1、劉君明 2014.4,LNG加氣站主要設(shè)備與工藝技術(shù),目錄,一、前言 二、LNG儲罐 三、LNG泵 四、LNG氣化器、增壓器 五、LNG加氣機 六、低溫管道系統(tǒng) 七、儀表風系統(tǒng) 八、安全設(shè)施及附件 九、運行管理,一、前言,LNG衛(wèi)星站（氣化站）主要設(shè)備有低溫儲罐、LNG泵、LNG氣化器、卸車增壓器、BOG容器、低溫管道系統(tǒng)、儀表風系統(tǒng)、自控系統(tǒng)、安全檢測報警系統(tǒng)、消防設(shè)施、加氣機，銷售管理系統(tǒng)等，設(shè)備數(shù)量不多，但由于LNG具有深度低溫的特性，冷熱溫差大，供氣、接卸作業(yè)間歇等特點，LNG加氣站的設(shè)備又有一些特殊的要求， 比如低溫絕熱設(shè)備的吊裝就需特小心。,LNG加氣站工藝流程圖,二、LNG儲罐,

2、LNG儲罐從結(jié)構(gòu)上分有臥式和立式。 小型氣化站、加氣站LNG儲罐從絕熱形式可分為真空粉末絕熱儲罐、高真空多層纏繞絕熱儲罐。,儲罐分類,二、LNG儲罐,按容量分類 （1）小型（550m3）：常用于民用LNG 汽車衛(wèi)星站（氣化站）及民用燃氣液化站等。 （2）中型（50100m3）：多用于工業(yè)液化天然氣氣化站站，汽車衛(wèi)星站（氣化站）（60）。 （3）大型（1001000m3）：適用于小型LNG 生產(chǎn)裝置。 （4）大型（1000040000m3）：用于基本負荷型和調(diào)峰型氣化裝置。 （5）特大型（40000200000m3）：用于LNG 接收站。,高真空多層纏繞,LNG儲罐結(jié)構(gòu)LNG儲罐按結(jié)構(gòu)形式可分為

3、地下儲罐、地上金屬儲罐和金屬/預(yù)應(yīng)力混凝土儲罐3類。地上LNG儲罐又分為金屬子母儲罐和金屬單罐2種。金屬子母儲罐是由3只以上子罐并列組裝在一個大型母罐(即外罐)之中，子罐通常為立式圓筒形，母罐為立式平底拱蓋圓筒形。子母罐多用于天然氣液化工廠。LNG加氣站的儲罐通常采用立式雙層金屬單罐，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)類似于直立的暖瓶，內(nèi)罐支撐于外罐上，內(nèi)外罐之間是真空粉末絕熱層或多層纏繞高真空絕熱層。儲罐容積有50、60m3和100m3，氣化站多采用100m3儲罐。加氣站受國家規(guī)范的限制，單罐容積不大于60m3 。,二、LNG儲罐,設(shè)計壓力與計算壓力的確定GB50156-2012 9.1.1 加氣站、加油加氣合建站

4、內(nèi)LNG儲罐的設(shè)計，應(yīng)符合下列規(guī)定： 1 儲罐設(shè)計應(yīng)符合國家現(xiàn)行標準鋼制壓力容器GB150、低溫絕熱壓力容器GB18442和固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程TSG R0004的有關(guān)規(guī)定。 2 儲罐內(nèi)筒的設(shè)計溫度不應(yīng)高于-196，設(shè)計壓力應(yīng)符合下列公式的規(guī)定： 1）當Pw0.9MPa時： PdPw+0.18MPa （9.1.1-1） 2）當Pw0.9MPa時： Pd1.2Pw （9.1.1-1） 式中：Pw設(shè)備最大工作壓力（MPa）。 Pd設(shè)計壓力（MPa）。外罐的主要作用是以吊掛式或支撐式固定內(nèi)罐與絕熱材料，同時與內(nèi)罐形成高真空絕熱層。作用在外罐上的荷載主要為內(nèi)罐和介質(zhì)的重力荷載以及絕熱層的真空

5、負壓。所以外罐為外壓容器，設(shè)計壓力為-01MPa。,二、LNG儲罐,二、LNG儲罐,儲罐設(shè)計制造和驗收應(yīng)符合國家現(xiàn)行標準鋼制壓力容器GB150、低溫絕熱壓力容器GB18442 （固定式真空絕熱深冷壓力容器）GB/T18442-2011和固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程TSG R0004的有關(guān)規(guī)定。GB50156-2012有此項規(guī)定（9.1.1條）。 主要技術(shù)指標 1.靜態(tài)蒸發(fā)率 低溫 絕 熱 壓力容器在裝載大于有效容積1/2低溫液體時，靜置達到熱平衡后，24h 內(nèi)自然蒸發(fā)損失的低溫液體質(zhì)量和容器有效容積下低溫液體質(zhì)量的百分比，換算為標準環(huán)境下（20C， 101 325 Pa)蒸發(fā)率值，單位為/d

6、,LNG儲罐執(zhí)行的標準,儲罐技術(shù)指標,二、LNG儲罐,2 封結(jié)真空度 低溫 絕 熱 壓力容器抽真空結(jié)束封結(jié)后，在常溫狀態(tài)下夾層壓力相對穩(wěn)定時的夾層真空度，單位為Pa。 3 真空夾層漏率 單位 時 間 內(nèi)漏入真空夾層的氣體量，單位為Pa m 3/s。 4 真空夾層放氣速率 真空 夾 層 內(nèi)絕熱材料、器壁表面等在單位時間內(nèi)放出的氣體量，單位為Pam 3/s。 5 真空夾層漏放氣速率 低 溫 絕 熱壓力容器真空夾層漏氣速率和放氣速率之和，單位為Pa m3/s。,儲罐技術(shù)指標,二、LNG儲罐,儲罐技術(shù)指標,二、LNG儲罐,儲罐技術(shù)指標,二、LNG儲罐,儲罐技術(shù)指標,二、LNG儲罐,儲罐技術(shù)指標,610

