LNG气化站的设计

LNG 气化站设计

第２８卷第５期

有色冶金设计与研究

２００７矩１０月

ＬＮＧ气化站的设计

胡炯华

（南昌有色冶金设计研究院，江西南昌３３０００２）

［摘要］论述了ＬｉＮＧ气化站的工艺流程、主要设备的特点及气化站的安奎消防措施。［关键词｝ＬＮＧ气化站；工艺；设备选型；安全

中图分类号：ＴＫｌ７４文献标识码：Ｂ文章编号：１００４－－４３４５（２００７）０５－０００１－－０３

ＤｅｓｉｇｎｏｆＬＮＧＧａｓｉｆｉｃａｔｌｏｎＳｔａｔｉｏｎ

ＨＵＪｉｏｎｇ－ｈｕａ

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Ａｂｓｔｒａｃｔ

ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＮｏｎｆｅｒｒｏｕｓ

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Ｋｅｙｗｏｒｄｂ圳Ｇ鲫学妒ｓｔａｔｉｏｎ；ｐｒｏｃｅｓｓ；ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ

１前言

ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ；ｓａｆｅｔｙ

主要为新疆广汇集团，运输方式主要采用低温槽车公路运输．气化站储配量一般为７—１０天的用气量。２．２其他因素

ＩＮＧ即液化天然气，是天然气在常压、一１６２＇Ｅ时的液化产物，主要成分为甲烷，另有少量乙烷、丙烷等烃类，几乎不含水、硫、二氧化碳等物质，是一种洁净、

与以居民、公建为主导用气的气化站相比，工业用

气化站具有用量大、用气均匀稳定、气质要求高等特点，在工艺设计和设备选型上也有不同的特点和要求。３

利于环保的能源。液化天然气常压下储存温度

为一１６２℃。液化后体积约为标准状况下天然气的

１／６００。

ＬＮＧ气化站工艺设计

至今我国尚无ＬＮＧ的专用设计标准，在国内

由于天然气具备以上的优势。在诸多工业中，受到了青睐。将其用低温槽车进行运输，到达ＬＮＧ气

化站后气化供应，解决了天然气管道无法到达的城市利用天然气的问题。本文着重阐述企业生产用气化站的设计特点。

ＬＮＧ气化站设计时。基本参照ＧＢ５００２８—２００６（城镇

燃气设计规范》和ＧＢ５０１８３—２００４《石油天然气工程

设计防火规范》设计，实践证明安全可行［２１。

３．１工艺流程

ＬＮＧ储配站的工艺流程如图ｌ。

２气化站规模的确定

气化站规模需综合考虑用气量、气源、供气安

（１）ＬＮＧ增压卸车系统

ＬＮＧ采用罐式集装箱槽车运送至站内，槽车增

全、经济评估及输配系统等因素【１１。

２．１储配规模

通常情况下，根据从气源到气化站的运输方式的不同，ＬＮＧ储配量也不尽相同。目前，我国ＬＮＧ供应商

收稿日期：２００７－－０６－１５

压方式卸车。站内卸车增压器给集装箱槽车增压至

０．６

ＭＰａ。利用压差将ＬＮＧ送入低温储罐。（２）储存增压系统

正常供气操作中为保持储罐内压力的稳定，必须

作者简介：胡炯华（１卯６一），男。江西人。工程师．主要从事热能工程设计与研究工作。

万方数据　

LNG 气化站设计

．２．

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金

设

计

与

研究第２８卷

不断地向储罐补充气体，对ＬＮＧ储罐进行增压，维持０．３—０．３５ＭＰａ的压力，保证ＬＮＧ输出量满足需求。

放敞塔

加热器Ｌ。１＋『调压计｝

量加臭

用户

加热器

圈１

ＬＮＧ储配站工艺流程

当ＬＮＧ储罐压力低于升压调节阀设定开启压点温度为一１６１．５℃，常压下储存温度为一１６２．３＇１２，密度力时。压力调节阀开启，ＬＮＧ进入储罐增压器，气化约４３０ｋｇ／ｍ３。当ＬＮＧ气化为气态天然气时．其临界的ＮＧ通过储罐顶部的气相管进入罐内，使储罐压力浮力温度为一１０７℃。当气态天然气温度高于一１０７℃上升；当ＬＮＧ储罐压力高于设定压力时，调节阀关闭，时，气态天然气比空气轻，将从泄漏处上升飘走。当气储罐增压器停止气化，随着罐内ＬＮＧ的排出，储罐压态天然气温度低于一１０７℃时，气态天然气比空气重，力下降。通过调节阀的开启和关闭，从而将ＬＮＧ储低温气态天然气会向下积聚，与空气形成可燃性爆罐压力维持在设定压力范围内。

