LNG储存气化站工程建设方案

LNG储存气化站工程建设方案LNG储存气化站工程建设方案-1-前言天然气具有洁净、高效、资源丰富、方便储运等优点，目前全球天然气消费量已高达每年2.万多亿立方米，占世界一次能源需求总量的24.3%。随着环保要求的日益严格和人们环保意识的增强，天然气这种洁净能源的市场份额将不断扩大，前景十分广阔。中国天然气生产和消费起步均较晚，进入20世纪90年代天然气产量才有较大增长。但仍是少数几个以煤为主要能源的国家之一。煤占一次能源消费的66.5%，天然气仅占3%，远远低于世界平均水平，随着国内经济的持续快速发展和人们环保意识不断增强，对天然气的需求也将急剧增长。人们常称21世纪是天然气世纪，为迎接天然气时代的到来，我国政府推出了一系列支持和鼓励发展国内天然气、引进天然气和引进液化天然气的政策，并制定了天然气的发展战略：“立足国内，利用海外，西气东输，海气登陆，就近供应”。预计至2020年，我国将投入2200亿人民币进行天然气基础设施的建设，使我国天然气消费在一次能源消费结构中的比例从现在的3%提高到12%。其中将建成千万吨规模的液化天然气接收站，形成年进口5000万吨（近700亿立方米）规模的接收设施。目前国内已经投产和在建的LNG工厂大约40多座，在未来十年，LNG产业将有一个飞速发展，LNG资源将越来越丰富。公司简介广汇股份已形成以液化天然气（LNG）业务为核心，煤炭、天然气、原油资源为驱动，能源物流为支撑的综合能源公司，是中国最大的陆基LNG生产商和供应商，目前广汇股份在新疆哈密、鄯善、吉木乃、克州以及哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦等中亚地区有多个LNG生产基地已经建成或正协商建设，并根据市场导向的原则正在新疆、河西走廊、内蒙古、四川贵州、陕西河南以及江苏启东等地区大力投入建设LNG加注站和物流仓储基地、推广LNG汽车，具有灵活和强大的天然气销售网络和稳定的供气能力。LNG储存气化站工程建设方案-2-1.项目建设方案1.1建设依据根据用户提出的用气性质和要求；1.2遵循的主要标准、规范（1）《石油天然气工程设计防火规范》GB50183-2004；（2）《城镇燃气设计规范》GB50028-2006；（3）《建筑设计防火规范》GB50016—2006；（4）《液化天然气设备与安装陆上装置设计》GB/T22724-2008；（5）《液化天然气（LNG）生产、储存和装运》GB/T20368-2006；1.3设计原则1、严格执行国家及建设部关于城镇燃气设计的标准和规范，工艺设计上以安全为首要考虑前提。2、工程设计必须满足技术先进可靠，生产工艺简单，生产稳定的要求，并尽可能节约投资。3、坚持节能的原则，做好能源的综合利用，提高效率，力求取得良好的经济效益、社会效益和环境效益。1.4建设规模根据用户提供的用气数据每天用气10万Nm3，用气时间为24小时，则平均小时用气量为4166Nm3/h。根据以上用气量需求，本气化站设计4台150m3低温立式储罐，总存液量为600m3，换算为气态约为36万Nm3，按照每天用气量为10万Nm3考虑，储存天数约为3.6天。1.5建设用地（1）安全间距：LNG储存气化站工程建设方案-3-LNG气化站选地应按照《城镇燃气设计规范》GB50028-2006以下两表考虑安全间距的要求：液化天然气气化站的液化天然气储罐、天然气放散总管与站外建、构筑物的防火间距（GB50028-2006）名称项目储罐总容积（m3）集中放散的天然气放散总管≤10＞10~≤30＞30~≤50＞50~≤200＞200~≤500＞500~≤1000＞1000~≤2000居住区、村镇和影剧院体育馆、学校等重要公共建筑（建筑物外墙）30354550709011045工业企业（最外侧建、构筑物外墙）2225273035405020明火、散发火花地点和室外变、配电站3035455055607030民用建筑，甲、乙类液体储罐，