☆LNG概述
LNG的定義:
LNG是液化天然氣的英文簡稱(Liquefied Natural Gas)是天然氣在經過凈化及超低溫狀態下(一個大氣壓 -162℃)冷卻液化的產物。
LNG特點:
1、超低溫—一個大氣壓下、溫度達到-162℃;
2、氣液膨脹比大、能效高—易于運輸和儲存;
3、清潔能源—天然氣被認為是地球上最干凈的化石能源;
4、安全性能高—由LNG優良的理化性質決定的,氣化后比空氣輕,易于擴散,且無毒無味;
5、燃點較高—自燃溫度約為450℃;
6、爆炸極限—5%—15%。
LNG的應用
目前國內對LNG的應用主要包括以下幾個方面:
大型儲罐氣化站(或包含分裝功能);
小型瓶組氣化站;
小型移動式瓶組氣化站。
☆大型LNG氣化站
1、工藝流程簡介:
LNG氣化站具有將槽車或槽船運輸的LNG進行卸氣、儲存、氣化、調壓、計量和加臭,并送入城鎮燃氣輸配管道功能的站場。
LNG通過槽車儲罐從LNG液化工廠運抵用氣城市LNG氣化站,利用卸車增壓器對槽車儲罐進行升壓,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卸入儲罐內。卸車結束時,通過卸車臺氣相管道回收槽車的氣相天然氣。儲罐內的LNG通過儲罐增壓器氣化回流增壓工藝將儲罐內的LNG 增壓,使儲罐內的LNG向下游管道流動,經過空溫式氣化器換熱氣化,再經過調壓、計量、加臭等工藝后輸入用戶管網。我公司可提供站場總包,同時可提供單獨式總體模塊化產品。
2、選型參數
流量(Nm3/h) |
50~10000 |
出口壓力(MPa) |
0.1~0.4 |
儲罐形式 |
立式或臥式 |
儲罐數量 |
單罐或多罐 |
復熱方式 |
電加熱或熱水加熱 |
出口溫度 |
不低于環境溫度10℃ |
3、主題設備選型參考
(1)、儲罐
LNG儲罐是雙層保溫罐,外殼為Q345內膽為0Cr18Ni9Ti,中間填充珠光砂,采用真空粉末絕熱方式,根據現場情況需要一般分為立式儲罐或臥式儲罐。
有效容積(m3) |
工作壓力(MPa) |
外形尺寸(mm) |
罐體凈重(kg) |
60(立式) |
0.6或0.8 |
約Φ2900×15500 |
約20720 |
60(臥式) |
0.6或0.8 |
約Φ2900×14200 |
約21226 |
100 |
0.6或0.8 |
約Φ3500×17200 |
約38000 |
150 |
0.6或0.8 |
約Φ3500×22300 |
約55000 |
注:以上數據僅供參考,具體參數需訂貨前技術確認。 |
(2)、主氣化器
LNG的主要換熱方式,來自于環境溫度的熱量交換,LNG主氣化器的主要功能就是讓低溫的LNG通過低溫鋁管道及翅片與空氣對流換熱,從而達到換熱的目的,主氣化器的材質是LF21和不銹鋼(0Cr18Ni9Ti)。
主氣化器選型參數表
氣化能力(m3/h) |
設計能力(MPa) |
設計溫度(℃) |
外形尺寸B×A×C(mm) |
進出口尺寸 |
500 |
1.7 |
-196 |
1435×2050×4250 |
DN40/DN50 |
1000 |
1.7 |
-196 |
2176×2240×5370 |
DN40/DN65 |
1500 |
1.7 |
-196 |
2176×2400×6850 |
DN40/DN65 |
2000 |
1.7 |
-196 |
2750×2430×6850 |
DN40/DN80 |
注:以上數據僅供參考,具體參數需訂貨前技術確認。 |
(1)、調壓計量撬(GLT系列)
調壓計量撬是經過主氣化器氣化后的氣體,由于等壓氣化壓力基本保持和儲罐壓力相近,一般用戶需求壓力是一個恒定的范圍內的值,需要進行調壓穩壓。同時為了貿易計量核算費用或廠內核算成本,對氣化后的LNG流量進行計量,為了實現以上的功能組合在一起的裝置叫調壓計量撬。有的裝置內需要加入加臭系統。
訂貨時須提供如下形式及參數信息
流量m3/h |
100~10000或更大 |
壓力MPa |
0.01~0.4可調 |
流量計形式 |
羅茨或渦輪 |
設備結構 |
整體撬裝 一開一備 1~2級調壓 |
加臭形式 |
自動或手動 |
箱體 |
無或彩鋼 |
自動控制 |
儀表控制或PLC觸摸屏控制 |
復熱器熱源形式 |
電加熱或熱水加熱 |
(1)、卸車增壓系統(撬裝)
由于LNG槽車自身不帶增壓系統,所以卸車過程需要將車內液體LNG經氣化后返回槽車內,實現自增壓,這個撬裝系統叫做卸車增壓系統。卸車增壓系統將槽車的壓力提高至工作狀態的0.6MPa,使槽車內液體在壓力作用下流入儲罐,一般需要300m3/h型號的空溫汽化器。
