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    行業新聞
    【知識】液化天然氣(LNG)新能源發展歷史

    LNG特性介紹

    LNG是英文LiquefiedNatural Gas的簡稱,即液化天然氣。它是天然氣(甲烷CH4)在經凈化及超低溫狀態下(-162℃、一個大氣壓)冷卻液化的產物。液化后的天然氣其體積大大減少,約為0℃、1個大氣壓時天然氣體積的1/600,也就是說1立方米LNG氣化后可得600立方米天然氣。無色無味,主要成份是甲烷,很少有其它雜質,是一種非常清潔的能源。

    LNG優勢

    天然氣是優質、高效、潔凈的能源,液化天然氣可以像石油一樣安全方便地儲存及運輸,液化天然氣技術的發展,提高了天然氣在全球的競爭性。作為“對環境友好的”能源,天然氣的地位日益上升,市場前景十分廣闊。目前,我國各主要大型城市如深圳、上海的汽車尾氣已經取代工業廢氣,成為城市大氣污染的首要污染源。采用天然氣作為燃料后,將極大程度地改善市內的環境污染問題。以LNG 汽車為例, LNG汽車具有尾氣排放量極低、噪聲和震動較低等優點。LNG發動機排放的氮氧化物只有柴油發動機排放的 25%,碳氫化合物和碳氧化合物分別只有柴油發動機的 30%和12%,顆粒物的排放幾乎為零,并且 LNG 發動機的聲功率只有柴油發動機的 36%;使用LNG 做汽車燃料,其尾氣中的二氧化氮、二氧化碳含量比使用燃油燃料降低 98%和 30%,更有利于環保。

    LNG主要用途

    LNG作為一種清潔燃料,必將成為新世紀的主要能源之一。概括其用途,主要包括:

    (1)用作城市管網供氣的高峰負荷和事故調峰

    (2)用作大中城市管道供氣的主要氣源

    (3)用作LNG小區氣化的氣源(4)用作汽車加氣的燃料

    (5)用作飛機燃料

    (6)LNG的冷能利用

    (7)分布式能源系統

    LNG、CNG、ANG、NGH對比分析

    天然氣的運輸除了液化為LNG以外也有其他的技術方式。有人已經構想壓縮天然氣(CNG)船,就是把天然氣壓縮到大約200大氣壓左右儲存在壓力容器中用船裝載。CNG不用液化,可省掉了液化過程耗能;但是其壓縮耗功也很大,而且高壓容器自重大,單位自重運量低因而CNG船運相對于LNG的船運是否有競爭力目前還很難說。另外,CNG對天然氣氣源和管網的依賴性較強,對遠離氣源的地方使用CNG比較困難。吸附天然氣(ANG)和天然氣水合物(NGH)的運輸方式雖然都可以避開大量耗能的深冷技術,但是吸附劑本身也有重量、也占體機此外目前還沒有解決脫附不完全的問題。目前在NGH中每m3的水可以水合近20Om3的天然氣。但是lm,的水重1噸,而200m3的天然氣的重量才100多kg。所以NGH船運的水比天然氣重近10倍,經濟上的合理性和技術上的成熟性還有待于進一步的探討,暫時還是難以取代LNG運輸。

    LNG汽車特別適合于城際間的中長途客貨運輸。CNG對天然氣氣源和管網的依賴性較強,對遠離氣源的地方使用CNG比較困難。通??捎?0~50m3的汽車槽車將LNG運到加氣站,不受氣源和管網限制。經濟的發展催生大量的客貨運輸,也需要環保的清潔能源,這一領域CNG難以實施,而LNG汽車特別適合于城際間的中長途客貨運輸。因此,LNG產業在這一領域發展有著較為廣闊的前景,開發中長途客貨運輸、重型載貨汽車運輸必將影響深遠。

    LNG加注站占用土地少,投資少。LNG加注站比CNG加氣站有明顯優勢。LNG加注站占地面積小,不需要鋪設管線,不需大型壓縮機房,耗能比CNG加氣站小,單車加注時間短。LNG加注站的建設費用比CNG加氣站低,日售1×104m3的CNG加氣站投資需700~900萬元,日售(3~4)×104m3的LNG加注站投資約為300~400萬元。LNG加注站具有投資小、環保、安全的特點。

    第一章LNG基礎知識

    一、什么是LNG

    二、LNG組成及性質

    三、LNG的特點

    四、LNG的廣泛用途

    五、LNG“鏈”

    六、LNG項目

    七、LNG安全環保性能

    八、結論

    一、什么是液化天然氣LNG(LiquefiedNatural Gas)?

