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(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)5~60摘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應用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,世界第一座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5×10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20×10m3/d后建成了生產(chǎn)能力為0.3m3/h和0.5m3/h的LNG裝置;20世紀90年代末,上海建成投運了液化天然氣的主要物理座生產(chǎn)能力為10×10m3/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2104m3,供應能力為120×104m3;2001年9月,國內天然氣在大氣壓下冷卻至-162℃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548×10°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140mm段施加保溫保護,溫度可提高2.5℃。且室內環(huán)境溫度必須保證控制在16~26℃。(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0.4℃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0.3℃,使儀表系統偏差小于0.1℃。(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140mm,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0℃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。儀表安裝方式和伸田環(huán)峰講行改講調查發(fā)現將導熱油抽出一部分,使導熱油平面中國煤化工低于輸油管道外壁約10mm左右,并將露在管壁外CNMHG:2001013)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還有少量的乙烷、丙烷和丁烷及氮氣,比天然氣的組470kg/m3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0℃和LNG的物性參數與其組分含量有關(guān),常壓下101325Pa條件下單位體積(1m3)和質(zhì)量(103kg)LNG沸點(diǎn)在一166~-157℃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)密度生成氣體體積質(zhì)量溫度x 9 N, CH, C2Hs CaHs iC, Ho nC, Hio C, Hu (kg/kmol) (C)(kg/m)(m/m)(m/10 kg)LNG10.5097.501.800.2016.41-162.6431.65901367LNG21.7993.903.260.690.120.150.0917.07-165.3448.85901314NG30.3687.208.612.740.420.650.0218.52161.3468.7568121用來(lái)去除進(jìn)入冷箱的膨脹氣流、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)入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NG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。冷卻器原料氣B吸吸宀吸;⑧級冷卻冷卻器過(guò)濾分離器一級膨脹機二級膨脹機加熱爐NG分離器中國煤化工圖1西寧LNG項目一期生CNMHG2、吸附、再生原理色散力木空出刀刀丁會(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。分子油氣儲運2009年篩兼具干燥和吸附功能,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,必須在注入時(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的注入量適當,且做到定夭然氣加熱分子篩,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)20℃、3:0MPa的天然氣以40×104m23/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35℃、4.4MPa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薜慕禍胤?、二氧化碳、硫化氫、苯、汞?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一32℃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?22℃,再經(jīng)冷箱回溫至35℃、0.4MPa,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-120℃C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(-137℃,0.55MPa),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冷卻后進(jìn)入加熱爐加熱,再通過(guò)吸附塔C進(jìn)行再生,然1,GB/T9204-2003液化天然氣的一般特性后回流至膨脹氣流管道2,顧安忠魯雪生等:液化大然氣技術(shù),機械工業(yè)出版社《北京),2003年。3,CJ51-2006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:2008-110)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、易爆性,還應考慮低溫LNG的物理特性。LNG具有蒸發(fā)氣( boil off gas,BOG)特征,即〈管道科學(xué)技木論文籩集外界傳導至絕熱儲罐中的熱量將會(huì )導致一些儲存的LNG液體蒸發(fā)為氣體,蒸發(fā)氣易形成氣體云團,發(fā)文摘(∴十一)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 )新如果新注入的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)穩定的分層或單元,易出現翻滾現象,在短時(shí)間內康力平楊祖佩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管它不產(chǎn)生燃燒,但可產(chǎn)生爆炸力。性,指出加強科技管理,即通過(guò)構筑科學(xué)的科技,由于天然氣的臨界溫度為-82.57℃,在常溫創(chuàng )新和科技暫理框架,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,只有當中國煤化工定合理的科技發(fā)目標及工作方溫度在-80℃C以下才能在任意壓力下液化。在閥CNMHG科研水平。門(mén)間隙或密閉的容器中,隨著(zhù)溫度的升高,壓力增加,若超過(guò)容器的強度,會(huì )導致包容系統破損。