一、投運前的準(zhǔn)備
二、LNG供氣站操作技術(shù)
三、運營安全管理
一、投運前的準(zhǔn)備
LNG供氣站竣工驗收合格正式投運前,對整個工藝系統(tǒng)必須進(jìn)行干燥→預(yù)冷→模擬試運行→惰化→天然氣置換氮氣(即鈍化)。
1、干燥和預(yù)冷
干燥就是利用氮氣將供氣站工藝系統(tǒng)設(shè)備、管道中的水分置換出去,避免系統(tǒng)內(nèi)的水分在低溫下凍結(jié),堵塞和損壞設(shè)備、管道與閥門。干燥前,工藝系統(tǒng)應(yīng)完成吹掃、試壓、儀表聯(lián)校、安全閥就位并校驗鉛封、設(shè)備與管道保冷完畢。
2、系統(tǒng)模擬試運行、惰化與置換
模擬試運行的目的是利用-196℃的液氮對LNG工藝系統(tǒng)進(jìn)行工藝參數(shù)調(diào)試和運行性能檢驗。由于液氮溫度低達(dá)-196℃,系統(tǒng)出現(xiàn)白霧處即為泄漏點,需處理。用液氮模擬試運行可大大提高在LNG工況參數(shù)下系統(tǒng)的運行可靠性。
二、LNG供氣站操作技術(shù)
1、供氣站的工藝流程
2、LNG卸車工藝
通過公路槽車或罐式集裝箱車將LNG從氣源地運抵用氣城市LNG供氣站后,利用槽車上的空溫式升壓氣化器將槽車儲罐升壓到0.6MPa(或通過站內(nèi)設(shè)置的卸車增壓氣化器對罐式集裝箱車進(jìn)行升壓),同時將儲罐壓力降至約0.4MPa,使槽車與LNG儲罐間形成約0.2MPa的壓差,利用此壓差將槽車中的LNG卸入供氣站儲罐內(nèi)。卸車結(jié)束時,通過卸車臺氣相管線回收槽車中的氣相天然氣。
3.LNG儲罐的自動增壓
靠壓力推動,LNG從儲罐中流向空溫式氣化器,氣化后供應(yīng)用戶。隨著罐內(nèi)LNG的流出,罐內(nèi)壓力不斷降低,LNG出罐速度逐漸變慢直至停止。因此,正常運營操作中須不斷向儲罐補充氣體,將罐內(nèi)壓力維持在一定范圍內(nèi),才能使LNG氣化過程持續(xù)下去。儲罐的增壓是由自力式增壓調(diào)節(jié)閥和小型空溫式氣化器組成的自動增壓系統(tǒng)來完成的。
運行中常出現(xiàn)因開啟壓力調(diào)試不當(dāng),致使新安裝的增壓閥形同虛設(shè),操作人員不得不打開旁通管進(jìn)行人工增壓的情況。人工增壓時,應(yīng)緩慢打開增壓氣化器液相進(jìn)口閥,防止閥門開大而導(dǎo)致事故。曾經(jīng)發(fā)生手工增壓時增壓氣化器液相進(jìn)口閥開度過大,大量LNG涌入增壓氣化器后不能完全氣化,以氣液兩相狀態(tài)進(jìn)入增壓氣化器出口管道并沖出安全閥噴射在LNG儲罐外壁,將儲罐外罐凍裂350mm的事故。因此,應(yīng)盡可能采用自力式增壓閥自動增壓。
4、LNG儲罐的壓力控制
儲罐的正常工作壓力由自力式增壓調(diào)節(jié)閥的定壓值(后壓)所限定和控制。儲罐的允許最高工作壓力由設(shè)置在儲罐氣相出口管道上的自力式減壓調(diào)節(jié)閥定壓值(前壓)所限定和自動控制。
當(dāng)儲罐正常工作壓力低于增壓閥的開啟壓力時,增壓閥開啟自動增壓;當(dāng)儲罐允許最高工作壓力達(dá)到減壓閥設(shè)定開啟值時,減壓閥自動開啟卸壓,以保護(hù)儲罐安全。
為保證增壓閥和減壓閥工作時互不干擾,增壓閥的關(guān)閉壓力與減壓閥的開啟壓力不能重疊,應(yīng)保證0.05MPa以上的壓力差。例如,若增壓調(diào)節(jié)閥的關(guān)閉壓力設(shè)定為0.693MPa,則減壓調(diào)節(jié)閥的開啟壓力為0.76MPa?？紤]兩閥的實際制造精度,合適的壓力差應(yīng)在現(xiàn)場安裝閥門時精心調(diào)試確定。
5、LNG儲罐的超壓保護(hù)
LNG在儲存過程中會由于儲罐的“環(huán)境漏熱”而緩慢蒸發(fā),導(dǎo)致儲罐的壓力逐步升高,最終危及儲罐安全。因此,設(shè)計上采用在儲罐上安裝自力式減壓調(diào)節(jié)閥、壓力報警手動放空、安全閥起跳三級安全保護(hù)措施來進(jìn)行儲罐的超壓保護(hù)。
