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隨著天然氣時代全面來臨，城市各類用戶對天然氣的需求越來越大，各地燃氣公司在大力發(fā)展城市燃氣管網(wǎng)的同時，也考慮建設(shè)LNG儲存氣化站，以保證事故和調(diào)峰供氣。LNG瓶組供氣工藝具有投資省、占地面積小、建設(shè)周期短、操作簡單、運行安全可靠等特點，可迅速地向城鎮(zhèn)居民或工業(yè)用戶供氣，因此在天然氣管網(wǎng)暫未敷設(shè)的區(qū)域，由LNG瓶組氣化站臨時供氣成為一個不錯的選擇。本文以中國移動南方基地LNG瓶組氣化站為例，簡要介紹供氣方案設(shè)計及運行注意事項。
1 設(shè)計方案
1.1 工程概況
中國移動南方基地位于廣州市黃埔區(qū)和天河區(qū)交界處的天河軟件園高唐基地內(nèi)，占地面積約50hm2�；貎�(nèi)擬建天然氣系統(tǒng)，主要供應(yīng)會議中心、生活配套設(shè)施、研發(fā)交流中心、游泳池供熱等。
工程近期擬在該區(qū)內(nèi)北部建設(shè)1座LNG瓶組氣化站作為過渡氣源，瓶裝液態(tài)LNG主要來自廣州市煤氣公司在吉山建設(shè)的LNG儲配站(帶灌瓶設(shè)施)，基地內(nèi)低壓燃氣管道呈枝狀布置，沿路網(wǎng)延伸至區(qū)內(nèi)各用戶。待遠期天然氣到達本區(qū)域時，將瓶組氣化站改中-低壓調(diào)壓站，從市政中壓管道引管進站，出站后管道無需改動。
1.2 設(shè)計內(nèi)容及范圍
中國移動南方基地LNG瓶組供氣系統(tǒng)包括廠站工程和管網(wǎng)工程兩部分，其中廠站工程設(shè)計包括LNG儲存、鋼瓶切換、氣化、調(diào)壓計量、安全放散等工藝；管網(wǎng)工程設(shè)計包括出站后燃氣管道的布置，管徑計算、閥門設(shè)置等。本文主要介紹廠站工程的設(shè)計及運行。
1.3 工藝流程
燃氣工藝流程見圖1。
液化天然氣采用LNG鋼瓶儲存運輸，從LNG儲配站運至LNG瓶組氣化站。在站區(qū)將LNG鋼瓶通過金屬軟管與站區(qū)氣、液相管道相連，利用塑摯空的壓力使LNG進入到空溫式氣化器，在氣化器中液態(tài)天然氣氣化并加熱，轉(zhuǎn)化為氣態(tài)的天然氣，經(jīng)過調(diào)壓、計量、加臭后進入站后燃氣主管道，然后分別進入各用氣點，主管及支管管徑均采用水力計算公式講行校核選取。
在LNG瓶組氣化站內(nèi)設(shè)置使用和備用兩組鋼瓶，且數(shù)量相同，當(dāng)使用側(cè)的LNG鋼瓶的液位下降到規(guī)定液面時，切換到備用瓶組一側(cè)，切換下來的空鋼瓶應(yīng)及時灌裝備用。
1.4 設(shè)計規(guī)模
① 設(shè)計規(guī)模
根據(jù)建設(shè)方提供的用氣量預(yù)測(見表1)，計算最大日用氣量：734m3/d，用氣設(shè)備日平均工作時間按3h計，則最大小時用氣量：244.7m3/h，適當(dāng)考慮余量，本設(shè)計最大小時流量按300m3/h計。
② 總圖說明
