LNG瓶组供气站的工艺设计及安全运行注意事项

宝鸡中燃城市燃气发展有限公司 屈菊红 王 佳

LNG瓶组供气站的工艺设计及安全运行注意事项

宝鸡中燃城市燃气发展有限公司 屈菊红 王 佳

LNG瓶组供气站以其投入资金少、占地面积小、操作便捷又安全可靠，尤其在天然气管道气无法到达的地区，应用较为广泛。文章主要从LNG瓶组站选址、工艺设计和安全运行方面进行了浅析。

LNG瓶组站 工艺设计 安全运行

0 前言

燃气管网无法达到的边远城市和地区，用LNG瓶组站作为临时供气是不错的选择。

LNG瓶组站主要设备是LNG气化橇(气化、调压、计量和等功能于一橇)整体安装简便，可以节省大量时间。LNG瓶组站具有投入资金少、占地面积小、建设周期短、操作简单和运行安全可靠等特点，可迅速地向用户供气。

1 站址选择

LNG瓶组供气站选址应充分考虑与周边建、构筑物的安全间距，满足《城镇燃气设计规范》(GB 50028—2006)、《建筑设计防火规范》(GB 50016—2014)的相关条款的规定，这是为LNG瓶组站安全、可靠运行把好第一关。站址还应具有适宜的地形、工程地质、供电、给排水和通讯等条件。LNG气瓶组应在站内固定地点设置；瓶组站四周应设置高度不低于2 m的不燃烧体实体围墙；气瓶组应在站内固定地点露天(可设置罩棚)设置。

2 LNG瓶组站供气规模

《城镇燃气设计规范》(GB 50028—2006)的相关条款规定瓶组供气站的规模一般如下：

(1)单个气瓶宜采用175 L，最大容积不应大于410 L，充装量不大于总容积的90%。气瓶组总容积不应大于4 m3。

(2)气瓶组储气总容积应按1.5倍计算月平均日供气量确定。

(3)气化装置的总供气能力应根据高峰小时用气量确定。气化装置的配置台数不应少于2台，且应有1台备用。

3 LNG瓶组站工艺设计

3.1 工艺流程

LNG运瓶车将装有LNG的钢瓶运至站内，连接好钢瓶的气、液相软管，通过钢瓶自带的升压器给钢瓶增压，利用压差将钢瓶中的LNG送入外接气化器；在气化器中LNG加热气化：然后通过调压器调压至所需压力，经计量、加臭后送往用户。在站内设置使用和备用两组钢瓶，两组数量相同，当使用侧的LNG钢瓶的液位下降到规定液面时，应及时切换到备用瓶组一侧，切换下来的空钢瓶也应及时灌装备用。送至用户的天然气应满足城镇燃气质量标准，达到《城镇燃气设计规范》(GB 50028—2006)第3.2节的要求，因此经气化调压后的天然气必须加臭，加臭量不小于20 mg/m3，工艺流程图见图1。

图1 工艺流程

3.2 主要工艺设备

3.2.1 LNG 钢瓶

LNG钢瓶主要起存储和运输LNG的作用，具有低温绝热的特性，LNG钢瓶为双层结构，内胆储存低温液体，承受介质的压力和低温，内胆的材料采用耐低温合金钢；外壳为内胆的保护层，与内胆之间保持一定间距，形成绝热空间，承受内胆和介质的重力荷载以及绝热层的真空负压。外壳不接触低温，采用容器钢制作。绝热层大多填充珠光砂，抽高真空。低温气瓶蒸发率一般低于0.2%。

3.2.2 气化橇

LNG气化橇高度集成了空温式气化器、计量、调压、加臭等设备。空温式气化器则是其主要设备，空温式气化器一般根据用户提供的小时平均用气量、最大用气量等数据进行选型，在天气比较寒冷地区还应配置电热式加热器用以升温。LNG空温式气化器有其自身的弱点：完全依靠吸收空气热量，加上气化橇本身通风性差，更容易积霜，积霜后气化能力随之下降，同时结霜快化霜慢，若不能及时化霜就会使气化器出口气体温度过度下降，威胁管网安全，这就要求我们必须按照实际情况进行气化器选型。一般选择2台气化器，一开一备；调压器采用带有超、低压切断功能的两路调压；计量采用带有温压补偿的罗茨流量计，并设置旁通路以确保流量计在维修时不影响系统的正常工作；加臭选用四氢噻吩作为加臭剂，根据天然气的动态流量自动调节加臭。

