LNG氣化裝置在城市燃氣系統中的應用

●58.油氣儲運2009年LNG氣化裝置在城市燃氣系統中的應用付愉慶'劉飛飛.肖丁(中油中泰燃氣有限責任公司) (中國石油阿姆河天然氣公司) (中 油中泰燃氣有限責任公司)劉連勇葛成吉(泰州中油燃氣有限責任公司)(中國石油管道第四工程分公司)付愉慶劉飛飛等:LNG氣化裝置在城市燃氣系統中的應用，油氣儲運,2009,28(9)58~60.商要概述了液化天然氣(LNG)的生產(chǎn)技術(shù)在國內外的發(fā)展狀況。以西寧LNG項目為例,闡述了LNG的生產(chǎn)工藝流程和生產(chǎn)步驟，提出在LNG氣化中應注意翻滾、爆炸、包容系統破損等安全與技術(shù)問(wèn)題。主題詞城市燃氣LNG氣化裝置工藝燃氣系統作為天然氣的另一種形式,液化天然氣(LNG)等地區和企業(yè)相繼建成投運一-批LNG工廠(chǎng)。2007的生產(chǎn)應用技術(shù)自20世紀初開(kāi)始逐步發(fā)展起來(lái)，年底,中國石油天然氣管道局中油中泰燃氣公司西1964年，世界第- -座LNG工廠(chǎng)在阿爾及利亞建成寧LNG項目一期建成投產(chǎn),生產(chǎn)能力為5X10*投產(chǎn)。與世界LNG生產(chǎn)技術(shù)相比,我國尚處于起m2/d,2008年8月,該項目二期建成投產(chǎn),生產(chǎn)能力步階段,20世紀90年代初，四川和吉林石化企業(yè)先.為20X10* m*/d.后建成了生產(chǎn)能力為0.3m2/h和0.5m'/h的LNG裝置;20世紀90年代末，上海建成投運了一一、液化天然氣的主要物理座生產(chǎn)能力為10X 10* m'/d的LNG事故調峰站，化學(xué)特性(")該站生產(chǎn)裝置由法國提供,LNG的設計儲量為2X10* m' ,供應能力為120X10* m3 ;2001年9月,國內天然氣在大氣壓下冷卻至- 162C時(shí)會(huì )由氣態(tài)第一座應用于工業(yè)生產(chǎn)并商業(yè)化的LNG工廠(chǎng)在中轉變成液態(tài)，即轉變?yōu)長(cháng)NG,其體積約為同量氣態(tài)原油田投產(chǎn)。此后,新疆廣匯集團、海南福山油田天然氣體積的1/600,重量?jì)H為同體積水的45%左四川犍為縣、江蘇江陰、廣西北海潿洲島、蘇州華峰右,熱值為548X108 J/t。LNG的主要成分為甲烷，隨之變大。因此,二次表工控機應安裝在控制室內，的140 mm段施加保溫保護,溫度可提高2. 5C.且室內環(huán)境溫度必須保證控制在16~26C.(5)工控機在一-次表進(jìn)線(xiàn)端接入了防雷器,產(chǎn)生(4)改變測溫元件保護管長(cháng)度。由于原油管道0.4C的誤差。調整程序參數，修正儀表誤差后，溫壓力大(約為3MPa),因此測溫一次表的測溫元件度提升了0.3C ,使儀表系統偏差小于0.1C.(熱電阻)需插入保護套管中測溫。一般保護套管露測溫儀表系統是熱輸管道能耗監測、控制的主出輸油管道外壁近80mm,而安裝的儀表實(shí)際露出要組成部分,測溫儀表系統的正偏差,會(huì )降低出站實(shí)輸油管道外壁140 mm,與外部接觸體積大(見(jiàn)圖2際溫度,甚至導致凝管事故;負偏差會(huì )提高實(shí)際出站標準數據),受空氣、氣溫影響大。溫度,增加能耗。要保證儀表系統長(cháng)期高精度、低誤保護套管中的導熱油較滿(mǎn),如果輸油管道外部差運行,應加強對測溫儀表的巡回檢查和維護保養，空氣溫度低(在0C以下),導熱油變成了“導冷油”, .縮短校驗周期,經(jīng)常與標準表進(jìn)行對比,對不合理的則熱電阻測得的溫度將低于現場(chǎng)實(shí)際溫度。儀表安裝方式和使用環(huán)境進(jìn)行改進(jìn)。調查發(fā)現,將導熱油抽出一部分,使導熱油平面低于輸油管道外壁約10mm左右,并將露在管壁外(收稿日期2008-10-13)* 519000,廣東省珠海市香洲區紅山路288號科技大廈12層;電話(huà):(0755)2628588.