1、LNG加气站主要设备及操作技术,2014-5-18,目录,一、前言二、LNG储罐三、LNG潜液四、加气机五、空浴式增压器（加热器）六、低温管道系统七、仪表风系统八、安全设施及附件,一、前言,LNG加气站主要设备有低温储罐、潜液泵、加气机、卸车增压器、储罐增压器、BOG/EAG加热器、工艺管道、仪表风系统、自控系统、安全检测报警系统、消防设施等，设备数量不多，但由于LNG具有深度低温的特性，冷热温差大，加气作业间歇进行等特点，对加气站的设备又有一些特殊的要求，比如低温储罐的吊装就需特小心。,二、LNG储罐,LNG储罐从结构上分有卧式和立式。 加气站LNG储罐从绝热形式可分为真空粉末绝热储罐、高真
2、空多层缠绕绝热储罐。,储罐分类,二、LNG储罐,按容量分类 （1）小型（550m3）：常用于民用LNG 汽车加气站及民用燃气液化站等。 （2）中型（50100m3）：多用于工业液化天然气气化站站，汽车加气站（60）。 （3）大型（1001000m3）：适用于小型LNG 生产装置。 （4）大型（1000040000m3）：用于基本负荷型和调峰型气化装置。 （5）特大型（40000200000m3）：用于LNG 接收站。,高真空多层缠绕,二、LNG储罐,储罐设计制造和验收应符合国家现行标准钢制压力容器GB150、低温绝热压力容器GB18442（固定式真空绝热深冷压力容器）GB/T18442-201
3、1和固定式压力容器安全技术监察规程TSG R0004的有关规定。新发布的GB50156-2012有此项规定（9.1.1条）。主要技术指标 1.静态蒸发率 低温 绝 热 压力容器在装载大于有效容积1/2低温液体时，静置达到热平衡后，24h 内自然蒸发损失的低温液体质量和容器有效容积下低温液体质量的百分比，换算为标准环境下（20C， 101 325 Pa)蒸发率值，单位为/d,LNG储罐执行的标准,储罐技术指标,二、LNG储罐,2 封结真空度低温 绝 热 压力容器抽真空结束封结后，在常温状态下夹层压力相对稳定时的夹层真空度，单位为Pa。 3 真空夹层漏率单位 时 间 内漏入真空夹层的气体量，单位为
4、Pa m 3/s。 4 真空夹层放气速率真空 夹 层 内绝热材料、器壁表面等在单位时间内放出的气体量，单位为Pam 3/s。 5 真空夹层漏放气速率低 温 绝 热压力容器真空夹层漏气速率和放气速率之和，单位为Pa m3/s。,储罐技术指标,二、LNG储罐,储罐技术指标,二、LNG储罐,储罐技术指标,二、LNG储罐,储罐技术指标,二、LNG储罐,储罐技术指标,二、LNG储罐,储罐技术指标-新旧标准对照,GB18422-2001,GB/T18422-2011,二、LNG储罐,储罐技术指标,二、LNG储罐,二、LNG储罐,储罐操作工艺指标最高工作压力： 最低工作温度：-196最高液位 最低液位,操作
5、安全技术要求,LNG储罐材质,内筒：0Cr18Ni9 06Cr19Ni10 外壳：Q345（16MnR） 美国查特：S30408 t 270MPa,二、LNG储罐,储罐进液操作程序准备工作 操作人员的要求：操作人员应经过安全教育和操作技术培训合格后持证上岗，操作人员在作业时应佩戴必要的劳保用品及工作服 试压要求 设备投用前都应按设计要求进行压力试验。 试压气体应为干燥氮气，其含氧量不大于3%，水分露点不大于-25，且不得有油污。吹除置换要求：吹除置换是保证设备正式充装液体安全的保证措施，应先用含氧量不大于3%的氮气吹除，同时保证无油污，水分露点不大于-25。然后再用LNG置换至液体纯度为至，方
