1、,LNG气化站设计,中国石油和化学工业协会 培训中心,LNG气化站项目内容LNG气化站包括卸车、LNG储存、加压、气化、调压计量、加臭等及配套的公用设施。,建设规模 年平均日供气： Nm/d。 最大小时供气量： Nm/h。 储存规模： 采用LNG罐型，储存周期天数。 卸车能力： 设几个卸车柱。,中国石油和化学工业协会培训中心,设计原则 （1）在城市总体规划的指导下，结合发展，统筹兼顾，合理安排。 （2）贯彻节能方针，从当地能源的条件出发，做好能源的综合合理利用，提高效率，力争取得较好的经济效益，社会效益。（3）坚持科学态度，积极采用新工艺、新技术、新材料、新设备，既要体现技术先进、经济合理又要
2、安全可靠。遵循的主要规范、规定和标准 GB50016-2006 建筑设计防火规范 GB50028-2006 城镇燃气设计规范,中国石油和化学工业协会培训中心,LNG气化站 1、生产设施 1）罐区： LNG罐区； 空温式储罐增压器； LNG泵。 空温式EAG加热器； 空温式液氮气化器及氮气储罐；,中国石油和化学工业协会培训中心,2）工艺装置区： 空温式LNG气化器； 空温式BOG加热器； 液氮贮罐 卸车自增压器； 计量、加臭装置：a.主调压系统；b.辅助调压系统； c.计量加臭装置等。 3）放空管。,中国石油和化学工业协会培训中心,2、生产辅助区 1）综合楼及生产辅助用房（含变配电室、 柴油发电
3、机房、消防泵房、中央控制室等）； 2）门卫、传达室； 3）无基坑电子汽车衡（80t）； 4）回车场； 5）消防水池。,中国石油和化学工业协会培训中心,LNG气化系统工艺设计参数 （1）设计压力 LNG储罐设计压力 MPa LNG 加压泵前设计压力 MPa LNG 加压泵后设计压力 MPa NG系统设计压力 MPa BOG系统设计压力 MPa EAG系统设计压力 MPa 气化器设计压力 MPa NG、BOG加热器设计压力 MPa 液氮储罐设计压力 MPa 氮气缓冲罐设计压力 MPa 站外输配管道设计压力 MPa BOG输出管道设计压力 MPa,中国石油和化学工业协会培训中心,（2）工作压力 LN
4、G槽车卸车压力 MPa LNG储罐最高工作压力 MPa LNG 加压泵前最高工作压力 MPa LNG 加压泵后最高工作压力 MPa BOG系统最高工作压力 MPa EAG系统最高工作压力 MPa 气化器最高工作压力 MPa NG系统最高工作压力 MPa 液氮储罐最高工作压力 MPa 氮气缓冲罐最高工作压力 MPa LNG储罐氮封系统工作压力 kPa,微软用户1是否按泵工作压力2.55加上罐压力0.6和罐附家压力0.11,中国石油和化学工业协会培训中心,（3）设计温度 LNG系统设计温度 -196 LNG空温式气化器后设计温度 -10+60 氮气系统： 常温。 液氮系统设计温度 -196,中国石
5、油和化学工业协会培训中心,LNG气化系统工艺流程 卸车过程由液化天然气（LNG）槽车或集装箱罐车运送来的液化天然气，经站区专用罐车增压系统升压，通过压差通过卸车口将车内的液体送进LNG储罐储存备用。 气化过程储罐内的LNG利用LNG增压器升压，将罐内LNG压力升至所需的工作压力，将液态LNG送至气化器进行气化，然后通过天然气计量加臭装置、计量后，经输配管道至用户。,中国石油和化学工业协会培训中心,用完液体的贮罐通过BOG放空系统将气体排放至空温式BOG加热器加热，经调压至0.2MPa，进入到输配管道至燃气用户。 LNG储罐区设有空温式储罐增压器和LNG泵，可以进行LNG装车工作。 LNG储罐的
