燃气项目技术设计方案.pdf

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1、技术设计方案 9 技术设计方案 一、LNG气化站工艺流程 1、工艺流程简述 LNG采用集装箱式储罐贮存， 通过公路运至 LNG 气化站，在卸车台处由专用的 卸车增压器对集装箱式储罐进行增压，利用压差将LNG卸入低温储罐内。非工作 条件下，储罐内LNG 贮存温度为 -162，压力为常压；工作条件下，储罐增压器 将储罐内压力增高到0.6Mpa （以下文中如未加说明，压力均为表压） 。增压后的低 温 LNG 自流进入空温式气化器， 与空气换热后发生相变转化为气态NG并升高温度， 气化器出口温度比环境温度约低10，当空温式气化器出口的天然气温度在-5 以下时，须使用水浴式加热器升温，最后经调压（调压器

2、出口压力为0.40MPa ） 、 计量、加臭后进入输配管网送至终端用户。 工LNG 气化站工艺流程简图 2、卸车 （1）卸车工艺及其参数确定 卸车工艺通常采用的方式有：槽车自增压方式、压缩机辅助增压方式、设置 技术设计方案 10 专用卸车增压器方式、 LNG低温泵卸车方式等等。 根据本站的设计规模以及LNG 运输的实际情况，设计采用设置专用卸车增压 器方式。利用卸车增压器给集装箱式储罐增压至0.6MPa ，利用压差将 LNG通过液 相管线送入 LNG 低温储罐。当卸车进入结束阶段， 集装箱式储罐内的低温NG 气体， 利用 BOG 气相管线进行回收。 卸车工艺管线系统包括LNG液相管线、 NG气

3、相管线、气液相连通管线、安全 泄放管线和氮气吹扫管线以及若干低温阀门。 （2）卸车口数量确定 本 LNG 气化站日供气量为8.5 10 4Nm3，折算 LNG约 142m3。考虑将来汽化站供 气规模进一步扩大 , 设计布置 2 个装卸口，可使2台槽车同时进行装卸作业。 3、贮存增压 （1）贮存增压工艺及参数确定 LNG在-162贮存时为常压， 运行时需要对 LNG 储罐进行增压， 以维持其向外 供液所必须的压力 (0.55 0.60Mpa)。 当 LNG储罐压力低于升压调节阀设定的开启压力时，升压调节阀自动开启， LNG进入储罐增压器，气化为NG后通过储罐顶部的气相管返回到储罐内，使储罐 气相

4、压力上升；当LNG储罐压力高于设定压力时，升压调节阀自动关闭，储罐增 压器停止工作，随着罐内LNG的排出，储罐压力又逐渐下降。通过升压调节阀的 开启和关闭，从而使得LNG 储罐压力维持在设定的压力范围内。 （2）储罐增压系统组成 储罐增压系统由储罐增压器（空温式气化器）及若干控制阀门组成，系统主 要包括： 储罐增压器（空温式气化器） 400Nm 3/h 共 4 台，每 2 台储罐共用一台储罐 增压器； 自力式升压调节阀共4 只（DN40 ） ； 其他低温阀门和仪表。 技术设计方案 11 4、气化加热 （1）工艺及参数确定 本设计采用空温式汽化器和水浴式加热器相结合的串联流程，夏季采用空温 式汽

5、化器即可使出站气体温度达到设计要求；冬季气温较低，必须使用水浴式加 热器对空温式汽化器出口的低温天然气进行增热，以使出站气体温度符合设计要 求。 本 LNG汽化站最大小时供气量为4350Nm 3/h 。考虑 40% 的富裕量，汽化器总的 设计汽化能力按6000Nm 3/h 考虑。 （2）汽化及增热系统组成 空温式气化器分为强制通风和自然通风两种，本工程设计采用自然通风空温 式气化器。自然通风空温式气化器需要定期切换除霜。考虑到本工程的用气性质 （工业用气），设计选用 8 台空温式气化器，分2 组设置（每组 4 台） ，轮换使用， 单台设计汽化量为1500Nm 3/h 。在两组空温式气化器的入口

6、管道上均设有气动低温 切换阀，正常工作时两组气化器通过气动低温切换阀进行切换使用，夏季每6 小 时切换一次；冬季每4 小时切换一次。此外，当汽化器出口NG温度低于 0时， 自控系统低温报警，此时气动低温切换阀动作，切换使用空温式气化器。 水浴式加热器根据热源不同，可分为热水加热式、燃烧加热式、电加热式等 等。根据本站设计规模，并考虑经济因素，本设计采用热水加热式，利用锅炉产 生的热水给低温NG加热。水浴式加热器设计流量为6000Nm 3/h ，共 1 台。在冬季 NG出口温度低于 5时，自控系统低温报警并启动水浴式加热器。 5、 BOG工艺 （1）BOG 来源 由于吸热或压力变化造成LNG的一