該LNG瓶組氣化站占地面積約300m2，站內(nèi)設(shè)1間總控制室(值班室)，四周設(shè)2.2m高的實體圍墻，站內(nèi)橇塊均露天設(shè)置，可設(shè)置雨棚遮擋。
1.5 儲存量
該瓶組氣化站設(shè)8個容積為410L的臥式LNG鋼瓶，總?cè)莘e約為3.3m3，存儲時間約2.7d。該LNG瓶組氣化站距廣州市煤氣公司LNG儲配站約7km，交通方便，能夠有效地保證鋼瓶的灌裝和運輸。
1.6 主要設(shè)備
LNG瓶組氣化站內(nèi)設(shè)備包括LNG鋼瓶組、瓶組匯管橇、氣化調(diào)壓計量加臭橇3部分，每個橇上均配置壓力現(xiàn)場顯示儀表和管道安全閥，氣化調(diào)壓計量加臭橇還配有溫度計、溫度傳感器以及壓力變送器。所有現(xiàn)場儀表的接線都匯總到設(shè)備附帶的防爆接線盒中。整個撬的信號均可集中控制，信號傳輸?shù)娇偪刂剖遥瑢η恋倪\行狀況進行監(jiān)控，并可打印運行參數(shù)。
① LNG鋼瓶組
LNG鋼瓶采用內(nèi)、外雙層結(jié)構(gòu)，不銹鋼材料制作，內(nèi)外層之間采用絕熱材料，盡量降低蒸發(fā)損失，邊緣采用防震橡膠，抗沖擊。設(shè)計選用8個容積為410L的LNG鋼瓶，鋼瓶自帶增壓系統(tǒng)。
② 瓶組匯管橇
瓶組匯管橇采用天然氣低溫專用閥門，共設(shè)10個鋼瓶接口位置，管道的材質(zhì)為0Cr18Ni9Ti不銹鋼，并設(shè)絕熱層，橇上設(shè)燃氣報警器1臺。為方便操作和節(jié)省用地，瓶組匯管橇的尺寸為4200mm×1100mm。
③ 氣化調(diào)壓計量加臭橇
采用翅片管結(jié)構(gòu)空溫式氣化器，材質(zhì)選用耐低溫的防銹鋁(LF21)。設(shè)計選用國產(chǎn)氣化能能力為300m3/h的空溫式氣化器2臺(1用1備)，最高工作壓力：1.6MPa，工作環(huán)境溫度：-40～50℃。因廣州市氣常年在0℃以上，故不考慮配置電熱式天然氣加熱器。
調(diào)壓器采用2+0系統(tǒng)，即兩路調(diào)壓，不設(shè)旁通管，并帶超、低壓切斷和自動放散功能。調(diào)壓器進口壓力：0.3～0.6MPa，出口壓力：3kPa，額定流量：300m3/h。
計量選用羅茨流量計，帶溫度和壓力補償，管路系統(tǒng)設(shè)置旁通管，確保流量計維修時仍能繼譬供氣：流量計設(shè)計壓力：0.6MPa，最大流量：300m3/h，精度等級為1.5級。
燃氣加臭裝置選用國產(chǎn)單象定頻加臭機，使用電源電壓：220V，也在該橇塊上設(shè)燃氣報警器1臺。根據(jù)各廠家設(shè)備尺寸的不同，橇塊的尺寸有所不同，該設(shè)計的橇塊尺寸為6700mm×2300mm。
1.7 工程直接投資費用估算
LNG瓶組氣化站直接投資費用包括設(shè)備采購、土建工程、自控儀表安裝調(diào)試、工藝設(shè)備管道安裝調(diào)試等，不含設(shè)計、勘測、監(jiān)理及稅金等其他費用。
2 運行說明
2.1 鋼瓶切換
當(dāng)某一組鋼瓶用完后，先把鋼瓶上的所有閥門關(guān)閉，再把瓶組匯管橇的長桿截止閥關(guān)閉，最后松開鋼瓶與瓶組匯管橇的連接軟管。鋼瓶灌裝后，直接把鋼瓶與瓶組匯管橇的連接軟管連接好即可。
2.2 供液
