此在氣化橇基礎(chǔ)承臺(tái)設(shè)計(jì)出一定的坡度，并且在其四周設(shè)計(jì)排水溝，這樣可以保證積水及時(shí)排出。

3.5 值班室設(shè)置

由于LNG瓶組站規(guī)模小，可根據(jù)業(yè)主要求可為有人值守型也可為無(wú)人值守站，若為有人值守站時(shí)候，應(yīng)將值班室與生產(chǎn)區(qū)分開(kāi)，這不僅是加強(qiáng)站場(chǎng)安全管理的需要，更是人性化管理的需要；若為無(wú)人值守站則需要配備兼職人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)管理。

4 安全控制實(shí)現(xiàn)的功能

(1)超壓自動(dòng)放散：調(diào)壓前氣液相管路壓力超過(guò)設(shè)定值時(shí)放散閥自動(dòng)開(kāi)啟進(jìn)行放散；

(2)手動(dòng)安全控制：需緊急降低管路壓力時(shí)，可手動(dòng)打開(kāi)手動(dòng)放散閥進(jìn)行氣體放散；

(3)自動(dòng)切斷：氣化后及調(diào)壓后氣體壓力超高時(shí)；氣化后氣體溫度低于0 ℃時(shí)，自動(dòng)切斷閥關(guān)閉；

(4)泄漏報(bào)警：當(dāng)瓶組站內(nèi)出現(xiàn)漏氣時(shí)，達(dá)到一定濃度時(shí)自動(dòng)進(jìn)行聲、光報(bào)警，并可與自動(dòng)控制閥門(mén)實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)，自動(dòng)關(guān)閥控制閥門(mén)；

(5)信號(hào)采集、現(xiàn)場(chǎng)顯示及遠(yuǎn)傳至控制柜；

(6)主要設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，值班室內(nèi)顯示、聯(lián)鎖、報(bào)警。

5 安全運(yùn)行注意事項(xiàng)

(1)LNG瓶組站應(yīng)在醒目的位置設(shè)置“禁止煙火”等安全標(biāo)志；同時(shí)在場(chǎng)站圍墻上設(shè)置安全管理、安全生產(chǎn)及安全文化方面的宣傳標(biāo)語(yǔ)。

(2)LNG瓶組站巡回檢查路線(xiàn)：LNG氣瓶組——高壓軟管——調(diào)壓加熱裝置——計(jì)量表——加臭機(jī)——出站管道(以上含工藝管線(xiàn))——站場(chǎng)變配電箱——控制柜及報(bào)警裝置——消防滅火設(shè)施——站區(qū)內(nèi)其它附屬設(shè)施。

(3)首次供氣或供氣系統(tǒng)停用后處于常溫時(shí)，都必須對(duì)LNG低溫部分設(shè)備按既定的預(yù)冷方案進(jìn)行預(yù)冷處理。

(4)嚴(yán)格按照特種設(shè)備、儀器的檢修保養(yǎng)要求，定期做好保養(yǎng)維護(hù)工作。定期對(duì)LNG鋼瓶安全閥、壓力表、液位計(jì)等進(jìn)行校驗(yàn)，保證其工作正常。

(5)站內(nèi)很多閥門(mén)在運(yùn)行時(shí)處于低溫狀態(tài)，工作人員在操作時(shí)應(yīng)佩戴專(zhuān)用手套，以防止造成低溫傷害。另外，空溫式氣化器表面在長(zhǎng)期使用后會(huì)結(jié)霜，影響其熱交換性能，所以需要定期清理結(jié)霜。

(6)為避免打開(kāi)閥門(mén)供氣時(shí)氣流沖擊對(duì)流量計(jì)造成的損傷，在開(kāi)啟計(jì)量裝置的閥門(mén)時(shí)需要緩慢開(kāi)啟，注意觀察壓力表的變化，待管道的氣壓平衡后方能完全開(kāi)啟。

6 結(jié)語(yǔ)

LNG瓶組供氣站技術(shù)成熟、安全可靠、投資省，建設(shè)規(guī)模上有很大的靈活性，具有管道天然氣不可比擬的優(yōu)勢(shì)，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看LNG瓶組供氣是無(wú)法與管道氣競(jìng)爭(zhēng)，兩者們之間會(huì)形成一種互補(bǔ)關(guān)系，在城市供氣中同樣起著舉足輕重的作用。

Precautions for Process Design and Safety Operation of LNG Bottle Group Gas Station

Baoji China City Gas Development Co., Ltd. Qu Juhong Wang Jia

LNG bottle group gas station has the characteristics of less investment, small occupation area,convenient operation and safe and reliable. Especially in areas where natural gas pipeline gas can’t reach, it is widely used. In this paper, the location, process design and safety operation of LNG bottle group gas station are analyzed.

LNG bottle group gas station, process design, safety operation