LNG储存气化站工程建设方案.docx
《LNG储存气化站工程建设方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《LNG储存气化站工程建设方案.docx（26页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
LNG储存气化站工程建设方案
LNG储存气化站
工
程
建
设
方
案
前言
天然气具有洁净、高效、资源丰富、方便储运等优点，目前全球天然气消费量已高达每年2.万多亿立方米，占世界一次能源需求总量的24.3%。
随着环保要求的日益严格和人们环保意识的增强，天然气这种洁净能源的市场份额将不断扩大，前景十分广阔。
中国天然气生产和消费起步均较晚，进入20世纪90年代天然气产量才有较大增长。
但仍是少数几个以煤为主要能源的国家之一。
煤占一次能源消费的66.5%，天然气仅占3%，远远低于世界平均水平，随着国内经济的持续快速发展和人们环保意识不断增强，对天然气的需求也将急剧增长。
人们常称21世纪是天然气世纪，为迎接天然气时代的到来，我国政府推出了一系列支持和鼓励发展国内天然气、引进天然气和引进液化天然气的政策，并制定了天然气的发展战略：
“立足国内，利用海外，西气东输，海气登陆，就近供应”。
预计至2020年，我国将投入2200亿人民币进行天然气基础设施的建设，使我国天然气消费在一次能源消费结构中的比例从现在的3%提高到12%。
其中将建成千万吨规模的液化天然气接收站，形成年进口5000万吨（近700亿立方米）规模的接收设施。
目前国内已经投产和在建的LNG工厂大约40多座，在未来十年，LNG产业将有一个飞速发展，LNG资源将越来越丰富。
公司简介
广汇股份已形成以液化天然气（LNG）业务为核心，煤炭、天然气、原油资源为驱动，能源物流为支撑的综合能源公司，是中国最大的陆基LNG生产商和供应商，目前广汇股份在新疆哈密、鄯善、吉木乃、克州以及哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦等中亚地区有多个LNG生产基地已经建成或正协商建设，并根据市场导向的原则正在新疆、河西走廊、内蒙古、四川贵州、陕西河南以及江苏启东等地区大力投入建设LNG加注站和物流仓储基地、推广LNG汽车，具有灵活和强大的天然气销售网络和稳定的供气能力。
1.项目建设方案
1.1建设依据
根据用户提出的用气性质和要求；
1.2遵循的主要标准、规范
（1）《石油天然气工程设计防火规范》GB50183-2004；
（2）《城镇燃气设计规范》GB50028-2006；
（3）《建筑设计防火规范》GB50016—2006；
（4）《液化天然气设备与安装陆上装置设计》GB/T22724-2008；
（5）《液化天然气（LNG）生产、储存和装运》GB/T20368-2006；
1.3设计原则
1、严格执行国家及建设部关于城镇燃气设计的标准和规范，工艺设计上以安全为首要考虑前提。
2、工程设计必须满足技术先进可靠，生产工艺简单，生产稳定的要求，并尽可能节约投资。
3、坚持节能的原则，做好能源的综合利用，提高效率，力求取得良好的经济效益、社会效益和环境效益。
1.4建设规模
根据用户提供的用气数据每天用气10万Nm3，用气时间为24小时，则平均小时用气量为4166Nm3/h。
根据以上用气量需求，本气化站设计4台150m3低温立式储罐，总存液量为600m3，换算为气态约为36万Nm3，按照每天用气量为10万Nm3考虑，储存天数约为3.6天。
1.5建设用地
（1）安全间距：
LNG气化站选地应按照《城镇燃气设计规范》GB50028-2006以下两表考虑安全间距的要求：
名称
项目
储罐总容积（m3）
集中放散的天然气放散总管
≤10
＞10
~
≤30
＞30
~
≤50
＞50
~
≤200
＞200
~
≤500
＞500
~
≤1000
＞1000
~
≤2000
居住区、村镇和影剧院体育馆、学校等重要公共建筑（建筑物外墙）
30
35
45
50
70
90
110
45
工业企业（最外侧建、构筑物外墙）
22
25
27
30
35
40
50
20
明火、散发火花地点和室外变、配电站
30
35
45
50
55
60
70
30
民用建筑，甲、乙类液体储罐，甲、乙类生产厂房，甲、乙类物品仓库，稻草等易燃类材料堆场
27
32
40
45