首先確定備用瓶組的管道總閥門已經(jīng)關(guān)閉，打開準備使用的鋼瓶上的氣體閥和出液閥，再打開與鋼瓶連接的瓶組匯管橇上對應(yīng)的閥門，接著打開與之對應(yīng)的管道總閥門。最后再打開氣化器進口處的閥門，液體通過氣化器氣化后經(jīng)調(diào)壓器調(diào)壓后供給用戶。
供液時，若鋼瓶的壓力不夠，可以打開鋼瓶的增壓閥，通過鋼瓶自帶的增壓系統(tǒng)對
鋼瓶增壓，從而獲得足夠的供液壓力。
2.3 LNG氣化器的使用
2臺LNG空溫式氣化器1用1備。切換時，只要將投運的氣化器前閥門打開，將停用的氣化器前閥門關(guān)閉即可。
2.4 氣化調(diào)壓計量加臭橇的調(diào)試
調(diào)試前，先關(guān)閉設(shè)備上除儀表閥門外的其他閥門，緩慢打開入口閥門向設(shè)備供氣，打開進氣總管上壓力表前閥門，觀察供氣壓力情況。當(dāng)流量計投入使用時，應(yīng)緩慢打開流量計前的閥門，防止氣流沖擊流量計，造成流量計損壞，然后再緩慢打開流量計后的閥門。
2.5 使用注意事項
① 整套工藝系統(tǒng)初次使用時應(yīng)進行隋性氣體置換。
② 空溫式氣化器需定期清理表面的結(jié)霜，以提高熱交換性能。清理時需注意設(shè)備低溫，防止低溫造成人身傷害事故。
③ 計量裝置在啟用、設(shè)定、維護、試驗等情況下，進出口閥門的開啟必須十分緩慢，先略微開啟一些，使前后管道的壓力緩慢上升，穩(wěn)定后再進一步開大，直至全開。否則，可能造成壓力表損壞等不良后果。
④ 啟用過程中向管道充氣常易造成壓力表超量程損壞。應(yīng)盡可能在充氣時關(guān)閉壓力表的根部閥門，待充氣結(jié)束壓力穩(wěn)定后再緩慢開啟閥門。若需在充氣時觀察壓力表，則應(yīng)將壓力表根部閥門微啟，讓燃氣緩慢進入壓力表，待壓力穩(wěn)定后再完全開啟該閥門。
⑤ 安全閥根部閥門應(yīng)保持常開狀態(tài)，以保證安全閥可以正常放散。安全閥的旁通閥一般應(yīng)保持關(guān)閉狀態(tài)，需人工放散時才能打開。
2.6 停運說明
當(dāng)整個工藝系統(tǒng)停止使用時，首先關(guān)閉各進口閥門，然后打開各處放空閥，將系統(tǒng)內(nèi)殘余氣體放凈，最后打開排污閥，將殘余液體排干凈。儀表閥、放空閥和排污閥等直通大氣的閥門在氣化站停用期間應(yīng)關(guān)閉。
3 結(jié)論
① 在設(shè)計LNG瓶組氣化站時，應(yīng)根據(jù)建設(shè)單位提供的用氣量、氣化站距儲配站的距離、交通狀況等因素，合理設(shè)置鋼瓶的數(shù)量，以保證及時換瓶。
② 對于橇塊內(nèi)設(shè)備的選擇，如電熱式天然氣加熱器、流量計等，應(yīng)考慮實際情況，以免造成浪費。
③ 站區(qū)在維護時，應(yīng)定期檢查安全放散閥放散情況及放散壓力，定期檢查設(shè)備密封隋況，以及設(shè)備絕熱層情況。
④ LNG瓶組氣化站雖然具有一定的優(yōu)勢，但畢竟只是城市天然氣管網(wǎng)建設(shè)前的過渡氣源，因此不宜大規(guī)模建設(shè)。
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