LNG气化站在工业生产供气中的应用

2016-12-13崔静

中国新技术新产品 2016年15期

关键词：槽车冶炼厂供气

崔静

（天津市化工设计院，天津 300193）

LNG气化站在工业生产供气中的应用

崔静

（天津市化工设计院，天津 300193）

LNG气化站以其诸多优势在工业生产用气中得到越来越广泛的应用。本文以内蒙古某冶炼厂的LNG气化站项目为例，研究了LNG气化站规模的确定及设备选型等问题。

液化天然气；LNG气化站；工业用气

0.引言

2015年11月，国家能源局、发改委、环保部等七部委联合发布《燃煤锅炉节能环保综合提升工程设施方案》，方案指出“规划到2018年，推广高效锅炉50万吨，淘汰落后燃煤锅炉40万吨。”目前，工业燃煤锅炉行业中存在大量低效率、高污染的落后产能，燃煤工业锅炉、窑炉为大气污染排放首要污染源。在环保重压下，燃煤工业锅炉行业迎来以燃煤清洁化、替代化为主要技术路线的节能减排革命。事实上，在《方案》未出台前几年，多个重点城市纷纷提出以燃气代替燃煤锅炉市规划，以降低区域的大气污染物排放。而气源的保障性及经济性成为工业用气的主要问题，与传统的管道天然气源相比，液化天然气（LNG）气化站的气源靠LNG槽车运输具有方便、不受管网限制的特点，不管天然气管道规划发展状况如何，LNG都可以作为先期资源首先进入目标市场。本文以内蒙古某冶炼厂的LNG气化站的工程设计为例，对LNG气化站在工业生产供气中的应用进行分析。

1.概况

内蒙古某冶炼厂响应国家对新型能源政策的倡导，为了进一步改善大气环境质量，在矿业率先做出典范，拟将原生产燃料煤改造成天然气。该冶炼厂改造后高峰小时用气量为1750Nm³，厂内燃烧炉最高用气压力为0.6MPa。根据该冶炼厂需求，建设LNG气化站一座。

2.规模确定

根据冶炼厂生产情况，该LNG气化站高峰小时供气量为1750Nm³，供气时间按24小时，年供气天数按365天计算。站内工艺系统的设计压力：1.0MPa，最高工作压力0.85MPa：设计温度为-196℃，工作温度为：-140℃～-162℃。

3.工艺流程

该项目工艺流程采用等压强制气化方式，由于冶炼厂要求用气压力较高，管道系统的设计压力为1.0MPa，因此LNG槽车将液化天然气运至气化站后，在卸车台通过卸车增压气化器及潜液泵两种方式对槽车增压，利用压差将LNG输送至气化站的低温LNG储罐。

从LNG储罐来的液相LNG，经过空温式气化器加热，由液相变为气相，同时气化后气体温度提升，当空温式气化器出口或BOG出口温度低于5℃时，用电加热器进行加热，使出气温度达到5℃～15℃，气化后的天然气经过调压计量加臭后为冶炼厂供气。

4.设备选型

LNG气化站内主要设备有LNG低温储罐、卸车增压器及卸车泵、储罐增压器、主气化器、BOG加热器、EAG加热器、电加热器、调压计量加臭橇等。

（1）LNG储罐。该项目建成后的供气规模为4.2万Nm³/d，根据该地区LNG供应情况，周转天数按6天计算。站内LNG总储量应不小于25.2万Nm³。该项目LNG储罐采用目前较为常用的真空粉末绝热式LNG储罐，根据站内所需总储量，经过投资和占地面积的比较，采用4台150m³LNG储罐。

（2）卸车增压器及卸车泵。该工程按两个卸车柱设计，因此共设两台卸车增压器，单台气化能力为400Nm³/h。两台卸车潜液泵，设计流量20m³/h。卸车时，当槽车中的LNG温度低于储罐温度时，先为储罐降压，再用泵卸车。当槽车中的LNG温度接近或者略高于储罐温度时，先用卸车增压器为槽车增压，将槽车的压力增至0.4MPa，再用泵卸车，保证泵出口的压力达到1.2MPa，由储罐底部进液。

（3）储罐增压器。储罐增压器的选择主要是考虑当储罐液位较低时，将储罐内气象空间内的压力在规定时间内由储罐最低工作压力（升压调压阀后设定压力）升至储罐最高工作压力（降压调压阀前压力）所需要的汽化能力，该工程选择气化能力为800Nm³/h的储罐增压器2台。

（4）主气化器。气化器一般选用空温式，该工程下游为工业用户，工业负荷波动大，因此，在气化器选型计算时，一般都要考虑一个系数K，根据燃气工程设计手册，K按照2进行选取。因此选用Q=2000Nm³/h；三台，两台同时使用，另一台备用切换。总气化能力为4000Nm³/h，可以满足供气要求。

（5）BOG加热器。气化站内BOG（LNG蒸发气）主要来源有储罐的自然蒸发、卸车结束后管路中所产生的BOG、当LNG卸入低于槽车压力的储罐时所产生的BOG等，因此，结合工程实践，该工程选用800Nm³/h的BOG加热器1台。

（6）EAG加热器。气化站内EAG（放空气体）主要来源于系统事故状态下的天然气泄放或安全阀超压释放。EAG加热器的加热能力应根据EAG气体最大的来源分别计算后确定。结合工程实践，本工程选择1台500m³/h的EAG加热器。

（7）电加热器。为满足出站天然气的温度要求，当空温式气化器出口或BOG出口温度低于5℃时，用电加热器或水浴式加热器进行加热，使出气温度达到5℃～15℃。其中电加热器的介质又分为水和导热油式，由于该工程所在地区极端最低气温为-42℃，因此选用导热油为介质的电加热器1台，加热能力4000m³/h。

（8）调压计量加臭橇。该工程采用橇装调压计量加臭装置一套，橇内分为调压区、计量区及加臭区，调压区包括BOG调压和主气化器调压。每路设置一个Y型过滤器、一个自力式调压器及两个连接前后管段的球阀，每路一开一备。计量区设置一开一备两路计量，每路设置一台涡轮流量计和两个连接前后管段的球阀。加臭装置以隔膜式计量泵为动力，根据流量信号将四氢塞吩注入燃气管道中。调压计量加臭橇出橇压力为0.6MPa，设计流量4000m³/h。