LNG储配站安全操作手册.docx

1、LNG储配站安全操作手册一、LNG基础知识 天然气主要包括气田气、石油伴生气、凝析气田气和煤层气四种。气田气、石油伴生气、凝析气田气经过净化处理后，主要组分为甲烷（CH4），这三种天然气成为常规天然气。煤层气是一种以吸附状态为主，生成并储存在煤系地层中的非常规天然气，其中随采煤过程产出的煤层气混有较多空气，俗称煤矿瓦斯。煤层气的主要成分也是甲烷，但相对常规天然气含量较低，与常规天然气一样，既可用作燃料，也是上等的化工原料，是新崛起的新型清洁能源。1、LNG特性 什么是LNG？LNG就是液化天然气（Liquefied Natural Gas）的简称。先将气田生产的天然气净化处理，再经超低温（-1

2、62）加压液化就形成液化天然气。LNG无色、无味、无毒且无腐蚀性。2、LNG的物理参数: LNG主要成分是甲烷（90%以上）、乙烷、氮气（0.5-1%）及少量C3C5烷烃的低温液体。LNG是由天然气转变的另一种能源形式。 1）LNG的主要成份为甲烷，化学名称为CH4，还有少量的乙烷C2H6、丙烷C3H8以及氮N2等其他成份组成。 2）临界温度为-82.3。 3）沸点为-162.5，着火点为650。 4）液态密度为0.4200.46T/m3，气态密度为0.68-0.75kg/Nm3。 5）气态热值38MJ/m3，液态热值50MJ/kg。 6）爆炸范围：上限为15%，下限为5%。 7）辛烷值AST

3、M： 130。 8）无色、无味、无毒且无腐蚀性。 9）体积约为同量气态天然气体积的1/625。3、LNG的六大优点 1）LNG体积比同质量的天然气小625倍，所以可用汽车轮船很方便地将LNG运到没有天然气的地方使用。 2）LNG储存效率高，占地少。投资省，10m3LNG储存量就可供1万户居民1天的生活用气。 3）LNG作为优质的车用燃料，与汽油相比，它具有辛烷值高、抗爆性能好、发动机寿命长。燃料费用低。环保性能好等优点。它可将汽油汽车尾气中HC减少72%，NOx减少39%， CO减少90%，SOx、Pb降为零。 4）LNG汽化潜热高，液化过程中的冷量可回收利用。 5）由于LNG汽化后密度很低，

4、只有空气的一半左右，稍有泄漏立即飞散开来，不致引起爆炸。 6）由于LNG组分较纯，燃烧完全，燃烧后生成二氧化碳和水，所以它是很好的清洁燃料，有利于保护环境，减少城市污染。4、 LNG的主要用途 1）作为清洁燃料汽化后供城市居民使用，具有安全、方便、快捷、污染小的特点。 2）作代用汽车燃料使用。采用LNG作为汽车发动机燃料，发动机仅需作适当变动，运行不仅安全可靠，而且噪声低污染小，特别是在排放法规日益严格的今天，以LNG作为燃料的汽车，排气明显改善。据资料报道：与压缩天然气（CNG） 比较，在相同的行程和运行时间条件下，对于中型和中重型车辆而言，LNG汽车燃料成本要低20%，重量要轻2/3，同时

5、，供燃系统装置的成本也至少低2/3。可以证明，将天然气液化并以液态储运是促使它在运输燃料中应用的最经济有效的方法。 3）作为冷源用于生产速冷食品，以及塑料，橡胶的低温粉碎等，也可用于海水淡化和电缆冷却等。 4）作为工业气体燃料，用于玻壳厂、工艺玻璃厂等行业。5、 LNG的运输方式 LNG的运输方式主要有轮船、火车和汽车槽车等方式。在500800公里经济运输半径范围内，采用汽车槽车运输LNG是比较理想的方式。槽车罐体采用双壁真空粉未绝热，配有操作阀安全系统及输液软管等。国内低温液体槽车的制造技术比较成熟，槽车使用安全。LNG产品采用深冷液体储罐储存，液体储罐为双壁真空粉未绝热，LNG的日蒸发率可