第28卷第9期付愉慶等:LNG氣化裝置在城市燃氣系統中的應用●59還有少量的乙烷.丙烷和丁烷及氮氣,比天然氣的組470 kg/m2之間，常壓下3種不同組分LNG的物性分穩定,更利于儲存、運輸和調峰。參數見(jiàn)表1。表1中生成氣體體積分別指在0C和LNG的物性參數與其組分含量有關(guān),常壓下101 325 Pa條件下單位體積(1 m' )和質(zhì)量(102 kg)LNG沸點(diǎn)在一166~-157 C之間,密度在430~液體生成的氣體體積。表1不同組分LNG 的物性參數LNG主要成分摩爾分數%相對分子泡點(diǎn)生成氣體體積溫度類(lèi)別NCH CH。 CH。 iC.H。o nC,H。 C.Ha (kg/kmol) (C)(kg/m') (m/m2) (m" /10* kg)LNG1 0.50 97.50 1.80 0. 2016.41一162.6431.65901 367LNG2 1.79 93.90 3.26 0.69 0.12 0.15 0.09 .17. 07一165. 3448.81 314LNG3 0.36 87.20 8.612.740.42 0.65 0. 0218.52-161.3468. 75681 211用來(lái)去除進(jìn)人冷箱的膨脹氣流、液化氣流中的粉塵，二、西寧LnG項目生產(chǎn)工藝流程以防止粉塵附著(zhù)于設備和管內;再生氣加熱爐為分子篩再生提供高溫天然氣;再生氣冷卻器的作用是1、主要設備用水冷卻加溫分子篩后的再生氣;再生氣分離器分西寧LNG項目一期的生產(chǎn)工藝流程見(jiàn)圖1。離冷卻再生氣中的冷凝水;增壓透平膨脹機由1臺將天然氣冷卻到-一個(gè)極低的溫度后.使常壓天然氣單級透平膨脹機和1臺位于膨脹機主軸另一端起負轉變?yōu)橐后w。過(guò)濾分離器設置在原料氣體進(jìn)人裝置載作用的單級離心增壓機組成,安裝在一個(gè)由結構的進(jìn)口管道上,分離機械雜質(zhì).游離水.重烴等;進(jìn)口鋼制成的橇裝塊上,橇裝塊上還裝有小冷箱及配套分離器設置在原料氣體增壓后的進(jìn)口管道上,分離的潤滑油系統、密封氣系統和儀表板等，當高壓氣體壓縮冷卻后存在的游離水等雜質(zhì);分子篩吸附塔包通過(guò)該機時(shí),推動(dòng)膨脹葉輪對外作功,減少氣體自身括3臺立式結構的單層床容器,分別用于吸附、加熱的內能,降低溫度，以便于為裝置提供冷量,即補充及冷卻;分子篩吸附塔內置3個(gè)粉塵過(guò)濾器,過(guò)濾清LNG的冷量.復熱不足損失及裝置冷損;液化冷箱除天然氣中的分子篩粉末;脫汞器設置在吸附塔后是一個(gè)方形的金屬結構,內部配置有液化換熱器、過(guò)的管道上,去除膨脹氣流、液化氣流中的汞,防止汞冷器、膨脹機進(jìn)口分離器、LNG分離器以及閥門(mén)管進(jìn)入冷箱對鋁制設備和管道產(chǎn)生腐蝕;粉塵過(guò)濾器道等,并充填有珠光砂以減少冷量損失。?⑥F冷卻器原料氣503qro-c- f吸吸殿g8“級冷卻器|分離器過(guò)濾分離器-級膨脹機rO-二級膨脹機加熱爐.液化器LNG分高器xO圖1西寧LNG項目一期生產(chǎn)工藝流程2、吸附、再生 原理”色散力作用，流體中某些組分分子會(huì )被固體內孔表當流體與多孔固體粒子接觸時(shí),受范氏引力或面吸附，因此在吸附塔內充填了13X分子篩。分子，60●油氣儲運2009年篩兼具千燥和吸附功能,可以徹底吸附微量的水分，2、預防措施.也可以專(zhuān)門(mén)用于吸附二氧化碳等極性分子。(1)為預防翻滾，應將來(lái)源及組分不同的LNG13X分子篩對雜質(zhì)的吸附量隨溫度的降低而增分罐儲存(一般LNG接收站設置的儲罐應超過(guò)2加，隨著(zhù)溫度的升高而減少。因此,在常溫下,干燥座),如果儲罐數量不夠,必須在注人時(shí)將其進(jìn)行充器和吸附器內的分子篩可以吸附大量的雜質(zhì);高溫分混合,并保證罐內LNG的注人量適當，且做到定天然氣加熱分子篩,使大量雜質(zhì)從分子篩中解吸出期倒罐(各個(gè)罐輪流使用,特別是調峰儲罐)。