LNG气化站安全连锁调试报告

LNG气化站安全连锁调试报告LNG气化站安全连锁控制系统包括：运行控制系统；紧急停车系统；火气控制系统。气化站运行控制系统是整个LNG气化站稳定运行的保证，紧急停车系统是LNG气化站的安全保证，火气控制系统是LNG气化站发生泄漏和火灾时事故最小化的保证。这三个系统在上位机上有机结合在一起，实现了三个系统的连锁控制。1、LNG气化站运行控制系统1.1LNG气化站工艺流程LNG气化站工艺流程图EAG加热器水浴加热器储罐自增压器卸车增压器汽车槽车BOG加热器LNG储罐放散管空气汽化器调压、计量、加臭外输天然气管道利用卸车增压气化器将LNG槽车内的气相压力升高，将LNG通过管道卸至站内储罐。利用储罐配套的自增压气化器来保证储罐具有一定的压力，并将LNG送人空温式气化器，通过环境空气的热量将LNG气化为气态天然气。若气态天然气温度大于5℃，则直接进入调压、计量、加臭装置；若气态天然气温度小于5℃，就需要经过水浴式加热器将气态天然气加热到5℃以上，再送人调压、计量、加臭装置，最后送人外输天然气管道。LNG槽车和LNG储罐产生的BOG排放至BOG加热器，加热后送入调压、计量、加臭装置，最后送入中压管网。工艺装置区中的气化区是将LNG转换为气态天然气的主要部位，也是整个气化站的关键部位。在整个气化区设置2组气化器，在每组气化器后设置温度传感器。当一组气化器结霜过多或发生故障时，通过温度检测超限报警，连锁关闭该组气化器进液管上的气动紧急切断阀实现对气化器的控制，同时打开另外一组气化器的进液管上的气动紧急切断阀，保证供气的连续性。1.2LNG气化站运行控制系统LNG气化站是由储罐区、工艺装置区和辅助区3个区域组成。对每个区域都需进行监测或控制，关键地方还必须采用联动的方式来保证控制的及时性。为了到以上目的，本项目设计建设了一套LNG气化站的运行控制系统。运行控制系统分为PLC控制系统和现场天然气调节设备的自动连锁控制2部分。储罐区对于整个气化站来说是核心部位，最主要的设备就是LNG储罐，LNG储罐是真空粉末低温压力绝热储罐。在储罐上安装压力变送器和液位变送器来监测储罐压力和液位。在进、出液管上安装气动紧急切断阀，通过电磁阀和仪表来控制进液或出液。在气、液相管之间安装自增压气化器和自增压阀，对储罐进行增压。在气相管上安装减压调节阀和安全阀，防止储罐超压。正常运行中，必须将LNG储罐的工作压力控制在允许的范围内。LNG储罐的正常工作压力范围为0.3～0.6MPa，罐内压力低于设定值时，可利用自增压气化器和自增压阀对储罐进行增压。增压下限由自增压阀开启压力确定，增压上限由自增压阀的自动关闭压力确定，其值通常比设定的自增压阀开启压力高约15％。LNG在储存过程中会由于储罐不可能绝对无热量交换，而缓慢蒸发(日静态蒸发率≤O.3％)，导致储罐的压力逐步升高，最终危及储罐安全。为保证储罐安全运行，采用储罐减压调节阀、压力报警手动放散、安全阀起跳三级安全保护措施来进行储罐的超压保护。其保护顺序为当储罐压力上升到减压调节阀设定的开启值时，减压调节阀自动打开泄放气态天然气。当减压调节阀失灵，罐内压力继续上升，达到压力报警值时，压力报警，手动放散泄压。当减压调节阀失灵且手动放散未开启时，安全阀起跳泄压，保证LNG储罐的运行安全。减压调节阀的设定开启压力为0.6MPa，储罐报警压力为0.620MPa，安全阀开启压力为0.8MPa。LNG储罐在进液或出液时，液位产生变化。进液时当储罐液位达到罐容的90％，由控制室发出报警信号，停止进液。若控制失效，液位继续上升，达到罐容的95％时，通过PLC连锁控制进液管上的电磁阀，使之关闭气动紧急切断阀，避免液位过高。若出液时储罐液位达到罐容的10％时，由控制室发出报警信号，停止出液。若控制失效，液位继续下降，达到罐容的5％时，通过PLC连锁控制出液管上的电磁阀，使之关闭气动紧急切断阀。避免罐内无液，造成罐内温度上升，需要再次预冷。若发生紧急事故，可以手动关门罐区紧阀门或控制室内的紧急切断按钮来切断所有罐的进、出液的气动紧急切断阀和气化器前的气动紧急切断阀，避免事故进一步扩大。2LNG气化站火气控制系统LNG气化站的火气控制系统功能是在火灾和可燃性气体泄漏的情况下，能准确探测火灾和气体泄漏的程度和事故地点，触发声光报警设备，并且根据事故发生的严重性等级而确定报警和启动消防设施，从而控制和避免灾难的发生，以防止对生产设备和人员的伤害及对环境的影响等。