lng接收站工藝流程方案探討

液化天然氣（lkg）是指液化天然氣。先將氣田生產(chǎn)的天然氣凈化處理,再經(jīng)超低溫(-162℃)液化就形成液化天然氣。LNG無色、無味、無毒且無腐蝕性,其體積約為同量氣態(tài)天然氣體積的1/620。天然氣作為清潔能源和重要的化工原料,得到了廣泛的利用,世界各國把推廣利用天然氣,提高天然氣在一次能源消費(fèi)中的比重,作為優(yōu)化能源結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的重要途徑。目前天然氣消費(fèi)在世界能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比重已達(dá)35%,成為僅次于石油的第二大能源。與世界LNG的應(yīng)用相比,我國剛剛起步,已建成及在建的LNG接收站還不多。中國作為新興的LNG市場(chǎng),其LNG的需求量很大,隨著中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,在未來的5~10年間對(duì)天然氣的需求將快速增長(zhǎng)。1lng接收站工藝概述LNG通常由專用運(yùn)輸船從生產(chǎn)地輸出終端運(yùn)到目的地接收終端,經(jīng)再氣化后外輸至用戶。LNG接收站的工藝方案分為直接輸出式和再冷凝式兩種,兩種工藝方案的主要區(qū)別在于對(duì)儲(chǔ)罐蒸發(fā)氣(BOG)的處理方式不同。直接輸出式是利用壓縮機(jī)將LNG儲(chǔ)罐的蒸發(fā)氣壓縮增壓至低壓用戶所需壓力后與低壓氣化器出來的氣體混合外輸;再冷凝式是將儲(chǔ)罐內(nèi)的蒸發(fā)氣經(jīng)壓縮機(jī)增壓后,進(jìn)入再冷凝器,與由LNG儲(chǔ)罐泵出的LNG進(jìn)行冷量交換,使蒸發(fā)氣在再冷凝器中液化,再經(jīng)高壓泵增壓后進(jìn)入高壓氣化器氣化外輸。再冷凝工藝可以利用LNG的冷量,減少蒸發(fā)氣體壓縮功的消耗,從而節(jié)省能量,比直接輸出工藝更加先進(jìn)、合理。LNG專用船抵達(dá)接收站專用碼頭后,通過液相卸船臂和卸船管線,借助船上卸料泵將LNG送進(jìn)接收站的儲(chǔ)罐內(nèi)。在卸船期間,由于熱量的傳入和物理位移,儲(chǔ)罐內(nèi)將會(huì)產(chǎn)生蒸發(fā)氣。這些蒸發(fā)氣一部分經(jīng)氣相返回臂和返回管線返回LNG船的料艙,以平衡料艙內(nèi)壓力;另一部分通過BOG壓縮機(jī)升壓進(jìn)入再冷凝器冷凝后,與外輸?shù)腖NG一起經(jīng)高壓輸出泵送入氣化器。利用氣化器使LNG氣化成氣態(tài)天然氣,經(jīng)調(diào)壓、計(jì)量后送進(jìn)輸氣管網(wǎng)。LNG接收站工藝流程如圖1所示。接收站的工藝系統(tǒng)主要包括LNG卸船、LNG儲(chǔ)存、BOG處理、LNG氣化/外輸和火炬放空系統(tǒng)。1.1lng港區(qū)LNG運(yùn)輸船在引航船的引領(lǐng)下駛?cè)敫劭?在波輪的輔助下靠泊到LNG碼頭。卸船臂與LNG船連接。LNG通過卸船總管進(jìn)入LNG儲(chǔ)罐,為防止卸船時(shí)船艙內(nèi)因液位下降形成負(fù)壓,罐內(nèi)的蒸發(fā)氣體經(jīng)過氣相返回管線和氣相返回臂返回到船艙,以維持船艙壓力平衡。1.2lc存儲(chǔ)系統(tǒng)從船舶卸下來的LNG輸送至LNG儲(chǔ)罐儲(chǔ)存,一般容積為15萬mLNG儲(chǔ)存工藝系統(tǒng)由低溫儲(chǔ)罐、進(jìn)出口管線、閥門及控制儀表等設(shè)備組成1.3蒸發(fā)氣處理工藝由于LNG從周圍環(huán)境中吸收熱量,儲(chǔ)罐內(nèi)不斷形成一些蒸氣,這種蒸氣就是BOG。為保持儲(chǔ)罐壓力,應(yīng)不斷除去罐內(nèi)BOG,通過BOG壓縮機(jī)將蒸發(fā)氣不斷地從儲(chǔ)罐內(nèi)吸除。