    LNG是英文Liquefied Natural Gas的簡稱,即液化天然氣。它是天然氣(甲烷CH4)在經凈化及超低溫狀態下(-162℃、一個大氣壓)冷卻液化的產物。液化后的天然氣其體積大大減少,約為0℃、1個大氣壓時天然氣體積的1/600,也就是說1立方米LNG氣化后可得600立方米天然氣。無色無味,主要成份是甲烷,很少有其它雜質,是一種非常清潔的能源。其液體密度約426kg/m3 ,此時氣體密度約1.5 kg/m3.爆炸極限為5%-15%(體積%),燃點約450℃。油/氣田產生的天然氣經過除液、除酸、干燥、分餾、低溫冷凝形成,體積縮小為原來的1/600。

    二、LNG組成及性質

    以中原油田、新疆廣匯、深圳大鵬灣進口LNG為例,其組成及性質見下表

    三、液化天然氣的特點

    1、低溫、氣液膨脹比大、能效高易于運輸和儲存1標準立方米的天然氣熱質約為9300千卡,1噸LNG可產生1350標準立方米的天然氣,可發電8300度。

    2、清潔能源—LNG被認為是地球上最干凈的化石能源!LNG硫含量極低,若260萬噸/年LNG全部用于發電與燃煤(褐煤)相比將減排SO2約45萬噸(大體相當于福建全年的SO2排放量的2倍),將阻止酸雨趨勢的擴大。天然氣發電NOX和CO2排放量僅為燃煤電廠的20%和50%?安全性能高—由LNG優良的理化性質決定的!氣化后比空氣輕,無色、無嗅、無毒。燃點較高:自燃溫度約為450℃;燃燒范圍較窄:5%-15%;輕于空氣、易于擴散!

    LNG作為能源,其特點有:

    1、LNG燃燒后基本上不產生污染。

    2、LNG供應的可靠性,由整個鏈系的合同和運作得到保證。

    3、LNG的安全性是通過在設計、建設及生產過程中,嚴格地執行

    一系列國際標準的基礎上得到充分保證。LNG運行至今30年,未

    發生過惡性事故。

    4、LNG作為電廠能源發電,有利于電網的調峰,安全運行和優化

    以及電源結構的改善。

    5、LNG作為城市能源,可以大大提高供氣的穩定性、安全性及經

    濟性。


    四、LNG的廣泛用途LNG作為一種清潔燃料,必將成為新世紀的主要能源之一。概括其用途,主要包括:

    (1)用作城市管網供氣的高峰負荷和事故調峰

    (2)用作大中城市管道供氣的主要氣源

    (3)用作LNG小區氣化的氣源

    (4)用作汽車加氣的燃料

    (5)用作飛機燃料

    (6)LNG的冷能利用

    (7)分布式能源系統

    五、LNG“鏈”

    LNG從氣田采集到用戶使用天然氣,是一條相互聯接,相互約束的生產供需鏈。每個供需環節緊密銜接,互相制約,并以嚴格的合同予以保證。

    六、LNG項目

    LNG項目一般應包括下列的生產環節:

    1、天然氣生產

    為上游氣田的勘探,開采、集輸以及氣體的脫水,脫烴、并把天然氣輸送到液化工廠去

    2、天然氣液化

    在天然氣液化廠內將天然氣進行凈化,液化和儲存。

    液化冷凍工藝通常采用以乙烷,丙烷及混合冷凍劑作為循環介質的壓縮循環冷凍法。

    3、LNG運輸

    我國目前現有LNG運輸均采用汽車槽車。單輛槽車最大LNG水容積37m3,LNG運輸能力22000 Nm3氣態天然氣,槽車設計壓力0.8MPa,運行壓力0.3MPa。正常平均行駛速度60km/h。整個運輸過程安全、穩定。經跟車實測,運行中LNG槽車內的壓力基本不變,短時停車上漲0.02MPa左右,途中安全閥無放散現象,LNG幾乎無損失。

    4、LNG場站

    1)LNG儲罐:LNG貯罐(低溫貯罐)是LNG的貯藏設備

    LNG貯罐的特殊性:

    大容量的LNG貯罐,由于是在超低溫的狀態下工作(-162℃),因此與其他石油化工貯罐相比具有其特殊性。同時在運行中由于貯藏的LNG處于沸騰狀態,當外部熱量侵入時,或由于充裝時的沖擊、大氣壓的變化,都將使貯存的LNG持續氣化成為氣體,為此運行中必須考慮貯罐內壓力的控制、氣化氣體的抽出、處理及制冷保冷等。

    此外,LNG貯罐的安全閥、液面計、溫度計、進出口管的伸縮接頭等附屬件也必須要耐低溫。貯罐的安全裝置在低溫、低壓下,也必須能可靠的起動。

    LNG儲罐是氣化站中的關鍵設備,其絕熱性及密封性的好壞直接影響到LNG的蒸發和泄漏速度,即LNG的損耗速度和使用率。儲罐的性能參數主要有真空度、漏率、靜態蒸發率。作為低溫容器,LNG儲罐必須滿足國家及行業標準中的相關技術要求。儲罐的真空封結度反映儲罐的真空性,但真空度隨時間推移而降低;儲罐的漏率影響儲罐真空壽命,即儲罐真空度的變化速度;靜態蒸發率則能夠較為直觀的反映儲罐在使用時的保冷性。以一臺50m3儲罐為例說明:


    (1)漏率1x10-9Pa.m3/s。

    (2)靜態蒸發率0.3%/d。一臺50m3的LNG儲罐裝滿LNG時,在不使用的情況下,完全蒸發需要近一年的時間。


    靜態蒸發率可以通過實驗的方法測得,也可以通過實際運行中數據的分析計算得到。

    2)LNG的氣化

    LNG氣化為吸熱過程,根據熱媒的不同,有海水、空溫、水浴等氣化方式。目前國內LNG氣化站都采用空溫式和水浴式結合的二級氣化方式??諟厥綋Q熱器直接利用自然空氣進行換熱,不需要附加能源,其氣化能力主要決定于換熱面,因此,通常采用翅片的形式。

    換熱器的規格主要決定于應急氣源小時燃氣流量,單臺氣化能力最高可達3200立方米/小時(實際最大氣化能力可達3840立方米/小時),。氣化站中的儲罐增壓器、BOG加熱器、EAG加熱器等設備也采用空溫式換熱器。

    3)LNG的預冷與進液

    LNG氣化站設備、管道施工完成后,由于超低溫及LNG特殊要求,在正式投產之前,必須采用中間介質進行低溫預冷,經過預冷檢驗調試合格后方可接收LNG,其過程也是對設備及工程的檢驗。通常采用液氮作為預冷介質。氣化站內的主要設備有LNG儲罐、BOG(蒸發氣)罐、氣化器、增壓器、BOG加熱器、EAG(放散排空氣體)加熱器及相關工藝管道及管件,LNG儲罐的預冷是氣化站預冷中的主要內容。

    預冷的幾個技術參數:

    進液溫度:低于-80℃

    儲罐壓力:0.3~0.55MPa

    進液速度:3分鐘/m3

    預冷時間:約4~5小時/罐(視儲罐當時工況)

    液氮耗量:約10m3(視儲罐當時工況)

    七、LNG安全環保性能

    氣態天然氣密度比空氣輕,泄漏后容易擴散,而液化石油氣反之;天然氣的爆炸極限為5~15%,其下限較液化石油氣的1%要高,也就是說,引起爆炸的氣體泄漏量要大,危險性要小一些;另外,LNG在低溫下儲存,更安全。至今全世界未見有因LNG燃燒爆炸事故的報道。

    氣化站內,LNG儲罐采用自力降壓、壓力報警手動放空、安全閥起跳三層保護措施,同時,儲罐液相進出口及出站總管設有緊急切斷裝置,保證了站內安全。

    天然氣在液化過程中脫除了H2O、重烴類、H2S等雜質,比一般天然氣更加純凈,燃燒更完全,是最清潔的能源之一。

    八、結論

    由于LNG很好的解決了管道天然氣無法到達城市使用天然氣的困難,雖然它在我國還屬于比較新的技術,但其優勢明顯,發展迅速,前景廣大。

    LNG屬于低溫可燃物質,而且又經過了液化、運輸、氣化等環節,因此,其工藝相對較為復雜,因此管理人員和操作人員的理論和實際上崗培訓刻不容緩!