7、小部分蒸发为气态 (Boil Off Gas)，本工 程中 BOG 气体包括： 1）LNG储罐吸收外界热量产生的蒸发气体。 2）LNG卸车操作时由于储罐压力、气相容积变化产生的蒸发气体： a. 储罐接收的 LNG 与储罐内原来贮存的温度较高的LNG 接触产生的蒸发气体。 b. 接收 LNG 的储罐因气相容积相对减少而产生的蒸发气体。 技术设计方案 12 c. 接收 LNG 的储罐在压力较高时进行减压操作产生的气体。 3）集装箱式储罐内的残余气体。 4)灌瓶时产生的蒸发气体。 （2）BOG 工艺及参数确定 根据本工程的 LNG 贮存条件、 卸车方式及 BOG 的来源，BOG 的处理采用缓冲输 出

8、的方式。 LNG储罐和集装箱式储罐排出的BOG 气体为低温状态， 且流量不稳定， 因此需 设置 BOG 加热器及缓冲调压输出系统并入用气管网。 为了保证运行阶段LNG储罐的安全以及卸车顺利进行，储罐气相管路上装有 降压调节阀及手动BOG 排气阀。降压调节阀可根据设定压力自动排出BOG 。根据增 压工艺中升压调节阀的设定压力以及贮槽的设计压力，该降压调节阀的设定压力 应高于升压调节阀设定压力而低于储罐设计压力，本设计中设定为 0.68Mpa。手动 BOG 排放阀用于对接收 LNG的储罐在卸车前进行减压操作。 BOG 加热器用于加热低温NG ，采用 500Nm 3/h 空温式加热器，冬季气温较低时

9、 水浴加热器可同时加热低温BOG 。 缓冲罐为压力储罐，水容积100m 3。 6、安全泄放工艺 天然气为易燃易爆物质，在温度低于-120 左右时，天然气密度重于空气， 一旦泄漏将在地面聚集，不易挥发；而常温时，天然气密度远小于空气密度，易 扩散。根据其特性，按照规范要求必须进行安全排放，设计采用集中排放的方式。 安全泄放工艺系统由安全阀、爆破片、EAG 加热器、阻火器和放散塔组成。 设置 EAG 加热器，对放空的低温NG进行集中加热后，经阻火器后通过25m高 的放散塔高点排放， EAG 加热器采用 300Nm 3/h 空温式加热器。常温放散的 NG直接 经阻火器后进入放散塔放散。阻火器内装耐高

10、温陶瓷环，安装在放空总管路上。 为了提高LNG储罐的安全性能，采用降压装置、压力报警手动放空、安全阀 （并联安装爆破片）起跳三层保护措施。 缓冲罐上设置安全阀及爆破片。 在一些可能会形成密闭的管道上，设置手动放空加安全阀放散双重措施。 技术设计方案 13 7、调压计量加臭工艺 主气化器出口 0.6Mpa 天然气进入调压段，调压为0.40MPa ，汇同缓冲罐出口 天然气进入计量段，计量完成后经过加臭处理，输入用气输配管网。 调压计量为做成撬装一体化设备，调压段采用“2+1”结构，单路最大流量为 5500Nm 3/h ，进口压力 0.6MPa ，出口压力 0.40MPa 。调压段与计量段中间留有缓

11、冲 罐出气管接口。 计量段采用 “1+1”结构，设置气体涡轮流量计一台， 计量精度 1.5 级，量程比大于1 :16 ，可满足工程4500 Nm 3/h 的计量及精度要求。流量计表头 为机械的字轮显示，不丢失计量数据。流量计配备体积修正仪，自动将工况流量 转换成标准流量，并自动进行温度、压力和压缩系数的修正补偿。可存储一年或 更长时间内的数据，对流量实现自动管理和监控功能。流量计设旁路，在流量计 校验或检修时可不中断供气。 加臭设备为撬装一体设备。根据流量计或流量计积算仪传来的流量信号按比 例地加注臭剂，也可按固定的剂量加注臭剂，臭剂为四氢塞吩。加臭机具有运行 状态显示、定时报表打印等功能，运

12、行参数可设定。 二、工艺设备选型 1、总体要求 LNG为低温深冷介质，对站内工艺设备的选择应遵循如下原则： （1） 相关设备要具备可靠的耐低温深冷性能。特别是贮存设备应达到 -196。 （2）贮存设备保冷性能要好。若LNG储罐保冷性能不好，将引起储罐内LNG 温度升高，蒸发率增大，罐内压力快速上升，危险性增大。 （3）气化设备气化能力要满足设计要求，气化效率要尽量高。 （4）相关设备附属管道、阀门等的耐低温性应与主体设备一致。 除满足工艺要求外，所有安全阀件（装置）应耐低温且完好、灵敏可靠。 工艺设备采购要求 本工程主要设备包括： LNG贮槽、气化器、增压器、水浴式加热器、调压计量 橇、加臭装

13、置、地磅等。 （1）LNG贮槽：真空粉末绝热低温贮槽 技术设计方案 14 （2）空温式气化器：主气化器、储罐增压器、卸车增压器 （3）空温式加热器： EAG加热器、 BOG 加热器 （4）水浴式加热器（辅助加热器） （5）BOG 气体缓冲罐 （6）调压计量撬 （7）加臭装置：整体撬装 （8）放散塔：现场制作 （9）地磅：钢台面汽车衡 以上所采用的设备除放散塔现场制作外，均为标准产品或企业定型产品，由 设备制造厂家设计，整体外购。供货的企业必须具有国家相关部门颁发的设计、 制造经营许可证，且所设计、制造的设备和装置必须符合国家、部委及行业的有 关规范、标准及规定，经过权威部门鉴定的产品。 设备的

14、选材应符合GB150-1998和 HB20581-1998的规定，承压件的材料选用 根据材料的强度要求依次为：Q125-A； 20R；低温贮槽内壳及附件材料采用 0Cr18Ni9；空温式气化器（加热器）的换热管一般采用LF21。非承压件（支承件 和内件）采用 Q125-1和 Q125-A.F。 设备制造应当遵循的技术标准 （1）采用的标准 国家质量技术监督局压力容器安全技术监察规程； GB150-1998 钢制压力容器； JB4708钢制压力容器焊接工艺评定 ； JB/T4709钢制压力容器焊接规程 ； JB4710钢制塔式容器； JB4744钢制压力容器产品焊接试板的力学性能检验； JB/T

15、9072-98固定式真空粉末绝热低温液体贮槽 ； HG20585 钢制低温压力容器技术规定 。 （2）一般规定 所购设备的压力容器的划分、设计压力、设计温度、厚度附加量、设计荷载、 技术设计方案 15 焊接接头系数、焊接接头检测、压力试验等必须遵照以上的标准执行。 （3）材料要求 压力容器用钢的选用必须考虑压力容器的使用条件、设计温度、设计压力、 介质特性和操作特点及材料的焊接性能、容器的制造工艺和经济合理性。且材料 的质量和规格必须符合以上的标准。 （4）焊接的要求 焊接材料应根据母材的化学成分、机械性能、操作介质、制造工艺等综合条 件考虑。 1）焊接的工作条件和使用性能，必须保证焊缝和母材

16、具有同水平的性能，保 证焊缝金属的性能不低于相应标准规定的基本金属性能。 2）低合金焊接材料的选择，不允许提高焊接材料的强度等级。 3）碳素钢和低合金钢或低合金钢之间的异种钢焊接接头，要选用与钢材相应 的抗裂性较好的焊接材料。 4）对于母材是耐热钢、耐腐蚀合金结构钢，要求焊缝金属的主要合金成分与 母材相近或相同。 5）容器的焊接接头应为双面对接，开口接管与壳体焊接接头的形式应符合 GB150的规定，焊接接头均应以氩弧焊打底全焊透结构。 （5）容器的开口接管 开口接管应采用无缝钢管，开口接管的规格应与相配的焊接法兰等管件相匹 配。补强圈采用JB/T4736-95补强圈标准。 容器 上的 弯管 应

17、采 用无 缝钢管 煨制或采用成品弯头，成品弯头应符合 GB12459-90 钢制对焊无缝管件、GB/T1340-92钢板制对焊管件。 （6）法兰、法兰盖和垫片 法兰、法兰盖应采用一种系列和同一标准系列的法兰和法兰盖。 法兰垫片对于 GB管法兰可选用 GB9126-88非金属软垫片、 GB4622-93缠绕式 垫片或 GB9128-88金属环垫片；对于 JB/T 管法兰可选用 JB/T87-94 非金属软垫片、 JB/T90-94 缠绕式垫片、 JB/T89-94 金属环垫片或 JB/T88-94 金属齿形垫片。 金属垫片的硬度应低于法兰密封面的硬度，应小于或等于HB30 。 技术设计方案 16

18、 2、 LNG贮槽 LNG贮槽可分为地下式储罐、地上式金属储罐和金属/ 混凝土储罐三类，地上 LNG金属储罐又分金属子母式储罐和金属单罐两种。本工程设计采用150m 3 地上式 金属单罐，其结构形式为真空粉末绝热、立式圆筒形双层壁结构，采用四支腿支 撑方式。 LNG通过充装接口输入液体到低温储罐贮存，然后经储罐底部设置的排液口排 出。根据工业用气的要求以及所采取的运输方式，本设计确定选用2 座 150m 3 低温 储罐，共 300m 3 贮存量，平均可以保证3.5 天的贮存周期。 （1）供货范围 共需 2 台 150m 3LNG 低温储罐。单台 LNG 低温储罐设备供货范围如下： 储罐本体（内

19、罐、外罐、支腿） ； 液位计装置、真空阀、真空规管； 夹层珠光砂； 附属连接管道。 另需提供以下技术文件 ： 技术资料：满足需方设计、施工、生产和维护要求的竣工图纸一套。 产品合格证：包括按照国家质量技术监督局压力容器安全技术监察规程、 钢制压力容器 GB150-1998及技术附件所要求的特殊检测报告。 （2）工艺技术要求 内罐采用耐低温的奥氏体不锈钢0Cr18Ni9 制成。材料将按压力容器安全技 术监察规程 GB150和产品图样规定进行检验； 制造时应有焊接工艺评定及做焊接 试板力学性能检验，同时还将经受真空检漏，包括氦质谱真空检漏考核，以符合 真空绝热要求。 外罐采用压力容器用钢板16Mn

20、R制成。材料应附材质证明。外罐是为了满足 夹层真空粉末绝热要求而设计的保护壳。外罐属于真空外压容器，对外罐的检验 除经受 0.115Mpa内压气密检查外， 还应进行真空检查， 包括氦质谱真空检漏考核， 以符合真空绝热要求。外罐上方安装有外罐安全泄放口，以保证外罐安全。 内外储罐间安装有内罐的固定装置，固定装置将满足生产、运输、使用过程 技术设计方案 17 强度、稳定性需要及绝热保冷需要。夹层内填装优质专用珠光砂保冷材料用于保 冷，同时夹层内还设置有抽真空管道。 主要技术参数 150m 3 低温 LNG 储罐技术参数如下表所示(不同厂家设备尺寸略有不同) 序 号 技术参数名称内罐外罐备注 01

21、有效容积（ m 3） 150 / 充满率 90 02 贮存介质LNG 珠光砂 (夹层 ) 03 直径（ mm） 3700 04 高度（ mm） 22500 05 材质0Cr18Ni9 16MnR 06 设计液位（ mm）18920 / 07 设计风速（ m/s）/ 20.3 08 设计温度（ oC） 196 -1950 09 工作压力（ MPa） 0.55-0.6 -0.1 10 设计压力（ MPa） 0.68 -0.1 11 气压试验压力 （MPa）0.9 / 12 蒸发率 1wt/d / 13 内罐射线探伤比例100%RT级100UT+ 100 PT I 级 内、外容器及 其管线进行 氦检

22、漏 14 腐蚀裕量0 1 15 焊缝系数1 0.85 16 设备总重（ t）约 60 17 设备满重（ t）约 130 （4）接管及形式 储罐接管包括工艺进出料管、仪表管等等，主要有： 底部进液管： DN50 顶部进液管： DN50 出液管： DN50 气相管： DN50 溢流管： DN15 液位计及压力表接管： DN10 2 真空规管 接管材质均为0Crl8Ni9 ，除液位计及压力表接管外，所有进出料管均在外罐 技术设计方案 18 底部封头引出。引出管与外罐封头的结构形式采用杜拉管结构，接管在内外罐之 间设膨胀弯，以适用低温工况及减小LNG 接管的温差应力。 （5）仪表及安全附件 每台 LN

23、G 储罐设 ITT 液位计一套及差压变送器、压力变送器、压力表各一套， 以实现对储罐内LNG液位、压力的现场指示及远传控制。液位计接口管道分别引 自内罐的顶部和底部，在外罐侧部位置统一引出，便于安装液位计及压力表。 外罐顶部设安全防爆装置，内罐安全装置设置在储罐出口气相管道上，由工 艺设计统一考虑。储罐底部设有夹层抽真空接口及真空度测试口。 储罐安装应考虑有防雷、防静电设施。 （6）其它 1）绝热指标： 珠光砂性能标准：容重4060Kg/m 3 粒度 0.10.2mm 含湿量重 0.1%（质量） 导热系数 0.025W/m ?k?s（常压、温度） 2）油漆： 储罐外表面涂两道防腐底漆，漆膜厚度

24、80m ，一道面漆，面漆采用新型 YF-99 隔热遮光涂料。 3）抽真空： 夹层抽真空，其封结真空度不低于5Pa。 4）干氮气正压密封： 出厂前内罐应用干燥氮气吹干水分，并充0.05MPa干氮气正压密封出厂。 3、空温式气化（加热）器 空温式气化（加热）器的导热管是将散热片和管材挤压成型的，导热管的横 截面为星形翅片。气化器的材质必须是耐低温（-162 ）的，目前国内常用的材 料为铝合金（ LF21） ，其结构型式为一般为立式长方体。 本工程空温式气化（加热）器包括有LNG主气化器、储罐增压器、卸车增压 器、BOG 加热器、 EAG 加热器。 技术设计方案 19 （1）LNG 主气化器 设计共