6、可允许充装液体。 预冷：试压合格后，需用液氮进行预冷，以确保设备的低温运行可靠性：储罐在首次使用前必须用氮气进行吹扫及预冷。最大吹扫压力应相当于最大工作压力的50%，或者低于这个压力。,操作安全技术要求,二、LNG储罐,打开上、下进液阀同时充装，同时打开液体充满溢流口阀，排放储罐内的气体，直至有LNG的气体排出时，立即关闭充满溢流口阀； 充装至储罐的50%以上容积时，应关闭下进液阀； 当充装到储罐容积的85%时，应关闭上进液阀，并停止充装5分钟，使筒内液面静，然后打开上进液阀继续充装，直到有液体从充满溢流阀流出时，立即关闭充满溢流口阀，停止充装及关闭上进液阀； 在开始充液时，应拧松液位计两端的
7、接头，完全打开液位显示液相阀和液位显示气相阀，检查排放的气流中是否含有水份。如有水份，应继续排放，直到无水份时停止排放。并将液位计两端的接头拧紧，并关闭平衡阀，使液位计处于正常工作状态。,储罐首次进液操作,二、LNG储罐,储罐液位计预冷及排空,二、LNG储罐,储罐在首次正式充装后，进行再充装时，储罐内的气相压力尽可能减低。 上、下同时充装，当液位表显示约50%满时，应关闭下进液阀，当充装到储罐容积的85%时，应关闭上进液阀，并停止充装5分钟，以使筒内液面镇静，然后打开上进液阀继续充装，直到有液体从溢流阀排出时，关闭溢流阀停止充装，同时关闭上进液阀。 在充装过程中观察压力表、液位表。（如果压力上
8、升至高于充装输送压力或接近安全阀压力，必需打开气体排放阀将储罐内的气相进行适量排放）。,储罐补充进液操作,三、LNG潜液泵,据有关资料介绍，目前，LNG加气产业中多数使用美国ACD公司的产品，从使用情况看，泵运行很正常，没有出现任何泵本体故障，更没有出现有些加气站泵损坏更换的严重事故。橇装加气站一般都是设置一台低温潜液泵，对产品的正确选择是非常重要的工作。业界认为，此类产品，好的进口产品明显优于国产品。重视泵池的结构设计，尤其关注泵池顶盖的保冷结构设计，既要达到保冷效果，又要方便维修，目前，各制造厂产品效果差距很大，效果不好的会严重影响泵的正常运行。,三、LNG潜液泵,LNG潜液泵运行状况（个
9、案）,三、LNG潜液泵,潜液泵安装图,三、LNG潜液泵,潜液泵内部结构,三、LNG潜液泵,三、LNG潜液泵,启动前的检查 检查所有的管路、配件、螺栓和电路接线是否准备就绪。 检查所有管路接头部位的密封情况是否达到要求。 检查储罐液位与泵吸入口是否有足够的液位差。启动按照潜液泵的预冷流程，缓慢地对泵进行冷却。 预冷完成后，泵壳内充满液体。当泵池温度测点温度低于设定值之后，变频器按照给定频率启动电机。 观察泵的出口压力，若25秒钟内无变化，则将电机的三根线中的任意两根交换，重新启动。 如果泵发出异常的声音，或排出管路有较大震动，应立即停泵，查找出原因后，重新启动。,LNG潜液泵安全操作要求,三、L
10、NG潜液泵,停泵操作切断泵的变频输出，关闭进液阀，导通加气机回流管线。 常开回气阀门，确保回气畅通。注意事项 必须密切关注泵的气蚀问题，控制起泵温度，该温度值设置应低于饱和温度-80。关注泵出口压力，若存在波动，及时放空泵池直至压力稳定。关注储槽液位高度，一般储槽液位低于规定值，就应考虑卸车。避免严重气蚀给现场操作人员带来人身伤害或给设备带来损害。 关注泵变频器输出电流，在任何状况下，该电流值不应大于25A，在缺相状态下严禁使用设备。泵的电源接线请勿随意挪动，当泵的电源线必须进行更改时，确认三相顺序。简易方法为接线完毕后，50HZ启动设备，25 S后若泵进、出口压差没有超过0.2 MPa则更换
