天然气干燥器之加气站设备管理-LNG储罐

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天然气干燥器加气站主要设备介绍

加气站是由一系列设备设施构成的系统,具有设备价值高、设备数量种类多、技术含量高、工艺复杂、关键配件损坏后购置较困难等特点。加气站的设备管理需要从技术、经济、组织等方面采取措施,充分发挥设备效能、提高管理水平,科学、合理、经济的优化配置,保障设备安全经济运行。设备管理标准化、规范化、系统化是加气站管理工作的基本要求。各类加气站的主要设备如下:

1.压缩天然气加气站:

1)CNG子站主要设备:车载储气瓶组、卸气装置、增压设备、储气设备、加气机。

2)CNG标准站主要设备:高压计量装置、过滤分离装置、脱硫装置、增压设备、脱水装置、储气设备、加气机。

2.液化天然气加气站

1)LNG加气站主要设备:LNG储罐(立式、卧式)、LNG加气机、调压、增压器、EAG放散加热器、LNG潜液泵,管理系统、加气站PLC控制系统、仪表风系统等。

2)L-CNG加气站主要设备:LNG储罐、低温高压泵、汽化器、储气设备、CNG加气机。(天然气的传输特性)

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LNG储罐

1.LNG储罐的分类

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。地上LNG储罐又分为金属子母储罐和金属单罐2种。金属子母储罐是由3只以上子罐并列组装在一个大型母罐之中,子罐通常为立式圆筒形,母罐为立式平底拱盖圆筒形。子母罐多用于天然气液化工厂。城市LNG加气站的储罐通常采用立式或卧式双层金属罐,其内部结构类似于直立的暖瓶,内罐支撑于外罐上,内外罐之间是真空粉末绝热层。储罐容积通常有50立方米和100立方米。

2.LNG储罐设计与制造标准

LNG储罐设计与制造应符合现行国家标准GB150,GB18442和TSG R0004的有关规定。LNG储罐的附属设备的设置应符合下列规定:

1)应设备就地指示的液们计、压力表;

2)储罐应设备液位上、下限及压力上限报警,并远程监控;

3)储罐的液相连接管道上应设置紧急切断阀;

4)储罐应设置全启封闭式安全阀,且不应少于2个(1用1备),安全阀的设置应符合TSG R0004的有关规定;

5)安全阀与储罐之间应设切断阀,切断阀在正常操作时应牌铅封开启状态;

6)与储罐气相空间相连的管道上应设置人工放散阀。(天然气的物性参数

3.LNG储罐的压力

根据GB 50156-2012《汽车加油加气站设计与施工规范》,LNG储罐内筒的设计压力应符合下列公式的规定:

1)当Pw<0.9MPa时,Pd≥Pw+0.18MPa

2)当Pw≥0.9MPa时,Pd≥1.2Pw

式中:Pd为设计压力(MPa);Pw为设备最大工作压力(MPa)。

4.LNG储罐的材质介绍

正常操作时LNG储罐的工作温度达到-162.3度,第一次投用前要用-196度的液氮对储罐进行转换与预冷,则储罐的设计温度为-196度。内罐既要承受介质的工作压力,又要承受LNG的低温,要求内罐材料必须具有良好的低温综合机械性能,尤其要具有良好的低温韧性,目前内罐材料多采用0Cr18Ni9,相当于ASME(美国机械工程协会)标准的304不锈钢。而外罐作为常温外压容器,外罐材料选用低合金容器钢16MnR。

根据内罐的计算压力和所选材料,内罐的计算厚度和设计厚度分别为11.1mm和12.0mm。外罐的设计厚度常为10.0mm。(小型无热再生干燥器)

5.LNG储罐(见图6-1)接管需求

常用的储罐接管口有:上进液口、下进液口、出液口、气相口、测满口、上液位计口、下液位计口、工艺人孔、抽真空口、防爆装置安装口10个。其中除了抽真空口与防爆装置安装口外的8个接管口均连接到内罐,接管材质都为0Cr18Ni9,抽真空口设置在外罐下封头以便定期测量真空度和抽真空,抽完真空后该管口被封闭。防爆装置安装口设置在外罐上封头(见图6-2),防止真空失效和内罐介漏入外罐,造成外罐蹩压损坏。

6.液位测量装置

为防止储罐内LNG充装过量或运行中罐内LNG过少或过多危及储罐和工艺系统安全,LNG储罐上常设有两套独立的液位测量装置,其灵敏度与可靠性对LNG储罐的安全至关重要。在向储罐充装LNG时,通过差压式液位计所显示的静压力读数,可从静压力与充装质量对照表上直观方便地读出罐内LNG的液面高度、体积和质量。当达到充装上限时,LNG液体会从测满口溢出,提醒操作人员手动切断进料。储罐自控系统还设有低限报警(剩余LNG量为罐容的10%)、高限报警(充装量为罐容的85%)、紧急切断(充装量为罐容的95%)。(油田伴生气脱水装置)

7.LNG储罐容量

LNG加气站储罐总容量设置通常按储存3天高峰月平均日用气量确定。同时还应考虑气源点的个数、气源厂检修时间、气源运输周期、用户用气波动情况、槽车运输能力等因素。对气源的要求是不少于2个供气点。若只有1个供气点,则储罐总容量还要考虑气源厂检修时能保证正常供气。储罐的容量设置,不单关系到日常的正常运营,还与损耗与管理成本息息相关,需要慎重选择。

8.LNG储罐绝热层介绍

LNG储罐用于储存低温液体,其保温能力是其性能好坏的重要指标,LNG储罐的保温主要是靠安装绝热层,目前使用的绝热层主要有以下3种形式:

1)高真空多层缠绕式绝热层。多用于LNG槽车和罐式集装箱车

2)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。

3)真空粉末绝热层。目前LNG加气站用的圆筒形双金属LNG储罐通常采用这种绝热方式。在LNG储罐内外罐之间的夹层中填充粉末(珠光砂),然后将该夹层抽成真空。通常用蒸发率来衡量储罐的绝热性能。目前国产LNG储罐的日静态蒸发率体积分数≤0.3%(山东天然气干燥器)

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