    第二章LNG供氣站的操作技術和運營管理


    一、投運前的準備

    二、LNG供氣站操作技術

    三、運營安全管理

    一、投運前的準備

    LNG供氣站竣工驗收合格正式投運前,對整個工藝系統必須進行干燥→預冷→模擬試運行→惰化→天然氣置換氮氣(即鈍化)。

    1、干燥和預冷

    干燥就是利用氮氣將供氣站工藝系統設備、管道中的水分置換出去,避免系統內的水分在低溫下凍結,堵塞和損壞設備、管道與閥門。干燥前,工藝系統應完成吹掃、試壓、儀表聯校、安全閥就位并校驗鉛封、設備與管道保冷完畢。

    2、系統模擬試運行、惰化與置換

    模擬試運行的目的是利用-196℃的液氮對LNG工藝系統進行工藝參數調試和運行性能檢驗。由于液氮溫度低達-196℃,系統出現白霧處即為泄漏點,需處理。用液氮模擬試運行可大大提高在LNG工況參數下系統的運行可靠性。

    二、LNG供氣站操作技術

    1、供氣站的工藝流程

    2、LNG卸車工藝

    通過公路槽車或罐式集裝箱車將LNG從氣源地運抵用氣城市LNG供氣站后,利用槽車上的空溫式升壓氣化器將槽車儲罐升壓到0.6MPa(或通過站內設置的卸車增壓氣化器對罐式集裝箱車進行升壓),同時將儲罐壓力降至約0.4MPa,使槽車與LNG儲罐間形成約0.2MPa的壓差,利用此壓差將槽車中的LNG卸入供氣站儲罐內。卸車結束時,通過卸車臺氣相管線回收槽車中的氣相天然氣。

    3.LNG儲罐的自動增壓

    靠壓力推動,LNG從儲罐中流向空溫式氣化器,氣化后供應用戶。隨著罐內LNG的流出,罐內壓力不斷降低,LNG出罐速度逐漸變慢直至停止。因此,正常運營操作中須不斷向儲罐補充氣體,將罐內壓力維持在一定范圍內,才能使LNG氣化過程持續下去。儲罐的增壓是由自力式增壓調節閥和小型空溫式氣化器組成的自動增壓系統來完成的。

    運行中常出現因開啟壓力調試不當,致使新安裝的增壓閥形同虛設,操作人員不得不打開旁通管進行人工增壓的情況。人工增壓時,應緩慢打開增壓氣化器液相進口閥,防止閥門開大而導致事故。曾經發生手工增壓時增壓氣化器液相進口閥開度過大,大量LNG涌入增壓氣化器后不能完全氣化,以氣液兩相狀態進入增壓氣化器出口管道并沖出安全閥噴射在LNG儲罐外壁,將儲罐外罐凍裂350mm的事故。因此,應盡可能采用自力式增壓閥自動增壓。

    4、LNG儲罐的壓力控制

    儲罐的正常工作壓力由自力式增壓調節閥的定壓值(后壓)所限定和控制。儲罐的允許最高工作壓力由設置在儲罐氣相出口管道上的自力式減壓調節閥定壓值(前壓)所限定和自動控制。

    當儲罐正常工作壓力低于增壓閥的開啟壓力時,增壓閥開啟自動增壓;當儲罐允許最高工作壓力達到減壓閥設定開啟值時,減壓閥自動開啟卸壓,以保護儲罐安全。

    為保證增壓閥和減壓閥工作時互不干擾,增壓閥的關閉壓力與減壓閥的開啟壓力不能重疊,應保證0.05MPa以上的壓力差。例如,若增壓調節閥的關閉壓力設定為0.693MPa,則減壓調節閥的開啟壓力為0.76MPa??紤]兩閥的實際制造精度,合適的壓力差應在現場安裝閥門時精心調試確定。

    5、LNG儲罐的超壓保護

    LNG在儲存過程中會由于儲罐的“環境漏熱”而緩慢蒸發,導致儲罐的壓力逐步升高,最終危及儲罐安全。因此,設計上采用在儲罐上安裝自力式減壓調節閥、壓力報警手動放空、安全閥起跳三級安全保護措施來進行儲罐的超壓保護。