7、-6,610-5,二、LNG儲罐,儲罐技術(shù)指標-新舊標準對照,GB18422-2001,GB/T18422-2011,二、LNG儲罐,儲罐技術(shù)指標,二、LNG儲罐,質(zhì)量低劣的儲罐 液位計根部閥,二、LNG儲罐,LNG儲罐材質(zhì),內(nèi)筒：0Cr18Ni9 06Cr19Ni10 外殼：Q345（16MnR） 美國查特：S30408 t 270MPa,1902年漢陽鐵廠造，該鋼軌全長約25米，位于萬源市境內(nèi)的萬白貨運專用線一處山 間鐵路橋上，是作為護軌使用的。,中小型LNG儲罐的選材正常操作時LNG儲罐的工作溫度為-1623，第一次投用前要用-196的液氮對儲罐進行預(yù)冷，則儲罐的設(shè)計溫度為-196。內(nèi)罐

8、既要承受介質(zhì)的工作壓力，又要承受LNG的低溫，要求內(nèi)罐材料必須具有良好的低溫綜合機械性能，尤其要具有良好的低溫韌性，因此內(nèi)罐材料一般采用0Crl8Ni9，相當于ASME(美國機械工程師協(xié)會)標準的304。,二、LNG儲罐,不銹鋼牌號“304(S30400)是美國不銹鋼標準(如ASTM標準)中的牌號名稱，它是188型Cr-Ni奧式體不銹鋼的典型牌號，由于其具有優(yōu)良的綜合性能，用途十分廣泛，其產(chǎn)銷量占到奧式體不銹鋼的80%左右,在我國新制定的不銹鋼牌號標準GBT208782007中，與之對應(yīng)的牌號是06Crl9Nil0(舊牌號為OCrl8Ni9)。,二、LNG儲罐,304(06Crl9Nil0)鋼

9、的主要特性是： 具有優(yōu)良的不銹耐腐蝕性能和較好的抗晶間腐蝕性能。對氧化性酸，如在濃度65%的沸騰溫度以下的硝酸中，具有很強的抗腐蝕性。對堿溶液及大部分有機酸和無機酸亦具有良好的耐腐蝕能力。 具有優(yōu)良的冷熱加工和成型性能?？梢约庸どa(chǎn)板、管、絲、帶、型各種產(chǎn)品，適用于制造冷鐓、深沖、深拉伸成型的零件。 低溫性能較好。在-180條件下，強度、伸長率、斷面收縮率都很好。由于沒有脆性轉(zhuǎn)變溫度，常在低溫下使用。 具有良好的焊接性能。可采用通常的焊接方法焊接，焊前焊后均不需熱處理。,二、LNG儲罐,304鋼也有性能上的不足之處： 大截面尺寸鋼件焊接后對晶間腐蝕敏感； 在含水介質(zhì)中(包括濕態(tài)大氣)對應(yīng)力腐蝕

10、比較敏感； 力學強度偏低，切削性能較差等。 由于304鋼有性能上的不足，人們在生產(chǎn)和使用中想辦法揚長避短，盡量發(fā)揮發(fā)展它的優(yōu)良性能，克服它的不足之處。于是，通過研究開發(fā)，根據(jù)不同使用環(huán)境或條件的特定要求，對其化學成分進行調(diào)整，發(fā)展出了滿足某些特性使用要求的304衍生牌號。,二、LNG儲罐,接管設(shè)計開設(shè)在儲罐內(nèi)罐上的接管口有：上進液口、下進液口、出液口、氣相口、測滿口、上液位計口、下液位計口、工藝人孔8個接管口。內(nèi)罐上的接管材質(zhì)都為0Cr18Ni9。為便于定期測量真空度和抽真空，在外罐下封頭上開設(shè)有抽真空口(抽完真空后該管口被封閉)。為防止真空失效和內(nèi)罐介質(zhì)漏入外罐，在外罐上封頭設(shè)置防爆裝置。,

11、二、LNG儲罐,液位測量裝置為防止儲罐內(nèi)LNG充裝過量或運行中罐內(nèi)LNG太少危及儲罐和工藝系統(tǒng)安全，在儲罐上分別設(shè)置測滿口與差壓式液位計兩套獨立液位測量裝置，其靈敏度與可靠性對LNG儲罐的安全至關(guān)重要。在向儲罐充裝LNG時，通過差壓式液位計所顯示的靜壓力讀數(shù)，可從靜壓力與充裝質(zhì)量對照表上直觀方便地讀出罐內(nèi)LNG的液面高度、體積和質(zhì)量。當達到充裝上限時，LNG液體會從測滿口溢出，提醒操作人員手動切斷進料。儲罐自控系統(tǒng)還設(shè)有高限報警(充裝量為罐容的85)、緊急切斷(充裝量為罐容的95)、低限報警(剩余LNG量為罐容的10)。,二、LNG儲罐,絕熱層LNG儲罐的絕熱層有以下3種形式：高真空多層纏繞式

12、絕熱層。多用于LNG槽車和罐式集裝箱車。正壓堆積絕熱層。這種絕熱方式是將絕熱材料堆積在內(nèi)外罐之間的夾層中，夾層通氮氣，通常絕熱層較厚。廣泛應(yīng)用于大中型LNG儲罐和儲槽，例如立式金屬LNG子母儲罐。真空粉末絕熱層。常用的單罐公稱容積為100m3和50m3的圓筒形雙金屬LNG儲罐通常采用這種絕熱方式。在LNG儲罐內(nèi)外罐之間的夾層中填充粉末(珠光砂)，然后將該夾層抽成高真空。通常用蒸發(fā)率來衡量儲罐的絕熱性能。目前國產(chǎn)LNG儲罐的日靜態(tài)蒸發(fā)率體積分數(shù)03。,二、LNG儲罐,儲罐操作工藝指標 最高工作壓力： 最低工作溫度：-196 最高液位 最低液位,操作安全技術(shù)要求,二、LNG儲罐,二、LNG儲罐,儲

