LNG氣化站設計

1、LNG氣化站設計標準

至今我國尚無LNG的專用設計標準，在LNG氣化站設計時，常采用的設計規(guī)范為：GB 50028—2006《城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范》、GB50016-2006《建筑設計防火規(guī)范》、GB 50183—2004《石油天然氣工程設計防火規(guī)范》、美國NFPA—59A《液化天然氣生產、儲存和裝卸標準》。其中GB 50183—2004《石油天然氣工程設計防火規(guī)范》是由中石油參照和套用美國NFPA—59A標準起草的，許多內容和數(shù)據(jù)來自NFPA—59A標準。由于NF-PA—59A標準消防要求高，導致工程造價高，目前難以在國內實施。目前國內LNG氣化站設計基本參照GB 50028—93《城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范》(2002年版)設計，實踐證明安全可行。

2、LNG氣化站的選址及總圖布置

① LNG氣化站選址

氣化站的位置與其安全性有著密切的關系，因此氣化站應布置在交通方便且遠離人員密集的地方，與周圍的建構筑物防火間距必須符合《城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范》GB 50028—2006的規(guī)定，而且要考慮容易接入城鎮(zhèn)的天然氣管網(wǎng)，為遠期發(fā)展預留足夠的空間。

② LNG氣化站總圖布置

合理布置氣化站內的建構筑物、工藝設施，可使整個氣化站安全、經濟、美觀。站區(qū)總平面應分區(qū)布置，即分為生產區(qū)(包括卸車、儲存、氣化、調壓等工藝區(qū))和輔助區(qū)，生產區(qū)布置在站區(qū)全年最小頻率風向的上風側或上側風側，站內建構筑物的防火間距必須符合《城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范》GB 50028—2006的規(guī)定。

3、LNG氣化站卸車工藝

LNG通過公路槽車或罐式集裝箱車從LNG液化工廠運抵用氣城市LNG氣化站，利用槽車上的空溫式升壓氣化器對槽車儲罐進行升壓(或通過站內設置的卸車增壓氣化器對罐式集裝箱車進行升壓)，使槽車與LNG儲罐之間形成一定的壓差，利用此壓差將槽車中的LNG卸入氣化站儲罐內。卸車結束時，通過卸車臺氣相管道回收槽車中的氣相天然氣。

卸車時，為防止LNG儲罐內壓力升高而影響卸車速度，當槽車中的LNG溫度低于儲罐中LNG的溫度時，采用上進液方式。槽車中的低溫LNG通過儲罐上進液管噴嘴以噴淋狀態(tài)進入儲罐，將部分氣體冷卻為液體而降低罐內壓力，使卸車得以順利進行。若槽車中的LNG溫度高于儲罐中LNG的溫度時，采用下進液方式，高溫LNG由下進液口進入儲罐，與罐內低溫LNG混合而降溫，避免高溫LNG由上進液口進入罐內蒸發(fā)而升高罐內壓力導致卸車困難。實際操作中，由于目前LNG氣源地距用氣城市較遠，長途運輸?shù)竭_用氣城市時，槽車內的LNG溫度通常高于氣化站儲罐中LNG的溫度，只能采用下進液方式。所以除首次充裝LNG時采用上進液方式外，正常卸槽車時基本都采用下進液方式。

為防止卸車時急冷產生較大的溫差應力損壞管道或影響卸車速度，每次卸車前都應當用儲罐中的LNG對卸車管道進行預冷。同時應防止快速開啟或關閉閥門使LNG的流速突然改變而產生液擊損壞管道。

4、LNG存儲

儲罐是LNG氣化站的主要設備，直接影響氣化站的正常生產，也占有較大的造價比例。按結構形式可分為地下儲罐、地上金屬儲罐和金屬預應力混凝土儲罐。對于LNG儲罐，現(xiàn)有真空粉末絕熱型儲罐、正壓堆積絕熱型儲罐和高真空層絕熱型儲罐，中、小型氣化站一般選用真空粉末絕熱型低溫儲罐。儲罐分內、外兩層，夾層填充珠光砂并抽真空，減小外界熱量傳入，保證罐內LNG日氣化率低于0.3%