25、选用 5 台，每台为 1 组，夏季每 6 小时定时切换除霜，冬季每4 小时 定时切换除霜，单台设计流量500Nm 3/h 。 空温式气化器一般由蒸发部和加热部构成。蒸发部由端板管连接并排的导热 管构成，加热部由用弯管接头串联成一体的导热管组成，其结构原理图如下所示。 主气化器结构原理图 主要工艺参数如下 ： 设计进口温度 /运行进口温度： 196 / 162 设计出口温度 /运行出口温度： 2050 / 环境温度 10 设计压力： 1.6Mpa 运行压力： 0.6Mpa 单台设计流量： 1500Nm 3/h 满负荷连续运行时间： 6 小时 （2）卸车增压器 根据本站的供气规模，设计配置2 台卸

26、车增压器，一个卸车口一台，单台设 计流量 300Nm 3/h 。 卸车增压器选用自然气化空温式气化器，增压器主要由蒸发部构成，设备高 度不宜高于罐式集装箱内罐底部高度，采用卧式结构。其结构原理图如下图所示。 技术设计方案 20 卸车增压器结构原理图 主要工艺参数如下： 设计进口温度 /运行进口温度： 196 / 162 设计出口温度 /运行出口温度： 2050 / 环境温度 10 设计压力： 1.6Mpa 运行压力： 0.6Mpa 单台设计流量： 300Nm 3/h 满负荷连续运行时间： 4 小时 （3）LNG储罐增压器 根据本站的供气规模，设计配置4 台增压器，每2 台贮槽配置一台增压器，

27、单台设计流量 400Nm 3/h 。 贮槽增压器选用自然气化空温式气化器，增压器主要由蒸发部构成，设备高 度不宜高于贮槽内槽底部高度。其结构原理图如下图所示。 贮槽增压器结构原理图 技术设计方案 21 主要工艺参数如下： 设计进口温度 /运行进口温度： 196/162 设计出口温度 /运行出口温度： 196/162 设计压力： 1.6Mpa 运行压力： 0.6Mpa 单台设计流量： 400Nm3/h 满负荷连续运行时间： 4 小时 （4）BOG 加热器 BOG 产生主要在卸车阶段，根据本站卸车及贮存设计参数计算需配置1 台 BOG 加热器，设计流量为500Nm 3/h 。 BOG 加热器选用空

28、温式加热器， 加热器主要由加热部构成， 其结构原理图如下 图所示。 BOG/EAG 加热器结构原理图 主要工艺参数如下 ： 设计进口温度 /运行进口温度： 196 /162 设计出口温度 /运行出口温度： 2050/ 常温 设计压力： 1.6Mpa 运行压力： 0.40.6Mpa 设计流量： 500Nm3/h 满负荷连续运行时间： 4 小时 （5）EAG 加热器 EAG加热器用于加热自动或手动放空的低温NG 。设计配置 1 台 EAG加热器， 设计流量 300Nm 3/h 。 技术设计方案 22 EAG加热器选用空温式加热器，加热器主要由加热部构成，其结构原理图同 BOG 加热器。 主要工艺参

29、数如下： 设计进口温度 / 运行进口温度： 196 / 162 设计出口温度 / 运行出口温度： 2050 / 常温 设计压力： 1.6Mpa 运行压力： 0.40.6Mpa 设计流量： 300Nm 3/h 4、水浴式加热器 水浴式加热器根据热源不同，可分为热水加热式、蒸汽加热式、电加热式等。 本设计采用热水加热式，由1 台热水锅炉供应热源。其结构为将导热盘管放入热 水槽中，导热管中的低温NG与热水进行热交换，成为常温NG 。导热盘管采用不锈 钢(0Crl8Ni9) ，筒体采用碳钢，立式圆筒形。 本工程设计设置 1 台水浴式加热器（热水加热式）， 单台设计流量为 6000Nm 3/h 。 主要

30、用于加热低温NG ， 对空浴式气化器起辅助加热作用，同时还可以用来加热BOG 气体。其结构原理图如下。 水浴加热器结构原理图 主加温管路主要工艺参数如下： 设计进口温度 /运行进口温度： 196 / 162 设计出口温度 /运行出口温度： 2050 / 515 设计压力： 1.6Mpa 运行压力： 0.6Mpa 技术设计方案 23 设计流量： 4500Nm 3/h BOG 加温管路主要工艺参数如下： 设计进口温度 /运行进口温度： 196 / 162 设计出口温度 /运行出口温度： 2050 / 515 设计压力： 1.6Mpa 运行压力： 0.40.6Mpa 设计流量： 500Nm 3/h

31、水槽设计压力 0.1Mpa，进水温度 90，回水温度 70。 5、缓冲罐 设置缓冲罐的主要目的是为了缓冲经过加温后的BOG气体，稳定出站天然气 压力。设计选用1 台 100m 3 高压贮槽，主要工艺参数如下： 设计温度： -20 50 设计压力： 0.6MPa 运行压力： 0.4MPa 设计水容积： 100m 3 6、调压计量撬装设备 调压设备主要是对气化器气化后出站气体进行压力调节，从而保证出站管网 所需稳定的供气压力；计量设备则主要用于对LNG 汽化站外供气量进行精确计量。 本设计中调压计量设备采用整体撬装。 调压段为 2 路调压 1 旁通并带超压切断保护装置。其主要工艺设计参数如下： 设