11、电源线的任意两相，比较两种接法，选用进、出口压差大的接法。,LNG潜液泵安全操作要求,三、LNG潜液泵,每次更改流程时，必须首先确认现场阀位是否正确。 LNG卸车时，应保证槽车压力大于等于储槽压力，若槽车增压缓慢，可用泵设备增压，但一定要密切关注槽车压力，切勿超压。卸车完毕后，及时关闭围堰上液相阀门、气相阀门、泵池进液阀门、旁通阀门，开启自增压汽化器液相阀门、自增压汽化器气相阀门，等待汽化器进液管路化霜后，关闭自增压汽化器液相阀门、自增压汽化器气相阀门。当泵不起压时，首先判断泵是否转动，若泵不转，先查找动力电源及变频器问题，若正常，则考虑泵本体机械发生故障。若判断泵转动，则根据泵运行声音正常与
12、否，判断是否为液体原因或是电源因素，若均正常，则考虑泵本体机械发生故障。当泵起压后压力不平稳，起伏波动时，先判断储槽液体是否足够，出口管阻是否发生变化，出口阀门和加气机阀门是否正常开启，若均正常，则先考虑变频器频率是否恒定，最后考虑泵本体机械发生故障。当泵起压后，压力很高但流量很小，则判断出口管阻是否发生变化既出口阀门和加气机阀门是否正常开启。,LNG潜液泵安全操作要求,三、LNG潜液泵,加气时运行频率一般为70HZ80HZ，依据气瓶压力的不同酌情选择，在气瓶压力大于0.8MPa时，建议回气泄压，以确保加气速度及泵在较好工况点下工作。 当泵的转速不为“0”时，请勿二次点动电机。注意泵池最高工作
13、压力（1.76MPa。）,LNG潜液泵安全操作要求,LNG潜液泵特性曲线图,三、LNG潜液泵,离心泵气蚀简单讲就是液体在一定压力下由液态变为气态，是由于在叶轮和泵的进口处形成真空，压力低于该液体的饱和蒸气压而形成的，是最严重的损害泵的一种现象，低温液化气介质的泵更容易发生。（1）保持泵进口有满足泵正常运行的正静压头； （2）泵启动前先进行泵预冷，使其温度达到泵启动的要求； （3）泵池真空绝热指标符合标准规范的要求； （4）泵进口管线绝热良好； （5）进口管设计安装合理，不产生气阻现象。,离心泵气蚀,预防措施,四、加气机,加气机里的流量计目前使用较多的是质量流量计和容积式流量计，前者多为美国艾默
14、生产品，容积式流量计现在为查特公司开发的产品。 容积式流量计更适合加气站间断加气的工况，比较稳定可靠，故障率较低低。中海油深燃能源有限公司使用是美国查特公司在德国生产的文丘里容积流量计。 质量流量计计量精度高，但对气液两相要求严格，断续加气，常出现不能精确计量的情况，有时误差还很大。 加气机的功能还应具备：小票打印、远程数据传输、数据存储等功能。 建议采用单管加气计量。,四、加气机,德国E+H,美国艾默生,系统精度1.0% 没有移动部件，不需维修 芯科技 (打印，流量控制，等等.),液体在流过流量计的时间产生压力降，差压式传感器把这个信号转换成电信号并且计算出流量.,四、加气机,液体计量分流
15、在计量过程中或在泄放管线中的分流是不被允许的。但是，可以设置手动的排空管，打开用于清洗，排空测量系统的液体。比较有效的方法的是，在计量系统的日常操作中，防止所有存在液体流动的通道的可能性。,国际计量学组织,气动阀可能在用户不知情的情况下被打开,加注枪,四、加气机,具有泵保护功能 具有蓝牙功能 适用于低温介质，尤其适用于LNG,四、加气机,系统主要功能 操作员权限分级管理、系统登录双重验证、基本参数管理、公司信息登记、车辆信息登记、新卡发行、用户卡挂失、用户卡解挂、用户卡解黑、用户卡补卡、用户卡解灰、用户卡激活、用户卡充值、优惠管理、充值凭证打印、用户卡注销、用户密码设置、公司信息查询、车辆信息
