气化站技术方案

1总论1.1前言2012年4月，新疆自治区人民政府批准设立新疆伊宁市苏拉宫工业园。工业园位于皮里青河河谷冲积平原的伊宁市达达木图乡苏拉宫村，规划建设面积9.9平方公里，是依托伊犁河谷丰富煤炭资源，采用高新技术，实施煤炭综合开发利用、延伸煤化工产业链、提高煤炭综合利用率，集生产、物流、管理及配套服务等功能为一体的生态综合型产业园区,园区现由中国庆华新疆集团公司代建。庆华集团新疆煤化工有限公司将在苏拉宫园区汉餐食堂东边空地上新建一座LNG气化站，供园区工作人员的生活就餐提供燃气。1.2设计依据1.2.1庆华集团新疆煤化工有限公司与四川恒日天然气工程有限公司签订的《新疆庆华苏拉宫园区LNG气化站项目EPC总承包合同》。1.2.2现场收集的苏拉宫园的相关资料。1.2.3庆华集团新疆煤化工有限公司提供的其他相关资料。1.3设计原则1.3.1设计应严格执行国家有关安全、卫生及环境保护的法律、法规及标准规范，切实做到不发生事故、不造成人员伤害、不破坏环境。1.3.2努力做到市场预测准确、工程规模确定、工艺流程确定，做到远、近结合，留有余地，确保设计的科学性、先进性和经济性。1.3.3贯彻节能方针，从当地的能源条件出发，做到能源的综合利用与合理利用，提高效率，力求获得较好的经济效益、社会效益和环境效益。1.3.4采用新工艺、新技术、新材料、新设备，合理利用现有基础设施，减少投资，提高经济效益。1.3.5在满足技术要求的前提下，以经济效益为中心。合理利用资金，减少投资风险，力争节约基本建设投资，提高经济效益。1.3.6采用新型管理系统，在满足生产需要的前提下，尽可能减少现场操作管理人员。1.3.7设计的供气方案安全、稳定、可靠，杜绝安全事故。1.3.8环境保护与主体工程同时设计、同时施工、同时投产。1.3.9搞好站场的绿化规划。1.4遵循的主要法律、法规、标准及规范1.4.1工艺管道专业《城镇燃气设计规范》GB50028-2006《压力管道规范—工业管道》GB/T20801-2006《工业金属管道设计规范》GB50316-2000《压力管道安全技术监察规程—工业管道》TSGD0001-2009《液化天然气的一般特性》GB/T19204-2003《工业设备及管道绝热工程设计规范》GB50264-1997《钢质管道外腐蚀控制规范》GB/T21447-2008《钢质管道聚乙烯胶粘带防腐层技术标准》1.3.3贯彻节能方针，从当地的能源条件出发，做到能源的综合利用与合理利用，提高效率，力求获得较好的经济效益、社会效益和环境效益。1.3.4采用新工艺、新技术、新材料、新设备，合理利用现有基础设施，减少投资，提高经济效益。1.3.5在满足技术要求的前提下，以经济效益为中心。合理利用资金，减少投资风险，力争节约基本建设投资，提高经济效益。1.3.6采用新型管理系统，在满足生产需要的前提下，尽可能减少现场操作管理人员。1.3.7设计的供气方案安全、稳定、可靠，杜绝安全事故。1.3.8环境保护与主体工程同时设计、同时施工、同时投产。1.3.9搞好站场的绿化规划。1.4遵循的主要法律、法规、标准及规范1.4.1工艺管道专业《城镇燃气设计规范》GB50028-2006《压力管道规范—工业管道》GB/T20801-2006《工业金属管道设计规范》GB50316-2000《压力管道安全技术监察规程—工业管道》TSGD0001-2009《液化天然气的一般特性》GB/T19204-2003《工业设备及管道绝热工程设计规范》GB50264-1997《钢质管道外腐蚀控制规范》GB/T21447-2008《钢质管道聚乙烯胶粘带防腐层技术标准》《天然气计量系统技术要求》GB/T18603-2001《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》GB50493-20091.4.4建筑专业《混泥土结构设计规范》GB50010-2002《砌体结构设计规范》GB50003-2001《构筑物抗震设计规范》GB50191-19931.4.5总图运输专业《城镇燃气设计规范》