13、罐進液操作程序 操作人員的要求：操作人員應(yīng)經(jīng)過安全教育和操作技術(shù)培訓合格后持證上崗，操作人員在作業(yè)時應(yīng)佩戴必要的勞保用品及工作服。 試壓要求：設(shè)備投用前都應(yīng)按設(shè)計要求進行壓力試驗。試壓氣體應(yīng)為干燥氮氣，其含氧量不大于3%，水分露點不大于-25，且不得有油污。 吹除置換要求：吹除置換是保證設(shè)備正式充裝液體安全的保證措施，應(yīng)先用含氧量不大于3%的氮氣吹除，同時保證無油污，水分露點不大于-25。然后再用LNG置換至液體純度為至，方可允許充裝液體。 預(yù)冷：試壓合格后，需用液氮進行預(yù)冷，以確保設(shè)備的低溫運行可靠性：儲罐在首次使用前必須用氮氣進行吹掃及預(yù)冷。最大吹掃壓力應(yīng)相當于最大工作壓力的50%，或者低

14、于這個壓力。,操作安全技術(shù)要求,二、LNG儲罐,打開上、下進液閥同時充裝，同時打開液體充滿溢流口閥，排放 儲罐內(nèi)的氣體，直至有LNG的氣體排出時，立即關(guān)閉充滿溢流口閥； 充裝至儲罐的50%以上容積時，應(yīng)關(guān)閉下進液閥； 當充裝到儲罐容積的85%時，應(yīng)關(guān)閉上進液閥，并停止充裝5分鐘， 使筒內(nèi)液面靜，然后打開上進液閥繼續(xù)充裝，直到有液體從充滿溢流閥 流出時，立即關(guān)閉充滿溢流口閥，停止充裝及關(guān)閉上進液閥； 在開始充液時，應(yīng)擰松液位計兩端的接頭，完全打開液位顯示液 相閥和液位顯示氣相閥，檢查排放的氣流中是否含有水份。如有水份， 應(yīng)繼續(xù)排放，直到無水份時停止排放。并將液位計兩端的接頭擰緊，并 關(guān)閉平衡閥，

15、使液位計處于正常工作狀態(tài)。,儲罐首次進液操作,二、LNG儲罐,儲罐液位計預(yù)冷及排空,二、LNG儲罐,儲罐在首次正式充裝后，進行再充裝時，儲罐內(nèi)的氣相壓力盡可能減低。 上、下同時充裝，當液位表顯示約50%滿時，應(yīng)關(guān)閉下進液閥，當充裝到儲罐容積的85%時，應(yīng)關(guān)閉上進液閥，并停止充裝5分鐘，以使筒內(nèi)液面鎮(zhèn)靜，然后打開上進液閥繼續(xù)充裝，直到有液體從溢流閥排出時，關(guān)閉溢流閥停止充裝，同時關(guān)閉上進液閥。 在充裝過程中觀察壓力表、液位表。（如果壓力上升至高于充裝輸送壓力或接近安全閥壓力，必需打開氣體排放閥將儲罐內(nèi)的氣相進行適量排放）。,儲罐補充進液操作,三、LNG泵,輸送LNG這類低溫的易燃介質(zhì)時，輸送泵不

16、僅要具有一般低溫液體輸送泵能承受低溫的性能，而且對泵的氣密性能和電氣方面安全性能要求更高。常規(guī)的泵很難克服軸封處的泄漏問題，對于普通的沒有危險性的介質(zhì)，微量的泄漏不影響使用。而易燃、易爆介質(zhì)則不同，即使是微量的泄漏，隨著在空氣中的不斷積累，與空氣可能形成可燃爆的混合物，因此，LNG泵的密封要求顯得尤為重要。除了密封以外，還有電機的防爆、軸承系統(tǒng)、聯(lián)軸器的對中、長軸驅(qū)動時軸的支撐以及溫差影響等都是作為LNG輸送泵需要重點考慮的因素。 為了解決可燃低溫介質(zhì)輸送泵的這些問題，在泵的結(jié)構(gòu)、材料等方面有不同的要求。一是安裝在密封容器的潛液式電動泵；二是在一些傳統(tǒng)離心泵的基礎(chǔ)上，通過改進密封結(jié)構(gòu)和材料等措

17、施，也可應(yīng)用于LNG的輸送；三柱塞泵在某些場合也有應(yīng)用，如在LNG汽車技術(shù)中，需要將液化天然氣轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)天然氣（L-CNG)。,三、LNG泵,據(jù)有關(guān)資料介紹，目前，LNG供氣產(chǎn)業(yè)中多數(shù)使用美國ACD公司的產(chǎn)品，我們公司也都是該產(chǎn)品，從我們五年多的使用情況看，泵運行很正常，沒有出現(xiàn)任何泵本體故障，更沒有出現(xiàn)有些加氣站泵損壞更換的嚴重事故。橇裝加氣站一般都是設(shè)置一臺低溫潛液泵，對產(chǎn)品的正確選擇是非常重要的工作。業(yè)界認為，此類產(chǎn)品，好的進口產(chǎn)品明顯優(yōu)于國產(chǎn)品。 重視泵池的結(jié)構(gòu)設(shè)計，尤其關(guān)注泵池頂蓋的保冷結(jié)構(gòu)設(shè)計，既要達到保冷效果，又要方便維修，目前，各制造廠產(chǎn)品效果差距很大，效果不好的會嚴重影響泵的

18、正常運行。,潛液泵,三、LNG泵,LNG潛液泵運行狀況（個案）,LNG潛液泵改進后的端蓋絕熱情況,三、LNG泵,三、LNG泵,潛液泵安裝圖,三、LNG泵,潛液泵內(nèi)部結(jié)構(gòu),潛液泵出口管結(jié)構(gòu)改進,三、LNG泵,三、LNG泵,潛液泵檢修照片,三、LNG泵,三、LNG泵,啟動前的檢查 檢查所有的管路、配件、螺栓和電路接線是否準備就緒。 檢查所有管路接頭部位的密封情況是否達到要求。 檢查儲罐液位與泵吸入口是否有足夠的液位差。 啟動 按照潛液泵的預(yù)冷流程，緩慢地對泵進行冷卻。 預(yù)冷完成后，泵殼內(nèi)充滿液體。當泵池溫度測點溫度低于設(shè)定值之后，變頻器按照給定頻率啟動電機。 觀察泵的出口壓力，若25秒鐘內(nèi)無變化，

