第29卷第3期煤氣與熱力Vol 29 No. 32009年3月Gas heatMar.2009液化天然氣。gsg%gING氣化站安全保護系統(tǒng)劉力賓(新奧集團廊坊設計院,河北廊坊065001)摘要:論述了ING氣化站的工藝流程,LNG的危險性,以及緊急切斷系統(tǒng)、低溫儲罐液位控制系統(tǒng)、空溫式氣化器出口氣體溫度連鎖系統(tǒng)、水浴式加熱器后氣體溫度控制系統(tǒng)等安全保護系統(tǒng)的實現(xiàn)方法。關鍵詞:LNG氣化站;緊急切斷;安全保護中圖分類號:TU996文獻標識碼:B文章編號:1000-4416(2009)03-0B13-04Safety Protection System for LNG Vaporizing StationLIU Li-binAbstract: The process flow of LNG vaporizing station, the risk of LNG and the realization methodsof safety protection systems are discussed. The safety protection systems include slam shut system, controlsystem for liquid level of low-temperature gasholder, linkage system for outlet gas temperature of air-heated vaporizer, gas temperature control system after water bath heater and so onKLNG vaporizing station; slam shut; safety protection隨著人類環(huán)境保護意識的增強,對清潔能源的我國進入了ⅠNG氣化站建設的髙峰期。ⅠNG氣化需求也在不斷增加。近年來,我國的能源市場出現(xiàn)行業(yè)是我國新興的行業(yè),LNG氣化站設計、建設及了翻天覆地的變化,天然氣的應用越來越廣泛,在某運營中的安全問題需要我們探索和研究。些領域正逐步替代煤和液化石油氣。我國的天然氣1LNG氣化站工藝流程2資源多分布在東北和西北地區(qū),消費市場卻集中在通過公路或鐵路運輸將LNG從生產(chǎn)廠或儲存東南沿海和中南部大中城市等人口密集的地區(qū),基地運送到LNG氣化站,利用站內(nèi)的卸車增壓氣化這種能源分布結構使得天然氣的快速發(fā)展受到了限器將LNG槽車內(nèi)的氣相壓力升高,將LNG通過管制。雖然我國近年建設了多項天然氣管道輸送工道卸至站內(nèi)低溫儲罐。在LNG氣化站向城市管網(wǎng)程,如全長4176km的西氣東輸工程、全長950km供氣時,利用站內(nèi)儲罐配套的自增壓氣化器,將低溫的澀寧蘭輸氣管道工程等,這些管道工程將大大緩儲罐壓力升至LNG氣化站工作壓力,一般為0.6解東南沿海大中城市用氣緊張的問題,但是建設長MPa,利用這個壓力將LNG送入空溫式氣化器,通輸管道造價巨大,投人運營后的管理費用很高,而且過與環(huán)境空氣的熱量交換將液態(tài)的LNG氣化為氣長輸管道無法覆蓋所有的城市。因此對于中小型城態(tài)天然氣。如果此時氣態(tài)天然氣的溫度不低于5市,采用長輸管道供氣就不是都適宜,而建設1座4℃,那么可以通過旁通回路直接送入調(diào)壓、計量、加臺100m3儲罐的LNG氣化站造價僅為1000×10臭裝置。如果元左右,這樣的造價對于大多數(shù)城市來說是比較經(jīng)需要經(jīng)過水浴中國煤化工于5℃,就CNMH熱到5℃以濟的選擇。這也促成了大量LNG氣化站的建設,使上,再送入調(diào)壓、里加衣且。后,通過站內(nèi)的B13第29卷第3期煤氣與熱力www gasandheat com調(diào)壓、計量、加臭裝置將天然氣調(diào)壓、計量、加臭后送空溫式氣化器進行氣化。隨著ING從儲罐中流出入城市中壓管網(wǎng),為用戶供氣。ING氣化站工藝流儲罐內(nèi)氣相空間的壓力會因體積增大而降低。系統(tǒng)程見圖1。