淺談LNG加氣站設(shè)計(jì)要點(diǎn)

李寶成 黃凱

摘 ?要：伴隨時(shí)代的發(fā)展，人類社會(huì)活動(dòng)的增加，在促進(jìn)社會(huì)進(jìn)步的同時(shí)，也增加了能源的消耗量。為促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展，節(jié)能和研發(fā)新能源一直是時(shí)代發(fā)展的主題之一。為更好的滿足人們的需求，并節(jié)約能源起到較好的保護(hù)環(huán)境的作用，推出了LNG汽車和加氣站。為使LNG加氣站使用功能可以充分發(fā)揮，對(duì)其設(shè)計(jì)要點(diǎn)應(yīng)充分掌握，從而保障設(shè)計(jì)的合理性和可行性。

關(guān)鍵詞：LNG;加氣站;設(shè)計(jì)要點(diǎn)

與其他的燃料相比天然氣具有一定的清潔性，因此在日常的使用中，可有效減少對(duì)環(huán)境的污染。在促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的同時(shí)具有較好的環(huán)保性，LNG汽車指的是在車中進(jìn)行天然氣的存儲(chǔ)，并作為汽車的動(dòng)力來源的一種汽車，通常標(biāo)準(zhǔn)的車用瓶溫度為112K，壓力在0.1MPa左右。為保障這類汽車的日常運(yùn)行，應(yīng)建立相應(yīng)的LNG加氣站，并保障加氣站設(shè)計(jì)的合理性，充分發(fā)揮自身的價(jià)值。

1 建站方式

1.1 站房式設(shè)計(jì)

站房式設(shè)計(jì)通常需要占據(jù)相對(duì)較大的地面面積。因此在土地資源上需要支付的費(fèi)用相對(duì)較多。并且在實(shí)際施工時(shí)，為保障施工的質(zhì)量，通常需要相對(duì)較長的周期，導(dǎo)致施工過程中更易遭受外界環(huán)境的影響。施工時(shí)相關(guān)的工作人員應(yīng)提高重視，切實(shí)保障各個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量。采用這種方式進(jìn)行LNG加氣站進(jìn)行建設(shè)，往往需要較多的施工費(fèi)用。

1.2 撬裝式加氣站

撬裝式LNG加氣站需要在撬裝式的集成系統(tǒng)中將儲(chǔ)存裝置、控制系統(tǒng)等進(jìn)行集中。該方式通常所需的面積較小，因此在土地資源的支付中所需成本相對(duì)較少。在實(shí)際設(shè)計(jì)和施工時(shí)，通常在一個(gè)、多個(gè)的撬塊上集成，該類型的建站方式所需的施工周期相對(duì)較短。對(duì)施工質(zhì)量等方面可有效進(jìn)行控制，并且施工成本相對(duì)較低，可進(jìn)行成本回收等。在進(jìn)行初期LNG加氣站的建設(shè)時(shí)，可采用該方式進(jìn)行，因此在實(shí)際進(jìn)行LNG加氣站的設(shè)計(jì)和施工時(shí)，該類型得到了較為廣泛的應(yīng)用。

（1）橇裝式LNG汽車加氣站防雷技術(shù)。撬裝式加氣站屬于一種較為新型的方式，但是受天然氣自身所具有的易燃易爆炸等特點(diǎn)的影響。使得當(dāng)加氣站發(fā)生雷擊、火災(zāi)時(shí)極易演變?yōu)楸Ｕ?，最終導(dǎo)致嚴(yán)重的損失，并對(duì)工作人員和周圍居民的人身安全造成嚴(yán)重的威脅。所以，在對(duì)撬裝式LNG加氣站進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)提高對(duì)防雷的重視。