國內(nèi)普遍使用的最高工作壓力為0.80MPa、單罐公稱容積為100m3的真空壓力式儲罐,減壓閥的最高開啟壓力設(shè)定為0.76MPa,報警壓力設(shè)定為0.78MPa,儲罐安全閥的開啟壓力和排放壓力分別設(shè)定為0.8MPa和0.88MPa。其保護(hù)順序為:當(dāng)儲罐壓力升到減壓閥設(shè)定值時,減壓閥自動打開泄壓;當(dāng)減壓閥失靈罐內(nèi)壓力升至壓力報警值0.78MPa時,壓力報警,手動放散卸壓;當(dāng)減壓閥失靈且未能手動放散,罐內(nèi)壓力升至0.80MPa時,儲罐安全閥開啟,至排放壓力0.88MPa時,安全閥排放卸壓。這樣既保證了儲罐的安全,又充分發(fā)揮了儲罐的強度儲備(儲罐設(shè)計壓力為0.84MPa)。隨著安全閥的排放,當(dāng)罐內(nèi)工作壓力降低到安全閥排放壓力的85%時,安全閥自動關(guān)閉將儲罐密封。正常操作中不允許安全閥頻繁起跳。
6、LNG儲罐的過量充裝與低液位保護(hù)
LNG的充裝數(shù)量主要通過罐內(nèi)的液位來控制。在儲罐上裝設(shè)有測滿口和差壓式液位計兩套獨立液位系統(tǒng),用于指示和測量儲罐液位。此外,還裝備有高液位報警器(充裝量85%)、緊急切斷(充裝量95%)、低限報警(剩余10%LNG)。儲罐高液位(最大罐容)95%是按工作壓力條件下飽和液體的密度設(shè)定的,實際操作中須針對不同氣源進(jìn)行核定(下調(diào))。
中國7、LNG的翻滾與預(yù)防
作為不同組分的混合物,LNG在儲存過程中會出現(xiàn)分層而引起翻滾,致使LNG大量蒸發(fā)導(dǎo)致儲罐超壓,如不能及時放散卸壓,將嚴(yán)重危及儲罐的安全。
大量研究證明由于以下原因引起LNG出現(xiàn)分層而導(dǎo)致翻滾:
·由于儲罐中先后充注的LNG產(chǎn)地不同組分不同因而密度不同;
·由于先后充注的LNG溫度不同而密度不同;
·先充注的LNG由于輕組分甲烷的蒸發(fā)與后充注的LNG密度不同。
防止罐內(nèi)LNG出現(xiàn)分層常用的措施如下：
(1)將不同產(chǎn)地的LNG分開儲存。
(2)為防止先后注入罐中的LNG產(chǎn)生密度差,采取以下充注方法:①槽車中的LNG與罐中LNG密度相近時從儲罐的下進(jìn)液口充注;②槽車中的輕質(zhì)LNG充注到重質(zhì)LNG儲罐中時從儲罐的下進(jìn)液口充注;③槽車中的重質(zhì)LNG充注到輕質(zhì)LNG儲罐中時,從儲罐的上進(jìn)液口充注。
(3)儲罐中的進(jìn)液管使用混合噴嘴和多孔管,可使新充注的LNG與原有LNG充分混合。
(4)對長期儲存的LNG,采取定期倒罐的方式防止其因靜止而分層。
三、運營安全管理
LNG氣化站運營安全管理的基本要求是:
①防止LNG和NG泄漏與空氣形成可燃的爆炸性混合物;
②在儲罐區(qū)、氣化區(qū)、卸車臺等可能產(chǎn)生天然氣泄漏的區(qū)域均設(shè)置可燃?xì)怏w濃度監(jiān)測報警裝置;
③消除引發(fā)燃燒、爆炸的基本條件,按規(guī)范要求對LNG工藝系統(tǒng)與設(shè)備進(jìn)行消防保護(hù);
④防止LNG設(shè)備超壓和超壓排放;
⑤防止LNG的低溫特性和巨大的溫差對工藝系統(tǒng)的危害及對操作人員的冷灼傷。必須制定嚴(yán)格的安全措施,認(rèn)真落實安全操作規(guī)程,消除潛在危險和火災(zāi)隱患。供氣站站長應(yīng)每日定時檢查站內(nèi)生產(chǎn)設(shè)備和消防設(shè)施。
1、LNG潛在的危險性
LNG雖是在低溫狀態(tài)下儲存、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潛在的危險性：
(1)低溫的危險性
(2)BOG的危險性
(3)著火的危險性
(4)翻滾的危險性
2、LNG站工藝設(shè)計的合理性和全面性
1）LNG氣化站應(yīng)有合理的工藝流程
2）LNG站應(yīng)有完善的運行功能（措施）
3）LNG站應(yīng)有可靠的安全措施
4）LNG站的儲存設(shè)備、氣化設(shè)備、輸送設(shè)備制造安裝質(zhì)量要精良