為了保持壓力平衡,就會自動從出液口補充LNG進LNG槽臼一區(qū)NG卸車裝置一NG儲罐一倥溫式氣化器入自增壓回路,通過自增壓氣化器后的氣體又補充進儲罐,使儲罐始終處于壓力平衡狀態(tài),從而保證系BOC系統(tǒng)h[調(diào)壓箱}-熱水爐[水浴式加熱器統(tǒng)的正常工作。熱水因此,要讓LNG氣化站進入停止狀態(tài),只需切循環(huán)水泵斷儲罐進出液閥及自增壓回路閥即可。市中壓管網(wǎng)一調(diào)壓計量、加臭裝置《城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范》(GB50028-2006)第圖1LNG氣化站工藝流程9.4.21條規(guī)定:液化天然氣氣化站內(nèi)應設置事故切2LNG的危險性斷系統(tǒng),事故發(fā)生時,應切斷或關閉液化天然氣或可在整個氣化過程中,只是將LNG從液態(tài)轉變?yōu)槿細怏w來源還應關閉正在運行可能使事故擴大的氣態(tài),沒有發(fā)生復雜的化學變化。雖然氣化站的流設備。LNG氣化站內(nèi)設置的事故切斷系統(tǒng)應具有手程簡單,但是液化天然氣是一種超低溫介質,變成常動、自動或手動自動同時啟動的性能,手動啟動器應溫氣態(tài)天然氣后體積擴大約600倍。因此LNG氣設置在事故時方便到達的地方,并與所保護設備的化站工作過程中存在著多方面的危險性。低溫的危險性:LNG的儲存和氣化操作都在低間距不小于15m。手動啟動器應具有明顯的功能標志。溫下進行,溫度約-162℃。這樣的低溫液體為滿足規(guī)范的要求,在LNG氣化站設計中一般泄漏,會使接觸到的設備遇冷收縮,甚至發(fā)生脆性斷裂,從而使設備破壞,引發(fā)嚴重的事故。低溫LNG動、自動切斷。可以在控制室和現(xiàn)場分別設置緊急輸送管道也經(jīng)常發(fā)生凍傷操作人員的事故切斷按鈕,以便事故發(fā)生時能夠迅速切斷LNG站區(qū)火災危險性:天然氣與空氣混合極易形成爆炸所有氣動切斷閥,以停止LNG供應,確保系統(tǒng)的安性混合氣體,如果達到爆炸極限的混合氣體遇到火全源,就會著火燃燒,甚至爆炸4低溫儲罐液位控制系統(tǒng)3對人體的危害性:雖然天然氣無毒,但是如果吸《城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范》(GB50028-2006)第進純的LNG蒸氣,人會迅速失去知覺,3~5min后9.4.13條規(guī)定:儲罐進出液管必須設置緊急切斷閥就可能死亡。天然氣泄漏會導致大氣中的氧含量逐并與儲罐液位控制連鎖。漸減少,如果操作人員沒有及時警覺就會慢慢窒息。根據(jù)本條要求,在儲罐上必須設置可以信號遠因此,LNG氣化站必須采取相應的溫度、壓力傳的檢測儲罐液位的儀表設備,并必須在儲罐進出液位泄漏等方面的檢測和保護措施,以便及時發(fā)現(xiàn)液管上設置可實現(xiàn)遠程控制的緊急切斷閥。在和處理隱患,避免惡性事故的發(fā)生。LNG氣化站設計中,這種緊急切斷閥一般選用氣動緊急切斷系統(tǒng)長軸緊急切斷閥。由于LNG屬于超低溫介質,直接緊急切斷系統(tǒng)應當使生產(chǎn)系統(tǒng)在出現(xiàn)故障時能測量液位無法實現(xiàn),因此通常的做法是選用隔爆型迅速進入安全狀態(tài)。對于LNG氣化站,其最安全的差壓變送器測得儲罐內(nèi)上下液位的靜壓差,然后根模式就是進入停止狀態(tài)。據(jù)ING的密度來計算LNG儲罐內(nèi)液位的高度。在LNG氣化站正常工作時,需先打開儲罐自增以150m3的ING儲罐為例。根據(jù)ING儲罐參壓回路閥,使一部分LNG進入自增壓回路,經(jīng)儲罐數(shù),公稱容積為150m3的LNG儲罐,其幾何容積為自增壓氣化器將LNG氣化后,回到儲罐內(nèi)氣相空1579m3,最間,以增加儲罐內(nèi)氣相空間的壓力。當壓力達到系裝量為142.5中國煤化工罐的最大充罐內(nèi)工作壓CNMH統(tǒng)正常工作壓力時,打開儲罐出液閥,讓LNG進入力下LNG體積到取人元衣里叫必須關閉進液14www.gasandheat.com劉力賓:LNG氣化站安全保護系統(tǒng)第29卷第3期氣動閥。