浅谈LNG瓶组站设计中的几个问题

   LNG瓶组站是伴随着LNG气站发展起来的一种新型供气设施,具有因地制宜、灵活方便、适应性强的特点,目前被广泛采用。文章结合运行实际,简分析了LNG瓶组的设计中的几个问题,出了自己的完善建议,为LNG瓶组站运行、设计和工程应用供了参考和借鉴。
  关键词LNG橇装瓶组站设计建议
  中图分类号TG82
  .前言
  LNG瓶组站是利用LNG钢瓶进行供气的供气设施,LNG瓶组站主设备是LNG气化橇,LNG气化橇集成了气化、调压、计量、加臭等多种LNG气站功能,在生产厂家按照设计进行定制,成品一次性运输到现场,安装简便,可以节省大量时间。LNG瓶组站具有投资省、占地面积小、建设周期短、操作简单、运行安全可靠等特点,可迅速地向城镇居民或工业用户供气,因此在燃气管网暂未敷设的区域,由LNG瓶组站临时供气成为一个不错的选择.近年LNG瓶组站快速发展,但是由于没有明确的规范及管理规定,存在设计随意性大、建成后基础设施不完善等问题,本文通过分析LNG瓶组站建设中所遇到的问题,对LNG瓶组站设计出了一些完善的建议,希望能够为从事LNG瓶组站设计、施工及管理的各位同行供参考。
  1. LNG瓶组站工艺简介
  1.1 工艺流程
  液化天然气在储存气化站内装入LNG钢瓶, 然后通过运输车运至LNG瓶组站。LNG钢瓶通过金属软管与站区气、液相管道相连,然后利用钢瓶的增压器增压后,将液化天然气压入到空温式气化器,使液态天然气气化加热,转化为气态的天然气,最后经过调压、计量、加臭后供给燃气用户,具体流程图如图1.
  
