LNG儲罐工藝設計中的安全措施

LNG（LiquefiedNaturalGas)，即液化氣的英文縮寫(xiě)。氣是在氣田中自然開(kāi)采出來(lái)的可燃 氣體，主要成分是由甲烷組成。LNG是通過(guò)在常壓下氣態(tài)的氣冷卻至一162℃以下，使之凝結成液體。氣液化后可以節約儲運空間和成本，而且具有熱值大、等特點(diǎn)。西氣東輸氣管線(xiàn)雖己到達某市，但涉及管網(wǎng)有限，某些偏遠地區仍未能受益，這種情況下建設LNG站場(chǎng)無(wú)疑是較佳選擇。即使將來(lái)在氣管線(xiàn)完善時(shí)LNG站也可作為調峰和備用氣源繼續使用。

LNG采用槽車(chē)通過(guò)公路運至本儲備站，在卸氣臺通過(guò)增壓器對槽車(chē)增壓，利用壓差將LNG送至低溫LNG儲罐儲存，儲存的溫度為一145℃，壓力為0.4MPa。儲罐內的LNG利用儲罐增壓器增壓到0.5MPa，同樣利用壓差將LNG送至空溫式氣化器或者直接進(jìn)行灌裝。在空溫式氣化器中，液態(tài)氣經(jīng)過(guò)與空氣換熱，發(fā)生相變，轉化為氣態(tài)，并升高溫度。當空溫式氣化器出口氣超過(guò)5℃時(shí)，直接經(jīng)調壓、計量、加臭后進(jìn)入中壓輸配管網(wǎng)。冬季當空溫式氣化器出口的氣溫度達不到5℃時(shí)，通過(guò)水浴氣化器使其溫度達到5℃以上，再經(jīng)調壓、計量、加臭后進(jìn)入中壓輸配管網(wǎng)。槽車(chē)內的LNG卸完后，尚有氣的氣體，這部分氣體經(jīng)BOG加熱器加熱后，一并進(jìn)入管網(wǎng)。

1)儲罐選型。LNG儲罐按圍護結構的隔熱方式分類(lèi)，大致有以下3種：①真中粉末隔熱。隔熱方式為夾層抽真空，填充粉末昧光砂)，常見(jiàn)于小型LNG儲罐。真空粉末絕熱儲罐由于其生產(chǎn)技術(shù)與液氧、液氮等儲罐基本一樣，因而目前國內生產(chǎn)廠(chǎng)家的制造技術(shù)也很成熟，由于其運行維護相對方便、靈活，目前使用較多。國內LNG氣化站常用的大多為50m3和100m3圓筒型雙金屬真空粉末LNG儲罐。目前較大可做到200m3，但由于體積較大，運輸比較困難，一般較少采用。真空粉末隔熱儲罐也有制成球形的，但球型罐使用范圍通常為200m3-1500m3，且球形儲罐現場(chǎng)安裝難度大。②正壓堆積隔熱。采用絕熱材料，夾層通氮氣，絕熱層通常較厚，廣泛應用于大中型LNG儲罐和儲槽。通常為立式LNG子母式儲罐。③高真空多層隔熱。采用高真空多層纏繞絕熱，多用于槽車(chē)。

本工程采用國內LNG氣化站常用的圓筒形雙金屬真空粉末LNG儲罐?？紤]到立式罐節省占地，且立式罐LNG靜壓頭大，對自增壓器工作有利，因此采用立式雙金屬真空粉末LNG儲罐。

2)儲罐臺數。本工程LNG采用新疆廣匯的氣源，運輸周期較遠的可達5天左右，但隨著(zhù)新疆廣匯氣源的配套工程建成，將在內地建設若干個(gè)站，這將進(jìn)一步縮短運輸周期，綜合考慮以上情況，本工程儲存天數定為計算月平均日的5天，本儲備站目前主要為安置小區2500戶(hù)居民管道供氣和周?chē)?hù)17500戶(hù)鋼瓶裝供氣?？紤]到后期有可能增至10000戶(hù)管道用戶(hù)，經(jīng)計算選用100m3立式儲罐2臺。

