燃气项目技术设计方案

9/24技术设计方案一、LNG气化站工艺流程1、工艺流程简述LNG采用集装箱式储罐贮存，通过公路运至LNG气化站，在卸车台处由专用的卸车增压器对集装箱式储罐进行增压，利用压差将LNG卸入低温储罐内。非工作条件下，储罐内LNG贮存温度为-162℃，压力为常压；工作条件下，储罐增压器将储罐内压力增高到0.6Mpa（以下文中如未加说明，压力均为表压）。增压后的低温LNG自流进入空温式气化器，与空气换热后发生相变转化为气态NG并升高温度，气化器出口温度比环境温度约低10℃，当空温式气化器出口的天然气温度在-5℃以下时，须使用水浴式加热器升温，最后经调压（调压器出口压力为0.40MPa）、计量、加臭后进入输配管网送至终端用户。工LNG气化站工艺流程简图2、卸车（1）卸车工艺及其参数确定卸车工艺通常采用的方式有：槽车自增压方式、压缩机辅助增压方式、设置10/24专用卸车增压器方式、LNG低温泵卸车方式等等。根据本站的设计规模以及LNG运输的实际情况，设计采用设置专用卸车增压器方式。利用卸车增压器给集装箱式储罐增压至0.6MPa，利用压差将LNG通过液相管线送入LNG低温储罐。当卸车进入结束阶段，集装箱式储罐内的低温NG气体，利用BOG气相管线进行回收。卸车工艺管线系统包括LNG液相管线、NG气相管线、气液相连通管线、安全泄放管线和氮气吹扫管线以及若干低温阀门。（2）卸车口数量确定本LNG气化站日供气量为8.5×104Nm3，折算LNG约142m3。考虑将来汽化站供气规模进一步扩大,设计布置2个装卸口，可使2台槽车同时进行装卸作业。3、贮存增压（1）贮存增压工艺及参数确定LNG在-162℃贮存时为常压，运行时需要对LNG储罐进行增压，以维持其向外供液所必须的压力(0.55～0.60Mpa)。当LNG储罐压力低于升压调节阀设定的开启压力时，升压调节阀自动开启，LNG进入储罐增压器，气化为NG后通过储罐顶部的气相管返回到储罐内，使储罐气相压力上升；当LNG储罐压力高于设定压力时，升压调节阀自动关闭，储罐增压器停止工作，随着罐内LNG的排出，储罐压力又逐渐下降。通过升压调节阀的开启和关闭，从而使得LNG储罐压力维持在设定的压力范围内。（2）储罐增压系统组成储罐增压系统由储罐增压器（空温式气化器）及若干控制阀门组成，系统主要包括：储罐增压器（空温式气化器）400Nm3/h共4台，每2台储罐共用一台储罐增压器；自力式升压调节阀共4只（DN40）；其他低温阀门和仪表。11/244、气化加热（1）工艺及参数确定本设计采用空温式汽化器和水浴式加热器相结合的串联流程，夏季采用空温式汽化器即可使出站气体温度达到设计要求；冬季气温较低，必须使用水浴式加热器对空温式汽化器出口的低温天然气进行增热，以使出站气体温度符合设计要求。本LNG汽化站最大小时供气量为4350Nm3/h。考虑40%的富裕量，汽化器总的设计汽化能力按6000Nm3/h考虑。（2）汽化及增热系统组成空温式气化器分为强制通风和自然通风两种，本工程设计采用自然通风空温式气化器。自然通风空温式气化器需要定期切换除霜。考虑到本工程的用气性质（工业用气），设计选用8台空温式气化器，分2组设置（每组4台），轮换使用，单台设计汽化量为1500Nm3/h。在两组空温式气化器的入口管道上均设有气动低温切换阀，正常工作时两组气化器通过气动低温切换阀进行切换使用，夏季每6小时切换一次；冬季每4小时切换一次。此外，当汽化器出口NG温度低于0℃时，自控系统低温报警，此时气动低温切换阀动作，切换使用空温式气化器。水浴式加热器根据热源不同，可分为热水加热式、燃烧加热式、电加热式等等。根据本站设计规模，并考虑经济因素，本设计采用热水加热式，利用锅炉产生的热水给低温NG加热。水浴式加热器设计流量为6000Nm3/h，共1台。在冬季NG出口温度低于5℃时，自控系统低温报警并启动水浴式加热器。