50
55
65
25
丙类液体储罐，可燃气体储罐，丙、丁类生产厂房，丙、丁类物品仓库
25
27
32
35
40
45
55
20
铁路
（中心线）
国家线
40
50
60
70
80
40
企业专用线
25
30
35
30
公路、道路（路边）
高速Ⅰ、Ⅱ级,城市快速
20
25
15
其他
15
20
10
架空电力线（中心线）
1.5倍杆高
1.5倍杆高，但35kW以上架空电力线不应小于40m
2.0倍杆高
架空通讯线（中心线）
Ⅰ、Ⅱ级
1.5倍杆高
30
40
1.5倍杆高
其他
1.5倍杆高
液化天然气气化站的液化天然气
储罐、天然气放散总管与站外建、构筑物的防火间距（GB50028-2006）
液化天然气气化站的液化天然气
储罐、天然气放散总管与站内建、构筑物的防火间距（GB50028-2006）
名称
项目
储罐总容积（m3）
集中放散的天然气放散总管
≤10
＞10
~
≤30
＞30
~
≤50
＞50
~
≤200
＞200
~
≤500
＞500
~
≤1000
＞1000
~
≤2000
明火、散发火花地点
30
35
45
50
55
60
70
30
办公、生活建筑
18
20
25
30
35
40
50
25
变配电室、仪表间、值班室、汽车槽车库、汽车衡及其计量室、空压机室、汽车槽车装卸台、钢瓶灌装台
15
18
20
22
25
30
25
汽车库、机修间、燃气热水炉间
25
30
35
40
25
天然气（气态）储罐
20
24
26
28
30
31
32
20
液化石油气全压力式储罐
24
28
32
34
36
38
40
25
消防泵房、消防水池取水口
30
40
50
20
站内道路（路边）
主要
10
15
2
次要
5
10
围墙
15
20
25
2
集中放散装置的放散总管
25
—
（2）LNG储存气化站用地面积
在满足有关设计规范要求下，结合其它类似场站用地情况，估算本LNG储存气化站用地面积约10亩多，土地面积约5400m2（60m<宽度<70m），实际用地面积根据现场实际情况确定。
1.6气源介绍
新疆广汇LNG工厂生产LNG的组分如下：
组分
分子式
体积含量mol%
甲烷
CH4
86.23
乙烷
C2H6
12.77
丙烷
C3H8
0.3428
氮
N2
0.6550
其它
0.0022
新疆广汇LNG的物性如下：
气化温度：
－162.3℃（常压1.053bar）
液相密度：
471kg/Nm3
气相密度：
0.75kg/Nm3（20℃）
燃点：
650℃
热值：
42.65MJ/Nm3（10180kcal/Nm3）
爆炸极根上限15.77％
下限4.91％
2总图设计
2.1设计依据
总图设计遵循的标准和规范主要有：
✧《城镇燃气设计规范》GB50028-2006；
✧《建筑设计防火规范》GB50016-2006；
✧其他设计依据
2.2平面布置
根据站区的实际情况和生产工艺的需求，按照《城镇燃气设计规范》的规定，总平面必须分区布置，即分为生产区和辅助区。
生产区由低温储罐区（4座150m3LNG储罐）、气化调压区（4座2500Nm3/h空温式气化器、1座500Nm3/h空温式BOG加热器、电热式加热器、EAG加热器）、卸车区组成。
辅助区由值班室、配电间组成。
站区共设两个对外出入口，与站外主道路相连。
站区四周设2m高的实体围墙，储罐区四周设零1.2米高防液堤。
2.3交通设计
本站的运输设备为LNG专用集装箱槽车，厂区内设置回车式LNG集装箱卸车场地也可供消防车回转使用，进出站的工程抢修车、紧急事故时的消防车均可以从大门出入。
3工艺设计
3.1.工艺流程简述
LNG采用罐式集装箱储存，通过公路运至LNG撬装气化站，在卸车台处通过设置的卧式专用卸车增压器对集装箱储罐增压，利用压差将LNG送至150m3低温LNG储罐储存。
非工作条件下，储罐内LNG储存的温度为-162℃，压力为常压；工作条件下，增压器将储罐内的LNG增压到0.4MPa（以下压力如未加说明，均为表压）。
增压后的低温LNG，进入主空温式气化器，与空气换热后转化为气态NG并升高温度，出口温度比环境温度低10℃，压力在0.4MPa，当空温式气化器出口的天然气温度达不到5℃以上时，通过电热式加热器升温，最后经调压、计量、加臭后送入燃气管道，供用气设备使用。
气化站工艺流程简图见附图。
3.2工艺设备
本工程主要工艺设备材料表：
序号
设备名称
