LNG相關(guān)知識（二）
第三節 LNG場(chǎng)站主要設備
LNG氣化站和瓶組氣化站主要設備包括LNG低溫儲罐、LNG鋼瓶、空溫式氣化器、調壓計量設備、加臭設備、低溫閥門(mén)以及一些輔助設備（如鍋爐等）等。本章主要介紹LNG場(chǎng)站特有的低溫儲罐、鋼瓶、空溫式氣化器、水浴加熱器等。
一、低溫儲罐
（一） LNG儲罐的分類(lèi)
LNG儲罐可按容量、隔熱、形狀及罐的材料分類(lèi)；這里只以隔熱和材料進(jìn)行分類(lèi)。
1. 按圍護結構的隔熱分類(lèi)
（1） 真空粉末絕熱：常見(jiàn)于中型LNG儲罐，是供氣站最常見(jiàn)的形式。
（2） 正壓堆積絕熱：應用于大型LNG儲罐和儲槽。
（3） 高真空多層隔熱：較少采用，只用于小型LNG儲罐。
2. 按罐的材料分類(lèi)
（1） 雙層金屬型：指內罐和外罐均用金屬材料，一般內罐采用耐低溫的不銹鋼 或鋁合金。
（2） 預應力混凝土型：一般大型儲槽采用預應力混凝土外殼，而內筒采用低溫的金屬材料。
（3） 薄膜型：指內筒采用厚度為0.8～1.2㎜的36Ni鋼。
（二）真空粉末絕熱雙層金屬罐的結構原理
真空粉末絕熱雙層金屬罐其結構分為兩層，夾層抽真空，填充珠光砂粉末，為雙圓筒真空粉末絕熱。內筒用奧氏體不銹鋼板材（0Gr18Ni9）制成,外筒用16MnR低合金鋼板制成。儲罐內罐上的接管口有上進(jìn)液口、下進(jìn)液口、出液口、氣相口、測滿(mǎn)口、上液位計口、下液位計口。它們通過(guò)夾層和外殼與外部連接，內罐上的接管材質(zhì)均為OCrl8Ni9。
在外罐下封頭上有抽真空口(抽完真空后該管口被封閉)和測真空口。為防止真空失效和內罐介質(zhì)漏入外罐，在外罐上封頭設置有防爆裝置，如圖4。
圖4 真空粉末絕熱低溫儲罐結構簡(jiǎn)圖
二、LNG氣化器
LNG氣化器按熱源的不同，可分為加熱氣化器、環(huán)境氣化器和工藝氣化器三種類(lèi)型。由于環(huán)境氣化器運行經(jīng)濟，所以環(huán)境氣化器最常采用。但由于北方冬季寒冷，為滿(mǎn)足工藝的要求還需使用加熱氣化器進(jìn)行加熱氣化。下面主要介紹LNG場(chǎng)站最常見(jiàn)的空溫式氣化器和水浴式加熱器。
（一）水浴式加熱器
水浴式加熱器用于在冬季當氣化器出口溫度無(wú)法滿(mǎn)足工藝要求時(shí)對氣化后的天然氣進(jìn)行加熱。常采用管殼式換熱器結構，如圖5。
圖 5水浴式加熱器工作原理圖
水浴式加熱器主要由殼體、傳熱管束（蛇形管）、管板等部件組成。水浴式加熱器罐殼與熱水鍋爐和其他管件構成一個(gè)封閉的水循環(huán)系統，熱水從加熱器的下部流入，上部流出，熱水充滿(mǎn)整個(gè)罐殼。低溫的天然氣通過(guò)浸在熱水中的蛇形管得到熱量，使天然氣氣體溫度升高。
（二） 空溫式氣化器
空溫式氣化器也叫空浴式氣化器。它主要由星型翅片導熱片、液氣導流管、支架、底座、進(jìn)出口接頭等部件組成。星型翅片導熱管有八翅對稱(chēng),材料選用LF21防銹鋁合金。
空溫式氣化器工作時(shí)利用周?chē)髿庾鳛闊嵩?，通過(guò)導熱性能良好的LF21星型管吸收空氣的熱量進(jìn)行熱交換,從而使低溫液體氣化成一定溫度的氣體。但由于空氣中含有水蒸氣，工作時(shí)間過(guò)長(cháng)，氣化器會(huì )結霜，導致氣化效率降低，因此空溫式氣化器使用時(shí)設置兩組，一用一備切換運行。圖6是空溫式氣化器工作示意圖。
圖6 低溫液體氣化器工作示意圖
三、 LNG鋼瓶
LNG低溫液體鋼瓶由不銹鋼內容器、不銹鋼外容器和其他各部件構成，在內外容器之間具有絕熱真空夾層，結構見(jiàn)圖7。
