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淄博市液化天然气气化站储罐增压方法探讨

时间:2007-1-27栏目:化学化工论文

摘 要:根据我国第一个小型液化天然气气化站的工艺设计,简要对LNG储罐的增压方法进行了探讨。

1 前言

1999年至2000年底我院先后编制完成了淄博市液化天然气(LNG)工程的可行性研究报告、初步设计和施工图设计;目前淄博市博原燃气公司正在加紧施工,力争早日建成投产。

为解决淄博市污染严重的问题,淄博博原燃气公司与中原油田会作开发建设淄博市天然气燃气工程。根据中原油田液化工厂的建设生产能力与淄博市燃气发展规划,本工程一期新建12×104Nm3/d的气化站一座,供应工业用户;二期增加供气量24×104Nm3/d,供应工业用户与城镇居民;三期增加供气量24×104Nm3/d,总供气能力达到 60×104Nm3/d。

2 气化站工艺流程简述

液化天然气(简称LNG)由低温槽车[0.3MPa(绝)、-145℃]从中原油田运至淄博气化站,利用槽车自带的增压器给槽车储罐增压至0.8MPa(绝),利用压差将LNG送入LNG储罐(每台罐容积为100m3),通过储罐增压器将LNG增压至0.5MPa(绝),然后自流进入空浴式气化器,LNG吸热气化发生相变,成为天然气(简称NG);夏季直接去管网,冬季经水浴式气化器气化后再去管网,管网压力设定为0.4MPa(绝)

3 增压原因

中原油田的LNG出厂参数为0.3MPa(绝)、-145℃;LNG储罐储存参数为0.5MPa(绝)、-145℃。为保证管网的调节作用,将管网工作压力定设为0.4MPa(绝)。运行时,随着LNG储罐内LNG的不断排出,储罐压力不断降低。当降到一定程度,达到压力平衡时,储罐内的LNG便不能排出,而导致流程断流,故必须给LNG储罐增压,维持其0.5MPa(绝)的压力,才能使气化站流程连续运行,完成气化目的。

4 增压方法

LNG储罐增压分为液相增压和气相增压两种方法。液相增压法是利用增压器或低温泵来增大液相压力,在气化器之前加大LNG压力,使进入LNG气化器的液相压力达到0.5MPa(绝);气相增压是利用压缩机来增大气相压力,设在气化器之后加大NG的压力,使NG压力高于管网压力。天然气的气液比(体积)大约为600:1,利用压缩机进行气相压缩能耗相对大得多,故在此仅讨论液相增压方。

4.l 增压器增压方法

4.1.l 原理

LNG储罐储存压力为0.5MPa(绝)。运行时,打开增压器气相低温阀,当LNG储罐压力(调节阀阅后压力)低于设定压力0.5MPa(绝)时,调节闹开启,LNG进入增压器,在增压器中与空气换热,气化为NG,进入罐内,使气相压力变大,从而将LNG储罐压力维持在0.5MPa(绝)。随着LNG的不断流出,罐内液位不断下降,气相空间不断变大,压力不断降低,这样,通过增压器不断气化LNG来补充罐内压力,以维持LNG储罐的压力不变,如图1所示。

4.1.2 投资及运行费用

一套增压器装置包括增压器一台、低温自力式调节阀一个、低温阀一个和若干管线。以淄博液化天然气工程为例,低温阀、低温自力式调节阀由日本进口,增压器为国产空浴式气化器,据日本与浙江报价,价格大约为6.7万元人民币。运行时利用空气换热,无需用电;如连续运行,需人工化霜,消耗一部分热水。

4.1.3 优缺点

优点:增压器利用空气进行换热,气化LNG,无需耗电,空气为自然能源,成本及运行费用低;对小型储罐,维持压力所需气化量小,增压器相对率高。

缺点:需人工化霜,消耗一部分热水;LNG储罐内需有一定的液位高度,以达到一定压力,使LNG能自流进入增压器气化;对大型储罐,维持压力所需气化量大,增压器相对率低。

4.2 低温泵增压方法

4.2.1 原理

通过低温泵将LNG液相压力增大,从而达到所需压力0.5MPa(绝)。而低温泵又分为露天式与浸没式两种。

4.2.2 投资及运行费用

由于LNG的低温性及易燃易爆的特性,国产低温泵尚达不到要求,故目前均为进口。根据报价,一台露天式用量为12.Om3/h),低温泵约需35万元人民币,一台浸没式(排量为11.4m3/h),低温泵约需58万元人民币。

低温泵运行需耗电,按一年365天连续运行,一台低温泵年耗电约4.4×103kwh。

4.2.3 优缺点

优点;压力稳定,浸没式低温泵置于LNG储罐内,完全浸没于LNG内,杜绝了LNG的损失,并可保证泵的快速启动,无密封及浸润式设计对平时的维护要求低。

缺点:泵的使用为问断使用,需经常启动,露天式低温泵由于温差大(-145℃~25℃),对泵的性能、寿命影响较大;而浸没式低温泵由于置于LNG储罐中,难以进行日常维护,对泵的性能、质量要求极高,而且不适用于本工程出型储罐无法安置);根据设计过程中的咨询情况,低温泵额定流量多数远远大于本工程流量,故不适合本工程;且成本及运行费用较高。

4.3 结论

通过以上比较,可知低温泵不适合本工程,且投资过大;相对而言,增压器具有投资少,运行费用低,对本工程效率高的优点。故我院选取增压器作为LNG储罐的增压设施,并利用LNG储罐本体上的安全装置田OG回收和安全阀放空等)来防止超压。

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