1.LNG加气站主要设备及操作技术

LNG加气站主要设备及操作技术2014-5-18目录一、前言二、LNG储罐三、LNG潜液四、加气机五、空浴式增压器（加热器）六、低温管道系统七、仪表风系统八、安全设施及附件一、前言LNG加气站主要设备有低温储罐、潜液泵、加气机、卸车增压器、储罐增压器、BOG/EAG加热器、工艺管道、仪表风系统、自控系统、安全检测报警系统、消防设施等，设备数量不多，但由于LNG具有深度低温的特性，冷热温差大，加气作业间歇进行等特点，对加气站的设备又有一些特殊的要求，比如低温储罐的吊装就需特小心。二、LNG储罐LNG储罐从结构上分有卧式和立式。加气站LNG储罐从绝热形式可分为真空粉末绝热储罐、高真空多层缠绕绝热储罐。储罐分类二、LNG储罐按容量分类（1）小型（5～50m3）：常用于民用LNG汽车加气站及民用燃气液化站等。（2）中型（50～100m3）：多用于工业液化天然气气化站站，汽车加气站（≤60）。（3）大型（100～1000m3）：适用于小型LNG生产装置。（4）大型（10000～40000m3）：用于基本负荷型和调峰型气化装置。（5）特大型（40000～200000m3）：用于LNG接收站。高真空多层缠绕二、LNG储罐储罐设计制造和验收应符合国家现行标准《钢制压力容器》GB150、《低温绝热压力容器》GB18442（固定式真空绝热深冷压力容器）GB/T18442-2011和《固定式压力容器安全技术监察规程》TSGR0004的有关规定。新发布的GB50156-2012有此项规定（9.1.1条）。主要技术指标1.静态蒸发率低温绝热压力容器在装载大于有效容积1/2低温液体时，静置达到热平衡后，24h内自然蒸发损失的低温液体质量和容器有效容积下低温液体质量的百分比，换算为标准环境下（20`C，101325Pa)蒸发率值，单位为％/d,LNG储罐执行的标准储罐技术指标二、LNG储罐2封结真空度低温绝热压力容器抽真空结束封结后，在常温状态下夹层压力相对稳定时的夹层真空度，单位为Pa。3真空夹层漏率单位时间内漏入真空夹层的气体量，单位为Pa·m3/s。4真空夹层放气速率真空夹层内绝热材料、器壁表面等在单位时间内放出的气体量，单位为Pa·m3/s。5真空夹层漏放气速率低温绝热压力容器真空夹层漏气速率和放气速率之和，单位为Pa·m3/s。储罐技术指标二、LNG储罐储罐技术指标二、LNG储罐储罐技术指标◆二、LNG储罐储罐技术指标二、LNG储罐储罐技术指标二、LNG储罐储罐技术指标-新旧标准对照GB18422-2001GB/T18422-2011二、LNG储罐储罐技术指标二、LNG储罐二、LNG储罐储罐操作工艺指标最高工作压力：最低工作温度：-196℃最高液位最低液位操作安全技术要求LNG储罐材质内筒：0Cr18Ni906Cr19Ni10外壳：Q345（16MnR）美国查特：S30408［σ］t270MPa二、LNG储罐储罐进液操作程序准备工作操作人员的要求：操作人员应经过安全教育和操作技术培训合格后持证上岗，操作人员在作业时应佩戴必要的劳保用品及工作服试压要求设备投用前都应按设计要求进行压力试验。试压气体应为干燥氮气，其含氧量不大于3%，水分露点不大于-25℃，且不得有油污。吹除置换要求：吹除置换是保证设备正式充装液体安全的保证措施，应先用含氧量不大于3%的氮气吹除，同时保证无油污，水分露点不大于-25℃。然后再用LNG置换至液体纯度为至，方可允许充装液体。预冷：试压合格后，需用液氮进行预冷，以确保设备的低温运行可靠性：储罐在首次使用前必须用氮气进行吹扫及预冷。最大吹扫压力应相当于最大工作压力的50%，或者低于这个压力。操作安全技术要求二、LNG储罐•打开上、下进液阀同时充装，同时打开液体充满溢流口阀，排放储罐内的气体，直至有LNG的气体排出时，立即关闭充满溢流口阀；•充装至储罐的50%以上容积时，应关闭下进液阀；•当充装到储罐容积的85%时，应关闭上进液阀，并停止充装5分钟，使筒内液面静，然后打开上进液阀继续充装，直到有液体从充满溢流阀流出时，立即关闭充满溢流口阀，停止充装及关闭上进液阀；•在开始充液时，应拧松液位计两端的接头，完全打开液位显示液相阀和液位显示气相阀，检查排放的气流中是否含有水份。