因而控制系统的设计必须遵循故障安全的原则，对整个系统的硬件和软件的可靠性要求都很高。2.1火气控制系统的设备①温度探测传感器在储罐区的导流槽上安装低温探测传感器，通过对温度的监测来判断是否有LNG泄漏。②可燃气体探头在整个气化站各个区域安装催化燃烧型可燃气体探头，监测空气中的可燃气体浓度，可燃气体的爆炸下限为最大量程，达到爆炸下限的20％视为警告(一级报警)，达到爆炸下限的40％视为气体泄漏报警(二级报警)。③火焰探头在LNG储罐区外安装红外火焰探头，通过对可燃性气体或液体火焰的监测来发现明火并发出火灾报警信号。④手动火灾报警按钮在LNG储罐区外安装按压式手动火灾报警按钮，在整个站区分布设置手动火灾报警按钮来启动消防系统。⑤声光报警器在气化站分布设置声光报警器，用于火灾报警时的声音和光的提示功能，以确保所有现场人员都能及时知道火灾的发生，以采取相应的应急措施。⑥泡沫发生器在LNG储罐边设置一个泡沫发生器，主要对LNG泄漏时储罐区的集液池实施全部泡沫覆盖，减慢LNG气化的速度。⑦消防系统由消防控制柜、消防泵、稳压泵、稳压罐、喷淋管、电磁阀和高压水枪等组成。2.2火气控制系统的连锁关系①可燃气体探测产生的连锁a.单探头可燃气体探测：当可燃气体的一级报警设定值达到爆炸下限的20％时，在控制室的火灾报警控制器上报警，在人机界面上低浓度可燃气体报警并记录事件。当可燃气体的二级报警设定值达到爆炸下限的40％时，在控制室的火灾报警控制器上报警，在人机界面上高浓度可燃气体报警并记录b.多探头可燃气体探测：多个探头中同时有2个探头的一级报警设定值达到爆炸下限的20％时，在控制室的火灾报警控制器上报警，在人机界面上多探头低浓度报警并记录事件。当多个探头中同时有2个探头的二级报警设定值达到爆炸下限的40％时，不仅在控制室的火灾报警控制器上报警，在人机界面上多探头高浓度报警并记录事件，通过手动确认高浓度可燃气体报警，同时自动启动现场的声光报警器并将信号送给紧急停车系统，关闭所有储罐的进、出液阀和气化器的进口阀。②火焰探测产生的连锁a.触发单探头火灾探测，在控制室人机界面上单探头火灾报警并记录事件。b.多个探头中同时触发2个探头的火灾探测，在控制室人机界面上多探头火灾报警并记录事件，通过手动确认火灾报警，同时自动启动现场的声光报警器并打开泡沫阀、切断污水泵电源、启动消防泵并发信号至紧急停车系统，关闭所有储罐的进、出液阀和气化器的进口阀。③低温探测产生的莲锁a.单探头低温探测达一30℃，在控制室人机界面上低温报警并记录事件。单探头低温探测达一50℃，在控制室的人机界面上超低温报警并记录事件。b.多个探头中同时有2个探头检测值达到一30℃，不仅在控制室人机界面上多探头低温报警并记录事件，还要启动现场的声光报警器。c.多个探头中同时有2个探头检测值达到一50℃，在控制室人机界面上多探头超低温报警并记录事件，手动确认超低温报警，同时自动打开LNG储罐区泡沫阀，同时发信号至紧急停车系统，关闭所有储罐的进、出液阀和气化器的进口阀。d.若在控制室人机界面上手动打开LNG储罐区泡沫阀时，同时发信号至紧急停车系统，关闭所有储罐的进、出液阀和气化器的进口阀。④泡沫储罐液位检测产生的连锁a.泡沫储罐液位达到报警下限值(30％)，在控制室人机界面上报警并记录事件。b.泡沫储罐液位达到报警下下限值(10％)，在控制室人机界面上报警并记录事件，同时使泡沫阀不能打开。以防只有水，没有泡沫产生，而发生危险。消防系统控制调试是在2018年8月8日完成的。8日8时至12时完成了消防水泵、喷淋系统、消防水泡、泡沫发生器、探测等设备的试运行。8日13时至15时完成了消防系统连锁调试，16时完成了消防系统与上位机的连锁调试。通过这次消防系统连锁调试，使消防设备实现了稳定运行，消防系统达到了可靠控制。消防系统完全达到了设计和消防要求。运行系统连锁调试为PLC控制系统和现场天然气调节设备的自动连锁控制2部分。运行系统连锁调试是与试运行同步进行的，2018年8月10日18时30分至随着LNG储罐开始向空温式气化器输送LNG，向调压计量系统输送天然气，分别调试了储罐增压器升压调压器、1降压调压器、调压计量撬调压器、计量撬BOG调压器等压力调节设备。19时开始启动PLC控制系统连锁调试，20时完成PLC控制系统连锁调试。通过这次运行系统的连锁调试，系统运行稳定、可靠，外输天然气流量、压力、温度等达到了设计要求。运行系统、紧急切断系统、消防安全系统实现了连锁、联动，达到了设计要求。