LNG儲(chǔ)罐產(chǎn)生的蒸發(fā)氣通過蒸發(fā)氣總管進(jìn)入BOG壓縮機(jī)進(jìn)行升壓,經(jīng)壓縮機(jī)加壓后的蒸發(fā)氣進(jìn)入再冷凝器與從儲(chǔ)罐送出的LNG混合后,冷凝成LNG。LNG進(jìn)入高壓泵入口管線經(jīng)加壓氣化后外輸。如果蒸發(fā)氣流量高于壓縮機(jī)或再冷凝器的處理能力,儲(chǔ)罐和蒸發(fā)氣總管的壓力將升高,當(dāng)壓力超過壓力控制閥的設(shè)定值時(shí),過量的蒸發(fā)氣將排至火炬燃燒。接收站在無卸船,正常輸出狀態(tài)下,壓縮機(jī)僅一臺(tái)工作,足以處理產(chǎn)生的蒸發(fā)氣;卸船時(shí),蒸發(fā)氣量是不卸船時(shí)的數(shù)倍,需要多臺(tái)壓縮機(jī)同時(shí)工作。調(diào)溫器安裝在壓縮機(jī)入口管線上,通過溫度控制閥,定量向蒸發(fā)氣內(nèi)噴射冷態(tài)LNG,以限制進(jìn)入壓縮機(jī)的蒸發(fā)氣溫度。在該LNG噴射點(diǎn)下游,配置BOG壓縮機(jī)入口緩沖罐,防止蒸發(fā)氣夾帶LNG液體進(jìn)入壓縮機(jī)。蒸發(fā)氣處理過程中的再冷凝器用于將蒸發(fā)氣與從儲(chǔ)罐輸送的過冷LNG混合并使蒸發(fā)氣冷凝。從LNG儲(chǔ)罐輸出的LNG一部分根據(jù)冷凝蒸發(fā)氣所需量進(jìn)入再冷凝器,剩余部分通過再冷凝器旁路直接送至高壓輸出泵。同時(shí)再冷凝器也起到高壓輸出泵的入口緩沖罐的作用。用于冷凝蒸發(fā)氣的LNG和蒸發(fā)氣都從再冷凝器的頂部進(jìn)入,并在不銹鋼填料床中混合。再冷凝器出口的LNG與從旁路輸送的LNG混合后進(jìn)入高壓輸出泵。1.4高壓輸出泵LNG氣化/外輸工藝系統(tǒng)包括LNG高壓外輸泵、開架式氣化器、浸沒燃燒式氣化器和計(jì)量系統(tǒng)。從在冷凝器中出來的LNG經(jīng)高壓外輸泵增壓后進(jìn)入氣化系統(tǒng)氣化,計(jì)量后外輸至用戶。高壓輸出泵為立式離心泵,安裝在專用的泵罐內(nèi)。高壓輸出泵以恒定轉(zhuǎn)速運(yùn)行。其流量由安裝在氣化器進(jìn)料管線上的流量調(diào)節(jié)閥控制。LNG氣化采用氣化器,氣化器分為三種:開架式氣化器(ORV)、中間流體式氣化器(IFV)和浸沒燃燒式氣化器(SCV)。ORV采用海水將LNG從低溫氣化成符合外輸壓力要求的飽和蒸氣;IFV采用海水作為初步加熱介質(zhì),然后采用中間流體作為加熱介質(zhì);SCV采用氣體燃料加熱水套爐,使其中通過ORV/IFV產(chǎn)生的飽和天然氣過熱,滿足管線傳輸條件。如果接收站所處位置在冬季溫度過低,ORV無法正常運(yùn)行,就需要準(zhǔn)備兩種氣化器。如果海水溫度滿足要求使用ORV/IFV,不滿足要求較低時(shí),使用SCV。1.5火炬放空和分液罐加熱器在正常操作工況下,沒有蒸發(fā)氣排放至火炬燃燒,火炬用于處理蒸發(fā)氣總管超壓排放的低壓氣體。當(dāng)LNG儲(chǔ)罐內(nèi)氣相空間超壓,BOG壓縮機(jī)不能控制且壓力超過泄放閥設(shè)定值時(shí),罐內(nèi)多余蒸發(fā)氣將通過泄放閥進(jìn)入火炬中燃燒掉。當(dāng)發(fā)生諸如翻滾現(xiàn)象等事故時(shí),大量氣體不能及時(shí)燒掉,則必須采取放空措施排泄。在火炬的上游低點(diǎn)位置設(shè)有火炬分液罐,火炬分液罐加熱器,其目的是使排放到分液罐的蒸發(fā)氣所攜帶的液體充分分離和氣化。為防止空氣進(jìn)入火炬系統(tǒng),在火炬總管尾端連續(xù)通以低流量燃料氣或氮?dú)?以維持火炬系統(tǒng)微正壓。2lng接收站的興起有利于促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展LNG接收站工藝系統(tǒng)并不復(fù)雜,