lng加氣站運行操作手冊(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 多倍，體積能量密度為汽油的72%，十分有利于輸送和儲存。 液化天然氣是經過凈化處理（脫水、脫烴、脫酸性氣體）后，采用節(jié)流膨脹及外加冷源冷卻的工藝使得天然氣液化的。 預處理主要包括 O，HS，COH 222 的清除，以免低溫下凍結、堵塞。 天然氣液化工廠的工藝流程不同，出廠 LNG的溫度和壓力也有所不同，如新疆廣匯液化工廠出廠 LNG 溫度約為－ 162℃ ，壓力為常壓 ；中原綠能高科液化工廠出廠 LNG 溫度約為－ 145℃ ，壓力為 。 LNG 組分 新疆廣匯和 中原 綠能 LNG 工廠生產 LNG 的 組分 如下： 組分 分子式 體積含量 mol% 新疆廣匯 中原油田 甲烷 CH4 乙烷 C2H6 丙烷 C3H8 異丁烷 C4H10 正丁烷 C4H10 7 物性數據 ㈠ 新疆廣匯 LNG的物性如下： 分子量： 氣化溫度： － ℃ （常壓 ） 臨界溫度： － ℃ 液相密度： 440kg/Nm3 氣相密度： kg/Nm3（ ℃ ） 燃點： 650℃ 熱值： 8700kcal/Nm3 氣化潛熱： （ 121Kcal/Kg） 運動粘度： 179。10 － 6m2/s 燃燒勢： 華白數： 爆炸極根 上限 ％ 下限 ％ ㈡ LNG 是天然氣在常壓下深冷至 162℃ 液化而成， 約 620立方米標準狀態(tài)（標準大氣壓、 0℃）下的天然氣可液化為 1 立方米 LNG。氣液體積比約為 620:1，即 620立方天然氣可也液化為 1立方 LNG。 ㈢ LNG 同汽柴油的物性數據對比 LNG 汽油 柴油 著火點（ ℃ ） 650 427 350 爆炸極限 (%) 515 8 密度（ kg/m179。） 420470 720750 850 燃燒值（大卡， 即千焦 /公斤） 9400 10296 10996 由此可得到以下換算： 1 升汽油 =－ =7464大卡 1 升柴油 = =9181大卡 1 公斤汽油熱值為 10296大卡 1 公斤柴油熱值為 10996大卡 1 立方米天然氣熱值相當于 1 立方米天然氣熱值相當于 LNG 特 性 1. 低溫特性 甲烷在 83℃處于氣液臨界狀態(tài)，在 5MPa 壓力下可以轉化為液體，而在 162℃， 常壓下即可轉化為液體。 LNG的低溫特性使得 LNG系統(tǒng)的 設備、管道的 材料要注意防止低溫條件下的脆性斷裂和冷收縮對設備和管路引起的危害，操作人員要注意低溫灼傷的 危險。 2. LNG 的蒸發(fā)特性 LNG是 作為沸騰液體儲存在絕熱儲罐中。外界任何傳入的熱量 都會引起一定量液體蒸發(fā)成為氣體 ， 這就是蒸發(fā)氣（ BOG）。標準狀態(tài)下，蒸發(fā)氣的密度是空氣的 60%。當 LNG 壓力將至沸點以下時，將有一定量的液體蒸發(fā)而成為氣體，同時液體溫度也隨之降到其在該壓力下的沸點，這就是 LNG的閃蒸。 9 LNG傾倒至地面時，吸熱后會猛烈的沸騰蒸發(fā)，形成一個可見的云團，操作人員或搶修人員若在泄露的環(huán)境中工作存有由于缺氧產生窒息的危險。 LNG 與外露的皮膚短暫的接觸，不會產生什么傷害，可是持續(xù)地接觸，會引起嚴重的低溫灼傷和組織損壞。 LNG 的窒息特性 天然氣的過分積累可能會使空氣中的氧濃度變稀，人處在 這種環(huán)境中會導致昏迷、傷害、甚至窒息。當空氣中氧氣體積含量小于 20%時， 操作人員應當撤離工作現場。當操作人員因缺氧失去知覺時，應當立即將其撤離現場，立即進行人工呼吸，并送往醫(yī)院。可能當空氣中氧氣濃度小于 10%，天然氣濃度大于 50%時，對人體產生永久傷害，在此情況下，工作人員不能進入 LNG區(qū)域。 LNG 儲存特性 ⑴ 分層 LNG是多組分混合物，因溫度和組分的變化會引起密度變化，液體密度的差異是儲罐內的 LNG發(fā)生分層。一般，罐內液體垂直方向上溫差大于 ℃、密度差大于 ，認為罐內液體發(fā)生了分層。 