6、控制在0.46%之内，储存周期为47天。6、LNG是汽车的清洁燃料 在所有的清洁燃料中，天然气以其应用技术成熟、安全可靠、经济可行,而被世界许多国家和专家视为目前最适宜的汽车替代燃料。汽车使用天然气作为动力燃料，与汽油相比，其尾气排放中HC减少72%，NOx减少39%， CO减少90%，SOx、Pb降为零。噪音降低40%。因此，推广使用天然气燃料，对减少大气污染、改善环境将会起到积极的推动作用。7、 LNG潜在危险性 处理LNG时潜在危危险性主要来自它以下三方面特性： 极低温度，在大气压力下按LNG组成不同，其沸点略有差别，但都在-162左右，LNG液体能迅速冷冻人体组织并且使许多材料，如碳钢

7、、塑料、橡胶等变脆甚至失去强度。 汽化膨胀，仅少量液体就能转化为大量气体。1体积LNG大致能转化600体积气体。 易燃易爆，天然气属易燃气体。与空气混合浓度在5%15%范围内，会发生爆炸。二、站区管理制度防火防爆十大禁令 1、严禁在站内吸烟，打手机及携带火种和易燃、易爆、有毒、易腐蚀物品入站。 2、严禁未按规定办理用火手续，在站内进行施工用火或生活用火。 3、严禁穿易产生静电的衣服进入生产区及易燃易爆区工作。 4、严禁穿带铁钉的鞋进入油气区及易燃易爆区域。 5、严禁用汽油等易挥发溶剂擦洗设备、衣服、工具及地面等。 6、严禁未经批准的各种机动车辆进入生产区域及易燃易爆区。 7、严禁就地排放易燃易

8、爆物料及化学品。 8、严禁在油气区用黑金属或易产生火花的工具敲击和作业。 9、严禁堵塞消防通道及随意挪用消防设施。 10、严禁损坏站内各类防爆设施。交接班制度 1.交班人员应在交班前，对现场进行一次认真全面的巡回检查，并做好设备、现场、值班室的清洁卫生工作。 2.接班人员应提前十五分钟到岗，进行交接。 3.交接班人员应共同到现场进行检查，对如下内容进行交接： 工艺交运行方式和设备运行、完好状态。 报表记录和仪表的运行情况。 工具用具、设备材料的齐全、完好情况。 岗位卫生和消防器材。 上班工作中在的问题和上级指示。 严格按照“上不清下不接”的原则进行交接班，即对于上一班工作中该处理的问题没有处理

9、完毕，下一班人员不进行接班。站区巡回检查制度 1.巡检时间：岗位人员按本岗位巡检路线每小时到站内现场巡回检查一次，特殊情况（如气候异常、压力不稳等）应加密巡检次数，工艺设备投产期三个月内每半小时巡回检查一次。 2.巡检内容：各工艺设备的运行参数是否在正常范围内；各安全附件、仪表是否灵敏可靠卫生清洁；设备、工艺管线有无跑、冒、滴、漏现象；备用设备按运行设备检查；现场有无其他异常情况。 3巡检方法：应按巡回检查路线处、点检查，同时携带便携式可燃气体检测仪器检漏，并做看到、听到、摸到、闻到。 4.巡回检查过程一旦发现异常情况应及时处理，对生产影响较大而处理不了地及时向领导汇报。 5.巡回检查结束后，

10、应将巡回检查及事故处理情况详细认真的填写在值班记录上。设备管理制度 1.严格遵守本岗位安全操作规程，做到懂性能、懂原理、懂结构、懂用途，同时会使用、会保养、会排除故障。 2.设备管理实行定人、定岗、定机管理制度，责任到人，设备操作者须经考核合格后持证上岗。 3.严格按安全操作规程操作设备，严禁超负荷使用设备。 4.设备的日常保养由岗位操作人员负责，小中大修由专业人员负责，使设备保持良好的技术状态，并认真填写设备维护修养记录。 5.压力容器和防爆设备，应严格按照国家有关法律法规进行使用，并按规定的检验周期定期进行校验。 6.LNG储罐的静态蒸发率、夹层真空度应定期检测，储罐基础完好状况应定期检查