GB50028-2006《石油天然气工程设计防火规范》GB50183-2004《建筑物设计防火规范》GB50016-20061.4.6消防专业《城镇燃气设计规范》GB50028-2006《石油天然气工程设计防火规范》GB50183-2004《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》GB50493-2009《建筑设计防火规范》GB50013-2006《火灾自动报警系统设计规范》GB50016-2006《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-1992《泡沫灭火系统设计规范》GB50151-2010《中华人民共和国安全生产法》主席令第70号《中华人民共和国消防法》主席令第6号1.4.7给排水专业《室外给排水设计规范》GB50013-2006《室外排水设计规范》GB50014-2006《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003《石油化工企业给水排水系统设计规范》SH3015-20031.4.8职业、安全、卫生《职业性接触毒物危害程度分级》GB5044-1986《职业性接触毒物危害程度分级》GBZ230-20101.5设计规模、范围及参数1.5.1设计规模设计LNG气化站规模：350m3/h（气态）。1.5.2设计范围1）LNG气化站卸车、储存、气化、调压、加臭、输出天然气6个阶段的工艺设计；2）汉餐食堂、清真食堂、科研中心燃气工程设计。1.5.3设计参数压力：1）储罐：设计压力为1.44MPa，工作压力为1.0MPa；2）天然气管道调压前：设计压力1.6MPa；3）天然气管道调压前：设计压力0.4MPa；4）氮气管道：设计压力1.0MPa，工作压力0.6MPa。温度：1）低温管道设计温度为-196℃；2）主气化器后管道及常温放空管道：常温；3）天然气出口温度：0～30℃1.5.4设定压力：低温管道安全阀：开启压力1.2MPa，回座压力1.08MPa；自力式增压调节阀：设定压力开启0.6MPa；关闭压力1.0MPa；自力式减压调节阀：设定压力0.8MPa；关闭压力：0.6MPa；常温管道安全阀：调压器前1.08MPa；调压器后:0.42MPa储罐安全阀：开启压力1.26MPa。1.6工程概况1.6.1工艺流程LNG气化站工程采用了国内目前成熟的新工艺、新技术。LNG由低温槽车运至气化站，在卸车台利用卸车增压器对槽车加压，利用压差将LNG送入LNG储罐储存。气化时通过储罐增压器将LNG储罐增压，然后自流进入空温式气化器，LNG吸热发生相变，成为气态天然气，通过调压、加臭后直接去厂区用气点。槽车内LNG卸完后，尚有天然气气体，这部分气体与储罐自蒸发气（简称BOG）经BOG加热器加热后进入调压前管道系统。LNG气化站主要包括卸车增压系统、储存系统、储罐增压系统、气化系统、调压计量系统、加臭系统、仪表控制系统等，工艺流程图如下：2自然条件本工程所在地伊宁县的气候属大陆性北温带和干旱性气候，由于远离海洋，地处亚欧大陆中心伊犁河谷盆地中部，东、南、北三面有天山山脉的天然屏障，西部地势开阔，易受北冰洋气流影响，因而气LNG储罐主气化器调压、加臭BOG复热器食堂科研中心集中放散候比较温和湿润，具有大陆性北温带温和干旱气候的特点。阳光充足，四季分明，夏季炎热，冬季寒冷，昼夜温差大，春末夏初多雨，冬季和初春多霜雪。以下参数根据业主提供的“气象资料”中参数汇总得来。