5、BOG工艺（1）BOG来源由于吸热或压力变化造成LNG的一小部分蒸发为气态(BoilOffGas)，本工程中BOG气体包括：1）LNG储罐吸收外界热量产生的蒸发气体。2）LNG卸车操作时由于储罐压力、气相容积变化产生的蒸发气体：a.储罐接收的LNG与储罐内原来贮存的温度较高的LNG接触产生的蒸发气体。b.接收LNG的储罐因气相容积相对减少而产生的蒸发气体。12/24c.接收LNG的储罐在压力较高时进行减压操作产生的气体。3）集装箱式储罐内的残余气体。4)灌瓶时产生的蒸发气体。（2）BOG工艺及参数确定根据本工程的LNG贮存条件、卸车方式及BOG的来源，BOG的处理采用缓冲输出的方式。LNG储罐和集装箱式储罐排出的BOG气体为低温状态，且流量不稳定，因此需设置BOG加热器及缓冲调压输出系统并入用气管网。为了保证运行阶段LNG储罐的安全以及卸车顺利进行，储罐气相管路上装有降压调节阀及手动BOG排气阀。降压调节阀可根据设定压力自动排出BOG。根据增压工艺中升压调节阀的设定压力以及贮槽的设计压力，该降压调节阀的设定压力应高于升压调节阀设定压力而低于储罐设计压力，本设计中设定为0.68Mpa。手动BOG排放阀用于对接收LNG的储罐在卸车前进行减压操作。BOG加热器用于加热低温NG，采用500Nm3/h空温式加热器，冬季气温较低时水浴加热器可同时加热低温BOG。缓冲罐为压力储罐，水容积100m3。6、安全泄放工艺天然气为易燃易爆物质，在温度低于-120℃左右时，天然气密度重于空气，一旦泄漏将在地面聚集，不易挥发；而常温时，天然气密度远小于空气密度，易扩散。根据其特性，按照规范要求必须进行安全排放，设计采用集中排放的方式。安全泄放工艺系统由安全阀、爆破片、EAG加热器、阻火器和放散塔组成。设置EAG加热器，对放空的低温NG进行集中加热后，经阻火器后通过25m高的放散塔高点排放，EAG加热器采用300Nm3/h空温式加热器。常温放散的NG直接经阻火器后进入放散塔放散。阻火器内装耐高温陶瓷环，安装在放空总管路上。为了提高LNG储罐的安全性能，采用降压装置、压力报警手动放空、安全阀（并联安装爆破片）起跳三层保护措施。缓冲罐上设置安全阀及爆破片。在一些可能会形成密闭的管道上，设置手动放空加安全阀放散双重措施。13/247、调压计量加臭工艺主气化器出口0.6Mpa天然气进入调压段，调压为0.40MPa，汇同缓冲罐出口天然气进入计量段，计量完成后经过加臭处理，输入用气输配管网。调压计量为做成撬装一体化设备，调压段采用“2+1”结构，单路最大流量为5500Nm3/h，进口压力0.6MPa，出口压力0.40MPa。调压段与计量段中间留有缓冲罐出气管接口。计量段采用“1+1”结构，设置气体涡轮流量计一台，计量精度1.5级，量程比大于1:16，可满足工程4500Nm3/h的计量及精度要求。流量计表头为机械的字轮显示，不丢失计量数据。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，在流量计校验或检修时可不中断供气。加臭设备为撬装一体设备。根据流量计或流量计积算仪传来的流量信号按比例地加注臭剂，也可按固定的剂量加注臭剂，臭剂为四氢塞吩。加臭机具有运行状态显示、定时报表打印等功能，运行参数可设定。二、工艺设备选型1、总体要求LNG为低温深冷介质，对站内工艺设备的选择应遵循如下原则：（1）相关设备要具备可靠的耐低温深冷性能。特别是贮存设备应达到-196℃。（2）贮存设备保冷性能要好。若LNG储罐保冷性能不好，将引起储罐内LNG温度升高，蒸发率增大，罐内压力快速上升，危险性增大。（3）气化设备气化能力要满足设计要求，气化效率要尽量高。（4）相关设备附属管道、阀门等的耐低温性应与主体设备一致。除满足工艺要求外，所有安全阀件（装置）应耐低温且完好、灵敏可靠。工艺设备采购要求本工程主要设备包括：LNG贮槽、气化器、增压器、水浴式加热器、调压计量橇、加臭装置、地磅等。