lng基本常識(shí)二

【專(zhuān)家解說(shuō)】：

3.1.3LNG儲(chǔ)罐的選材

正常操作時(shí)LNG儲(chǔ)罐的工作溫度為一162．3℃，第一次投用前要用一196℃的液氮對(duì)儲(chǔ)罐進(jìn)行預(yù)冷，則儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)溫度為一196℃。內(nèi)罐既要承受介質(zhì)的工作壓力，又要承受LNG的低溫，要求內(nèi)罐材料必須具有良好的低溫綜合機(jī)械性能，尤其要具有良好的低溫韌性，因此內(nèi)罐材料采用0Crl8Ni9，相當(dāng)于ASME(美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì))標(biāo)準(zhǔn)的304。

根據(jù)內(nèi)罐的計(jì)算壓力和所選材料，內(nèi)罐的計(jì)算厚度和設(shè)計(jì)厚度分別為11．1 mm和12．O mm。作為常溫外壓容器，外罐材料選用低合金容器鋼16MnR，其設(shè)計(jì)厚度為10．0 mm。

3.1.4LNG儲(chǔ)罐接管設(shè)計(jì)

開(kāi)設(shè)在儲(chǔ)罐內(nèi)罐上的接管口有：上進(jìn)液口、下進(jìn)液口、出液口、氣相口、測(cè)滿口、上液位計(jì)口、下液位計(jì)口、工藝人孔8個(gè)接管口。內(nèi)罐上的接管材質(zhì)都為OCrl8Ni9。

為便于定期測(cè)量真空度和抽真空，在外罐下封頭上開(kāi)設(shè)有抽真空口(抽完真空后該管口被封閉)。為防止真空失效和內(nèi)罐介質(zhì)漏入外罐，在外罐上封頭設(shè)置防爆裝置。

3.1.5LNG儲(chǔ)罐液位測(cè)量裝置設(shè)計(jì)

為防止儲(chǔ)罐內(nèi)LNG充裝過(guò)量或運(yùn)行中罐內(nèi)LNG太少危及儲(chǔ)罐和工藝系統(tǒng)安全，在儲(chǔ)罐上分別設(shè)置測(cè)滿口與差壓式液位計(jì)兩套獨(dú)立液位測(cè)量裝置…，其靈敏度與可靠性對(duì)LNG儲(chǔ)罐的安全至關(guān)重要。在向儲(chǔ)罐充裝LNG時(shí)，通過(guò)差壓式液位計(jì)所顯示的靜壓力讀數(shù)，可從靜壓力與充裝質(zhì)量對(duì)照表上直觀方便地讀出罐內(nèi)LNG的液面高度、體積和質(zhì)量。當(dāng)達(dá)到充裝上限時(shí)，LNG液體會(huì)從測(cè)滿口溢出，提醒操作人員手動(dòng)切斷進(jìn)料。儲(chǔ)罐自控系統(tǒng)還設(shè)有高限報(bào)警(充裝量為罐容的85％)、緊急切斷(充裝量為罐容的95％)、低限報(bào)警(剩余LNG量為罐容的10％)。

3.1.6LNG儲(chǔ)罐絕熱層設(shè)計(jì)

LNG儲(chǔ)罐的絕熱層有以下3種形式：

①高真空多層纏繞式絕熱層。多用于LNG槽車(chē)和罐式集裝箱車(chē)。

②正壓堆積絕熱層。這種絕熱方式是將絕熱材料堆積在內(nèi)外罐之間的夾層中，夾層通氮?dú)猓ǔ＝^熱層較厚。廣泛應(yīng)用于大中型LNG儲(chǔ)罐和儲(chǔ)槽，例如立式金屬LNG子母儲(chǔ)罐。

③真空粉末絕熱層。常用的單罐公稱(chēng)容積為100 m3。和50 m3。的圓筒形雙金屬LNG儲(chǔ)罐通常采用這種絕熱方式。在LNG儲(chǔ)罐內(nèi)外罐之間的夾層中填充粉末(珠光砂)，然后將該夾層抽成高真空。通常用蒸發(fā)率來(lái)衡量?jī)?chǔ)罐的絕熱性能。目前國(guó)產(chǎn)LNG儲(chǔ)罐的日靜態(tài)蒸發(fā)率體積分?jǐn)?shù)≤O．3％。

