液化天然气(LNG)卫星站设备选型分析

苏 圣 钧

（中国寰球工程公司辽宁分公司， 辽宁 抚顺 113006）

液化天然气(LNG)卫星站设备选型分析

苏 圣 钧

（中国寰球工程公司辽宁分公司， 辽宁 抚顺 113006）

LNG卫星站主要作用为储存、气化液化天然气，并将气化后的气态天然气输送给下游用户。简单介绍了LNG卫星站主要系统组成及其工作原理，对卫星站主要设备LNG槽车、LNG储罐、空温气化器和水浴加热器进行了选型分析，最后通过实例进行验证选型。

液化天然气；能源；设备；工艺流程

实现中国新能源供应优质化与多元化的重要资源是天然气。随着中国经济的快速发展，天然气国内需求量越来越大，然而在对天然气的不断研究进程中发现，液化天然气是优化我国能源结构、改善环境和提高能效的更有力措施。由于气态天然气受到体积大，管网铺设费用高的局限，目前，LNG(液化天然气)已成为天然气管网未覆盖区域的主要气源或过渡气源,同时可以作为管输天然气供气城市的补充气源或调峰气源[1,2]。

1 LNG卫星站工艺流程简介

下游天然气使用时主要采用的方式是LNG卫星站，它是由LNG储罐、卸车台、气化系统、增压系统、及调压、计量和加臭系统构成，其主要作用为储存、气化和输送。LNG通过低温槽车由LNG接收站或天然气液化厂运送到LNG卫星站，在进入站内低温LNG储罐之前，应先对槽罐进行增压作业，通过压差原理， LNG通过槽车出液管进入储罐。

低温 LNG储罐经储罐增压器增压产生压差，LNG经压差作用后通过出液管进入空温汽化器气化为气态天然气。当气化后的天然气温度未达到指定温度时，可经过水浴气化器进行加热至10 ℃附近，在最终输送至用户天然气管网之前还需进行计量、调压和加臭。LNG卫星站工艺流程图如图1所示。

图1 LNG卫星站工艺流程图Fig.1 Process flow diagram of LNG satellite station

2 LNG卫星站设备选型分析

2.1 LNG槽车

LNG运输通常有三种方式：水路、公路和铁路。由于目前国内铁路运输及水路运输发展缓慢，因此公路运输则成为当前和未来最主要的LNG运输方式。LNG公路运输方式有两种：槽车和集装箱式运输车，目前LNG运输主要采用单纯的公路运输，所以，LNG槽车是目前公路运输的主要工具。而我国LNG槽车保有量大约在2 000至3 000台左右，槽车的充装量也由最早的27 m3增大到现在的55.6 m3[3,4]。

2.2 LNG储罐

根据其结构设计，LNG储罐可分为三大类，其中有地下储罐、地上金属储罐与金属/预应力混凝土储罐，其中常见的地上LNG储罐又可分为金属单罐与金属子母罐两类储罐。立式双层金属单罐是城市LNG卫星站中比较常见的, 一般可以选用多台储罐集中存储的方式来满足总存储量低于1 000 m3的存储要求。距今为止真空罐单罐容量体积在国内一般分为50和100 m3,最大可以做到150 m3，在LNG卫星站中通常都选用100 m3储罐[5]。

储罐容量的规划原则为：一、需储存3天高峰月平均日用气量；二、储罐储存量的80%满足当地4～6日均用气量。同时，对供气点数量要求不少于2个，以及考虑气源运输所需要的周期、对气源厂检修时间的长短、用户用气波动情况等因素以便能做到任何情况下都可以对用户正常供气[7-9]。

2.3 空温气化器和水浴加热器

气化器作为LNG卫星站的主要设备之一，其作用是将LNG气化为规定温度下的气态天然气。一般情况下可按照高峰期小时用气量是 1.3～1.5倍来了解其气化的能力。一般把设备按照 2～ 4台定为一组，在设计上通常多是配置2～ 3组，相互切换使用。夏季切换周期一般为6 h/次，而冬季由于温度较低，一般选择4 h/次。

