王丽峰
天津市振津石油天然气工程有限公司新疆分公司，新疆乌鲁木齐市，830000
摘要：随着经济和各行各业的快速发展，国内LNG加气站建设的如火如荼，一些大型燃气公司进行了大量投资建设和站点布局，加气站建设呈现网络化趋势，站点遍布全国，各站点的独立运行已满足不了企业整体的生产运行、市场营销、安全应急管理，因此LNG智能加气站的建设迫在眉睫。通过“云平台”（也可以称之为调度中心）将单个场站纳入整体集约管理，形成场站运行的“智能大脑”，实现各层级公司对所属终端站点关键信息的监管、控制，最终实现企业对下设公司、场站的管理效率提高、管理成本降低，有效提升场站运营效率、提高客户满意度，最终实现LNG加气站网络运行的最优效率和企业收益的最大化。
关键词：智能；LNG加气站；方案设计
引言
随着经济和科技水平的快速发展，天然气作为一种清洁能源，由于在燃烧尾气排放方面相比传统柴油、汽油有非常大的优点；另LNG具有经济运输距离长、单位能量密度高、LNG燃料汽车续驶里程长、使用经济性好等优点，LNG汽车加气站得以广泛发展。但随着加气站运行时间的增长，LNG加气站在设计中的一些缺陷性问题也相继暴露。在此从以下几个方面加以探讨。
1、LNG智能加气站的概念
LNG智能加气站的建设是依靠场站现有的各项系统，通过智能化的网络运行框架，实现数据管理和分析、便捷消费等功能，把加气站经营模式从传统单站经营向现代化综合管理转变，探索场站组织效率的持续提升、完善顾客消费体验和对经营环境的快速反应，降低管理成本，提高工作效率，给企业带来经济效益。LNG智能加气站的建设不仅仅是先进自动化设备的应用，更是站在企业管理和客户需求的角度，充分运用大数据手段，建立具有数据采集、分析、优化能力的管理系统，形成“智能大脑”式神经网络。
2、LNG加气站设计
2.1卸车位相关设施的设计
LNG槽车进站卸液是加气站安全管理中的重点监管环节。在卸液过程中，要实时监控槽车及储罐的液位、压力等各个环节。但站内储罐的压力表和液位计一般设置在储罐和泵撬上，需进入围堰内观察，检测数据需在控制室的监控电脑查看；卸液过程中调整LNG潜液泵的升频或降频动作也需在控制室电脑完成；在泵池内BOG生成较多时，潜液泵出现空载报警，要进入围堰内手动排放泵池中多余的BOG。所以在卸液过程中操作人员需在卸车位、控制室、围堰内泵撬三点之间实时转换，给整个卸车过程的顺利进行造成诸多不便。卸液时的主要操作还是在卸车位，时时监控槽车动态，因此卸车位的设计宜包含以下装置：(1)宜在卸车位设置储罐液位计、压力表，以方便监控储罐液位、压力，也防止卸车超液位情况发生；(2)宜设置卸车操作柱，此装置应包含启泵、停泵、升频、降频、及PLC报警消音复位等功能，将在控制室完成的操作移动至卸车位，特别对于控制室距离卸车位较远，半地下或地下储罐围堰，将极大的提高卸车过程的安全性及方便性。目前部分新建加气站已按照此设计，有利于卸液过程的集中监控和减轻操作人员的工作负荷。
2.2加气
通过潜液泵给LNG储罐进行加气是最佳的方式，但是在加气的过程中，一定要注意管道必须是绝热的，这之间关系到LNG的运送效率，对整个LNG的加气流程都有很关键的影响。
对管道进行绝热主要采用的就是包复结构，管道的材料都是不锈钢的，不锈钢在温度变化的时候会出现收缩的情况，所以，在进行管道绝热的时候要给管道的收缩留出一个空间。管道接口的绝热材料很有可能会受到水蒸气的影响，最后失去绝热的效果。还有一种就是真空的结构，输送LNG的管道有里外两层，里层主要就是输送LNG，并且承受一定的压力，外层的作用就是防止水或者空气进入管道内部。真空结构也可以起到绝热的作用，但是真空材料的费用相对是比较高的。