11、。立式LNG储罐的垂直度应定期检测。 7.储罐、管道上的安全附件（安全阀、压力表、液位计等）以及增压阀、降压调节阀应完好可用，并应定期检验合格。储罐区安全管理制度 1.非站内工作人员严禁进入储罐区。 2.当需要在储罐区进行设备维修、改造而动火作业时，应办理动火作业批准手续，否则不得进行动火作业。 3.储罐严禁超量储存，正常储存液位应控制在20-90%（体积分数）之间，储罐不得长期在低于20%(体积分数)的液位下运行。 4.管道或储罐进行放空操作，必须经放空管引至高空放散，不得就地放散。对低温气体要经加热处理至常温后方可高空放散。 5.储罐最高工作压力不得超过0.8MPa。当储罐压力上升至0.8

12、MPa时，要打开储罐上的手动放空阀门将LNG气体放散至BOG储罐或工艺管道内储存。 6.在输送LNG过程中严禁敲打或用火烤管道的冻结部位，也不得用水喷洒这些部位。 7.液相管道两阀门间不得存有LNG液体。当存有液体时要在关闭两端阀门的同时对该管段进行放散，防止管道超压运行。 8.储罐排液完毕，要保证罐内至少留有0.1MPa（表压）余压，保证储罐正压运行。 9.储罐区消防设施（储罐喷淋水系统、储罐干粉灭火系统、高倍泡沫灭火系统、简易灭火器材等）要保证完好可用。 10.当发现LNG泄漏时，应视泄漏情况及时抢修处理。三、LNG储备站主要设备和工艺流程1、主要设备 (1)、LNG储罐 LNG储罐是作为

13、一种低温绝热压力容器，设计有双层（真空）结构。内胆用来储存低温液态的LNG，在其外壁缠有多层绝热材料，具有超强的隔热性能，同时夹套（两层容器之间的空间）被抽成高真空，共同形成良好的绝热系统。外壳和支撑系统的设计能够承受运输车辆在行驶时所产生的相关外力。 内容器在气相管路上设计有安全阀在超压时起到保护储罐的作用。在超压情况下，安全阀打开，其作用是放散由绝热层和支撑正常的漏热损失导致的压力上升、或真空遭破坏后以及在失火条件下的加速漏热导致的压力上升。 外壳在超压条件下的保护是通过爆破装置来实现的。如果内胆发生泄漏（导致夹套压力超高），爆破装置将打开泄压。万一爆破装置发生泄漏将导致真空破坏，这时可以

14、发现外壳出现“发汗”和结霜现象。当然，在与罐体连接的管道末端出现的结霜或凝水现象是正常的。所有的管阀件都设置在储罐的一端。 我站储罐为立式储罐。容积为60立方米，设计压力约1.44Mpa。低温液体储罐 ：主要用于储存LNG。序号技术参数名称内罐外罐备注1有效容积（m3）50/2几何容积（m3）603贮存介质LNG珠光砂(夹层)7材质0Cr18Ni9Q345R8工作温度（）196常温9设计温度（）196常温10工作压力（MPa）1.00.111设计压力（MPa）1.2-0.112蒸发率0.2%/d13内槽射线探伤比例100%RT 级20UT 级100PT I级内、外容器及其管线所有焊缝氦检漏14

15、腐蚀裕量0115重量KG图1 LNG储罐主体结构及接管示意a-罐底进液管口 b-罐顶进液管口 C-罐底出液管口 d-罐顶气相出口e-测满管口 f-测真空度、抽真空管口 h-液位计及压力计气相接口i-液位计及压力计液相接口 MS-防爆装置 LG-液位计 LNG液位计/表 液位计量系统采用差压式液位计。 在储罐的内容器的底部和顶部都设有引压管，液位高度的静压差在液位计读出，再根据设计的液位体积换算表，可比较精确的换算出储罐内剩余LNG的量。 （2）、增压装置 空温式汽化器 空温式气化器是由带有翅片的传热管焊接组成的换热设备，分为蒸发（气化）部分和加热部分。蒸发（气化）部分由端板管连接并排的传热管构

