LNG气化站的   设计

LNG气化站的   设计
　　一、我国LNG气化站的发展现状
　　随着经济的增长和能源需求量的不断扩大，液化   气因其具有运输、用途广、供气设施造价低、快、方便灵活等特点，给世界LNG工业的发展提供了良好的基础。我国目前发展LNG项目，建设LNG气化站，弥补管输   气的不足已成为目前城市行业较为关注的焦点。
　　二、LNG气化站的   设计
　　1、LNG的危险性
　　1)爆炸的危险性：不同时刻进入同一设备的LNG，由于成分和密度差异引起分层，导致LNG突然大量蒸发，压力骤升。若压力超过设备的   承压能力，会造成设备损坏和介质泄露，甚至爆炸。
　　2)火灾的危险性：   气和空气的混合能形成爆炸性混合气体，爆炸下限(体积分如为3.6%~6.5%爆炸上限(体积分如为13.0%~17.0%。如果存在火源，易着火燃烧，甚至爆炸。
　　3)低温的危险性：LNG储存和操作都在低温下进行，一旦发生泄露，会使相关设备脆性断裂和遇冷收缩，从而破坏设备，引发事故，并对人体造成严重损害。
　　4)对人体的危害性：虽然LNG毒性较小，但其中含有体积分数82%~的甲烷，泄露后会造成窒息等人身伤亡事故。
　　可见，LNG气化站的   至关重要。在设计过程中，   确定与LNG装置有关的危险性，根据相关的标准和运行管理经验，对气化站的   设计考虑，使整个系统达到较高的   水平。
　　2、设计标准
　　设计时可参考的标准主要有   的NF-PA59A《液化   气(CLNG)生产、储存和装卸标准》，NFPA57((LNG汽车燃料系统》等；国内标准有：GB50028-2006《城镇燃气设计规范》；GB50183-2004《石油   气工程设计规范》；GB50016-2006《建筑设计规范》等。
　　3、总平面布置
　　LNG气化站总平面布置设计要合理地确定站内各作业区和设备的位置，以气化站有一个   的环境。站址选择一方面要从城市的总体规划和合理布局出发，另一方面也应从有利生产、方便运输、保护环境着眼。
　　1)站址应选在城镇和居民区的全年   小风向的上风侧。
　　2)考虑气化站的供电、供水和电话通信网络等各种条件，站址选在城市边缘为宜。
　　3)站址至少要有一条全天候的汽车公路。
　　4)气化站应避开油库、桥梁、铁路枢纽站、飞机场等重要战略目标。
　　5)站址不应受洪水和山洪的淹灌和冲刷，站址标高应高出历年   高洪水位0.5m以上。
　　6)应考虑站址的地址条件，避免在滑坡、溶洞、塌方、断层、淤泥等不良地质条件的地区，站址的土壤耐压力一般不低于0.15MPa。
　　4、围堰区
　　液化   气储罐周围   设置围堰区，以储罐发生的事故对周围设施造成的危害降低到   小程度。围堰区是指用压实土、混凝土、金属等低温材料在LNG储罐周围建造的堤防、护墙或排液系统所围成的区域。其作用是当LNG泄露或溢出时，将可燃液体限制在围堰区内，防止进一步扩散；当发生火灾时，阻止火焰向四周蔓延。
　　5、LNG储罐
　　LNG储罐按结构形式可分为地下储罐、地上金属储罐和金属一预应力混凝土储罐3类，地上LNG储罐又分为金属子母罐和金属单罐2种。LNG气化站采用何种储罐，主要决定于其储存量。储存量为1200m³~5000m³时可采用金属子母储罐带压储存和常压罐储存。储存量为1200m³以下的城市LNG气化站，基本采用金属单罐带压储存。
　　1)LNG储罐的   措施
　　①为储罐及其连接部件在LNG及其冷蒸汽温度下能正常工作，储罐材料   满足低温性能要求。暴露的储罐隔热层应、阻燃、阻蒸汽、，且在消的冲击力作用下不会移动。储罐内外筒之间填充的不可燃隔热材料不仅要适应LNG及冷蒸汽的性质，而且当外筒遇火灾事故时，能内筒材料的导热性能稳定。
　　②合理设计、配置阀门等附件，主要包括：储罐进液系统设顶部、底部两个进液阀。当充注液体与储罐中原有液体物理性质有差异时，通过不同部位的进液，减少混合液体分层的可能性，减少事故发生率。
　　设置足够数量的   阀，   阀与罐体之间设手动截止阀，储罐工作压力在允许范围内。内筒设   放空阀，连通火炬。外筒泄压装置将放空气体引至放空火炬。
　　每个储罐的液相管上设8558个紧急切断阀，发生意外事故时切断储罐与外界的连通，防止罐内LNG泄露。