数量
备注
1
150m3LNG储罐/0.6MPa
4台
2
2500Nm3/h主气化器/0.8MPa
4台
3
300Nm3/h卸车增压器/0.8MPa
2台
4
300Nm3/h储罐自增压器/0.8MPa
2台
5
500Nm3/hBOG气化器/0.8MPa
1台
6
500Nm3/hEAG气化器/0.8MPa
1台
7
5000Nm3/h水浴式电加热器
1台
8
5000Nm3/h调压器
1套
9
5000Nm3/h流量计
1套
10
系统阀门
1套
设备的选材应符合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为：
Q125-A；20R；低温储罐内壳及附件材料采用0Cr18Ni9；空温气化（加热器）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。
3.2.1卸车设备
设计配置2台卸车增压器，设计流量300Nm3/h。
储罐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，其结构原理与储罐增压器相同。
3.2.2储存设备
本设计确定储罐采用150m3地上式金属单罐，其结构形式为真空粉末绝热、圆筒形双层壁结构。
LNG通过充装接口输入液体于低温储罐储存，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，本工程设计确定选用4座150m3低温立式储罐，共600m3储存量，计储存量为36万Nm3天然气。
3.2.3主气化设备
工程根据设计规模5000Nm3/h的小时高峰供气量设计共选用4台2500Nm3/h的主气化器，两用两备。
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
3.2.4储罐自增压设备
根据本站的供气规模，设2台增压器，储罐增压器设计流量300Nm3/h。
储罐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，设备高度不宜高于储罐内槽高度。
其结构原理图如下所示。
储罐增压器结构原理图
3.2.5气化复热设备
当冬天温度较低时，可利用1台电热式加热器复热，保证出口温度不低于+5℃，设计复热量为5000Nm3/h。
3.2.6ＢＯＧ处理设备
BOG产生主要在卸车阶段，根据本站卸车及储存设计参数计算需配置1台BOG加热器，设计流量500Nm3/h。
BOG加热器选用空温式加热器，加热器主要由加热部构成，其结构原理图如下所示。
BOG加热器结构原理图
3.2.7调压计量加臭装置
调压计量装置为一开一旁通的“1＋1”结构，调压器带有超压切断保护装置。
设计流量：
5000Nm3/h。
计量采用气体涡轮流量计，量程比高于为1：
16，精度为1.5级。
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（即“1＋1”结构），便于在流量计校验或检修时不中断正常供气。
本设计采用的燃气加臭装置与调压计量段整体撬装在一起，该装置配备臭剂罐，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15~20mg/Nm3。
3.3．配管设计
根据本工程的特点，LNG撬装气化站配管设计主要内容包括以下几个方面：
✧工艺管线设计：
包括低温及常温下的各种工艺管道、管件及阀门
✧安全泄压、吹扫管线设计：
包括氮气吹扫系统、安全放空系统
✧一次仪表安装及管道设计：
包括测量压力、温度、流量等参数的一次仪表安装
✧管道支吊架设计
✧保冷（保温）及防腐设计
✧
（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0Crl8Ni9，符合GB/12459-2005标准的对焊无缝管件（冲压）；
（3）法兰
材质为奥氏体不锈钢，钢号为0Crl8Ni9，符合HG20592-2009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、止回阀等等，另外还包括气动低温阀门：
紧急切断阀、升压调节阀及管道压力控制阀等。
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。