LNG 儲罐內的液體分層往往是因為充裝地 LNG密度不同或是因為LNG 氮含量太高引起的。選擇正確的 充注 方 法，可有效的防止分層。密度相近時一般底部充注。將重質的充注到輕質儲罐中時，宜頂部充注；將輕質的充注到重質儲罐中時，宜底部充注。使用混合噴嘴和多孔管充注，可使充注的新 LNG和原有的 LNG充分混合，從而避免分層。 10 ⑵ 翻滾 若 儲罐內的液體已經分層，被上層液體吸收的熱量一部分消耗與液面液體蒸發(fā)所需的潛熱， 1 其余熱量使上層液體溫度升高。隨著蒸發(fā)的持續(xù)，上層液體密度增大，下層液體密度減小，當上下兩層液體密度接近時，分界層面消失，液層快速混合并伴隨有液體大量蒸發(fā)，此時的蒸發(fā)率遠高于正常蒸發(fā)率，出現翻滾。翻滾現象的出現，在短時間內有大量氣體從儲罐內散發(fā)出來，如不采取措施，將導致設備超壓，損壞設備。 LNG 的燃燒與爆炸 LNG 具有天然氣的易燃易爆特性，當天然氣的濃度達到 5%15%（體積百分比）時遇明火就會發(fā)生爆炸， 一旦爆炸將會釀成較大事故。高于或低于這個濃度范圍，遇明火會發(fā)生燃燒但不會爆炸。 LNG一旦燃燒，只有在完全切斷氣源或有非常可行、可靠的安全措施的情況下，方可滅火，否則只能在安全保護下讓其安全燃燒掉。盲目的滅火，將引起復燃，復爆，造成更大的損失。 環(huán)保 特性 LNG 在液化過程中已經脫除了 H2O、重烴類、 H2S 等雜質，是一種十分清潔的能源，其燃燒尾氣不會對大氣造成污染。 可作為優(yōu)質清潔的車用燃料，有效減少汽車尾氣排放對大氣的污染，應用前景廣闊。 11 第二章 LNG 加氣站工藝介紹 1 加氣站工藝流程 標準 LNG加氣站主要有以下幾個方面工藝流程：卸車工藝、加液工藝、安全泄壓工藝、 BOG 回收工藝、待機工藝。 卸車工藝 增壓卸車：利用卸車增壓器將部分 LNG 氣化，氣體回到槽車儲罐提高槽車壓力利用壓差將槽車中的 LNG輸送到站內儲罐中。 泵卸車：啟動泵，直接用 LNG泵將 LNG 從槽車充裝到站內儲罐。 圖 1 卸車工藝 加液工藝 泵高速運行，通過 LNG泵高速旋轉提升出口壓力，一般情況下泵出口和泵入口壓差到達 (～ )Mpa，如果站內儲罐壓力為 ，泵出口壓力為 (～ )Mpa，此時只要被加注車輛容器內壓力低于，即可順利實現加液。如果車輛氣瓶壓力過高，需要連接回氣12 槍，將車輛內氣相放回到站內儲罐，降低車輛壓力。 安全泄壓工藝 天然氣為易燃易爆物質，在溫度低于 120℃左右時，天然氣密度重于空氣，一旦泄漏將在地面聚集，不易揮發(fā)；而常溫時，天然氣密度遠小于空氣密度，易擴散。根據其特性，按照規(guī)范要 求必須進行安全排放，設計采用集中排放的方式。安全泄放工藝系統(tǒng)由安全閥、爆破片、 EAG 加熱器、放散塔組成。 設置 EAG加熱器，對放空的低溫 氣體 進行集中加熱后，經阻火器后通 25m高的放散塔高點排放， EAG 加熱器采用 500Nm3/h 空溫式加熱器。常溫放散 天然氣 直接經阻火器后排入放散塔。阻火器內裝耐高溫陶瓷環(huán)，安裝在放空總管路上。 為了提高 LNG 儲罐 的安全性能，采用降壓裝置、壓力報警手動放空、安全閥（并聯安裝爆破片）起跳三層保護措施。安全閥設定壓力為 儲罐 的設定壓力。 BOG 回收工藝 由于吸熱或壓力變化造成 LNG 的一部分蒸發(fā)為 BOG 氣體 (Boil Off Gas)，包括： 吸收外界熱量產生的蒸發(fā)氣體 儲罐 由于壓力、氣相容積變化產生的蒸發(fā)氣體 入 儲罐 內的 LNG與原 儲罐 內溫度較高的 LNG接觸產生的蒸發(fā)氣體 13 入 儲罐 內氣相容積相對減少產生的蒸發(fā)氣體 入 儲罐 內壓力較高時進行減壓操作產生的氣體 儲罐 內的殘余氣體 。 圖 2 BOG 回收 待機工藝 在停機待用模式下，除 LNG 潛液泵回液管路與 LNG儲罐氣相管連通之外，所有閥門都處于關閉狀態(tài)。 