圖 7 LNG鋼瓶結構原理圖
LNG鋼瓶各部件及其作用如下：
1. 內置氣化器--該交換器為氣體蒸發(fā)器盤(pán)管，與外筒壁脫接，使液體產(chǎn)品連續地轉變成氣體，用于直接供氣及提升罐內壓力。
2. 增壓回路-- 增壓回路用于保證在用液量較大時(shí)有足夠的驅動(dòng)壓力。
3. 節氣器-- 節氣器回路優(yōu)先從容器內的液體上方的封頭空間提取氣體。
4. 使用閥--此閥控制氣體出口。
5. 液體閥--通過(guò)此閥，可以控制灌充液體或從容器中排放液體，它有連接液體管路所需的管接頭，用適當的管接頭把金屬軟管連接到液體管路的接頭上，打開(kāi)閥門(mén)就可以向瓶外供應液體。
6. 增壓閥--此閥把容器底部的液體增壓/節氣調節器分隔開(kāi)來(lái)。用于容器內部的增壓。
7. 排放閥--此閥控制一個(gè)進(jìn)入容器封頭空間的管路，在灌充過(guò)程中用來(lái)排出封頭空間的氣體。
8. 壓力表--壓力表顯示內容器壓力。
9. 全視液位計--容器的液位計是浮子式的液面傳感器，它通過(guò)磁性元件聯(lián)接一黃色指示帶指示容器液體容量。
10. 安全閥-- 安全閥用于在鋼瓶?jì)饶憠毫Τ邥r(shí)排放壓力。
四、 LNG場(chǎng)站常見(jiàn)低溫閥門(mén)
LNG場(chǎng)站常用的低溫閥門(mén)主要有增壓調節閥、減壓調節閥、緊急切斷閥、低溫截止閥、安全閥、止回閥等，其主要結構與普通閥門(mén)大致相同。閥門(mén)材料均選用低溫性能良好的材料，閥體、閥蓋、閥座、閥瓣材料均為奧氏體不銹鋼0Crl8Ni9。
由于LNG介質(zhì)的低溫特性，閥體能充分承受溫度變化而引起的膨脹、收縮。而且閥座部位的結構不會(huì )因溫度變化而產(chǎn)生永久變形。比如低溫截止閥閥蓋采用長(cháng)頸閥蓋結構，如圖6.3.5所示。其目的在于能起保護填料函的功能，填料函的密封性是低溫閥的關(guān)鍵之一。這是因為在低溫狀態(tài)下隨著(zhù)溫度的降低，填料彈性逐漸消失，防漏性能隨之下降，由于介質(zhì)滲漏造成填料與閥門(mén)處結冰，影響閥桿正常操作，同時(shí)也會(huì )因閥桿上下移動(dòng)而將填料劃傷，引起嚴重泄漏。所以低溫閥門(mén)都采用長(cháng)頸閥蓋結構型式。
第四節 LNG氣化站的運行維護和搶修
由于LNG介質(zhì)和設備的特殊性，對其生產(chǎn)運行和維護有更高的要求，下面只對LNG氣化站運行、維護和搶修的特殊內容及要求進(jìn)行介紹，其他相關(guān)內容和要求參見(jiàn)第四章。
一、LNG氣化站的運行
（一） LNG氣化站運行的基本要求
1. 防止LNG和氣態(tài)天然氣泄漏與空氣形成爆炸性混合物。
2. 消除引發(fā)燃燒、爆炸的基本條件，按制度要求對LNG工藝系統與設備進(jìn)行管理。
3. 防止LNG設備超壓和超壓排放。
4. 防止LNG的低溫特性和巨大的溫差對工藝系統的危害及對操作人員的冷灼傷。
5. 保證連續平穩供氣。
（二） LNG氣化站計量
LNG氣化站接收上游氣源采用質(zhì)量計量的方法進(jìn)行結算。而燃氣公司與用戶(hù)之間采用體積計量的方法。因此，需將質(zhì)量換算為標準立方。質(zhì)量換算為標方的公式為：
V=m/ρ
其中：V—標方體積（Nm3）
m—質(zhì)量（㎏）
ρ—標準條件下的密度（㎏/ Nm3）；我國天然氣計量的標準條件：壓力101325Pa, 溫度293.15K(20℃)