2.3在LNG加气站设计时还应不断优化其工艺设计
LNG加气站的工艺设计主要是指低温工艺管道的设计，而LNG加气站工艺管道主要包括3部分：卸车管道、储罐与潜液泵之间管道以及潜液泵与加气机之间管道。在进行工艺设备的布置时，在满足总图布置的前提下布置短且直的管道，尽可能的降低压力损失，减小能耗。LNG加气站的运行介质主要是LNG，要想保证输送的安全性，提高其输送效率，应该选择应用摩擦系数小的管道，尽可能的降低其阻力；而在气相管的设计时，应该注意内部压力的平衡，保证系统产生的闪蒸气能够有效排出。LNG加气站所用的低温输送泵为潜液泵，即泵和电机整体浸没在LNG中运行，LNG对活动件进行润滑并对电机进行冷却。LNG从LNG储罐经液相管自流到泵池中，再通过潜液泵加压后向外输送，而泵池产生的BOG则通过气相管引回储罐气相空间。为保证LNG可自流到泵池中以及潜液泵所需的气蚀余量，泵池需位于储罐的低位，由泵池结构及流体力学性质，其中储罐气相空间和泵池气相空间压力分别为p和p+ρgh。当泵池BOG大量产生时，泵池气相空间的压力将升高并导致泵池液位下降，当液位降至回气管管口高度后BOG从回气管排至储罐气相空间。
2.4放散管的设计要求
《汽车加油加气站设计与施工规范》规定：放散管管口应高出LNG储罐及以管口为中心半径12m范围内的建(构)筑物2m以上，且距地面不应小于5m，放散管管口不宜设雨罩等影响放散气流垂直向上的装置，放散管底部应有排污措施。放散管的设计还应考虑以下几个方面：(1)气体放散会造成噪音污染，在距离居民区较近时，放散噪音会因扰民而遭遇投诉；(2)放散管在极端温度条件下对材质的要求；(3)放散管的防雷技术要求。放散噪声污染应从管径着手，管径越小，气流流动速度越快，噪声污染也就越大。根据多个加气站设计对比，选择DN80以上管径放散管，放散时的噪声污染会有明显下降。以往加气站放散管多选用20#无缝钢管，其技术性能符合《输送流通用无缝钢管要求》GB/T8163-2018的要求。但当调试用液氮或储罐中的LNG在特殊情况下长时间排放时，放散管道易出现变形、甚至脆性断裂。因此宜按照《流体输送用不锈钢无缝钢管》GB/T14976-2012的要求，选用06Cr19Ni10材质。
结语
随着国家环保力度的增加和天然气价格的不断降低，LNG燃料在生活中的使用将会越来越普遍，为此，LNG加气站的数量也会不断增加。为了在满足用户的不同要求的前提下，获得更好的经营效果，设计人员要结合各种实际情况，以及设计时遇到的各种问题，寻求相应的解决方案，为此，才能保证LNG加气站安全可靠的运行。在LNG汽车加气站的建设过程中，一定要注意几个问题，首先就是在卸车的过程中对于槽车内部和储罐内部的压力进行适当的调节；其次是对LNG输送的管道进行绝热处理，以免影响整个运输的流程。在建设LNG汽车加气站的时候还需要考虑到建站的成本以及土地的使用情况，在LNG汽车投入使用的初期可以选取低成本的建站材料和方式，这样可以在短期内收回建站的成本。LNG汽车的加气站的建设还需要充分的考虑到环境保护问题，毕竟LNG汽车的投放使用目的就是为了保护环境，节约资源。
参考文献
［1］吴佩英．LNG汽车加气站技术的发展与应用［J］．煤气与热力，2003，23(10):629－630．
［2］周春，庄伟波，时荣剑，等．沪宁高速公路客运发展LNG汽车的可行性［J］．煤气与热力，2012，32(9):B17－B20．