16、成，加热部分由用弯管接头串联成一体的传热管组成（如图2所示）。传热管是将散热片和管材挤压而成型，其横断面一般为星形翅片（如图3所示），翅片材质采用铝合金。图2 空温式气化器气化工艺示意图图3 空温式气化器传热管断面图 LNG在空温式气化器的气化过程较复杂，是一个以沸腾换热为主的传热传质过程。LNG在翅片管内流动吸热气化，管外传热为自然对流换热，热量由空气通过翅片及管壁传给LNG。当LNG温度达到泡点时，液体开始沸腾气化，气相与液相处于平衡状态；随后气相中各组分所占比例随时间不断变化，并趋近于原料液化天然气中各组分所占比例，最终气相中各组分的比例与原料液体中各组分所占比例相同，此时的温度为露点。

17、泡点是液相段和气相平衡段的分界点，露点是气液平衡段与气相段的分界点。随着时间的推移，LNG气化量不断增大，尔后由于传热管外壁的空气被冷凝而结霜甚至结冰，气化量达到极限，然后开始下降。所以当空温式气化器运行一段时间后，表面结霜甚至结冰严重，应及时切换到备用组，以保证气化量及气化温度符合要求。 (3)水浴式气化器 水浴式气化器的加热源为热水，属远程加热器。水浴式气化器通常由壳体和换热管组成，壳程走热水，管程走LNG，通过传热，能量交换，使LNG由低温变成较高温度并气化或由低温天然气变成较高温度的天然气，完成换热过程。这种传热介质的布置特点是，能使管程内的低温介质吸收到最大的热量而升高温度，而壳程内

18、的热水温度会下降，而且壳体所受压力较低，比较安全。其工作原理如图4所示。图4 水浴式气化器工作原理 一般LNG储配站中该气化器通常放于空温式气化器后序工段，用于LNG气化后的升温或特殊情况下（如空温式气化器发生故障停止工作）直接气化LNG时使用。一般热水进水温度约80，出水温度约65。 （4）调压设备 LNG储配站设置调压设备是为了保证出站的天然气有一个稳定的供气压力，并根据燃气需用工况的变化自动保持所需的压力在一个可靠的范围内。 调压器的基本工作原理如图5所示：图5 调压器的基本工作原理气孔 2重块 3悬吊阀杆的薄膜 4阀芯 5导压管 （5）计量设备 涡轮流量计 涡轮流量计的工作原理当气体流

19、入流量计时，在前导流体（整流器）的作用下得到整流并加速，由于涡轮叶片与流体流向成一定角度，此时涡轮产生转动力矩，在克服摩擦力矩和气体阻力矩后，涡轮开始旋转。当力矩平衡时，叶轮便恒速旋转。在一定条件下，叶轮转速与气体体积流量成正比，故测出叶轮转速就可求得流量。根据电磁感应原理，利用磁敏传感器从同步转动的参考轮上感应出与气体体积流量成正比的脉冲信号，该信号经放大、滤波、整形后送入智能体积修正仪，与温度、压力等信号一起进行运算处理，分别显示于LCD屏上。其结构原理如图6所示。图6 涡轮流量计的结构工作原理1-壳体 2-前导流体 3-涡轮 4-计量表芯（含涡轮）5-后导流体6-温度传感器 7-磁敏传感

20、器 8-压力传感器 9-体积修正仪 （6）加臭设备 由于液化天然气（LNG）气化后成为天然气，它无色无味，当它作为城镇燃气时，必须具有可以察觉的气味，以保证安全，故必须进行加臭处理。 1.组成 加臭设备（装置）主要包括加臭剂储罐、加臭泵（一般为电磁驱动隔膜式柱塞泵）、加臭管线、加臭喷嘴、控制系统等。 2.常用加臭工艺流程 LNG储配站常用的天然气加臭工艺流程如图7所示。图7 LNG储配站天然气加臭工艺流程图 上图中具体的加臭工艺过程为：采集天然气流量信号控制器电脉冲信号储罐内加臭剂吸出加臭泵开启加臭管线加臭喷嘴在天然气管道内天然气与加臭剂混合。 整个加臭过程应自动进行，加臭剂储罐、加臭泵、加臭

