LNG供氣站操作技術(shù)

1.供氣站的氣化工藝流程
　　為降低氣化LNG的操作費(fèi)用，國(guó)內(nèi)大部分地區(qū)的城市供氣站都用空氣作為熱源氣化LNG。
　　2.LNG卸車(chē)工藝
　　通過(guò)公路槽車(chē)或罐式集裝箱車(chē)將LNG從氣源地運(yùn)抵用氣城市LNG供氣站后，利用槽車(chē)上的空溫式升壓氣化器將槽車(chē)儲(chǔ)罐升壓到0.6MPa(或通過(guò)站內(nèi)設(shè)置的卸車(chē)增壓氣化器對(duì)罐式集裝箱車(chē)進(jìn)行升壓)，同時(shí)將儲(chǔ)罐壓力降至約0.4MPa，使槽車(chē)與LNG儲(chǔ)罐間形成約0.2MPa的壓差，利用此壓差將槽車(chē)中的LNG卸入供氣站儲(chǔ)罐內(nèi)。卸車(chē)結(jié)束時(shí)，通過(guò)卸車(chē)臺(tái)氣相管線回收槽車(chē)中的氣相   氣。通常卸1槽車(chē)LNG約需2h。
　　卸車(chē)時(shí)，為防止儲(chǔ)罐內(nèi)壓力升高而影響卸車(chē)速度，當(dāng)槽車(chē)中LNG溫度低于儲(chǔ)罐中LNG的溫度時(shí)，采用儲(chǔ)罐上進(jìn)液方式，低溫LNG通過(guò)儲(chǔ)罐上進(jìn)液管以噴淋狀態(tài)進(jìn)入儲(chǔ)罐，將部分氣體冷卻為液體而降低罐內(nèi)壓力，使卸車(chē)得以順利進(jìn)行。若槽車(chē)中LNG溫度高于儲(chǔ)罐中的LNG，采用下進(jìn)液方式，高溫LNG由下進(jìn)液口進(jìn)入儲(chǔ)罐，與罐內(nèi)低溫LNG混合而降溫，避免高溫LNG由上進(jìn)液口進(jìn)入罐內(nèi)蒸發(fā)而升高罐內(nèi)壓力導(dǎo)致卸車(chē)?yán)щy。由于長(zhǎng)途運(yùn)輸LNG緩慢升溫和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)溫困難，所以除   充裝LNG外，實(shí)際操作中多采用下進(jìn)液方式。
　　為防止卸車(chē)時(shí)急冷產(chǎn)生較大的溫差應(yīng)力損壞管道或影響卸車(chē)速度，每次卸車(chē)前都應(yīng)用儲(chǔ)罐中的LNG對(duì)卸車(chē)管道進(jìn)行預(yù)冷。同時(shí)應(yīng)防止開(kāi)啟或關(guān)閉閥門(mén)使LNG的流速突然改變而產(chǎn)生水擊損壞管路。
　　3.LNG儲(chǔ)罐的自動(dòng)增壓
　　靠壓力推動(dòng)，LNG從儲(chǔ)罐中流向空溫式氣化器，氣化后供應(yīng)用戶。隨著罐內(nèi)LNG的流出，罐內(nèi)壓力不斷降低，LNG出罐速度逐漸變慢直至停止。因此，正常運(yùn)營(yíng)操作中須不斷向儲(chǔ)罐補(bǔ)充氣體，將罐內(nèi)壓力維持在   范圍內(nèi)，才能使LNG氣化過(guò)程持續(xù)下去。儲(chǔ)罐的增壓是由自力式增壓調(diào)節(jié)閥和小型空溫式氣化器組成的自動(dòng)增壓系統(tǒng)來(lái)完成的。當(dāng)罐內(nèi)壓力小于等于自力式增壓閥的設(shè)定開(kāi)啟值時(shí)，增壓閥自動(dòng)打開(kāi)，罐內(nèi)LNG靠液位差流入小型空溫式氣化器氣化成NG(   氣)，經(jīng)增壓閥和氣相管至儲(chǔ)罐內(nèi)，將罐內(nèi)壓力升至所需的工作壓力。罐內(nèi)壓力隨增壓過(guò)程的持續(xù)而升至增壓閥的關(guān)閉壓力時(shí)(比設(shè)定的開(kāi)啟壓力約高10%)，增壓閥關(guān)閉，增壓過(guò)程結(jié)束。隨著氣化過(guò)程的持續(xù)，當(dāng)罐內(nèi)壓力又低于增壓閥設(shè)定的開(kāi)啟壓力時(shí)，增壓閥自動(dòng)打開(kāi)，開(kāi)始新一輪自動(dòng)增壓。
　　對(duì)   高工作壓力為0.8MPa、容積為100m³的立式LNG儲(chǔ)罐，通常設(shè)定增壓閥的開(kāi)啟壓力小于等于0.63MPa、關(guān)閉壓力小于等于0.693MP、增壓區(qū)間約為0.093MPa。
