LNG气化站工艺设计与运行管理

段小伟 陈路强

摘  要：随着环境污染问题的不断严重，世界各国都开始对新型清洁能源进行研发和使用，液化天然气（LNG）作为一种具有很强环保性能的新型能源受到了很多国家的重点关注。但是我国还有很多地区没有实现天然气管道的建设工作，需要通过LNG气化站的建设满足这些区域的天然气需求。需要通过对工艺设计和运行管理的不断完善，为人们提供液化天然气能源的供给。

关键词：工艺设计;LNG气化站;运行管理

虽然天然气的管道建设已经覆盖了我国很多的城市，但是还是存在很多地区没有天然气的传输管道，为了满足这些城市的天然气使用需求，我们建设了LHG气化站，实现这些地区的天然气供给。LNG气化站具有很多优势，主要有运输比较简单、环保性能较高、可以实现高能量密度等等。本文通过已有的理论知识基础结合我国的LNG气化站实际情况进行研究分析，提出一些改进措施，希望可以为LNG气化站今后的发展提供帮助。

1 LNG气化站工艺

LNG气化站主要包括低温储罐、卸车台、气化系统及调压、增压系统、计量以及加臭系统。LNG一般情况下由低温槽车来完成运输，槽车通过卸车增压器进行增压，在压差作用下，通过卸车台的管道进入站内的低温储罐。低温储罐通过储罐增压器使储罐压力达到一定值，罐内LNG通过出液管道进入气化器，LNG经过气化器气化后变成气态，然后通过调压、计量和加臭后输送城市中压燃气管道。

2 LNG气化站的工艺设计优化措施

2.1 气化站整体设计

气化站作为一项需要进行施工作业的工程建设项目，整体设计是一个非常复杂的系统，设计到了很多方面的设计工作。为了保证气化站可以正常进行运行使用，需要进行相应的建筑设计工作、排水设计工作、其他配套设施的设计工作、消防安全设计工作等等。将设计的每个工作运行系统整体进行规划设计，避免出现系统之间的互相影响。在进行相应设备和材料的采购时，不但要考虑工程的经济效益，还要进行严格的质量把控，才能保证设计方案的科学合理性。在整个LNG气化站的设计完成以后，需要整体进行考虑。进行相应的改善和调整，保证质量和经济效益都可以达到设计的需求。

2.2 储罐设计优化

LNG储罐按结构形式可分为地下储罐、地上金属储罐和金属/预应力混凝土储罐3类。

（1）在进行储罐的设计工作时，首先要考虑储罐的材料质量。LNG气化站在建设完成后投入使用之前需要进行预冷处理工作，储罐需要在超低温的情况进行运行，所以储罐材料的选择必须要耐低温，这是保证储罐质量的重要标准。在符合其他运行要求后，需要对储罐的耐温性进行合理考虑，要保证这种材料可以长时间在低温的条件下正常运行，否则可能导致运行的事故。（2）绝热层设计。a.高真空多层缠绕式绝热层。多用于LNG槽车和罐式集装箱车。b.正压堆积绝热层。这种绝热方式是将绝热材料堆积在内外罐之间的夹层中，夹层通氮气，通常绝热层较厚。广泛应用于大中型LNG储罐和储槽，例如立式金属LNG子母储罐。c.真空粉末绝热层。常用的单罐公称容积为一百立方米和五十立方米的圆筒形双金属LNG储罐通常采用这种绝热方式。（3）容量设计。在进行LNG气化站的容量设计时，首先需要对建设气化站区域的实际液化天然气的需求量进行调查，不但需要保证该区域液化气使用者现阶段的需求，还要保证在意外情况和天然气需求发生一定增长时，可以满足用户的需求。

2.3 BOG缓冲罐

对于调峰型LNG气化站，为了回收非调峰期接卸槽车的余气和储罐中的BOG，或对于天然气混气站为了均匀混气，常在BOG加热器的出口增设BOG缓冲罐，其容量按回收槽车余气量设置。

2.4 气化系统设计优化

为了保证天然气的正常使用，需要为天然气的运行系统提供一定的压力。自动增压器在设计时需要让其利用自身的压力调节系统，储罐内LNG利用液位差流入自增压气化器，在自增压气化器中液态LNG经过与空气换热气化成气态天然气，然后气态天然气流入储罐，将罐内压力升至设定工作压力。

2.5 设计材料的优化

设计材料作为保证整个LNG气化站建设质量的关键，不但对气化站的质量起到了决定性的作用，还对气化站的美观性有着非常大的影响。在进行气化站的设计时，需要根据气化站的实际地理环境进行规划设计。在进行材料的采购时，需要将采购材料的严格检验才能投入使用。通过整体的合理规划，在追求最大的经济效益的同时，保证能源损耗的最小化。

3 LNG气站的运行管理

3.1 安全运行基本

天然气作为一种能源，如果出现管理失误很容易发生事故，造成严重的经济损失，需要我们对安全管理进行严格重视。液化天然气作为一种对环境因素要求比较高的能源，在运送中必须严格按照国家规定进行温度的控制工作，才能保证液化天然气运输的安全性。如果出现天然气的泄露现象，任何一点细小的火星就能导致整个LNG气化站的爆炸，造成巨大的生命财产损失，所以在施工作业和后续运行过程中都严禁出现易燃易爆物质。为了保证整个LNG气化站的安全运行，首先需要保证天然气不会出现泄漏的现象。消防设施是每个LNG气化站的必须设备，需要进行定期的检查，在需要的时候可以第一时间投入使用。为了保证工作人员的工作安全和设备安全，需要进行超压排放工作。

3.2 运行安全和监控

在天然气储存运输过程中，为了保证天然气的正常使用和运行，需要进行低温处理工作，但是这种低温会造成天然气的蒸發，这种蒸发会引起储罐的压力不断上升，需要我们及时进行泄压处理，通过对罐内压力的实时监控，将罐内的压力始终控制在合适的范围内。不同种类的LNG进行分开存放，可以有效避免以上现象。

3.3 气化站的消防

气化站系统的消防安全设计原则是：尽量把气源切断，控制泄露;对储罐及临近储罐的设备进行冷却保护，避免设备超压造成更大的灾害。

3.4 工艺系统预冷

在LNG气化站竣工后正式投运前，应使用液氮对低温系统中的设备和工艺管道进行干燥、预冷、惰化和钝化。预冷时利用液氮槽车阀门的开启度来控制管道或设备的冷却速率≤1℃/min。管道或设备温度每降低20℃，停止预冷，检查系统气密性和管道与设备的位移。预冷结束后用LNG储罐内残留的液氮气化后吹扫、置换常温设备及管道，最后用LNG将储罐中的液氮置换出来，就可正式充装LNG进行供气。

4 结论

为了满足一些缺少天然气运输设施的城市对于天然气的使用需求，我们建设了很多LNG气化站对这些地区进行天然气的供给。虽然我国的LNG气化站已经有了一段时间的发展和应用，但是还没有形成成熟的发展体系，呈现出一种摸索型的发展模式。根据对我国的LNG气化站实际调研发现，很多气化站没有完善的工艺设计和运行管理模式，大部分都存在很多漏洞，需要我们不断进行完善和改进，才能形成成熟的发展体系，为人们生活提供能源供给。

参考文献

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