此過程可以由人工來完成,通過觀察液位報警連鎖系統(tǒng),即在空溫式氣化器出口管道上設置計的指示值,在液位達到上限時就關閉進液閥。這溫度檢測儀表,在空溫式氣化器進液口設置緊急切樣設計就無法避免觀測誤差、計算誤差、操作時間差斷閥,并將溫度報警信號與緊急切斷閥連鎖。一方等多方面因素所帶來的偏差,使系統(tǒng)的安全性大打面可以隨時監(jiān)視空溫式氣化器的工作狀態(tài),當出現(xiàn)折扣,也無法滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)的需求。如果能用儀不正常情況時發(fā)出報警信號;另一方面也可以在空表來代替操作工,把人眼的功能改成液位變送器來溫式氣化器出口氣體溫度低于設定值時輸出信號,實現(xiàn),把人腦的功能用控制系統(tǒng)代替,那么不僅能減連鎖切斷儲罐岀液氣動閥,停止供氣。輕操作工的勞動強度,而且可以提高控制系統(tǒng)的速雖然空溫式氣化器都有其工作狀態(tài)參數(shù)和氣化度和準確度。把變送器檢測到的液位信號轉換為4能力,但是生產(chǎn)廠家也無法保證空溫式氣化器的出~20mA的標準信號,傳送至控制器,通過控制器與口氣體溫度,只能保證設備在輸出流量最大時,其出設定值進行比較,液位值大于等于設定值時就輸出口氣體溫度盡可能地接近環(huán)境溫度。因此在設計信號切斷儲罐進液氣動閥,停止儲罐進液,從而實現(xiàn)時,考慮到設備運行的安全性,通常要根據(jù)氣化站的規(guī)范要求的連鎖切斷功能。室外極端最低溫度來確定氣化器出口氣體溫度的報儲罐內(nèi)膽工作在超低溫環(huán)境中,如果儲罐內(nèi)沒警設定值。如果極端最低溫度比較低,為了保護下有LNG,就會使儲罐內(nèi)膽的溫度上升,下次重新充游設備的安全,這個溫度設定值也不應低于下游設裝ING時就需要預冷。為了避免儲罐內(nèi)膽溫度的備及管材正常工作時的最低承受溫度。頻繁變化,控制系統(tǒng)還需要設置儲罐的低液位報警,例如某地的室外極端最低溫度為-10℃,空溫當儲罐液位低于總容積的10%對應的液位時要發(fā)式氣化器岀口氣體設計溫度比環(huán)境溫度低5℃。在岀報警信號,提示操作人員及時切斷儲罐出液閥,將這種條件下,正常工作的空溫式氣化器出口氣體溫其他儲罐投入運行度就應當在-15℃以上。這里條件中環(huán)境溫度是5空溫式氣化器出口氣體溫度連鎖系統(tǒng)③個極限情況,而且空溫式氣化器也是工作在最大從儲罐流出的LNG進人空溫式氣化器,空溫式負荷下,因此在實際情況下,空溫式氣化器出口溫度氣化器將LNG液體與空氣進行換熱而達到氣化的就應當比-15℃要高。在設計的時候,我們通常要目的。環(huán)境溫度及氣候條件就成為影響設備運行狀把各種不利因素都考慮進去,還考慮一定的余量,將態(tài)的關鍵因素。環(huán)境溫度變化無常,晴天和陰天不出口氣體溫度的報警設定值設置為比環(huán)境溫度低8樣,冬天和夏天不一樣。一旦空溫式氣化器投入~10℃。按照上面例子中的環(huán)境條件,空溫式氣化運行,整個氣化器的溫度便會下降,在LNG入口處器出口溫度報警設定值應為-18--20℃,即當空的溫度會比環(huán)境溫度低很多,這樣與設備接觸的空溫式氣化器出口氣體溫度低于-20℃時,就可以斷氣中的水分就會凝結,隨著空溫式氣化器投入運行定該空溫式氣化器已經(jīng)不在正常工作狀態(tài)了,可能時間的增加,氣化器上凝結的水會進一步降溫,導致是由于空溫式氣化器結冰太厚或是其他原因,導致結冰。這樣隨著時間的推移,空溫式氣化器的結冰其傳熱能力下降而不能滿足正常工作需求,需要進面積不斷增大,影響氣化器的傳熱效果,導致其氣化行安全保護。這時為了保證LNG氣化站的供氣安能力下降,出口氣體溫度降低。為了系統(tǒng)的安全,空全,控制器就要輸出信號切斷空溫式氣化器進液氣溫式氣化器出口氣體溫度不能過低。動閥,停止該空溫式氣化器的工作。實際的環(huán)境溫度變化、設備結冰情況等多方面6水浴式加熱器后氣體溫度控制系統(tǒng)的因素,都無法用確切的數(shù)據(jù)來衡量。這種實際情如果由于環(huán)境因素導致空溫式氣化器出口氣體況與設計狀態(tài)的差別,使我們無法確定氣化器出口溫度過低,不能滿足下游設備安全運行的要求,就需氣體溫度。