炸物。为了防止安全阎放空的低温气态天然气向下（３）ＢＯＧ回收系统

积聚形成爆炸性混合物，设置ｌ台空温式ＥＡＧ加热

低温槽车内ＬＮＧ卸完后．尚有高压低温天然气。器，放散气体先通过该加热器加热，使其密度小于空

为节约资源。增加经济效益。在卸车台特设计一路低

气，然后再引入放散塔高空放散。

温气体天然气回收管线。

槽车及储罐排出的ＢＯＧ气体为低温状态，压力

４设备选型

在０．３—０．６ＭＰａ之间．且流量不稳定。ＢＯＧ工艺将其

加热至０～５０Ｃ常温后，同气化加热工艺的常温ＮＧ一４．１

ＬＮＧ储罐

并输入调压系统。

储罐是ＬＮＧ气化站的主要设各，占有较大的造

（４）气化系统

价比例。按结构形式可分为地下储罐、地上金属储罐采用两组空浴式气化器组，同样利用空气为热

和金属，预应力混凝土储罐３类。

源，当一组使用时间过长，气化器结霜严重时，导致气对于中、小型气化站，一般选用真空粉末绝热低

化器气化效果降低，出口温度达不到要求，人工（或自温储罐，储罐内分为内、外两层，填充珠光砂粉末，夹

动或定时）切换到另一组使用，本组进行自然化霜（或层抽真空．有效防止外界热量传入罐内，保证罐内热水化霜）。在夏季，经空浴式气化器气化后天然气温ＬＮＧ日气化率低于０．３％（Ｖ／Ｖ）．保障储罐安全ｐｌ。度可达１５‘Ｃ左右，可以直接进管网：在冬季或雨季，由

４．２储罐增压器

于环境温度或湿度的影响，气化器气化效果大大降

每台储罐配用１台空温式气化器为储罐增压，

低，气化后天然气温度太低，经水浴式加热器加热，达ＬＮＧ进增压气化器的温度为一１６２．３℃，气态天然气出到允许温度，再进管网。

增压气化器的温度为一１４５℃。４．３卸车增压气化器

（５）调压系统

常规ＬＮＧ集装箱罐车上不配备增压装置，因此

调压器系统采用双阀组设置。调压器阀后压力站内必须设置卸车增压气化器，将罐车压力增至设定为０．１２ＭＰａ，计量、加臭后送入厂区天然气管，供０．６ＭＰａ。ＬＮＧ进气化器温度为一１６２．３＂Ｃ，气态天然气用户使用。

出气化器温度为一１４５℃。

（６）安全放散系统

４．４

ＢＯＧ加热器

ＬＮＧ是以甲烷为主的液态混合物．常压下的沸

为节约能耗，ＢＯＧ加热采用空温式，ＢＯＧ加热器

万　

方数据

LNG 气化站设计

第５期ＬＮＧ气化站的设计

３

加热或空温式ＢＯＧ加热器＋ＮＧ蒸汽加热器加热，根据季节的不同，选择不同的加热方式。

４．５

ＬＮＧ气化器

气化器以空温式气化器为主，辅以蒸汽加热气

化器。在环境温度较低时，开启蒸汽加热气化器，提高供气的可靠性。４．６调压计量装置

调压装置采用“２＋１”结构，即一开一备一旁通。计量设旁路即“１＋１”结构，便于在流量计校验或检修时不中断正常供气。流量计选用涡轮流量计１台，具有压力、温度的校正和补偿功能，现场显示流量数值并预留远传接口，量程比为２０：．１，系统精度１．５级。

加臭设备为撬装一体设备。根据燃气流量变化，

按比例加臭，加臭控制器采用单片机，实现燃气流量

变化的自动控制。

５阀门、管道及管件

５．１阀门选型

工艺系统阀门应满足输送ＬＮＧ的压力和流量要求，同时必须具备耐一１９６℃的低温性能。常用的ＬＮＣ阀门主要有增压调节阀、减压调节阀、紧急切断阀、低温截止阀、安全阀、止回阀等。阀门材料为

