LNG接收站电气系统的设计

易吉梅(海洋石油工程股份有限公司，天津 300461)

0 引言

近年来，中国的能源产业取得了巨大的成就，并且实现了跨越式发展，能源产业结构也日趋合理。作为能源产业的重要组成部分，液化天然气(liquefied natural gas, LNG)作为一种清洁、高效、多用途的清洁能源，其产业也得到了快速发展。公司积极响应国家号召，大力发展LNG领域的市场，陆续承接了多个大型LNG接收站及储罐的EPC总包项目，并从中不断进行总结。下面，本文就以某项目的电气系统设计为例，从供电电源、电气负荷分类、电气设备的防爆及防护等级等几个方面简述了LNG接收站电气系统的设计，为后续类似项目提供了有益借鉴。

1 供电电源

LNG接收站作为重要的设备，为了确保供电的可靠性，一般采取双电源供电，双电源供电一般特指两回电源来自不同的变电站(或配电所)，这样就不会出现两回电源同时失压的情况。以某项目为例，采用35 kV双回路供电，由两个不同的变电所分别引出两条35 kV线路，接至装置主变电站35 kV配电室，通过两台35 kV/6.3 kV 20 000 kVA主变压器向整个接收站供电，同时项目设置一台出口电压6 kV，容量为1 200 kW的事故发电机组，在外部电源发生故障时为特别重要负荷提供应急备用电源。另采用不间断电源装置(UPS)、EPS和直流电源装置等供电，以保证其供电可靠性。

2 电气系统组成

以某项目为例，根据接收站区域配电需求，主要包括主变电站、工艺变电所、码头变电所以及厂前区变电所。主变电站35 kV系统由35 kV中压开关柜、220 V直流屏、微机综保系统等组成；6 kV系统由6 kV中压开关柜、6 kV功率因素补偿装置、220 V直流屏、微机综保系统等构成，供全厂所有6 kV用电负荷用电。并为所内380/220 V低压系统供电、为码头区2个变电所提供6 kV电源各两路，为厂前区变电所提供6 kV电源两路。事故电源引自高压应急发电机组，组成6 kV事故母线段，在6 kV事故母线段出线设置1 000 kVA变压器，为装置变电所内380/220 V低压系统应急母线段供电。

工艺变电所380/220 V低压系统由两台6/0.4 kV 2 500 kVA变压器、低压开关柜及低压功率因数补偿装置组成，为全厂(除码头、厂前区、公用工程区外)所有低压负荷供电。

码头区所有用电负荷由码头1#变电所和码头2#变电所提供。码头区电源引自后方罐区工艺变电所6 kV专用电源线路。

厂前区变电所由2台6/0.4 kV 800 kVA变压器、380/220 V低压开关柜及低压功率因数补偿装置组成，为厂前区低压用电负荷供电。

3 电气负荷分类

LNG工程工艺装置生产过程连续性强，自动化水平较高，且LNG及NG为易燃易爆物质，突然中断供电可能造成重大或较大经济损失，依据GB 50052—2009对负荷分级的规定，本期工程用电设备大部分为一、二级用电负荷，部分为一级负荷中的特别重要用电负荷(主要包括应急照明，开关柜的控制电源，消防，重要的通讯、仪控系统等等)，非生产区负荷或维修负荷为三级负荷。具体负荷等级划分情况如表1所示。

表1 负荷等级划分表

4 电气设备的防爆及防护等级

4.1 爆炸危险区域划分

LNG项目原料输入为液化天然气，为气态爆炸性混合物，属于IIA级，温度组别为T3。

由于天然气具有易燃易爆的特性，根据GB 50058—2014的规定来划分爆炸危险区域。LNG储罐及输送LNG的泵、管线的周围一定范围内为爆炸危险区域1区及2区。其中LNG槽车注送口，以距密闭式注送口法兰外边缘为1.5 m以内的空间划分为1区[2]。

4.2 电气设备的防爆及防护等级

电气设备的防爆等级应根据爆炸危险区域的分区、电气设备种类和防爆结构的要求进行选择。选用的防爆电气设备的级别和组别应不低于爆炸性气体环境内爆炸性气体混合物的级别和组别[3]。电气设备防护等级根据GB/T 4208来确定。在工艺装置区内的电气设备建议为隔爆或增安类型，防护等级不低于IP65；爆炸环境1区的电气设备建议为隔爆型，防护等级不低于IP65；爆炸环境2区的电气设备建议为隔爆或增安型，防护等级不低于IP65。

5 防雷静电接地系统

5.1 防静电接地

在接收站内生产储运过程中会产生静电积累的管道、容器、储罐和加工设备均作静电接地，每组专设的静电接地电阻

＜100 Ω。

5.2 防雷保护系统

厂区内各建筑物和构筑物根据GB 50057—2010设置防雷保护系统。防雷保护系统由接闪器、引下线、接地干线和接地极等组成，其电阻不大于10 Ω。通常LNG罐高度在60 m以下，罐壁通常为大于4 mm的钢制结构，宜利用金属罐体自身做接闪器装置，不用另设接闪装置[1]。建(构)筑物屋顶避雷带一般采用Φ10 mm镀锌圆钢，形成避雷网格。以建(构)筑物钢筋或钢柱作为引下线，与建(构)筑物基础焊接连接。在引下线上距地面不低于0.3 m处设接地体连接板和测试点，与人工接地体连接。

接收站各建(构)筑物及工艺装置均敷设独立的接地网，接地网采用70 mm2铜镀钢接地线，距各建(构)筑物3～5 m，埋深0.8 m。各独立接地网之间不少于两点，通过70 mm2镀钢接地线互联，构成全厂主接地网。

6 结语

综上所述，本文结合某项目的电气系统设计，着重对LNG接收站的电气系统设计做了介绍，其中包括供电电源、电气系统组成、电气负荷分类、电气设备的防爆及防护等级等。随着LNG清洁能源市场的不断发展，后续还需要对LNG接收站的电气设计做进一步的研究和探讨。