马泽坤LNG培训资料.docx

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马泽坤LNG培训资料

安全培训教材

LNG的基本知识

1、什么是LNG?

LNG是英文LiquefiedNaturalGas的缩写，中文译为液化天然气。

天然气是蕴藏在地层中的可燃气体，它是埋藏在地下的生物有机体经过漫长的地质年代和复杂的转化过程生成的。

主要成分是甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和二氧化碳、硫化氢、氮等气体。

LNG是天然气经过净化之后，通过压缩升温，在混合致冷剂的作用下，冷却移走热量，并除去其中的氮气、二氧化碳、固体杂质、硫化物和水，再节流膨胀而得到一162℃的以液态形式存在的LNG。

经过这一过程，天然气体积缩小了600倍。

LNG特性参数（不同产品会有所不同）成分：

甲烷：

96%、乙烷3%、丙烷0.7%、其他0.3%临界温度：

-77℃饱和压力：

0.3Mpa（-145℃）、热值：

8950大卡/标、液态0.424t/M3、气态0.71kg/M3、液态体积与气化后气体体积的比例：

1：

600.

LNG无色、无味、无毒且无腐蚀性，泄露在空气中不意察觉，其燃烧范围大约在体积分数5％-15％。

天然气的自动着火的温度是650C。

天然气最主要的成分是甲烷，基本不含硫，无色、无臭、无毒、无腐蚀性，具有安全、热值高、洁净和应用广泛等优点，目前已成为众多发达国家的城市必选燃气气源。

天然气的密度比空气密度小，容易在空气中飘散。

天然气在空气比中大于40％时，如吸入过量天然气会引起缺氧窒息。

2、LNG利用

一是用作城市管网供气的高峰负荷和事故调峰；二是用作大中城市管道供气的主要气源；三是用作LNG小区气化的气源；四是用作汽车加气的燃料；五是用作飞机燃料；六是分布式能源系统；采用热电冷三联供，可以提高天然气的利用率达到60-80%。

七是LNG的冷能利用；深冷可用于低温研磨橡胶，中冷用于制冰、建滑冰场，浅冷用于冷冻库建设。

3、LNG的储存

LNG储存要求

由于LNG储配库的储量巨大，其介质的特殊性，一旦储罐出现事故，造成的危害是十分巨大的。

因此，大型低温LNG储罐需满足以下技术要求。

（1）耐低温。

常压下液化天然气的沸点为-160℃。

（2）安全性高。

API、BS等规范都要求储罐采用双层壁结构,运用封拦理念,确保储存安全。

（3）材料特殊性能。

大型低温LNG储罐内罐用低温材料选用是其设计与建造的技术关键之一。

低温LNG储罐内罐材料须具有强度高、低温韧性好、焊接性能好的特点，一般选用A537CL2、A516Gr.60等材料。

（4）保温性能极好。

由于罐内外温差最高可达200℃，要使罐内温度保持在-160℃,罐体就要具有良好的保冷性能。

用于低温储罐的保温绝热材料应满足导热系数小、密度低、吸湿率与吸水率小、抗冻性强、耐火性好、有一定强度，且环保、耐用和便于施工等要求，罐底保冷材料还要有足够的承压性能。

（5）抗震性能好。

储罐必须具有良好的抗震性能。

在合理选址和提高抗震设防等级的基础上采取足够的安全措施,确保在给定地震烈度下罐体不损坏。

（6）抗外力破坏性强。

储罐应具备较高的抗压、抗拉能力,能抵御一般坠落物的击打。

（7）至今国内尚无专业的大型LNG储罐设计与建造规范，可参照国外LNG规范要求，有API620规范,美国NFPA-59A,英国BS7777标准和欧洲标准EN1473。

