LNG儲(chǔ)罐自增壓工藝流程的優(yōu)化方案

摘 要

摘要：分析了現(xiàn)有儲(chǔ)罐自增壓工藝流程、作用及維護(hù)需要的投入情況，討論了采用優(yōu)化工藝流程后儲(chǔ)罐的正常運(yùn)行及節(jié)約費(fèi)用和減少安全隱患等。關(guān)鍵詞：城鎮(zhèn)燃?xì)?；LNG儲(chǔ)罐；自增壓；工藝流程；
摘要：分析了現(xiàn)有儲(chǔ)罐自增壓工藝流程、作用及維護(hù)需要的投入情況，討論了采用優(yōu)化工藝流程后儲(chǔ)罐的正常運(yùn)行及節(jié)約費(fèi)用和減少安全隱患等。
關(guān)鍵詞：城鎮(zhèn)燃?xì)猓籐NG儲(chǔ)罐；自增壓；工藝流程；優(yōu)化
1 前言
隨著我國(guó)天然氣利用步伐的加快，很多城市都在積極地建設(shè)天然氣利用工程。液化天然氣(LNG)也經(jīng)常成為被選方案，LNG廠站的建設(shè)就成為天然氣利用工程中重要的組成部分。大量的前期投入，使企業(yè)前期投入成本非常高，洛陽(yáng)就是這樣的城市。作為站區(qū)技術(shù)管理人員，有責(zé)任為減低生產(chǎn)成本，做出努力。儲(chǔ)罐自增壓工藝流程的優(yōu)化方案的提出就是這樣的思路。
2 現(xiàn)有自增壓工藝流程
    (1) LNG工藝流程簡(jiǎn)述
    0.3MPa(絕)、-145℃的液化天然氣(LNG)由低溫槽車(chē)從新疆廣匯運(yùn)至洛陽(yáng)儲(chǔ)配站，利用卸車(chē)臺(tái)自增壓系統(tǒng)給槽車(chē)儲(chǔ)罐增壓至0.7MPa(絕)，利用壓差卸車(chē)入LNG儲(chǔ)罐(罐容積105m3，安全儲(chǔ)董范圍15%～85%)。通過(guò)儲(chǔ)罐增壓器將LNG增壓至0.5MPa(絕)，自流進(jìn)入空溫式氣化器，LNG吸熱氣化，成為氣態(tài)天然氣(簡(jiǎn)稱NG)；夏季直接畫(huà)送，冬季經(jīng)水浴式換熱器升溫后再去管網(wǎng)，供城市用戶使用。
    (2) 增壓原因
    LNG儲(chǔ)罐儲(chǔ)存參數(shù)為0.5MPa(絕)、-145℃。為保證管網(wǎng)的調(diào)節(jié)作用，將管網(wǎng)工作壓力設(shè)定為0.4MPa(絕)。在壓差作用下，LNG儲(chǔ)罐內(nèi)LNG的不斷流至氣化器，儲(chǔ)罐壓力逐漸降低。當(dāng)降到一定程度時(shí)壓力平衡，儲(chǔ)罐內(nèi)的LNG便不能排出，流程斷流。如需繼續(xù)工作，必須給LNG儲(chǔ)罐增壓，維持其間的壓力差，才能使氣化站流程連續(xù)運(yùn)行，完成氣化目的。
    (3) 增壓原理
LNG儲(chǔ)罐自增壓工藝流程詳見(jiàn)圖1。
 
    LNG儲(chǔ)罐儲(chǔ)存壓力為0.5MPa(絕)。運(yùn)行時(shí)，儲(chǔ)罐自增壓器氣相低溫閥設(shè)為開(kāi)啟狀態(tài)，當(dāng)LNG儲(chǔ)罐壓力(調(diào)節(jié)閥閱后壓力)低于設(shè)定壓力0.5MPa(絕)時(shí)，調(diào)節(jié)閥開(kāi)啟，LNG進(jìn)入自增壓氣化器，在氣化器中與空氣換熱，氣化為NG，進(jìn)入罐內(nèi)，使氣相壓力變大，從而將LNG儲(chǔ)罐壓力維持在0.5MPa(絕)。隨著LNG的不斷流出，罐內(nèi)液位不斷下降，氣相空間不斷變大，壓力不斷降低，這樣，通過(guò)自增壓氣化器不斷氣化LNG來(lái)補(bǔ)充罐內(nèi)壓力，以維持LNG儲(chǔ)罐的壓力不變，每個(gè)儲(chǔ)罐一套自增壓系統(tǒng)。
3 自增壓優(yōu)化方案
    (1) 提出的原因
    洛陽(yáng)有兩個(gè)LNG儲(chǔ)配站(南站和北站)，各有10臺(tái)100m3LNG儲(chǔ)罐，共計(jì)20臺(tái)配套增壓系統(tǒng)，由于是儲(chǔ)配站，實(shí)際使用過(guò)程中利用率極低，以LNG南站為例：自運(yùn)行4個(gè)冬季(冬季用氣量高峰期)以來(lái)，僅在2007年冬季高峰期一周的時(shí)間儲(chǔ)備氣量基本供完，這種緊急情況下也僅有一臺(tái)自增壓氣化器被使用，平時(shí)基本靠CNG(壓縮天然氣)供氣，北站也僅在冬季適量投用。實(shí)際使用中，洛陽(yáng)20臺(tái)自增壓氣化器幾乎是常年閑置。
    (2) 優(yōu)化方案
    原10臺(tái)儲(chǔ)罐自帶1O套自增壓系統(tǒng)，優(yōu)化方案是將10臺(tái)儲(chǔ)罐與一套自增壓系統(tǒng)串聯(lián)使用，或者選用兩套自增壓系統(tǒng)并聯(lián)形成一開(kāi)一備。根據(jù)洛陽(yáng)連續(xù)四年的使用情況，一套系統(tǒng)完全可以滿足要求。因?yàn)槭褂寐实停綍r(shí)可以經(jīng)常維護(hù)保養(yǎng)，這樣可以減少很多不必要的費(fèi)用，降低安全隱患。
    以洛陽(yáng)南站為例，10臺(tái)儲(chǔ)罐可節(jié)約氣化器9臺(tái)、不銹鋼截止閥50～70個(gè)、調(diào)節(jié)閥18個(gè)、緊急切斷閥9個(gè)、電磁閥9個(gè)、安全閥26～36個(gè)、供遠(yuǎn)程控制的電纜節(jié)約數(shù)十根等等。另外，10臺(tái)儲(chǔ)罐也可互為增壓，可同時(shí)工作，也可單獨(dú)工作。不僅節(jié)約投資、管理簡(jiǎn)單、維護(hù)便捷、漏點(diǎn)減少數(shù)百處。微機(jī)操作系統(tǒng)程序簡(jiǎn)化，操作工更易分辨工藝控制閥門(mén)而減少誤操作，其他附屬設(shè)施及管道更加簡(jiǎn)化，占地面積減小等等。優(yōu)化后的工藝流程圖如附圖中的圖2所示。
 