3.3 电气设计

LNG瓶组供气站站内爆炸危险场所和生产用房的电气应加防爆保护，防爆应符合现行国家《爆炸危险环境电力装置设计规范》(GB 50058—2014)的规定；

站内防雷接地设施设计应符合《建筑物防雷设计规范》(GB 50057—2010)的“第二类防雷建筑物”的规定，静电接地设计应符合《化工企业静电接地设计规程》(HG/T 20675—1990)的规定；站内设置燃气浓度检测报警系统，燃气浓度检测报警器的报警浓度应取天然气爆炸下限的20%(体积分数)，报警器显示应设置在值班室或仪表室有值班人员的场所。

3.4 排水设计

由于LNG空温式气化器运行过程中产生的积霜融化后的水会产生积水；另外，在用气高峰时段气化橇空温式气化器中的积霜可以用水进行冲洗，以保证安全稳定地供气，若没有排水措施，便会形成积水，因此在气化橇基础承台设计出一定的坡度，并且在其四周设计排水沟，这样可以保证积水及时排出。

3.5 值班室设置

由于LNG瓶组站规模小，可根据业主要求可为有人值守型也可为无人值守站，若为有人值守站时候，应将值班室与生产区分开，这不仅是加强站场安全管理的需要，更是人性化管理的需要；若为无人值守站则需要配备兼职人员进行现场管理。

4 安全控制实现的功能

(1)超压自动放散：调压前气液相管路压力超过设定值时放散阀自动开启进行放散；

(2)手动安全控制：需紧急降低管路压力时，可手动打开手动放散阀进行气体放散；

(3)自动切断：气化后及调压后气体压力超高时；气化后气体温度低于0 ℃时，自动切断阀关闭；

(4)泄漏报警：当瓶组站内出现漏气时，达到一定浓度时自动进行声、光报警，并可与自动控制阀门实现联动，自动关阀控制阀门；

(5)信号采集、现场显示及远传至控制柜；

(6)主要设备运行参数，值班室内显示、联锁、报警。

5 安全运行注意事项

(1)LNG瓶组站应在醒目的位置设置“禁止烟火”等安全标志；同时在场站围墙上设置安全管理、安全生产及安全文化方面的宣传标语。

(2)LNG瓶组站巡回检查路线：LNG气瓶组——高压软管——调压加热装置——计量表——加臭机——出站管道(以上含工艺管线)——站场变配电箱——控制柜及报警装置——消防灭火设施——站区内其它附属设施。

(3)首次供气或供气系统停用后处于常温时，都必须对LNG低温部分设备按既定的预冷方案进行预冷处理。

(4)严格按照特种设备、仪器的检修保养要求，定期做好保养维护工作。定期对LNG钢瓶安全阀、压力表、液位计等进行校验，保证其工作正常。

(5)站内很多阀门在运行时处于低温状态，工作人员在操作时应佩戴专用手套，以防止造成低温伤害。另外，空温式气化器表面在长期使用后会结霜，影响其热交换性能，所以需要定期清理结霜。

(6)为避免打开阀门供气时气流冲击对流量计造成的损伤，在开启计量装置的阀门时需要缓慢开启，注意观察压力表的变化，待管道的气压平衡后方能完全开启。

6 结语

LNG瓶组供气站技术成熟、安全可靠、投资省，建设规模上有很大的灵活性，具有管道天然气不可比拟的优势，但从长远来看LNG瓶组供气是无法与管道气竞争，两者们之间会形成一种互补关系，在城市供气中同样起着举足轻重的作用。

Precautions for Process Design and Safety Operation of LNG Bottle Group Gas Station

Baoji China City Gas Development Co., Ltd. Qu Juhong Wang Jia

LNG bottle group gas station has the characteristics of less investment, small occupation area,convenient operation and safe and reliable. Especially in areas where natural gas pipeline gas can’t reach, it is widely used. In this paper, the location, process design and safety operation of LNG bottle group gas station are analyzed.

LNG bottle group gas station, process design, safety operation