19、則將電機的三根線中的任意兩根交換，重新啟動。 如果泵發(fā)出異常的聲音，或排出管路有較大震動，應(yīng)立即停泵，查找出原因后，重新啟動。,LNG潛液泵安全操作要求,三、LNG泵,停泵操作 切斷泵的變頻輸出，關(guān)閉進液閥，導通供氣機回流管線。 常開回氣閥門，確?；貧鈺惩ā?注意事項 必須密切關(guān)注泵的氣蝕問題，控制起泵溫度，該溫度值設(shè)置應(yīng)低于飽和溫度-80。關(guān)注泵出口壓力，若存在波動，及時放空泵池直至壓力穩(wěn)定。關(guān)注儲槽液位高度，一般儲槽液位低于規(guī)定值，就應(yīng)考慮卸車。避免嚴重氣蝕給現(xiàn)場操作人員帶來人身傷害或給設(shè)備帶來損害。 關(guān)注泵變頻器輸出電流，在任何狀況下，該電流值不應(yīng)大于25A，在缺相狀態(tài)下嚴禁使用設(shè)備。泵

20、的電源接線請勿隨意挪動，當泵的電源線必須進行更改時，確認三相順序。簡易方法為接線完畢后，50HZ啟動設(shè)備，25 S后若泵進、出口壓差沒有超過0.2 Mpa，則更換電源線的任意兩相，比較兩種接法，選用進、出口壓差大的接法。,LNG潛液泵安全操作要求,三、LNG泵,每次更改流程時，必須首先確認現(xiàn)場閥位是否正確。 LNG卸車時，應(yīng)保證槽車壓力大于等于儲槽壓力，若槽車增壓緩慢，可用泵設(shè)備增壓，但一定要密切關(guān)注槽車壓力，切勿超壓。卸車完畢后，及時關(guān)閉圍堰上液相閥門、氣相閥門、泵池進液閥門、旁通閥門，開啟自增壓汽化器液相閥門、自增壓汽化器氣相閥門，等待汽化器進液管路化霜后，關(guān)閉自增壓汽化器液相閥門、自增壓

21、汽化器氣相閥門。 當泵不起壓時，首先判斷泵是否轉(zhuǎn)動，若泵不轉(zhuǎn)，先查找動力電源及變頻器問題，若正常，則考慮泵本體機械發(fā)生故障。若判斷泵轉(zhuǎn)動，則根據(jù)泵運行聲音正常與否，判斷是否為液體原因或是電源因素，若均正常，則考慮泵本體機械發(fā)生故障。當泵起壓后壓力不平穩(wěn)，起伏波動時，先判斷儲槽液體是否足夠，出口管阻是否發(fā)生變化，出口閥門和供氣機閥門是否正常開啟，若均正常，則先考慮變頻器頻率是否恒定，最后考慮泵本體機械發(fā)生故障。當泵起壓后，壓力很高但流量很小，則判斷出口管阻是否發(fā)生變化既出口閥門和供氣機閥門是否正常開啟。,LNG潛液泵安全操作要求,三、LNG泵,供氣時運行頻率一般為70HZ80HZ，依據(jù)氣瓶壓力的

22、不同酌情選擇，在氣瓶壓力大于0.8MPa時，建議回氣泄壓，以確保供氣速度及泵在較好工況點下工作。 當泵的轉(zhuǎn)速不為“0”時，請勿二次點動電機。 注意泵池最高工作壓力（1.76MPa。）,LNG潛液泵安全操作要求,LNG潛液泵特性曲線圖,三、LNG泵,離心泵氣蝕簡單講就是液體在一定壓力下由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，是由于在葉輪和泵的進口處形成真空，壓力低于該液體的飽和蒸氣壓而形成的，是最嚴重的損害泵的一種現(xiàn)象，低溫液化氣介質(zhì)的泵更容易發(fā)生。 （1）保持泵進口有滿足泵正常運行的正靜壓頭； （2）泵啟動前先進行泵預(yù)冷，使其溫度達到泵啟動的要求； （3）泵池真空絕熱指標符合標準規(guī)范的要求； （4）泵進口管線絕熱良好

23、； （5）進口管設(shè)計安裝合理，不產(chǎn)生氣阻現(xiàn)象。,離心泵氣蝕,預(yù)防措施,三、LNG泵,液擊其實就是嚴重的氣蝕現(xiàn)象，泵將LNG輸送上來，由于金屬容器壁或其他設(shè)備處于高溫狀態(tài)，在“熱”的容器的熱傳導下，LNG溫度上升，LNG沸騰使內(nèi)壓升高。由于液面以上氣相部位的溫度上升較快，同時氣液相界存在溫度差，LNG蒸汽從容器上部迅速噴出，導致泵內(nèi)壓力急速下降，這樣泵內(nèi)呈現(xiàn)過熱狀態(tài)。為了再次維持氣液相的平衡，液相內(nèi)的部分熱量會轉(zhuǎn)變成蒸發(fā)熱，使得液體加速蒸發(fā)；同時過熱液體內(nèi)部產(chǎn)生許多的沸騰核，無數(shù)氣泡形成和增大，液體體積急劇膨脹，沖擊泵體而呈現(xiàn)液擊現(xiàn)象。 消除液擊現(xiàn)象最有效的方法就是充分預(yù)冷。,離心泵液擊,三、L

24、NG泵,一種專門用于輸送低溫液體的無軸封電動泵，既有單級泵，也有多級泵。由于電機的機殼和泵的殼體是通過密封結(jié)構(gòu)連接在一起的，因此沒有軸封的泄漏問題。電機的殼體與泵體是連通的。兩者之間只需要靜密封，而不需要動密封，使泵對工作環(huán)境的適應(yīng)性可大為增加。葉輪直接安裝在電機的主軸上。在出口處有一小部分低溫液體，對電機進行冷卻。,非潛液式低溫泵,低溫離心泵,無軸封離心泵結(jié)構(gòu)示意圖,三、LNG泵,無軸封永磁傳動離心泵是以現(xiàn)代磁學基本理論，應(yīng)用磁性材料所產(chǎn)生的磁力作用，來實現(xiàn)動力傳遞。磁傳動部分由內(nèi)、外磁轉(zhuǎn)子組成，隔離套將內(nèi)磁轉(zhuǎn)子及介質(zhì)與外磁轉(zhuǎn)子隔絕，外磁轉(zhuǎn)子由電機驅(qū)動，轉(zhuǎn)動時利用磁耦合特性帶動內(nèi)磁轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，