阀门与管道间的连接可采用焊接型式连接（DN40及以下为承插焊，DN50及以上为对接焊）或法兰连接型式。
4自控仪表设计
4.1设计依据
《城镇燃气设计规范》GB50028-2006；
《工业自动化仪表工程施工验收规范》GBJ93-86；
《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-92；
《石油化工自动化仪表选型设计规范》SH3005-1999；
《石油化工企可燃性气体和有毒气体检测报警设计规范》SH3063-1999；
《石油化工仪表供电设计规范》SH3082-1997；
《石油化工仪表供气设计规范》SHJ20-90；
《石油化工紧急停车及安全联锁系统设计导则》SHB-Z06-1999；
4.2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。
控制室控制系统采用点对点数显仪表形式，通过控制盘可监视、控制整个气化站运行的全过程。
同时考虑到整个系统的安全性，同时布置按钮操作柱和操作盘，可通过按钮开关对现场设备进行操作。
由于工艺流程较为简单，整个气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）主空温气化器出口温度检测超限，根据温度变送器设置温度超限自动声光报警，提醒值班人员注意检查出气温度，以及相关运行参数是否正常，是否手动启动水浴式电加热器。
2）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个储槽的进出液气动紧急切断阀，或根据故障情况进行总切断。
3）各控制阀均设有盘装控制按钮及现场控制按钮。
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。
对LNG储存气化站的工艺变量、设备状态及其它过程变量进行巡回监测和数据处理。
4.3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，在控制室内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和加臭控制盘（2#）。
盘上操作按钮完成以下控制功能：
●系统启动
●运行方式切换
●加臭装置控制
●紧急停车
●报警器控制
控制盘主要显示项目
项目
位置
现场显示
控制室
显示
报警
连锁
压力
储罐
●
●
●
●
储槽增压器出口
●
卸车台液相管
●
进液总管
●
主气化器出口汇管
●
●
●
●
出口总管
●
●
●
液位
储槽
●
●
●
●
温度
水浴式电加热器出气汇管
●
●
●
●
流量
流量计
●
●
●
泄漏
罐区
●
气化加热区
●
卸车台
●
调压区
●
设置断电延时30min的UPS，在系统短时间停电时能为仪表系统提供电源，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，在仪表及控制盘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。
4.4仪表选型
一、温度计
根据工艺操作控制要求设置温度测量点一体化温度变送器选WZPK-246型隔爆型铠装铂热电阻，附保护套管。
温度变送器主要技术参数如下：
●工作电压24VDC；
●输出信号：
2线制，4-20mA输出；
●带本地显示；
●适应温度：
-40~70℃；
●防护等级：
IECIP65;
●防爆等级：
隔爆型。
二、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3/4，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。
压力变送器选用EJA系列智能压力变送器，EJA压力变送器为两线值，4-20mA输出信号。
EJA压力变送器主要技术参数如下：
●工作电压:
24V.DC；
●输出信号：
2线制，4-20mA输出；数字通讯:
BRAIN协议加载在4-20mA的信号上；
●精度：
0.075级；
●稳定性：
+0.1%量程上限/5年，无漂移；
●测量元件材质：
哈氏合金C-276；
●本体材料：
CSC14A；
●防护等级：
IECIP67;
●适用温度：
-40~85℃；
●适用湿度：
5~100%；
●防爆等级：
隔爆型；
●安装形式：
引压管集中安装；
