LNG氣化站的   設(shè)計(jì)

LNG氣化站的   設(shè)計(jì)
　　一、我國(guó)LNG氣化站的發(fā)展現(xiàn)狀
　　隨著經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)和能源需求量的不斷擴(kuò)大，液化   氣因其具有運(yùn)輸、用途廣、供氣設(shè)施造價(jià)低、快、方便靈活等特點(diǎn)，給世界LNG工業(yè)的發(fā)展提供了良好的基礎(chǔ)。我國(guó)目前發(fā)展LNG項(xiàng)目，建設(shè)LNG氣化站，彌補(bǔ)管輸   氣的不足已成為目前城市行業(yè)較為關(guān)注的焦點(diǎn)。
　　二、LNG氣化站的   設(shè)計(jì)
　　1、LNG的危險(xiǎn)性
　　1)爆炸的危險(xiǎn)性：不同時(shí)刻進(jìn)入同一設(shè)備的LNG，由于成分和密度差異引起分層，導(dǎo)致LNG突然大量蒸發(fā)，壓力驟升。若壓力超過(guò)設(shè)備的   承壓能力，會(huì)造成設(shè)備損壞和介質(zhì)泄露，甚至爆炸。
　　2)火災(zāi)的危險(xiǎn)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(xiǎn)性：LNG儲(chǔ)存和操作都在低溫下進(jìn)行，一旦發(fā)生泄露，會(huì)使相關(guān)設(shè)備脆性斷裂和遇冷收縮，從而破壞設(shè)備，引發(fā)事故，并對(duì)人體造成嚴(yán)重?fù)p害。
　　4)對(duì)人體的危害性：雖然LNG毒性較小，但其中含有體積分?jǐn)?shù)82%~的甲烷，泄露后會(huì)造成窒息等人身傷亡事故。
　　可見(jiàn)，LNG氣化站的   至關(guān)重要。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，   確定與LNG裝置有關(guān)的危險(xiǎn)性，根據(jù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)，對(duì)氣化站的   設(shè)計(jì)考慮，使整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到較高的   水平。
　　2、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
　　設(shè)計(jì)時(shí)可參考的標(biāo)準(zhǔn)主要有   的NF-PA59A《液化   氣(CLNG)生產(chǎn)、儲(chǔ)存和裝卸標(biāo)準(zhǔn)》，NFPA57((LNG汽車(chē)燃料系統(tǒng)》等；國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)有：GB50028-2006《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》；GB50183-2004《石油   氣工程設(shè)計(jì)規(guī)范》；GB50016-2006《建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》等。
　　3、總平面布置
　　LNG氣化站總平面布置設(shè)計(jì)要合理地確定站內(nèi)各作業(yè)區(qū)和設(shè)備的位置，以氣化站有一個(gè)   的環(huán)境。站址選擇一方面要從城市的總體規(guī)劃和合理布局出發(fā)，另一方面也應(yīng)從有利生產(chǎn)、方便運(yùn)輸、保護(hù)環(huán)境著眼。
　　1)站址應(yīng)選在城鎮(zhèn)和居民區(qū)的全年   小風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)。
　　2)考慮氣化站的供電、供水和電話通信網(wǎng)絡(luò)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(chē)公路。
　　4)氣化站應(yīng)避開(kāi)油庫(kù)、橋梁、鐵路樞紐站、飛機(jī)場(chǎng)等重要戰(zhàn)略目標(biāo)。
　　5)站址不應(yīng)受洪水和山洪的淹灌和沖刷，站址標(biāo)高應(yīng)高出歷年   高洪水位0.5m以上。
　　6)應(yīng)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(zhì)條件的地區(qū)，站址的土壤耐壓力一般不低于0.15MPa。
　　4、圍堰區(qū)