气温多年最高气温39.7℃多年最低气温-34.3℃年平均气温11.9℃多年平均最高气温20.3℃多年平均最低气温5.2℃最冷月平均气温-7.3℃干球温度25.4℃湿球温度23.2℃气压平均气压928.1hPa多年最高气压958.5hPa多年最低气压907.4hPa湿度多年平均相对湿度68%降水量年平均降水量403.5mm年最大降水量536.5mm年最小降水量207.8mm24小时最大降水量50.6mm蒸发量多年最大蒸发总量1689.7mm多年最小蒸发总量1324.2mm风年平均风速1.5m/s瞬间最大风速21.0m/s10分钟持续最大风速10.9m/s全年主导风向西风夏季主导风向东南风冬季主导风向西风风荷载820N/m2积雪、冻土最大积雪深度51cm土壤冻结最大深度84cm基本雪压（多年平均）0.74kN/m2日照多年日照平均时数2418小时雷电全年雷电日数（天）19天土壤电阻率420欧姆地震烈度根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2011）附录A规定，本工程所在地的建（构）筑物抗震烈度为7度，地震基本加速值应该为0.15g。3LNG气化站3.1站场功能3.1.1站场功能概述LNG由低温槽车运至气化站，在卸车台利用卸车增压器对槽车加压，利用压差将LNG送入LNG储罐储存。气化时通过储罐增压器将LNG储罐增压，然后自流进入空温式气化器，LNG吸热发生相变，成为气态天然气，通过调压、加臭后直接去厂区用气点。槽车内LNG卸完后，尚有天然气气体，这部分气体与储罐自蒸发气（简称BOG）经BOG加热器加热后进入调压前管道系统。3.1.2设计原则1）该设计应严格执行国家有关安全、卫生及环境保护的相关政策、法规及标准规范，切实做到不发生事故、不造成人员伤害、不破坏环境。2）努力做到市场预测准确、工程规模确定、工艺流程确定，做到远、近结合，留有余地，确保设计的科学性、先进性和经济性。3）贯彻节能方针，从当地的能源条件出发，做到能源的综合利用与合理利用，提高效率，力求取得较好的经济效益、社会效益和环境效益。4）采用新工艺、新技术、新设备，合理利用现有基础设施，减少投资，提高经济效益。5）在保证预处理系统、输配系统建设高质量、高水平、高效益的情况下，优先采用国产材料和设备。3.3主要工艺设备选型1）LNG储罐由于LNG气化后体积增大600多倍，所以必须保证LNG储罐内压力稳定。罐体采用双层结构，内容器缠绕保温层，内外容器之间采用高真空绝热。并在外壳上设置了安全防爆装置，非专业人员请勿拆卸，以免危险！将罐箱的阀门和仪表设置在一端的阀门操纵箱内，以便集中管理。罐箱设置上下进液管，气相管、增压管和放空管。对进液管，气相管、增压管上设置了三重保护，确保安全。2）储罐增压系统为了使储罐中的LNG能够自流进入气化器，必须保证储罐的压力高于气化器。为此设置了储罐增压器。LNG进入储罐增压器，气化后的天然气回到储罐顶部，达到为储罐增压的目的。3）空温气化器1、空浴式气化器设置采用手动切换，可根据气化器出口天然气的温度进行切换。2、在气化器进口管线上设有安全阀，一旦气化器不使用时，防止LNG蒸发，管道压力增加；3、气化器出口天然设置气温度下降报警，防止低温天然气进入管道。4）复合型电加热水浴式复热器当气化器出口温度低于-5℃时，天然气进入复热器加热，防止低温天然气进入管道。5）BOG系统BOG（BoiloffGas）是储罐及槽车的蒸发气体。低温储罐和低温槽车的日蒸发率一般为≤0.1%，这部分气化了的气体如不及时排出，会使储罐上部分气相空间的压力升高。为保证储罐的安全，装有降压调节阀，可根据压力自动排除BOG。回收的BOG通过BOG加热器加热后进入调压前管道系统。6）放空单元液相安全阀放空的全部是低温气体，在低温时，天然气的比重大于常温下的空气比重，排出不易扩散，会向下聚集，而加热后的天然气比重小于空气比重，高点排放容易扩散，不会形成爆炸性混合气。因此需设置一台放空气体EAG加热器。放空气经EAG加热器后由放散管放空。7）调压单元为达到系统使用压力，监测天然气使用情况，设置调压单元。8）站场用管本工程管道材质为：使用温度低于-20℃的管道采用不锈钢无缝钢管，材质为0Cr18Ni9，其技术性能满足《流体输送用不锈钢无缝钢管》GB/T14976-2002的规定；常温低压管道采用输送流体用无缝钢管，材质为20#，其性能满足《输送流体用无缝钢管》GB/T8163-2008的规定。9）阀门采用专用低温阀门，应满足输送LNG压力（压力级别PN1.6Mpa）、流量要求，且具备耐低温性能(-196℃)。主要包括