LNG公用工程基础知识

4.1.1给排水 4. 1.1给水系统

本项目的生产给水由由园区生产供水管网直接供给，供水水压约为0.3MPa。由厂区西侧的DN300生产给水管道接入一路DN200的管路接入的给水引入管，分别供给脱盐水系统、循环水池补水及消防水池的补水。

本项目的生活给水由由园区生产供水管网直接供给，供水水压约为0.3MPa。由厂区东北侧的DN200生活给水管道接入一路DN100的管路，供本项目各建筑单体卫生间、装置洗眼器等系统的生活用水。

本项目生活给水主要用于厂前区、控制室、门卫等需要的卫生间用水和装置内的洗眼器用水。全厂共60人，每人的最高日生活用水定额为215L/人﹒天（考虑了办公区、装置区及宿舍区等用水量），用水时间为24h，小时变化系数：宿舍取2.75；办公区取1.35；装置区取2。则全厂每天用水量为15.05m3/d，小时用水量为0.63m3/h，最大小时用水量为1.28m3/h。全年生活用水量10240m3/a。

本项目生产给水主要用脱盐水补水、循环水补水和其它生产用水。 脱盐水补水：2m3/h。 循环水场补水量为70m3/h。

其它生产用水主要用于冲洗储罐设备用水、绿化浇洒、冲洗地面等，17.28m3/d，小时用水量为0.8825m3/h。

全年生产用水：（2+70+0.72）x8000=581760m3/a。

全年耗水量=生产用水+生活用水=10240+581760=59.2万m3/a。

室外埋地生活给水管网采用PE给水塑料管，热熔连接。循环水系统管线在DN≤250mm时采用无缝碳钢管，DN>250mm时采用直缝焊接钢管及螺旋缝焊接钢管，管道除必要的部分法兰连接外其余均采用焊接。 4.1.1.2脱盐水系统

本项目脱盐水主要用于工艺装置用水。脱盐水系统由供应商成套供应，全自动操作。脱盐水设计规模：1m3/h；产水电导率：0.7-1.5µs/cm ;产水PH值：6.5-8.5；供水压力：0.5Mpa。产水温度： ≥4℃； 4.1.1.3循环水系统

1、方案说明：

工艺要求循环水量：4400 m3/h。

循环水系统本着安全、经济、高效、实用、管理方便的原则，采用先进技术，使循环水满足生产装置的要求。

装置区各用水工段排出的循环回水，依靠余压流至循环水系统冷却塔冷却后，汇入冷水池，再由冷水泵抽送至各用水工段。循环水在由冷水泵抽送入各用水工段前，一部分先进入旁滤设备──叠片式过滤器过滤以去除悬浮物，过滤罐过滤水量为220m3/h，过滤后的

悬浮物浓度可小于5mg/l，这样，系统内循环水在一定的时间内均能通过旁滤一次，把水中的悬浮物去除到能满足要求。同时系统中还设置了排污水管，在运行过程中可排出一部分污水，为补充排污及冷却过程中蒸发的水量，保持总水量平衡，设有补充水管向系统中加入新鲜水，补充水量为37m3/h。新鲜水由生活用水系统供给。

循环水系统在不断的冷却又升温过程中，通过冷却塔中的传热和传质交换，由于少部分水量蒸发，水中盐离子、溶解性固体、悬浮物浓度由于浓缩而相应增加，空气中的污染物如尘土、杂物、可溶性气体均可进入循环水，致使水中微生物大量繁殖，在循环水系统中形成结垢、腐蚀及粘泥，有可能造成换热器换热效率降低，能源浪费，通水能力下降，甚至使设备管道腐蚀穿孔，形成事故，为了防止此类情况发生，循环水均需进行必要的处理。

为了减轻循环水的结垢和腐蚀，定期向系统中投加缓蚀剂及阻垢剂，在加药间内设有投加和配制药剂的专用设备。药剂配方待循环水系统运行后，可由厂方委托水处理研究单位实验提供或自行筛选确定。为了杀灭菌藻，可在循环水系统运行中，根据水质情况投加非氧化型杀菌灭藻剂，通过杀灭菌藻，使水中生物腐蚀及氧化腐蚀大大减轻。