如有水份，应继续排放，直到无水份时停止排放。并将液位计两端的接头拧紧，并关闭平衡阀，使液位计处于正常工作状态。储罐首次进液操作二、LNG储罐储罐液位计预冷及排空二、LNG储罐•储罐在首次正式充装后，进行再充装时，储罐内的气相压力尽可能减低。•上、下同时充装，当液位表显示约50%满时，应关闭下进液阀，当充装到储罐容积的85%时，应关闭上进液阀，并停止充装5分钟，以使筒内液面镇静，然后打开上进液阀继续充装，直到有液体从溢流阀排出时，关闭溢流阀停止充装，同时关闭上进液阀。•在充装过程中观察压力表、液位表。（如果压力上升至高于充装输送压力或接近安全阀压力，必需打开气体排放阀将储罐内的气相进行适量排放）。储罐补充进液操作三、LNG潜液泵据有关资料介绍，目前，LNG加气产业中多数使用美国ACD公司的产品，从使用情况看，泵运行很正常，没有出现任何泵本体故障，更没有出现有些加气站泵损坏更换的严重事故。橇装加气站一般都是设置一台低温潜液泵，对产品的正确选择是非常重要的工作。业界认为，此类产品，好的进口产品明显优于国产品。重视泵池的结构设计，尤其关注泵池顶盖的保冷结构设计，既要达到保冷效果，又要方便维修，目前，各制造厂产品效果差距很大，效果不好的会严重影响泵的正常运行。三、LNG潜液泵LNG潜液泵运行状况（个案）三、LNG潜液泵潜液泵安装图三、LNG潜液泵潜液泵内部结构三、LNG潜液泵三、LNG潜液泵启动前的检查•检查所有的管路、配件、螺栓和电路接线是否准备就绪。•检查所有管路接头部位的密封情况是否达到要求。•检查储罐液位与泵吸入口是否有足够的液位差。启动•按照潜液泵的预冷流程，缓慢地对泵进行冷却。•预冷完成后，泵壳内充满液体。当泵池温度测点温度低于设定值之后，变频器按照给定频率启动电机。•观察泵的出口压力，若25秒钟内无变化，则将电机的三根线中的任意两根交换，重新启动。•如果泵发出异常的声音，或排出管路有较大震动，应立即停泵，查找出原因后，重新启动。LNG潜液泵安全操作要求三、LNG潜液泵停泵操作•切断泵的变频输出，关闭进液阀，导通加气机回流管线。•常开回气阀门，确保回气畅通。注意事项•必须密切关注泵的气蚀问题，控制起泵温度，该温度值设置应低于饱和温度-8℃～0℃。关注泵出口压力，若存在波动，及时放空泵池直至压力稳定。关注储槽液位高度，一般储槽液位低于规定值，就应考虑卸车。避免严重气蚀给现场操作人员带来人身伤害或给设备带来损害。•关注泵变频器输出电流，在任何状况下，该电流值不应大于25A，在缺相状态下严禁使用设备。泵的电源接线请勿随意挪动，当泵的电源线必须进行更改时，确认三相顺序。简易方法为接线完毕后，50HZ启动设备，25S后若泵进、出口压差没有超过0.2MPa则更换电源线的任意两相，比较两种接法，选用进、出口压差大的接法。LNG潜液泵安全操作要求三、LNG潜液泵•每次更改流程时，必须首先确认现场阀位是否正确。•LNG卸车时，应保证槽车压力大于等于储槽压力，若槽车增压缓慢，可用泵设备增压，但一定要密切关注槽车压力，切勿超压。卸车完毕后，及时关闭围堰上液相阀门、气相阀门、泵池进液阀门、旁通阀门，开启自增压汽化器液相阀门、自增压汽化器气相阀门，等待汽化器进液管路化霜后，关闭自增压汽化器液相阀门、自增压汽化器气相阀门。•当泵不起压时，首先判断泵是否转动，若泵不转，先查找动力电源及变频器问题，若正常，则考虑泵本体机械发生故障。若判断泵转动，则根据泵运行声音正常与否，判断是否为液体原因或是电源因素，若均正常，则考虑泵本体机械发生故障。当泵起压后压力不平稳，起伏波动时，先判断储槽液体是否足够，出口管阻是否发生变化，出口阀门和加气机阀门是否正常开启，若均正常，则先考虑变频器频率是否恒定，最后考虑泵本体机械发生故障。