來(lái),隨著(zhù)天然氣帶出吸附塔,分子篩可以再生使用。(2)為防止發(fā)生爆炸.檢修LNG儲罐的置換介3、生產(chǎn)步驟質(zhì)不能用水,應采用惰性氣體(氮氣)。當LNG發(fā)(1)20C.3:0MPa的天然氣以40X10*m'/d生泄漏或起火時(shí)，只能用干粉或泡沫滅火器,對泄漏的輸量,經(jīng)過(guò)進(jìn)口分離器和兩級壓縮機并冷卻，至的LNG表面進(jìn)行覆蓋，降低蒸發(fā)速率,而水僅可以35C .4.4 MPa后,經(jīng)過(guò)分離器、吸附塔等,除去水在必要時(shí)用于周?chē)鷥薜慕禍?。分、二氧化碳、硫化氫、苯、汞等?3)為防止包容系統遭到破壞，任何裝過(guò)LNG(2)將經(jīng)過(guò)吸附塔A的天然氣分成膨脹氣流的容器在未清除干凈前都不能將容器密封。(83%)和液化氣流(17%)兩條管道。膨脹氣流經(jīng)冷(4)蒸發(fā)氣與LNG的溫度一樣,其密度大于周箱預冷至一32C后，通過(guò)兩級膨脹機,待溫度降至圍空氣的密度,必須使天然氣由低溫氣體變?yōu)槌匾?22C ,再經(jīng)冷箱回溫至35C、0. 4 MPa,送入城市氣體,輕于空氣后方可排空。因此，需經(jīng)過(guò)BOG加管網(wǎng);液化氣流經(jīng)冷箱預冷至- 120C后,通過(guò)調節熱器加熱至符合要求后再高點(diǎn)放散。為確保安全，閥截流(-137C,0.55 MPa),通過(guò)分離器將液態(tài)應在其集中放散管前加設安裝阻火器。分離。(3)液化氣尾氣(再生氣流)通過(guò)吸附塔B冷卻.參考文獻后進(jìn)入加熱爐加熱,再通過(guò)吸附塔C進(jìn)行再生,然GB/T19204-2003液化天然氣的一般特性。2， 顧安忠魯雪生等,液化天然氣技術(shù)，機城I業(yè)出版社(北京),后回流至膨脹氣流管道。2003年。3，CJJ151- 2006城市燃氣設施運行、維護和搶修安全技術(shù)規程。三、西寧LNG站的安全技術(shù)[3](收稿日期.2008- 1-10)1、LNG 特性分析分析LNG設備和工程的安全，不僅應考慮天然氣的易燃、易燦性，還應考慮低溫LNG的物理特性.LNG具有蒸發(fā)氣(boiloffgas,BOG)特征,即.《管道科學(xué)技術(shù)論文選集》外界傳導至絕熱儲罐中的熱量將會(huì )導致一些儲存的文摘(六十一)LNG液體蒸發(fā)為氣體,蒸發(fā)氣易形成氣體云團,發(fā)生爆炸,LNG氣化后的爆炸極限為5%~15%.強化科技管理促進(jìn)科技創(chuàng )新如果新注人的LNG與密度不同的底部LNG混合不充分,在儲存LNG的容器中可能存在兩個(gè)康力平楊祖佩穩定的分層或單元，易出現翻滾現象，在短時(shí)間內.LNG儲罐里的液體會(huì )大量蒸發(fā),壓力升高，危及儲介紹了中國石油管道分公司科技工作中獲罐安全。當LNG與水接觸時(shí)會(huì )發(fā)生快速相變現象,盡得的主要創(chuàng )新性成果,闡述了科技管理的重要;性,指出加強科技管理,即通過(guò)構筑科學(xué)的科技管它不產(chǎn)生燃燒,但可產(chǎn)生爆炸力。由于天然氣的臨界溫度為- 82. 57C,在常溫創(chuàng )新和科技管理框架,建立健全規范化、制度下,無(wú)法僅靠加壓將其液化。在實(shí)際作業(yè)中,只有當化、科學(xué)化的科技管理體制,制定合理的科技發(fā)溫度在一80 C以下才能在任意壓力下液化。在閥; 展計劃,明確科技創(chuàng )新的方向、目標及工作方門(mén)間隙或密閉的容器中，隨著(zhù)溫度的升高，壓力增針,可有效地促進(jìn)科技創(chuàng )新,提高科研水平。加,若超過(guò)容器的強度,會(huì )導致包容系統破損。