LNG气化装置在城市燃气系统中的应用

●58.油气储运2009年LNG气化装置在城市燃气系统中的应用付愉庆'刘飞飞.肖丁(中油中泰燃气有限责任公司) (中国石油阿姆河天然气公司) (中 油中泰燃气有限责任公司)刘连勇葛成吉(泰州中油燃气有限责任公司)(中国石油管道第四工程分公司)付愉庆刘飞飞等:LNG气化装置在城市燃气系统中的应用，油气储运,2009,28(9)58~60.商要概述了液化天然气(LNG)的生产技术在国内外的发展状况。以西宁LNG项目为例,阐述了LNG的生产工艺流程和生产步骤，提出在LNG气化中应注意翻滚、爆炸、包容系统破损等安全与技术问题。主题词城市燃气LNG气化装置工艺燃气系统作为天然气的另一种形式,液化天然气(LNG)等地区和企业相继建成投运一-批LNG工厂。2007的生产应用技术自20世纪初开始逐步发展起来，年底,中国石油天然气管道局中油中泰燃气公司西1964年，世界第- -座LNG工厂在阿尔及利亚建成宁LNG项目一期建成投产,生产能力为5X10*投产。与世界LNG生产技术相比,我国尚处于起m2/d,2008年8月,该项目二期建成投产,生产能力步阶段,20世纪90年代初，四川和吉林石化企业先.为20X10* m*/d.后建成了生产能力为0.3m2/h和0.5m'/h的LNG装置;20世纪90年代末，上海建成投运了一一、液化天然气的主要物理座生产能力为10X 10* m'/d的LNG事故调峰站，化学特性(")该站生产装置由法国提供,LNG的设计储量为2X10* m' ,供应能力为120X10* m3 ;2001年9月,国内天然气在大气压下冷却至- 162C时会由气态第一座应用于工业生产并商业化的LNG工厂在中转变成液态，即转变为LNG,其体积约为同量气态原油田投产。此后,新疆广汇集团、海南福山油田天然气体积的1/600,重量仅为同体积水的45%左四川犍为县、江苏江阴、广西北海涠洲岛、苏州华峰右,热值为548X108 J/t。LNG的主要成分为甲烷，随之变大。因此,二次表工控机应安装在控制室内，的140 mm段施加保温保护,温度可提高2. 5C.且室内环境温度必须保证控制在16~26C.(5)工控机在一-次表进线端接入了防雷器,产生(4)改变测温元件保护管长度。由于原油管道0.4C的误差。调整程序参数，修正仪表误差后，温压力大(约为3MPa),因此测温一次表的测温元件度提升了0.3C ,使仪表系统偏差小于0.1C.(热电阻)需插入保护套管中测温。一般保护套管露测温仪表系统是热输管道能耗监测、控制的主出输油管道外壁近80mm,而安装的仪表实际露出要组成部分,测温仪表系统的正偏差,会降低出站实输油管道外壁140 mm,与外部接触体积大(见图2际温度,甚至导致凝管事故;负偏差会提高实际出站标准数据),受空气、气温影响大。温度,增加能耗。要保证仪表系统长期高精度、低误保护套管中的导热油较满,如果输油管道外部差运行,应加强对测温仪表的巡回检查和维护保养，空气温度低(在0C以下),导热油变成了“导冷油”, .缩短校验周期,经常与标准表进行对比,对不合理的则热电阻测得的温度将低于现场实际温度。仪表安装方式和使用环境进行改进。调查发现,将导热油抽出一部分,使导热油平面低于输油管道外壁约10mm左右,并将露在管壁外(收稿日期2008-10-13)* 519000,广东省珠海市香洲区红山路288号科技大厦12层;电话:(0755)2628588.第28卷第9期付愉庆等:LNG气化装置在城市燃气系统中的应用●59还有少量的乙烷.丙烷和丁烷及氮气,比天然气的组470 kg/m2之间，常压下3种不同组分LNG的物性分稳定,更利于储存、运输和调峰。参数见表1。表1中生成气体体积分别指在0C和LNG的物性参数与其组分含量有关,常压下101 325 Pa条件下单位体积(1 m' )和质量(102 kg)LNG沸点在一166~-157 C之间,密度在430~液体生成的气体体积。表1不同组分LNG 的物性参数LNG主要成分摩尔分数%相对分子泡点生成气体体积温度类别NCH CH。 CH。 iC.H。o nC,H。 C.Ha (kg/kmol) (C)(kg/m') (m/m2) (m" /10* kg)LNG1 0.50 97.50 1.80 0. 2016.41一162.6431.65901 367LNG2 1.79 93.90 3.26 0.69 0.12 0.15 0.09 .17. 07一165. 3448.81 314LNG3 0.36 87.20 8.612.740.42 0.65 0. 0218.52-161.3468. 75681 211用来去除进人冷箱的膨胀气流、液化气流中的粉尘，二、西宁LnG项目生产工艺流程以防止粉尘附着于设备和管内;再生气加热炉为分子筛再生提供高温天然气;再生气冷却器的作用是1、主要设备用水冷却加温分子筛后的再生气;再生气分离器分西宁LNG项目一期的生产工艺流程见图1。离冷却再生气中的冷凝水;增压透平膨胀机由1台将天然气冷却到-一个极低的温度后.