LNG应急调峰站的工艺设计和相关问题分析

发表时间:2020/7/30   来源:《建筑实践》2020年39卷7期   作者:汪玲玲 李昊
[导读] 随着社会的不断发展和进步,人们对于日常生活的要求也是越来越高
        摘要:随着社会的不断发展和进步,人们对于日常生活的要求也是越来越高,作为当今社会非常重要的一个行业——液化天然气来说也是如此。液化天然气在如今的社会中发挥着非常重要的作用,它是整个社会生产工作都离不开的一种重要能源,当时如今液化天然气的生产还存在一定的问题,需要不断地发展和进步才能够良好地进行解决。
        关键词:LNG应急调峰站;工艺设计;相关问题
        引言:
        液化天然气是一种对于如今社会来说非常重要地环保能源,无色、无味、无毒且无腐蚀性,其体积约为同量气态天然气体积的1/600,长距离输送及储存。LNG应急调峰站的建设具有储气、调峰和应急气源的能力,可保障供应区域内用气高峰、上游管道气源故障或检维修时等情况下的供气量。
        为贯彻落实几年发布的《国务院关于促进天然气协调稳定发展的若干意见》、《国务院关于建立健全能源安全储备制度的指导意见》等政策要求,加快储气基础设施建设,进一步提升储备能力,国家发改委发布《关于加快推进天然气储备能力建设的实施意见》指出加大政策支持力度,促进储气能力快速提升、落实主体责任,推动目标任务完成等相关要求。部分城镇企业投入建设液化天然气应急调峰站的建设中。液化天然气应急调峰站的建设重点关注如下:
        一、LNG应急调峰站的工艺设计
        由于LNG本身具有易燃、易爆的危险性,又具有低温存储的特点,因此,LNG应急调峰站在建设布局、设备安装、操作管理等方面都有一些特殊的要求。科学合理的确定LNG应急调峰储配站的供气规模、总图布局、工艺流程、设备选型、工艺技术水平。借鉴已建成的LNG应急调峰储配站的成功经验,保证工艺技术的先进性、可行性、安全性、经济性。
        (一)LNG储罐的设计
        目前,常用的LNG低温储罐按储存压力分有常压储存和带压储存两种方式。常压储存是指储罐的储存压力为15~20kPa,一般不超过30 kPa。带压储存是指储罐的储存压力一般为0.3~0.6 MPa。采用哪种储存方式,主要取决于储存量的大小。
        按照一般经验,单罐储存量大于3000m3时,从建设成本的角度考虑,一般采用常压储存,即采用常压罐储存LNG,常压罐的形式主要有单容罐、双容罐和全容罐。单罐储存量小于3000m3时,一般采用压力罐储存LNG。压力罐的形式主要有单真空粉末绝热罐、子母罐和球罐。
        1)真空粉末绝热储罐目前单罐容积最大可做到200m3,夹层采用真空粉末(珍珠岩)绝热。因单罐容积较小,若储存量大,需要设置近几十台储罐。无论是从占地面积,还是从阀门、管道等的投资,以及运行管理等方面,集群罐组均不适合于大容积LNG储存。但由于单罐均在工厂生产,现场施工周期短。
        2)子母罐内有多个压力子罐,外有常压母罐组成,最大容积可以做到3000m3。内罐一般是工厂制造,外罐由现场制造安装,夹层采用普通粉末绝热,为保证绝热,夹层通氮气保护,绝热层厚度较厚。由于单罐容积大,配套的消防辅助设施投资高。外罐和保温需要现场施工,建设周期长。一般适用于场地比较紧张的中型储量的LNG储配站。
        3)球罐采用内球罐,常压外球罐或外圆柱筒罐套在球罐外面。目前单罐最大可以做到3000m3。这类储罐一般是工厂制造内罐,现场制造安装外罐,夹层采用普通粉末绝热,为保证绝热,夹层通氮气保护,绝热层厚度较厚。由于单罐容积大,配套的消防辅助设施投资高。外罐和保温需要现场施工,建设周期长。一般适用于场地比较紧张的中型储量的LNG储配站。
        4)单容罐为双层筒式结构,内罐为低温钢,外罐为普通碳钢。因此外罐不能承受低温,当内罐有少许泄漏,外罐便难以承受,难以阻挡LNG向外部大气泄漏。因此,为防止罐泄漏时LNG液体蔓延,单容罐要求设防火堤,为此需较大的占地面积,并增加一定土建投资。此罐的优点是投资少,制作简单,速度快。单容罐的建造容积为3000~50000m3。
        5)全容罐是一种全封闭罐,即内外罐均能阻挡LNG。由于全容罐内外均为能够承受低温的材料,因此当内罐泄露,外罐依然可以阻挡LNG。因此,全容罐可以不设置防火堤。从结构上看,全容罐又分为双金属全容罐和混凝土全容罐。双金属全容罐一般适用于10000m3~50000m3,最大可以做到80000m3。混凝土全容罐可以建造的容积为10000~200000m3。全容罐的造价相对较高,施工难度大,工期长。
        6)双容罐结构形式与全容罐基本相同,内外罐均能承受LNG,因此可不设防火堤。与全容罐的区别主要在于上部内外罐之间有通大气的开口。双容罐有二种,一是内外罐均为低温材料,二是内罐为低温材料,外罐为钢筋混凝土。双容罐投资较单容罐略高,施工周期略长。目前采用双容罐形式的LNG储配站较少。
        综上所述,根据项目站址、储存规模合理确认单罐容积以及储罐形式。


        (二)增压器的设计