上述规范对低温储罐的设计做出了规定,对特定部位材质选用和焊接规定了具体的要求。

2、LNG储存方式及罐型的介绍

LNG的储存环节是储配库的核心，LNG储存罐造价昂贵，对单一储备库而言，其投资约占总投资的70%以上，因此，合理选择LNG储存方式非常重要。

1、储存压力

（1）带压低温储存

带压储存的压力一般为0.3～0.8MPa，因其有一定压力，储罐的压力控制相对较为容易，仅需防止超压，且超压时BOG的排放量也相对较少，并可以较高的压力迅速放空，保证罐体安全。

LNG的各组分在各自的临界温度以下时，其沸点都随压力的升高而增大。

高压储存适用于LNG的少量储存，高压储罐容积较小，承压能力较高，罐内LNG的蒸发率较低，即使因环境漏热蒸发掉部分LNG而使罐内压力有一定程度的升高，因为储罐能耐高压，仍可继续安全储存LNG，而不必排放蒸发气体或增设再液化设备。

因此，高压储存LNG可减少蒸发气体的排放，降低LNG的储存成本。

但是，因为高压储存罐大多为真空隔热结构，制作工艺比较复杂，制作难度较大，成本较高，容积较小，不适合于大量储存LNG。

带压储存的罐型有立式（或卧式）单罐、子母罐、球罐。

由于受到材料的限制，目前低温带压储存单个容器最大做到5000立方米罐，国内现有技术条件可制造2500立方米子母罐。

（2）常压低温储存

常压储存的压力一般为15～30KPa，LNG低温常压储存，具有经济性较好，储存量大是低温带压储存方法无法比拟的优点。

常压低温储罐的容积一般较大，结构简单，但承压能力较低，蒸发率较高，大型储配库常为此增设再液化设备，将蒸发气体再液化后重新储存。

将蒸发气体再液化，一是增加液化设备和储存成本；二是蒸发气体再液化后，其密度小于储罐内原有LNG的密度，重新注入储罐后可能容易引起储罐内介质的分层、翻滚等不稳定性现象的发生，给LNG的安全储存带来危险。

同时，常压储罐的压力控制较为复杂，储罐既要防止超压又要防止失压（真空），需要依赖外部设备如BOG压缩机。

常压储存单个容器目前最大能做到20万立方米储罐，国内现有技术条件可制造2万立方米储罐。

因此，在储存容积相等的条件下，采用带压储存较常压储存要安全一些，但当储存容积很大时，带压储存的储罐较多，占地面积大，造价高，不经济。

2、拦蓄方式

LNG储存按拦蓄方式划分，可分为单容罐、双容罐和全容罐。

英国标准BS7777针对低温储罐提出三种设计模式:

