LNG氣化站的   設計

LNG氣化站的   設計
　　一、我國LNG氣化站的發展現狀
　　隨著經濟的增長和能源需求量的不斷擴大，液化   氣因其具有運輸、用途廣、供氣設施造價低、快、方便靈活等特點，給世界LNG工業的發展提供了良好的基礎。我國目前發展LNG項目，建設LNG氣化站，彌補管輸   氣的不足已成為目前城市行業較為關注的焦點。
　　二、LNG氣化站的   設計
　　1、LNG的危險性
　　1)爆炸的危險性：不同時刻進入同一設備的LNG，由于成分和密度差異引起分層，導致LNG突然大量蒸發，壓力驟升。若壓力超過設備的   承壓能力，會造成設備損壞和介質泄露，甚至爆炸。
　　2)火災的危險性：   氣和空氣的混合能形成爆炸性混合氣體，爆炸下限(體積分如為3.6%~6.5%爆炸上限(體積分如為13.0%~17.0%。如果存在火源，易著火燃燒，甚至爆炸。
　　3)低溫的危險性：LNG儲存和操作都在低溫下進行，一旦發生泄露，會使相關設備脆性斷裂和遇冷收縮，從而破壞設備，引發事故，并對人體造成嚴重損害。
　　4)對人體的危害性：雖然LNG毒性較小，但其中含有體積分數82%~的甲烷，泄露后會造成窒息等人身傷亡事故。
　　可見，LNG氣化站的   至關重要。在設計過程中，   確定與LNG裝置有關的危險性，根據相關的標準和運行管理經驗，對氣化站的   設計考慮，使整個系統達到較高的   水平。
　　2、設計標準
　　設計時可參考的標準主要有   的NF-PA59A《液化   氣(CLNG)生產、儲存和裝卸標準》，NFPA57((LNG汽車燃料系統》等；國內標準有：GB50028-2006《城鎮燃氣設計規范》；GB50183-2004《石油   氣工程設計規范》；GB50016-2006《建筑設計規范》等。
　　3、總平面布置
　　LNG氣化站總平面布置設計要合理地確定站內各作業區和設備的位置，以氣化站有一個   的環境。站址選擇一方面要從城市的總體規劃和合理布局出發，另一方面也應從有利生產、方便運輸、保護環境著眼。
　　1)站址應選在城鎮和居民區的全年   小風向的上風側。
　　2)考慮氣化站的供電、供水和電話通信網絡等各種條件，站址選在城市邊緣為宜。
　　3)站址至少要有一條全天候的汽車公路。
　　4)氣化站應避開油庫、橋梁、鐵路樞紐站、飛機場等重要戰略目標。
　　5)站址不應受洪水和山洪的淹灌和沖刷，站址標高應高出歷年   高洪水位0.5m以上。
　　6)應考慮站址的地址條件，避免在滑坡、溶洞、塌方、斷層、淤泥等不良地質條件的地區，站址的土壤耐壓力一般不低于0.15MPa。
　　4、圍堰區
　　液化   氣儲罐周圍   設置圍堰區，以儲罐發生的事故對周圍設施造成的危害降低到   小程度。圍堰區是指用壓實土、混凝土、金屬等低溫材料在LNG儲罐周圍建造的堤防、護墻或排液系統所圍成的區域。其作用是當LNG泄露或溢出時，將可燃液體限制在圍堰區內，防止進一步擴散；當發生火災時，阻止火焰向四周蔓延。
　　5、LNG儲罐
　　LNG儲罐按結構形式可分為地下儲罐、地上金屬儲罐和金屬一預應力混凝土儲罐3類，地上LNG儲罐又分為金屬子母罐和金屬單罐2種。LNG氣化站采用何種儲罐，主要決定于其儲存量。儲存量為1200m³~5000m³時可采用金屬子母儲罐帶壓儲存和常壓罐儲存。儲存量為1200m³以下的城市LNG氣化站，基本采用金屬單罐帶壓儲存。
　　1)LNG儲罐的   措施
　?、贋閮藜捌溥B接部件在LNG及其冷蒸汽溫度下能正常工作，儲罐材料   滿足低溫性能要求。暴露的儲罐隔熱層應、阻燃、阻蒸汽、，且在消的沖擊力作用下不會移動。儲罐內外筒之間填充的不可燃隔熱材料不僅要適應LNG及冷蒸汽的性質，而且當外筒遇火災事故時，能內筒材料的導熱性能穩定。
　?、诤侠碓O計、配置閥門等附件，主要包括：儲罐進液系統設頂部、底部兩個進液閥。當充注液體與儲罐中原有液體物理性質有差異時，通過不同部位的進液，減少混合液體分層的可能性，減少事故發生率。
　　設置足夠數量的   閥，   閥與罐體之間設手動截止閥，儲罐工作壓力在允許范圍內。內筒設   放空閥，連通火炬。外筒泄壓裝置將放空氣體引至放空火炬。
　　每個儲罐的液相管上設2個緊急切斷閥，發生意外事故時切斷儲罐與外界的連通，防止罐內LNG泄露。
