LNG点供方案

LNG供气项目介绍一、LNG简介LNG（LiquefiedNaturalGas），即液化天然气的英文缩写。LNG是通过在常压下气态的天然气冷却至-162℃，使之凝结成液体。液化后的天然气其体积大大减少，约为0℃、1个大气压时天然气体积的1/600，也就是说1立方米LNG气化后可得600立方米天然气。天然气液化后可以大大节约储运空间和成本，而且具有热值大、燃点高、安全性能强、清洁性好等特点。LNG无色无味，主要成份是甲烷，很少有其它杂质，是一种非常清洁的能源。其液体密度约426kg/m3,此时气体密度约1.5kg/m3.爆炸极限为5%-15%（体积%），燃点约450℃。图1LNG成分占比二、LNG供气优势1、低温、气液膨胀比大、能效高易于运输和储存。2、1标准立方米的天然气热质约为8500大卡，1吨LNG可产生1350标准立方米的天然气。3、安全性能高—由LNG优良的理化性质决定的，气化后比空气轻，无色、无嗅、无毒。燃点较高：自燃温度约为450℃；爆炸极限范围较窄：5%－15%；轻于空气、易于扩散。4、LNG燃烧后基本上不产生污染。5、LNG供应的可靠性，由整个链系的合同和运作得到保证LNG的安全性是通过在设计、建设及生产过程中，严格地执行一系列国际标准的基础上得到充分保证。LNG运行至今30年，未发生过恶性事故。三、LNG供气工艺流程LNG气化供气是指具有将槽车或槽船运输的LNG进行卸气、储存、气化、调压、计量和加臭，常用于无法使用管道气供气用户。图2LNG气化工艺流程LNG气化供气是下游LNG应用时采用的主要模式，主要作用是储自增压气化器自增压气化器BOG回收气化器调压装置用户气化器LNG储罐加热器计量、加臭装置LNG槽车存、气化LNG。它包括卸车台、低温储罐、增压系统、气化系统及调压、计量和加臭系统。下边介绍LNG气化的卸车工艺、储罐自增压工艺、气化加热工艺、BOG、EAG工艺及LNG储罐。1、LNG卸车工艺LNG通过公路槽车或罐式集装箱车从LNG液化工厂、海运接收终端运抵用气城市LNG气化站，经过汽车衡称重计量。用金属软管将槽车与卸车台相应管线连接，利用站内卸车增压气化器给槽车进行增压，使槽车与LNG储罐之间形成一定的压差，利用此压差将槽车中的LNG卸入气化站储罐内。卸车结束时，通过卸车台气相（BOG）管道回收槽车中的气相天然气。卸车时，为防止LNG储罐内压力升高而影响卸车速度，采用不同的卸车方式。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LNG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，因此采用下进液方式。图3增压卸车工艺流程2、储罐自动增压工艺随着储罐内LNG不断流出到气化器，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，将罐内压力维持在一定范围内，才能使LNG气化过程持续下去。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，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。在自增压过程中随着气态天然气的不断流入，储罐的压力不断升高，当压力升高到自动增压调节阀的关闭压力时,自动增压阀关闭，增压过程结束。随着气化过程的持续进行，当储罐内压力又低于增压阀设定的开启压力时，自动增压阀打开，开始新一轮增压。3、LNG的气化和加热工艺气化装置是LNG供气系统向外界供气的主要装置，设计中我们通常采用空温式气化器，其气化能力宜为用气城镇高峰小时计算流量的I.3～1.5倍，不少于2台，并且应有1台备用。当环境温度较低时，空温式气化器出口天然气温度低于5℃时，应将出口天然气进行二次加热，以保证整个供气的正常运行。一般天然气加热器采用水浴式加热器。图4气化器加热器4、自然蒸发工艺BOG是英文B0ilOffGas的缩写，即自然蒸发天然气。BOG主要来源于LNG槽车回气和储罐每天0.3%的自然气化。现在常用的槽车容积为40m3，回收BOG的时间按照30min计算，卸完LNG的槽车内气相压力约0.55MPa，根据末端天然气压力的不同，回收BOG后槽车内的压力也不同，一般可以按照0.2MPa计算。回收槽车回气需要BOG加热器流量为280m3/h，加LNG储罐的自然蒸发量，则可计算出BOG加热器流量。LNG的储存温度为-163℃，即BOG的温度约为-163℃，为保证设备的安全，要将BOG加热到15℃。根据流量和温度可以确定BOG加热器的规格。回收的BOG经过调压、计量、加臭后可以直接进入管网，如果用户用气非连续则需要设置BOG储罐进行储存。5、紧急放散工艺EAG是英文EscapeAirGas的缩写，即紧急放散天然气。低温系统安全阀放空的全部是低温气体，在大约-113℃以下时，天然气的重度大于常温下的空气，排放不易扩散，会向下积聚。因此需设置一台空温式放散气体加热器，放散气体先通过该加热器，经过与空气换热后的天然气比重会小于空气，高点放散后将容易扩散，从而不易在靠近地面处形成爆炸性混合物。6、LNG储罐LNG贮罐（低温贮罐）是LNG的贮藏设备，目前绝大部分100m³立式LNG储罐的最高工作压力为O．8MPa。按照GB150《钢制压力容器》的规定，当储罐的最高工作压力为0．8MPa时，可取设计压力为0．84MPa，储罐的充装系数为最高为0．95一般取0.9。LNG储罐的特殊性：大容量的LNG贮罐，由于是在超低温的状态下工作（-162℃），因此与其他石油化工贮罐相比具有其特殊性。同时在运行中由于贮藏的LNG处于沸腾状态，当外部热量侵入时，或由于充装时的冲击、大气压的变化，都将使贮存的LNG持续气化成为气体，为此运行中必须考虑贮罐内压力的控制、气化气体的抽出、处理及制冷保冷等。此外，LNG贮罐的安全阀、液面计、温度计、进出口管的伸缩接头等附属件也必须要耐低温。贮罐的安全装置在低温、低压下，也必须能可靠的起动。LNG储罐是气化的关键设备，其绝热性及密封性的好坏直接影响到LNG的蒸发和泄漏速度，即LNG的损耗速度和使用率。储罐的性能参数主要有真空度、漏率、静态蒸发率。作为低温容器，LNG储罐必须满足国家及行业标准中的相关技术要求。储罐的真空封结度反映储罐的真空性，但真空度随时间推移而降低；储罐的漏率影响储罐真空寿命，即储罐真空度的变化速度；静态蒸发率则能够较为直观的反映储罐在使用时的保冷性能。以一台50m3储罐为例说明：（1）漏率1x10-9Pa.m3/s。（2）静态蒸发率0.3%/d。一台50m3的LNG储罐装满LNG时，在不使用的情况下，完全蒸发需要近一年的时间。四、LNG供气装置介绍1、储罐容量：10~20m3，供气能力：200~500Nm3/h或更高设备配置LNG低温储罐空温气化器储罐自增压系统安全放散系统其他阀门及附属配件卸车自增压撬水浴电加热器调压器流量计加臭系统自控仪表系统工艺流程图图5工艺流程图2、储罐容量：1~5m3供气能力：100~200Nm3/h设备基本配置储罐充装系统空温气化器储罐自增压系统安全放散系统其他阀门及附属配件选装配置水浴电加热器调压器流量计加臭系统自控仪表系统工艺流程图图6工艺流程图小型的LNG供气装置可根据场地灵活布置，适应性强，占地小，适用管道气无法到达的工业、居民等用户。