    國內普遍使用的最高工作壓力為0.80MPa、單罐公稱容積為100m3的真空壓力式儲罐,減壓閥的最高開啟壓力設定為0.76MPa,報警壓力設定為0.78MPa,儲罐安全閥的開啟壓力和排放壓力分別設定為0.8MPa和0.88MPa。其保護順序為:當儲罐壓力升到減壓閥設定值時,減壓閥自動打開泄壓;當減壓閥失靈罐內壓力升至壓力報警值0.78MPa時,壓力報警,手動放散卸壓;當減壓閥失靈且未能手動放散,罐內壓力升至0.80MPa時,儲罐安全閥開啟,至排放壓力0.88MPa時,安全閥排放卸壓。這樣既保證了儲罐的安全,又充分發揮了儲罐的強度儲備(儲罐設計壓力為0.84MPa)。隨著安全閥的排放,當罐內工作壓力降低到安全閥排放壓力的85%時,安全閥自動關閉將儲罐密封。正常操作中不允許安全閥頻繁起跳。

    6、LNG儲罐的過量充裝與低液位保護

    LNG的充裝數量主要通過罐內的液位來控制。在儲罐上裝設有測滿口和差壓式液位計兩套獨立液位系統,用于指示和測量儲罐液位。此外,還裝備有高液位報警器(充裝量85%)、緊急切斷(充裝量95%)、低限報警(剩余10%LNG)。儲罐高液位(最大罐容)95%是按工作壓力條件下飽和液體的密度設定的,實際操作中須針對不同氣源進行核定(下調)。

    7、LNG的翻滾與預防

    作為不同組分的混合物,LNG在儲存過程中會出現分層而引起翻滾,致使LNG大量蒸發導致儲罐超壓,如不能及時放散卸壓,將嚴重危及儲罐的安全。

    大量研究證明由于以下原因引起LNG出現分層而導致翻滾:


    ·        由于儲罐中先后充注的LNG產地不同組分不同因而密度不同;

    ·        由于先后充注的LNG溫度不同而密度不同;

    ·        先充注的LNG由于輕組分甲烷的蒸發與后充注的LNG密度不同。

    防止罐內LNG出現分層常用的措施如下:

    (1)將不同產地的LNG分開儲存。

    (2)為防止先后注入罐中的LNG產生密度差,采取以下充注方法:①槽車中的LNG與罐中LNG密度相近時從儲罐的下進液口充注;②槽車中的輕質LNG充注到重質LNG儲罐中時從儲罐的下進液口充注;③槽車中的重質LNG充注到輕質LNG儲罐中時,從儲罐的上進液口充注。

    (3)儲罐中的進液管使用混合噴嘴和多孔管,可使新充注的LNG與原有LNG充分混合。

    (4)對長期儲存的LNG,采取定期倒罐的方式防止其因靜止而分層。

    三、運營安全管理

    LNG供氣站運營安全管理的基本要求是:

    ①防止LNG和NG泄漏與空氣形成可燃的爆炸性混合物;

    ②在儲罐區、氣化區、卸車臺等可能產生天然氣泄漏的區域均設置可燃氣體濃度監測報警裝置;

    ③消除引發燃燒、爆炸的基本條件,按規范要求對LNG工藝系統與設備進行消防保護;

    ④防止LNG設備超壓和超壓排放;

    ⑤防止LNG的低溫特性和巨大的溫差對工藝系統的危害及對操作人員的冷灼傷。必須制定嚴格的安全措施,認真落實安全操作規程,消除潛在危險和火災隱患。供氣站站長應每日定時檢查站內生產設備和消防設施。

    1、LNG潛在的危險性

    LNG雖是在低溫狀態下儲存、氣化,但和管輸天然氣一樣,均為常溫氣態應用,這就決定了LNG潛在的危險性:

    (1)低溫的危險性

    (2)BOG的危險性

    (3)著火的危險性

    (4)翻滾的危險性

    2、LNG站工藝設計的合理性和全面性

    1)LNG站應有合理的工藝流程

    2)LNG站應有完善的運行功能(措施)

    3)LNG站應有可靠的安全措施

    4)LNG站的儲存設備、氣化設備、輸送設備制造安裝質量要精良

    3、LNG站的安全技術管理

    LNG固有的特性和潛在的危險性,要求我們必段對LNG站進行合理的工藝、安全設計及設備制造,這將為搞好LNG站的安全技術管理打下良好的基礎。

    1)LNG站的機構與人員配置

    應有專門的機構負責LNG站的安全技術基礎;同時應配備專業技術管理人員;要劃清各生產崗位,并配齊崗位操作人員。不論是管理人員,還是崗位操作人員均應經專業技術培訓,經考核合格后方可上崗。