单层封拦设计（单容罐）、双重封拦设计（双容罐）和完全封拦设计（全容罐）。

目前工程上常采用双重封拦设计和完全封拦设计。

国内接收站的LNG储罐均为完全封拦设计。

完全封拦设计是指内罐及外罐均具有承装冷液的功能,在正常情况下冷液体储存在内罐,当内罐发生泄漏时,外罐能起到拦截、储存冷液的作用。

（1）单容罐

此种罐为双层结构，内罐为低温钢，外罐为普通碳钢，因此外罐不能承受低温，当内罐有少许泄漏，将可能导致外罐泄漏和破坏，为此国外规范要求安全距离大并须设防液堤。

单容罐的投资相对较低，施工周期较短，调峰站采用最多，施工技术成熟；但泄漏危险是它的一个较大的问题。

单容罐周围不能有其它重要的设备，安全检测和操作的要求较高。

由于单容罐的外罐是普通碳钢，需要严格地保护以防止外部的腐蚀，外部容器要求长期的检查和油漆。

国内储存低温乙烯、低温LPG、液氨的大型罐等较多采用单容罐，规格较多为2~3万立方米。

国内常压低温、吊顶双壁单包容金属LNG罐也有30000立方米的工程实例。

（广汇吉木乃30000立方米LNG储罐）由于单容罐的安全性较其它形式罐的安全性低，在大型LNG生产厂及接收站较少使用。

（2）双容罐

双容罐有两种形式，其一是内外罐均为低温材料，其二是内罐为低温材料，外罐为钢筋混凝土（与全容罐的区别在于上部内外罐之间有通大气的开口）。

内外罐均为低温材料罐，当内罐发生泄漏时，有外罐低温材料钢板阻挡而不会向大气泄漏，因而不需设防液堤，占地面积减少，但仍需较大安全距离。

内罐为低温材料，外罐为钢筋混凝土罐时，当内罐有泄漏时，由于有外罐钢筋混凝土罐阻挡，不会产生大量液体外泄，但LNG气体会通过混凝土的微小裂纹渗漏到外部大气中去。

此种罐可不设防液堤，占地面积少于单容罐，但安全距离亦要求较大。

双容罐投资较单容罐高，施工周期略长。

（3）全容罐

全容罐是一种全封闭罐，安全性好，适合建设超大规模储罐。

从结构上看有如下A、B、C、D几种：

A内外罐筒均为低温金属材料，顶盖亦为金属材料，因此不产生外漏，可不设防液堤，但承压能力较低。

B内罐为低温金属材料，外罐为钢筋混凝土，顶盖为钢筋混凝土，这种罐的外罐可阻挡LNG液体外漏，但挡不住气体渗漏。

可不设防液堤,与双容罐的区别在于全封闭。

C与B不同的是采用了金属顶盖，因而承压能力较低，但也不设防液堤，液体不泄漏，气体有渗漏。

D内筒是低温材料，外筒是钢筋混凝土，顶盖亦为钢筋混凝土，但外筒及顶盖均有普通碳钢板内衬。

这种是彻底的全封闭，既无液体外泄，也无气体外漏，承压高，可不设返回风机，不设防液堤。

储罐储存形态

LNG的运输

现有LNG运输均采用汽车槽车。

单辆槽车最大LNG水容积50m3，LNG运输能力29000Nm3气态天然气，槽车设计压力0.8MPa，运行压力0.3MPa。

正常平均行驶速度60km/h。

整个运输过程安全、稳定。

经跟车实测，运行中LNG槽车内的压力基本不变，短时停车上涨0.02MPa左右，途中安全阀无放散现象，LNG几乎无损失。

LNG贮罐（低温贮罐）是LNG运输车的组成部分，属于LNG的贮藏设备。

LNG贮罐的特殊性：

大容量的LNG贮罐，由于是在超低温的状态下工作（-162℃），因此与其他石油化工贮罐比具有其特殊性。

同时在运行中由于贮藏的LNG处于沸腾状态，当外部热量侵入时，或由于充装时的冲击、大气压的变化，都将使贮存的LNG持续气化成为气体，为此运行中必须考虑贮罐内压力的控制、气化气体的抽出、处理及制冷保冷等。

此外，LNG贮罐的安全阀、液面计、温度计、进出口管的伸缩接头等附属件也必须要耐低温。

贮罐的安全装置在低温、低压下，也必须能可靠的起动。

槽车结构示意图

LNG卸车操作规程及注意事项

1、槽车进站后按指定位置停好、熄火，拉起手闸，安装好固定车墩和三角垫木，连接好静电连接线，设立“正在卸车请勿靠近”的警示牌。

2、检查储罐、槽车罐的液位，压力确认正常，选择进液储罐与卸液方案，并对进液储罐进行降压。

3、将LNG卸车软管与槽车卸车台连接牢固，将气化增压器的气相出口、液相入口分别与LNG槽车对应的气相入口、液相出口连接牢固

4、打开进液储罐的下进液阀用储罐的液体对进液管线进行预冷，预冷时间为10-15min。

5、打开增压器出口阀，液相进口阀，正确开启槽车上的紧急切断阀，缓慢打开增压出液阀，再打开气相放散阀，对卸车软管以及增压器进行吹扫置换，置换合格后关闭放散阀，打开槽车气相阀对槽车增压。