6、进出液总管上设有连通管，既可用于LNG储罐间的倒罐和装车，又可对LNG液相管进行冷循环，保持管道处于低温状态。 站内设有紧急放空系统（EAG），LNG储罐和管道上的安全排放和放散管汇集到EAG总管，经空温式EAG加热器后，至放散塔（总管）排放。 站内设置的液氮贮罐除作为LNG储罐的绝热氮封用气，还为气动阀门提供气源。,中国石油和化学工业协会培训中心,LNG气化方案与气化器选择LNG气化方案比较 根据使用热源的不同，气化方法可分为两大类： 使用自然热源如：空气、海水； 使用人工热源如：燃气、电、蒸汽、热水； 使用自然热源的气化器的体积都很大，需要大量的热流体，虽然投资较大，但运行、操作成本低。但
7、也由于其体积过大或因冬季热交换管结冰不能运行，所以大型气化站很少用空气做热源。沿海地区可用海水作为热源。 使用人工热源的气化器结构紧凑，投资较低，但操作成本较高。常用气化器有浸没燃烧式、空温式、水浴式等几种形式。,中国石油和化学工业协会培训中心,a.浸没燃烧式气化器 浸没燃烧式采用直接燃烧天然气，燃烧尾气加热LNG，这种气化器效率高、气化量大，上海浦东备用站的气化器就是这种浸没燃烧式。 b.水浴式气化器 水浴式气化器使用热水加热LNG，热媒可以是热水、蒸汽或电，它不受季节室外环境温度的影响，气化器结构紧凑，占地面积小但投资、运行操作成本较高。,中国石油和化学工业协会培训中心,c.空温式气化器在
8、城市LNG气化站中的气化器大多为空温式和水浴式。空温式气化器又分为强制通风和自然通风两种，强制通风因换热面积较小，可减少结霜、延长除霜的切换时间，但因设备外面有风罩，不能手工除霜，并且因使用风扇要消耗电能，运行费用较自然通风要贵一些。空温式气化器利用自然能源，减少能耗，操作简单，我国的LNG气化站多采用自然通风的空温式气化器。空温式气化器由于体积过大或因冬季热交换管结冰不能运行，只适用于气化量较小，气温比较高的地方。空温式气化器的连续工作时间一般为68h，如若超过8h，则出气温度会降低，长时间使用，会导致气化效率降低，需要另外备用一套切换使用。,中国石油和化学工业协会培训中心,（1）空温式气化
9、器 气化器介质进口温度一般为162145，出口气体温度不低于环境温度10。 设计压力： MPa 工作压力： MPa 设计温度： -19660 工作温度： -16250 安装方式： 立式 材 料： LF21,中国石油和化学工业协会培训中心,（2）贮罐增压器 设计压力： 1.6MPa 最大工作压力：0.6MPa 设计进口温度/运行进口温度：-196/-162 设计出口温度/运行出口温度：-196/-145 安装方式：立式 材 料：LF21（3）卸车增压器设计压力： 1.6 MPa最大工作压力：0.7 MPa设计进口温度/运行进口温度：-196/-162设计出口温度/运行出口温度：-196/-145
10、安装方式：卧式材 料：LF21,材 料：LF21,中国石油和化学工业协会培训中心,（4）空温式EAG复热器 EAG空温式复热器加热能力按LNG贮罐的最大安全放散量进行计算进复热器气体温度162145，出复热器气体温度不低于环境温度-5。 设计压力： MPa 最大工作压力： MPa 设计温度：196+50 工作温度：进口温度：145 出口温度：环境温度5,中国石油和化学工业协会培训中心,（5）BOG复热器 由于站内BOG发生量最大的为槽车卸车，BOG空温式复热器的设计能力槽车卸车进行计算，槽车卸车时间按2.5h计算，空温式复热器进口气体温度-162-145，空温式复热器出口气体温度不低于环境温度
11、-5。 设计压力：2.5 MPa 最大工作压力：0.7MPa 设计温度：-162 工作温度：进口温度：162145 出口温度：-5 安装方式：立式,中国石油和化学工业协会培训中心,LNG离心泵 低温泵有两种形式，一种是装在储罐内的潜液泵，这种泵浸泡在LNG中，一直处于低温状态，优点是没有气化损失，操作简单，缺点是需要在储罐中设置泵井，投资较大，检修费事。另一种是安装在储罐外的低温泵，这种泵每次开启时需要预冷，预冷时气化损失较大，但检修方便。,中国石油和化学工业协会培训中心,其余工艺设备 （1）液氮储罐 （2）空温式液氮气化器 （3）氮气缓冲罐 工艺管道及设备布置 装置布置的一般要求 低温管道
