液化天然气点供站设计优化

李洋 程新求

摘 要：本文首先从LNG点供的工作流程、LNG点供的特点以及LNG点供设备的选择对什么是LNG点供进行了阐述，然后说明了点供LNG供应站的主要供气方式，其次结合现状分析了LNG点供站设计中目前存在的问题，最后提出了优化LNG点供站设计的有效途径，希望对LNG点供站设计优化工作有所帮助。

关键词：LNG供应站;LNG点供;LNG

天然气市场近年来由于加大清洁能源的使用、调整能源结构以及改善环境污染等原因而发展迅速。由于天然气管网建设和气源建设时间长、投资大远不能满足城市发展的需求。点供LNG供应站由于其经济性与便利性的优势，在管道气暂时无法达到的区域，工业企业和城镇补充气源的优先选择就是点供LNG供应站。虽然不少LNG点供站已经建设使用，然而很多在设计时却存在一定的问题，因此本文对于LNG点供站设计优化进行的研究具有一定的现实意义与重要性。

1 什么是LNG点供

1.1 LNG点供的工作流程

LNG点供是为了供应城镇居民的使用，而对从接收站或者液化工厂运输来的液化天然气进行气化、储存等[1]。LNG点供的工作流程为压力0.4～0.6MPa的LNG通过LNG槽车卸液口进入潜液泵，LNG在增压后进入储罐时分别通过LNG储罐的上、下进液口。0.4MPa为LNG槽车内的最低压力值，当低于这个值时，槽车内的LNG进入增压器进行气化，天然气返回给槽车增压，这一过程为自增压流程。潜液泵的卸车时间可以通过增大槽车内压力而缩短。LNG从 LNG储罐出液口出来的在卸车完成后流入空温式气化器，在空温式气化器里面LNG发生相变，升高温度并进行等压气化，后续工艺则在达到要求后输入。天然气温度在空温式气化以后通常要求在五度或者五度以上[2]。当低于五度时，还应采用水浴式气化器或者其他加热设备再对天然气进行加热，这一过程为气化过程。天然气在经过气化后要输入燃气管网还要再通过调压计量加臭等工艺。

1.2 LNG點供的特点

LNG点供主要有以下两个特点：第一，便于运输和储存，这是由于得到的LNG是在天然气经过净化并在-162℃低温条件下，LNG的体积只有气态LNG体积的1/600，

因此气化比极高;第二，在低温情况下由于天然气极易液化，所以在存储过程中LNG更加安全，所需要的压力也更低。除此之外，气化后的LNG密度比空气小，很容易在发生泄漏情况时放散[3]。

1.3 LNG点供设备的选择

在储罐的选择方面，通常根据日用气量乘以二或三，并同时考虑到运营需求，也就是卸车考虑。在气化器的选择方面，根据小时用气量除以四分之三，作为气化器气化量的选择，单双路考虑用户特点，水浴气化器的选择根据所在地的冬季温度來选择，建议长江以北增设水浴[4]。

在流量计调压器的选择方面，单双路考虑用户的用气间断性，同时如果单路计量，考虑加一路旁通。另外量的选择根据小时用气量来确认。在卸车增压气化的选择方面，建议选择300的气化器，时间及成本合适，在bog、eag的选择方面则需根据具体用气量及管路来进行确认。对于低温储罐来说，LNG储罐是主要的气化站设备，该设备对绝热性和密封性要求很高。广泛应用于LOX，LN2，LNG，LAr气化站，调峰站，加气站以及液化工厂。根据现场情况需要一般分为立式储罐或卧式储罐。目前LNG加气站分类是按照储罐的容积大小来分类的，如三级站定义为储罐溶剂小于等于60m3的加气站。二级站是储罐大于60m3小于120m3，一级站通常就是3个60m3的储罐。对于气化器来说，LNG的主要换热方式，来自于环境温度的热量交换。