16、查询、用户卡信息查询、统计、数据导出到、数据整理、数据库手动、自动备份等。,五、空浴式增压器（加热器）,卸车一般有自增压卸车和潜夜泵卸车两种方式，或两种联合卸车，尽量采用联合卸车，这样既可保证卸车速度，又能将槽车的LNG卸完，这就要求卸车增压器容量必须满足工艺要求，有些厂家虚报增压器容量，造成卸车困难，解决方案：不光看标注的容量，更要计算增压器的换热面积。卸车增压器的有效容量建议选择200-300m3/h。建议将卸车增压器、储罐增压器，调压（调饱和）增压器三体合一，这样可以优化管路布置，并节省设备占用的空间和提高设备利用率。在运行过程中会防止和消除气阻现象。,五、空浴式增压器（加热器）,增压器
17、（加热器的形式）,五、空浴式增压器（加热器）,移动式卸车增压器,六、低温管道系统,常规站管道系统,六、低温管道系统,强调必须有两个气相管路（储罐接口），一条为BOG管线，一条为回气管线。 在满足工艺要求的情况下，低温管路尽量做到简化、方便维修，尽可能地减少法兰连接。 尤其注意管道设计布置有利于消除管道冷热应力。 优先满足工艺要求，不刻意追求横平竖直。 储罐根部阀、气动阀推荐采用进口品牌产品。,管道系统布置的基本要求,六、低温管道系统,橇装站管道系统,六、低温管道系统,介质温度-40 -196的阀门称之为低温阀门 低温阀门包括低温球阀、低温闸阀、低温截止阀、低温安全阀、低温止回阀，低温蝶阀，低温
18、针阀，低温节流阀，低温减压阀，低温三通阀，低温四通阀等，主要用于乙烯，液化天然气装置，LNG储罐，LNG接收站、卫星站，空分设备，石油化工尾气分离设备，液氧、液氮、液氩、二氧化碳低温贮槽及槽车等装置上。输出的液态低温介质如乙烯、液氧、液氢、液化天然气、液化石油产品等，不但易燃易爆，而且在升温时要气化，气化时，体积膨胀数百倍。,加气站阀门操作及维护,六、低温管道系统,LNG加气站阀门种类,六、低温管道系统,LNG加气站阀门种类,六、低温管道系统,LNG加气站阀门种类,六、低温管道系统,LNG加气站阀门种类,六、低温管道系统,LNG加气站阀门种类,六、低温管道系统,六、低温管道系统,手动阀门是通过
19、手轮、手柄来操作阀门的，操作人员要注意以下几点： 阀门的开启方向，通常是逆时针表示阀门打开，顺时针表示阀门关闭。因此，开关阀门时要注意方向。 阀门的手柄，手轮大小是根据阀门人力开关设计的。因此，只要手工转动阀门即可实现开关，一般不允许借助杠杆或扳手来开关阀门。为了防止用力过猛，损坏密封面及其他零件! 当关闭式开启闸阀及截止阀至死点时，要回转1/4圈至1/2圈，使螺纹更好密合，以免拧得过紧，损坏阀件。 不能把闸阀、截止阀做节流用，这样容易冲刷阀板及密封面，且引进振动泄漏，损坏阀门。 开启蒸汽阀门时，应缓慢开启，排除管道中的凝结水，防止产生水击现象。损坏阀门及管道。 大口径的闸阀、截止阀和蝶阀，有
20、的设有旁通阀，其作用是平衡阀门两侧压力，减少开启力。因此开启时，应先打开旁通阀，再慢慢开启阀门，关阀时，应先关闭旁通阀，再慢慢关闭主阀门。 某些阀门关闭后，待温度下降后，阀件收缩，密封面出现细微泄漏现象，此时，应待阀门关闭后，再适当紧一次阀门即可。,手动低温阀门操作,六、低温管道系统,其他阀门是借助电动、电磁动、气动和液动等装置来启闭阀门的。靠仪表、电动开关等实现远程控制。因此操作人员应详细了解他动阀门的有关结构特点和工作原理，熟悉操作规程，能独立操作，能在事故状态下进行紧急处理。,其他低温阀门的操作,六、低温管道系统,防止阀门错开、错关、漏开、漏关。操作工要清楚了解每个阀门的作用及在工艺管道