　　維持增壓過(guò)程自動(dòng)進(jìn)行的推動(dòng)力是增壓氣化器與儲(chǔ)罐之間由安裝高度差產(chǎn)生的LNG液體凈壓差，且隨罐內(nèi)LNG液位的升降而變化，故增壓氣化器的安裝高度   低于儲(chǔ)罐的   低液位。
　　運(yùn)行中常出現(xiàn)因開(kāi)啟壓力調(diào)試不當(dāng)，致使新安裝的增壓閥形同虛設(shè)，操作人員不得不打開(kāi)旁通管進(jìn)行人工增壓的情況。人工增壓時(shí)，應(yīng)緩慢打開(kāi)增壓氣化器液相閥，防止閥門(mén)開(kāi)大而導(dǎo)致事故。曾經(jīng)發(fā)生手工增壓時(shí)增壓氣化器液相閥開(kāi)度過(guò)大，大量LNG涌入增壓氣化器后不能   氣化，以氣液兩相狀態(tài)進(jìn)入增壓氣化器出口管道并沖出   閥噴射在LNG儲(chǔ)罐外壁，將儲(chǔ)罐外罐凍裂350mm的事故。因此，應(yīng)盡可能采用自力式增壓閥自動(dòng)增壓。
　　夏季空溫式氣化器   氣出口溫度可達(dá)15℃，可直接進(jìn)管網(wǎng)使用。在冬季或雨季，氣化器氣化效率降低，尤其在北方，氣化器出口   氣的溫度(比環(huán)境溫度約低10℃)遠(yuǎn)低于0℃而成為低溫   氣。為防止低溫   氣直接進(jìn)入城市中壓管網(wǎng)導(dǎo)致管道閥門(mén)等設(shè)施產(chǎn)生低溫脆斷和過(guò)大的供銷(xiāo)差，對(duì)空溫式氣化器出口   氣需再經(jīng)水浴式加熱器將其溫度升到5~10℃，然后再進(jìn)城市輸配管網(wǎng)。通常設(shè)置兩組以上的空溫式氣化器組切換使用。當(dāng)一組使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，氣化器結(jié)霜嚴(yán)重，導(dǎo)致氣化器氣化效率降低，出口溫度達(dá)不到要求時(shí)，人工(或自動(dòng)或定時(shí))切換到另一組使用，本組進(jìn)行自然化霜備用。
　　4.LNG儲(chǔ)罐的壓力控制
　　儲(chǔ)罐的正常工作壓力由自力式增壓調(diào)節(jié)閥的定壓值(后壓)所限定和控制。儲(chǔ)罐的允許   高工作壓力由設(shè)置在儲(chǔ)罐氣相出口管道上的自力式減壓調(diào)節(jié)閥定壓值(前壓)所限定和自動(dòng)控制。當(dāng)儲(chǔ)罐正常工作壓力低于增壓閥的開(kāi)啟壓力時(shí)，增壓閥開(kāi)啟自動(dòng)增壓；當(dāng)儲(chǔ)罐允許   高工作壓力達(dá)到減壓閥設(shè)定開(kāi)啟值時(shí)，減壓閥自動(dòng)開(kāi)啟卸壓，以保護(hù)儲(chǔ)罐   。為增壓閥和減壓閥工作時(shí)互不干擾，增壓閥的關(guān)閉壓力與減壓閥的開(kāi)啟壓力不能重疊，應(yīng)0.05MPa以上的壓力差。例如，若增壓調(diào)節(jié)閥的關(guān)閉壓力設(shè)定為0.693MPa，則減壓調(diào)節(jié)閥的開(kāi)啟壓力為0.76MPa?？紤]兩閥的實(shí)際制造精度，合適的壓力差應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)安裝閥門(mén)時(shí)調(diào)試確定。
　　5.LNG儲(chǔ)罐的超壓保護(hù)
　　LNG在儲(chǔ)存過(guò)程中會(huì)由于儲(chǔ)罐的“環(huán)境漏熱”而緩慢蒸發(fā)，導(dǎo)致儲(chǔ)罐的壓力逐步升高，   終危及儲(chǔ)罐   。因此，設(shè)計(jì)上采用在儲(chǔ)罐上安裝自力式減壓調(diào)節(jié)閥、壓力報(bào)警手動(dòng)放空、   閥起跳   保護(hù)措施來(lái)進(jìn)行儲(chǔ)罐的超壓保護(hù)。國(guó)內(nèi)普遍使用的   高工作壓力為0.80MPa、單罐公稱(chēng)容積為100m³的真空壓力式儲(chǔ)罐，減壓閥的   高開(kāi)啟壓力設(shè)定為0.76MPa，報(bào)警壓力設(shè)定為0.78MP、儲(chǔ)罐   閥的開(kāi)啟壓力和排放壓力分別設(shè)定為0.8MPa和0.88MPa。