21、管线、阀门等应采用不锈钢材质。一般天然气的加臭装置由专业生产厂家成撬整体制作。 （7）工艺管道和阀门 LNG 储配站中不论卸（装）车、储存还是气化，其工艺过程均离不开LNG这种低温介质，而沟通上述工艺过程的是工艺输送管道。该工艺管道必须耐低温。这种管道的材质通常为OCr18Ni9奥氏体不锈钢，设计温度为-196。应用OCr18Ni9奥氏体不锈钢管道的管段主要有：卸车液、气相管道、BOG回收管道；储罐进液（上进液、下进液）管道、出液管道，以及增压器进液、出气管道、BOG泄放管道；空温式气化器进液管道、水浴式气化器单独进液管道；放空气体加热器、BOG加热器进气管道等。 除OCr18Ni9的不锈钢低

22、温管道外，其余工艺管道选用普通碳钢管道，一般为20碳钢管道，与其连接的弯头、三通、大小头、法兰等也应同管道材质一致。 LNG储配站中所选用的阀门按形式主要包括截止阀、球阀、紧急切断阀、增压调节阀、 降压调节阀、安全阀、止回阀等 ，按材质主要包括不锈钢低温阀门和碳钢常温阀门 （8）仪表风系统 仪表风系统包括空压机和干燥器等。它的作用是对空气进行压缩和干燥处理，给气动阀提供动力，实现集中化、自动化控制2、主要工艺流程图8 凤翔长青LNG储配站工艺流程图：1、卸液工艺流程 一般情况下卸液可分为自增压卸液、用泵卸液、增压后用泵卸车三种。 自增压卸液：将槽车和站区增压器相连，利用增压器提高槽车压力。然后

23、单纯依靠储罐和槽车之间的压差进行卸车。卸车期间需要给槽车不断增压。 用泵卸液：将储罐和槽车的气相连通，压力平衡后，依靠低温泵的给槽车的液体加压，完成卸车。缺点：卸液慢。优点：槽车无法实现增压时，可用该方法。 增压后用泵卸车：给槽车增压后，既依靠压差又用泵增压卸液。卸液速度较快。 我站暂时因为设备限制，只能采取自增压卸液。具体操作可以参考下边的卸车操作规程。2、储罐的自动增压与自动降压过程 LNG储罐在出液过程中，随着液位的下降，罐内气相空间增大，压力下降。当压力降至一定数值时就不能满足供气的需要。为了增加输气压力，应对出液的储罐增加压力。 LNG储罐在储存LNG过程中，罐内温度一般在-1401

24、62，尽管对储罐进行了绝热保冷处理，但外界环境的热量还是会进入储罐内，使LNG气化成蒸发气体（BOG）。随着BOG的增多，罐内气相空间压力增大。当增大到一定数值时应及时泄放降压，否则将危及到储罐的安全。 因此，在储罐下部设置增压器和增压调节阀，完成增压工艺操作，这也是自增压（气相）式工艺流程的显著特点。在储罐BOG气相管上设置降压调节阀，完成降压操作。两种调压过程应分别同时具备自动和手动的功能。 LNG储罐自动增压与自动降压原理如图9所示。 图9 LNG储罐自动增压与自动降压原理图3、倒罐工艺过程 由于生产运行和安全需要，有时会将站内某一储罐的LNG倒入到另一储罐内，该工艺过程原理如图10所示

25、。 假定将储罐2内的LNG倒入到储罐1内。工艺过程为：在图中阀门全部关闭的情况下，开启阀门301、102、101，储罐内的LNG进入增压器发生相变，气化成气体；开启阀门211，气化后的低温天然气进入储罐2内，随着低温天然气的不断输入，储罐内的气相压力不断增大，当增大到比储罐1内的压力高出一定数值时，关闭阀门101、102、301、211，增压过程结束。然后再开启阀门201、101，由于储罐2和储罐1内压力差的作用，储罐2内的LNG被压入到储罐1内，直到达到两罐内压力平衡，储罐2内的LNG不再流入储罐1内，倒罐过程结束。 倒罐过程速度的快慢，与储罐1、储罐2内的原有压力、原有液位高度及需要倒入的