LNG主气化器的功能就是让低温的LNG通过低温铝管道及翅片与空气对流换热，从而达到换热的目的。主气化器的材质是LF21铝合金，耐腐蚀故能确保长期良好运行。由于LNG是零下162度的低温液体，因此在气化过程中经常会看到结霜现象。购买LNG气化器时主要要注意每小时的用气量，如：300m3/h，500m3/h，1000m3/h。对于调压计量系统来说，经过主气化器气化后的气体，压力基本保持和储罐压力相近，一般用户需求压力是一个恒定的范围内的值，需要进行压力调节和稳压。同时为了计量核算所用天然气的量，对气化后的LNG流量进行计量，实现以上的功能组合在一起的装置叫调压计量撬。由安全放气阀、排污管、出气汇管、进气口、进气汇管、出气管、过滤器、调节管、调节阀、流量计、计量管、控制阀、调节汇管以及矩形撬块组成。有的装置内需要加入加臭系统。对于卸车增压系统来说，由于LNG槽车自身不带增压系统，所以卸车过程需要将车内液体LNG经气化后返回槽车内，通过气体增压，来实现卸车功能，这个撬装系统叫做卸车增压系统。卸车增压系统将槽车的压力提高至工作状态的0.6MPa，使槽车内液体在压力作用下流入储罐，一般需要300m3/h型号的空温汽化器。

2 点供LNG供应站的主要供气方式

LNG常规小型气化站与整体成橇的气化站，简称橇装气化站是LNG气化站供气方式的两种主要模式。

2.1 橇装气化站

橇装气化站把卸液、放散、计量、调压、气化以及储存等所有功能均集成为一体，其储罐容积一般小于等于15m3。1m3、2m3、3m3、5m3、10m3和15m3等为一般为储罐容积的常见规格。通常在储罐的四周设置气化器，在储罐与气化器下方设置调压计量装置。在储罐的四周无法安装空温式气化器是在当气化量大于150m3/h时，橇装气化站在这种条件下也因此无法采用。

2.2 LNG常规小型气化站

当气化量大于150m3/h，储罐容积大于15m3时，整体成橇由于无法安装，调压计量装置、气化器以及储罐等均分开设置，也就是常规小型气化站。

3 优化LNG点供站设计的有效途径

3.1 明确监管部门

应当由专门的管理部门对这些点供的供应站进行监督管理，并且相应的合法手续也是小型点供LNG供应站按程序必须要取得的。同时明确规定小型点供LNG供应站的运行要求，对管理和运行人员必须进行专业的培训。

3.2 按国家的相关标准执行设计与施工

小型点供LNG供应站的设计应当按照GB50028《城镇燃气设计规范》、GB50016《建筑设计防火规范》的要求进行，与此同时，编制一套能适应小型点供LNG供应站的规范是目前首要的任务。根据LNG的安全特性以及LNG供应站的规模可以合理的调整防火间距并重新论证LNG供应站防火间距。

3.3 明确相关要求

为了使设备使用更加安全，规范使用橇装气化站，对整体成橇设备作出以下要求：首先，增强外罐剛度，减少气化器结冰对储罐安全产生的影响，在设置外围气化器时，保证外罐与气化器的距离;其次，为保证气化器泄漏时不损坏储罐，须采用不锈钢材料制作整体成橇的储罐内外罐;第三，在设置调压计量装置时，用适合低温的管道与设备或者在储罐与气化器的下方来调压计量装置是不合适的。与此同时，为了做好记录，确保安全无泄漏，站内操作人员应当定时定期的进行巡回检查。开关阀门时严禁用助力工具，操作阀门时应缓慢开关。解冻阀门、管道以及设备时，严禁电加热、火烤以及敲打，只能用水冲。压力表下阀门和安全阀在检测周期内应保持压力表和安全阀处于完好工作状态，严禁关闭。对于仪表、管道以及阀门在正常使用的情况下，进行全面检查和维护的频率应为每半年一次。液化天然气气化站区域，非工作人员一律不得进入，同时操作人员应持证作业。

综上所述，为了使小型点供LNG供应站合规化、合法化，应当按规范要求进行设计和施工，并要求监管小型点供LNG供应站，从而提高清洁能源的使用率。与此同时，相关政策要允许倾斜，政府政府应鼓励并支持燃气经营单位有序、规范发展LNG点供。

参考文献：

[1]林须忠.LNG点供的定位校准与转型升级[J].中外能源， 2018，23（12）：1-7.

[2]王书淼，徐发忠，王建宇，刘宏波.LNG点供站的自控系统[J].煤气与热力，2018，38（10）：23-26.

[3]张顺强.关于LNG点供在中小城市的应用研究[J].化工管理，2018（14）：245.

[4]李言伟.LNG点供场站的安全生产和运营管理探讨[J].天然气与石油，2017，35（06）：113-116.