  图1 LNG瓶组站供气工艺流程图
  1.2 主工艺设备
  (1)LNG钢瓶
  LNG钢瓶主起存储和运输液化天然气的作用,具有低温绝热的特性,一般设计有双层结构。钢瓶外层缠着许多绝热材料,具有很好的绝热性能,内层用于存装低温液化天然气,两层之间被抽成真空,形成绝热效果十分好的系统,可长期储存液化天然气。钢瓶在国内外均有生产,可根据瓶组站供应客户的规模来选择容积,一般有175L立式和41L卧式两种钢瓶。
  (2)瓶组橇
  为了减小占地面积,方便操作,通常将LNG钢瓶组、瓶组汇管以及阀门制作为一个瓶组橇,瓶组橇一般采用天然气低温专用阀门,根据实际情况设置合适的钢瓶借口数量,并设置绝热层。
  (3)气化橇
  气化橇由气化、调压、加臭、计量等设备组合而成。气化器一般采用2台LNG空温式气化器(1用1备),在天气比较寒冷地区还应配置电热式天然气加热器用以升温。调压器采用两路调压,不设置旁通路的模式,带有超、低压切断功能。计量器采用罗茨流量计,带有温度和压力补偿功能,设置旁通路以确保流量计在维修时不影响系统的正常工作。加臭工艺一般采用工业单片机控制加臭控制器,选用乙硫醇和四氢噻吩作为加臭剂,根据天然气的动态流量自动调节加臭。
  2. LNG瓶组站的水电及排水设计
  LNG瓶组站的选址与LNG气化站的选址原则基本相同,但由于一个LNG瓶组站规模一般很小,造成在LNG气化站所必须的供水、供电、排水等条件,在LNG瓶组站选址上往往会被忽略,而实际上,这对一个瓶组站的使用也是必不可少的,针对以上问题笔者主有以下几点建议。
  2.1 供水供电问题。在设计选址中,一般比较重视瓶组站的位置因素,或者认为小型瓶组站水电很容易解决,而不予重视,而施工方或燃气公司为了尽快完成LNG瓶组的建设,往往更关心气化橇设备的制造和安装,也会忽视了供水供电的问题。LNG瓶组站应该配备足够的水电设施,在气化橇连接钢瓶的两侧应至少分别配备1盏防爆路灯,设计高度和亮度应满足钢瓶的拆装所需能见度。供水方面我们在设计中往往会考虑到生活用水,但在实际运行中,用气高峰时需用水清除大量的积霜,所以应在靠近气化橇处设计至少一个接水口。对于会较长时间使用的瓶组站,应尽可能设置消防用水或靠近消防设施。水不是用来扑灭火灾,却可以保护暴露在外部火灾中的设备设施。
  2.2 排水问题。这也是一个容易被忽略的问题,气化橇到场后一般安装于已经做好的基础承台上,由于瓶组站位置一般较偏僻,经常没有排水设施,气化橇空温式气化器在工作时会产生大量的积霜,积霜融化时经常产生积水,用气高峰时还使用水进行除霜,因此设计简易的排水系统是非常必的,基础承台四周应设计排水沟,承台本身也设计相应的坡度,利于排水。
  3.气化器的选型
  LNG气化橇高度集成了空温式气化器、计量、调压、加臭等设备,而空温式气化器则是其主设备,空温式气化器一般根据用户供的小时平均用气量、最大用气量等数据进行选型,但是LNG空温式气化器有其自身的弱点完全依靠吸收空气热量,加上气化橇本身通风性差,更容易积霜,积霜后气化能力随之下降,同时结霜快化霜慢,若不能及时化霜就会使气化器出口气体温度过度下降,威胁管网安全,这就求我们必须按照实际情况进行气化器选型。
  一、对于以居民用户、公司用气为主的LNG瓶组站气化器选型,可以参照一般气化器选型原则,采用一台气化器或一开一备的选型原则,这是因为居民用气分散,每天用气高峰期也比较固定,持续时间较短,即使出现突然的大量用气,我们也可以通过喷水化霜或两台气化器同时开启的方式保障用户供气。
  二、对于工业用户为主的LNG瓶组站气化器选型,由于工业用户用气一般以持续稳定的流量用气,如按照一般原则选型气化器,在夏季炎热季节一般是可以满足用气求的,但在其他季节就容易因为持续结霜不能及时化霜,造成气化能力大幅度下降,很难满足求,所以对这类用户,气化器气化能力应比用户最大用气量高3%左右,一般应选择两台较大气化器,每台在其最大用气量的7%左右,一开一备。
  4. 值班室位置的确定
  由于LNG瓶组站规模小,值班室通常也是简易房,在平面布置设计时,值班室的设置一般比较随意,经常的做法是设置于站内,这样便于对设备的操作和钢瓶的更换。从实际情况来看,我们认为应该遵循生产区和生活区分开的原则,中间设置隔离设施,将值班室与生产区分开,这不仅仅是加强站场安全管理的需,更是人性化管理的需。瓶组站夜间供气时会降低周围环境温度,特别是冬季会产生大量的冷气,将值班室置于生产区内,对于值班的运行人员来说是很冷的,不利于改善运行人员的工作环境。
  5. 操作注意事项
  (1)LNG钢瓶作为一种低温绝热压力容器,站内很多阀门在LNGLNG瓶组站运行时处于低温状态,因此工作人员在操作时应佩戴专用手套,以防止造成低温伤害。由于空温式气化器表面在长期使用后会结霜,影响其热交换性能,所以需制定结霜清理周期,清理时还需注意设备低温造成伤害。
  (2)团计量装置进出口阀门的开启必须十分缓慢。设备上除仪表阀门外的其他阀门先关闭,入口阀门缓慢打开,开始供气,然后开启进气总管压力表前阀门,注意压力表情况。使用流量计时,为防止流量计因气流冲击造成损坏,流量计前的阀门先缓慢打开,然后再缓慢打开后面的阀门。阀门开启时, 应该先略微开启一些,保证使前后管道的压力缓慢的上升,待气压平衡后开大阀门。否则,设备会因为气压的不平衡而造成损坏。
  (3)为了保证安全阀的正常放散,它根部的阀门应保持常开状态。安全阀的旁通阀在人工放散时才打开,通常情况下应保持着关闭状态。当需停止使用整个工艺系统时,应先关闭设备各进口阀门,然后打开放空阀,放净系统内残余气体, 最后通过排污阀排净残余液体。设备各阀门LNG瓶组站停用期间应保持关闭状态。
  (4)LNG瓶组站适用于离城市较远的燃气管网,只能够算是天然气管网铺设前的过渡气源,发挥作用期不长,因此不需大规模建设。由于规范规定的LNG瓶组站总容积不应大于4m3,不适用于对用气量较大的用户,所以供气稳定性无法得到满足。
  5. 结语
  LNG瓶组站可以说是“麻雀虽小五脏俱全”,目前气化橇的设计已较为成熟,国内也有多家专业生产气化橇的厂家,但LNG瓶组站的设计仍然有一些欠缺,主问题是设计与现场情况的脱节,这方面我们还有很多工作做,相信只坚持设计与实际的相结合,多从生产的实际考虑,了解现场情况,从实践中总结经验并应用到设计当中,就可以不断完善我们的设计思路,设计出更易于管理和安全稳定供气的LNG瓶组站。
  
  参考文献
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  4孙浩,王睿. LNG瓶组气化站区域供气方案J. 煤气与热力,28,28(11)2-26
  作者简介郝君第,(1982-)男,汉族,籍贯山东省龙口市,助理工程师,工学学士(本科),
  从事气站等基建工程管理
  
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