12、由于LNG管道深冷特点，在管道材料选择、低温阀门结构及其安装、保冷和管托设计方面都有其特殊性。 对于低温管道，考虑操作温度-160。既要保证材料良好的焊接性能，又要保证低温下足够的强度及韧性所以选用不锈钢06Cr19Ni10。 低温保冷管托的保冷材料符合管道的保冷要求，保冷厚度与管道的保冷厚度一致。,中国石油和化学工业协会培训中心,工艺管线设计 低温管线 设计温度为-196，设计压力分别为：3.5、1.6MPa。 1）管道 材质为奥氏体不锈钢，符合流体输送用不锈钢无缝钢管GB/T14976-2012。 2）管件 材质为奥氏体不锈钢，符合GB/T12459-2005标准的对焊无缝管件。 3）法兰
13、 材质为奥氏体不锈钢，钢号为06Cr19Ni10，符合HG/T20592-2009标准的公制凸面带颈对焊钢制法兰；与法兰相应的紧固件采用专用级螺柱、螺母（06Cr19Ni10），应经过冷加工硬化。 4）密封垫片 采用C型不锈钢金属缠绕垫片，金属材料为06Cr19Ni10，非金属材料为PTFE。,中国石油和化学工业协会培训中心,5）阀门 采用专用低温阀门，应满足输送LNG压力、流量要求，且具备耐低温性能（-196）。主要包括：专用长轴截止阀、短轴截止阀、安全阀、止回阀、球阀、调节阀、紧急切断阀等。 管道阀门选用按照API标准制造的专用液化天然气用不锈钢阀门，钢号为06Cr19Ni10，保温管段采
14、用长轴式，不保温管段采用短轴式。阀门与管道间的连接可采用焊接型式连接（DN40及以下为承插焊，DN50及以上为对接焊或法兰连接型式）。,中国石油和化学工业协会培训中心, 放空系统设计 放空系统包括低温放散系统和常温放散系统，主要由各手动放空支管、安全阀出口支管、汇集管、EAG加热器、阻火器等组成。 低温放散系统：须经EAG加热器加热放空的低温天然气，主要包括卸车台区、低温液相管、进主气化器前放空的低温天然气。 常温放散系统：出主气化器出口的常温天然气集中到常温天然气放空总管，无需通过EAG加热器，直接接到汇集管上高点排放。 （2）管道支吊架设计 配管设计不仅要满足站内LNG卸车、增压、气化、计
15、量的工艺要求，还要考虑设备、管道及其组成件的受力情况。避免管系在运行过程中由管道内压及外荷载造成的一次应力及管道受阻变形的二次应力对管系造成破坏，以保证站内LNG管系的安全运行。根据工艺需要，管道支架分固定支架和导向滑动支架两种。 常温管道: 设计温度为-1950，设计压力分别为：4.0、1.6MPa。,中国石油和化学工业协会培训中心,总图设计依据 （1）建筑设计防火规范GB50016-2006 （2）城镇燃气设计规范GB50028-2006 （3）工业企业总平面设计规范GB50187-2012 （4）相关专业的设计条件。 总图布置 本站属于易燃易爆性生产场所。整个厂区功能分区明确，分为生产区
16、和生产辅助区，生产区包含LNG储罐区、气化工艺装置区、放散管、汽车衡和门卫；辅助区包含综合辅助用房、消防水池。整个厂区采用非燃烧实体围墙隔离，高度2.2m；为防止储罐发生事故时范围扩大，根据规范要求，罐区四周设围堰，围堰高约1.5m，同时围堰内设有集液池，便于排除积水及积液。,中国石油和化学工业协会培训中心,给排水设计规范与标准 （1）建筑给水排水设计规范 GB50015-2003（2009年版）； （2）室外排水设计规范 GB50014-2006； （3）室外给水设计规范 GB50013-2006。 设计范围 生活给水系统、生活污水系统、雨水系统、消防给水系统、高倍数泡沫灭火系统及灭火器配置
