天然气干燥器之LNG加气站主要工艺

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目前LNG加气站主要分为以下两种:撬装式LNG加气站、固定式LNG加气站。
以上两种LNG加气站在主要设备组成方面都基本一致,区别在于:LNG加气机、增压泵撬等设备是否集成在撬体上。
撬装式LNG加气站设备现场施工量小,安装调试周期短,适用于规模较小,对场地要求不高的LNG加气站;固定式LNG加气站的现场施工量大,周期相对较长,适用于规模较大的LNG加气站。
天然气干燥器之LNG加气站的主要工艺包括卸车工艺、高压工艺、加液工艺、仪表风系统工艺、安全泄放工艺。工艺流程图如图3-6所示。

3-6

一、LNG加气站卸车工艺
LNG加气站的卸车工艺比加油站的卸油工艺复杂得多。卸车涉及到压力、物质形态等方面的变化,需要有专门的卸车工艺来保障作业的顺利开展。
1.卸车基础知识
LNG卸车作业,通常在卸车前进行压力平衡,卸车时通过压力调节及进液方式的转换来完成卸车,可简化成三个步骤来进行综合分析。
压力平衡。一般情况下,当储罐内LNG储量接近10%时需要卸车,此时储罐液面低、气相空间大、LNG汽化速度快、储罐内压力大,有时会超过安全阀开启压力而放散。压力平衡一方面是将储罐的压力降下来,另一方面是让槽车的压力有所上升利于卸车,同时也减少了浪费。
形成压力差。通过汽化器,泵等设备,让槽车压力增加,一般让槽车内压力比储罐高0.2MPa左右。或者通过泵直接给LNG加压后输送进储罐。
降低压力。在LNG卸车即将结束时,设法将储罐与槽车的压力降下来。储罐压力降低有利于LNG的储存。槽车内压力越小,意味着槽车内未卸净的天然气越少,卸车损耗越小。(天然气脱水设备的选择应注意什么)
在卸车期间还需注意的是合理选择储罐的进液模式与槽车的进气模式,具体可根据所站的工艺管道来实际选择。
储罐上进液:也叫上喷淋,是卸车期间,选择储罐上部的进液管进行卸车,上喷淋的好处是,可以通过喷洒LNG将储罐里面已成气态的天然气重新液化,降低储罐内压力。采用上进液卸车方式可以使储罐压力降至0.2MPa以下。上进液降压必须有足够的气体液体接触点,这一点在设计时必须考虑到。另外液位过高储罐内气相空间少时上进液降压效果不明显。
储罐下进液:当槽车内LNG密度小于储罐中LNG密度时,选择下进液模式。一般在槽车内液体卸完后,为回收余气,将槽车的气相联通到储罐底部,称作下进气。
槽车下进气与上进气:为了降低储罐压力,将储罐的气相联通到槽车的液相部,让储罐中气态天然气在槽车中液化成LNG,达到降低压力的效果,但下进气容易出现液面翻腾。为避免翻腾,当工艺管道允许的情况下可以选择上进气。(什么是小型无热再生干燥器 其原理是什么)

二、卸车方式简介
LNG卸车方法有多种,可以根据加气站工艺设备的状况来灵活选择,常见的有自增压卸车、泵增压卸车、直接泵卸车、储罐供压卸车等。

1.自增压卸车
槽车内的液体通过自流进入卸车汽化器中,LNG在汽化器中吸收环境中的热量后汽化成气态天然气,然后回到槽车的气相,增加槽车的压力(此功能可以在停电的情况下使用,保证停电的情况下顺利完成卸车),将槽车中的LNG流入储罐中。其工艺流程如图3-7所示。

3-7

自增压卸车工艺的选用必须注意现场安全,在使用期间严格控制槽车压力,当压力接近安全阀压力时,必须调小或关闭槽车自增压阀门,防止槽车压力过高,启动安全阀排压。
自增压卸车工艺是通过液位高度差进行自流的,如果槽车液位高度不够,自流到管线中的LNG在未到汽化器期间汽化形成气阻,自增压卸车将无法实现。
自增压卸车与潜液泵卸车采用相同内径的管道,自增压卸车方式的流速要低于潜液泵卸车方式,卸车时间长。随着LNG槽车内液体的减少,要不断对LNG槽车气相空间进行增压,如果卸车时储罐气相空间较高,还需要对储罐进行泄压,以增大LNG槽车与LNG储罐之间的压力差。给LNG槽车增压需要消耗一定量的LNG液体。(天然气干燥器脱水之吸收法)

2.泵卸车
泵卸车分为泵增压卸车与直接泵卸车两种方式。
1.泵增压卸车
槽车内的液体流进泵池后(需先对泵池进行预冷),经潜液泵打入卸车汽化器中,汽化后进入槽车的气相,增加槽车的压力,使液体流入储罐中。其工艺流程如图3-8所示。