（1）LNG贮槽：真空粉末绝热低温贮槽14/24（2）空温式气化器：主气化器、储罐增压器、卸车增压器（3）空温式加热器：EAG加热器、BOG加热器（4）水浴式加热器（辅助加热器）（5）BOG气体缓冲罐（6）调压计量撬（7）加臭装置：整体撬装（8）放散塔：现场制作（9）地磅：钢台面汽车衡以上所采用的设备除放散塔现场制作外，均为标准产品或企业定型产品，由设备制造厂家设计，整体外购。供货的企业必须具有国家相关部门颁发的设计、制造经营许可证，且所设计、制造的设备和装置必须符合国家、部委及行业的有关规范、标准及规定，经过权威部门鉴定的产品。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次为：Q125-A；20R；低温贮槽内壳及附件材料采用0Cr18Ni9；空温式气化器（加热器）的换热管一般采用LF21。非承压件（支承件和内件）采用Q125-1和Q125-A.F。设备制造应当遵循的技术标准（1）采用的标准国家质量技术监督局《压力容器安全技术监察规程》；GB150-1998《钢制压力容器》；JB4708《钢制压力容器焊接工艺评定》；JB/T4709《钢制压力容器焊接规程》；JB4710《钢制塔式容器》；JB4744《钢制压力容器产品焊接试板的力学性能检验》；JB/T9072-98《固定式真空粉末绝热低温液体贮槽》；HG20585《钢制低温压力容器技术规定》。（2）一般规定所购设备的压力容器的划分、设计压力、设计温度、厚度附加量、设计荷载、15/24焊接接头系数、焊接接头检测、压力试验等必须遵照以上的标准执行。（3）材料要求压力容器用钢的选用必须考虑压力容器的使用条件、设计温度、设计压力、介质特性和操作特点及材料的焊接性能、容器的制造工艺和经济合理性。且材料的质量和规格必须符合以上的标准。（4）焊接的要求焊接材料应根据母材的化学成分、机械性能、操作介质、制造工艺等综合条件考虑。1）焊接的工作条件和使用性能，必须保证焊缝和母材具有同水平的性能，保证焊缝金属的性能不低于相应标准规定的基本金属性能。2）低合金焊接材料的选择，不允许提高焊接材料的强度等级。3）碳素钢和低合金钢或低合金钢之间的异种钢焊接接头，要选用与钢材相应的抗裂性较好的焊接材料。4）对于母材是耐热钢、耐腐蚀合金结构钢，要求焊缝金属的主要合金成分与母材相近或相同。5）容器的焊接接头应为双面对接，开口接管与壳体焊接接头的形式应符合GB150的规定，焊接接头均应以氩弧焊打底全焊透结构。（5）容器的开口接管开口接管应采用无缝钢管，开口接管的规格应与相配的焊接法兰等管件相匹配。补强圈采用JB/T4736-95《补强圈》标准。容器上的弯管应采用无缝钢管煨制或采用成品弯头，成品弯头应符合GB12459-90《钢制对焊无缝管件》、GB/T1340-92《钢板制对焊管件》。（6）法兰、法兰盖和垫片法兰、法兰盖应采用一种系列和同一标准系列的法兰和法兰盖。法兰垫片对于GB管法兰可选用GB9126-88非金属软垫片、GB4622-93缠绕式垫片或GB9128-88金属环垫片；对于JB/T管法兰可选用JB/T87-94非金属软垫片、JB/T90-94缠绕式垫片、JB/T89-94金属环垫片或JB/T88-94金属齿形垫片。金属垫片的硬度应低于法兰密封面的硬度，应小于或等于HB30。16/242、LNG贮槽LNG贮槽可分为地下式储罐、地上式金属储罐和金属/混凝土储罐三类，地上LNG金属储罐又分金属子母式储罐和金属单罐两种。本工程设计采用150m3地上式金属单罐，其结构形式为真空粉末绝热、立式圆筒形双层壁结构，采用四支腿支撑方式。LNG通过充装接口输入液体到低温储罐贮存，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，本设计确定选用2座150m3低温储罐，共300m3贮存量，平均可以保证3.5天的贮存周期。（1）供货范围共需2台150m3LNG低温储罐。单台LNG低温储罐设备供货范围如下：储罐