LNG瓶组气化站区域供气方案
LNG瓶组气化站区域供气方案
作者：孙浩王睿文章来源：广州市煤气公司点击数：1504 更新时间：2009-2-19 22:12:29
The feasibility of area gas supply using vaporizing station with LNG cylinder group is analyzed in terms of design and operation. The vaporizing station with LNG cylinder group is suitable to be used as a transition gas source for temporary area gas supply. However，it is not suitable to be extensively constructed when the city gas network is under strong development.
Key words：vaporizing station with LNG cylinder group；design；operation
随着天然气时代全面来临，城市各类用户对天然气的需求越来越大，各地燃气公司在大力发展城市燃气管网的同时，也考虑建设LNG储存气化站，以保证事故和调峰供气。LNG瓶组供气工艺具有投资省、占地面积小、建设周期短、操作简单、运行安全可靠等特点，可迅速地向城镇居民或工业用户供气，因此在天然气管网暂未敷设的区域，由LNG瓶组气化站临时供气成为一个不错的选择。本文以中国移动南方基地LNG瓶组气化站为例，简要介绍供气方案设计及运行注意事项。
1 设计方案
1.1 工程概况
中国移动南方基地位于广州市黄埔区和天河区交界处的天河软件园高唐基地内，占地面积约50hm2。基地内拟建天然气系统，主要供应会议中心、生活配套设施、研发交流中心、游泳池供热等。建设单位提供的用气量预测见表1。
表1 中国移动南方基地用气量预测(以天然气计)
工程近期拟在该区内北部建设1座LNG瓶组气化站作为过渡气源，瓶装液态LNG主要来自广州市煤气公司在吉山建设的LNG储配站(带灌瓶设施)，基地内低压燃气管道呈枝状布置，沿路网延伸至区内各用户。待远期天然气到达本区域时，将瓶组气化站改中-低压调压站，从市政中压管道引管进站，出站后管道无需改动。
1.2 设计内容及范围
中国移动南方基地LNG瓶组供气系统包括厂站工程和管网工程两部分，其中厂站工程设计包括LNG储存、钢瓶切换、气化、调压计量、安全放散等工艺；管网工程设计包括出站后燃气管道的布置，管径计算、阀门设置等。本文主要介绍厂站工程的设计及运行。
1.3 工艺流程
燃气工艺流程见图1。
液化天然气采用LNG钢瓶储存运输，从LNG储配站运至LNG瓶组气化站。在站区将LNG钢瓶通过金属软管与站区气、液相管道相连，利用塑挚空的压力使LNG进入到空温式气化器，在气化器中液态天然气气化并加热，转化为气态的天然气，经过调压、计量、加臭后进入站后燃气主管道，然后分别进入各用气点，主管及支管管径均采用水力计算公式讲行校核选取。
在LNG瓶组气化站内设置使用和备用两组钢瓶，且数量相同，当使用侧的LNG钢瓶的液位下降到规定液面时，切换到备用瓶组一侧，切换下来的空钢瓶应及时灌装备用。
1.4 设计规模
①设计规模
根据建设方提供的用气量预测(见表1)，计算最大日用气量：734m3/d，用气设备日平均工作时间按3h计，则最大小时用气量：244.7m3/h，适当考虑余量，本设计最大小时流量按300m3/h计。
②总图说明
该LNG瓶组气化站占地面积约300m2，站内设1间总控制室(值班室)，四周设2.2m高的实体围墙，站内橇块均露天设置，可设置雨棚遮挡。
1.5 储存量
该瓶组气化站设8个容积为410L的卧式LNG钢瓶，总容积约为3.3m3，存储时间约2.7d。该LNG瓶组气化站距广州市煤气公司LNG储配站约7km，交通方便，能够有效地保证钢瓶的灌装和运输。
1.6 主要设备
LNG瓶组气化站内设备包括LNG钢瓶组、瓶组汇管橇、气化调压计量加臭橇3部分，每个橇上均配置压力现场显示仪表和管道安全阀，气化调压计量加臭橇还配有温度计、温度传感器以及压力变送器。所有现场仪表的接线都汇总到设备附带的防爆接线盒中。整个撬的信号均可集中控制，信号传输到总控制室，对橇的运行状况进行监控，并可打印运行参数。