甲、乙类生产厂房，甲、乙类物品仓库，稻草等易燃类材料堆场2732404550556525丙类液体储罐，可燃气体储罐，丙、丁类生产厂房，丙、丁类物品仓库2527323540455520铁路（中心线）国家线405060708040企业专用线25303530公路、道路（路边）高速Ⅰ、Ⅱ级,城市快速202515其他152010架空电力线（中心线）1.5倍杆高1.5倍杆高，但35kW以上架空电力线不应小于40m2.0倍杆高架空通讯线（中心线）Ⅰ、Ⅱ级1.5倍杆高30401.5倍杆高其他1.5倍杆高LNG储存气化站工程建设方案-4-液化天然气气化站的液化天然气储罐、天然气放散总管与站内建、构筑物的防火间距（GB50028-2006）（2）LNG储存气化站用地面积在满足有关设计规范要求下，结合其它类似场站用地情况，估算本LNG储存气化站用地面积约10亩多，土地面积约5400m2（60m宽度70m），实际用地面积根据现场实际情况确定。1.6气源介绍新疆广汇LNG工厂生产LNG的组分如下：组分分子式体积含量mol%甲烷CH486.23乙烷C2H612.77丙烷C3H80.3428氮N20.6550其它0.0022名称项目储罐总容积（m3）集中放散的天然气放散总管≤10＞10~≤30＞30~≤50＞50~≤200＞200~≤500＞500~≤1000＞1000~≤2000明火、散发火花地点3035455055607030办公、生活建筑1820253035405025变配电室、仪表间、值班室、汽车槽车库、汽车衡及其计量室、空压机室、汽车槽车装卸台、钢瓶灌装台15182022253025汽车库、机修间、燃气热水炉间2530354025天然气（气态）储罐2024262830313220液化石油气全压力式储罐2428323436384025消防泵房、消防水池取水口30405020站内道路（路边）主要10152次要510围墙1520252集中放散装置的放散总管25—LNG储存气化站工程建设方案-5-新疆广汇LNG的物性如下：气化温度：－162.3℃（常压1.053bar）液相密度：471kg/Nm3气相密度：0.75kg/Nm3（20℃）燃点：650℃热值：42.65MJ/Nm3（10180kcal/Nm3）爆炸极根上限15.77％下限4.91％2总图设计2.1设计依据总图设计遵循的标准和规范主要有：《城镇燃气设计规范》GB50028-2006；《建筑设计防火规范》GB50016-2006；其他设计依据2.2平面布置根据站区的实际情况和生产工艺的需求，按照《城镇燃气设计规范》的规定，总平面必须分区布置，即分为生产区和辅助区。生产区由低温储罐区（4座150m3LNG储罐）、气化调压区（4座2500Nm3/h空温式气化器、1座500Nm3/h空温式BOG加热器、电热式加热器、EAG加热器）、卸车区组成。辅助区由值班室、配电间组成。站区共设两个对外出入口，与站外主道路相连。站区四周设2m高的实体围墙，储罐区四周设零1.2米高防液堤。2.3交通设计本站的运输设备为LNG专用集装箱槽车，厂区内设置回车式LNG集装箱卸车场地也可供消防车回转使用，进出站的工程抢修车、紧急事故时的消防车均可以从大门出入。LNG储存气化站工程建设方案-6-3工艺设计3.1.工艺流程简述LNG采用罐式集装箱储存，通过公路运至LNG撬装气化站，在卸车台处通过设置的卧式专用卸车增压器对集装箱储罐增压，利用压差将LNG送至150m3低温LNG储罐储存。非工作条件下，储罐内LNG储存的温度为-162℃，压力为常压；工作条件下，增压器将储罐内的LNG增压到0.4MPa（以下压力如未加说明，均为表压）。增压后的低温LNG，进入主空温式气化器，与空气换热后转化为气态NG并升高温度，出口温度比环境温度低10℃，压力在0.4MPa，当空温式气化器出口的天然气温度达不到5℃以上时，通过电热式加热器升温，最后经调压、计量、加臭后送入燃气管道，供用气设备使用。气化站工艺流程简图见附图。