6、当槽车压力增至0.6Mpa时，打开进液管总阀，缓慢开启槽车下进液阀，当听到流液声以及卸液软管结霜表示卸车正常，若接头泄露或有不正常情况，应立即关闭阀门,排除故障。

7、卸液时，注意观察储罐和槽车罐的液位、压力变化，保证各工艺参数控制在正常范围内。

通过槽车的增压和储罐的降压保持卸车压差在0.2Mpa。

8、当液位计指针到零时，证明液体已经卸完。

关闭LNG槽车下进液阀，打开槽车上进液阀，用槽车内的气相将储罐进液管线内的LNG出扫到LNG储罐，然后关闭储罐进液阀、打开气液连接阀、关闭槽车上进液阀，将进液管线残余气相通过BOG进入外管网。

9、打开气相管总阀已经通往BOG的沿线阀门，将槽车罐内的气相通过BOG送入外管网。

10、当槽车压力降至0.2Mpa，关闭槽车上的气相，液体紧急切断阀，检查并关闭其管相应阀门，打开卸车台放散阀放空卸车软管内的压力。

放散完毕后，拆除卸车软管与接地线，撤掉三角木，关闭放散阀。

完成好公司规定作业记录后，指挥槽车离开站区。

槽车卸车示意图

卸车时应注意的事项

a．天气出现不利于卸车b.卸车范围出现明火或者发生火灾.c.当容器发生泄漏。

d.天然气储罐压力异常。

e.其他不允许卸车的情况.

LNG气化操作规程及注意事项

1.确认管道上安全阀的根部阀门是否程开启状态。

2.确认好出液罐，打开储罐出液阀门和液相管线上的阀门后向汽化器输入液体。

3.LNG经气化器气化后，经调压、计量向用户供气。

4.当储罐压力过低时，不能满足用气要求时启动增压器对储罐进行增压。

气化器在运行中，要注意管道和气化器是否正常，当异常时应立即切断气化入口阀门停用处理。

LNG气化调压计量撬操作及注意事项；

1．操作员工应按规定要求着装上岗。

2．通气运行前操作人员应详细检查站内阀门、仪表等是否处于正常设备。

3．通气时要缓慢开启进口阀门，避免气体流速过快损坏设备。

4．观察后级压力表是否达到用户压力要求，正常后打开出口阀门向用户供气。

5．认真做好调压计量流量、压力、温度等记录。

LNG气化站的流程工艺图

LNG气化站管理制度

外来人员进站须知

1.任何人进入站区必须遵守本站的安全管理规定。

2.站内严禁烟火，严禁携带火种。

外来人员随身携带的火种（火柴、打火机等）进入站区必须交值班人员保管。

3.进入站区必须关闭随身携带的手机、相机的电子器具。

4.进入站区必须穿棉质服（禁化纤服），严禁穿钉鞋。

5.外来人员参观，须经负责人同意后并由本站工作人员陪同。

严禁未成年人入内。

6.进入站区，非本站操作人员严禁触碰任何设备。

7.严禁在站内乱扔杂物。

员工安全管理制度

1.严格落实《进站须知》的规定管理人员的进站。

2.员工上岗必须按规定穿防静电工作服戴好劳保防护用品，在夜间巡检生产区时必须使用防爆手电筒。

3.工作中严格执行安全操作规程和遵守安全管理规定，落实巡回检查制度，发现异常及时报告，并采取有效的处理措施。

4.严格遵守劳动纪律，做到不迟到、不早退、不脱岗，严禁酒后上岗。

5.站内按规定配备消防器材应定期检查，保证有效。

站内员工都应会正确使用和保管消防器材。

6.在站内或管道上动火，必须严格执行动火审批手续。

7.非本站工作人员严禁动用站内一切设备、设施。

8.电气设备、线路的一切维修工作，必须由专业人员进行，其它人员一律禁止操作。

9.严格执行交接班制度，做的交接清晰、全面，交接完成，经接班员确认签字后，交班员方可离站。

10.站场内禁止堆放易燃物品。