為了保證ⅠNG氣化站的安全,就必須保要對其進一步加熱。常用的設備是水浴式加熱器證空溫式氣化器時刻工作在正常狀態(tài),其出口氣體通過低溫天然中國煤化工高天然氣溫以在空溫式氣化器的出口和人口設置套溫度檢測浴式加熱器溫CNMA制系統(tǒng)由水溫度必須在規(guī)定的范圍內(nèi)。為了滿足這一要求,可度?？梢栽O置沒價、變頻器、熱水B15第29卷第3期煤氣與熱力www.gasandheat.com鍋爐和熱水循環(huán)泵等組成。其目的是保持水浴式加越來越先進,但是LNG氣化站的安全運行不能單憑熱器出口氣體溫度恒定,減少資源浪費。其中熱水可靠的控制系統(tǒng)。在LNG氣化站設計中,合理進行鍋爐提供恒溫熱水,熱水循環(huán)泵提供熱水在系統(tǒng)中功能分區(qū),將生產(chǎn)區(qū)、輔助區(qū)合理分開;選擇與防爆循環(huán)的動力,變頻器改變熱水循環(huán)泵的轉速。當來等級相適應的儀表及設備,保證站區(qū)供電系統(tǒng)的安自空溫式氣化器的天然氣溫度或流量改變時,會導全可靠性;在運營過程中對站內(nèi)工作人員進行定期致水浴式加熱器的出口氣體溫度發(fā)生變化,溫度變培訓,使其了解LNG特性及可能產(chǎn)生的危害和影送器測得溫度的變化,將此信號送至溫度控制器。響,了解防護用品的作用及正確使用方法;編制事故溫度控制器將測量值與設定值進行比較,然后根據(jù)應急處理預案等,都可以為LNG氣化站的安全運營偏差信號進行運算后,將控制指令發(fā)送給變頻器,變提供不同方面的安全保障。頻器接到信號后會改變對循環(huán)泵的輸出電源頻率,從而改變熱水循環(huán)系統(tǒng)的熱水流量,以維持水浴式參考文獻:加熱器的出口氣體溫度[1]朱昌偉,馬國光,李剛.LNG氣化站的安全設計[J]7其他保護系統(tǒng)煤氣與熱力,2007,27(7):20-2由于天然氣屬易燃易爆氣體,為了避免天然氣21吳創(chuàng)明,1NG氣化站工藝設計與運行管理].煤氣泄漏事故的發(fā)生,在生產(chǎn)區(qū)內(nèi)可能發(fā)生天然氣泄漏與熱力,2006,26(4):1-7的位置應設置燃氣泄漏報警器,實時監(jiān)測環(huán)境空氣[3]趙淑君,朱萬美,王麗娟.LNG的應用與氣化站設計的探討[J].煤氣與熱力,2005,25(8):36-38中的可燃氣體濃度。當環(huán)境空氣中可燃氣體濃度超過設定值時,將報警信號遠傳至控制室,發(fā)出聲光報作者簡介:劉力賓(1980-),男,河南南陽人,助理工程警,提示操作人員采取相應的緊急措施。為了下游師,大專,主要從事燃氣工程儀表及自動化控制設用戶的用氣安全,還需要設置自動加臭系統(tǒng),以方便計工作。用戶及早發(fā)現(xiàn)天然氣的泄漏,避免事故發(fā)生。電話:(0316)25958138結論E-mail. liulibin( enn. cn雖然控制系統(tǒng)越來越智能化,儀表及控制器也收稿日期:2008-06-16;修回日期:2008-10-27信息中亞天然氣管道伊犁河定向鉆穿越工程正式開鉆2008年11月3日,中亞天然氣管道哈薩克斯坦段控制性工程——伊犁河定向鉆穿越工程在哈薩克斯坦境內(nèi)的伊犁河畔正式開鉆。中亞天然氣管道要實現(xiàn)2009年底單線通氣的目標,需在2009年6月底前完成伊犁河和錫爾河2條河流的穿越。伊犁河是亞洲中部最大的內(nèi)陸河,中亞天然氣管道與之交匯于哈薩克斯坦扎爾肯特市南,此次穿越長度達1.1km,穿越深度30m。伊犁河穿越工程采用定向鉆穿越技術,采用這種技術可以不破壞地貌和環(huán)境,分為鉆導向孔、預擴孔和回拖管道3個主要步驟。同時,沒有水上、水下作業(yè),不影響通航,不損壞河流兩側堤壩及河床結構,而且管線埋深很深,地層內(nèi)的腐蝕性物質少,能實現(xiàn)很好的自然防腐和保溫,可以保證管線長期運行。中亞天然氣管道是雙線敷設,在伊犁河將進行3次穿越,其中穿越主管道Σ次,穿越光纜套管1次。工程將于2008年12月初完成一條主管道的穿越,12月中旬完成光纜套09年2月完成另一條主管道的穿越。穿越工程的成功實施將對2009年底通氣目標的實現(xiàn)起到中國煤化工CNMH(員供稿