2、循环水系统建、构筑物及主要设备

钢筋混凝土结构冷却塔：二套单套能力2200t/h，设计进出水温差为8℃时。

冷水泵及冷水池：冷水泵三台（二用一备），露天，单台流量2200m3/h，扬程50米。 叠片式过滤器：过滤水量220m3/h。

加药系统：设阻垢剂、缓蚀剂加药机两台，配搅拌机，计量泵，单台加药量120kg/d。由业主委托水处理专业厂家设计。

循环水系统管线在DN≤250mm时采用无缝碳钢管，DN>250mm时采用直缝焊接钢管及螺旋缝焊接钢管，管道除必要的部分法兰连接外其余均采用焊接。埋地管道采用原土直埋，环氧煤沥青加强级防腐。

4.1.1.4 排水系统

全厂排水系统按清污分流的原则，主要分为生活污水系统、生产排水系统、初期雨水系统，清净雨水系统及消防废水系统。

1、生活污水系统

本项目生活污水系统采用污废水合流制。卫生间污废水排出单体后，经化粪池沉淀，后排入园区污水管网。

本项目生活污水排水量为0.567 m3/h。

室内污水管网采用U－PVC塑料管，粘接，室外污水埋地管网采用HDPE波纹管，承插密封圈连接。

2、生产污水系统

本项目生产污水主要为脱盐水系统排水、设备冲洗水、地面冲洗水、循环水排污等。脱盐水系统排水及循环水排污排入市政污水管网，设备冲洗水及污染的地面冲洗水排入全厂的消防废水收集池，经采取静置沉淀，待水中天然气等易挥发组分散失后，对废水水质进行分析，按水质情况采取投加絮凝剂、澄清等临时措施，处理达标后根据当地污水处理厂运行情况分批排入园区污水管网。

全厂污水埋地管网均采用HDPE波纹管，承插密封圈连接。

3、初期雨水系统

由于装置区内含有一些C3以上的物质，故在装置区的雨水出口处设置切换阀门，其前15min的初期雨水经地下管网收集后排入初期雨水池。初期雨水量按15mm的降水深度考虑，则初期雨水池的大小为28.35m3，全厂建有约1000m3的消防废水事故池，由于初期雨水量非常小，则初期雨水池借用消防废水事故池，经采取静置沉淀，待水中天然气等易挥发组分散失后，对废水水质进行分析，按水质情况采取投加絮凝剂、澄清等临时措施，处理达标后根据当地污水处理厂运行情况分批排入园区污水管网。

4、清净雨水系统

本项目厂内雨水采用暗管接到园区雨水管网。 5、消防废水系统

全厂的消防废水收集只需考虑装置区。其装置区的消防流量为45L/S，考虑装置区的泄漏及雨水量，故消防废水收集大约需要556m3，全厂建有1000m3的消防废水收集池，满足需求。同时，对排入消防废水收集池的废水需，采取静置沉淀，待水中天然气等易挥发组分散失后，对废水水质进行分析，按水质情况采取投加絮凝剂、澄清等临时措施，处理达标后根据园区污水处理厂运行情况分批排入园区污水管网。 4.1.5空压站

空压站主要向液化天然气生产装置及液化天然气储罐区，装车系统提供0.6MPa，无油，无水，无尘的洁净的仪表空气及向PSA装置提供制氮用压缩空气。空压站与氮气站和脱盐水站统一布置在公用工程厂房内。 4.1.5.1 压缩空气负荷及质量要求

1、仪表用气量及质量要求 流量：400Nm3/h (装置正常使用) 供气压力：0.6 Mpa（G）

气源质量：油含量小于8PPm，含尘粒径小于3µm的含尘量小于1mg/m3, 操作 压力下露点温度≤ -16℃

2、制氮用压缩空气气量及质量要求 流量：450m3/h 供气压力：0.8 MPa 气源质量：无油 压力露点：-16℃

总压缩空气用量为850 Nm3/h，设计取1000Nm3/h。 4.1.5.2 工艺流程简述

空压站向全厂用户供应仪表空气、装置用的压缩空气和制氮用压缩空气。空压站内设置压缩机两台。一开一备，单台能力为1000Nm3/h，排气压力为1.0MPa，无热再生干燥器一套，能力为1000 Nm3/h。并配有粗过滤器、精过滤器，以确保压缩空气无油无尘。为保证仪表用气和制氮用气的稳定，分别设置仪表用气贮罐一台和压缩空气贮罐一台。

常压空气经过滤器被空气压缩机吸入并压缩至1.0MPa的压缩空气，随后经分离器分离，过滤，除水。随后进入干燥，除尘，最终进入储罐，提供无油，无水，无尘洁净的仪

表用气。 4.1.5.3 设备选型

根据工艺装置生产的要求，正常使用需要400Nm3/h仪表空气。从气源品质角度考虑，选用无油风冷螺杆空压机，该机排气量1000Nm3/h，排气压力1.0MPa，选用两台，当正常用气时可开一台，另一台作备机，当用气高峰时可两台同开，这样整个系统，其一运行费用较低，较节能。其二可靠性高。其三系统总投资费用降低。

同时从节能的角度考虑，选用无热干燥装置一套，该装置处理气量1000Nm3/h，出口气体压力露点可达－16℃。能满足生产的需要。 4.1.6 氮气站

氮气站包括PSA制氮和液氮气化站。PSA制氮主要向LNG生产装置及LNG罐区和装车站等提供0.6MPa，纯度99.9% 的氮气。考虑到冷剂压缩机开车需要的密封气的要求，在氮气站设置液氮气化站用以满足开车密封气替代气和事故应急的供气要求。根据工艺要求氮气的压力露点为-70C。 4.1.6.1 氮气负荷及质量要求

1、PSA氮气负荷及质量要求 本项目氮气设计规模为100Nm3/h。 氮气用量：100Nm3/h 供气压力： 0.6 Mpa（G） 氮气纯度： 99.9% 压力露点： -16℃

2、液氮气化规模和质量要求

液氮气化站在公用工程厂房室外配置一台30m3低温储罐和液氮汽化装置。 氮气品质 ：

供气压力： 0.6MPa.G 氮气纯度(mol%)： 99.9% 压力露点（℃）： -70℃ 4.1.6.2 工艺流程简述

1、PSA工艺流程

根据纯度和用量，供氮方式选用成套的PSA变压吸附式装置。PSA装置包括过滤器、吸附系统等设备。具有技术成熟、简单、经济的特点

来自空压站的压缩空气经过冷干机除水，使出口气体压力露点达－16℃，随后除油，除尘后，送至PSA变压吸附装置进行脱氧，最后产出纯度99.9％氮气进入氮气罐，供给装置使用。

2、液氮气化工艺流程

液氮通过槽车运送到厂区，用槽车自带的槽车泵连接软管充装到液氮低温储罐。来自低温储罐的液氮通过液氮泵送到空温式汽化器中汽化为氮气，并由调压阀组调节至指定工作压力0.65MPa（g），送往工艺用氮气，另一部分接入仪表空气储罐作为仪表空气备用补充。为了保证供气的稳定性考虑到当地气象条件，在空温式汽化器后设置水浴式电加热汽

化器，一旦冬季温度低时，开启水浴式电加热汽化器以满足供气要求。 4.1.6.3 设备选型

1、PSA制氮设备

根据工艺装置生产的要求，正常使用需要100Nm3/h氮气。需要压缩空气量为450N m3/h。选用PSA变压吸附制氮装置一套，氮气量为100Nm3/h，出口氮气纯度为99.9%。

主要设备的选型及其主要参数 吸附塔 型式：变压吸附 能力：100Nm3/h

2、液氮气化站 1）液氮罐

操作温度：-196 oC 操作压力：0.9 MPa.G 设计温度：-196 oC 设计压力：1.6 MPa.G 日蒸发率：≤0.3% 2）空温式汽化器 操作介质：液氮 气化量：600Nm3/h 型式：空浴式

操作压力：0.7-16 MPa.G 设计压力：16 MPa.G

出口温度：比环境温度低5-10℃

3）氮气电加热器(电加热水浴式汽化器) 操作介质：氮气 气化量：600Nm3/h 型式：水浴电加热式 操作压力：0.7-16 MPa.G 设计压力：16 MPa.G

出口温度：能自动控制，不低于20 oC 4.2消防

4.2.1 消防给水系统

1、消防水用量

根据《石油天然气工程设计防火规范》，界区内同一时间火灾次数按一次计。最大着火点为罐区。

LNG低温常压储罐为“全冷冻式储罐”。参照《石油天然气工程设计防火规范》第8.5.5条确定LNG储罐单一事故设计消防水量。

储罐罐体冷却水量如下：

表2.14.1 冷却水量

供给时间 (h) 6 冷却水强度(L/min*m2) 罐顶 4 罐壁 2 作用面积 (m2) 罐顶 1398 罐壁 3101 计算流量(L/S) 197 设计流量(L/S) 消防冷却水量(m3) 5465 着火罐 253 （2）储罐辅助水水量如下：

辅助水为45L/S，供给时间6h，则消防水量为972m3。 （3）罐区集液池高倍数泡沫灭火所需水量如下：

泡沫连续供给时间40min，供给强度7.2L/min.m2，集液池长宽为5*5，则流量为： 7.2*5*5＝180L/min＝3L/S，供给量为3*40*60＝7.2m3 综上所述，罐区一次火灾所需的消防流量及消防水量如下： 消防设计流量为301L/S，一次灭火所需的消防用水为45m3。 2、消防水水池

全厂设有6500立方的消防水池，满足消防时的用水需求。池体为钢筋混凝土结构，半地下，地下2米，地上1.5米。消防水池分为二格，用连通管连通，并设DN400蝶阀，单格消防水池设计补水时间不大于48小时。

3、消防泵房

消防泵为自灌式引水。消防泵选用两台柴油驱动泵，一用一备，一台电泵。柴油泵参数为Q=151L/s，H=1.00MPa，柴油箱容积满足6小时用量。电泵参数为Q=151L/s，H=1.00MPa。设全自动消防稳压设备一套，稳压泵两台，一用一备，稳压泵参数为Q=36m³/h，H=1.1MPa，N=30KW。稳压设备配隔膜式稳压罐一台，有效调节容积V=450L。

稳压泵的运行采用全自动控制，在非火灾时由设置在稳压泵出口管线上压力开关控制稳压泵开停以保持管网压力。当管网压力达到0.8MPa时稳压泵停止，当管网压力下降达到0.7MPa压力时稳压泵开；火灾发生时，管网压力继续下降至0.6MPa，系统自动启动消防电泵和一台柴油消防泵；当消防电泵或柴油消防泵发生故障时，自动切换至另一台柴油消防泵；消防主泵启动后，自动停止稳压泵运行。

消防泵具有控制室远程手动/自动启动、消防泵控制柜就地启动、报警阀上的压力开关启动和消防泵出口主管压力开关启动等多种启动方式。

4、室外消防管网

室外消防管网采用稳高压消防系统，供水压力0.8MPa。储灌区管网管径DN400，生产装置区和装车站管网管径DN250，其他区域管网管径DN150。地下消防水管线沿厂区主干道成环状布置。消防水管线上适当距离布置消火栓、消防水炮及其他消防设施。生产区消火栓间距不大于60米，辅助生产区及厂前区消火栓间距不大于120米。消防水管线上设置切断阀，确保任意一段室外消防管网故障检修时，停用的消火栓数量不超过5个。

室外消防管网采用无缝钢管或焊接钢管，焊接连接。 4.2.2 消防设施

1、室外消火栓

本项目室外消火栓选用公称直径为100mm出口消火栓，每个消火栓带1个65毫米的消防水带接口及1个100毫米消防车接口。室外消火栓均沿道路布置，其大口径出水口面向道路。

消火栓距路面边不大于5米，距建筑物外墙不小于5米，离被保护的设备距离至少为15米。室外消火栓采用室外地下式。

2、消防水炮

本项目在装置区、LNG装车站及LNG罐区的室外消防管道上设置固定式消防水炮(带自动泄水阀)，消防水炮的进口压力为0.8MPa时，其额定流量为40L/s，其喷嘴为直流-喷雾喷嘴。消防炮手动操作，水平回转角度大于180°俯仰角为-50°～+70°。

3、固定水喷雾系统

本项目LNG储罐设有固定水喷雾系统。设计强度：罐顶4L/m2.min；罐壁2L/m2.min。储罐水喷雾系统的启动采用如下方式：探测器探测到火灾信号后，传输信号给控制室，火灾信号确认后，打开阀门室内相应的雨淋报警阀，控制室直接启动消防主泵或由报警阀上的压力开关自动启动消防主泵，从而开启水喷雾系统，对罐体进行降温冷却，保护罐体。此外，雨淋报警阀同时具有手动开启功能。

固定水喷雾系统管道采用无缝钢管，焊接。 4、高倍数泡沫固定式局部应用灭火系统

本项目在以下区域设置高倍数泡沫固定式局部应用灭火系统： • 液化装置区的集液池 • LNG装车站的集液池 • LNG罐区的集液池

高倍数泡沫固定式局部应用灭火系统设置的目的是控制泄漏到LNG收集池内的LNG的挥发形成蒸汽云和发生火灾时降低辐射热。根据《石油天然气工程设计防火规范》第10.4.6要求，在集液池设置高倍数泡沫固定式局部应用灭火系统，并与低温探测报警装置联锁。