3.2工艺设备本工程主要工艺设备材料表：序号设备名称数量备注1150m3LNG储罐/0.6MPa4台22500Nm3/h主气化器/0.8MPa4台3300Nm3/h卸车增压器/0.8MPa2台4300Nm3/h储罐自增压器/0.8MPa2台5500Nm3/hBOG气化器/0.8MPa1台6500Nm3/hEAG气化器/0.8MPa1台75000Nm3/h水浴式电加热器1台85000Nm3/h调压器1套95000Nm3/h流量计1套10系统阀门1套设备的选材应符合GB150-1998和HB20581-1998的规定，承压件的材料选用根据材料的强度要求依为：Q125-A；20R；低温储罐内壳及附件材料采用0Cr18Ni9；空温气化（加热器）换热管一般采用LF21。非承压件（支承件和内件）采用Q125-1和Q125-A.F。LNG储存气化站工程建设方案-7-3.2.1卸车设备设计配置2台卸车增压器，设计流量300Nm3/h。储罐增压器选用自然气化空温式气化器，增压器主要由蒸发部构成，其结构原理与储罐增压器相同。3.2.2储存设备本设计确定储罐采用150m3地上式金属单罐，其结构形式为真空粉末绝热、圆筒形双层壁结构。LNG通过充装接口输入液体于低温储罐储存，然后经储罐底部设置的排液口排出。根据工业用气的要求以及所采取的运输方式，本工程设计确定选用4座150m3低温立式储罐，共600m3储存量，计储存量为36万Nm3天然气。3.2.3主气化设备工程根据设计规模5000Nm3/h的小时高峰供气量设计共选用4台2500Nm3/h的主气化器，两用两备。空温式气化器一般由蒸发部和加热部构成。蒸发部由端板管连接并排的导热管构成，加热部由用弯管接头串联成一体的导热管组成，其结构原理图如下所示。主气化器结构原理图3.2.4储罐自增压设备根据本站的供气规模，设2台增压器，储罐增压器设计流量300Nm3/h。储罐增压器选用自然气化空温式气化器，增压器主要由蒸发部构成，设备高度不LNG储存气化站工程建设方案-8-宜高于储罐内槽高度。其结构原理图如下所示。储罐增压器结构原理图3.2.5气化复热设备当冬天温度较低时，可利用1台电热式加热器复热，保证出口温度不低于+5℃，设计复热量为5000Nm3/h。3.2.6ＢＯＧ处理设备BOG产生主要在卸车阶段，根据本站卸车及储存设计参数计算需配置1台BOG加热器，设计流量500Nm3/h。BOG加热器选用空温式加热器，加热器主要由加热部构成，其结构原理图如下所示。LNG储存气化站工程建设方案-9-BOG加热器结构原理图3.2.7调压计量加臭装置调压计量装置为一开一旁通的“1＋1”结构，调压器带有超压切断保护装置。设计流量：5000Nm3/h。计量采用气体涡轮流量计，量程比高于为1：16，精度为1.5级。流量计配备体积修正仪，自动将工况流量转换成标准流量，并自动进行温度、压力和压缩系数的修正补偿。可存储一年或更长时间内的数据，对流量实现自动管理和监控功能。流量计设旁路（即“1＋1”结构），便于在流量计校验或检修时不中断正常供气。本设计采用的燃气加臭装置与调压计量段整体撬装在一起，该装置配备臭剂罐，采用电磁驱动隔膜式柱塞计量泵驱动加臭剂四氢塞吩的滴入，滴入量控制在15~20mg/Nm3。3.3．配管设计根据本工程的特点，LNG撬装气化站配管设计主要内容包括以下几个方面：工艺管线设计：包括低温及常温下的各种工艺管道、管件及阀门安全泄压、吹扫管线设计：包括氮气吹扫系统、安全放空系统一次仪表安装及管道设计：包括测量压力、温度、流量等参数的一次仪表安装管道支吊架设计保冷（保温）及防腐设计（1）管道材质为奥氏体不锈钢，钢号为0Crl8Ni9，符合GB/T14976-94《流体输送用不锈钢无缝钢管》。配管用标准标准外径采用GB8163或SH3405（壁厚系列为SCH10s）；（2）管件材质为奥氏体不锈钢，钢号为0Crl8Ni9，符合GB/12459-2005标准的对焊无缝管件（冲压）；（3）法兰材质为奥氏体不锈钢，钢号为