    (3) 工藝優(yōu)化后自增壓可能出現(xiàn)問(wèn)題的解決方法
    ① 以洛陽(yáng)南站為例，10臺(tái)罐滿儲(chǔ)存量850m3(液態(tài))，平時(shí)靠?jī)?chǔ)罐自身壓力的升高，即可保證需要供氣時(shí)儲(chǔ)罐的出液，不需要增壓。即使到了冬季用氣高峰需要連續(xù)供氣時(shí)，必須依靠槽車(chē)給站內(nèi)輸送LNG，此時(shí)可以利用槽車(chē)增壓氣化器(每站現(xiàn)各有兩臺(tái))給儲(chǔ)罐增壓，并且用槽車(chē)給儲(chǔ)罐增壓也會(huì)更安全、易控制。
    ② 新工藝的一臺(tái)氣化器出了問(wèn)題，除非是管道、管件出現(xiàn)裂縫(只有暫時(shí)利用卸車(chē)臺(tái)汽化器)維修時(shí)間需長(zhǎng)些，如法蘭連接不緊、螺栓松懈等其他問(wèn)題，及時(shí)維修所用時(shí)間只需要十幾分鐘就可以投入使用。
    ③ 根據(jù)洛陽(yáng)情況，有南、北兩個(gè)儲(chǔ)配站，用氣量高峰期可以通過(guò)調(diào)度統(tǒng)一支配，時(shí)間合理安排，互補(bǔ)互用。
4 優(yōu)化方案的優(yōu)越性
    (1) 一套增壓器裝置包括增壓器1臺(tái)、低溫緊急切斷閥1個(gè)、低溫閥1個(gè)、4套安全閥、壓力表和若干管線。以洛陽(yáng)實(shí)際情況為例，如果按照工藝流程改革后的方案，建設(shè)一座同等規(guī)模儲(chǔ)配站，如果把每臺(tái)氣化器的材料費(fèi)、施工費(fèi)、占地面積費(fèi)、管理維護(hù)費(fèi)等累計(jì)，每臺(tái)以10×104元的價(jià)格計(jì)算，可節(jié)約18套，建站初期費(fèi)用即可節(jié)約180×104元。
    (2) 由于優(yōu)化了工藝流程，每年還可以節(jié)約定期檢測(cè)費(fèi)、設(shè)備維護(hù)費(fèi)、維修費(fèi)、更換零部件費(fèi)用等。
    (3) 優(yōu)化原有工藝流程，減少了很多不必要的閥門(mén)和管件焊接點(diǎn)，安全隱患也相應(yīng)降低。減少安全隱患是優(yōu)化方案中最為受益之處。
    (4) 優(yōu)化工藝流程更大的優(yōu)點(diǎn)是：這種工藝可以作為一種可靠性極高的測(cè)試方法，即對(duì)每臺(tái)儲(chǔ)灌的壓力變送器的測(cè)試。儲(chǔ)罐停運(yùn)儲(chǔ)備期間，如果任何一臺(tái)儲(chǔ)罐的壓力變送器出現(xiàn)問(wèn)題，可一目了然，永遠(yuǎn)省去定期檢測(cè)的麻煩，如果儲(chǔ)罐的10臺(tái)壓力變送器中，任意1臺(tái)出現(xiàn)問(wèn)題隨時(shí)即可發(fā)現(xiàn)。因?yàn)樗鼈冎械娜魏?臺(tái)數(shù)據(jù)都應(yīng)該和另外9臺(tái)儲(chǔ)罐的壓力保持一致，極小的誤差也可以對(duì)比出來(lái)。
5 結(jié)語(yǔ)
    新、舊工藝對(duì)比，功能不但沒(méi)減少而且更加豐富，節(jié)約費(fèi)用的同時(shí)，安全更可靠，優(yōu)點(diǎn)明顯，對(duì)提高LNG儲(chǔ)配站生產(chǎn)安全有積極意義。
 
(本文作者：張冬梅 劉磊 洛陽(yáng)新奧華油燃?xì)庥邢薰?河南洛陽(yáng) 471000)