每个集液池设一台固定式水轮式高倍数泡沫发生器。该发生器采用压力水驱动发生器中的水轮机作为风扇的动力，每台混合液流量为120～240L/min，发泡量为48～120m³/min，发泡倍数为400～500倍，高倍数泡沫发生器所需泡沫混合液，由消防泵提供压力水与压力隔膜式泡沫比例混合装置提供，压力隔膜式泡沫比例混合装置设于消防泵房内，以保证泡沫的供应时间。泡沫液的储存量设计为1000L。

高倍数泡沫灭火系统具有自动控制、手动控制和应急操作三种控制方式。当集液池的低温探测器探测到有LNG泄漏到集液池后，由火灾报警控制盘联锁控制启动阀门室内的雨淋阀和泡沫液控制阀，从而启动高倍数泡沫灭火系统，向集液池内喷放泡沫。

高倍泡沫系统管道采用内外热镀锌钢管，沟槽连接。 5、固定干粉灭火系统

根据《石油天然气工程设计防火规范》GB50183-2004第10.4.7条规定，本设计在储罐罐顶通向大气的安全阀出口设置一套固定干粉灭火系统，用于扑救安全阀出口处的火灾。固定干粉灭火系统由2个储存500 公斤干粉的储罐及配套高压氮气瓶组、1套喷放管路及喷头、1套探测系统（包括3套低温探测器、2套红外火焰探测器）和控制系统。每个安全阀出口设4个干粉固定喷嘴和1套低温探测器；2套红外火焰探测器为3个安全阀共用；当设在安全阀出口处的红外火焰探测器探测到火焰后，并且低温探测器达到设定温度时，发出信号给干粉灭火系统，干粉即可通过管道输送至喷嘴喷放灭火。

系统采用自动控制方式、手动控制和应急操作三种控制方式。

6、室内消火栓

本项目厂前区根据建筑要求设置室内消火栓系统，室内消火栓采用减压稳压型消火栓，消火栓的布置保证有2股水柱达到室内任意位置。室内消火栓系统给水管道采用镀锌钢管，管径大于DN65采用沟槽连接，小于等于DN65采用丝扣连接。

7、其它消防设施

液化装置内按《石油天然气工程设计防火规范》第8.9.2条设置适量干粉灭火器配置点。手提式干粉灭火器的保护距离不大于9米；在操作平台处均布置不少于一个的干粉灭火器配置点。

LNG储罐区按《石油天然气工程设计防火规范》第8.9.2条配置4个8kg装手提式磷酸铵盐干粉灭火器。

LNG装车站按《石油天然气工程设计防火规范》第8.9.2条配置4个20kg装推车式磷酸铵盐干粉灭火器。

其余各建筑单体根据《建筑灭火器配置设计规范》的有关规定进行配置手提式干粉灭火器。

4.2.3 消防废水系统

主生产装置区、LNG储存罐区、LNG灌装区均设集液池，正常情况下，区域的雨水通过设在集液池内的防爆潜水泵提升至厂区雨水管网；事故时的消防废水由潜水泵提升排至厂区废水收集池。收集池的废水均外送至厂外污水处理站处理达标后排放。当发生LNG泄漏事故时，低温探测器联锁使潜水泵处于停机状态。

由于罐区的围堰体积较大，可以容纳全部消防废水量，故全厂的消防废水收集只需考虑装置区。

主生产装置区周围设排水明沟，正常情况下的初期雨水、事故时的消防废水通过经切断阀、水封高度不小于250mm的水封井排入厂区生产废水管，最终排入废水收集池；清洁雨水经收集后排至市政雨水管网。

本项目装置区的消防用水量根据《石油天然气工程设计防火规范》8.6.1规定取用，装置区用水量为45L/s，火灾延续时间为3h。本项目定收集装置区内最大一次消防排水量按3h计，为486m³。

本项目新建废水收集池一座，尺寸：20×40×1m，容积约为720m³，收集主装置区初期污染雨水及事故时的消防废水。正常情况下，一次生产废水、初期污染雨水（按收集15mm的降雨量考虑）的总废水量为220m³，废水收集池的有效容积能满足初期污染雨水以及事故时的消防废水的收集。