① LNG钢瓶组
LNG钢瓶采用内、外双层结构，不锈钢材料制作，内外层之间采用绝热材料，尽量降低蒸发损失，边缘采用防震橡胶，抗冲击。设计选用8个容积为410L的LNG钢瓶，钢瓶自带增压系统。
②瓶组汇管橇
瓶组汇管橇采用天然气低温专用阀门，共设10个钢瓶接口位置，管道的材质为0Cr18Ni9Ti不锈钢，并设绝热层，橇上设燃气报警器1台。为方便操作和节省用地，瓶组汇管橇的尺寸为4200mm×1100mm。
③气化调压计量加臭橇
采用翅片管结构空温式气化器，材质选用耐低温的防锈铝(LF21)。设计选用国产气化能能力为300m3/h的空温式气化器2台(1用1备)，最高工作压力：1.6MPa，工作环境温度：-40～50℃。因广州市气常年在0℃以上，故不考虑配置电热式天然气加热器。
调压器采用2+0系统，即两路调压，不设旁通管，并带超、低压切断和自动放散功能。调压器进口压力：0.3～0.6MPa，出口压力：3kPa，额定流量：300m3/h。
计量选用罗茨流量计，带温度和压力补偿，管路系统设置旁通管，确保流量计维修时仍能继譬供气：流量计设计压力：0.6MPa，最大流量：300m3/h，精度等级为1.5级。
燃气加臭装置选用国产单象定频加臭机，使用电源电压：220V，也在该橇块上设燃气报警器1台。根据各厂家设备尺寸的不同，橇块的尺寸有所不同，该设计的橇块尺寸为6700mm×2300mm。
1.7 工程直接投资费用估算
LNG瓶组气化站直接投资费用(见表2)包括设备采购、土建工程、自控仪表安装调试、工艺设备管道安装调试等，不含设计、勘测、监理及税金等其他费用。
表2 LNG瓶组气化站工程直接投资费用估算
主要工艺设备明细见表3。
表3 主要工艺设备明细
运行说明
2.1 钢瓶切换
当某一组钢瓶用完后，先把钢瓶上的所有阀门关闭，再把瓶组汇管橇的长杆截止阀关闭，最后松开钢瓶与瓶组汇管橇的连接软管。钢瓶灌装后，直接把钢瓶与瓶组汇管橇的连接软管连接好即可。
2.2 供液
首先确定备用瓶组的管道总阀门已经关闭，打开准备使用的钢瓶上的气体阀和出液阀，再打开与钢瓶连接的瓶组汇管橇上对应的阀门，接着打开与之对应的
管道总阀门。最后再打开气化器进口处的阀门，液体通过气化器气化后经调压器调压后供给用户。
供液时，若钢瓶的压力不够，可以打开钢瓶的增压阀，通过钢瓶自带的增压系统对钢瓶增压，从而获得足够的供液压力。
2.3 LNG气化器的使用
2台LNG空温式气化器1用1备。切换时，只要将投运的气化器前阀门打开，将停用的气化器前阀门关闭即可。
2.4 气化调压计量加臭橇的调试
调试前，先关闭设备上除仪表阀门外的其他阀门，缓慢打开入口阀门向设备供气，打开进气总管上压力表前阀门，观察供气压力情况。当流量计投入使用时，应缓慢打开流量计前的阀门，防止气流冲击流量计，造成流量计损坏，然后再缓慢打开流量计后的阀门。
2.5 使用注意事项
①整套工艺系统初次使用时应进行隋性气体置换。
②空温式气化器需定期清理表面的结霜，以提高热交换性能。清理时需注意设备低温，防止低温造成人身伤害事故。
③计量装置在启用、设定、维护、试验等情况下，进出口阀门的开启必须十分缓慢，先略微开启一些，使前后管道的压力缓慢上升，稳定后再进一步开大，直至全开。否则，可能造成压力表损坏等不良后果。
④启用过程中向管道充气常易造成压力表超量程损坏。应尽可能在充气时关闭压力表的根部阀门，待充气结束压力稳定后再缓慢开启阀门。若需在充气时观察压力表，则应将压力表根部阀门微启，让燃气缓慢进入压力表，待压力稳定后再完全开启该阀门。
⑤安全阀根部阀门应保持常开状态，以保证安全阀可以正常放散。安全阀的旁通阀一般应保持关闭状态，需人工放散时才能打开。
2.6 停运说明
当整个工艺系统停止使用时，首先关闭各进口阀门，然后打开各处放空阀，将系统内残余气体放净，最后打开排污阀，将残余液体排干净。仪表阀、放空阀和排污阀等直通大气的阀门在气化站停用期间应关闭。
3 结论
①在设计LNG瓶组气化站时，应根据建设单位提供的用气量、气化站距储配站的距离、交通状况等因素，合理设置钢瓶的数量，以保证及时换瓶。
②对于橇块内设备的选择，如电热式天然气加热器、流量计等，应考虑实际情况，以免造成浪费。
③站区在维护时，应定期检查安全放散阀放散情况及放散压力，定期检查设备密封隋况，以及设备绝热层情况。
④ LNG瓶组气化站虽然具有一定的优势，但毕竟只是城市天然气管网建设前的过渡气源，因此不宜大规模建设。