但由于不同廠(chǎng)家的LNG組分不同，在標準條件下的密度也不同，所以在換算時(shí)要根據具體廠(chǎng)家的LNG密度進(jìn)行計算。為方便管理目前公司統一以1380 Nm3/t進(jìn)行換算。
（三） LNG氣化站日常巡回檢查的內容和要求
1. 場(chǎng)站的巡回檢查應嚴格按《巡回檢查制度》執行。
2. 檢查空溫式氣化器結霜情況、儲罐外壁不應有結霜、結露情況。
3. 檢查工藝管線(xiàn)上的低溫閥門(mén)（特別是填料壓蓋處）、各連接部位（焊口、法蘭、接頭）應無(wú)泄漏現象。
4. 觀(guān)察、分析和記錄儲罐壓力和液位，管道各監測點(diǎn)壓力、差壓、溫度、流量及水浴式氣化器水量、水溫等各種運行參數，均應在正常范圍內。
5. 檢查氣化器各組切換（自動(dòng)）應正常。
6. 檢查儲罐、氣化器、低溫管線(xiàn)應無(wú)異常聲響及異常振動(dòng)。
（四） LNG氣化站的操作及安全注意事項
1. 槽車(chē)進(jìn)站前司機必須將手機、火種等易燃易爆物品交由門(mén)房保管，要嚴格按《進(jìn)站管理制度》執行。
2. 槽車(chē)進(jìn)站后進(jìn)行稱(chēng)重計量并做好記錄，并由專(zhuān)人到大門(mén)接車(chē)。
3. 槽車(chē)進(jìn)站后車(chē)速每小時(shí)不得超過(guò)5公里。
4. 雷雨天氣、附近有明火或發(fā)生火災的情況下不得進(jìn)行卸車(chē)作業(yè)。
5. 站內發(fā)生泄漏、LNG儲罐及槽車(chē)壓力異常的情況下不得進(jìn)行卸車(chē)作業(yè)。
6. 作業(yè)前必須在安全區域釋放人體靜電。
7. 槽車(chē)到達卸車(chē)臺后，按指定位置停好、熄火，拉起手閘，墊好車(chē)墩，并設立警示線(xiàn)。
8. 卸車(chē)前要將槽車(chē)通過(guò)接地夾接地，且接地必須可靠。
9. 卸車(chē)前應對槽車(chē)上的管道等相關(guān)設備、儀表、安全裝置和聯(lián)鎖報警進(jìn)行檢查，確認無(wú)誤后方可進(jìn)行卸車(chē)作業(yè)。
10. 槽車(chē)的停放應穩固，裝卸過(guò)程中嚴禁移動(dòng)車(chē)輛。
11. 卸車(chē)前應觀(guān)察槽車(chē)壓力和液位，并做好記錄。
12. 操作人員必須穿戴好低溫防護用品，以防凍傷。
13. 人體未受保護部分不得接觸未經(jīng)隔離裝有液化天然氣的管道和容器。
14. 連接軟管法蘭上的螺母必須使用銅或不銹鋼材質(zhì)的，嚴禁用普通螺母代替。
15. 卸車(chē)工具必須采用防爆工具。
16. 軟管連接后應對連接部位進(jìn)行檢漏，并用干惰性氣體或天然氣氣體對卸車(chē)軟管進(jìn)行吹掃。
17. 當操作前管線(xiàn)和設備處于常溫狀態(tài)時(shí)，必須對其進(jìn)行預冷或嚴格控制液體流量，待設備和管線(xiàn)過(guò)渡到低溫后，再進(jìn)行相應的操作。
18. 給槽車(chē)增壓時(shí)要控制好槽車(chē)壓力不能超過(guò)規定值（如0.65MPa）。
19. 對不同氣源的LNG宜分開(kāi)儲存，避免因密度差引起LNG分層，并應密切監測氣化速率。
20. 為防止先后注入儲罐中的LNG產(chǎn)生密度差，應采取以下充注方法：
（1） 槽車(chē)中的LNG密度小于或接近儲罐中的LNG密度時(shí)應從儲罐的下進(jìn)液口充注。
（2） 槽車(chē)中的LNG密度大于儲罐中的LNG密度時(shí)應從儲罐的上進(jìn)液口充注。
21. 卸車(chē)作業(yè)時(shí)，操作人員和押運人員不得離開(kāi)現場(chǎng)。