17、等。 外部条件 生活给水系统 生活污水系统 雨水系统,中国石油和化学工业协会培训中心,消防系统 设计规范与标准 （1）建筑设计防火规范 GB50016-2006； （2）建筑灭火器配置设计规范 GB500140-2005； （3）石油天然气工程设计防火规范 GB50183-2004； （4）泡沫灭火系统设计规范 GB50151-2010； （5）城镇燃气设计规范 GB50028-2006。 消防水源 _ 消防水量_消防泵房 消防水池 （1）消防水池有两条补水管；（2）应从环状管网的不同管断取水。 消防管网_消防水管网以环状布置高倍数泡沫灭火系统灭火器配置,中国石油和化学工业协会培训中心,电气
18、设计依据、范围、电源情况、负荷等级和备用电源运行方式 设计范围 包括站内建构筑物电力，照明，防雷，接地及其相关的供配电系统，柴油发电机组和总平面图的设计，设备选择。 供电系统 消防设备、工艺设备用电负荷等级为二级负荷。 防爆等级及防雷接地措施 （1）站内罐区，工艺装置区，卸车点，放散管等为“2区”爆炸危险环境。 （2）站内防雷接地设计符合国标建筑物防雷设计规范及工业与民用电力装置的接地设计规范,中国石油和化学工业协会培训中心,自控仪表 自控系统设计范围包括：一个以PLC为主构成的站控系统，以及切合工艺要求的高精度仪表。该站控系统采用就地控制和控制室控制相结合的原则，重要工艺参数的显示、控制、报
19、警、逻辑连锁保护控制均由PLC系统完成。当生产装置出现紧急情况时，站控系统发出连锁保护信号，对现场设备进行安全保护；另还配备防侵入系统及视频监控系统，对全场站进行生产安防监控。 设计依据的规范 （1）城镇燃气设计规范GB50028-2006 （2）爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB50058-92 （3）石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范 GB504932009,中国石油和化学工业协会培训中心,现场仪表 （1）站内主要仪表检测点的设置 LNG储罐的压力、液位、储罐及夹层温度检测。 LNG罐进出口及气化器进口紧急切断阀的气路控制，阀门开关状态。 LNG储罐增压器及减压器阀门开关状
20、态。 LNG低温离心泵轴承温度等状态及联锁控制。 卸车管LNG进管压力检测。 空温式气化器组出口压力及温度报警及联锁。 出站计量、加臭。 电子汽车衡收费系统。,中国石油和化学工业协会培训中心,对于关键参数采用联锁控制，主要联锁控制如下： A.储罐进出口控制阀（气动紧急切断阀门）的开启或关闭由PLC控制 BLNG储罐自增压器与出口管路压力联锁。 C. LNG储罐自减压器与储罐压力液位联锁。 D.气化器出口温度联锁控制气化器进口气动阀，并在控制室声光报警。场站控制系统(DCS集散式控制系统) ESD联锁停车系统 FGS火气系统 CCTV监控系统,中国石油和化学工业协会培训中心,土建工程 建筑 设计依据 （1）建筑设计防火规范 GB50016-2006 （2）民用建筑设计通则 GB50352-2005 （3）城镇燃气设计规范 GB50028-2006 建筑设计使用年限均为50年，建筑耐火等级均为一，二级。 结构-建筑物结构形式-钢筋混凝土框架结构 设计依据 建筑结构荷载规范 GB50009-2012 建筑工程抗震设防分类标准 GB50203-2008 建筑抗震设计规范 GB50011-2010 构筑物抗震设计规范 GB50191-2012,中国石油和化学工业协会培训中心,