　　液化   氣儲(chǔ)罐周?chē)?nbsp;  設(shè)置圍堰區(qū)，以?xún)?chǔ)罐發(fā)生的事故對(duì)周?chē)O(shè)施造成的危害降低到   小程度。圍堰區(qū)是指用壓實(shí)土、混凝土、金屬等低溫材料在LNG儲(chǔ)罐周?chē)ㄔ斓牡谭?、護(hù)墻或排液系統(tǒng)所圍成的區(qū)域。其作用是當(dāng)LNG泄露或溢出時(shí)，將可燃液體限制在圍堰區(qū)內(nèi)，防止進(jìn)一步擴(kuò)散；當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，阻止火焰向四周蔓延。
　　5、LNG儲(chǔ)罐
　　LNG儲(chǔ)罐按結(jié)構(gòu)形式可分為地下儲(chǔ)罐、地上金屬儲(chǔ)罐和金屬一預(yù)應(yīng)力混凝土儲(chǔ)罐3類(lèi)，地上LNG儲(chǔ)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(chǔ)罐，主要決定于其儲(chǔ)存量。儲(chǔ)存量為1200m³~5000m³時(shí)可采用金屬子母儲(chǔ)罐帶壓儲(chǔ)存和常壓罐儲(chǔ)存。儲(chǔ)存量為1200m³以下的城市LNG氣化站，基本采用金屬單罐帶壓儲(chǔ)存。
　　1)LNG儲(chǔ)罐的   措施
　?、贋閮?chǔ)罐及其連接部件在LNG及其冷蒸汽溫度下能正常工作，儲(chǔ)罐材料   滿(mǎn)足低溫性能要求。暴露的儲(chǔ)罐隔熱層應(yīng)、阻燃、阻蒸汽、，且在消的沖擊力作用下不會(huì)移動(dòng)。儲(chǔ)罐內(nèi)外筒之間填充的不可燃隔熱材料不僅要適應(yīng)LNG及冷蒸汽的性質(zhì)，而且當(dāng)外筒遇火災(zāi)事故時(shí)，能內(nèi)筒材料的導(dǎo)熱性能穩(wěn)定。
　　②合理設(shè)計(jì)、配置閥門(mén)等附件，主要包括：儲(chǔ)罐進(jìn)液系統(tǒng)設(shè)頂部、底部?jī)蓚€(gè)進(jìn)液閥。當(dāng)充注液體與儲(chǔ)罐中原有液體物理性質(zhì)有差異時(shí)，通過(guò)不同部位的進(jìn)液，減少混合液體分層的可能性，減少事故發(fā)生率。
　　設(shè)置足夠數(shù)量的   閥，   閥與罐體之間設(shè)手動(dòng)截止閥，儲(chǔ)罐工作壓力在允許范圍內(nèi)。內(nèi)筒設(shè)   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(gè)儲(chǔ)罐的液相管上設(shè)2個(gè)緊急切斷閥，發(fā)生意外事故時(shí)切斷儲(chǔ)罐與外界的連通，防止罐內(nèi)LNG泄露。
　　每個(gè)儲(chǔ)罐設(shè)2套相互獨(dú)立的液位測(cè)量裝置。
　　在儲(chǔ)罐真空夾層套層設(shè)壓力儀表，測(cè)量壓力是否在合理的范圍內(nèi)。
　　多臺(tái)儲(chǔ)罐之間隔離閥的操作水平凈距至少為0.9m。
　　儲(chǔ)罐投入運(yùn)行時(shí)，設(shè)溫度檢測(cè)儀，用來(lái)監(jiān)測(cè)溫度或作為檢查和校正液位計(jì)的工具。
　?、蹆?chǔ)罐應(yīng)當(dāng)設(shè)置一個(gè)高液位報(bào)警器，使操作人員有足夠的時(shí)間停止進(jìn)料。儲(chǔ)罐應(yīng)設(shè)置高液位進(jìn)料切斷裝置，它應(yīng)與全部的控制計(jì)量?jī)x表分開(kāi)設(shè)置。
　?、転榱吮苊夤迌?nèi)形成空氣與   氣的混合氣體導(dǎo)致事故，儲(chǔ)罐   充注LNG之前，或停止使用內(nèi)部檢修后，需要用惰性氣體將罐內(nèi)的空氣或   氣置換出來(lái)，進(jìn)行惰化處理。
　　⑤根據(jù)地質(zhì)、氣象等資料，份子發(fā)生地震、風(fēng)災(zāi)、雪災(zāi)等自然災(zāi)害的可能性及其特征，考慮儲(chǔ)罐的和抵御風(fēng)雪荷載的能力。
　　2)LNG漩渦現(xiàn)象的預(yù)防
　　漩渦現(xiàn)象，也稱(chēng)翻滾，通常出現(xiàn)在多組分的液化   氣中，是由于向已裝有LNG的低溫儲(chǔ)罐中充注新的LNG，或由于LNG中的氮優(yōu)先蒸發(fā)而使儲(chǔ)罐內(nèi)的液體發(fā)生分層而引起。防止發(fā)生渦旋現(xiàn)象的方法有：①將不同產(chǎn)地、不同氣源的LNG分開(kāi)儲(chǔ)存，可避免因密度差而引起分層。②根據(jù)需儲(chǔ)存的LNG與儲(chǔ)罐內(nèi)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(chǔ)罐中充注LNG。④檢測(cè)LNG的蒸發(fā)速度，LNG分層會(huì)LNG的蒸發(fā)速度，使出現(xiàn)渦旋前的蒸發(fā)速度比通常情況下的蒸發(fā)速度低。