工作壓力：0.6MPa，設計壓力：0.77MPa，工作溫度：-162℃，設計溫度：-196℃，單臺水容積：105m3，內罐直徑3000mm，內罐材質(zhì)：0Cr18Ni9，外罐直徑3500mm，外罐材質(zhì)：16MnR，夾層填充珠光砂并抽真空。

空溫式氣化器

1)氣化能力。氣化器的氣化能力根據高峰小時(shí)用氣量確定，本項目考慮到后期的擴大用量，計算出較高小時(shí)用氣量達到1080Nm3/h，選用2臺2000m3/h空溫式氣化器，一用一備，互相切換。

2)主要工藝參數。工作壓力：0.6MPa，設計壓力：1.0MPa，工作溫度：-162℃，設計溫度：-196℃。

水浴式NG加熱器

當環(huán)境溫度較低，空溫式氣化器出口NG溫度低于5℃時(shí)，在空溫式氣化器后串聯(lián)水浴式NG加熱器，對氣化后的氣進(jìn)行加熱。

1)加熱能力。加熱器的加熱能力同樣根據高峰小時(shí)用氣量確定，設置1臺2000mm3/h水浴式NG加熱器。

2)主要工藝參數。工作壓力：0.6MPa，設計壓力：0.8MPa，進(jìn)氣溫度≮-30℃，出氣溫度：5~10℃，加熱源可用熱水提供。

BOG加熱器

由于站內BOG發(fā)生量較大的為回收槽車(chē)卸車(chē)后的氣相氣，BOG氣化器的設計能力按此進(jìn)行計算，回收槽車(chē)卸車(chē)后的氣相氣的時(shí)間按30分鐘計，以一臺40m的槽車(chē)，壓力從0.6Mpa降至0.3Mpa為例，計算出所需BOG空溫式氣化器的能力為240Nm3/h，加上儲罐日蒸發(fā)率約0.3%，故一般選擇300Nm3/h。

EAG加熱器

低溫系統閥放空的全部是低溫氣體，在大約-107℃以下時(shí)，氣的重度大于常溫下的空氣，排放不易擴散，會(huì )向下積聚。通過(guò)設置一臺空溫式放散氣體加熱器，放散氣體經(jīng)過(guò)與空氣換熱后的氣比重會(huì )小于空氣，高點(diǎn)放散后將容易擴散，從而不易形成爆炸性混合物，較大用量即在LNG儲罐發(fā)散事故時(shí)能夠在時(shí)間內全部泄放完畢，經(jīng)計算100m3儲罐的放散量為500mm3/h，故選擇氣化量為500m3/h的EAG氣化器1臺。

工藝設計中的措施

1)工程中的LNG儲罐、氣化器、增壓器、相應閥門(mén)等設備均選用耐低溫材質(zhì)，管道及管道附件設計中采用奧氏體不銹鋼0Cr18Ni9耐低溫材質(zhì)，并采用管道柔性設計防止管道疲勞損壞。

2)卸車(chē)、儲存、氣化、調壓等生產(chǎn)設施中均考慮了壓力、溫度、液位及可燃 氣體泄漏等檢測儀表，在值班室內動(dòng)態(tài)監測各種運行參數，并設有警報和遠控的緊急切斷功能(ESD)。能的預防和處理突發(fā)意外情況。

3)工藝生產(chǎn)區主要設備均設置放散閥。

4)在生產(chǎn)區設置多個(gè)可燃 氣體警報探頭，并和儲罐液相進(jìn)出口以及加氣區多個(gè)點(diǎn)設緊急切斷閥聯(lián)鎖，一旦發(fā)現泄漏緊急切斷閥可立即關(guān)閉，控制泄漏。

LNG以其運輸靈活、儲存、運行成本低等優(yōu)點(diǎn)越來(lái)越多的用戶(hù)青睞，隨著(zhù)我國LNG基地的規劃實(shí)施，在目前管道供氣無(wú)法幅蓋的城鎮，采用LNG氣化站作為主氣源、過(guò)渡氣源、補充或調峰氣源有廣闊的發(fā)展前景。