5、LNG的氣化

氣化裝置是氣化站向外界供氣的主要裝置，設計中我們通常采用空溫式氣化器，其氣化能力宜為用氣城鎮(zhèn)高峰小時計算流量的I.3～1.5倍，不少于2臺，并且應有1臺備用。當環(huán)境溫度較低時，空溫式氣化器出口天然氣溫度低于5℃時，應將出口天然氣進行二次加熱，以保證整個供氣的正常運行。一般天然氣加熱器采用水浴式加熱器

6、BOG與EAG（安全放散氣體）的處理

BOG主要來源于LNG槽車回氣和儲罐每天0.3%的自然氣化?，F(xiàn)在常用的槽車容積為40m3，回收BOG的時間按照30min計算，卸完LNG的槽車內氣相壓力約為0.55MPa，根據(jù)末端天然氣壓力的不同，回收BOG后槽車內的壓力也不同，一般可以按照0.2MPa計算?；厥詹圮嚮貧庑枰狟OG加熱器流量為280m3/h，加LNG儲罐的自然蒸發(fā)量，則可計算出BOG加熱器流量。LNG的儲存溫度為-163℃，即BOG的溫度約為-163℃，為保證設備的安全，要將BOG加熱到15℃。根據(jù)流量和溫度可以確定BOG加熱器的規(guī)格?；厥盏腂OG經過調壓、計量、加臭后可以直接進入管網(wǎng)，如果用戶用氣非連續(xù)則需要設置BOG儲罐進行儲存。

EAG主要是在設備或管道超壓時排放。當LNG氣化為氣體天然氣時，天然氣比常溫空氣輕時的臨界溫度為-110℃。為防止EAG在放散時聚集，則需將EAG加熱至高于-110℃后放散。容積為100m3的LNG儲罐選擇500m3/h的EAG加熱器，最大量放散時出口溫度不會低于-15℃。

LNG由槽車運至氣化站，利用LNG卸車增壓器使槽車內壓力增高，將槽車內LNG送至LNG低溫儲罐內儲存。當從LNG儲罐外排時，先通過儲罐的自增壓系統(tǒng)，使儲罐壓力升高，然后打開儲罐液相出口閥，通過壓力差將儲罐內的LNG送至氣化器后，經調壓、計量、加臭等工序送入市政燃氣管網(wǎng)。當室外環(huán)境溫度較低，空溫式氣化器出口的天然氣溫度低于5℃時，需在空溫式氣化器出口串聯(lián)水浴式加熱器，對氣化后的天然氣進行加熱。

2001年，建成了我國第一座生產型的LNG裝置，淄博LNG氣化站同時建成投產，揭開了中國LNG供氣的序幕。目前國內已建成使用的LNG氣化站逾30座。隨著新疆LNG廠于2004年投產，以及廣東沿海LNG\接收終端的建成投產，LNG供應在我國將形成南、中、西的供應格局。加之LNG氣化工程的關鍵設備如低溫儲罐、氣化器、低溫閥門及運輸設備的國產化，可以預見，在未來若干年我國將會迎來LNG氣化站建設的高峰。

截止2012年12月28日，全國在役、在建和規(guī)劃中的衛(wèi)星站總數(shù)約略超過663座。這些衛(wèi)星站的液態(tài)LNG儲存規(guī)模的區(qū)間從50立方米至5000立方米不等，其中最常見的站規(guī)模位于200-500立方米之間。從衛(wèi)星站的宏觀分布位置來看，地區(qū)經濟的整體水平是該地區(qū)LNG衛(wèi)星站數(shù)量的首要取決因素：引領中國經濟的廣東省和浙江省的LNG衛(wèi)星站數(shù)量排名分別位居各省區(qū)的第一和第二位。

①LNG場站的工藝特點為“低溫儲存、常溫使用”。儲罐設計溫度達到負196攝氏度（LNG常溫下沸點在負162攝氏度），而出站天然氣溫度要求不低于環(huán)境溫度10攝氏度。

②場站低溫儲罐、低溫液體泵絕熱性能要好，閥門和管件的保冷性能要好。

③LNG站內低溫區(qū)域內的設備、管道、儀表、閥門及其配件在低溫工況條件下操作性能要好，并且具有良好的機械強度、密封性和抗腐蝕性。

④因低溫液體泵啟動過程是靠變頻器不斷提高轉速從而達到提高功率增大流量和提供高輸出壓力，所以低溫液體泵要求提高頻率和擴大功率要快，通常在幾秒至十幾秒內就能滿足要求，而且保冷絕熱性能要好。