　　3)儲(chǔ)罐靜態(tài)蒸發(fā)率
　　儲(chǔ)罐靜態(tài)蒸發(fā)率能較為直觀地反映儲(chǔ)罐在使用時(shí)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(shí)，靜止達(dá)到熱平衡后，24h內(nèi)自然蒸發(fā)損失的低溫液體質(zhì)量和容器容積下低溫液體質(zhì)量的比值。
　　   現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有給出LNG儲(chǔ)罐蒸發(fā)率的上限標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)時(shí)可以參考液氮的標(biāo)準(zhǔn)。
　　6、氣化器
　　   標(biāo)準(zhǔn)NFPA59A將氣化器分為加熱氣化器、環(huán)境氣化器和工藝氣化器3類(lèi)。氣化器   設(shè)計(jì)主要有以下2方面內(nèi)容：
　　1)   間距
　?、俪菍?dǎo)熱介質(zhì)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。
　　②氣化器到LNG、可燃制冷劑或可燃?xì)怏w儲(chǔ)罐的水平凈距至少為15m，到控制大樓、辦公室、車(chē)間等有人的重要建筑物的水平凈距至少為15m。
　　③控制大樓、辦公室、商店、居民樓等建筑物，布置多個(gè)氣化器時(shí)，各氣化器之間的水平凈距至少為1.5m。
　　2)合理設(shè)置閥門(mén)等附件，主要包括：
　　①每臺(tái)氣化器都應(yīng)設(shè)置、出口切斷閥和   閥。
　?、跒榉乐剐孤兜腖NG進(jìn)入備用氣化器，可安裝兩個(gè)閥門(mén)，并采用   措施排空積存在兩個(gè)閥門(mén)之間的LNG或蒸發(fā)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(mén)可由現(xiàn)場(chǎng)操作或遠(yuǎn)程控制，且有   保護(hù)措施預(yù)防閥門(mén)因溫度過(guò)低而失效。
　?、茉谝后w管路上設(shè)自動(dòng)控制切斷閥，該閥門(mén)到氣化器的水平凈距至少為3m，且在液體流量過(guò)大、設(shè)備周?chē)鷾囟犬惓！饣鞒隹谔帨囟冗^(guò)低時(shí)能自動(dòng)關(guān)閉。
　　⑤加熱氣化器應(yīng)配備切斷電源的裝置，可由現(xiàn)場(chǎng)操作或遠(yuǎn)程控制。
　?、拊O(shè)置自動(dòng)裝置，防止LNG或其蒸汽在異常溫度下進(jìn)入輸配系統(tǒng)。這些裝置應(yīng)與僅用于緊急情況的管路閥門(mén)配合使用。
　　⑦設(shè)置溫度檢測(cè)儀，測(cè)量LNG、蒸發(fā)氣體和加熱介質(zhì)的溫度。
　　7、LNG輸送管道
　　在進(jìn)行LNG管道設(shè)計(jì)中，不僅要考慮低溫液體的隔熱要求，還應(yīng)特別注意因低溫引起的熱應(yīng)力、防止水蒸氣滲漏、避免出現(xiàn)冷凝和結(jié)冰、管道泄露的探測(cè)方法以及等問(wèn)題。LNG管道和其他低溫液體輸送管道一樣，管道的熱補(bǔ)償是一個(gè)需要細(xì)心考慮的重要問(wèn)題。
　　8、氣化站的消防
　　消防系統(tǒng)的   設(shè)計(jì)原則是：盡量切斷氣源，控制泄露；對(duì)儲(chǔ)罐及臨近儲(chǔ)罐的設(shè)備進(jìn)行冷卻保護(hù)，避免設(shè)備超壓造成   大的災(zāi)害；將泄露的LNG引至   地帶氣化，避免燃燒擴(kuò)大。根據(jù)以上原則，消防系統(tǒng)   設(shè)計(jì)主要包括分布控制系統(tǒng)、緊急關(guān)閉系統(tǒng)、火災(zāi)和泄漏探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)、消系統(tǒng)、干粉泡沫滅火系統(tǒng)和其他一些   措施。
　　LNG設(shè)施在已   、環(huán)保地運(yùn)行了30a，但是，設(shè)計(jì)出既   又經(jīng)濟(jì)的LNG氣化站仍是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。國(guó)內(nèi)尚未頒布關(guān)于LNG氣化站設(shè)計(jì)和施工規(guī)范，在工程設(shè)計(jì)中普遍以   、歐洲   、日本的標(biāo)準(zhǔn)作為參考，因此本著   的原則，制定和頒布、可行、可依的LNG規(guī)范是當(dāng)務(wù)之急。