　　每個儲罐設2套相互獨立的液位測量裝置。
　　在儲罐真空夾層套層設壓力儀表，測量壓力是否在合理的范圍內。
　　多臺儲罐之間隔離閥的操作水平凈距至少為0.9m。
　　儲罐投入運行時，設溫度檢測儀，用來監測溫度或作為檢查和校正液位計的工具。
　?、蹆迲斣O置一個高液位報警器，使操作人員有足夠的時間停止進料。儲罐應設置高液位進料切斷裝置，它應與全部的控制計量儀表分開設置。
　?、転榱吮苊夤迌刃纬煽諝馀c   氣的混合氣體導致事故，儲罐   充注LNG之前，或停止使用內部檢修后，需要用惰性氣體將罐內的空氣或   氣置換出來，進行惰化處理。
　?、莞鶕刭|、氣象等資料，份子發生地震、風災、雪災等自然災害的可能性及其特征，考慮儲罐的和抵御風雪荷載的能力。
　　2)LNG漩渦現象的預防
　　漩渦現象，也稱翻滾，通常出現在多組分的液化   氣中，是由于向已裝有LNG的低溫儲罐中充注新的LNG，或由于LNG中的氮優先蒸發而使儲罐內的液體發生分層而引起。防止發生渦旋現象的方法有：①將不同產地、不同氣源的LNG分開儲存，可避免因密度差而引起分層。②根據需儲存的LNG與儲罐內原有LNG的密度差異，選擇正確的充注方式。③使用混合噴嘴和多孔管向儲罐中充注LNG。④檢測LNG的蒸發速度，LNG分層會LNG的蒸發速度，使出現渦旋前的蒸發速度比通常情況下的蒸發速度低。
　　3)儲罐靜態蒸發率
　　儲罐靜態蒸發率能較為直觀地反映儲罐在使用時的絕熱性能，其定義為低溫絕熱壓力容器在裝有大于容積的1/2的低溫液體時，靜止達到熱平衡后，24h內自然蒸發損失的低溫液體質量和容器容積下低溫液體質量的比值。
　　   現行標準中沒有給出LNG儲罐蒸發率的上限標準，設計時可以參考液氮的標準。
　　6、氣化器
　　   標準NFPA59A將氣化器分為加熱氣化器、環境氣化器和工藝氣化器3類。氣化器   設計主要有以下2方面內容：
　　1)   間距
　?、俪菍峤橘|不可燃，否則氣化器及其主熱源與其他任何火源之間的水平凈距至少為15m，整體加熱氣化器到圍墻的水平凈距至少為30m。
　?、跉饣鞯絃NG、可燃制冷劑或可燃氣體儲罐的水平凈距至少為15m，到控制大樓、辦公室、車間等有人的重要建筑物的水平凈距至少為15m。
　?、劭刂拼髽?、辦公室、商店、居民樓等建筑物，布置多個氣化器時，各氣化器之間的水平凈距至少為1.5m。
　　2)合理設置閥門等附件，主要包括：
　?、倜颗_氣化器都應設置、出口切斷閥和   閥。
　?、跒榉乐剐孤兜腖NG進入備用氣化器，可安裝兩個閥門，并采用   措施排空積存在兩個閥門之間的LNG或蒸發氣體。
　?、墼谂c氣化器的水平凈距為15m的LNG管路上安裝切斷閥，該閥門可由現場操作或遠程控制，且有   保護措施預防閥門因溫度過低而失效。
　?、茉谝后w管路上設自動控制切斷閥，該閥門到氣化器的水平凈距至少為3m，且在液體流量過大、設備周圍溫度異常、氣化器出口處溫度過低時能自動關閉。
　?、菁訜釟饣鲬鋫淝袛嚯娫吹难b置，可由現場操作或遠程控制。
　?、拊O置自動裝置，防止LNG或其蒸汽在異常溫度下進入輸配系統。這些裝置應與僅用于緊急情況的管路閥門配合使用。
　?、咴O置溫度檢測儀，測量LNG、蒸發氣體和加熱介質的溫度。
　　7、LNG輸送管道
　　在進行LNG管道設計中，不僅要考慮低溫液體的隔熱要求，還應特別注意因低溫引起的熱應力、防止水蒸氣滲漏、避免出現冷凝和結冰、管道泄露的探測方法以及等問題。LNG管道和其他低溫液體輸送管道一樣，管道的熱補償是一個需要細心考慮的重要問題。
　　8、氣化站的消防
　　消防系統的   設計原則是：盡量切斷氣源，控制泄露；對儲罐及臨近儲罐的設備進行冷卻保護，避免設備超壓造成   大的災害；將泄露的LNG引至   地帶氣化，避免燃燒擴大。根據以上原則，消防系統   設計主要包括分布控制系統、緊急關閉系統、火災和泄漏探測報警系統、消系統、干粉泡沫滅火系統和其他一些   措施。
　　LNG設施在已   、環保地運行了30a，但是，設計出既   又經濟的LNG氣化站仍是一項挑戰。國內尚未頒布關于LNG氣化站設計和施工規范，在工程設計中普遍以   、歐洲   、日本的標準作為參考，因此本著   的原則，制定和頒布、可行、可依的LNG規范是當務之急。