●可通过手操器对变送器进行设定、监控和维护；
●现场显示：
变送器本体带现场数字显示，显示精度为0.5级；
三、流量计
流量计根据最大小时用气量4000Nm3／h选型，选用智能涡轮流量计，量程比高于1：
16，精度为1.5级。
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个检修用阀门，并设置旁通管路。
四、液位显示装置
每个储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。
远传仪表选用EJA系列智能差压变送器。
五、泄漏报警器
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。
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。
可燃气体变送器特点：
●采用先进的催化燃烧式传感器
●性能稳定。
灵敏可靠
●使用寿命长
●体积小
●超量程限流保护
●反极性保护
●可长期连续工作
●抗中毒性好，抗干扰能力强
●输出4-20mA标准信号
●工作电压：
24VDC
●测量范围：
0-100%LEL
●监测误差：
小于±5%
●防护等级：
IP65
●工作温度：
-20--+50℃
5消防设计
本项目不设专职消防队，有技术员负责气化站安全运行管理。
主要消防任务由公司内部和城市消防系统完成。
本项目的消防任务是防火防爆，扑灭站区内零星火灾，控制生产装置及储罐区的初起火灾，保护着火部位及其邻近区域，以避免灾害、保证人民群众的生命财产的安全，并最大限度的减少损失。
5.1设计依据
《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）
《城镇燃气设计规范》（GB50028-2006）
《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》（GB50058-92）
《建筑物防雷设计规范》（GB50057-94）
《水喷雾灭火系统设计规范》（GB50129-95）
5.2消防给水系统
消防给水系统由消防喷淋系统、消防给水管网及消火栓等组成。
5.2.1消防用水量
根据《城镇燃气设计规范》GB50028-2006规定，本站在同一时间内的火灾次数按一次考虑，其消防用水量按储罐区一次消防用水量确定,储罐区消防用水量按其储罐固定喷淋装置和水枪用水量之和计算。
本项目采用150立方储罐，经计算消防水量要求1600m3容量。
5.2.2全站消防水管网
气化站内设置环状消防水管网，消防水管道上设置消火栓，并在罐区周围设置消防器材箱（箱内配置消防水枪及水带）。
5.2.3室外消火栓系统
站区共计设置室外消火栓5台，管道采用球墨给水铸铁管橡胶圈柔性连接。
室外消火栓采用地上式，安装参见国标88S162－6。
5.2.4罐区、气化区及辅助设施的消防
一、储罐冷却
储罐冷却采用固定水喷淋装置。
二、灭火器装置
根据《建筑灭火器配置设计规范》（GBJ140-90）关于小型灭火器的配置要求，在储罐区、气化区、卸车台、变配电间及辅助用房等建构筑物单体内设置一定数量的手提式干粉灭火器和手推式干粉灭火器，以保证补救初期火灾和零星火灾。
6.商务方案
本工程LNG气源主要由新疆广汇液化天然气发展有限责任公司供应，该公司是集液化天然气生产、运输、利用一体化，跨地区经营的天然气公司。
该公司作为目前中国境内最大的液化天然气（LNG）供应商，在液化天然气生产、运输和市场中占据主导地位。
主要业务范围涉及燃气管网工程的投资；液化天然气生产销售、燃气应用技术的研究开发、危险货物运输、设备租赁；液化天然气生产、运输应用技术的咨询；汽车配件、燃气设备的销售；房屋场地租赁业务；液化天然气专用储运设备及配套备件的销售及相关技术的咨询等。
新疆广汇液化天然气发展有限责任公司一期项目工程于2002年6月13日正式开工建设，经过2年多的努力，已经建成了目前国内最大的基荷型液化天然气生产装置，天然气液化日处理能力达到150万立方m的规模，并完成了交通运输（含铁路、公路）和下游市场的设施建设，在全国建立了LNG销售运输网。
为扩大市场占有能力及充分发挥现有装置的技术优势，新疆广汇液化天然气发展有限责任公司已进行二、三期液化天然气装置建设，天然气液化日处理能力将达到450万立方的规模。
6.2工程投资估
升级会员 