25、完成非接觸的力矩傳遞，從而達到驅(qū)動泵的目的。 無軸封永磁傳動離心泵結(jié)構(gòu)簡單緊湊，采用獨特的潤滑及冷卻回路，一部分工藝液體自潤滑及冷卻傳動部件，省去了機械密封泵所需的冷卻、沖洗、急冷等繁雜的管路系統(tǒng)。,無軸封離心泵工作原理,三、LNG泵,天然氣作為汽車燃料，有壓縮天然氣（CNG）和液化天然氣（LNG）兩種，為了在液化天然氣加氣站也能給CNG汽車加注壓縮天然氣，在LNG系統(tǒng)中增加 L-CNG轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。利用柱塞式高壓泵將液態(tài)天然氣增壓，然后氣化升溫，轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫芨叩臍鈶B(tài)天然氣而不需要壓縮機，最高壓力可達35MPa。配上高壓儲氣瓶組和加氣機，使得LNG加氣站不僅可以為LNG汽車加氣，同時也能給CNG汽

26、車加氣。,三、LNG泵,非潛液式低溫泵,低溫柱塞泵,1、進液管道口徑不小于DN40； 2、排液管道口徑不小于DN15； 3、確保儲罐液位充足，至少1m； 4、泵至少預(yù)冷15min后，方可啟動； 5、如泵功率大，應(yīng)采用降壓啟動或變頻器控制起動； 6、起動時觀察泵出口和泵入口壓差，確保泵進液充分。,三、LNG泵,柱塞泵安全操作要點,1、檢查泵池頂蓋連接有無泄漏； 2、隨時泵運轉(zhuǎn)時有無異常噪音； 3、每周檢查外部螺栓有無松動； 4、每4000小時檢查軸承磨損情況，必要時更換； 5、每8000小時拆卸泵體并檢查所有部件的磨損情況，同時執(zhí)行4000小時的檢查內(nèi)容，更換軸承。,三、LNG泵,柱塞泵日常檢查

27、維護要點,1、泵工作不起壓：轉(zhuǎn)向錯誤或進口正壓頭不足，應(yīng)調(diào)整轉(zhuǎn)向或儲罐增壓。 2、不能按額定流量和壓力輸送： 進口正壓頭不足；轉(zhuǎn)向錯誤；進口壓力低；管道阻塞、耐磨環(huán)磨損或葉輪損壞。 3、泵體振動：凈正壓頭不足；氣蝕嚴重；軸承磨損；轉(zhuǎn)動部件損壞。 4、軸承過熱或磨損過快： 軸承過緊或預(yù)載；冷卻不充分；振動或液體中含雜質(zhì)。,三、LNG泵,柱塞泵常見故障及處理,四、氣化器、增壓器,性能特點：一般采用翅片管連接，結(jié)構(gòu)緊固，散熱面積大，汽化效果好。 工作壓力：0.125MPa 種類：空溫式汽化器、電加熱汽化器、水浴式汽化器、高壓汽化器、低壓汽化器、大型汽化器、杜瓦瓶用小汽化器、LNG強制風冷汽化器。 按

28、用途分：加熱器、增壓器。,儲罐增壓氣化器按100m3的LNG儲罐裝滿90m3的LNG后，在30min內(nèi)將10m3氣相空間的壓力由卸車狀態(tài)的04MPa升壓至工作狀態(tài)的06MPa進行計算。據(jù)計算結(jié)果，每臺儲罐選用1臺氣化量為200m3/h的空溫式氣化器為儲罐增壓，LNG進增壓氣化器的溫度為-1623，氣態(tài)天然氣出增壓氣化器的溫度為-145。設(shè)計多采用1臺LNG儲罐帶1臺增壓氣化器。也可多臺儲罐共用1臺或1組氣化器增壓，通過閥門切換，可簡化流程，減少設(shè)備，降低造價。,四、氣化器、增壓器,四、氣化器、增壓器,空溫式汽化器性能特點與用途： 汽化器是將低溫液態(tài)氣體（LO2、LN2、LAr、LCO2、LNG

29、等）通過熱交換，汽化成一定溫度的氣體，按用途分為高、低壓兩種。高壓汽化器是將經(jīng)過低溫液體泵增壓后的液氧、液氮、液氬汽化成高壓氣體充入鋼瓶。低壓汽化器是將貯槽中的低溫液體汽化成低壓氣體，經(jīng)調(diào)壓裝置通過管道輸送至使用現(xiàn)場。 空溫式汽化器是高效節(jié)能產(chǎn)品，相對于水浴式電加熱汽化器與蒸氣加熱水浴式汽化器可節(jié)省大量的電或蒸氣。一般采用特殊的120、160、200大直徑專用鋁翅片管，化霜速度極快。汽化器所有部件連接處的焊縫均采用氬弧焊焊接，焊縫整齊，美觀，無氣孔缺陷。,四、氣化器、增壓器,1、空溫式汽化器安裝場所必須有良好的通風條件,遠離高壓源,油脂火源地,保持地面清潔干凈。 2、安裝場所必須有安全出口,周

30、圍設(shè)有安全標志。 3、安裝場所應(yīng)自備滅火消防器材。 4、空溫式汽化器一般安裝在室外,必須設(shè)有導除靜電的接地裝置及防雷擊裝置。 5、空溫式汽化器的環(huán)境溫度為-20 - +50。 6、工作人員必須按照JB6898-1997規(guī)程操作。 低溫液體儲運設(shè)備安全使用規(guī)則,注意事項,四、氣化器、增壓器,卸車一般有自增壓卸車和潛夜泵卸車兩種方式，或兩種聯(lián)合卸車，盡量采用聯(lián)合卸車，這樣既可保證卸車速度，又能將槽車的LNG卸完，這就要求卸車增壓器容量必須滿足工藝要求，有些廠家虛報增壓器容量，造成卸車困難，解決方案：不光看標注的容量，更要計算增壓器的換熱面積。卸車增壓器的有效容量建議選擇200-300m3/h。 建