3.2BOG緩沖罐

對(duì)于調(diào)峰型LNG氣化站，為了回收非調(diào)峰期接卸槽車(chē)的余氣和儲(chǔ)罐中的BOG(Boil Off Gas，蒸發(fā)氣體)，或?qū)τ谔烊粴饣鞖庹緸榱司鶆蚧鞖猓Ｔ贐OG加熱器的出口增設(shè)BOG緩沖罐，其容量按回收槽車(chē)余氣量設(shè)置。

3.3儲(chǔ)罐增壓氣化器

按100 m3的LNG儲(chǔ)罐裝滿90 m3的LNG后，在30 min內(nèi)將10 m3。氣相空間的壓力由卸車(chē)狀態(tài)的0．4 MPa升壓至工作狀態(tài)的0．6 MPa進(jìn)行計(jì)算。據(jù)計(jì)算結(jié)果，每臺(tái)儲(chǔ)罐選用1臺(tái)氣化量為200 m3／h的空溫式氣化器為儲(chǔ)罐增壓，LNG進(jìn)增壓氣化器的溫度為一162．3℃，氣態(tài)天然氣出增壓氣化器的溫度為一145 ℃。

設(shè)計(jì)多采用l臺(tái)LNG儲(chǔ)罐帶1臺(tái)增壓氣化器。也可多臺(tái)儲(chǔ)罐共用1臺(tái)或1組氣化器增壓，通過(guò)閥門(mén)切換，可簡(jiǎn)化流程，減少設(shè)備，降低造價(jià)。

3.4卸車(chē)增壓氣化器

由于LNG集裝箱罐車(chē)上不配備增壓裝置，因此站內(nèi)設(shè)置氣化量為300 m3／h的卸車(chē)增壓氣化器，將罐車(chē)壓力增至0．6 MPa。LNG進(jìn)氣化器溫度為一162．3℃，氣態(tài)天然氣出氣化器溫度為一145℃。

3.5 BOG加熱器

由于站內(nèi)BOG發(fā)生量最大的是回收槽車(chē)卸車(chē)后的氣相天然氣，故BOG空溫式加熱器的設(shè)計(jì)能力按此進(jìn)行計(jì)算，回收槽車(chē)卸車(chē)后的氣相天然氣的時(shí)間按30 min計(jì)。以1臺(tái)40 m。的槽車(chē)壓力從0．6MPa降至0．3 MPa為例，計(jì)算出所需BOG空溫式氣化器的能力為240 ma／h。一般根據(jù)氣化站可同時(shí)接卸槽車(chē)的數(shù)量選用BOG空溫式加熱器。通常BOG加熱器的加熱能力為500～1 000 m3／h。在冬季使用水浴式天然氣加熱器時(shí)，將BOG用作熱水鍋爐的燃料，其余季節(jié)送入城市輸配管網(wǎng)。

3.6空溫式氣化器

空溫式氣化器是LNG氣化站向城市供氣的主要?dú)饣O(shè)施。氣化器的氣化能力按高峰小時(shí)用氣量確定，并留有一定的余量，通常按高峰小時(shí)用氣量的1．3～1．5倍確定。單臺(tái)氣化器的氣化能力按2 000m3／h計(jì)算，2—4臺(tái)為一組，設(shè)計(jì)上配置2～3組，相互切換使用。

3.6水浴式天然氣加熱器

當(dāng)環(huán)境溫度較低，空溫式氣化器出口氣態(tài)天然氣溫度低于5℃時(shí)，在空溫式氣化器后串聯(lián)水浴式天然氣加熱器，對(duì)氣化后的天然氣進(jìn)行加熱。加熱器的加熱能力按高峰小時(shí)用氣量的1．3～1．5倍確定。

3.7安全放散氣體(EAG)加熱器

LNG是以甲烷為主的液態(tài)混合物，常壓下的沸點(diǎn)溫度為一161．5℃，常壓下儲(chǔ)存溫度為一162．3 cC，密度約430 k∥m。。當(dāng)LNG氣化為氣態(tài)天然氣時(shí)，其臨界浮力溫度為一107℃。當(dāng)氣態(tài)天然氣溫度高于一107℃時(shí)，氣態(tài)天然氣比空氣輕，將從泄漏處上升飄走。當(dāng)氣態(tài)天然氣溫度低于一107℃時(shí)，氣態(tài)天然氣比空氣重，低溫氣態(tài)天然氣會(huì)向下積聚，與空氣形成可燃性爆炸物。為了防止安全閥放空的低溫氣態(tài)天然氣向下積聚形成爆炸性混合物，設(shè)置1臺(tái)空溫式安全放散氣體加熱器，放散氣體先通過(guò)該加熱器加熱，使其密度小于空氣，然后再引入高空放散。