首先應(yīng)提高對(duì)接閃器的重視，在LNG加氣站中，通常采用的是低溫儲(chǔ)罐，并將該儲(chǔ)罐和加注裝置等均在撬裝平臺(tái)進(jìn)行集中。此時(shí)低溫儲(chǔ)罐設(shè)置在鋼制的罩棚內(nèi)，并且與罩棚具有一定的距離，而卸車加注撬體則在彩鋼棚。無論是鋼制罩棚還是彩鋼棚其厚度均應(yīng)在BVV以上，若厚度未能達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，則應(yīng)通過設(shè)置接閃裝置的方式提高安全性。通過支撐鋼架實(shí)現(xiàn)彩鋼棚和鋼制罩棚與電氣的連接，當(dāng)罩棚和彩鋼棚具有間隙時(shí)，為保障電壓的均衡性，則需要選擇A&VV進(jìn)行等電位的連接。其次應(yīng)提高對(duì)引下線的重視，引下線可從接閃器中將雷電流影響接地裝置，是一個(gè)重要的具有泄流效果的渠道。陰虛需要將引下線設(shè)置在撬裝平臺(tái)上，通?？稍谵D(zhuǎn)角位置進(jìn)行設(shè)置。連接環(huán)形接地裝置和鋼制罩棚、彩鋼棚，還應(yīng)在值班區(qū)域的兩端設(shè)置相應(yīng)的引下線，進(jìn)而連接接地裝置與接閃器。通常按照周長對(duì)引下線進(jìn)行計(jì)算，應(yīng)在25米以內(nèi)，且其與地面的距離應(yīng)在2.7米以下，并通過耐絕緣層進(jìn)行有效的隔離，也可通過厚度在3毫米左右的交聯(lián)聚乙烯層進(jìn)行隔離。在引下線的三米范圍內(nèi)應(yīng)進(jìn)行瀝青層的敷設(shè)，敷設(shè)的厚度控制在5厘米左右，從而避免出現(xiàn)跨步電壓、接觸電壓。在值班區(qū)域進(jìn)行引下線的設(shè)置時(shí)，還應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的斷接卡。

（2）防閃電感應(yīng)如橇裝式。若LNG加氣站未能采取合理有效的防閃點(diǎn)感應(yīng)的措施，或采取的不及時(shí)，則會(huì)導(dǎo)致加氣站周圍或加氣站自身遭受雷擊。此時(shí)會(huì)導(dǎo)致金屬部件出現(xiàn)閃電靜電感應(yīng)、電磁感應(yīng)等，進(jìn)而導(dǎo)致火花放電現(xiàn)象出現(xiàn)。因此應(yīng)對(duì)儲(chǔ)罐制定相應(yīng)的防閃電感應(yīng)的措施，從而避免其出現(xiàn)爆炸事故。應(yīng)將低溫儲(chǔ)罐轉(zhuǎn)角處用16mm2的軟銅帶與其基礎(chǔ)鋼座相連，基礎(chǔ)鋼座左右兩側(cè)通過2根25mm×4mm的鍍鋅扁鋼用最短途徑連入泵橇儲(chǔ)罐區(qū)環(huán)形接地裝置。卸車加注橇體外加裝鋼護(hù)欄，將鋼護(hù)欄當(dāng)做等電位連接帶使用，將金屬設(shè)備、管道、構(gòu)架、電纜金屬外皮等正常非帶電金屬物可靠電氣連接到鋼護(hù)欄上。

2 LNG汽車加氣站的工藝流程

2.1 卸車流程

（1）泵卸車方式。連接槽車出液口和氣相口，打開管路閥門，通過槽車上的管道放空閥，將卸車軟管中的空氣進(jìn)行吹掃置換。關(guān)閉放空閥后，卸車軟管壓力與儲(chǔ)罐壓力相同，對(duì)卸車軟管接口進(jìn)行檢漏，無泄漏后，打開槽車出液閥和氣相閥。

通過控制盤將系統(tǒng)調(diào)到“卸車模式”或在柜門上手動(dòng)開關(guān)選擇撥到“自動(dòng)卸車”檔，系統(tǒng)自動(dòng)打開壓力平衡流程，儲(chǔ)罐、槽車和低溫泵壓力相互平衡。當(dāng)儲(chǔ)罐壓力降到設(shè)定壓力時(shí)，控制系統(tǒng)啟動(dòng)泵的預(yù)冷流程，槽車中的LNG通過卸車軟管流入到泵池，對(duì)潛液泵進(jìn)行預(yù)冷。

