液化天然气（LNG）卫星站设备选型分析.pdf

第 4 4卷第 9期 2 0 1 5年 9月 当 代 化 工 C o n t e mp o r a r y C h e mi c a l I n d u s t r y V o 1 ． 4 4， N o ． 9 S e p t e mb e r ， 2 0 1 5 液化天然气 L N G 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 1 1 3 0 0 6 摘 要 L N G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L N G卫星站主要系统组成及其工作原理，对卫星站主要设备 L N G槽车、L N G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。 关键词 液化天然气 ；能源；设备 ；工艺流程 中图分类号 T E 8 文献标识码 A 文章编号 1 6 7 1 0 4 6 0 2 0 1 5 0 9 2 1 9 9 0 2 Ana l ys i s o n Ty pe Se l e c t i o n o f Equ i pm e n t s f o r S a t e l l i t e S t a t i o n s o f Li q u e fie d Na t u r a l Ga s S U S h e n g - j u n HQ C L i a o n i n g C o mp a n y , L i a o n i n g F u s h u n 1 1 3 0 0 6 ， C h i n a Ab s t r a c t Th e ma i n r o l e o f L NG s a t e l l i t e s t a t i o n i s s t o r a g e ， g a s i fi c a t i o n a n d l i q u e f a c t i o n o f n a t u r a l g a s ， a n d t r an s p o r t s n a t u r a l g a s t o d o wn s t r e a m u s e r s ． I n t h i s p a p e r , t h e c o m p o s i t i o n and wo r k i n g p ri n c i p l e o f the ma i n s y s t e m i n L NG s a t e l l i t e s t a t i o n we r e i n t r o d u c e d ； t y p e s e l e c t i o n o f LNG t a n k e r , L NG s t o r a g e t a n k s ， a i r t e mp e r a t u r e v a p o ri z e r a n d the wa t e r b a t h h e a t e r wa s a n a l y z e d ． At l a s t ， t h e r a t i o n a l i t y o f t y p e s e l e c t i o n wa s v e ri fie d b y an e x a mp l e ． Ke y wo r d s Li q u e fi e d n a t u r a l g a s ； En e r g y； E q u i t me ri t ； P r o c e s s 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， L N G 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n 。 1 L N G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 L N G卫星 站 ，它是由 L N G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。L N G通过低温槽车 由L N G接收 站或天然气液化厂运送到 L N G卫星站，在进入站内 低温 L N G储罐之前，应先对槽罐进行增压作业，通 过压差原理 ， L N G通过槽车出液管进入储罐。 低温 L N G 储罐经储罐增压器增压产生压差 ， L N G 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 1 0℃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。L N G卫星站工艺流程图如图 1 所示。 厂] 一 }I 1 一 u u } l I l I L l l l 图 1 L N G卫星站工艺流程图 Fi g ． 1 P r o c e s s fl o w d i a g r a m o f LNG s a t e l l i t e s t a t i o n 2 L N G卫星站设备选型分析 2 ． 1 L N G槽车 L N G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 L N G运输方 式。L N G公路运输方式有两种 槽车和集装箱式 运输车 ，目前 L N G运输主要采用单纯的公路运输 ， 所 以，L NG 槽车是 目前公路运输的主要工具。而 我国 L N G槽 车保有量大约在 2 0 0 0至 3 0 0 0台左 右，槽车的充装量也由最早的2 7 m 增大到现在的 5 5． 6 m 【3 ，4 】 收稿 日期 2 0 1 5 - 0 7 1 5 作者 简介 苏圣钧 1 9 8 1 一，男，辽 宁抚顺人 ，工程师，2 0 0 4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 - m a i l 4l 9 4 0 6 1 O 0 q q ． c o m。 2 2 0 0 当 代 化 工 2 0 1 5 年 9 月 2 ． 2 L N G储 罐 根据其结构设计 ，L N G 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L N G 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 L N G 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 0 0 0 m 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5 0 和1 0 0 m 3 ， 最大可以做到1 5 0 m ，在L N G 卫星 站中通常都选用1 0 0 in 储罐 。 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8 0 ％ 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 ]。 2 ． 3 空温气化器和水浴加热器 气化器作为 L N G卫星站的主要设备之一 ， 其作 用是将 L N G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 欣 ， 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 。 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 MP a ，经过调压后调至为 0 ． 2 0 ． 4 MP a 。调 压装置可由L N G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 ” 。 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 3 2万人 ，按 1 2 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 1 5 0i n 。 气日 用 气 量≈ 量 堡 至 量 3 6 5 液日 用气量 旦 量 6 0 0 储罐容 积 旦 量 墨壑 8 0 ％ 此处选择 5 d 做为储罐储存量的 8 0 ％满足当 地用气量 ，即系数为 5 经计算得储罐容积约为 5 1 4 i n ， 可选择 6 个 1 0 0 I l l 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 0 0 0 m ／ h的空温气化器作为选择方案。 4 结束语 L N G 工业链在我国的发展正处于初期 阶段 ， L N G 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 L N G工业链中不可替 代的位置。 而优化设计 L N G卫星站内各个设备及合 理选择型号将使 L N G 卫星站的功效最大化。 参考 文献 [ 1 ] 金光， 李亚军． L N G接收站蒸发气体处理工艺叭 低温工程， 2 0 1 1 1 5 2 5 6 ． [ 2] 李娜，刘坤， 路平． 浅谈我国 L N G卫星站的发展『 J 1 l 化学工程与 装备， 2 0 1 1 ， 1 1 5 9 1 6 0 ． [ 3] 张殿星．液化天然气 L N G 气化站设计优化【 J 】． 科技资讯 ，2 0 1 0 ， 1 6 2 3 - 2 4 ． [ 4]高洁，刘宏 伟，王浩 铭．液化 天然气运 输车l J I l 技术 与产 品， 2 0 1 2 2 7 2 7 4 ． [ 5] 赵懋林L N G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， 2 0 0 8 ． [ 6 ] 杨红松，周杨．2 0 1 0 2 0 1 4年我国危化品罐车市场及政策导向研究 lJ ] ． 专用汽车， 2 0 1 54 5 3 5 6 ． [ 7 ]杨义， 李伟， 孙慧．L N G卫星站规划浅析『J 1 l 石油规划设计， 2 0 1 0 ， 2 1 5 1 7 - 1 9 ． [ 8 ]梁瑜， 李俊，赵海亮．作为过渡气源的液化石油气瓶组气[ J 1 ． 煤气 与热力， 2 0 0 8 ， 2 8 1 1 ． [ 9]徐建普．L NG卫星站的建设研究[ D_．抚顺 辽宁石油化工大学， 2 01 1 ． [ 1 O] 郑依秋． 中小型 L N G气化站供气技术 煤气与热力， 2 0 0 7 ， 2 7 6 l 2 1 7 ． [ 1 1 ]吴创明．L N G气化站工艺设计与运行管理I J 1 l 煤气与热力，2 0 0 6 ， 2 6 f 4 1 1 7 ．