在冬季，尤其在东北地区，通常气温较低，当气态天然气到达空温式气化器出口时温度自然较低，一般达不到要求的5 ℃，可将气化后未达到温度要求的天然气经水浴式加热器进一步加热。一般可按照1. 3～ 1. 5倍的高峰小时用气量来确定其加热能力[10]。

2.4 调压、计量和加臭

经过气化后的液化天然气进入调压、计量和加臭系统。天然气在经过气化后的气体压力一般情况下为0.6 MPa，经过调压后调至为0.2～0.4 MPa。调压装置可由LNG卫星站的规模来确定。通常可将调压装置设定为两路：一、自力式调压器，自力式调压器带有指挥器，当压力超过规定压力时可自行切断；二、采用涡轮流量计进行计量。加臭剂可选择四氢噻吩，将其注入燃气管道中可根据流量信号利用隔膜式计量泵为动力的方法来完成[11]。

3 算例分析

根据以上选型标准，本文针对某地区做出粗略规划，该地区人口数为32万人，按12万户计算，并且根据所掌握参考文献中数据显示每户每年用气量约为150 m3。

（此处选择5 d做为储罐储存量的80%满足当地用气量，即系数为5）

经计算得储罐容积约为514 m3，可选择6个100 m3金属单罐，以此来做为该地区5～6 d用气量。对于空温气化器和水浴加热器需了解该地区高峰小时用气量方可确定气化加热能力，粗略估算可选择 8台3 000 m3/h的空温气化器作为选择方案。

4 结束语

LNG工业链在我国的发展正处于初期阶段，LNG卫星站更是刚刚起步，但凭借着其建设周期短、机动灵活、投资少、效果显著，尤其是其可通过槽车运输的方式来带动天然气管网未覆盖到的城市区域发展的优势，将其推向LNG工业链中不可替代的位置。而优化设计LNG卫星站内各个设备及合理选择型号将使LNG 卫星站的功效最大化。

［1］金光, 李亚军. LNG接收站蒸发气体处理工艺[J]. 低温工程, 2011(1)∶52-56.

［2］李娜, 刘坤, 路平． 浅谈我国LNG卫星站的发展[J]. 化学工程与装备, 2011, (1)∶ 159-160.

［3］张殿星．液化天然气（LNG）气化站设计优化[J]. 科技资讯，2010, 16∶ 23-24.

［4］高洁, 刘宏伟, 王浩铭．液化天然气运输车[J]. 技术与产品, 2012(2)∶72-74.

［5］赵懋林．LNG卫星站供气规模及其经济性研究[D]. 北京∶北京建筑工程学院, 2008.

［6］杨红松, 周杨．2010～2014年我国危化品罐车市场及政策导向研究[J]. 专用汽车, 2015 (4)：53-56.

［7］杨义, 李伟, 孙慧．LNG卫星站规划浅析[J]. 石油规划设计, 2010, 21(5) ∶ 17-19.

［8］梁瑜, 李俊, 赵海亮．作为过渡气源的液化石油气瓶组气[J]. 煤气与热力, 2008,28(11).

［9］徐建普．LNG卫星站的建设研究[D]. 抚顺∶ 辽宁石油化工大学, 2011.

［10］ 郑依秋．中小型LNG气化站供气技术[J]. 煤气与热力, 2007, 27(6)∶12-17.

［11］吴创明．LNG气化站工艺设计与运行管理[J]. 煤气与热力, 2006, 26(4)∶ 1-7.

Analysis on Type Selection of Equipments for Satellite Stations of Liquefied Natural Gas

SU Sheng-jun
（HQC Liaoning Company, Liaoning Fushun 113006, China）

The main role of LNG satellite station is storage, gasification and liquefaction of natural gas, and transports natural gas to downstream users. In this paper, the composition and working principle of the main system in LNG satellite station were introduced; type selection of LNG tanker, LNG storage tanks, air temperature vaporizer and the water bath heater was analyzed. At last, the rationality of type selection was verified by an example.

Liquefied natural gas; Energy; Equipment; Process

TE 8

A

1671-0460（2015）09-2199-02

2015-07-15

苏圣钧（1981-）, 男，辽宁抚顺人，工程师，2004年毕业于辽宁石油化工大学，研究方向：天然气综合利用技术。E-mail：419406100@qq.com。