０Ｃｒｌ８Ｎｉ９。

５．２管道及管件

（１）介质温度≤一２０６Ｃ的管道采用输送流体用不锈钢无缝钢管（ｇＢｔｒ１４９７６—２００２），管件均采用无缝热压管件（ｇＢｒｒ１２４５９—２００５），法兰采用凹凸面长颈对焊钢制管法兰（ｒｉｇ２０５９２－９７），法兰密封垫片采用金属缠绕式垫片，紧固件采用专用双头螺柱、螺母，以上材料材质均为０Ｃｒｌ８Ｎｉ９。

（２）介质温度＞一２０℃的工艺管道，当公称直径

≤２００ｎｌＩｎ时，采用输送流体用无缝钢管（ＧＢ／ＴＳｌ６３—

１９９９），材质为２０＃钢；当公称径＞２００ｒａｍ时采用焊接

钢管（ＧＢｔｒ３０４１—２００１），材质为Ｑ２３５Ｂ。管件均采用材质为２０＃钢的无缝冲压管件，法兰采用凸面带颈对焊钢制管法兰．材质为２０＃钢．法兰密封垫片采用柔性石墨复合垫片（ｒｉＧ２０６２９—９７）。

ＩＮＧ工艺管道安装除必要的法兰连接外。均采用焊接连接。低温工艺管道用聚氢酯绝热管托和复合聚乙烯绝热管壳进行绝热。碳素钢工艺管道作防腐处理．

站区ＬＮＧ管道在常温下安装，在低温下运行，前

万　

方数据后温差高达１８０。Ｃ．存在着较大的冷收缩量和温差应力，ｊ蕴常采用“门形”补偿装置补偿工艺管道的冷收缩。

６安全及消防系统问

ＬＮＧ泄漏后会造成冻伤及窒息等人身伤亡事故，且与空气混合后如遇火源，极易燃烧及爆炸，所以气化站的安全及消防系统就显得极为重要。６．１总图布置

将储存区、生产及辅助区和办公区分开设置。做到功能分区合理、又紧凑统一。综合考虑防火间距、消防车道及防火防爆要求。

ＬＮＧ气化站总平面布置与工艺流程相适应．做到内外物流向合理。生产管理和维护方便，确保气化站与厂内建（构）筑物的安全间距、气化站设备布置安全间距满足设计规范要求。６．２电气系统

电气设计严格遵守《爆炸和火灾危险环境电力装

置设计规范》和其他现行的国家标准。选用性能优良、密封绝缘良好的电缆及电气设备以杜绝火灾隐患。用于爆炸性气体环境的电气设备和灯具是与该区域的级别相适应的防爆电气设备和灯具。

确保站内的消防用电及通信设施正常工作．消防控制系统、消防水泵等主要用电设备有备用电源，站内控制室设外线报警电话。站内生产装置及辅助设施、工业建筑物均安装避雷装置。６．３仪表控制

分布控制系统（ＤＣＳ）用于显示和控制ＬＮＧ装置的温度、压力、液位、流量等主要和重要的控制参数。

紧急关闭系统（ＥｓＤ）与ＤＣＳ系统相互独立，在ＬＮＧ装置发生紧急状况时启动。用于隔离和关断ＬＮＧ或其他可燃危险物质的来源．并关闭那些如果继续运行可能维持或加剧灾情的设备。

在工艺设备特别是ＬＮＧ储罐附近设置的可燃气体浓度检测报警器，在生产区设置的火焰探测器、火灾报警器以及用来检测ＬＮＧ是否泄漏的过冷检测器。检测信号均送入ＤＣＳ系统与设定报警值比较，部分重要信号再送入ＥＳＤ系统．便于单元设备停机或全站联锁停车。６．４通风系统

设有ＬＮＧ工艺设备的建构筑物应采取机械排风、自然排风或多种方式相结合的通风措施．使危险气

（下转第６页）

LNG 气化站设计

．６．

有

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金

设

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与研究

第２８卷

从表２可以看出．高料层烧结有效地强化了焙理范围之内。生产实践表明，实施高料层生产后，烧结原料中小矿山矿和氧化物料的配入比例比低料层时有明显增加（见表４），不但很好地解决了矿源紧张与工艺稳定之间的矛盾．而且经济效益显著。