    2)技術管理

    (1)建立健全LNG站的技術檔案

    包括前期的科研文件、初步設計文件、施工圖、整套施工資料、相關部門的審批手續及文件等。

    (2)制定各崗位的操作規程

    包括LNG卸車操作規程、LNG儲罐增壓操作規程、LNG儲罐倒罐操作規程、LNG空?。ㄋ。饣ㄆ鳎┎僮饕幊?、BOG儲罐操作規程、消防水泵操作規程、中心調度控制程序切換操作規程、LNG 進(出)站稱重計量操作規程、天然氣加臭操作規程等。

    3)生產安全管理

    (1)做好崗位人員的安全技術培訓

    包括LNG站工藝流程、設備的結構及工作原理、崗位操作規程、設備的日常維護及保養知識消防器材的使用與保養等,都應進行培訓,做到應知應會。

    (2)建立各崗位的安全生產責任制度,設備巡回檢查制度這也是規范安全行為的前提。如對長期靜放的LNG 應定期倒罐并形成制度,以防“翻滾”現象的發生。

    (3)建立健全符合工藝要求的各類原始記錄:包括卸車記錄、LNG儲罐儲存記錄、中心控制系統運行記錄、巡檢記錄等,并切實執行。

    (4)建立事故應急搶險救援預案

    預案應對搶先救援的組織、分工、報警、各種事故(如LNG 少量泄漏、大量泄漏、直至著火等)的處置方法等,應詳細明確。并定期進這行演練,形成制度。

    (5)加強消防設施的管理

    重點對消防水池(罐)、消防泵、LNG儲罐噴淋設施、干粉滅火設施、可燃氣體報警設施要定期檢修(測),確保其完好有效。

    (6)加強日常的安全檢查與考核

    通過檢查與考核,規范操作行為,杜絕違章,克服麻痹思想。如LNG的卸車就值得規范,從槽車進站、計量稱重、槽車就位、槽車增壓、軟管連接、靜電接地線連接、LNG管線置換、卸車卸車完畢后余氣的回收、槽車離位以及卸車過程中的巡檢、卸車臺(位)與進液儲罐的銜接等等,都應有一套完整的規程要求。

    4、設備管理

    由于LNG站的生產設備(儲罐、氣化設備等)均為國產,加之規范的缺乏,應加強對站內生產設施的管理。

    1)建立健全生產設備的臺賬、卡片、專人管理,做到帳、卡、物相符

    LNG儲罐等壓力容器應取得《壓力容器使用證》;設備的使用說明書、合格證、質量證明書、工藝結構圖、維修記錄等應保存完好并歸檔。

    2)建立完善的設備管理制度、維修保養制度和完好標準

    具體的生產設備應有專人負責,定期維護保養。

    3)強化設備的日常維護與巡回檢查

    (1)LNG儲罐:外觀是否清潔;是否存在腐蝕現象;是否存在結霜、冒汗情況;安全附件是否完好;基礎是否牢固等。

    (2)LNG氣化器:外觀是否清潔;(氣化)結霜是否無均勻;焊口是否有開裂泄漏現象;各組切換(自動)是否正常;安全附件是否正常完好。

    (3)LNG工藝管線:(裝)卸車管線、LNG 儲罐出液管線保溫層是否完好;(裝)卸車及出液氣化過程中工藝管線伸縮情況是否正常,是否有焊口泄漏現象;工藝管線上的閥門(特別是低溫閥門)是否有泄漏現象;法蘭連接下是否存在泄漏現象;安全附件是否完好。

    (4)對設備日常檢驗過程中查出的問題都不能掉以輕心,應組織力量及時排除。

    4)抓好設備的定期檢查

    (1)LNG儲罐:

    儲罐的整體外觀情況(周期:一年);真空粉末絕熱儲罐夾層真空度的測定(周期:一年);儲罐的日蒸發率的測定(可通過BOG的排出量來測定)(周期可長可短,但發現日蒸發率突然增大或減小時應找出原因,立即解決);儲罐基礎牢固、變損情況(周期:三個月);必要時可對儲罐焊縫進行復檢。同時,應檢查儲罐的原始運行記錄。

    (2)LNG氣化器:外觀整體狀況;翅片有無變形,焊口有無開裂;設備基礎是否牢固;必要時可對焊口進行無損檢測。檢查周期:一年。

    (3)LNG工藝管線:根據日常原始巡檢記錄,檢查工藝管線的整體運行狀況,必要時可檢查焊口;也可剝離保冷層檢查保冷情況;對不銹鋼裸管進行滲碳情況檢查。(檢查周期:一年)