21、中的位置，防止误操作，否则可能造成跑料、混料、憋压等事故。如某炼油装置，在开工前进行蒸汽吹扫，某放空阀吹扫后漏关，结果，开工时，370的高温油浆从放空阀排出，造成大火，引进装置停工。低温在0以下的季节，对停用的阀门，要主要防冻，及时打开阀底丝堵，排出里面的凝积水。对不能排除的和间断工作的阀门要采取保暖措施。 阀门泄漏时，应先判明泄漏部位及原因，一般情况下分内泄漏和外泄漏两种，外部渗漏按其外部结构分为填料处泄漏和阀盖、阀体渗漏以及密封面或衬里材料渗漏，操作人员应准确判断，自己能解决的要及时处理，不能解决的要维修工及时处理。 阀门填料压盖不宜压得过紧，以阀杆能灵活转动为宜，压得太紧，会增大阀杆摩擦
22、力，增大操作扭矩等。阀门工作时，一般情况下不能随便带压更换或添加盘根，否则，导致介质泄漏引起危险。,低温阀门操作注意事项,六、低温管道系统,阀杆部位不容许加润滑油； 检修阀门时注意防止水汽进入阀门或管道； 注意阀门密封件的材质和质量； 拆卸阀门时尤其注意排尽液体。,低温阀门维护保养注意事项,六、低温管道系统,徐州LNG加气站事故 2011年2月8日晚19时07分，江苏徐州市二环西路北首沈场立交桥西南侧的加气站储气罐发生泄露引发大火。徐州消防支队先后出动15辆消防车、80余名官兵赶往现场处置火情。8日晚19时50分，20余米高的火势被成功控制。 分析认为：是管道系统泄漏所引起的火灾。,事故案例,
23、六、低温管道系统,事故案例,六、低温管道系统,事故案例,七、仪表风系统,七、仪表风系统,阿特拉斯 英格索兰,阿特拉斯品牌,七、仪表风系统,仪表风系统运行注意的事项 1、定期进行排水、排油污（压缩机和气动阀处）； 2、防止电机缺相运行； 3、注意空压机的通风冷却。,八、安全防火设施及附件,11.4.1 加气站、加油加气合建站应设置可燃气体检测报警系统。 11.4.2 加气站、加油加气合建站内设置有LPG设备、LNG设备的场所和设置有CNG设备（包括罐、瓶、泵、压缩机等）的房间内、罩棚下，应设置可燃气体检测器。,GB50156-2012相关规定,11.4.4 LPG储罐和LNG储罐应设置液位上限、
24、下限报警装置和压力上限报警装置。,八、安全防火设施及附件,10.1.1 加油加气站工艺设备应配置灭火器材，并应符合下列规定： 1 每2台加气机应配置不少于2具4kg手提式干粉灭火器，加气机不足2台应按2台配置。 2 每2台加油机应配置不少于2具4kg手提式干粉灭火器，或1具4kg手提式干粉灭火器和1具6L泡沫灭火器。加油机不足2台应按2台配置。 3 地上LPG储罐、地上LNG储罐、地下和半地下LNG储罐、CNG储气设施，应配置2台不小于35kg推车式干粉灭火器。当两种介质储罐之间的距离超过15m时，应分别配置。,GB50156-2012相关规定,八、安全防火设施及附件,11.5.1 加油加气站应设置紧急切断系统，该系统应能在事故状态下迅速切断加油泵、LPG泵、LNG泵、LPG压缩机、CNG压缩机的电源和关闭重要的LPG、CNG、LNG管道阀门。紧急切断系统应具有失效保护功能。,GB50156-2012相关规定,Thank You !,