按下啟動(dòng)按鈕，等泵的預(yù)冷溫度達(dá)到要求后，泵自動(dòng)啟動(dòng)對(duì)儲(chǔ)罐進(jìn)行上充液（上下進(jìn)液可以手動(dòng)切換）。

（2）手動(dòng)卸車方式。連接槽車出液口、氣相口，打開進(jìn)液管路閥門，通過槽車上的管道放空閥，將卸車軟管中的空氣進(jìn)行吹掃置換。關(guān)閉放空閥后，卸車軟管壓力與儲(chǔ)罐壓力相同，對(duì)卸車軟管接口進(jìn)行檢漏，無泄漏后關(guān)閉閥門。打開儲(chǔ)罐出液閥、增壓器輸入閥和增壓器輸出閥，給槽車增壓，當(dāng)槽車壓力達(dá)到0.6MPa以上時(shí)，打開出液閥門，槽車中的液體進(jìn)入儲(chǔ)罐底部。

2.2 調(diào)壓流程

（1）自增壓調(diào)壓流程。LNG液體由LNG儲(chǔ)罐的出液口直接進(jìn)入增壓氣化器氣化，氣化后的氣體經(jīng)LNG儲(chǔ)罐的氣相管返回LNG儲(chǔ)罐的氣相空間，為LNG儲(chǔ)罐調(diào)壓。采用這種調(diào)壓方式時(shí)，增壓氣化器的入口壓力為LNG儲(chǔ)罐未調(diào)壓前的氣相壓力與罐內(nèi)液體所產(chǎn)生的液柱靜壓力（容積為30m3的儲(chǔ)罐充滿時(shí)約為0.01MPa）之和，出口壓力為LNG儲(chǔ)罐的氣相壓力（約0.6MPa），所以自增壓調(diào)壓流程調(diào)壓速度慢、壓力低。

（2）潛液泵調(diào)壓流程。LNG液體氣經(jīng)LNG儲(chǔ)罐的氣相管返回到LNG儲(chǔ)罐的氣相空間，為LNG儲(chǔ)罐調(diào)壓。采用潛液泵為儲(chǔ)罐調(diào)壓時(shí)，增壓氣化器入口壓力為潛液泵的出口壓力，美國某公司的TC34型潛液泵最大出口壓力為2.2MPa，一般將出口壓力設(shè)置為1.2MPa，增壓氣化器的出口壓力為儲(chǔ)罐氣相壓力，約為0.6MPa。

2.3 泄壓流程設(shè)計(jì)

卸壓設(shè)計(jì)流程中，對(duì)儲(chǔ)罐進(jìn)行加壓的過程中會(huì)出現(xiàn)液化天然氣不斷揮發(fā)的情況，如果這些提起不被及時(shí)排出的話，儲(chǔ)罐的壓力就會(huì)不斷增大，超過極限承載能力之后，閥門就會(huì)自動(dòng)打開，氣體外泄。所以為了保證加氣站的安全，必須對(duì)儲(chǔ)罐進(jìn)行泄壓處理。

3 結(jié)束語

LNG具有較好的清潔性，因此在使用的過程中，可減少對(duì)環(huán)境的污染，有利于促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。應(yīng)用LNG可有效緩解石油等資源緊缺的難題，因此對(duì)LNG的大力開發(fā)和利用具有重要意義。LNG汽車出現(xiàn)在大眾視野并得到了廣泛的應(yīng)用，為保障其有效發(fā)揮自身的使用功能，應(yīng)設(shè)立相應(yīng)的LNG加氣站，此時(shí)應(yīng)保障加氣站設(shè)計(jì)的合理性和可行性，從而充分發(fā)揮自身的價(jià)值，并且LNG加氣站具有較為廣闊的應(yīng)用前景。

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