　　每个储罐设2套相互独立的液位测量装置。
　　在储罐真空夹层套层设压力仪表，测量压力是否在合理的范围内。
　　多台储罐之间隔离阀的操作水平净距至少为0.9m。
　　储罐投入运行时，设温度检测仪，用来监测温度或作为检查和校正液位计的工具。
　　③储罐应当设置一个高液位报警器，使操作人员有足够的时间停止进料。储罐应设置高液位进料切断装置，它应与全部的控制计量仪表分开设置。
　　④为了避免罐内形成空气与   气的混合气体导致事故，储罐   充注LNG之前，或停止使用内部检修后，需要用惰性气体将罐内的空气或   气置换出来，进行惰化处理。
　　⑤根据地质、气象等资料，份子发生地震、风灾、雪灾等自然灾害的可能性及其特征，考虑储罐的和抵御风雪荷载的能力。
　　2)LNG漩涡现象的预防
　　漩涡现象，也称翻滚，通常出现在多组分的液化   气中，是由于向已装有LNG的低温储罐中充注新的LNG，或由于LNG中的氮优先蒸发而使储罐内的液体发生分层而引起。防止发生涡旋现象的方法有：①将不同产地、不同气源的LNG分开储存，可避免因密度差而引起分层。②根据需储存的LNG与储罐内原有LNG的密度差异，选择正确的充注方式。③使用混合喷嘴和多孔管向储罐中充注LNG。④检测LNG的蒸发速度，LNG分层会LNG的蒸发速度，使出现涡旋前的蒸发速度比通常情况下的蒸发速度低。
　　3)储罐静态蒸发率
　　储罐静态蒸发率能较为直观地反映储罐在使用时的绝热性能，其定义为低温绝热压力容器在装有大于容积的1/2的低温液体时，静止达到热平衡后，24h内自然蒸发损失的低温液体质量和容器容积下低温液体质量的比值。
　　   现行标准中没有给出LNG储罐蒸发率的上限标准，设计时可以参考液氮的标准。
　　6、气化器
　　   标准NFPA59A将气化器分为加热气化器、环境气化器和工艺气化器3类。气化器   设计主要有以下2方面内容：
　　1)   间距
　　①除非导热介质不可燃，否则气化器及其主热源与其他任何火源之间的水平净距至少为15m，整体加热气化器到围墙的水平净距至少为30m。
　　②气化器到LNG、可燃制冷剂或可燃气体储罐的水平净距至少为15m，到控制大楼、办公室、车间等有人的重要建筑物的水平净距至少为15m。
　　③控制大楼、办公室、商店、居民楼等建筑物，布置多个气化器时，各气化器之间的水平净距至少为1.5m。
　　2)合理设置阀门等附件，主要包括：
　　①每台气化器都应设置、出口切断阀和   阀。
　　②为防止泄露的LNG进入备用气化器，可安装两个阀门，并采用   措施排空积存在两个阀门之间的LNG或蒸发气体。
　　③在与气化器的水平净距为15m的LNG管路上安装切断阀，该阀门可由现场操作或远程控制，且有   保护措施预防阀门因温度过低而失效。
　　④在液体管路上设自动控制切断阀，该阀门到气化器的水平净距至少为3m，且在液体流量过大、设备周围温度异常、气化器出口处温度过低时能自动关闭。
　　⑤加热气化器应配备切断电源的装置，可由现场操作或远程控制。
　　⑥设置自动装置，防止LNG或其蒸汽在异常温度下进入输配系统。这些装置应与仅用于紧急情况的管路阀门配合使用。
　　⑦设置温度检测仪，测量LNG、蒸发气体和加热介质的温度。
　　7、LNG输送管道
　　在进行LNG管道设计中，不仅要考虑低温液体的隔热要求，还应特别注意因低温引起的热应力、防止水蒸气渗漏、避免出现冷凝和结冰、管道泄露的探测方法以及等问题。LNG管道和其他低温液体输送管道一样，管道的热补偿是一个需要细心考虑的重要问题。
　　8、气化站的消防
　　消防系统的   设计原则是：尽量切断气源，控制泄露；对储罐及临近储罐的设备进行冷却保护，避免设备超压造成   大的灾害；将泄露的LNG引至   地带气化，避免燃烧扩大。根据以上原则，消防系统   设计主要包括分布控制系统、紧急关闭系统、火灾和泄漏探测报警系统、消系统、干粉泡沫灭火系统和其他一些   措施。
　　LNG设施在已   、环保地运行了30a，但是，设计出既   又经济的LNG气化站仍是一项挑战。国内尚未颁布关于LNG气化站设计和施工规范，在工程设计中普遍以   、欧洲   、日本的标准作为参考，因此本着   的原则，制定和颁布、可行、可依的LNG规范是当务之急。