其保護(hù)順序?yàn)椋寒?dāng)儲(chǔ)罐壓力升到減壓閥設(shè)定值時(shí)，減壓閥自動(dòng)打開(kāi)泄壓；當(dāng)減壓閥失靈罐內(nèi)壓力升至壓力報(bào)警值0.78MPa時(shí)，壓力報(bào)警，手動(dòng)放散卸壓；當(dāng)減壓閥失靈且未能手動(dòng)放散，罐內(nèi)壓力升至0.80MPa時(shí)，儲(chǔ)罐   閥開(kāi)啟，至排放壓力0.88MPa時(shí)，   閥排放卸壓。這樣既了儲(chǔ)罐的   ，又充分發(fā)揮了儲(chǔ)罐的強(qiáng)度儲(chǔ)備(儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)壓力為0.84MPa)。隨著   閥的排放，當(dāng)罐內(nèi)工作壓力降低到   閥排放壓力的85%時(shí)，   閥自動(dòng)關(guān)閉將儲(chǔ)罐密封。正常操作中不允許   閥頻繁起跳。
　　6.LNG儲(chǔ)罐的過(guò)量充裝與低液位保護(hù)
　　LNG的充裝數(shù)量主要通過(guò)罐內(nèi)的液位來(lái)控制。在儲(chǔ)罐上裝設(shè)有測(cè)滿口和差壓式液位計(jì)兩套獨(dú)立液位系統(tǒng)，用于指示和測(cè)量?jī)?chǔ)罐液位。此外，還裝備有高液位報(bào)警器(充裝量85%)、緊急切斷(充裝量)、低限報(bào)警(剩余10%LNG)。儲(chǔ)罐高液位(   大罐容)是按工作壓力條件下飽和液體的密度設(shè)定的，實(shí)際操作中須針對(duì)不同氣源進(jìn)行核定(下調(diào))。
　　7.液位計(jì)接頭泄漏的處理措施
　　由焊接在儲(chǔ)罐外罐上的上、下液位計(jì)接管(材質(zhì)0Cr18Ni9)、三合一程序閥、液位計(jì)顯示表三大部件通過(guò)黃銅螺母接頭連接在一起組成儲(chǔ)罐的差壓式液位訊可方便直觀地顯示出罐內(nèi)LNG的液面高度、容積和重量。由于不銹鋼與黃銅的線膨脹系數(shù)相差2.5%，在低溫下不銹鋼螺柱(接管)與黃銅螺母冷收縮量不同而導(dǎo)致螺紋連接副松動(dòng)引起LNG泄漏，罐內(nèi)LNG壓力高時(shí)泄漏尤甚，近年來(lái)該隱患一直威脅著LNG供氣站的   運(yùn)行。應(yīng)高度重視不同材料在低溫下的變形協(xié)調(diào)性，為液位計(jì)接頭的密封，液位計(jì)螺紋連接副   采用同種材料(0Cr18Ni9)。
　　8.LNG的翻滾與預(yù)防
　　作為不同組分的混合物，LNG在儲(chǔ)存過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)分層而引起翻滾，致使LNG大量蒸發(fā)導(dǎo)致儲(chǔ)罐超壓，如不能及時(shí)放散卸壓，將嚴(yán)重危及儲(chǔ)罐的   。大量證明由于以下原因引起LNG出現(xiàn)分層而導(dǎo)致翻滾：①由于儲(chǔ)罐中先后充注的LNG產(chǎn)地不同組分不同因而密度不同；②由于先后充注的LNG溫度不同而密度不同；③先充注的LNG由于輕組分甲烷的蒸發(fā)與后充注的LNG密度不同。
　　防止罐內(nèi)LNG出現(xiàn)分層常用的措施如下。
　　(1)將不同產(chǎn)地的LNG分開(kāi)儲(chǔ)存。
　　(2)為防止先后注入罐中的LNG產(chǎn)生密度差，采取以下充注方法：①槽車(chē)中的LNG與罐中LNG密度相近時(shí)從儲(chǔ)罐的下進(jìn)液口充注；②槽車(chē)中的輕質(zhì)LNG充注到重質(zhì)LNG儲(chǔ)罐中時(shí)從儲(chǔ)罐的下進(jìn)液口充注；③槽車(chē)中的重質(zhì)LNG充注到輕質(zhì)LNG儲(chǔ)罐中時(shí)，從儲(chǔ)罐的上進(jìn)液口充注。
　　(3)儲(chǔ)罐中的進(jìn)液管使用混合噴嘴和多孔管，可使新充注的LNG與原有LNG充分混合。
　　(4)對(duì)長(zhǎng)期儲(chǔ)存的LNG，采取定期倒罐的方式防止其因靜止而分層。