EAG空溫式加熱器設(shè)備能力按100 m3儲(chǔ)罐的最大安全放散量進(jìn)行計(jì)算。經(jīng)計(jì)算，100 m3。儲(chǔ)罐的安全放散量為500 m3／h，設(shè)計(jì)中選擇氣化量為500m3／h的空溫式加熱器1臺(tái)。進(jìn)加熱器氣體溫度取一145℃，出加熱器氣體溫度取一15℃。

對(duì)于南方不設(shè)EAG加熱裝置的LNG氣化站，為了防止安全閥起跳后放出的低溫LNG氣液混合物冷灼傷操作人員，應(yīng)將單個(gè)安全閥放散管和儲(chǔ)罐放散管接入集中放散總管放散。

3.8調(diào)壓、計(jì)量與加臭裝置

根據(jù)LNG氣化站的規(guī)模選擇調(diào)壓裝置。通常設(shè)置2路調(diào)壓裝置，調(diào)壓器選用帶指揮器、超壓切斷的自力式調(diào)壓器。

計(jì)量采用渦輪流量計(jì)。加臭劑采用四氫噻吩，加臭以隔膜式計(jì)量泵為動(dòng)力，根據(jù)流量信號(hào)將加臭劑注入燃?xì)夤艿乐小?

4 .LNG氣化站的閥門(mén)與管材管件選型設(shè)計(jì)

4．1 閥門(mén)選型設(shè)計(jì)
　　工藝系統(tǒng)閥門(mén)應(yīng)滿足輸送LNG的壓力和流量要求，同時(shí)必須具備耐-196℃的低溫性能。常用的LNG閥門(mén)主要有增壓調(diào)節(jié)閥、減壓調(diào)節(jié)閥、緊急切斷閥、低溫截止閥、安全閥、止回閥等。閥門(mén)材料為0Cr18Ni9。
4.2 管材、管件、法蘭選型設(shè)計(jì)
　?、俳橘|(zhì)溫度≤-20℃的管道采用輸送流體用不銹鋼無(wú)縫鋼管(GB/T 14976—2002)，材質(zhì)為0Cr18Ni9。管件均采用材質(zhì)為0crl8Ni9的無(wú)縫沖壓管件(GB/T 12459—90)。法蘭采用凹凸面長(zhǎng)頸對(duì)焊鋼制管法蘭(HG 20592—97)，其材質(zhì)為0Cr18Ni9。法蘭密封墊片采用金屬纏繞式墊片，材質(zhì)為0crl8Ni9。緊固件采用專(zhuān)用雙頭螺柱、螺母，材質(zhì)為0Crl8Ni9。
　?、诮橘|(zhì)溫度>-20℃的工藝管道，當(dāng)公稱(chēng)直徑≤200 mm時(shí)，采用輸送流體用無(wú)縫鋼管(GB/T8163—1999)，材質(zhì)為20號(hào)鋼；當(dāng)公稱(chēng)徑>200mm時(shí)采用焊接鋼管(GB/T 3041—2001)，材質(zhì)為Q235B。管件均采用材質(zhì)為20號(hào)鋼的無(wú)縫沖壓管件(GB/T 12459—90)。法蘭采用凸面帶頸對(duì)焊鋼制管法蘭(HG 20592—97)，材質(zhì)為20號(hào)鋼。法蘭密封墊片采用柔性石墨復(fù)合墊片(HG 20629—97)。
　　 LNG工藝管道安裝除必要的法蘭連接外，均采用焊接連接。低溫工藝管道用聚氨酯絕熱管托和復(fù)合聚乙烯絕熱管殼進(jìn)行絕熱。碳素鋼工藝管道作防腐處理。
4.3冷收縮問(wèn)題
　　LNG管道通常采用奧氏體不銹鋼管，材質(zhì)為0crl8Ni9，雖然其具有優(yōu)異的低溫機(jī)械性能，但冷收縮率高達(dá)0．003。站區(qū)LNG管道在常溫下安裝，在低溫下運(yùn)行，前后溫差高達(dá)180℃，存在著較大的冷收縮量和溫差應(yīng)力，通常采用“門(mén)形”補(bǔ)償裝置補(bǔ)償工藝管道的冷收縮。

  回答者:馬瑋才 2013-10-14 相關(guān)問(wèn)答:
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