3-8
2.直接泵卸车
该方式是通过系统中的潜液泵将LNG从槽车转移到LNG储罐中,LNG卸车的工艺流程见图3-9.潜液泵卸车方式是LNG液体经LNG槽车卸液口进入潜液泵,潜液泵将LNG增压后充入LNG储罐。LNG槽车气相口与储罐的气相管连通,LNG储罐中的BOG气体通过气相管充入LNG槽车,一方面解决LNG槽车因液体减少造成的气相压力降低,另一方面解决LNG储罐因液体增多造成的气相压力升高,整个卸车过程不需要对储罐泄压,可以直接进行卸车操作。(什么是YNG前置天然气脱水装置)

3-9
直接泵卸车的优点是速度快,时间短,自动化程度高,无需对站内储罐泄压,不消耗LNG液体;缺点是工艺流程复杂,管道车连接繁琐,需要消耗电能。
泵卸车期间,需要留意,槽车内LNG液体必须能够进入到潜液泵,管线过长会严重影响泵卸车工艺的应用,同时泵卸车需要考虑加液作业。如果LNG站仅一台潜液泵,卸车同时无法加液,当有汽车需要加液时必须暂停卸车作业,切换为加液模式,频繁的切换对泵的性能有很大的影响,因此需要合理安排卸车时间,避免边卸车,边发液。槽车LNG液位较低时,不可将泵临时切换至发液状态,否则将出现管线气阻,从而使槽车里剩余LNG无法卸尽现象。(天然气干燥器如何更换吸附剂)

三、LNG加气站调压工艺
LNG加气站的调压工艺分为两种:一种是自增压调压、一种是泵增压调压。
自增压是站用储罐内的LNG液体凭借液位产生的压差进入汽化器中,经空温加热汽化后回到储罐的顶部,增加储罐的压力(此功能可以在停电的情况下使用,保证停电的情况下可以对汽车进行加气)。采用自增压方式增压速度相对较慢,但无需消耗电能。
泵增压是储罐内的液体流进泵后(无需对泵池进行预冷),经潜液泵注入汽化器中,经空温加热汽化后进入储罐的顶部或底部,增加站用储罐的压力。此工艺也可用于调整储罐的饱和温度。

四、LNG加气站加液工艺
LNG加气站加液工艺主要包括预冷、加气、待机过程。工艺流程见图3-10。

3-10

预冷过程:凭借站用储罐和泵池的液位差,使液体从站用储罐进入泵池,完成泵池的预冷。泵池预冷完成后,泵启动,吹扫加气枪和售气机插枪口,把加气枪与售气机插枪口相连接,然后按下加所机面板上“预冷”键,LNG从储罐液相-泵进口气动阀-泵-意向阀-质量流量计售气机液相气动阀-加气枪-气相气动阀-储罐进行循环,当温度、密度、增益达到设定值时加气机预冷完成,这一过程也叫大循环预冷。(加气站压缩天然气干燥器的工艺流程是什么?)
加气过程:泵启动后,在没有加气机和预冷信号时,泵低速运行,液体在管道内循环,保持管道的温度,减少泵的启停次数,延长泵的工作寿命。在持续较长时间无加气机信号量,泵停止工作。

五、仪表风系统工艺
仪表风系统:以压缩空气作为动力风源,用来驱动所有气动阀门,从而达到自动控制阀门开和关目的的系统。
仪表风系统主要包括:前置过滤器、空气压缩机、气液分离器、后置过滤器、干燥器、阀门管道、气动执行器、控制柜等。
仪表风系统的引进,主要是为了确保LNG在日常动作过程因突发停电,设备突然故障等原因引发工艺过程失控的事故,而引入了气动控制系统,也称仪表风系统,在仪表风系统中,LNG控制阀门的控制都是以气开阀进行控制的。

六、安全泄放工艺
天然气为易燃易爆特,在温度低于-120度时,天然气密度重于空气,一量泄漏将在地面聚集,不易挥发;而常温时,天然气密度远小于空气密度,易扩散。根据其特性,按照规范要求必须进行安全排放,设计一般采用集中排放的方式。安全泄放工艺由安全阀、爆破片、EAG加热器、放散塔等组成。其工艺流程如图3-11所示。(天然气干燥器初次使用应注意什么)

3-11

设置EAG加热器,对放空的低温NG进行集中加热后,经阻火器通过放散塔高点排放。EAG加热器采用500立方米每小时空温式加热器。常温放散NG直接经阻火器后排入放散塔。阻火器内装耐高温陶瓷环,安装在放空总管路上。
为了提高NG储罐的安全性能,采用降压装置、压力报警手动放空、安全阀(并联安装爆破片)起跳三层保护措施。安全阀设定压力为储罐的设定压力0.78MPa.
缓冲罐上设置安全阀及爆破片,安全阀设定压力为储罐设计压力。
在一些可能会形成密闭空间的管道上,设置手动放空加安全阀的双重措施。管道设计压力为1.0MPa。

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