32、计温度： -2050 设计压力：入口压力0.50.6MPa ， 出口压力0.4 MPa 单路调压设计流量： 4500Nm3/h 出口超压保护设定值： 4.4MPa 计量段采用“ 1+1”型式，1 路计量另加 1 路旁通，计量管路设置G250气体涡 轮流量计一台，计量精度1.0 级，量程比大于1 :16 ，可满足工程在5000 Nm 3/h 的计量及精度要求。流量计配备体积修正仪，自动进行温度、压力和压缩系数的 技术设计方案 24 修正补偿，将工况流量转换成标况流量。流量计表头为机械的字轮显示，不丢失 计量数据，可存储一年或更长时间内的数据，对流量实现自动管理和监控功能。 流量计设旁路，可在流量

33、计校验或检修时不中断供气。 7、加臭装置 本设计采用的自动加臭装置为一体化撬装，型号为 WJD-1X1-T ， 单泵单路输出。 设备尺寸 9107801600mm 。 该装置配备 40Kg臭剂罐，采用电磁驱动隔膜式柱塞计量泵驱动加臭剂四氢塞 吩的滴入，滴入量控制在1520mg/m 3。 加臭控制器采用工业单片机，可以根据流量计提供的420mA 流量信号控制加 臭量，实现根据燃气流量变化自动控制加药量。控制器上盘安装，需提供220V 5V、10A电源，控制室至现场敷设KVV22-4 1.5mm 2 铠装电缆 3 条。 8、放散塔 放散塔现场制作，采用自支撑式的结构型式。放散塔由锥座、筒体、锥管、

34、 扁钢螺线等组成，放散塔总高度25 米。 9、地磅 LNG 集装箱式储罐运输车称重采用数字式钢台面汽车衡，汽车衡相关技术参 数如下： 最大称量载荷： 60 吨 称台尺寸： 3m18m 精度等级： OIML( ) 安装方式：浅基坑 工作温度：称体 3065；仪表 1040；传感器 2070。 标准串行接口：数字输出信号线RS-485/4 系统电源： 220V 技术设计方案 25 LNG 汽化站项目主要工艺设备表 序号名称规格单位数量 1LNG 储罐150m 3 台8 2 缓冲罐 100m 3 台 1 3放空管25m座1 4主气化器1500Nm3/h台8 5水浴式加热器6000Nm 3 /h台1

35、6BOG 加热器500Nm 3/h 台1 7EAG 加热器300Nm 3/h 台1 8储罐增压器400Nm 3/h 台4 9 卸车增压器300Nm 3/h 台2 10调压计量撬5000 Nm 3 / h 套1 11加臭机单泵单路套1 12地磅60t,3X18m,III级套1 13 氮气系统40Lx10 支套 1 三、工艺管线 1、低温工艺管线 （1）管道 材质为奥氏体不锈钢，钢号为0Crl8Ni9 ，符合 GB/T14976-94流体输送用不 锈钢无缝钢管。 配管用标准标准外径采用GB8163 或 SH3405（壁厚系列为 SCH10s ） ； （2）管件 材质为奥氏体不锈钢，钢号为0Crl8

36、Ni9 ，符合 GB/12459-90 标准的对焊无缝 管件（冲压）； （3）法兰 技术设计方案 26 材质为奥氏体不锈钢， 钢号为 0Crl8Ni9 ，符合 HG20592-97标准的公制凸面带 颈对焊钢制法兰；与法兰相应的紧固件采用专用级双头螺栓螺母（0Cr18Ni9） ，应 经过冷加工硬化； （4）密封垫片 采用 C型不锈钢金属缠绕垫片，金属材料为0Crl8Ni9 ，非金属材料为PTFE 。 （5）阀门 采用专用低温阀门，应满足输送LNG 压力（压力级别 PN2.0Mpa ） 、流量要求， 且具备耐低温性能 (-196 ) 。主要包括：专用长轴截止阀、短轴截止阀、三通阀、 安全阀、止回阀

37、等等，另外还包括气动低温阀门：紧急切断阀、升压调节阀、减 压调节阀等。 管道阀门选用按照API 标准制造的专用液化天然气用不锈钢阀门，钢号为 0Cr18Ni9，保温管段采用长轴式，不保温管段采用短轴式。阀门与管道间的连接 可采用焊接连接 （DN40及以下为承插焊， DN50及以上为对接焊） 或法兰连接型式。 2、常温工艺管线 （1）管道 材质 20#/SMLS （GB/T8163-87）或 Q235-B （GB/T13793-92） ； （2）管件 材质 20#/SMLS ，符合 GB/12459-90 标准的对焊无缝管件（冲压） ； （3）法兰 材质 20#/SMLS ，符合 HG20592