2 加氣站主要設備 LNG 儲罐 LNG 低溫儲罐，通常采用立式或臥式真空粉末絕熱低溫儲罐，雙層結構，內筒為 06Cr19Ni10 奧氏體不銹鋼，外筒為 16MnR 容器板材制造，內外筒之間用珠光砂填充并抽真空絕熱，最大的危險性在于真空破壞，絕熱性能下降。從而使低溫深冷儲存的 LNG 因受熱而氣化，儲罐內壓力劇增，安全放散閥開啟，產生大量的天然氣放空。其次可能的危險性還有儲罐根部閥門之前產生泄漏，如儲罐進出液管道或內罐泄漏，但這些事故發(fā)生概率很小。 儲罐主要技術參數 B O G 回 收 方 式 二壓 縮 機 回 收 方 式B O G 加 熱 器B O G 回 收 方 式 一槽 車 自 壓 回 收 方 式B O G 加 熱 器B O G 回 收 方 式 三聯 合 貯 罐 B O G 壓 縮 機 回 收 方 式B O G 加 熱 器L N G 貯 罐B O G 壓 縮 機B O G 壓 縮 機B O G 加 熱 器B O G 排 出 方 式 二P 1 P 2B O G氣 化 N G( P 1 )( P 2 )B O G 加 熱 器B O G 排 出 方 式 三P 1 ≤ P 2B O G氣 化 N G( P 1 )( P 2 )B O G 壓 縮 機B O G 加 熱 器B O G 排 出 方 式 四P 1 ≤ P 2B O G氣 化 N G( P 1 )( P 2 )B O G 壓 縮 機放 散 塔B O G 排 出 方 式 一直 接 放 空B O G 加 熱 器B O G( P 1 )B O G 緩 沖 罐調 壓 閥調 節(jié) 閥B O G 加 熱 器B O G 排 出 方 式 五P 1 ≤ P 2B O G氣 化 N G( P 1 )( P 2 )自 動 排 氣 閥B O G 緩 沖 罐14 LNG 低溫潛液泵 LNG 潛液 泵 主要由三部分組成 ：泵、泵池、電機。泵采用離心式結構，具有轉速高、體積小、重量輕、結構簡單及性能平穩(wěn)等特點；泵池采用真空多層纏繞結構，絕熱效果好，泵池設有進液口、出液口、進氣口；電機采用經過低溫處理的浸沒式電機。浸沒在低溫介質里的技術參數 內筒 外殼 主體材料 封頭 06Cr19Ni10 Q345R 筒體 06Cr19Ni10 Q345R 絕熱方式 珠光砂隔熱 工作 溫度： － 162℃ 環(huán)境溫度 設計溫度 196 2050 工作壓力： （表壓） 真空 設計壓力 全容積 60 / 充裝系數： / 容器類別 二類 焊縫系數 1． 0 日蒸發(fā)率 ≤ %/D 儲罐外形尺寸 ￠ 3020*14950 夾層抽真空，其封結真空度 3Pa 15 零部件采用低溫性能優(yōu)良的不銹鋼、銅、聚四氟乙烯等材料，主要結構如圖所示 。 潛液泵工作原理 ： 將 泵 于電 機整體裝在真空 的泵池內， 斷絕了與氧化劑的接觸，避免產生爆炸性環(huán)境或爆炸性氣體環(huán)境；電機浸入在LNG中，避免達到引燃溫度、電路產生火花、靜電釋放，消除引燃條件。電機的動力電纜的對外連接采用特殊密封裝置確保密封性能。 潛液泵工作是低溫液體由進液口 1 進入泵夾套 5 中，通過泵 7 將液體輸送到 4 根輸液管 6 中， 最后匯集到出液口 3，實現潛液泵輸送液體的功能。 低溫潛液泵池技術參數 品牌 ACD 美國進口 介質 LNG 工作溫度 162℃ 設計溫度 196℃ 設計流量 340L/min 設計揚程 250m 所需進口靜正壓頭（ M） 轉速范圍 15006000RPM 電機功率 11KW 電源 380V、 50HZ 絕熱方式 高真空多層絕熱 泵殼配置 安全閥、壓力傳感器、溫度傳感器、放空閥 泵池技術參數 項目 內容器 外殼 容器類別 100%RTⅡ級 100%RTⅡ級 介質 LNG 真空 工作溫度 (℃ ) 162℃ 常溫 16 設計溫度 (℃ ) 196℃ 常溫 /50℃ 設計 壓力（ Mpa） 介質密度（ kg/m3） 430 5060 主要受壓原件材料 06Cr19Ni10 06Cr19Ni10 有效容積 80L 低溫潛液泵結構圖 空溫式氣化器技術參數 空溫式汽化器 空溫式氣化（加熱）器的導熱管是將散熱片和管材擠壓成型的，