26、LNG数量等因素有关。有时一次倒入不够，可按上述过程反复操作，直到符合要求为止。但储罐2内的LNG不应被倒空，一般应留有20（体积分数）的剩余液体。图10 倒罐工艺原理4、BOG回收处理工艺 由于吸热或压力变化造成LNG的一部分蒸发为气体，即BOG。主要包括： LNG储罐吸收外界热量产生的蒸发气体 LNG卸车时储罐由于压力、气相容积变化产生的蒸发气体 新进的LNG与储罐原有温度较高的LNG接触产生的蒸发气体 卸车时增压产生的气体 槽车及管路中的残余气体 因为排出的BOG气体为高压低温状态，且流量不稳定。因此本套设备设置了BOG加热器和缓冲调压输出系统，系统产生的BOG气体可以通过调压计量后进入

27、管网。5、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，天然气密度空气比空气重，一旦泄露讲在地面聚集，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、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，经阻火器后通过放散塔高点排放，EAG加热器采用控温是加热器加热。常温放散NG直接经过阻火器后排入放散塔。 为了提高LNG储槽的安全性能，采用降压装置，压力报警手动放空、安全阀起跳三层保护措施。安全阀设定压力为储罐的设定压力1.3Mpa 缓冲罐上设置安

28、全阀及爆破片，安全阀设定压力为储罐设计压力。 在一些可能形成密闭的官道上，设置手动放空加安全阀的双重措施。管道设计压力为1.0Mpa。6、加臭计量工艺 主气化器及缓冲罐气体进入计量段，计量完成后经过加臭处理，输入用气官网。 计量采用气体涡轮流量计，计量精度1.5级。量程大于1：16，可满足最小流量和最大流量时的计量精度要求。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为标准流量，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，在流量计效验或者检修时可不中断供气。 加臭设备为撬装一体设备。

29、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，也可在按固定的计量加注臭剂，臭剂为四氢噻吩。具有运行状态显示的功能，阴性参数可设定。四、操作规程 槽车增压，储罐增压，储罐充装的原理：槽车增压以及储罐增压的原理为液位差原理，当来车装的越满，则液位差越高，增压越快，当来车没有液位的时候，增压就会困难，应考虑用液位较高先把车内压力增起来，在进行相应的操作。储罐冲装的原理是压差原理，当槽车与储罐有一定的压力差，液体从高压力的地方流到压力低的地方。1、LNG 卸液操作 1.液化天然气槽车进站后，引导监督其按指定位置停靠。 2.查看榜单，对LNG槽车的压力、液位进行检查，安装固定好防滑车墩。 3.

30、连接好静电连接线，连接好卸车软管，确定卸车方案。 4.确认进液方式，当槽车LNG温度比储罐LNG温度低时，选择上部进液；反之，则选择下部进液。二者温度没有差别时，可以选择任意进液方式。 5.用氮气或槽车LNG气相对软管连接部位进行吹扫至置换合格（为防止卸车时卸车台卸车软管始端与槽车连接管道内空气中的水分因接触低温而发生冰堵事故，每次LNG卸车前都要对管道内空气进行吹扫）。 6.利用增压器将槽车升压至0.50.7MPa，开启槽车出口液相阀门、相应管线上的阀门和接收LNG的储罐进液阀门。 7.卸车过程中，操作人员要一直在现场，检查连接部位的泄漏情况，观察槽车和储罐的压力、液位的变化情况，确保安全。

31、 8.观察槽车液位计，确认槽车无液体时，关闭槽车及储罐的相应阀门。通过BOG回收槽车及卸车软管内的残余气体，并观察槽车压力，确保完全足量卸液。 9.当软管无压时卸下，此时不得擅动软管，使其处于自然状态慢慢升温。 10.拆下静电连接线。 11.卸车完成后，做好相关记录，双方签字并交接有关单据及必要的气质报告，槽车驶离站区。 12. 安全注意事项：a、在缓慢增压过程中，检查槽车连接部分是否有泄露部位，根据部位情况进行紧固。b、卸液人员必须穿防静电工服、戴护目镜、橡胶手套防止冻伤。 c、卸车时，卸车区至罐区的操作由站内操作员进行，槽车至卸车台操作由槽车押运员进行。d、站内有动火作业时，不得卸液。e、雷雨天气时，不得卸液。f、站内有泄漏时