38、-97标准的公制凸面带颈对焊钢制法兰；与法兰 相应的紧固件采用商品级双头螺栓螺母（20#/SMLS ） ； （4）密封垫片 采用柔性石墨复合垫片，芯板采用低碳钢。 （5）阀门 应满足输送常温 NG压力（压力级别 PN1.6Mpa ） 、流量要求，主要包括：球阀、 蝶阀、安全阀、逆止阀、仪表用针阀等等。阀门与管道间的连接主要采用法兰连 接型式。 技术设计方案 27 四、 LNG站监控和数据采集系统（SCADA 系统） 1、 控制方案 为保证本站安全、稳定的运行，提高工作效率，本站的相关运行参数采用就 地及控制室显示，并通过站控系统对生产过程进行监视和控制。控制室设中央控 制台，控制系统采用PC+

39、PLC 组成，设置一台上位计算机，配一台21 英寸彩色显 示器和一台打印机，通过中央控制台可监视、控制整个LNG 汽化站运行的全过程， 并可计算所需的技术参数，绘制所需的曲线、图形，也可以完成各种报表及事故 报警记录的打印。 由于工艺流程较为简单，整个汽化站主要采用常规监控，对于关键参数采用 联锁控制。主要联锁控制过程如下： （1）LNG气化主要采用自然空温式气化，受季节影响较大，冬夏两季系统运 行方式有较大差别。另外，由于站外输配系统采用PE管道，对输送介质温度的变 化范围要求较为严格，也需要严格控制出站NG 的温度。因此，本系统设计3 种运 行状态，由 PLC编程控制，分别为夏季、冬季、自

40、动，简述如下： 夏季：主空温式气化器每6 小时切换运行。 冬季：主空温式气化器每4 小时切换运行，启动水浴式气化器串联运行。 自动：气温高于 10时为夏季运行方式，气温低于10时为冬季运行方式。 （2）主空温气化器出口温度检测超限，根据PLC编程设置自动切断该路气化 器同时启动备用路气化器，也可定时切换备用路。切换同时控制室声光报警，提 醒值班人员注意检查控制阀阀位信号，以及相关运行参数是否正常。 （3）故障状况下，如工艺区燃气泄漏报警、火警等等，控制室声光报警，同 时可自动或手动关闭各台储罐的进出液气动紧急切断阀，或根据故障情况进行总 切断。 （4）各控制阀均设有盘装控制按钮及现场控制按钮，

41、同时在现场和控制室各 设置了 1 个总切断按钮，以便在紧急情况下手动切断。另外，各气动控制阀均设 阀位开关，在控制室显示阀的启闭状态，状态转换时进行声光报警。 技术设计方案 28 2、工艺监控菜单 主要需进行监控的工艺参数类型包括：压力、液位、温度、流量、燃气泄漏。 主要监控菜单如下表所示。 工艺监控菜单一览表 项 目 位置现场显示 控制室 显示记录报警连锁 压 力 储罐 增压器出口 卸车台液相管 进液总管 出液总管 主气化器进口汇管 主气化器出口汇管 缓冲罐 液 位 储罐 水浴气化器 加臭机 温 度 主气化器出口汇管 水浴加热器 缓冲罐 流 量 流量计 加臭机 泄 漏 罐区 气化加热区 计量

42、加臭区 卸车台 热水炉间 烟变配电、发电机房 技术设计方案 29 项 目 位置现场显示 控制室 显示记录报警连锁 感 3、控制盘设计 在满足安全生产的前提下，站内仪表系统设计以满足工艺要求为原则，在综 合办公楼内设置控制室，集中显示现场一次仪表的远传信号及泄漏报警信号。本 工程根据工艺特点设计2 个仪表盘，分别为工艺参数显示及控制盘（1#）和燃气 泄漏报警显示盘（ 2#） 。 1#盘显示远传参数如下所示： LI 1-12 ：贮槽液位 PI 1-12 ：贮槽压力 TIA 1 ：1#主气化器出口温度 TIA 2 ：2#主气化器出口温度 PIC 1：1#升压调节阀后压力 PIC 2：2#升压调节阀后

43、压力 PIA：NG出站压力 TIC：加臭装置温度 TIA 3 ：水浴气化器水温 TIA 4 ：水浴气化器气相出口温度 TH ：大气温度 FI：NG流量 FIR：NG流量记录 FQ ：NG流量累计 BA ：电源 ZI 1-24 ：贮槽紧急切断阀阀位 ZI 25/26 ：升压调节阀阀位 ZI 27/28 ：主气化器切断阀阀位 ZI 29 ：放空阀阀位 ZI 30 ：水浴气化器管路切断阀阀位 1#盘经 PLC编程完成以下控制功能： 系统启动 升压控制阀切换 主气化器切换 运行方式切换 放空控制 加臭装置控制 紧急停车 报警器控制 在电源进线处设置2KVA ，断电延时 30min 的 UPS ，在系统