31、議將卸車增壓器、儲罐增壓器，調(diào)壓（調(diào)飽和）增壓器三體合一，這樣可以優(yōu)化管路布置，并節(jié)省設(shè)備占用的空間和提高設(shè)備利用率。 在運行過程中會防止和消除氣阻現(xiàn)象。,卸車增壓器,四、氣化器、增壓器,移動式卸車增壓器,四、氣化器、增壓器,增壓器（加熱器的形式）,四、氣化器、增壓器,四、氣化器、增壓器,加氣機里的流量計目前使用較多的是質(zhì)量流量計和容積式流量計，前者多為美國艾默生產(chǎn)品，容積式流量計現(xiàn)在為查特公司開發(fā)的產(chǎn)品。 容積式流量計更適合加氣站間斷加氣的工況，比較穩(wěn)定可靠，故障率較低低。中油深燃使用是美國查特公司在德國生產(chǎn)的文丘里容積流量計。 質(zhì)量流量計計量精度高，但對氣液兩相要求嚴格，斷續(xù)加氣，常出現(xiàn)不

32、能精確計量的情況，有時誤差還很大。 加氣機的功能還應(yīng)具備：小票打印、遠程數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)存儲等功能。價格調(diào)整。 建議目前采用單管加氣計量。,五、LNG加氣機,五、LNG加氣機,第一代容積式流量計,第二代容積式流量計,五、LNG加氣機,德國E+H,美國艾默生,五、LNG加氣機,系統(tǒng)精度1.0% 沒有移動部件，不需維修 芯科技 (打印，流量控制，等等.),液體在流過流量計的時間產(chǎn)生壓力降，差壓式傳感器把這個信號轉(zhuǎn)換成電信號并且計算出流量.,五、LNG加氣機,液體計量分流 在計量過程中或在泄放管線中的分流是不被允許的。但是，可以設(shè)置手動的排空管，打開用于清洗，排空測量系統(tǒng)的液體。比較有效的方法的是，在

33、計量系統(tǒng)的日常操作中，防止所有存在液體流動的通道的可能性。,國際計量學組織,氣動閥可能在用戶不知情的情況下被打開,加注槍,五、LNG加氣機,具有泵保護功能 具有藍牙功能 適用于低溫介質(zhì)，尤其適用于LNG,系統(tǒng)主要功能 操作員權(quán)限分級管理、系統(tǒng)登錄雙重驗證、基本參數(shù)管理、公司信息登記、車輛信息登記、新卡發(fā)行、用戶卡掛失、用戶卡解掛、用戶卡解黑、用戶卡補卡、用戶卡解灰、用戶卡激活、用戶卡充值、優(yōu)惠管理、充值憑證打印、用戶卡注銷、用戶密碼設(shè)置、公司信息查詢、車輛信息查詢、用戶卡信息查詢、統(tǒng)計、數(shù)據(jù)導出到、數(shù)據(jù)整理、數(shù)據(jù)庫手動、自動備份等。,五、LNG加氣機,六、低溫管道系統(tǒng),LNG加氣站的儲罐強調(diào)必

34、須有兩個氣相管路，一條為BOG管線，一條為回氣管線。 在滿足工藝要求的情況下，低溫管路盡量做到簡化、方便維修，盡可能地減少法蘭連接。 尤其注意管道設(shè)計布置有利于消除管道冷熱應(yīng)力。 優(yōu)先滿足工藝要求，不刻意追求橫平豎直。 儲罐根部閥、氣動閥推薦采用進口品牌產(chǎn)品。,管道系統(tǒng)布置的基本要求,六、低溫管道系統(tǒng),六、低溫管道系統(tǒng),六、低溫管道系統(tǒng),冷熱應(yīng)力作用的威力,比較合理的管道布置,六、低溫管道系統(tǒng),外管膨脹節(jié),六、低溫管道系統(tǒng),六、低溫管道系統(tǒng),介質(zhì)溫度-40 -196的閥門稱之為低溫閥門 低溫閥門包括低溫球閥、低溫閘閥、低溫截止閥、低溫安全閥、低溫止回閥，低溫蝶閥，低溫針閥，低溫節(jié)流閥，低溫減壓

35、閥，低溫三通閥，低溫四通閥等，主要用于乙烯，液化天然氣裝置，LNG儲罐，LNG接收站、衛(wèi)星站，空分設(shè)備，石油化工尾氣分離設(shè)備，液氧、液氮、液氬、二氧化碳低溫貯槽及槽車等裝置上。輸出的液態(tài)低溫介質(zhì)如乙烯、液氧、液氫、液化天然氣、液化石油產(chǎn)品等，不但易燃易爆，而且在升溫時要氣化，氣化時，體積膨脹數(shù)百倍。,LNG加氣站閥門操作及維護,六、低溫管道系統(tǒng),LNG加氣站閥門種類,六、低溫管道系統(tǒng),LNG加氣站閥門種類,六、低溫管道系統(tǒng),LNG加氣站閥門種類,六、低溫管道系統(tǒng),LNG加氣站閥門種類,六、低溫管道系統(tǒng),LNG加氣站閥門種類,六、低溫管道系統(tǒng),LNG加氣站閥門種類,六、低溫管道系統(tǒng),手動閥門是通

36、過手輪、手柄來操作閥門的，操作人員要注意以下幾點：閥門的開啟方向，通常是逆時針表示閥門打開，順時針表示閥門關(guān)閉。因此，開關(guān)閥門時要注意方向。閥門的手柄，手輪大小是根據(jù)閥門人力開關(guān)設(shè)計的。因此，只要手工轉(zhuǎn)動閥門即可實現(xiàn)開關(guān)，一般不允許借助杠桿或扳手來開關(guān)閥門。為了防止用力過猛，損壞密封面及其他零件! 當關(guān)閉式開啟閘閥及截止閥至死點時，要回轉(zhuǎn)1/4圈至1/2圈，使螺紋更好密合，以免擰得過緊，損壞閥件。不能把閘閥、截止閥做節(jié)流用，這樣容易沖刷閥板及密封面，且引進振動泄漏，損壞閥門。開啟蒸汽閥門時，應(yīng)緩慢開啟，排除管道中的凝結(jié)水，防止產(chǎn)生水擊現(xiàn)象。損壞閥門及管道。大口徑的閘閥、截止閥和蝶閥，有的設(shè)有旁