        在对储罐的设计结束之后就需要着手于增压器的设计,在整体设备中,增压器也占据了一个非常重要的地位,只有通过这个增压器才能够帮助液化天然气更好的传输和运送。在对增压器进行设计和分析时,首先需要注意的便是需要对储罐受到压力的大小进行考虑,因为增压器在运行的过程中也会作用到储罐身上,而储罐若是无法承受这股压力那么很有可能就会出现问题。因此就需要结合相关的低温容器的增压系统,之后再进行加压式的设计,从而进行相应的处理工作。如果在自然的条件下进行工作时,就应当结合当地相应的气候和环境来进行处理,而气化器的设计也应当结合气候环境的变化,只有这样才能够有效的发挥出增压器的作用。
        (三)调压计量与加臭装置设计
        在进行调压计量和加臭装置的设计时需要进行一些具体的操作和分析,首先是需要对LNG供气站进行分析,通过分析之后得到的数据和数值可以采取相应不同的调节压力的设备进行操作[2]。之后再对压力进行指挥,通过指挥之后的压力会根据自动化调节的基础来进行计量操作。在进行计量操作时还需要结合一定的加臭剂,通过加入的加臭剂就可以有效的未施工操作提供一些气压,从而帮助气体中臭气的排出。
        二、LNG应急调峰站工作中存在的相关问题
        (一)LNG应急调峰站的选址问题
        LNG应急调峰站在如今的使用和运营之中还存在着一系列的问题,在这些问题中最为突出的问题还是因为其自身的选址问题。LNG应急调峰站的选址问题是一个非常需要得到广泛的重视的问题,但是传统许多企业进行的选址都出现了很严重的错误,从而导致LNG应急调峰站在具体的运营之中无法发挥其本身的真正效果。
        在对LNG应急调峰站进行选址的过程中需要考虑的是调峰站应当与天然气管道进行巧妙地结合,通过调峰站与天然气管道的相互结合就可以有效的帮助调峰站更好的运行和工作,并且还需要满足压力承受的负荷范围。对于与周围的居民住址也应当保持一定的距离,保持这一定的距离是为了防止调峰站在日常工作中可能出现泄漏的问题而影响到周围居民的生活,同时也是为了防止调峰站出现爆炸等安全事故时不会影响到周围的居民[3]。因此在进行选址时需要将地点设置在城市的外环,并且应当与天然气管道相互结合,这样就可以在不影响居民的情况下进行有效的工作。并且还需要与当地气候环境进行结合和协调,通过与环境气候的相互结合也可以保证调峰站在工作中不会受到气候的影响,并且结合相关的现代化建设也可以有效的推动现代化建设的发展。最后还需要对地质条件进行分析和考察,只有建立在相对平缓的场地上才能够有效的帮助天然气的运输,并且也可以减少了建设的成本,提高工作的整体效率。
        (二)土建分项中存在的问题
        在对LNG应急调峰站的设计中,首先需要考虑到的是相应位置的选取,相应位置的正确选取能够从很大程度上帮助调峰站的日常工作效率的提升。在选择了合适的位置建成调峰站之后还应该结合相应的安全防火措施,在安全防火的有效措施作为基础的前提下,调峰站应当结合自身的实际水平来进行施工工艺的选择和进行,提供过这样有效的结合就可以选取相应良好的设计施工控制。在进行调峰站的设计时还应该考虑到当地的经济实力,对于经济实力不同的地区应当给予不同的天然气量,通过这样不同差异的提供能够保证每个地方都拥有充足的天然气资源[4]。而土建分项工作在调峰站中也占据着非常重要的比例,结合当地的排水系统和排水结构设计,再根据相关地形条件的不同从而进行选择,场地的结构也应该选择在拥有管道设计基础的条件下,之后才能够进行相应的工作和设计,而也通过这些措施来保证了施工的安全性。如若在后续还需要再次进行调试的话就应当从坡道的排水设计开始,保持储罐区的管道高度维持在正常的范围之内,从而防止在后续的施工中出现问题。
        综上所述,LNG应急调峰站选址应符合所在地的总体规划、专项规划、安全、环保和消防等各方面要求,并应考虑槽车运输交通便利的地方。同时注意,场区周边规范要求范围内没有居住区、影剧院、体育馆、学校等重要公共建筑,并应具备良好的外部供水、供电、排水、通讯、交通等条件。
        三、结束语
        在如今的发展中,天然气固然成为了一种非常重要的能源和资源,而调峰站的建立也是很好的帮助了天然气在我国之间的互相传输和运送,通过这样有效的传输和运送才能够保证我国各个地区都能够拥有这种资源。但是面对如今我国出现的一系列天然气传输问题而言,就需要专业的人员通过不断的发展和进步才能够解决。
        参考文献:
        [1]李鑫.LNG气化站仪表自动化控制系统的设计方法[J].工程建设与设计,2018(1):53-55.
        [2]王友良.LNG加气站异常损耗的原因与对策[J].石油库与加油站,2017(6):10-12.
        [3]韩东霞.LNG气化站安全生产风险管理措施[J].化工设计通讯,2018(5):175-175.
        [4]何伟搪.关于L-CNG、LNG加气站储罐BOG自动排放系统应用的研究[J].城市燃气,2017(11):12-14.
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