使常压天然气单级透平膨胀机和1台位于膨胀机主轴另一端起负转变为液体。过滤分离器设置在原料气体进人装置载作用的单级离心增压机组成,安装在一个由结构的进口管道上,分离机械杂质.游离水.重烃等;进口钢制成的橇装块上,橇装块上还装有小冷箱及配套分离器设置在原料气体增压后的进口管道上,分离的润滑油系统、密封气系统和仪表板等，当高压气体压缩冷却后存在的游离水等杂质;分子筛吸附塔包通过该机时,推动膨胀叶轮对外作功,减少气体自身括3台立式结构的单层床容器,分别用于吸附、加热的内能,降低温度，以便于为装置提供冷量,即补充及冷却;分子筛吸附塔内置3个粉尘过滤器,过滤清LNG的冷量.复热不足损失及装置冷损;液化冷箱除天然气中的分子筛粉末;脱汞器设置在吸附塔后是一个方形的金属结构,内部配置有液化换热器、过的管道上,去除膨胀气流、液化气流中的汞,防止汞冷器、膨胀机进口分离器、LNG分离器以及阀门管进入冷箱对铝制设备和管道产生腐蚀;粉尘过滤器道等,并充填有珠光砂以减少冷量损失。✧⑥F冷却器原料气503qro-c- f吸吸殿g8“级冷却器|分离器过滤分离器-级膨胀机rO-二级膨胀机加热炉.液化器LNG分高器xO图1西宁LNG项目一期生产工艺流程2、吸附、再生 原理”色散力作用，流体中某些组分分子会被固体内孔表当流体与多孔固体粒子接触时,受范氏引力或面吸附，因此在吸附塔内充填了13X分子筛。分子，60●油气储运2009年筛兼具千燥和吸附功能,可以彻底吸附微量的水分，2、预防措施.也可以专门用于吸附二氧化碳等极性分子。(1)为预防翻滚，应将来源及组分不同的LNG13X分子筛对杂质的吸附量随温度的降低而增分罐储存(一般LNG接收站设置的储罐应超过2加，随着温度的升高而减少。因此,在常温下,干燥座),如果储罐数量不够,必须在注人时将其进行充器和吸附器内的分子筛可以吸附大量的杂质;高温分混合,并保证罐内LNG的注人量适当，且做到定天然气加热分子筛,使大量杂质从分子筛中解吸出期倒罐(各个罐轮流使用,特别是调峰储罐)。来,随着天然气带出吸附塔,分子筛可以再生使用。(2)为防止发生爆炸.检修LNG储罐的置换介3、生产步骤质不能用水,应采用惰性气体(氮气)。当LNG发(1)20C.3:0MPa的天然气以40X10*m'/d生泄漏或起火时，只能用干粉或泡沫灭火器,对泄漏的输量,经过进口分离器和两级压缩机并冷却，至的LNG表面进行覆盖，降低蒸发速率,而水仅可以35C .4.4 MPa后,经过分离器、吸附塔等,除去水在必要时用于周围储罐的降温。分、二氧化碳、硫化氢、苯、汞等。(3)为防止包容系统遭到破坏，任何装过LNG(2)将经过吸附塔A的天然气分成膨胀气流的容器在未清除干净前都不能将容器密封。(83%)和液化气流(17%)两条管道。膨胀气流经冷(4)蒸发气与LNG的温度一样,其密度大于周箱预冷至一32C后，通过两级膨胀机,待温度降至围空气的密度,必须使天然气由低温气体变为常温一122C ,再经冷箱回温至35C、0. 4 MPa,送入城市气体,轻于空气后方可排空。因此，需经过BOG加管网;液化气流经冷箱预冷至- 120C后,通过调节热器加热至符合要求后再高点放散。为确保安全，阀截流(-137C,0.55 MPa),通过分离器将液态应在其集中放散管前加设安装阻火器。分离。(3)液化气尾气(再生气流)通过吸附塔B冷却.参考文献后进入加热炉加热,再通过吸附塔C进行再生,然GB/T19204-2003液化天然气的一般特性。2， 顾安忠鲁雪生等,液化天然气技术，机城I业出版社(北京),后回流至膨胀气流管道。2003年。3，CJJ151- 2006城市燃气设施运行、维护和抢修安全技术规程。三、西宁LNG站的安全技术[3](收稿日期.2008- 1-10)1、LNG 特性分析分析LNG设备和工程的安全，不仅应考虑天然气的易燃、易燦性，还应考虑低温LNG的物理特性.LNG具有蒸发气(boiloffgas,BOG)特征,即.《管道科学技术论文选集》外界传导至绝热储罐中的热量将会导致一些储存的文摘(六十一)LNG液体蒸发为气体,蒸发气易形成气体云团,发生爆炸,LNG气化后的爆炸极限为5%~15%.强化科技管理促进科技创新如果新注人的LNG与密度不同的底部LNG混合不充分,在储存LNG的容器中可能存在两个康力平杨祖佩稳定的分层或单元，易出现翻滚现象，在短时间内.LNG储罐里的液体会大量蒸发,压力升高，危及储介绍了中国石油管道分公司科技工作中获罐安全。当LNG与水接触时会发生快速相变现象,尽得的主要创新性成果,阐述了科技管理的重要;性,指出加强科技管理,即通过构筑科学的科技管它不产生燃烧,但可产生爆炸力。由于天然气的临界温度为- 82. 57C,在常温创新和科技管理框架,建立健全规范化、制度下,无法仅靠加压将其液化。在实际作业中,只有当化、科学化的科技管理体制,制定合理的科技发温度在一80 C以下才能在任意压力下液化。在阀; 展计划,明确科技创新的方向、目标及工作方门间隙或密闭的容器中，随着温度的升高，压力增针,可有效地促进科技创新,提高科研水平。加,若超过容器的强度,会导致包容系统破损。