22. 儲罐的充裝量應符合其充裝系數的要求。儲存液位不宜超過(guò)90％。
23. 在卸車(chē)與氣化作業(yè)同時(shí)進(jìn)行時(shí)，不宜使用同一個(gè)儲罐。
24. 所有閥門(mén)操作應緩慢啟、閉，嚴禁快速開(kāi)、關(guān)操作，防止LNG的流速突然改變而產(chǎn)生液擊損壞管道。
25. 拆卸軟管前要通過(guò)放散閥泄放軟管中的氣體，嚴禁帶壓拆卸。
26. 卸車(chē)結束之后，應使拆卸下的低溫軟管處于自然伸縮狀態(tài)；嚴禁強力彎曲，恢復常溫后，應對其接口進(jìn)行封堵。
27. 槽車(chē)降壓完成后要做好卸車(chē)記錄。
28. 嚴格按操作規程操作，嚴禁液化天然氣液體滯留在封閉管段內。
29. 儲罐增壓操作時(shí)，應密切觀(guān)察儲罐壓力變化，確保其在規定值范圍內。
30. 儲罐出液和倒罐操作時(shí)，應有人值守，并應觀(guān)察液位和壓力的變化情況。
31. 儲罐出液時(shí)，儲罐剩余液位不宜低于20%。
32. 氣化器在切換操作時(shí)，應先對將要投入運行的氣化器管線(xiàn)進(jìn)行預冷。
33. 對長(cháng)期儲存的LNG，必須采取定期倒罐的方式防止其因靜置而分層（密度差）。
二、 LNG場(chǎng)站的維護
（一） 設備及管道維修完恢復使用前應首先進(jìn)行預冷，預冷時(shí)儲罐及管道不應含水分及雜質(zhì)。
（二） 儲罐檢修前后應采用惰性氣體進(jìn)行置換，嚴禁采用充水置換方法。
（三） 及時(shí)檢查和排放集液池中積水，并應關(guān)閉集液池排放閥。
（四） 定期檢查儲罐外壁漆膜，應無(wú)脫落，外壁無(wú)凹陷，安全附件應完好。對立式儲罐應定期檢查其垂直度。
（五） 每年應檢測儲罐基礎沉降情況，儲罐基礎應穩固，不得有異常沉降或由于沉降造成管線(xiàn)受損的現象。
（六） 每半年檢查緊急切斷聯(lián)鎖裝置（ESD系統）應正常有效。
（七） 定期檢查和調整低溫管道保冷層及管托，應保持完好。
（八） 應每2年對儲罐真空夾層檢測1次真空度，裝有低溫介質(zhì)的情況下，真空粉末絕熱夾層真空度應低于10Pa。
（九） 應每年對真空絕熱儲罐蒸發(fā)率進(jìn)行檢查。
（十） 法蘭連接處應采用金屬纏繞墊片。
（十一） 每月檢查和試運儲罐噴淋設施和泡沫發(fā)生器。
（十二） 每半年對卸車(chē)接地夾接地電阻檢測一次。
（十三） 裝卸車(chē)軟管應定期進(jìn)行檢查和維護保養，并應定期進(jìn)行更換。
三、LNG氣化站搶修的安全注意事項
（一） 液化天然氣儲罐進(jìn)、出液管道（焊縫、法蘭間）發(fā)生少量泄漏時(shí)，應分別關(guān)閉上下游的相關(guān)閥門(mén)，將管道內液化天然氣放散掉，待管道恢復至常溫后，按相關(guān)規定進(jìn)行維修，完畢后可利用干氮氣進(jìn)行試漏，合格后投入運行。
（二） 當大量液化天然氣泄漏時(shí)，對泄漏出的液化天然氣可使用泡沫發(fā)生設備，對其表面覆蓋，使其與空氣隔離。
（三） 液化天然氣泄漏著(zhù)火后，嚴禁用水滅火。在滅火的同時(shí)還應對未著(zhù)火的儲罐、設備和設施進(jìn)行降溫處理。
（四） 其他注意事項參見(jiàn)第四章。
第五節 LNG運輸
LNG的運輸方式有汽車(chē)槽車(chē)運輸、LNG槽船運輸、鐵路槽車(chē)運輸、管道運輸的方式。后
兩種運輸方式目前采用較少。LNG槽船主要用于LNG接收碼頭的運輸，國內最常見(jiàn)的是采用LNG汽車(chē)槽車(chē)的運輸方式。下面重點(diǎn)對LNG汽車(chē)槽車(chē)運輸進(jìn)行介紹。