37、通閥，其作用是平衡閥門兩側(cè)壓力，減少開啟力。因此開啟時，應(yīng)先打開旁通閥，再慢慢開啟閥門，關(guān)閥時，應(yīng)先關(guān)閉旁通閥，再慢慢關(guān)閉主閥門。某些閥門關(guān)閉后，待溫度下降后，閥件收縮，密封面出現(xiàn)細微泄漏現(xiàn)象，此時，應(yīng)待閥門關(guān)閉后，再適當緊一次閥門即可。,手動低溫閥門操作,六、低溫管道系統(tǒng),其他閥門是借助電動、電磁動、氣動和液動等裝置來啟閉閥門的?？績x表、電動開關(guān)等實現(xiàn)遠程控制。因此操作人員應(yīng)詳細了解他動閥門的有關(guān)結(jié)構(gòu)特點和工作原理，熟悉操作規(guī)程，能獨立操作，能在事故狀態(tài)下進行緊急處理。,其他低溫閥門的操作,六、低溫管道系統(tǒng),防止閥門錯開、錯關(guān)、漏開、漏關(guān)。操作工要清楚了解每個閥門的作用及在工藝管道中的位置，

38、防止誤操作，否則可能造成跑料、混料、憋壓等事故。如某煉油裝置，在開工前進行蒸汽吹掃，某放空閥吹掃后漏關(guān)，結(jié)果，開工時，370的高溫油漿從放空閥排出，造成大火，引進裝置停工。 低溫在0以下的季節(jié)，對停用的閥門，要主要防凍，及時打開閥底絲堵，排出里面的凝積水。對不能排除的和間斷工作的閥門要采取保暖措施。 閥門泄漏時，應(yīng)先判明泄漏部位及原因，一般情況下分內(nèi)泄漏和外泄漏兩種，外部滲漏按其外部結(jié)構(gòu)分為填料處泄漏和閥蓋、閥體滲漏以及密封面或襯里材料滲漏，操作人員應(yīng)準確判斷，自己能解決的要及時處理，不能解決的要維修工及時處理。 閥門填料壓蓋不宜壓得過緊，以閥桿能靈活轉(zhuǎn)動為宜，壓得太緊，會增大閥桿摩擦力，增大

39、操作扭矩等。閥門工作時，一般情況下不能隨便帶壓更換或添加盤根，否則，導致介質(zhì)泄漏引起危險。,低溫閥門操作注意事項,六、低溫管道系統(tǒng),閥桿部位不容許加潤滑油； 檢修閥門時注意防止水汽進入閥門或管道； 注意閥門密封件的材質(zhì)和質(zhì)量； 拆卸閥門時尤其注意排盡液體。,低溫閥門維護保養(yǎng)注意事項,六、低溫管道系統(tǒng),徐州LNG衛(wèi)星站（氣化站）事故 2011年2月8日晚19時07分，江蘇徐州市二環(huán)西路北首沈場立交橋西南側(cè)的衛(wèi)星站（氣化站）儲氣罐發(fā)生泄露引發(fā)大火。徐州消防支隊先后出動15輛消防車、80余名官兵趕往現(xiàn)場處置火情。8日晚19時50分，20余米高的火勢被成功控制。 分析認為：是管道系統(tǒng)泄漏所引起的火災(zāi)。

40、,事故案例,六、低溫管道系統(tǒng),事故案例,事故描述：2012年2月8日晚19時07分，江蘇徐州市二環(huán)西路北首沈場立交橋西南側(cè)的加氣站儲氣罐發(fā)生泄露引發(fā)大火。徐州消防支隊先后出動15輛消防車、80余名官兵趕往現(xiàn)場處置火情?；饎葜?月9日下午16時30分左右，氣罐火災(zāi)被消防隊員成功撲滅。 原因分析：在LNG 貯罐區(qū)域著火應(yīng)有兩個條件，一是泄漏，二是點火源，失火前，貯罐底部區(qū)域出現(xiàn)LNG 泄漏，但是沒有天然氣泄漏報警。點火源可能是外來的火種，當時正值正月初六，居民燃放的煙花炮竹是可能的外來火種。本次事故的直接原因：外來火種點燃了貯罐底部泄漏的天然氣，引發(fā)大火。,86,江蘇徐州LNG加氣站大火,六、低溫

41、管道系統(tǒng),六、低溫管道系統(tǒng),事故案例,88,增壓器與貯罐距離過近,液相管線沒有緊急切斷閥,易泄漏的“法蘭連接件”較多,六、低溫管道系統(tǒng),事后有關(guān)該加氣站事故原因分析: 1、LNG 貯罐區(qū)域天然氣泄漏報警器安裝位置不當或者是報警器靈敏度不夠，在發(fā)生天然氣泄漏的情況下，沒有及時報警。（莞長檢查發(fā)現(xiàn)備電故障，將整個燃氣報警器關(guān)閉了） 2、LNG 貯罐區(qū)域沒有緊急切斷的安全系統(tǒng)，這樣在火災(zāi)情況下，仍有大量的泄漏氣體在參與燃燒。 (1)LNG 貯罐底部管道系統(tǒng)的液相管上沒見到“緊急切斷閥”，因此沒有實施：“泄漏-報警-關(guān)閉出液管路”的自動切斷功能。 (2) LNG 貯罐區(qū)域沒有“緊急切斷按鈕”，在發(fā)生危

