淺析lng氣化站安全供氣工程(投稿)

1、淺析淺析LNG氣化站安全供氣工程氣化站安全供氣工程佛山市南海燃?xì)獍l(fā)展有限公司（佛山市南海燃?xì)獍l(fā)展有限公司（528200528200）杜小虎杜小虎張俊張俊摘要：介紹了LNG氣化站安全供氣的主要工藝流程、設(shè)備、技術(shù)要點(diǎn)和施工中常見的問題，為LNG靈活應(yīng)用和城鎮(zhèn)燃?xì)獾膽?yīng)急供氣提供了典型案例。關(guān)鍵詞：液化天然氣；氣化器；應(yīng)急供氣1概述概述隨著國家能源戰(zhàn)略的深化和節(jié)能減排對大氣環(huán)境要求日益提高的情況下，天然氣利用工程大幅度開展，國內(nèi)天然氣需求量迅

2、猛增加。天然氣市場化程度的加深，對氣源的競爭更加激烈。然而天然氣的管道供應(yīng)一般都是“照付不議”合同。這對于下游燃?xì)馄髽I(yè)大力拓展業(yè)務(wù)來說，往往會(huì)出現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，影響企業(yè)的盈利能力。而液化天然氣（LNG）以清潔、熱值高、燃燒充分、價(jià)格低、運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)性及安全等優(yōu)點(diǎn)，很好的解決了管道輸送天然氣發(fā)展的瓶頸。目前，LNG主要用于城鎮(zhèn)燃?xì)鈨?chǔ)氣調(diào)峰、氣源過渡、事故應(yīng)急、天然氣汽車業(yè)務(wù)和天然氣管網(wǎng)未到達(dá)的區(qū)域供氣等方面。本工程以靈活應(yīng)用和應(yīng)急供氣的特點(diǎn)

3、更好的實(shí)踐了LNG氣化站的應(yīng)急供氣。2工程建設(shè)工程建設(shè)本工程占地面積約660m2，是在原有液化石油氣(LPG)氣化站內(nèi)的一塊空地上進(jìn)行擴(kuò)建。設(shè)計(jì)高峰小時(shí)供氣量10000Nm3h，年平均日供氣量60000Nm3。于2012年2月竣工并安全運(yùn)行。2.12.1項(xiàng)目背景項(xiàng)目背景根據(jù)《佛山市南海區(qū)管道燃?xì)鈱ｍ?xiàng)規(guī)劃（20102020）》的指導(dǎo)思想和相關(guān)調(diào)研資料表明，到2015年南海區(qū)供氣規(guī)模將達(dá)到3.2108m3a，大約是2010年年供氣量的3倍，

4、平均每年用氣量增加60%以上。待大型LNG綜合儲(chǔ)配站項(xiàng)目的建成投產(chǎn)還需要1～2年時(shí)間，在大型綜合儲(chǔ)配站建設(shè)期間為了保障客戶用氣需求，LNG氣化站應(yīng)急供氣工程應(yīng)用而生。2.22.2方案選擇方案選擇常規(guī)LNG氣化站需要LNG低溫儲(chǔ)罐儲(chǔ)存LNG，然而LNG低溫儲(chǔ)罐對周邊環(huán)境安全防火○1間離要求較高；加之城市化發(fā)展程度較高的地區(qū)，對于燃?xì)鈭稣居玫剡x址較為困難。所以本工程暫時(shí)取消LNG低溫儲(chǔ)罐的設(shè)置，待原有液化石油氣站改造時(shí)可考慮增加。LNG氣化

5、站內(nèi)BOG氣體（LNG瞬時(shí)蒸發(fā)氣）主要來源于：低溫儲(chǔ)罐的日蒸發(fā)量；LNG槽○2車裝卸時(shí)瞬時(shí)氣化量。該站取消BOG氣化器的設(shè)置。卸車時(shí)，隨著槽車中的液相緩慢減少，槽車的壓力同時(shí)緩慢降低，最后槽車中的BOG氣體通過低溫液相管道到達(dá)空溫式氣化器，當(dāng)槽車中的鋁翅片材質(zhì)LD31（美國牌號(hào)為6063）氣化器設(shè)備性能的優(yōu)良對于整個(gè)場站的安全平穩(wěn)運(yùn)行是相當(dāng)重要的，所以選擇氣化器時(shí)一○1定要慎重。LNG氣化站運(yùn)行中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)氣化器氣化能力不足、氣化器主體

6、出現(xiàn)裂紋、導(dǎo)致泄漏等情況。其實(shí)，每臺(tái)氣化器氣化效率的高低，主要取決主體的管路結(jié)構(gòu)。有很多設(shè)備商把氣化器的高度設(shè)計(jì)得很高，因?yàn)檫@種設(shè)計(jì)可以有效的降低成本（包括焊縫、連接用的彎管、卡環(huán)等附件、人工等）。但是氣化器主體越高，后段的阻力增大，因LNG液體溫度與常溫溫差較大，氣流流速減緩會(huì)導(dǎo)致后段升高更快，阻礙了前段的液氣流有效通過，反而降低氣化能力。主氣化器的翅片管設(shè)計(jì)高度一般不宜超過6000mm，在主體降低高度后適當(dāng)增加翅片管的管數(shù)，使氣化通

7、道增加，對氣化能力有較好的作用。氣化器的過冷段通過換熱翅片從空氣中吸收大量的熱量（潛熱）使液相LNG發(fā)生相變，成為氣相NG。當(dāng)一定濕度的空氣接觸低于露點(diǎn)溫度的換熱翅片表面時(shí)，一定濕度的空氣中水份會(huì)冷凝成液體附于換熱翅片表面，進(jìn)而就出現(xiàn)結(jié)霜結(jié)冰現(xiàn)象，從而降低氣化能力。目前氣化器過冷段宜選用縱向星形翅片管來提高化霜速度。汽化器的過熱段是將低溫氣相NG溫度升高，達(dá)到不低于環(huán)境溫度5～10℃。此段溫差小，所需換熱面積大，宜選用三相旋流翅片。氣化

8、器材質(zhì)選型○2常見的氣化器材質(zhì)一般為LF21（美國牌號(hào)為3003）和LD31（美國牌號(hào)為6063），鋁合金LD31材質(zhì)從24℃～196℃強(qiáng)度相近，在常溫與低溫時(shí)，主體結(jié)構(gòu)應(yīng)力均衡、抗拉強(qiáng)度也是均衡的。而LF21在常溫與低溫時(shí)，從25℃～200℃強(qiáng)度相差懸殊近1倍，抗拉強(qiáng)度相差較大，力學(xué)的差異也較大，具體抗拉強(qiáng)度參數(shù)見表2。在冷熱交替頻繁時(shí)容易造成金屬疲勞現(xiàn)象，而導(dǎo)致較易出現(xiàn)裂縫。但是LD31鋁材的抗氧化性能低于LF21鋁材，所以LD31

9、鋁材需要進(jìn)行抗氧化防護(hù)。氣化器材質(zhì)宜選用LD31鋁型材。對于相同長度的換熱翅片管，顯然翅片管管徑大的氣化量大。表2LD31和LF21鋁材抗拉強(qiáng)度比較鋁材抗拉強(qiáng)度比較溫度196℃80℃38℃24℃LD31抗拉強(qiáng)度（MPa）255200193186溫度200℃100℃30℃25℃LF21抗拉強(qiáng)度（MPa）230150115110空溫式氣化器所需換熱面積按照傳熱學(xué)方程，可以簡單的用氣化量乘以0.45的系數(shù)進(jìn)行估算，然后根據(jù)氣化器過冷段和過熱段