⑤氣化設備在普通氣候條件下要求能抗地震，耐臺風和滿足設計要求，達到最大的氣化流量。

⑥低溫儲罐和過濾器的制造及日常運行管理已納入國家有關壓力容器的制造、驗收和監(jiān)查的規(guī)范；氣化器和低溫烴泵在國內均無相關法規(guī)加以規(guī)范，在其制造過程中執(zhí)行美國相關行業(yè)標準，在壓力容器本體上焊接、改造、維修或移動壓力容器的位置，都必須向壓力容器的監(jiān)查單位申報。

LNG已成為目前無法使用管輸天然氣供氣城市的主要氣源或過渡氣源，也是許多使用管輸天然氣供氣城市的補充氣源或調峰氣源。LNG氣化站是一個接收、儲存和分配LNG衛(wèi)星站，也是城鎮(zhèn)或燃氣企業(yè)把LNG從生產廠家轉往用戶的中間調節(jié)場所。LNG氣化站憑借其建設周期短以及能迅速滿足用氣市場需求的優(yōu)勢，已逐漸在我國東南沿海眾多經濟發(fā)達、能源緊缺的中小城市建成，成為永久供氣設施或管輸天然氣到達前的過渡供氣設施。

2020年8月3日，西藏拉薩開發(fā)區(qū)加氣站液化天然氣(LNG)加注功能改造項目順利投運，成為西藏自治區(qū)首座具備LNG加注功能的加氣站，填補了拉薩市車用LNG的空白。

LNG加氣站名稱

天然氣經凈化處理（脫除CO2、硫化物、重烴、水等雜質）后，在常壓下深冷至-162℃，由氣態(tài)變成液態(tài)，稱為液化天然氣，液化天然氣的體積約為相同質量的天然氣體積的1/620，重量約為同體積水的45%左右。

LNG加氣站分類

LNG加氣站是供應液化天然氣LNG的加注站，共分四種類型，一般將其分成為

1、撬裝式加氣站

2、標準式加氣站

3、L-CNG加氣站

4、移動式撬裝加氣站

LNG加氣站撬裝特點

1、機動靈活，占地少。不依賴天然氣管網(wǎng)，只需用LNG槽車來運載LNG作為氣源。站內所有工藝設備都安裝在一個橇塊上，整體尺寸較小(外形尺寸長×寬×高為12m×2.5m×3.31m)；控制系統(tǒng)安裝在一個改裝的標準集裝箱內(外形尺寸長×寬×高為6m×2.5m×3m)；充裝LNG前加氣站整體總質量只有21.8t，非常適于用汽車搬運?？筛鶕?jù)市場需求隨時改變加氣站地點，在城市尤為適宜。

2、安全、環(huán)保，能耗低。LNG已經經過了凈化處理，無須壓縮、冷卻、脫水、脫硫等電力消耗較大的裝置，整個生產工藝中省去了天然氣凈化設備和空氣壓縮機，大大減少了配套設施，不僅節(jié)約了設備造價，而且縮短了建設期。

3、自動化程度高，易操作。配有自動控制系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集、可燃氣體監(jiān)測、超壓停泵及低壓開泵等過程都自動完成，簡單易操作。

LNG加氣站標準特點

主要適應于加氣在3-5萬m3/天，加氣量比較大的的情況下采用此類加氣站，

占地面積在5-7畝左右，主要用于車輛較多、充裝量較大的重型卡車或大城市的城際大巴。 3-5萬m3/天標準加氣站主要設備 按雙泵雙液機設備配置 。

LNG加氣站L-CNG特點

L-CNG加氣站綜合性能比較強，既能充裝LNG，又能充裝CNG。

在LNG價格比較優(yōu)惠的地區(qū)及較大的城市能充分發(fā)揮其效能。

LNG加氣站移動特點

移動式撬裝站主要用于暫時沒有條件建站的情況下，用戶要求加氣比較急，使用該設備。

特點是所有的設備都安裝在移動汽車上，機動性強。缺點是儲氣量比較小，儲罐在13、30立方左右。