44、短时间停电时能为 技术设计方案 30 仪表系统提供电源，监视和记录系统的运行状况，保证系统的安全运行。 为防雷及防止过电压，在仪表及PLC柜内电源进线处设有电涌保护器。 在现场可能发生燃气泄漏的场所设置工作稳定，使用寿命长，误报率低的催 化燃烧型泄漏检测装置，在燃气泄漏时向控制室的PLC发出声光报警信号。 仪表系统的保护接地和工作接地接入厂区电气接地网，接地电阻不大于4 欧 姆。 4、仪表选型 （1）温度计 根据工艺要求，共有 6个温度测量点，其中 4 个报警用的温度计还需加装SBWZ Cu50 I 一体化温度变送器，起到远传显示、报警和控制的作用。所测温度处，天 然气温度的范围为 -16.3

45、30 ，热水温度范围为 3060，测天然气的温度计和水 浴式气化器里的一个报警用温度计，选用WZC 型铜电阻式温度计，水浴式气化器 里的 1 个现场显示用温度计，选用SHV-02型 V形工业玻璃温度计。具体参数见下 表所述。 电阻式温度计变送器工业玻璃温度计 型号WZC-230 型号SBWZ Cu50 I 型号SHV-02 分度号Cu50 本体防爆本质安全型 上体尺 寸 11035mm 测量范围-50100电源32V DC 测量范 围 0100 公称电阻50M 输入信号 Cu50热电 阻 感温液 红色有机液 体 电阻比1.428 输出信号20mA DC 测量精 度 1.0 级 允许误差0.5%

46、 准确度0.2 级 下体管 长 100mm 试验电压10100V DC 安装位置控制室 插入长 度 100mm 保护管材 质 1Cr18Ni9Ti 预热时间8min 上体材 料 铝 保护管直 径 16 mm 传输方式二线制 下体材 料 黄铜 保护管长 度 250 mm 连接型 式 M14 1.5螺纹连 接 插入长度100 mm 技术设计方案 31 连接形式 M27 2螺纹连 接 数量5 数量4 数量1 （2）压力表 压力表分为低温压力表、低温远传压力表、常温压力表、常温报警压力表四 种。根据所测压力处压力及介质工况的不同选用压力表型式。选用原则：正常使 用的测量范围在静压下不超过测量上限的3/

47、4 ，不低于测量上限的1/4 ，在波动压 力下不应超过测量上限的2/3 ，不低于测量上限的1/3 。压力表选型如下表所示。 类型 名称 低温压力表 低温远传 压力表 常温压力表 常温远传 压力表 型号YTW100T YTW100Z YTZ150T Y60T YTZ150T 量程范围 （MPa ） 00.6 00.6 00.6 00.6 表盘直径（ mm ）100 150 60 150 外壳材料不锈钢不锈钢不锈钢不锈钢 测量精度1.0 级1.0 级1.0 级1.0 级 连接形式M20 1.5 螺纹连接M20 1.5螺纹连 接 M14 1.5螺纹连 接 M20 1.5螺纹连 接 安装形式 径向直

48、接安装 式 轴向直 接安装 式 径向凸装式 径向直接安装 式 径向凸装式 数量（个）7 7 2 7 1 （3）流量计 流量计根据最大小时供气量4350Nm 3h 选型，选用 G250涡轮燃气流量计， 量 程比大于 1：16，精度为 1.5 级。涡轮流量计设有压力、温度探头，利用流量计算 机把工况流量修正为标准状况下的流量，变送器远传瞬时流量、累计流量信号。 涡轮表与管道的连接为法兰连接。在流量计前后各设1 个检修用闸阀，并设置旁 通管路。 （4）液位显示装置 每个贮槽需设置一套液位显示装置，每套液位显示装置由ITT 液位计、压力 变送器、压差变送器、压力表组成。以实现对储罐内LNG液位、压力的现场指示 及远传控制。具体由贮槽生产厂家设计安装。 技术设计方案 32 （5）分析仪表 在可燃性气体容易泄漏或汇聚的地方设置隔爆型可燃气体检测变送器，并将 信号远传至控制室，进行指示和报警。 （6）调节阀 气动调节阀：在LNG储罐的液相进出口管道上设低温快速切断阀；储罐增压 器出口管路上升压调节阀采用低温气动控制阀；气化器切换阀采用低温气动控制 阀；水浴式气化器切换管路阀采用低温气动控制阀；缓冲罐放空阀采用气动控制 阀。所有气动控制阀门均带有阀位回讯。 自力式调节阀： LNG 贮罐气相出口管路上降压调节阀采用进口的低温自力式调 节阀。缓冲罐进出口设置常温自力式调节阀。