    (4)安全附件:對各種設備、工藝管線上的安全閥、壓力表、溫度計、液位表、壓力變送器、差壓變送器、溫度變送器及連鎖裝置等進行檢驗。檢驗周期:一年。值得說明的是,上述安全附件的檢驗應有相應檢驗資質的單位進行。

    (5)其他:防雷、防靜電設施的檢驗一年兩次。其他設備、設施也應及時定期檢查。

    第三章淺析液化天然氣(LNG)氣化站預冷技術

    一、LNG氣化站工藝

    二、預冷的必要性

    三、預冷目的

    四、預冷前的管道吹掃

    五、預冷所需物資

    六、預冷前準備工作

    七、預冷原則

    八、預冷主要步驟

    九、預冷時安全注意事項

    十、預冷時的檢查內容

    一、LNG氣化站工藝

    LNG氣化站是下游天然氣應用時采用的主要模式,主要作用是儲存、氣化和輸送LNG。主要包括卸車臺、低溫儲罐、增壓系統、氣化系統及調壓、計量和加臭系統。

    二、預冷的必要性

    LNG氣化站內低溫管道和低溫儲罐在正式進入低溫液體前,要首先進行充分的冷卻,即預冷過程。LNG儲罐及管路通常采用奧氏體不銹鋼材料。奧氏體不銹鋼具有優異的低溫性能,但線膨脹系數較大。在LNG溫度條件下,不銹鋼收縮率約為千分之三,對于304L材質管路,在工作溫度為-162℃時,100m管路大約收縮300mm。因此在設計時要采取措施防止出現冷收縮引起破壞。

    LNG管路的收縮和補償是一個需要細心考慮的重要問題。兩個固定點之間,由于冷收縮產生的應力,可能遠遠超過材料的屈服點。特別是對于LNG儲罐內的管道要求更加嚴格,一旦出現問題,將會產生嚴重后果。因此在管路設計時,必須考慮有效的措施來補償。在LNG設備和管路上,為了補償冷收縮,一般采用彎管和膨脹節。

    雖然在設計時考慮了冷收縮的補償,但是在溫度變化速率較大時,還存在溫度變化過快、熱應力過大而使材料或連接部位產生損壞的問題。這就要求在低溫管道和設備進入低溫液體前,首先進行預冷操作,確保投運安全。

    三、預冷目的檢驗和測試低溫設備和管道的低溫性能,包括:

