LNG儲罐自增壓工藝流程的優(yōu)化方案

摘 要

摘要：分析了現(xiàn)有儲罐自增壓工藝流程、作用及維護需要的投入情況，討論了采用優(yōu)化工藝流程后儲罐的正常運行及節(jié)約費用和減少安全隱患等。關(guān)鍵詞：城鎮(zhèn)燃氣；LNG儲罐；自增壓；工藝流程；
摘要：分析了現(xiàn)有儲罐自增壓工藝流程、作用及維護需要的投入情況，討論了采用優(yōu)化工藝流程后儲罐的正常運行及節(jié)約費用和減少安全隱患等。
關(guān)鍵詞：城鎮(zhèn)燃氣；LNG儲罐；自增壓；工藝流程；優(yōu)化
1 前言
隨著我國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，洛陽就是這樣的城市。作為站區(qū)技術(shù)管理人員，有責任為減低生產(chǎn)成本，做出努力。儲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工藝流程簡述
    0.3MPa(絕)、-145℃的液化天然氣(LNG)由低溫槽車從新疆廣匯運至洛陽儲配站，利用卸車臺自增壓系統(tǒng)給槽車儲罐增壓至0.7MPa(絕)，利用壓差卸車入LNG儲罐(罐容積105m3，安全儲董范圍15%～85%)。通過儲罐增壓器將LNG增壓至0.5MPa(絕)，自流進入空溫式氣化器，LNG吸熱氣化，成為氣態(tài)天然氣(簡稱NG)；夏季直接畫送，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儲罐儲存參數(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儲罐內(nèi)LNG的不斷流至氣化器，儲罐壓力逐漸降低。當降到一定程度時壓力平衡，儲罐內(nèi)的LNG便不能排出，流程斷流。如需繼續(xù)工作，必須給LNG儲罐增壓，維持其間的壓力差，才能使氣化站流程連續(xù)運行，完成氣化目的。
    (3) 增壓原理
LNG儲罐自增壓工藝流程詳見圖1。
 
    LNG儲罐儲存壓力為0.5MPa(絕)。運行時，儲罐自增壓器氣相低溫閥設(shè)為開啟狀態(tài)，當LNG儲罐壓力(調(diào)節(jié)閥閱后壓力)低于設(shè)定壓力0.5MPa(絕)時，調(diào)節(jié)閥開啟，LNG進入自增壓氣化器，在氣化器中與空氣換熱，氣化為NG，進入罐內(nèi)，使氣相壓力變大，從而將LNG儲罐壓力維持在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，通過自增壓氣化器不斷氣化LNG來補充罐內(nèi)壓力，以維持LNG儲罐的壓力不變，每個儲罐一套自增壓系統(tǒng)。
3 自增壓優(yōu)化方案
    (1) 提出的原因
    洛陽有兩個LNG儲配站(南站和北站)，各有10臺100m3LNG儲罐，共計20臺配套增壓系統(tǒng)，由于是儲配站，實際使用過程中利用率極低，以LNG南站為例：自運行4個冬季(冬季用氣量高峰期)以來，僅在2007年冬季高峰期一周的時間儲備氣量基本供完，這種緊急情況下也僅有一臺自增壓氣化器被使用，平時基本靠CNG(壓縮天然氣)供氣，北站也僅在冬季適量投用。實際使用中，洛陽20臺自增壓氣化器幾乎是常年閑置。
    (2) 優(yōu)化方案
    原10臺儲罐自帶1O套自增壓系統(tǒng)，優(yōu)化方案是將10臺儲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)形成一開一備。根據(jù)洛陽連續(xù)四年的使用情況，一套系統(tǒng)完全可以滿足要求。因為使用率低，平時可以經(jīng)常維護保養(yǎng)，這樣可以減少很多不必要的費用，降低安全隱患。
    以洛陽南站為例，10臺儲罐可節(jié)約氣化器9臺、不銹鋼截止閥50～70個、調(diào)節(jié)閥18個、緊急切斷閥9個、電磁閥9個、安全閥26～36個、供遠程控制的電纜節(jié)約數(shù)十根等等。另外，10臺儲罐也可互為增壓，可同時工作，也可單獨工作。不僅節(jié)約投資、管理簡單、維護便捷、漏點減少數(shù)百處。微機操作系統(tǒng)程序簡化，操作工更易分辨工藝控制閥門而減少誤操作，其他附屬設(shè)施及管道更加簡化，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)問題的解決方法
    ① 以洛陽南站為例，10臺罐滿儲存量850m3(液態(tài))，平時靠儲罐自身壓力的升高，即可保證需要供氣時儲罐的出液，不需要增壓。即使到了冬季用氣高峰需要連續(xù)供氣時，必須依靠槽車給站內(nèi)輸送LNG，此時可以利用槽車增壓氣化器(每站現(xiàn)各有兩臺)給儲罐增壓，并且用槽車給儲罐增壓也會更安全、易控制。
    ② 新工藝的一臺氣化器出了問題，除非是管道、管件出現(xiàn)裂縫(只有暫時利用卸車臺汽化器)維修時間需長些，如法蘭連接不緊、螺栓松懈等其他問題，及時維修所用時間只需要十幾分鐘就可以投入使用。
    ③ 根據(jù)洛陽情況，有南、北兩個儲配站，用氣量高峰期可以通過調(diào)度統(tǒng)一支配，時間合理安排，互補互用。
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、低溫緊急切斷閥1個、低溫閥1個、4套安全閥、壓力表和若干管線。以洛陽實際情況為例，如果按照工藝流程改革后的方案，建設(shè)一座同等規(guī)模儲配站，如果把每臺氣化器的材料費、施工費、占地面積費、管理維護費等累計，每臺以10×104元的價格計算，可節(jié)約18套，建站初期費用即可節(jié)約180×104元。
    (2) 由于優(yōu)化了工藝流程，每年還可以節(jié)約定期檢測費、設(shè)備維護費、維修費、更換零部件費用等。
    (3) 優(yōu)化原有工藝流程，減少了很多不必要的閥門和管件焊接點，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)點是：這種工藝可以作為一種可靠性極高的測試方法，即對每臺儲灌的壓力變送器的測試。儲罐停運儲備期間，如果任何一臺儲罐的壓力變送器出現(xiàn)問題，可一目了然，永遠省去定期檢測的麻煩，如果儲罐的10臺壓力變送器中，任意1臺出現(xiàn)問題隨時即可發(fā)現(xiàn)。因為它們中的任何1臺數(shù)據(jù)都應(yīng)該和另外9臺儲罐的壓力保持一致，極小的誤差也可以對比出來。
5 結(jié)語
    新、舊工藝對比，功能不但沒減少而且更加豐富，節(jié)約費用的同時，安全更可靠，優(yōu)點明顯，對提高LNG儲配站生產(chǎn)安全有積極意義。
 
(本文作者：張冬梅 劉磊 洛陽新奧華油燃氣有限公司 河南洛陽 471000)