LNG气化站工艺系统设计及要点分析

王洋

摘要：液化天然气（LNG）因其运输方便、经济、环保等优点，现已成为许多城市居民以及工商业用户的主要气源或调峰、应急气源。本文对LNG气化站总平面布置、工艺流程、主要设备选型进行了分析，并强调LNG气化站设计过程中的安全性问题，以供参考。

关键词：LNG气化站;总平面;工艺;设备

1、工程概况

本工程拆除锅炉房中现有燃煤锅炉2台，新建2台4吨WNS4-1.25-Q燃气锅炉，新建LNG气化站1座。供氣对象为2台4吨燃气锅炉燃烧系统。LNG气化站设计范围主要包括气化站的总图、工艺、电气、给排水、仪控、土建等设计内容，保证整个气化站设计安全、经济、美观。LNG气化站共设1个20m立式LNG储罐，总容积20m，总储气量约为1.2万Nm天然气。该项目将槽车运输来的LNG存在LNG储罐中，LNG经气化、加热、计量、调压等处理后供改造后的锅炉房用气。依据《国家发展改革委关于修改<产业结构调整指导目录（2011年本-2013修正版）>有关条款的决定》鼓励类第七项，天然气、液化天然气的储运和管道输送设施及网络建设属于鼓励类。故本建设项目属于鼓励类。

2、总平面布置

LNG储罐是本工程的防火防爆的核心，储罐与站内外建构筑物防火间距满足《城镇燃气设计规范》GB50028-2006、《建筑设计防火规范》GB50016-2014（2018年版）的有关规定。在满足工艺流程的前提下，合理布置功能分区，LNG生产区和辅助区分开设置，综合考虑防火间距、消防车道及防火防爆要求。在站区西侧布置LNG生产区，并在其四周设置环形消防通道，将集中放散管放于站区东角。整个LNG储罐区设置环形消防通道，道路路面宽4米，道路交叉口路面内转弯半径一般情况采用9米，满足运输与消防的要求。道路类型采用城市型，路面结构采用普通混凝土路面。

厂区四周建有高2.2米的非燃烧实体围墙。站区位于明显位置处设置清晰标识“严禁烟火”、“安全生产”等警示字样，站区引路和站区内设置醒目的限速标志，卸气柱前设置停车限位栏。

3、气化站工艺流程

LNG为低温液体，常压下液态温度为-162℃。气化站主要功能是将液态的LNG进行气化，然后输送到厂区燃气管道。

3.1 LNG气化工艺

液化天然气（LNG）由LNG槽车运至气化站，储罐接收槽车内的LNG时压力保持在0.3MPa，槽车由站区内的自增压系统升压至0.6Mpa后，通过压力卸车口，将槽车内的LNG卸入LNG储罐储存备用。当向外供气时，打开储罐的自增压系统，升压至0.6MPa，然后打开储罐液相出口阀门，通过压力将储罐内的LNG送至空温式气化器进行气化，再通过水浴式气化器进一步气化为常温的NG，NG再经调压器调压、加臭后，进入厂区燃气管道。LNG吸收大气显热后气化为NG。由于低温储罐与低温槽车内的LNG的日蒸发率约为0.2%，这部分蒸发气体（温度较低）简称BOG，使储罐气相空间的压力升高。为保证储罐的安全及装卸车的需要，在设计中设置了储罐安全减压阀、BOG加热器到调压器系统，可根据储罐储存期间压力自动排除BOG。

锅炉房原有建筑面积为475m，设置2台4t/h的燃煤锅炉，本项目将原有2台4t/h的燃煤锅炉拆除，替换成2台4t/h的燃气锅炉，原有燃煤锅炉的拆除方式是以拆除的锅炉抵拆除费用的形式，进而原有锅炉拆除没有产生费用。由LNG气化站汽化器将LNG气化成天然气，天然气再经调压计量撬通过天然气管道输送至锅炉房内燃气锅炉的燃烧头。最后天然气通过锅炉前的燃烧器点火，火喷到槽内，将锅炉内的软化水加热变成蒸气，蒸气通过分气缸，最后通过管道输送到厂内供生产和生活用热。

3.2工艺设备选型

4、工艺系统自动控制设计

储罐LNG液相进、出口管道、空温气化器进口管道处设气动紧急切断阀。当LNG储罐罐内液位过高或过低时切断液相管道进口或出口紧急切断阀门;当调压器前温度过低时，切断空温气化器进口紧急切断阀门。以保证整个系统安全运行;该站为新建LNG气化站，其中包括：LNG储罐1台，储罐增压撬1台，LNG气化复热撬1台、调压计量加臭撬1台，其中气化复热撬由撬块集成商成套供货并配套控制系统（L-CNG控制柜1台），其余撬块由站控PLC控制系统（1台）控制。各撬内所有仪表、阀门引线接至撬体防爆接线箱。

5、电气防爆设计

用电场所爆炸危险区域的划分依据《城镇燃气设计规范》GB50028-2006中附录D的要求。气化站生产区内，LNG卸车口1.5米范围及防液堤集水坑内部空间为1区爆炸危险环境，LNG卸车口周围4.5米的空间划分为2区，距离LNG撬装设备的外壁4.5米，高出7.5米，地坪上的范围为2区;LNG气化站内的爆炸性气体为ⅡA级T1组。爆炸危险区域内，电气设备、开关、灯具等均选用防爆型产品，电气设备的防爆等级均不低于dⅡBT2级，均高于规范对电气设备的防爆要求。电气接线均采用防爆型连接，照明线路均穿管明设。其它非防爆场所按一般正常环境选用电气设备。进入防爆区域内的各类电缆采用高阻燃电缆。场站内爆炸危险区域以外的辅助用房，选用非防爆型电气设备，但照明灯具及开关选用防护等级IP44节能型灯具。

结束语

本建设项目的选址符合国家现行有关安全生产法律、法规和区域规划的要求。所采取的工艺技术先进可靠，生产设备选配合理，公用工程和辅助设施可满足项目生产、安全的要求。LNG气化站设计人员在进行LNG气化站设计工作时，设计部门可以与技术研发部门进行联合，使技术的研发和实践相结合。然而对于工程中的施工人员要进行周期性的培训，提高相关人员的思想意识，使信息化管理过程更加专业，施工队伍的专业性培训可以让相关施工人员的技术水平有一定的增长，使施工人员更好的应对各种设计施工要求。这样使技术的发展安全性相应提高，在信息化管理中的安全问题得以相对减少。

参考文献：

[1]  吴创明.LNG气化站工艺设计与运行管理[J].煤气与热力，2006

[2]  杨伟波.LNG气化站的技术安全要素[J].2OO7

[3]  李恩娟.LNG气化站工艺系统模块化设计.煤气与热力，2013

（作者单位：山东天蒙能源工程技术有限公司辽宁分公司）