42、險時，不能人為啟動緊急切斷系統(tǒng)。,89,六、低溫管道系統(tǒng),3、LNG 貯罐底部管路系統(tǒng)中有多組“法蘭聯(lián)接”件，它是LNG 站中最大的泄漏點，尤其在火災(zāi)情況下，更容易發(fā)生泄漏，這是徐州火災(zāi)中，有大量LNG 流出助長火勢的重要原因。管路系統(tǒng)采用焊接的聯(lián)接方式就不會存在法蘭聯(lián)接件泄漏的隱患。,90,六、低溫管道系統(tǒng),4、貯罐的自增壓器也存在泄漏的隱患，應(yīng)當與貯罐保護一定的距離，不能直接放在貯罐下部。,六、低溫管道系統(tǒng),七、儀表風系統(tǒng),七、儀表風系統(tǒng),阿特拉斯 英格索蘭,阿特拉斯品牌,七、儀表風系統(tǒng),儀表風系統(tǒng)運行注意的事項 1、定期進行排水、排油污（壓縮機和氣動閥處）； 2、防止電機缺相運行； 3、

43、注意空壓機的通風冷卻。,八、安全防火設(shè)施及附件,11.4.1 加氣站、加油供氣合建站應(yīng)設(shè)置可燃氣體檢測報警系統(tǒng)。 11.4.2 加氣站、加油供氣合建站內(nèi)設(shè)置有LPG設(shè)備、LNG設(shè)備的場所和設(shè)置有CNG設(shè)備（包括罐、瓶、泵、壓縮機等）的房間內(nèi)、罩棚下，應(yīng)設(shè)置可燃氣體檢測器。,GB50156-2012相關(guān)規(guī)定,11.4.4 LPG儲罐和LNG儲罐應(yīng)設(shè)置液位上限、下限報警裝置和壓力上限報警裝置。,八、安全防火設(shè)施及附件,10.1.1 加油加氣站工藝設(shè)備應(yīng)配置滅火器材，并應(yīng)符合下列規(guī)定： 1 每2臺加氣機應(yīng)配置不少于2具4kg手提式干粉滅火器，加氣機不足2臺應(yīng)按2臺配置。 2 每2臺加油機應(yīng)配置不少于

44、2具4kg手提式干粉滅火器，或1具4kg手提式干粉滅火器和1具6L泡沫滅火器。加油機不足2臺應(yīng)按2臺配置。 3 地上LPG儲罐、地上LNG儲罐、地下和半地下LNG儲罐、CNG儲氣設(shè)施，應(yīng)配置2臺不小于35kg推車式干粉滅火器。當兩種介質(zhì)儲罐之間的距離超過15m時，應(yīng)分別配置。,GB50156-2012相關(guān)規(guī)定,消防設(shè)施LNG氣化站的消防設(shè)計根據(jù)CB 500282006城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范進行。在LNG儲罐周圍設(shè)置圍堰區(qū)，以保證將儲罐發(fā)生事故時對周圍設(shè)施造成的危害降低到最小程度。在LNG儲罐上設(shè)置噴淋系統(tǒng)，噴淋強度為015 L/(sm2)，噴淋用水量按著火儲罐的全表面積計算，距著火儲罐直徑15倍范圍

45、內(nèi)的相鄰儲罐按其表面積的50計算。水槍用水量按GB500162006建筑設(shè)計防火規(guī)范和GB 500282006城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范選取。,八、安全防火設(shè)施及附件,八、安全防火設(shè)施及附件,GB50156-2012相關(guān)規(guī)定,1、 運行基本要求LNG氣化站運行的基本要求是： 防止LNG和氣態(tài)天然氣泄漏從而與空氣形成爆炸性混合物。 消除引發(fā)燃燒、爆炸的基本條件，按規(guī)范要求對LNG工藝系統(tǒng)與設(shè)備進行消防保護。 防止LNG設(shè)備超壓和超壓排放。 防止LNG的低溫特性和巨大的溫差對工藝系統(tǒng)的危害及對操作人員的冷灼傷。,九、運行管理,2 、工藝系統(tǒng)預(yù)冷在LNG氣化站竣工后正式投運前，應(yīng)使用液氮對低溫系統(tǒng)中的設(shè)備和工

46、藝管道進行干燥、預(yù)冷、惰化和鈍化。預(yù)冷時利用液氮槽車閥門的開啟度來控制管道或設(shè)備的冷卻速率1/min。管道或設(shè)備溫度每降低20，停止預(yù)冷，檢查系統(tǒng)氣密性和管道與設(shè)備的位移。預(yù)冷結(jié)束后用LNG儲罐內(nèi)殘留的液氮氣化后吹掃、置換常溫設(shè)備及管道，最后用LNG將儲罐中的液氮置換出來，就可正式充裝LNG進行供氣。,九、運行管理,3、 運行管理與安全保護1） LNG儲罐的壓力控制正常運行中，必須將LNG儲罐的操作壓力控制在允許的范圍內(nèi)。華南地區(qū)LNG儲罐的正常工作壓力范圍為0307MPa，罐內(nèi)壓力低于設(shè)定值時，可利用自增壓氣化器和自增壓閥對儲罐進行增壓。增壓下限由自增壓閥開啟壓力確定，增壓上限由自增壓閥的自

47、動關(guān)閉壓力確定，其值通常比設(shè)定的自增壓閥開啟壓力約高15。例如：當LNG用作城市燃氣主氣源時，若自增壓閥的開啟壓力設(shè)定為06MPa，自增壓閥的關(guān)閉壓力約為069 MPa，儲罐的增壓值為009MPa。儲罐的最高工作壓力由設(shè)置在儲罐低溫氣相管道上的自動減壓調(diào)節(jié)閥的定壓值(前壓)限定。當儲罐最高工作壓力達到減壓調(diào)節(jié)閥設(shè)定開啟值時，減壓閥自動開啟卸壓，以保護儲罐安全。為保證增壓閥和減壓閥工作時互不干擾，增壓閥的關(guān)閉壓力與減壓閥的開啟壓力不能重疊，應(yīng)保證005MPa以上的壓力差?？紤]兩閥的制造精度，合適的壓力差應(yīng)在設(shè)備調(diào)試中確定。,九、運行管理,2） LNG儲罐的超壓保護LNG在儲存過程中會由于儲罐的“環(huán)境漏熱”而緩慢蒸發(fā)(日靜態(tài)蒸發(fā)率體積分