(1)、儲罐增壓系統(撬裝)
儲罐增壓系統中空溫汽化器的選型可根據儲罐氣相空間壓力升壓所需的氣體來衡量來計算。通常每個儲罐選用一臺儲罐增壓系統。
(1)、BOG及EAG
BOG(BOil Off Gas閃蒸汽):是指液化天然氣低溫儲罐與低溫槽車內的液體每日0.3%左右的蒸發氣體,溫度較低。為了能源的合理利用,工藝上考慮增加對BOG的回收利用的增溫氣化裝置。BOG增溫氣化裝置一般采用空溫式氣化器,由于站內BOG發生量最大的是回收槽車卸車后的氣相天然氣,故BOG空溫是氣化器的設計能力按此進行計算。
EAG:LNG是以甲烷為主的液態混合物,當LNG氣化為氣態天然氣時,其臨界浮力溫度為-107℃。當氣態天然氣溫度高于-107℃時,氣態天然氣比空氣輕,將從泄露處上升飄走。當氣態天然氣溫度低于-107℃時,氣態天然氣比空氣重,低溫氣態天然氣會向下積聚,與空氣形成可燃性爆炸物。為了防止安全閥放空的低溫氣態天然氣向下積聚形成爆炸性混合物,設置一臺安全放散氣體加熱器,放散氣體先通過加熱器加熱,使其密度小于空氣,然后再引入高空放散。EAG的空溫汽化器的設計能力按照LNG儲罐的最大安全放散量和管道放散系統總放散量綜合進行計算。
(2)、復熱器
當環境溫度較低,空溫汽化器出口氣態天然氣溫度低于5℃時,在空溫汽化器后串聯水浴式天然氣加熱器,對氣化后的天然氣進行重復加熱。加熱器的加熱能力按高峰小時供氣量的1.3~1.5倍確定。我公司撬裝化產品復熱器一般整合到調壓計量撬內。復熱器的加熱功率參見下表:
型號 |
流量m3/h |
電功率kw |
蒸汽耗量kg/h |
熱量需求kcal/h |
進出口徑 |
GLF-100 |
100 |
1.5 |
3 |
1300 |
DN25/DN25 |
GLF-500 |
500 |
7.5 |
15 |
6500 |
DN50/DN50 |
GLF-1000 |
1000 |
15 |
30 |
13000 |
DN100/1N100 |
DLF-5000 |
5000 |
75 |
150 |
65000 |
DN200/DN200 |
(3)、站控系統
LNG氣化站的控制系統分為DCS整站控制和站內獨立控制?刂葡到y以PLC控制柜為核心,可配備觸摸屏或工控機,均可預留數據遠傳接口,可實現多站中央控制功能。
工程實例:
☆LNG瓶組氣化站
1、概述
隨著LNG的廣泛應用和推廣,其大存儲量、清潔安全、氣化方便等優點或得了大范圍普及,但大型站建站費用高,工期長,制約了發展。隨著市場的發展,小型化、集成化的需求越來越迫切,小型化、集成化LNG氣化站可以較短時間內投產,且投資費用低。
2、產品特點
(1)、瓶組建站可靈活組合(規范要求瓶組總容積4m3以內),建設周期短,成本低。
(2)、設備整體撬裝,結構緊湊,占地面積小,節省土建投資。
(3)、一開一備,切換靈活,保證不間斷供氣。
(4)、多樣化設計,因地因條件設計制作,滿足不同需求。
(5)、可以加裝行走機構,短距離移動,便于提供搶險、搶修等工作,提供臨時供氣功能。
工藝流程說明:
LNG鋼瓶灌裝充滿后,安裝到鋼瓶組固定位上,連接好氣、液相管道,通過匯流排集中,經過管路(分體式利用低溫金屬軟管連接),輸送至空溫汽化器,靠自然環境溫度升溫氣化(環境溫度不能滿足要求時,需經過電加熱復熱器加熱),轉化為氣態的天然氣經過調壓、計量、加臭等工藝后輸入管網。
對于LNG鋼瓶組氣化站,壓力和溫度的控制必須采取聯鎖多點控制,在進液口、氣化器出口、調壓出口均加裝壓力變送和溫度傳感,并聯動緊急切斷裝置,保證LNG瓶組氣化站的正常運行。
技術參數表
型號 |
供氣能力(m3/h) |
外形尺寸(mm) |
鋼瓶數量(只) |
結構形式 |
GHQ-100 |
100 |
6000×2000×2200 |
6 |
一開一備 |
GHQ-200 |
200 |
6000×2000×2200 |
6 |
一開一備 |
GHQ-300 |
300 |
6000×2200×2200 |
6 |
一開一備 |
GHQ-400 |
400 |
6500×2250×2400 |
8-16 |
一開一備 |
GHQ-500 |
500 |
6500×2250×2400 |
10-24 |
一開一備 |
注:設備尺寸僅供參考,應以實際尺寸為準。根據運輸和場地情況確定鋼瓶數量以及是否考慮備用。
根據用戶要求也可將設備形式設計為分體式: