第一篇：液化天然氣工廠的安全管理

液化天然氣工廠的安全管理

一、LNG液化工廠的潛在危險(xiǎn)性

1、LNG的定義及其特性

LNG的定義：天然氣在常壓下，當(dāng)冷卻至約-162℃時(shí)，則由氣態(tài)變成液態(tài)，稱為液化天然氣（英文 Liquefied Natural Gas, 簡(jiǎn)稱LNG）。液化天然氣的體積約為同量氣態(tài)天然氣體積的1/625，大大方便存儲(chǔ)和運(yùn)輸。

基本特性有：主要成份為甲烷，還有少量的乙烷、丙烷以及氮等其他成份組成。沸點(diǎn)為-162.5℃，熔點(diǎn)為-182℃，著火點(diǎn)為650℃。爆炸范圍：上限為15%，下限為5%。

2、LNG潛在的危險(xiǎn)性

LNG雖是在低溫狀態(tài)下儲(chǔ)存、氣化，但和管輸天然氣一樣，均為常溫氣態(tài)應(yīng)用，這就決定了LNG潛在的危險(xiǎn)性：

(1)低溫的危險(xiǎn)性：由于LNG泄漏時(shí)的溫度很低，其周圍大氣中的水蒸氣被冷凝成“霧團(tuán)”，LNG的低溫危險(xiǎn)性能使相關(guān)設(shè)備脆性斷裂和遇冷收縮，從而損壞設(shè)備和低溫灼傷操作者。

(2)BOG的危險(xiǎn)性：外界傳入的能量能引起LNG的蒸發(fā)，這就是BOG（蒸發(fā)氣體）。故要求LNG儲(chǔ)罐有一個(gè)極低的日蒸發(fā)率，要求儲(chǔ)罐本身設(shè)有合理的安全系統(tǒng)放空。否則，BOG將大大增加，嚴(yán)重者使罐內(nèi)溫度、壓力上升過快，直至儲(chǔ)罐破裂。

(3)火災(zāi)的危險(xiǎn)性：天然氣在空氣中百分含量在 5%-15%（體積%），遇明火可產(chǎn)生爆燃。因此，必須防止可燃物、點(diǎn)火源、氧化劑（空氣）這三個(gè)因素同時(shí)存在。

(4)翻滾的危險(xiǎn)性：儲(chǔ)罐內(nèi)的 LNG長(zhǎng)期靜止將形成兩上穩(wěn)定的液相層，下層密度大于上層密度。當(dāng)外界熱量傳入罐內(nèi)時(shí)，兩個(gè)液相層睚發(fā)傳質(zhì)和傳熱并相互混合，液層表面也開始蒸發(fā)，下層由于吸收了上層的熱量，而處于“過熱”狀態(tài)。當(dāng)二液相層密度接近時(shí)，可在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量氣體，使罐內(nèi)壓力急劇上升，這主是翻滾現(xiàn)象.3、LNG廠區(qū)內(nèi)可能對(duì)人體造成的傷害：

燙傷傷害；噪聲傷害；觸電傷害；機(jī)械傷害；碰傷傷害；墜落傷害

三、LNG工廠的安全技術(shù)措施

安全技術(shù)措施是安全生產(chǎn)的重要保障，在技術(shù)上保障設(shè)備和系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，配備先進(jìn)的檢查設(shè)備和監(jiān)測(cè)設(shè)備，能夠有效的減少安全生產(chǎn)事故和職業(yè)危害，具體包括以下幾個(gè)方面：

1、生產(chǎn)工藝安全設(shè)計(jì)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

LNG生產(chǎn)工藝安全是保證LNG工廠設(shè)施安全運(yùn)行的重要前提，因此，必須遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行安全設(shè)計(jì)，常用的國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)主要有美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《液化天然氣(LNG)生產(chǎn)、儲(chǔ)存和裝卸標(biāo)準(zhǔn)》、日本部頒標(biāo)準(zhǔn)《一般高壓瓦斯保安法則》等，國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)主要有《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》、《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》等。

2、分布控制系統(tǒng)(Distribute Control System，DCS)

DOS系統(tǒng)用于顯示和控制LNG裝置的溫度、壓力、液位、流量、轉(zhuǎn)速等數(shù)據(jù)參數(shù)，監(jiān)控報(bào)警信息，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)顯示，數(shù)據(jù)傳輸，生產(chǎn)控制等功能，確保生產(chǎn)安全順利運(yùn)行。

3、緊急關(guān)閉系統(tǒng)(Emergency Shut Down，ESD)

ESD系統(tǒng)在LNG裝置發(fā)生緊急狀況時(shí)開啟，用于隔離和關(guān)斷LNG或其它設(shè)備，并關(guān)閉那些如果繼續(xù)運(yùn)行可能維持或增加災(zāi)情的設(shè)備。

4、火災(zāi)和泄漏探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)

可能發(fā)生可燃?xì)怏w聚集、LNG或可燃制冷劑溢流的地方和封閉的建筑物應(yīng)設(shè)置火災(zāi)和泄漏監(jiān)控設(shè)備。在天然氣生產(chǎn)設(shè)備和儲(chǔ)罐附近要設(shè)置可燃?xì)怏w濃度檢測(cè)報(bào)警裝置，當(dāng)氣體濃度達(dá)到爆炸下限的10－25%時(shí)，即發(fā)出聲光警報(bào)，以便迅速采取緊急措施。

5、消防水系統(tǒng)

消防給水系統(tǒng)由消防泵房、消防水罐、消防管道及消火拴、消防水炮等組成，用于消防，冷

卻儲(chǔ)灌、設(shè)備和管道，控制未燃燒的泄漏或溢流危險(xiǎn)物。消防水供應(yīng)和分配系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，應(yīng)滿足所有固定消防系統(tǒng)的同時(shí)使用需要。

6、干粉滅火系統(tǒng)、泡沫滅火系統(tǒng)和移動(dòng)式滅火器材

天然氣泄漏量較少時(shí)著火，可以用干粉、二氧化碳、鹵代烷滅火劑撲滅，但滅火后應(yīng)立即切斷氣體來源，阻止氣體溢出，否則可能引起復(fù)燃，甚至爆炸。采用高倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)覆蓋儲(chǔ)罐區(qū)、管道、卸車臺(tái)泄漏及事故集液池內(nèi)的LNG，使其安全氣化，避免產(chǎn)生危險(xiǎn)。在LNG設(shè)備和汽車槽車的關(guān)鍵位置屬于嚴(yán)重危險(xiǎn)級(jí)別場(chǎng)所，應(yīng)設(shè)置便攜式或車輪式滅火器，能夠撲滅發(fā)生的火災(zāi)。控制室、變配電室內(nèi)配置手提式二氧化碳滅火器，以保證迅速有效的撲滅初期火災(zāi)。

7、在爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)場(chǎng)所嚴(yán)格按照GB 50058—92《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》等規(guī)范規(guī)定配置相應(yīng)的電氣設(shè)備，并采取相應(yīng)的防雷措施，以防止電氣火災(zāi)和雷電火災(zāi)。

四、LNG液化工廠安全管理措施

1、安全管理機(jī)構(gòu)及其人員的設(shè)置

LNG工廠應(yīng)有專門的機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)安全管理，建立安全委員會(huì)，設(shè)置安全總監(jiān)和安全員，劃清各個(gè)崗位的安全責(zé)任，建立完整的安全管理制度，認(rèn)真做好安全管理工作。

2、安全管理制度

LNG工廠的安全管理制度分為二個(gè)部分：國(guó)家及地方法律法規(guī)和工廠安全管理制度。其中工廠安全管理制度又可分為：政策性制度和專項(xiàng)管理制度。

A、涉及的國(guó)家及地方法律法規(guī)：《中華人民共和國(guó)憲法》、《安全生產(chǎn)法》、《刑法》、《消防法》、《勞動(dòng)法》、《道路交通安全法》、《職業(yè)病防治法》、國(guó)務(wù)院493號(hào)令《生產(chǎn)安全事故報(bào)告和調(diào)查處理?xiàng)l例》等。

B：LNG工廠安全管理制度

1）、政策性制度主要有：《安全管理委員會(huì)章程》、《全員安全生產(chǎn)責(zé)任制》、《安全教育管理制度》等。

2）、專項(xiàng)管理制度根據(jù)LNG工廠的實(shí)際需要，主要有：《隱患整改制度》、《檢維修管理制度》、《崗位巡檢制度》、《交接班制度》、《重大危險(xiǎn)源管理制度》等。

3、安全檢查及其落實(shí)

加強(qiáng)日常的安全檢查與考核，以此規(guī)范操作行為，對(duì)于重點(diǎn)的生產(chǎn)工藝、消防和報(bào)警器等設(shè)備，應(yīng)建立日常或定期安全檢查制度，做到獎(jiǎng)懲分明。杜絕違章生產(chǎn)作業(yè)，克服麻痹大意思想帶來的安全隱患。

五、LNG液化工廠事故應(yīng)急管理

針對(duì)LNG的事故特點(diǎn)，建立LNG 工廠事故應(yīng)急處理領(lǐng)導(dǎo)小組，制定事故處理預(yù)案。其目的是為了在發(fā)生事故時(shí)，能以最快的速度發(fā)揮最大的效能，有序地實(shí)施救援，達(dá)到盡快控制事態(tài)發(fā)展，降低事故造成的危害，減少事故損失（人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失、環(huán)境污染）。應(yīng)急預(yù)案主要包含：危險(xiǎn)目標(biāo)；應(yīng)急救援組織機(jī)構(gòu)、人員和職責(zé)；報(bào)警、通迅聯(lián)絡(luò)方式；人員緊急疏散、撤離；應(yīng)急救援保障一一內(nèi)部保障、外部救援；預(yù)案分級(jí)響應(yīng)條件；事故應(yīng)急救援關(guān)閉程序；應(yīng)急培訓(xùn)計(jì)劃；演練計(jì)劃等。

六、結(jié)束語

LNG工廠發(fā)展在我國(guó)尚處于起步階段，特別是國(guó)內(nèi)尚未頒布關(guān)于LNG站設(shè)計(jì)和施工的行業(yè)規(guī)范，設(shè)計(jì)和工程建設(shè)中都可能因?yàn)楦鞣N因素，留下未來運(yùn)行的安全隱患。作為燃?xì)夤ぷ髡撸晟瓢踩夹g(shù)管理和安全管理制度，加強(qiáng)職工培訓(xùn)教育，提高安全意識(shí)，才能夠確保了LNG工廠的安全穩(wěn)定運(yùn)行，保障生命和財(cái)產(chǎn)的安全。

第二篇：液化天然氣論文

《液化天然氣供應(yīng)技術(shù)課程設(shè)計(jì)》

題

目

液化天然氣運(yùn)輸安全與發(fā)展

學(xué)生姓名

學(xué)號(hào)

專業(yè)年級(jí)

院

系

指導(dǎo)教師

2014 年 10月 31日

液化天然氣運(yùn)輸安全與發(fā)展

摘要：天然氣是一種清潔優(yōu)質(zhì)能源，近年來，世界天然氣產(chǎn)量和消費(fèi)量呈持續(xù)增長(zhǎng)趨勢(shì)。從今后我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展看，加快天然氣的開發(fā)利用，對(duì)改善能源結(jié)構(gòu)，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，提高人民生活質(zhì)量，具有十分重要的戰(zhàn)略意義。具有建設(shè)投資小、建設(shè)周期短、見效快、受外部影響因素小等優(yōu)點(diǎn)。作為優(yōu)質(zhì)的車用燃料，LNG具有辛烷值高、抗爆性好、燃燒完全、排氣污染少、發(fā)動(dòng)機(jī)壽命長(zhǎng)、運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn);與壓縮天然氣(CNG)相比，LNG則具有儲(chǔ)存效率高，續(xù)駛里程長(zhǎng)，儲(chǔ)瓶壓力低、重量輕、數(shù)量小，建站不受供氣管網(wǎng)的限制等等諸多優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：液化天然氣，液化，運(yùn)輸，安全，發(fā)展，應(yīng)用

1液化天然氣的制取與輸送

LNG是液化天然氣的簡(jiǎn)稱，常壓下將天然氣冷凍到-162℃左右，可使其變?yōu)橐后w即液化天然氣(LNG)。它是天然氣經(jīng)過凈化(脫水、脫烴、脫酸性氣體)后，采用節(jié)流，膨脹和外加冷源制冷的工藝使甲烷變成液體而形成的。LNG的體積約為其氣態(tài)體積的l／620。天然氣的液化技術(shù)包括天然氣的預(yù)處理，天然氣的液化及貯存，液化天然氣的氣化及其冷量的回收以及安全技術(shù)等內(nèi)容。LNG利用是一項(xiàng)投資巨大、上下游各環(huán)節(jié)聯(lián)系十分緊密的鏈狀系統(tǒng)工程，由天然氣開采、天然氣液化、LNG運(yùn)輸、LNG接收與氣化、天然氣外輸管線、天然氣最終用戶等6個(gè)環(huán)節(jié)組成。由于天然氣液化后，體積縮小620倍，因此便于經(jīng)濟(jì)可靠的運(yùn)輸。用LNG船代替深海和地下長(zhǎng)距離管道，可節(jié)省大量風(fēng)險(xiǎn)性管道投資，降低運(yùn)輸成本。從輸氣經(jīng)濟(jì)性推算，陸上管道氣在3000km左右運(yùn)距最為經(jīng)濟(jì)，超過3500km后，船運(yùn)液化天然氣就占了優(yōu)勢(shì)，具有比管道氣更好的經(jīng)濟(jì)性。LNG對(duì)調(diào)劑世界天然氣供應(yīng)起著巨大的作用，可以解決一個(gè)國(guó)家能源的短缺，使沒有氣源的國(guó)家和氣源衰竭的國(guó)家供氣得到保證，對(duì)有氣源的國(guó)家則可以起到調(diào)峰及補(bǔ)充的作用，不僅使天然氣來源多元化，而且有很大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

LNG作為城市氣化調(diào)峰之用比用地下儲(chǔ)氣庫(kù)有許多優(yōu)點(diǎn)。例如：它選址不受地理位置、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、距離遠(yuǎn)近、容量大小等限制，而且占地少、造價(jià)低、工期短、維修方便。在沒有氣田、鹽穴水層的城市，難以建地下儲(chǔ)氣庫(kù)，而需要設(shè)置LNG調(diào)峰。這項(xiàng)技術(shù)在國(guó)外已比較成熟，如美國(guó)、英國(guó)和加拿大的部分地區(qū)采用LNG調(diào)峰。我國(guó)也正在引進(jìn)這項(xiàng)技術(shù)。液化天然氣蘊(yùn)藏著大量的低溫能量，在1個(gè)大氣壓下，到常溫氣態(tài)大約可放出879KJ／kg的能量，利用其冷能可以進(jìn)行冷能發(fā)電、空氣分離、超低溫冷庫(kù)、制造干冰、冷凍食品等。由于LNG工廠在預(yù)處理時(shí)已脫除了氣體的雜質(zhì)，因此LNG作為燃料燃燒時(shí)所排放的煙氣中 S02及NOx含量很少。因此被稱為清潔能源，廣泛用于發(fā)電、城市民用燃?xì)饧肮I(yè)燃?xì)猓瑴p少了大氣污染，有利于經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。

2液化天然氣的應(yīng)用

2.1液化天然氣冷能的利用

LNG的用途很廣。可用于民用負(fù)荷調(diào)峰、發(fā)電、工業(yè)用戶和商業(yè)用戶。LNG的關(guān)鍵技術(shù)在于深度冷凍液化，其儲(chǔ)罐和專用運(yùn)輸巨輪就象超級(jí)低溫冰箱，這些過程都要消耗巨大的能源，但按能量守恒規(guī)律，此冷能在釋砹?xí)r側(cè)利用，以l畢低成本。利用LNG冷能主要是依據(jù)LNG與周圍環(huán)境之間存在的溫度和壓力差，通過LNG變化到與外界平衡時(shí)，回收儲(chǔ)存在LNG中的能量。

利用LNG冷能的過程可分為兩類：直接利用和間接利用。前者包括：發(fā)電、空氣液化分離、冷凍倉(cāng)庫(kù)、制造液化二氧化碳、海水淡化、空調(diào)和低溫養(yǎng)殖、栽培等。后者包括：低溫破碎、水和污染物處理及冷凍食品等。目前對(duì)液化天然氣冷能的利用工程取得了許多成果。2.2液化天然氣應(yīng)用于汽車

天然氣作為能源，由于它對(duì)大氣污染少而被稱為清潔燃料，更是汽車的優(yōu)質(zhì)代用燃料。近年來，它已被世界許多國(guó)家重視和推廣。按照天然氣的儲(chǔ)存方式不同，天然氣汽車大致分為CNGV(壓縮天然氣汽車)、LNGV(液化天然氣汽車)、和ANGV(吸附天然氣汽車)。

目前我國(guó)對(duì)天然氣汽車的發(fā)展也非常重視。到1999年。全國(guó)已改裝各種CNG汽車l萬多輛，建設(shè)加氣站70多座。ANGV正處在研制階段。我國(guó) LNGV的應(yīng)用仍是一項(xiàng)空白。用LNG作為汽車燃料特別值得推廣。與傳統(tǒng)的石油類燃料相比，LNG具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，汽車?yán)m(xù)駛里程長(zhǎng)，LNG相對(duì)于 CNG和LPG具有儲(chǔ)存能量大、壓力低、噪聲低、更清潔等優(yōu)勢(shì)，利用LNG冷量取代汽車空調(diào)，不破壞生態(tài)，良好的使用性能(抗爆、穩(wěn)定性強(qiáng)、燃燒熱值高、燃點(diǎn)值寬)和相對(duì)便宜。俄羅斯在將 LNG用于汽車運(yùn)輸、鐵路運(yùn)輸、水上運(yùn)輸和空中運(yùn)輸方面積累了許多經(jīng)驗(yàn)。

發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，LNG儲(chǔ)液罐內(nèi)的天然氣液態(tài)與氣態(tài)并存，正常工作壓力不低于0.2MPa。當(dāng)罐內(nèi)壓力低于0.2MPa時(shí)，壓力控制閥開啟，自增壓器工作。將一部分氣態(tài)天然氣充人儲(chǔ)液罐，而使罐內(nèi)壓力升高到工作壓力。可以通過調(diào)節(jié)壓力控制閥來改變自增壓器的工作點(diǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)處于停機(jī)狀態(tài)時(shí)，隨熱量的不斷吸人。LNG會(huì)不斷氣化。當(dāng)LNG儲(chǔ)液罐中的壓力高于0.6MPa時(shí)，安全閥打開，迅速放出部分氣態(tài)天然氣，保證LNC儲(chǔ)液罐不被損壞。另外，在LNG儲(chǔ)存系統(tǒng)設(shè)有液位計(jì)和壓力指示裝置。車用液化天然氣的儲(chǔ)存溫度范圍為-130℃～160℃，其儲(chǔ)存壓力低于0.6MPa。使用時(shí)，從罐內(nèi)流出的液化天然氣經(jīng)過氣化器吸收發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水或廢氣熱量而氣化，并使其溫度升高，然后通過兩級(jí)減壓器減壓，由管路送到混合器與空氣混合進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)。LNG的氣化需要吸收較多熱量。要求氣化器具有良好的換熱性能，并能供給足夠的熱量。

3液化天然氣的運(yùn)輸方式及安全

3.1.1LNG運(yùn)輸船

為了液化天然氣海上運(yùn)輸安全，LNG運(yùn)輸船的安全措施必須十分嚴(yán)格。以使用很多的MOSS球罐LNG船為例，主要的安全措施如下：

(1)球罐特制。由于罐內(nèi)儲(chǔ)存超低溫液體會(huì)引起內(nèi)部收縮，在結(jié)構(gòu)上考慮避免收縮時(shí)的壓力，設(shè)置儲(chǔ)罐的支撐固定裝置；為防止儲(chǔ)罐超壓或負(fù)壓，專門裝設(shè)安全閥；儲(chǔ)罐開口暴露設(shè)置在甲板上。

(2)加強(qiáng)隔熱。隔熱的目的一是防止船體結(jié)構(gòu)過冷；二是防止向儲(chǔ)罐內(nèi)漏入熱量。LNG儲(chǔ)槽的隔熱結(jié)構(gòu)由內(nèi)部核心隔熱部分和外層覆壁組成。針對(duì)不同的儲(chǔ)槽日蒸發(fā)率要求，內(nèi)層核心隔熱層的厚度和材料也不同，LNG儲(chǔ)槽的隔熱板采用多層結(jié)構(gòu)，由數(shù)層泡沫板組合而成。所采用的有機(jī)材料泡沫板需要滿足低可燃性、良好的絕熱性和對(duì)LNG的不溶性。在MOSS型船的球形儲(chǔ)罐中，沿艙裙結(jié)構(gòu)的漏熱通常要占儲(chǔ)罐總漏熱量的30%，采用一塊不銹鋼板插在鋁和鋼質(zhì)裙之間形成熱阻，可明顯減少漏熱，日蒸發(fā)率從通常的0.2%降到0.1%。

(3)BOG處理。LNG儲(chǔ)槽的隔熱結(jié)構(gòu)并不能完全防止LNG的蒸發(fā)，每天仍會(huì)有0.15～0.3%的蒸發(fā)量。這些蒸發(fā)氣體(BOG)可以用作LNG船發(fā)動(dòng)機(jī)燃料和其他加熱設(shè)備的燃料。為了船舶的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，采用再液化裝置可以控制低溫液體的壓力和溫度。為保證儲(chǔ)存安全，也可以減小儲(chǔ)槽保溫層厚度，降低船舶造價(jià)，增加運(yùn)量。

(4)采用二次阻擋層。在球罐泄漏時(shí)，把已泄漏的LNG保留一定時(shí)間，使船體構(gòu)件不要降低到它的允許溫度以下。以避免船體發(fā)生損壞或著火爆炸的重大事故。

(5)采用雙層殼體。在船舶的外殼體和儲(chǔ)槽間形成保護(hù)空間，從而減小了槽船因碰撞導(dǎo)致儲(chǔ)槽意外破裂的危險(xiǎn)性。

(6)為了安全，設(shè)置各種計(jì)量、測(cè)量和報(bào)警設(shè)施。3.1.2

船舶裝卸安全

LNG船舶運(yùn)輸安全，除了LNG船舶安全外，船舶裝卸安全也是重要方面。為此，在卸載設(shè)施、儲(chǔ)罐和其他相關(guān)部位上必須采用相應(yīng)的安全措施。

(1)卸載設(shè)施。在卸料臂上安裝緊急關(guān)閉(ESD)閥和卸料臂緊急脫離系統(tǒng)(ERS)；LNG裝船泵安裝緊急關(guān)閉裝置。

(2)儲(chǔ)罐。為防止裝滿系統(tǒng)，將裝船泵和儲(chǔ)罐灌注管路上的ESD閥隔開；斷開裝置可人工或自動(dòng)操作；使用液位報(bào)警器；防止超壓或負(fù)壓，采用導(dǎo)向操縱安全閥和自壓安全閥。

(3)其他措施。LNG碼頭和靠近卸料臂處、蒸發(fā)器、LNG泵等位置設(shè)置低溫探測(cè)器；在LNG建筑物內(nèi)、管線法蘭、卸料臂及蒸發(fā)器旁設(shè)置氣體探測(cè)器；在LNG建筑物內(nèi)、儲(chǔ)罐頂蓋上、碼頭及工藝區(qū)設(shè)置火警探測(cè)器。3.2車運(yùn)安全 3.2.1LNG汽車槽車 LNG槽車的安全主要是防止超壓和消除燃燒的可能性(禁火、禁油、消除靜電)。

防止超壓：防止槽車超壓的手段主要是設(shè)置安全閥和爆破片等超壓泄放裝置。根據(jù)低溫領(lǐng)域的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，在儲(chǔ)罐上必須有兩套安全閥在線安裝的雙路系統(tǒng)，并設(shè)一個(gè)轉(zhuǎn)換，當(dāng)其中一路安全閻需要更換或檢修時(shí)，可以轉(zhuǎn)換到另一路上，維持至少一套安全閥系統(tǒng)在線使用。在低溫系統(tǒng)中，安全閥由于凍結(jié)而不能及時(shí)開啟所造成的危險(xiǎn)應(yīng)該引起重視。安全閥凍結(jié)大多是由于閥門內(nèi)漏，低溫介質(zhì)不斷通過閥體而造成的。一般通過目視檢查安全閥是否結(jié)冰或結(jié)霜來判斷。發(fā)現(xiàn)問題必須及時(shí)更換。為了運(yùn)輸安全，槽車上除了設(shè)置安全閥和爆破片外，還可以設(shè)置公路運(yùn)輸泄放閥。在槽車的氣相管路上設(shè)置一個(gè)降壓調(diào)節(jié)閥，作為第一道安全保護(hù)，該閥的泄放壓力遠(yuǎn)低于罐體的最高工作壓力和安全閥起跳壓力。它僅在槽車運(yùn)行時(shí)與氣相空間相通；而在罐車裝載時(shí)，用截止閥隔離降壓調(diào)節(jié)閥使其不起作用。

泵送LNG槽車上工作壓力低，設(shè)置公路運(yùn)輸泄放閥的作用是：(1)罐內(nèi)壓力低，降低了由靜壓引起的內(nèi)筒壓力，有利于罐體的安全保護(hù)；

(2)如果罐內(nèi)壓力升高，降壓調(diào)節(jié)閥先緩慢開啟以降低壓力，防止因安全閥起跳壓力低而造成LNG的突然大流量泄放，既提高了安全性，又防止了LNG的外泄；

(3)罐體的液相管、氣相管出口處應(yīng)設(shè)置緊急切斷閥，該閥一般為氣動(dòng)的球閥或截止閥，通氣開啟，放氣截止，閥上的汽缸設(shè)置易熔塞，易熔塞為伍德合金，其熔融溫度為(70±5)℃。當(dāng)外界起火燃燒溫度達(dá)到70℃時(shí)，易熔塞熔化，在內(nèi)部氣壓(0.1MPa)作用下，將熔化了的伍德合金吹出并泄壓。泄壓后的緊急切斷閥在彈簧作用下迅速關(guān)閉，達(dá)到截?cái)嘌b卸車作業(yè)的目的。

防止著火：為了防止著火，消除LNG槽車周圍的燃燒條件也是十分重要的。

(1)置換充分

LNG儲(chǔ)槽使用前必須用氮?dú)鈱?duì)內(nèi)筒和管路進(jìn)行吹掃置換，直至含氧量小于2.0%為止，然后再用產(chǎn)品氣進(jìn)行置換至純度符合要求。

(2)靜電接地 LNG槽車必須配備導(dǎo)靜電接地裝置，以消除裝置靜電；另外，在車的前后左右兩側(cè)均配有4只滅火機(jī)，以備有火災(zāi)險(xiǎn)情時(shí)應(yīng)急使用。

(3)阻火器

安全閥和放空閥的出口匯集總管上應(yīng)安裝阻火器。阻火器內(nèi)裝耐高溫陶瓷環(huán)，當(dāng)放空口處出現(xiàn)著火時(shí)，防止火焰回火，起到阻隔火焰作用，保護(hù)設(shè)備安全。3.2.2汽車裝卸安全

LNG公路運(yùn)輸安全，除了LNG槽車安全外，汽車裝卸安全也是重要方面。為此，在裝卸設(shè)施、儲(chǔ)罐和其他相關(guān)部位上必須采用相應(yīng)的安全措施。

(1)裝卸設(shè)施。在裝卸臂上安裝緊急關(guān)閉(ESD)閥；LNG裝車泵安裝緊急關(guān)閉裝置。

(2)儲(chǔ)罐。為防止裝滿系統(tǒng)，將裝車泵和儲(chǔ)罐灌注管路上的ESD閥隔開；斷開裝置可人工或自動(dòng)操作；使用液位報(bào)警器；防止超壓或負(fù)壓，采用導(dǎo)向操縱安全閥和自壓安全閥。

(3)其他。LNG裝卸車場(chǎng)、蒸發(fā)器、LNG泵等處設(shè)置低溫探測(cè)器；在LNG建筑物內(nèi)、管線法蘭、裝卸臂及蒸發(fā)器旁設(shè)置氣體探測(cè)器；在LNG建筑物內(nèi)、儲(chǔ)罐頂蓋上、裝卸車場(chǎng)及工藝區(qū)設(shè)置火警探測(cè)器。

4結(jié)束語

為了滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)的需要和環(huán)境保護(hù)的要求，開發(fā)和安全運(yùn)輸液化天然氣，最大程度地有效利用天然氣這一資源，天然氣液化與儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)及液化天然氣的應(yīng)用，給我國(guó)天然氣工業(yè)的發(fā)展和天然氣的應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)和必要的前提。

參考文獻(xiàn)

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第三篇：液化天然氣學(xué)習(xí)心得

學(xué)習(xí)心得

如果說頁巖氣對(duì)于我們尚比較陌生的話，那么LNG應(yīng)該是我們每個(gè)天然氣行業(yè)工作者耳熟能詳，津津樂道的了。

LNG，即液態(tài)的天然氣，為無色、無味、無毒、無腐蝕性液體，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下沸點(diǎn)為-162℃，氣液體積比約為620:1，正是由于LNG的這種物理性質(zhì)，保障了LNG能夠安全、大量的儲(chǔ)存和運(yùn)輸，從而在天然氣大規(guī)模遠(yuǎn)洋貿(mào)易中，起到至關(guān)重要的作用，雖然天然氣仍然主要采用管道運(yùn)輸?shù)姆椒ǎ钦f道遠(yuǎn)洋運(yùn)輸，LNG是最好的也是目前唯一的手段。而LNG之所以如此受到青睞，主要是因?yàn)長(zhǎng)NG的用途廣泛，LNG可以用作民用燃?xì)狻l(fā)電、化工、運(yùn)輸工具的燃料和冷能利用幾方面。

我國(guó)從2006年開始進(jìn)口LNG，2008年進(jìn)口總量為333.6萬噸，2009年占全球貿(mào)易量3.14%，占亞太地區(qū)5%。2010年占全球貿(mào)易量4.3%，占亞太地區(qū)7.2%。預(yù)計(jì)到2020年，中國(guó)進(jìn)口LNG為2500萬噸/年。

這意味著我國(guó)急需形成大型化多元化的LNG產(chǎn)業(yè)鏈，LNG產(chǎn)業(yè)鏈包括天然氣預(yù)處理、液化、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、接收、應(yīng)用等環(huán)節(jié)。其中天然氣的液化、儲(chǔ)存、運(yùn)輸和應(yīng)用是整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的主要組成部分。目前我國(guó)已建和在建的天然氣液化工廠約100座，但規(guī)模較小，國(guó)內(nèi)技術(shù)已建成投產(chǎn)的裝置約100套，工藝技術(shù)為單循環(huán)混合制冷劑和膨脹制冷，最大能力12萬噸/年（膨脹制冷），混合冷劑技術(shù)建成的最大能力為60萬噸/年。國(guó)內(nèi)在建的天然氣液化項(xiàng)目最大能力為100萬噸/年。

天然氣裝置三大主要工藝系統(tǒng)為：天然氣凈化、天然氣液化、LNG儲(chǔ)運(yùn)，其中天然氣液化是技術(shù)核心和關(guān)鍵。而液化工藝分為三種：階式制冷循環(huán)、膨脹機(jī)制冷循環(huán)、混合冷劑制冷循環(huán)。

階式制冷循環(huán)流程復(fù)雜、設(shè)備多，但是能耗低，所以不單獨(dú)采用；膨脹機(jī)制冷循環(huán)液化率低、能耗高，適用于中小型LNG裝置；混合冷劑制冷循環(huán)系統(tǒng)簡(jiǎn)單、投資低，所以適用于大型LNG裝置，目前采用較多的均為混合制冷循環(huán)。

遠(yuǎn)洋進(jìn)口LNG由大型LNG船運(yùn)送至接收站后，由陸地上的LNG罐車載運(yùn)到各地，供居民燃?xì)饣蚬I(yè)燃?xì)庥谩NG罐車運(yùn)載狀態(tài)一般是常壓，溫度為112k的低溫。LNG雖然相對(duì)于天然氣較為安全，但仍然是易燃、易爆的介質(zhì)，且陸地運(yùn)輸相對(duì)于管網(wǎng)運(yùn)輸也存在很大風(fēng)險(xiǎn)，所以，運(yùn)輸中的安全可靠是至關(guān)重要的。

LNG罐車由牽引車、低溫儲(chǔ)罐、行走機(jī)構(gòu)（底盤）、充裝泄壓系統(tǒng)、增壓減壓系統(tǒng)、安全系統(tǒng)、儀表檢測(cè)系統(tǒng)、抽真空及測(cè)量系統(tǒng)幾部分構(gòu)成。由于LNG的低溫特性，所以儲(chǔ)罐的保溫防凍以及輸送液體的泵也至關(guān)重要。采用泵送液體主要優(yōu)點(diǎn)在于轉(zhuǎn)注流量大、時(shí)間段，泵后壓力高，泵前壓力要求低，罐體設(shè)計(jì)壓力低，這給LNG的充裝節(jié)省了很多的資金和麻煩，但是LNG罐車的造價(jià)仍然較高，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。

LNG大部分用途仍然是為了天然氣的運(yùn)輸方便，所以，LNG氣化站至關(guān)重要，LNG氣化站是一個(gè)接受、儲(chǔ)存和分配LNG的基地，是城鎮(zhèn)或燃?xì)馄髽I(yè)把LNG從生產(chǎn)廠家轉(zhuǎn)往用戶的中間調(diào)節(jié)場(chǎng)所。LNG氣化站主要包括卸車臺(tái)、低溫儲(chǔ)罐、增壓系統(tǒng)、氣化系統(tǒng)及調(diào)壓、計(jì)量和加臭系統(tǒng)。LNG通過低溫槽車運(yùn)到氣化站，槽車儲(chǔ)罐通過增壓器進(jìn)行增壓，在壓差作用下，通過卸車臺(tái)的管道進(jìn)入站內(nèi)的低溫儲(chǔ)罐。低溫儲(chǔ)罐通過增壓器使儲(chǔ)罐壓力達(dá)到一定值，罐內(nèi)LNG通過出液管道進(jìn)入氣化系統(tǒng)，使LNG氣化升溫達(dá)到設(shè)定值，再通過出站調(diào)壓器將壓力降到要求值，然后通過計(jì)量和加臭系統(tǒng)進(jìn)入燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng)。氣化站和LNG液化工廠等都需要合理的儲(chǔ)罐進(jìn)行儲(chǔ)存LNG，由于儲(chǔ)罐形式需要考慮儲(chǔ)存規(guī)模、項(xiàng)目投資、建設(shè)周期、占地面積等因素，目前，國(guó)內(nèi)LNG氣化站常用的低溫儲(chǔ)槽有字母罐及單罐兩種形式。一般儲(chǔ)存量在1000m3以下的城市LNG氣化站，基本都采用單罐儲(chǔ)存。考慮到LNG儲(chǔ)罐的運(yùn)輸、制造和國(guó)內(nèi)的實(shí)際情況，由于占地小、國(guó)內(nèi)廠家制造技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)中小城市一般選擇50m3、100m3、150m3的臥式或立式圓筒形低溫真空粉末絕熱儲(chǔ)罐。

之后我還了解了LNG工廠、LNG汽車、LNG工藝上及設(shè)備上的一些要求，以及LNG儲(chǔ)罐的一些原理和儲(chǔ)罐低溫保溫的填料要求。

這次的學(xué)習(xí)可以說對(duì)我的幫助很大，LNG對(duì)于每個(gè)天然氣行業(yè)的工作者來說都不算陌生，但是其中很多重要的特性、工藝要求、設(shè)備要求及選型等，對(duì)我們來說還不是很懂，通過這次學(xué)習(xí)，使我對(duì)LNG整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈有了全新的認(rèn)識(shí)，感謝公司以及老師給我的這次機(jī)會(huì)。

第四篇：液化天然氣工廠生產(chǎn)裝置及工藝技術(shù)研究論文

摘要：為了滿足液化天然氣工廠的可持續(xù)發(fā)展要求，本文將從概況、工藝技術(shù)分析、LNG工廠主要設(shè)備這三方面入手，就這類工廠的工藝裝置展開論述。

關(guān)鍵詞：液化天然氣工廠;生產(chǎn)裝置;工藝技術(shù);可持續(xù)發(fā)展

1概況

鹵陽湖LNG工廠屬于基本負(fù)荷型液化天然氣工廠。日處理天然氣30×104m3，LNG日平均產(chǎn)量197.8t，裝置正常生產(chǎn)的波動(dòng)范圍為50～110%，LNG儲(chǔ)罐的容積為5000m3，生產(chǎn)的LNG由專用運(yùn)輸車通過公路運(yùn)輸至各LNG接收站。氣源通過中石油煤層氣管道輸送至工藝裝置區(qū)，以1.5～1.7MPa，溫度范圍為3～20℃的工藝條件經(jīng)計(jì)量調(diào)壓后進(jìn)入壓縮機(jī)增壓，壓力穩(wěn)定在4.9MPa進(jìn)入裝置進(jìn)行處理。原料氣主要組分如下表所示。

2工藝技術(shù)分析

鹵陽湖液化天然氣工廠主要包括天然氣壓縮、天然氣預(yù)處理、液化、儲(chǔ)存及裝車、BOG回收系統(tǒng)。2.1天然氣預(yù)處理系統(tǒng)（1）脫碳系統(tǒng)二氧化碳在液化過程中極易形成干冰，堵塞管道，為滿足低溫工作狀態(tài)的要求，天然氣經(jīng)過脫碳系統(tǒng)凈化后CO2的體積分?jǐn)?shù)應(yīng)低于50×10-6，H2S體積分?jǐn)?shù)應(yīng)低于4×10-6，硫化物總質(zhì)量濃度低于10mg/m3。工廠脫碳單元采用了MDEA+活化劑的方式進(jìn)行脫碳，為一段吸收一段再生流程，MDEA和水形成的混合溶液配比MDEA為40%，活化劑為5%，脫鹽水為55%。（2）脫水系統(tǒng)天然氣液化的溫度非常低，對(duì)含水量要求相應(yīng)很高，主要是防止天然氣中水分析出，在液化時(shí)結(jié)冰，使管道和儀表閥門發(fā)生凍堵、同時(shí)，由于該工作機(jī)制中存在著一定量的液態(tài)水，導(dǎo)致腐蝕作用下的壓力管道及相關(guān)器件工作性能受到了潛在威脅，無形之中加大了應(yīng)力腐蝕問題發(fā)生率。因此，應(yīng)采取深度脫水的方式予以應(yīng)對(duì)，且要求脫水后的天然氣中含水量為1×10-6。采用兩塔分子篩脫水工藝，選用4A分子篩，分子篩對(duì)一些化合物的吸附強(qiáng)度按以下順序遞減：H2O＞NH3＞CH3OH＞CH3SH＞H2S＞COS＞CO2＞CH4＞N2,所以水較各種硫化物更有限強(qiáng)烈吸附，同時(shí)，在4A分子篩的支持下，可實(shí)現(xiàn)對(duì)水與CO2等雜質(zhì)的吸附處理。在此期間，分子篩凈化作用的充分發(fā)揮，一定程度上給予了脫碳裝置的穩(wěn)定運(yùn)行相應(yīng)的支持。正常生產(chǎn)中，一塔吸附，一塔再生、冷吹。雙塔之間的切換通過DCS時(shí)序程序控制，循環(huán)周期為16小時(shí)。分子篩再生采用降低壓力提高溫度的方法達(dá)到吸附床再生的目的，再生氣經(jīng)過換熱器將溫度提高至280℃，自下而上通過分子篩，使水分脫附，且通過對(duì)床層的針對(duì)性處理，可使干氣有著良好的質(zhì)量。此時(shí)，在冷卻、降溫的配合作用下，可使經(jīng)過處理后的床層應(yīng)用中具備了吸附能力，進(jìn)而在冷吹的作用下，可增強(qiáng)分子篩熱量的散失效果。再生氣/冷吹氣均來自脫汞系統(tǒng)后液化冷箱前的凈化氣，通過換熱器的旁路進(jìn)行切換。（3）脫苯脫重?zé)N系統(tǒng)為防止低溫凍堵，要求進(jìn)冷箱的芳香烴和重?zé)N含量低于10ppm，本系統(tǒng)芳香烴和重?zé)N按100ppm進(jìn)行設(shè)計(jì)。工廠采用兩塔活性碳吸附流程，活性碳為孔狀納米級(jí)材料，從孔吸附角度來說，納米級(jí)是指尺寸在0.1mm-100mm的范圍，而苯分子的鍵長(zhǎng)為1.4mm，苯分子長(zhǎng)度為2.8mm。完全可以進(jìn)入活性炭的納米空洞之中，從而對(duì)苯分子產(chǎn)生吸附。正常操作下，一個(gè)塔處于吸附狀態(tài)，另一個(gè)塔處于再生、冷吹狀態(tài)。雙塔之間的切換由DCS系統(tǒng)通過時(shí)序控制切斷閥的啟閉時(shí)間來完成，循環(huán)周期為16小時(shí)。具體工藝與脫水系統(tǒng)相同。（4）脫汞系統(tǒng)為了實(shí)現(xiàn)對(duì)液化天然氣工廠工藝裝置的高效利用，則需要對(duì)脫汞系統(tǒng)的功能特性即運(yùn)行過程有所了解。具體表現(xiàn)為：實(shí)踐中因鋁制板翅式換熱器應(yīng)用中會(huì)受到汞作用下的腐蝕影響，使得最終得到的天然氣中的汞含量不達(dá)標(biāo)。針對(duì)這種情況，可通過對(duì)載硫活性炭的合理使用，實(shí)現(xiàn)脫汞處理，且需要將該活性炭視為一種載體，滿足脫汞處理中反應(yīng)物質(zhì)均勻分布方面的要求。在此期間，活性炭中的反應(yīng)物與汞發(fā)生反應(yīng)生成汞齊，且該生成物會(huì)存在于反應(yīng)中的載體，滿足單質(zhì)汞有效分離要求，實(shí)現(xiàn)對(duì)汞的脫除處理。2.2天然氣液化及儲(chǔ)存系統(tǒng)（1）液化及混合冷劑循環(huán)系統(tǒng)在混合冷劑循環(huán)技術(shù)的支持下，可滿足天然氣的液化要求，該技術(shù)應(yīng)用中可在混合冷劑的作用下，滿足天然氣液化過程中的工藝優(yōu)化要求，使得其工藝裝置有著良好的實(shí)踐應(yīng)用效果。通過對(duì)天然氣工藝要求的考慮，可在預(yù)處理系統(tǒng)的支持下，對(duì)水、二氧化碳等進(jìn)行針對(duì)性處理，確保它們能夠達(dá)標(biāo)，進(jìn)而在液化區(qū)中對(duì)天然氣進(jìn)行進(jìn)一步處理。此時(shí)，板翅式換熱器、氣液分離器配合作用下可形成液化區(qū)，箱體中填充珠光砂用來隔絕外界空氣，保持冷量不流失。天然氣首先在預(yù)冷換熱器中預(yù)冷，將溫度冷卻至-50℃，并在重?zé)N分離器中除去可能存在的重?zé)N組分，然后進(jìn)入液化換熱器中液化，將溫度冷卻至-120℃，最后經(jīng)過過冷換熱器過冷到-159℃。液化的冷量由多組分混合冷劑的循環(huán)量提供，混合冷劑由氮?dú)狻⒓淄椤⒁蚁⒈楹彤愇焱榻M成。入口分離器會(huì)對(duì)混合冷劑進(jìn)行處理，進(jìn)而在壓縮機(jī)、水冷卻器的作用下，使得進(jìn)而到二級(jí)進(jìn)口分離器中的氣體和液體可達(dá)到分離的目的，且其產(chǎn)生的氣體需要進(jìn)一步壓縮。液相由增壓泵送至循環(huán)壓縮機(jī)二級(jí)出口冷卻器，與二級(jí)出口氣相混合后，經(jīng)水冷卻器冷卻后進(jìn)入二級(jí)出口分離器。此時(shí)，在預(yù)冷器的預(yù)冷作用下，能夠?qū)Ρ昧鬟M(jìn)行處理，滿足天然氣對(duì)冷量的實(shí)際需求。同時(shí)，通過對(duì)預(yù)冷換熱器實(shí)際作用的發(fā)揮，可對(duì)來源于二級(jí)出口分離器的氣相進(jìn)行冷卻處理，并通過對(duì)高壓分離器的配合使用，能夠達(dá)到對(duì)分離器中流出液體冷卻處理的目的，從而為天然氣液化階段提供冷量，同時(shí)，液化段中氣體的冷凝，需要在該工序?qū)嵤┖筮M(jìn)一步進(jìn)行過冷處理，確保天然氣能夠得到所需的冷量。膨脹后的循環(huán)氣流，在冷箱板翅式換熱器的預(yù)冷段、液化段和過冷段共用返流流道中復(fù)熱后出冷箱，再進(jìn)入壓縮機(jī)入口分離器循環(huán)壓縮。（2）LNG儲(chǔ)存系統(tǒng)及裝車系統(tǒng)LNG自液化裝置進(jìn)入LNG低溫儲(chǔ)罐，進(jìn)液可以通過儲(chǔ)罐上部，也可通過儲(chǔ)罐下部注入，或采用同時(shí)進(jìn)液的方式。進(jìn)液的方式根據(jù)儲(chǔ)罐內(nèi)的液體密度和溫度條件而定，保證進(jìn)罐LNG和儲(chǔ)罐內(nèi)的LNG能夠充分混合，避免儲(chǔ)罐內(nèi)液相產(chǎn)生分層，防止“翻滾”現(xiàn)象的發(fā)生，保持低溫儲(chǔ)罐運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。LNG儲(chǔ)罐外置兩臺(tái)離心泵，泵出口設(shè)置回流管線，可將罐內(nèi)的LNG經(jīng)裝車泵重新注入儲(chǔ)罐內(nèi)，起到循環(huán)、混合儲(chǔ)罐內(nèi)LNG的作用，減小LNG分層現(xiàn)象的發(fā)生。裝車時(shí)經(jīng)LNG泵輸送至專用槽車，氣相返流管線既可與儲(chǔ)罐內(nèi)氣相空間相連，也可經(jīng)汽化器后進(jìn)入BOG壓縮機(jī)，以平衡裝車時(shí)槽車內(nèi)的壓力，提高裝車速度和液相充滿率。

3LNG工廠主要設(shè)備

3.1冷箱冷箱采用四川空分集團(tuán)設(shè)計(jì)制造的板翅式換熱器，三臺(tái)換熱器及五臺(tái)低溫分離器共用一個(gè)箱體，箱體中充滿珠光砂粉末和氮?dú)猓脕砀艚^外部熱量。冷外形尺寸4200×3400×22000mm，從功能上分為預(yù)冷、液化和過冷3段，各尺寸分別為1856×1250×4800mm，896×1200×4500mm，467×500×2100mm，作為整體設(shè)備，直接運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)安裝。3.2LNG儲(chǔ)罐LNG儲(chǔ)罐采用四川空分集團(tuán)研制的LNG常壓儲(chǔ)罐，容積為5000m3。儲(chǔ)罐為立式圓形，雙層壁，平底、固定頂拱蓋結(jié)構(gòu)，夾層采用珠光砂粉末堆積和氮?dú)饨^熱，底部采用泡沫玻璃磚保溫，為目前國(guó)內(nèi)大型低溫液體儲(chǔ)罐使用較為成熟的技術(shù)。

4結(jié)語

目前該LNG液化裝置已經(jīng)安全投入生產(chǎn)，LNG工廠所采用的工藝技術(shù)先進(jìn)可靠，相關(guān)技術(shù)和設(shè)備國(guó)產(chǎn)化程度高，為伴生氣資源的開發(fā)利用開創(chuàng)了新的方式，取得了顯著的社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國(guó)石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[P]．天然氣脫水設(shè)計(jì)規(guī)范SY/T0076-2008.[2]顧安忠.液化天然氣技術(shù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2010．

作者：白江濤 單位：長(zhǎng)慶油田采氣一廠伴生氣綜合利用第八項(xiàng)目部

第五篇：液化天然氣氣化站的安全設(shè)計(jì)

液化天然氣氣化站的安全設(shè)計(jì)

作者：石志儉，?

文章來源：燃?xì)饧夹g(shù)專題的博客

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更新時(shí)間：2010-5-7 概述

液化天然氣氣化站(以下稱LNG氣化站)，作為中小城市或大型工商業(yè)用戶的燃?xì)夤?yīng)氣源站，或者作為城鎮(zhèn)燃?xì)獾恼{(diào)峰氣源站，近年來在國(guó)內(nèi)得到了快速發(fā)展。

LNG氣化站是一種小型LNG接收、儲(chǔ)存、氣化場(chǎng)所，LNG來自天然氣液化工廠或LNG終端接收基地，一般通過專用汽車槽車運(yùn)來。本文僅就LNG氣化站內(nèi)儲(chǔ)罐、氣化器、管道系統(tǒng)、消防系統(tǒng)等裝置的安全設(shè)計(jì)進(jìn)行探討。LNG儲(chǔ)罐

2.1 LNG儲(chǔ)罐的工藝設(shè)計(jì)

LNG儲(chǔ)罐是LNG氣化站內(nèi)最主要的設(shè)備。天然氣的主要成分甲烷常溫下是永久性氣體，即在常溫下不能用壓縮的方法使其液化，只有在低溫條件下才能變?yōu)橐后w。LNG儲(chǔ)罐的工作壓力一般為0.3～0.6MPa，工作溫度約-140℃，設(shè)計(jì)壓力為0.8MPa，設(shè)計(jì)溫度為-196℃[1]。

LNG氣化站內(nèi)150m3及以下容積的儲(chǔ)罐通常采用雙層真空絕熱結(jié)構(gòu)，由內(nèi)罐和外罐構(gòu)成，內(nèi)罐材質(zhì)為0Cr18Ni9不銹鋼，外罐材質(zhì)為16MnR壓力容器用鋼。內(nèi)罐和外罐之間是由絕熱材料填充而成的絕熱層。當(dāng)外罐外部著火時(shí)絕熱材料不得因熔融、塌陷等原因而使絕熱層的絕熱性能明顯變差。

目前生產(chǎn)廠家所用的絕熱材料一般為珠光砂，填充后抽真空絕熱。為防止周期性的冷卻和復(fù)熱而造成絕熱材料沉積和壓實(shí)，以致絕熱性能下降或危及內(nèi)罐，宜在內(nèi)罐外面包一層彈性絕熱材料(如玻璃棉等)，以補(bǔ)償內(nèi)罐的溫度形變，使內(nèi)外罐之間的支撐系統(tǒng)的應(yīng)力集中最小化。支撐系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)使傳遞到內(nèi)罐和外罐的應(yīng)力在允許極限內(nèi)。

儲(chǔ)罐靜態(tài)蒸發(fā)率反映了儲(chǔ)罐在使用時(shí)的絕熱性能，其定義為低溫絕熱壓力容器在裝有大于50%有效容積的低溫液體時(shí)，靜止達(dá)到熱平衡后，24h內(nèi)自然蒸發(fā)損失的低溫液體質(zhì)量與容器的有效容積下低溫液體質(zhì)量的比值。一般要求儲(chǔ)罐靜態(tài)蒸發(fā)率≤0.3%[

1、2]。除絕熱結(jié)構(gòu)外，儲(chǔ)罐必須設(shè)計(jì)成可以從頂部和底部灌裝的結(jié)構(gòu)，以防止儲(chǔ)罐內(nèi)液體分層。

2.2 LNG儲(chǔ)罐的布局

根據(jù)GB

50028—2006《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定，儲(chǔ)罐之間的凈距不應(yīng)小于相鄰儲(chǔ)罐直徑之和的1/4，且不應(yīng)小于1.5m。儲(chǔ)罐組內(nèi)的儲(chǔ)罐不應(yīng)超過兩排，儲(chǔ)罐組的四周必須設(shè)置周邊封閉的不燃燒實(shí)體防護(hù)墻，儲(chǔ)罐基礎(chǔ)及防護(hù)墻必須保證在接觸液化天然氣時(shí)不被破壞。LNG罐區(qū)的設(shè)計(jì)應(yīng)通過攔蓄設(shè)施(堤)、地形或其他方式把發(fā)生事故時(shí)溢出的LNG引到安全的地方，防止LNG流入下水道、排水溝、水渠或其他任何有蓋板的溝渠中。

儲(chǔ)罐防護(hù)墻內(nèi)的有效容積V應(yīng)符合下列規(guī)定：①對(duì)因低溫或因防護(hù)墻內(nèi)一儲(chǔ)罐泄漏、著火而可能引起的防護(hù)墻內(nèi)其他儲(chǔ)罐泄漏，當(dāng)儲(chǔ)罐采取了防止措施時(shí)，V不小于防護(hù)墻內(nèi)最大儲(chǔ)罐的容積。②當(dāng)儲(chǔ)罐未采取防止措施時(shí)，V不小于防護(hù)墻內(nèi)所有儲(chǔ)罐的總?cè)莘e。

2.3 儲(chǔ)罐抗震、防雷、防靜電設(shè)計(jì)

GB

50223—2004《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，20萬人以上城鎮(zhèn)和抗震設(shè)防烈度為8、9度的縣及縣級(jí)市的主要燃?xì)鈴S的儲(chǔ)氣罐，抗震設(shè)防類別劃為乙類。美國(guó)NFPA59A《液化天然氣(LNG)生產(chǎn)、儲(chǔ)存和裝運(yùn)標(biāo)準(zhǔn)》(2001年版)規(guī)定，LNG氣化站內(nèi)設(shè)施及構(gòu)筑物的抗震設(shè)計(jì)應(yīng)考慮操作基準(zhǔn)地震(OBE)和安全停運(yùn)地震(SSE)兩種級(jí)別地震的影響。

操作基準(zhǔn)地震(OBE)是指設(shè)施在其設(shè)計(jì)壽命期內(nèi)可承受的可能發(fā)生的地震，即在該級(jí)別地震發(fā)生時(shí)，設(shè)備將保持運(yùn)行。安全停運(yùn)地震(SSE)是指氣化站所在地罕見的強(qiáng)烈地震，設(shè)施設(shè)計(jì)應(yīng)能保存LNG并防止關(guān)鍵設(shè)備出現(xiàn)災(zāi)難性故障，不要求設(shè)施在發(fā)生SSE后保持運(yùn)行。

LNG罐區(qū)防護(hù)墻及其他攔蓄系統(tǒng)的設(shè)計(jì)至少在空載時(shí)能承受SSE級(jí)別的荷載，要求在發(fā)生SSE之后，LNG儲(chǔ)罐可能會(huì)出現(xiàn)故障，但防護(hù)墻和其他攔蓄系統(tǒng)必須保持完好。凡是失效之后可能會(huì)影響到LNG儲(chǔ)罐完整性的系統(tǒng)和構(gòu)件，以及隔離儲(chǔ)罐并保證它處在安全停運(yùn)狀態(tài)所需要的系統(tǒng)組件，必須能承受SSE而不發(fā)生危險(xiǎn)。

LNG儲(chǔ)罐應(yīng)按照OBE進(jìn)行設(shè)計(jì)，并按照SSE進(jìn)行應(yīng)力極限校核。在工廠內(nèi)制造的儲(chǔ)罐，其設(shè)計(jì)安裝應(yīng)符合ASME《鍋爐和壓力容器規(guī)范》(2007年版)的要求，儲(chǔ)罐和支座的設(shè)計(jì)還應(yīng)考慮地震力和操作荷載的組合作用，使用儲(chǔ)罐或支座設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的許用應(yīng)力增量。

LNG氣化站的儲(chǔ)罐區(qū)設(shè)置地下避雷接地網(wǎng)，LNG儲(chǔ)罐的支柱與避雷接地網(wǎng)連接，LNG儲(chǔ)罐上無須設(shè)置防雷保護(hù)裝置。站區(qū)的防雷設(shè)計(jì)應(yīng)符合GB

50057—94《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》(2000年版)中“第二類防雷建筑物”的有關(guān)規(guī)定。防靜電設(shè)計(jì)應(yīng)符合HG/T

20675—1990《化工企業(yè)靜電接地設(shè)計(jì)規(guī)程》的要求。氣化器和管道系統(tǒng)

LNG氣化站使用的氣化器一般分為環(huán)境氣化器(空溫式氣化器)和加熱氣化器(水浴式氣化器、電加熱氣化器)。各氣化器的出口閥及出口閥上游的管件和閥門，設(shè)計(jì)溫度應(yīng)按-168℃計(jì)算。氣化器的出口須設(shè)置測(cè)溫裝置，并設(shè)自動(dòng)控制閥門，當(dāng)氣化后進(jìn)入燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)的氣體溫度高于或低于輸配系統(tǒng)的設(shè)計(jì)溫度時(shí)，自動(dòng)控制閥門應(yīng)能自動(dòng)切斷天然氣的輸出。

氣化器或其出口管道上必須設(shè)置安全閥，安全閥的泄放能力應(yīng)滿足以下要求：①環(huán)境氣化器的安全閥泄放能力必須滿足在1.1倍的設(shè)計(jì)壓力下，泄放量不小于氣化器設(shè)計(jì)額定流量的1.5倍。②加熱氣化器的安全閥泄放能力必須滿足在1.1倍的設(shè)計(jì)壓力下，泄放量不小于氣化器設(shè)計(jì)額定流量的1.1倍。

LNG氣化站內(nèi)使用溫度低于-20℃的管道應(yīng)采用奧氏體不銹鋼無縫鋼管，工藝管道上的閥門應(yīng)能適用于液化天然氣介質(zhì)，液相管道采用加長(zhǎng)閥桿的長(zhǎng)柄閥門，連接宜采用焊接。工藝管道采用自然補(bǔ)償?shù)姆绞剑灰瞬捎醚a(bǔ)償器進(jìn)行補(bǔ)償。LNG管道上的兩個(gè)相鄰的截?cái)嚅y之間，必須設(shè)置安全閥，防止形成完全封閉的管段。液化天然氣儲(chǔ)罐必須設(shè)置安全閥，選用奧氏體不銹鋼彈簧封閉全啟式安全閥；單罐容積為100m3及以上的儲(chǔ)罐應(yīng)設(shè)置2個(gè)或2個(gè)以上安全閥。管道和儲(chǔ)罐的安全閥都應(yīng)設(shè)置放散管并集中放散。液化天然氣集中放散設(shè)施的匯集總管應(yīng)安裝加熱器，低溫天然氣經(jīng)過加熱器加熱后變成比空氣輕的氣體后方可放散。安全檢測(cè)、控制裝置

LNG氣化站儲(chǔ)罐區(qū)、氣化區(qū)以及有可能發(fā)生液化天然氣泄漏的區(qū)域，一般應(yīng)安裝低溫檢測(cè)報(bào)警裝置，爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所應(yīng)設(shè)置燃?xì)鉂舛葯z測(cè)報(bào)警裝置。LNG儲(chǔ)罐都應(yīng)設(shè)置檢測(cè)液位的報(bào)警裝置，可以設(shè)置儲(chǔ)罐低液位報(bào)警、超低液位報(bào)警、高液位報(bào)警、超高液位報(bào)警，以提醒工作人員及時(shí)處理。氣化站內(nèi)還應(yīng)設(shè)置事故緊急切斷裝置，當(dāng)事故發(fā)生時(shí)，應(yīng)切斷或關(guān)閉液化天然氣來源，還應(yīng)關(guān)閉正在運(yùn)行、可能使事故擴(kuò)大的設(shè)備。切斷系統(tǒng)應(yīng)具有手動(dòng)、自動(dòng)或手動(dòng)自動(dòng)同時(shí)啟動(dòng)的性能，手動(dòng)啟動(dòng)器應(yīng)設(shè)置在事故時(shí)工作人員方便到達(dá)的地方，并與所保護(hù)設(shè)備的間距不小于15m。消防系統(tǒng)

LNG氣化站的消防系統(tǒng)主要包括消防供水和高倍數(shù)泡沫系統(tǒng)。

LNG儲(chǔ)罐消防用水量應(yīng)按照儲(chǔ)罐固定噴淋裝置和水槍用水量之和計(jì)算。總?cè)莘e超過50m3或單罐容積超過20m3的液化天然氣儲(chǔ)罐或儲(chǔ)罐區(qū)應(yīng)設(shè)置固定噴淋裝置。LNG立式儲(chǔ)罐固定噴淋裝置應(yīng)在罐體上部和罐頂均勻分布。生產(chǎn)區(qū)防護(hù)墻內(nèi)的排水系統(tǒng)應(yīng)采取防止液化天然氣流入下水道或其他頂蓋密封的溝渠中的措施。需要說明的是，水既不能控制也不能熄滅LNG液池火災(zāi)，水在LNG中只會(huì)加速LNG的氣化，進(jìn)而加快其燃燒速度，對(duì)火災(zāi)的控制只會(huì)產(chǎn)生相反的結(jié)果。因此，LNG氣化站的消防用水大量用于冷卻、保護(hù)受到火災(zāi)輻射的儲(chǔ)罐和設(shè)備，以減少火災(zāi)升級(jí)和降低設(shè)備的危險(xiǎn)。這一點(diǎn)在制定和實(shí)施LNG氣化站事故應(yīng)急救援預(yù)案時(shí)必須注意。

液化天然氣火災(zāi)多是由于儲(chǔ)罐、管道或其他連接處破裂、損壞，使液化天然氣噴出或外溢而引起的，一般歸結(jié)為以下兩種因素：①液化天然氣在破口處噴出時(shí)產(chǎn)生靜電釀成火災(zāi)，形成噴火現(xiàn)象；②液化天然氣泄漏后會(huì)迅速氣化變成蒸氣，與空氣混合形成爆炸性氣體，在受熱后溫度上升或接觸其他明火時(shí)發(fā)生爆炸。

高倍數(shù)泡沫覆蓋了泄漏燃燒的液化天然氣，一方面其封閉效應(yīng)使得大量的高倍數(shù)泡沫以密集狀態(tài)封閉了火災(zāi)區(qū)域，防止新鮮空氣流入，使火焰熄滅。另一方面其蒸汽效應(yīng)(指火焰的輻射熱使其附近的高倍數(shù)泡沫中的水蒸發(fā)，變成水蒸氣，吸收大量的熱量)阻擋了火焰對(duì)泄漏液化天然氣的熱傳遞，從而降低了液化天然氣的氣化速度，達(dá)到有效控制火災(zāi)的目的。

倍數(shù)過低的泡沫含水量大，當(dāng)其析液接觸泄漏的液化天然氣時(shí)，往往會(huì)加快液化天然氣的氣化速度；倍數(shù)過高的泡沫抵抗燃燒能力差，泡沫破裂速度快，不能起到有效的封閉作用。GB

50196—93《高倍數(shù)、中倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(2002年版)規(guī)定了泡沫混合液供給強(qiáng)度為7.2L/(min·m2)，發(fā)泡倍數(shù)為300～500倍。結(jié)語

在美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家，LNG氣化站的建設(shè)、生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)非常成熟，但在我國(guó)還處于起步階段。我們應(yīng)努力全面學(xué)習(xí)先進(jìn)的建設(shè)管理經(jīng)驗(yàn)，周密考慮，從設(shè)計(jì)、施工階段嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范和技術(shù)要求，為L(zhǎng)NG氣化站的長(zhǎng)久安全運(yùn)行奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。