中国石油和化工标准与质量第5期液化天然气供气站的操作技术探讨郭秀平刘立强刘春枝(安瑞科(廊坊)能源装备集成有限公司,河北,廊坊,065001)【摘要】液化天然气即LlqG供气站是接受、储存、并且将其气化配置到户的重要设备,它的安全规范操作是保证稳定可靠供气的重要前提,因此,关于LNG相关操作技术的讨论是非常多的.本文也是从这一问题出发,重点讨论了LNG运行过程中的一些相关技术流程和技g-,tt作.【关键词】液化天然气;供气站;操作技术一、LNG供气站的运行前工作准备u4G供气站在竣工验收合格后和正式运行前,必须对整个工艺系统进行相关的一些技术处理工作,以保证其正常运行。这些处理工作主要包括:干燥、预冷、模拟试运行、惰化和天然气置换氮气,即钝化。一F面,笔者将就这几个操作步骤做一个简单的介绍。l、干燥和预冷。干燥就是利用氮气将供气站工艺系统设备和管道中的水分置换出去,避免系统内的水分在低温下冻结、堵塞和损坏设备、管道与阀门。干燥前,』=艺系统应完成吹扫、试压、仪表联校、安全阀就位并校验铅封、设备与管道保冷完毕。由于LNG的低温和易燃易爆性,投运前须用.196‘C的液氮对工艺系统的设备和管道进行低温处理,合格后再充装LNG(即预冷)。LNG储罐的预冷是设备和管道预冷的核心。利用在LNG储罐中充装液氮的方法使其彻底预冷。储罐预冷中要防止液氮大量蒸发使储罐超压,通常1台100m3储罐的预冷时间约5.6h。为防止局部急冷损坏设备和管道,通常控制设备和管道的冷却速度小于等于l‘Clmin。预冷时管线或设备温度每降低20摄氏度就停止冷却。2、系统模拟试运行、惰化与置换。模拟试运行的目的是利用.196‘C的液氮对LNG工艺系统进行工艺参数调试和运行性能检验。由于液氮温度低达.196‘C,系统出现白雾处即为泄漏点,需处理。用液氮模拟试运行可大大提高在LNG工况参数下系统的运行可靠性。利用预冷后留在储罐内的液氮气化成氮气置换出设备和工艺管道中的空气,并使系统中气体的含氧量小于等于2%(即惰化)。惰化时在供气站出站口设置放散点.当检测的放散气体含氧量小于等于2%时为合格。系统完成惰化后,应将保留在储罐中的液氮气化放散。二、LNG供气站运行时的重要操作技术1、LNG气化站工艺流程液化天然气(L'qG)是将天然气经过脱水、脱重烃、脱酸性气体等净化处理后,采用节流、膨胀或外加冷源制冷工艺,在常压和-162℃条件F液化而成。液化天然气无味、无色、无毒、无腐蚀性,体积约是常压下气态天然气体积的1/600。LNG因具有运输效率高、用途广、供气设施造价低、见效快、方式灵活等特点,目前已经成为无法使用管输天然气供气城市的主要气源或过渡气源,同时也成为许多使用管输天然气供气城市的补充气源或调峰、应急气源。作为城市利用LNG的主要设施,LNG气化站凭借其建设周期短、能方便及时的满足市场用气需求的特点,已成为我国东南沿海众多经济较发达及能源紧缺地区的永久供气设施或管输天然气到达前的过渡供气设施。2、LNG的重要操作技术1)气化LNG气化站的工艺设备及装置主要有LNG储罐、BOG储罐、LNG汽化器及增压器、调压、计量与加臭装置、阀门与管材管件等。液化天然气由低温槽车运至气化站,利用槽车自带的增压器给槽车储罐增压,利用压差将LNG送入LNG储罐,进行卸车。通过储罐增压器将LNG增压,进入空温式气化器,LNG吸热气化发生相变,成为天然气。当天然气在空温式气化器出口温度较低时,需要经水浴式加热器气化并调压、计量、加臭后送入城市高(中)压管网。2、卸车卸车时,为防止LNG储罐内压力升高而影响卸车速度,当槽车中的LNG温度低于储罐中LNG的温度时,采用上进液方式。槽车中的低温LNG通过储罐上进液管喷嘴以喷淋状态进入储罐,将部分气体冷却为液体而降低罐内压力。使卸车得以顺利进行。若槽车中的LNG温度高于储罐中LNG的温度时,采用下进液方式,高温LNG由下进液口进入储罐,与罐内低温LNG混合而降温,避免高温L,NG由上进液口进入罐内蒸发而升高罐内压力导致卸车困难。实际操作中,由于目前LNG气源地距用气城市较远,长途运输到达用气城市时,槽车内的LNG温度通常高于气化站储罐中LNG的温度,只能采用下进液方式。所以除首次充装LNG时采用上进液方式外,正常卸槽车时基本都采用下进液方式。3、储罐的自动增压靠压力推动,LNG从储罐流向空温式气化器。气化为气态天然气后供应用户。随着储罐内LNG的流出,罐内压力不断降低。LNG出罐速度逐渐变慢直至停止。因此,正常供气操作中必须不断向储罐补充气体,将罐内压力维持在~定范围内,才能使LNG气化过程持续F去。储罐的增压是利用自动增压调节阀和自增压空温式气化器实现的。当储罐内压力低于自动增压阀的设定开启值时,自动增压阀打开,储罐内LNG靠液位差流入自增压空温式气化器(自增压空温式气化器的安装高度应低于储罐的最低液位),在自增压空温式气化器中LNG经过与空气换热气化成气态天然气,然后气态天然气流入储罐内,将储罐内压力升至所需的工作压力。利用该压力将储罐内LNG送至空温式气化器气化,然后对气化后的天然气进行调压(通常调至0.4MPa)、计量、加臭后,送入城市中压输配管网为用户供气。在夏季空温式气化器天然气出口温度可达15℃,直接进管网使用。通常设置两组以上空温式气化器组,相互切换使用。当一组使用时间过长,气化器结霜严重。导致气化器气化效率降低,出口温度达不到要求时,人工(或自动或定时)切换到另一组使用,本组进行自然化霜备用。总结:综上所述,I,NG供气站操作技术的核心主要包括运行前的准备和运行时的基本操作,在进行这一系列的操作时,要把握的一个基本原则是安全稳定。参考文献:【l】吴刨明.液他天然气供气始的操作揍术和营运管理[J].天然气工业,2008,26(8),,[2】阮中伟,兰书彬。大丰市CNG站优化壤律技术分析[J].石油与天然气化工,2009,3霉(6).'‘作者筒彳卜:郭秀平(1981.).女,太学擎历,工学学士,助理工程师,毕妲予兰州理王;大学过程装备与控制工程专业。爵前主要从摩液化天然气设备。压力管道和压力容器的设谤纛研窥工侮。一95一万方数据液化天然气供气站的操作技术探讨
作者:作者单位:刊名:英文刊名:年,卷(期):
郭秀平, 刘立强, 刘春枝
安瑞科(廊坊)能源装备集成有限公司,河北,廊坊,065001中国石油和化工标准与质量
China Petroleum and Chemical Standard and Quality2011,31(5)
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