衰４高低料层处理小矿山矿和杂料对比

烧过程，脱硫能力大大增加，同时料层提高后．烧结机

焙烧过程中高温时间延长。床层蓄热能力比低料层

高．因而有利于粘结相的生成。小时产块和有效块率比咀往有较大提高。从而实现了烧结机产能大幅度

提升（见表３）。

裹３高低科屡烧结产能对比情况

５结论

４．２烧结工艺的强化使得经济效益显著

烧结工艺处理小矿山矿和杂料比例增加。经济效益显著。料层提高后，需要通过合理的手段来降低精矿含硫，以维持烧结工艺的热平衡和实现烧结与硫酸之间的协调作业．而增大小矿山矿和杂料这类价格相对便宜的低硫物料的配入比例，能很好地解决这一问题。虽然小矿山矿和杂料的制粒效果较其他矿差．对烧结料层的透气性造成一定影响．但圆筒

【Ｉ】

（１）韶冶一系统采用高料层烧结的工艺模式有效地强化了工艺．实现了烧结机产能的明显提升．烧结块产量和质量都较好满足了鼓风炉的需求。

（２）生产实践证明高料层烧结对原料的依赖程度降低．能增大小矿山矿和杂料的处理量，不但缓解了矿源紧张与工艺稳定之间的矛盾．而且经济效益显著。

烧结机的改造使得混合物料制粒效果明显改善。这

样小矿山矿和杂料配入后料层阻力仍然能维持在合

云正宽等．冶金工程设计第２册【＾Ｉｌ北京．冶金工业出版社娥丘

与硬质合金．１９９９．０２）：２９．

（参考文献】

【２】袁学敏棍合制粒机制粒机理及其内村材料的选择唧．稀有金属

螺■｝■ｔ■｝●■｝■｝■｝■ｔ■｜●■｝■｝鼍■｝●■｝■｝●●■｝■｝■Ｐ■｝■ｔ■ｔ－■｜●★鬻■｝■ｋ■｝●■｝●｝■■ｊ■—ｔ●‘■｝■■●■｝●ｋ（上接第３页）

体聚积所具有的潜在危害性降到最低。如果蒸发气体密度大于空气，应在其聚积部位最低处设通风装置。６．５消防系统

消防系统主要包括消防水系统、干粉灭火系统、泡沫灭火系统和移动式灭火器材。

（１）消防水系统

消防水系统由消防泵房、消防水池、消防管道及消火栓、消防水炮等组成，主要用于冷却储罐等设备

在ＬＮＧ气化站设计过程中，针对工艺流程、设备（４）移动式灭火器材

在ＬＮＧ设备和汽车槽车等处属于严重危险级别的关键位置．设便携式或手推式灭火器。控制室、变配电室内配置手提式二氧化碳灭火器，以保证迅速有效地扑灭初期火灾。

７结语

和管道，而不是控制和扑灭火焰。

ｆ２１干粉灭火系统

选型、阀门、管道及管件、安全消防系统等主要因素进行了优化，确保安全可靠地向用户供气，合理降低

工程造价，提高了项目的经济效益。

干粉灭火剂是扑灭高压力、大流量天然气火灾

的最有效措施。

（３）泡沫灭火系统

采用高倍数泡沫灭火系统。喷出大量泡沫覆盖在泄漏的ＬＮＧ上面，减少来自空气的热量，有效降低］ｕＳＴＧ蒸气产生的速率，减小可燃气体覆盖的范围。若

【参考文献】

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气，２∞６＇（∞．

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ｎ日ｃｈ，２∞７０３，３０３．ｈＩｌｎＩ．

【４】王蕾ｊ＃帆．ＩＮｃ气化站的安全设计呼煤气与热力御０５婀：３０－３３．

条件允许，还可设置固定式低倍数泡沫灭火系统。在

储罐、管道等重要设备上方设置泡沫喷淋灭火装置。

万方数据　

LNG 气化站设计

LNG气化站的设计

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：引用次数：

胡炯华， HU Jiong-hua

南昌有色冶金设计研究院,江西南昌,330002有色冶金设计与研究

NONFERROUS METALS ENGINEERING & RESEARCH2007，28(5)1次

参考文献(4条)

1.金颖 城市LNG气化站主要设备规模及选型的探讨[期刊论文]-上海煤气 2006(03)2.吴创明 LNG气化站工艺设计与运行管理[期刊论文]-煤气与热力 2006(04)3.杨双成 LNG气化站设计特色简介

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引证文献(1条)

1.郑桂友.于京春.刘尚书.霍秀芝.李斌.李超.王真龙.侯宇驰 LNG气化站的设计[期刊论文]-煤气与热力 2009(7)

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