    (1)檢驗低溫材料質量是否合格

    (2)檢驗焊接質量

    (3)檢驗管道冷縮量和管托支撐變化

    (4)檢驗低溫閥門的密封性

    (5)使儲罐達到工作狀態,測試儲罐真空性能

    四、預冷前的管道吹掃

    1、預冷前管道吹掃的重要性

    預冷前的管道吹掃一定要干凈。如果吹掃不干凈,將會導致閥門凍結。由于低溫管道的閥門大多為焊接,法蘭很少,不利于管道吹掃。因此吹掃一定要采取措施,嚴格控制。

    2、吹掃合格標準

    氣流以20m/s速度吹向管道口附近放置的附有半濕白色毛巾的墊板,毛巾上無灰塵和雜質為合格。

    3、管道吹掃原則

    (1)施工中實行分段吹掃,分段以焊接閥門為界,注意管道施工后要及時密封,防止雜物和雨水進入。

    (2)為防止碳鋼管道內的鐵銹、焊渣進入低溫管道,碳鋼管道不能向低溫管道吹掃。

    (3)不能向儲罐內吹掃,由罐內向外吹掃。

    (4)不能吹掃任何儀表設備。

    (5)由于要吹掃,在安裝時應當使用臨時墊片,在氣密前更換正式墊片。

    (6)在吹掃時要敲擊管道表面和焊接部位。

    (7)根據各站工藝流程制定具體吹掃方案。

    五、預冷所需物資

    (1)液氮

    (2)便攜式測溫儀和便攜式可燃氣體報警儀

    (3)銅制緊固工具及與液氮槽車卸車口連接的快裝接頭

    (4)預冷人員所需工作服、工作鞋、防凍手套

    (5)預冷需要的手表和記錄表格,15分鐘記錄一次

    六、預冷前準備工作

    (1)檢查閥門,確認所有閥門處于關閉狀態。

    (2)確認放空系統所有盲板拆除,放空系統暢通。

    (3)打開所有安全閥根部閥,打開兩個降壓調節閥的前后閥。打開儲罐氣相放空根部閥。

    (4)自動保護系統測試完好,全部投用。氮氣系統投用,緊急切斷閥全部打開。

    (5)壓力表根部閥全部打開。儲罐液位計根部閥、氣液平衡閥打開。

    (6)用干燥氮氣置換管道內的空氣,防止預冷時閥門處有凝結水而凍住閥門。

    七、預冷原則

    預冷時儲罐和管道溫度要逐步降低,避免急冷,防止溫度驟降對設備和管件造成損傷。根據有關的操作經驗,冷卻速率在50℃/h比較安全。

    八、預冷主要步驟

    1、先用低溫氮氣預冷

    (1)檢查卸車軟管完好狀況,管內無雨水、垃圾等雜物。軟管連接到槽車上,并檢查連接是否牢固。

    (2)將槽車壓力升高,打開槽車氣相閥門,檢查軟管連接處有無泄漏。

    (3)向儲罐內緩慢沖入低溫氮氣,待儲罐壓力上升至0.2MPa,關閉卸車臺卸液閥門,儲罐保冷15min后,打開儲罐氣相手動放空閥,排空氮氣。升降壓反復進行。

    (4)判斷儲罐內部溫度,通過測滿閥放出氣體,用溫度計測定,至預期值時,氣體預冷工作完成。

    2、液氮預冷

    (1)將儲罐壓力放空至微正壓,關閉下部進液閥。關閉液位計平衡閥,投用液位計。

    (2)緩慢打開槽車液相閥至較小開度,緩慢關小槽車氣相閥,使液氮從儲罐上部進液少量??刂菩盾嚺_閥門開度,輕微開啟較小開度,使壓力保持在0.3MPa。儲罐壓力升高至0.2 MPa~0.3MPa,要及時關閉卸車臺閥門,打開儲罐氣相手動放空泄壓。反復進行此操作。

    (3)通過測滿閥放出氣體,測量溫度達到一定溫度,或液位計有液位指示,可慢慢打開儲罐下部進液緊急切斷閥前后閥,上下同時進液。進液過程中要密切觀察記錄儲罐壓力,防止壓力升高。壓力升高要及時關閉下部進液閥。用手感覺儲罐外體溫度,確認儲罐無問題。

    (4)儲罐的液位計達到一定值時,進液結束。

    (5)儲液任務完成后,關閉槽車液相閥門,打開槽車氣相閥門,向儲罐吹掃卸液管線。

    (6)關閉槽車閥門及卸車臺卸液閥門,卸下軟管,注意輕拿輕放,人員要躲開。關閉卸車臺閥門后應將此閥與止回閥問液體放空。

    (7)關閉儲罐氣相手動放空閥、儲罐下部進液緊急切斷閥前手閥。儲罐上部進液閥,待卸車LNG管道恢復常溫后再關閉。

    (8)利用儲罐內的液氮對增壓器、空浴式氣化器及其低溫管道進行預冷。

    3、放空低溫氮氣的利用

    液氮預冷時需要通過氣相管放空低溫氮氣,這些低溫氮氣可以通過與其他罐相連的氣相管道,對其他儲罐進行預冷,可以節約液氮。

    九、預冷時安全注意事項

    (1)在密閉空間內液氮吸收外部熱量將會導致壓力急劇上升,因此在操作中要注意閥門關閉順序,嚴禁出現低溫液體被封閉的狀況。

    (2)注意檢查軟管連接處是否出現泄漏,人員應遠離此處。

    (3)注意觀察管道及儲罐壓力上升情況。

    (4)注意檢查安全閥后有無結霜情況。

    十、預冷時的檢查內容

    (1)檢查低溫材料有沒有低溫開裂現象。

    (2)檢查低溫管道焊接部位有無裂紋,特別是法蘭焊接部位。

    (3)檢查管道冷縮量和管托支撐變化。

    (4)檢查低溫閥門的密封性和靈活性,檢查是否凍住。

    (5)檢查法蘭連接部位是否泄漏,螺栓是否因冷縮而使預緊力減小。

    (6)液氮在儲罐內放置2天~3天。觀察液位變化及壓力上升情況。并檢測儲罐預冷前后儲罐真空度的變化,對儲罐性能作出評價。

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