当泵起压后，压力很高但流量很小，则判断出口管阻是否发生变化既出口阀门和加气机阀门是否正常开启。LNG潜液泵安全操作要求三、LNG潜液泵•加气时运行频率一般为70HZ～80HZ，依据气瓶压力的不同酌情选择，在气瓶压力大于0.8MPa时，建议回气泄压，以确保加气速度及泵在较好工况点下工作。•当泵的转速不为“0”时，请勿二次点动电机。•注意泵池最高工作压力（1.76MPa。）LNG潜液泵安全操作要求LNG潜液泵特性曲线图三、LNG潜液泵离心泵气蚀简单讲就是液体在一定压力下由液态变为气态，是由于在叶轮和泵的进口处形成真空，压力低于该液体的饱和蒸气压而形成的，是最严重的损害泵的一种现象，低温液化气介质的泵更容易发生。（1）保持泵进口有满足泵正常运行的正静压头；（2）泵启动前先进行泵预冷，使其温度达到泵启动的要求；（3）泵池真空绝热指标符合标准规范的要求；（4）泵进口管线绝热良好；（5）进口管设计安装合理，不产生气阻现象。离心泵气蚀预防措施四、加气机•加气机里的流量计目前使用较多的是质量流量计和容积式流量计，前者多为美国艾默生产品，容积式流量计现在为查特公司开发的产品。•容积式流量计更适合加气站间断加气的工况，比较稳定可靠，故障率较低低。中海油深燃能源有限公司使用是美国查特公司在德国生产的文丘里容积流量计。•质量流量计计量精度高，但对气液两相要求严格，断续加气，常出现不能精确计量的情况，有时误差还很大。•加气机的功能还应具备：小票打印、远程数据传输、数据存储等功能。•建议采用单管加气计量。四、加气机德国E+H美国艾默生•系统精度±1.0%•没有移动部件，不需维修•芯科技(打印，流量控制，等等.)液体在流过流量计的时间产生压力降，差压式传感器把这个信号转换成电信号并且计算出流量.四、加气机液体计量分流在计量过程中或在泄放管线中的分流是不被允许的。但是，可以设置手动的排空管，打开用于清洗，排空测量系统的液体。比较有效的方法的是，在计量系统的日常操作中，防止所有存在液体流动的通道的可能性。国际计量学组织M计量过程中的分流（是不允许的）气动阀可能在用户不知情的情况下被打开加注枪四、加气机•具有泵保护功能•具有蓝牙功能•适用于低温介质，尤其适用于LNG四、加气机系统主要功能操作员权限分级管理、系统登录双重验证、基本参数管理、公司信息登记、车辆信息登记、新卡发行、用户卡挂失、用户卡解挂、用户卡解黑、用户卡补卡、用户卡解灰、用户卡激活、用户卡充值、优惠管理、充值凭证打印、用户卡注销、用户密码设置、公司信息查询、车辆信息查询、用户卡信息查询、统计、数据导出到、数据整理、数据库手动、自动备份等。五、空浴式增压器（加热器）卸车一般有自增压卸车和潜夜泵卸车两种方式，或两种联合卸车，尽量采用联合卸车，这样既可保证卸车速度，又能将槽车的LNG卸完，这就要求卸车增压器容量必须满足工艺要求，有些厂家虚报增压器容量，造成卸车困难，解决方案：不光看标注的容量，更要计算增压器的换热面积。卸车增压器的有效容量建议选择200-300m3/h。建议将卸车增压器、储罐增压器，调压（调饱和）增压器三体合一，这样可以优化管路布置，并节省设备占用的空间和提高设备利用率。在运行过程中会防止和消除气阻现象。五、空浴式增压器（加热器）增压器（加热器的形式）五、空浴式增压器（加热器）五、空浴式增压器（加热器）移动式卸车增压器六、低温管道系统常规站管道系统六、低温管道系统强调必须有两个气相管路（储罐接口），一条为BOG管线，一条为回气管线。在满足工艺要求的情况下，低温管路尽量做到简化、方便维修，尽可能地减少法兰连接。尤其注意管道设计布置有利于消除管道冷热应力。优先满足工艺要求，不刻意追求横平竖直。储罐根部阀、气动阀推荐采用进口品牌产品。管道系统布置的基本要求六、低温管道系统橇装站管道系统六、低温管道系统介质温度-40℃～-196℃的阀门称之为低温阀门低温阀门包括低温球阀、低温闸阀、低温截止阀、低温安全阀、低温止回阀，低温蝶阀