一、 LNG汽車(chē)槽車(chē)簡(jiǎn)介
汽車(chē)槽車(chē)主要由儲槽、運輸半掛拖車(chē)底盤(pán)和牽引車(chē)三部分組成。本節主要介紹儲槽和安全裝置。
（一） 儲槽
儲槽一般為金屬雙圓筒真空粉末絕熱結構，與LNG低溫儲罐的結構類(lèi)似。尾部設置操作箱，主要的操作閥門(mén)均安裝在操作箱內集中控制，在裝卸液管、氣相管和增壓管線(xiàn)上設有氣動(dòng)緊急切斷閥。操作箱內設有壓力表和液位計，前面設有車(chē)前壓力表。
（二）LNG槽車(chē)的安全裝置
1. 緊急切斷控制裝置：由氣動(dòng)緊急切斷閥、壓縮空氣、控制系統組成，可在操作箱內或汽車(chē)底盤(pán)前部實(shí)施緊急控制。
2. 阻火器：阻火器內裝有高溫陶瓷環(huán)，阻火器安裝在安全閥和放空閥的出口總管路上。當放空處出現著(zhù)火時(shí)防止火焰回竄，起到阻隔火焰作用，保護設備安全。
3. 導靜電接地裝置：用于消除槽車(chē)運輸中產(chǎn)生的靜電。
4. 吹掃置換系統：可對內筒和管路整個(gè)系統進(jìn)行吹掃置換。
5. 滅火裝置：槽車(chē)上一般在前后左右兩側均配有滅火器，以備有火災險情時(shí)應急使用。
二、 LNG槽車(chē)押運要求
（一） 裝車(chē)后，押運員應隨身攜帶押運相關(guān)證件，穿帶標志服裝，攜帶必備的用品和專(zhuān)用工具。在規定時(shí)間，地點(diǎn)監護車(chē)輛。并再次復檢各安全附件，押運間及車(chē)輛走行裝置的技術(shù)狀態(tài)。
（二） 在執行押運任務(wù)時(shí)，須堅守崗位，不得中途離崗，缺乘，漏乘，必須進(jìn)行全程押運。如中途停車(chē)時(shí)間較長(cháng)必須進(jìn)行監護，巡查。
（三） 押運員執行押運過(guò)程中、通訊工具必須保持暢通，保證隨時(shí)和公司能夠聯(lián)系上。
（四） 槽車(chē)停站時(shí)，押運員應對槽車(chē)及安全附件進(jìn)行檢查，并認真記錄溫度，壓力變化情況，及時(shí)填寫(xiě)《LNG槽車(chē)運行記錄》。
（五） 槽車(chē)停站時(shí)，押運員同時(shí)應對槽車(chē)的押運間、人孔蓋、走行網(wǎng)、走行板等部位的技術(shù)狀態(tài)及衛生狀況進(jìn)行檢查清理，排除一切安全隱患。
（六） LNG槽車(chē)在運輸途中，發(fā)生泄漏時(shí)，應積極主動(dòng)予以處理。如處理不了，應立即向本單位負責人報告，并會(huì )同車(chē)站向各級鍋爐壓力容器監察機構和地方政府有關(guān)部門(mén)報告，并請槽車(chē)的檢驗、修理、儲運單位前來(lái)處理和搶救。
（七） 運輸途中，嚴格遵守《押運管理規定》，并自覺(jué)接受鐵路有關(guān)部門(mén)的監督檢查，在中途技術(shù)作業(yè)站必須與貨檢互相辦理簽認。
（八） LNG槽車(chē)運到專(zhuān)用線(xiàn)卸車(chē)時(shí)，押運員必須協(xié)同卸車(chē)工作人員卸車(chē)，并進(jìn)行卸車(chē)前后的交接檢查，卸完后認真封車(chē)。
（九） 回空LNG槽車(chē)到站由公司派專(zhuān)人對LNG槽車(chē)技術(shù)狀態(tài)和衛生狀況進(jìn)行逐一檢查，并與交車(chē)押運員辦理交接手續。
（十） 返空到站后將《LNG槽車(chē)運行記錄》、《槽車(chē)運輸交接單》交由本單位簽收存檔。