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许润能源

1、前言 

  随着我国天然气利用步伐的加快,很多城市都在积极地建设天然气利用工程。液化天然气(LNG)也经常成为被选方案,LNG厂站的建设就成为天然气利用工程中重要的组成部分。大量的前期投入,使企业前期投入成本非常高,洛阳就是这样的城市。作为站区技术管理人员,有责任为减低生产成本,做出努力。

 

LNG 储罐


2、现有自增压工艺流程
  (1) LNG工艺流程简述
  0.3MPa(绝)、-145℃的液化天然气(LNG)由低温槽车从新疆广汇运至洛阳储配站,利用卸车台自增压系统给槽车储罐增压至0.7MPa(绝),利用压差卸车入LNG储罐(罐容积105m3,安全储董范围15%~85%)。通过储罐增压器将
LNG增压至0.5MPa(绝),自流进入空温式气化器,LNG吸热气化,成为气态天然气(简称NG);夏季直接画送,冬季经水浴式换热器升温后再去管网,供城市用户使用。

  (2)增压原因   
  LNG储罐储存参数为0.5MPa(绝)、-145℃。为保证管网的调节作用,将管网工作压力设定为0.4MPa(绝)。在压差作用下,LNG储罐内LNG的不断流至气化器,储罐压力逐渐降低。当降到一定程度时压力平衡,储罐内的LNG便不能排出,流程断流。如需继续工作,必须给LNG储罐增压,维持其间的压力差,才能使气化站流程连续运行,完成气化目的。

  (3)增压原理

LNG储罐自增压工艺流程详见图1。

 

 LNG  储罐自增压工艺流程


  LNG储罐储存压力为0.5MPa(绝)。运行时,储罐自增压器气相低温阀设为开启状态,当LNG储罐压力(调节阀阅后压力)低于设定压力0.5MPa(绝)时,调节阀开启,LNG进入自增压气化器,在气化器中与空气换热,气化为NG,进入罐内,使气相压力变大,从而将LNG储罐压力维持在0.5MPa(绝)。随着LNG的不断流出,罐内液位不断下降,气相空间不断变大,压力不断降低,这样,通过自增压气化器不断气化LNG来补充罐内压力,以维持LNG储罐的压力不变,每个储罐一套自增压系统。

3、自增压优化方案

  (1)提出的原因 

洛阳有两个LNG储配站(南站和北站),各有10台100m3LNG储罐,共计20台配套增压系统,由于是储配站,实际使用过程中利用率极低,以LNG南站为例:自运行4个冬季(冬季用气量高峰期)以来,仅在2007年冬季高峰期一周的时间储备气量基本供完,这种紧急情况下也仅有一台自增压气化器被使用,平时基本靠CNG(压缩天然气)供气,北站也仅在冬季适量投用。实际使用中,洛阳20台自增压气化器几乎是常年闲置。

 

LNG 储罐


  (2)优化方案
原10台储罐自带1O套自增压系统,优化方案是将10台储罐与一套自增压系统串联使用,或者选用两套自增压系统并联形成一开一备。根据洛阳连续四年的使用情况,一套系统完全可以满足要求。因为使用率低,平时可以经常维护保养,这样可以减少很多不必要的费用,降低安全隐患。  

以洛阳南站为例,10台储罐可节约气化器9台、不锈钢截止阀50~70个、调节阀18个、紧急切断阀9个、电磁阀9
个、安全阀26~36个、供远程控制的电缆节约数十根等等。另外,10台储罐也可互为增压,可同时工作,也可单独工作。不仅节约投资、管理简单、维护便捷、漏点减少数百处。微机操作系统程序简化,操作工更易分辨工艺控制阀门而减少误操作,其他附属设施及管道更加简化,占地面积减小等。优化后的工艺流程图如附图中的图

2、所示。
  (3)工艺优化后自增压可能出现问题的解决方法
  ① 以洛阳南站为例,10台罐满储存量850m3(液态),平时靠储罐自身压力的升高,即可保证需要供气时储罐的出液,不需要增压。即使到了冬季用气高峰需要连续供气时,必须依靠槽车给站内输送LNG,此时可以利用槽车增压气化器(每站现各有两台)给储罐增压,并且用槽车给储罐增压也会更安全、易控制。

  ② 新工艺的一台气化器出了问题,除非是管道、管件出现裂缝(只有暂时利用卸车台汽化器)维修时间需长些,如法兰连接不紧、螺栓松懈等其他问题,及时维修所用时间只需要十几分钟就可以投入使用。   

LNG 储罐

  ③ 根据洛阳情况,有南、北两个储配站,用气量高峰期可以通过调度统一支配,时间合理安排,互补互用。

4、优化方案的优越性

  (1)一套增压器装置包括增压器1台、低温紧急切断阀1个、低温阀1个、4套安全阀、压力表和若干管线。以洛阳实际情况为例,如果按照工艺流程改革后的方案,建设一座同等规模储配站,如果把每台气化器的材料费、施工费、占地面积费、管理维护费等累计,每台以10×104元的价格计算,可节约18套,建站初期费用即可节约180×104元。 

  (2)由于优化了工艺流程,每年还可以节约定期检测费、设备维护费、维修费、更换零部件费用等。

  (3)优化原有工艺流程,减少了很多不必要的阀门和管件焊接点,安全隐患也相应降低。减少安全隐患是优化方案中最为受益之处。 

  (4)优化工艺流程更大的优点是:这种工艺可以作为一种可靠性极高的测试方法,即对每台储灌的压力变送器的测试。储罐停运储备期间,如果任何一台储罐的压力变送器出现问题,可一目了然,永远省去定期检测的麻烦,如果储罐的10台压力变送器中,任意1台出现问题随时即可发现。因为它们中的任何1台数据都应该和另外9台储罐的压力保持一致,极小的误差也可以对比出来。