工业天然气方案

XXXXX有限公司
液化天然气站供气工艺设计方案
一、概述：
依据XXXXX能源装备有限公司提供的天然气使用技术数据，我公司所提出的工艺方案是按照国家相关的设计规范与标准、用户新建厂区的实际使用状况而作出。

其中，供气站设计时采用的主要设计规范有:
1、GB 50028 - 2006《城镇燃气设计规范》
2、GB 50016 - 2006《建筑设计防火规范》
3、GB 50183 - 2004《石油天然气工程设计防火规范》
4、GB 50057 - 94《建筑物防雷设计规范》
5、GB 50058 - 92《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》
二、气体使用技术数据
用户使用的天然气主要用在3台淬火炉、3台回火炉（包括8#厂房）。

具体消耗量如下：
根据上表统计，用气情况如下：
使用压力 0.08 MPa
平均用量 3150 NM³/h
气体使用的方式：
一旦点炉，24小时连续生产用气；
每次点炉持续时间3~4天；
间隔3~4天后再点炉。

三、供气站设计方案
（一）设计原则
1、为了提高工程建设投资效果，在工艺设计中，要从供气和用气工况及气量平衡、管网压力级别、工艺流程、输配管网布置、主要设备和仪表阀门选型、自控系统设置、管道与防腐选材、安全设施等方面进行多方案比选，从中选取技术先进、经济合理的最佳设计方案。

设计方案优选应遵循以下原则：
（1) 必须处理好技术先进性与经济合理性之间的关系，由于LNG所具有的超低温、高能量密度、泄露后极易造成灾难性事故的危险特性，不能一味追求经济效果而牺牲设施的功能水平。

(2) 必须兼顾建设过程与使用过程，应综合考虑设置费与运营使用费，力求项目使用寿命长并且费用最低。

2、气化LNG的热源是自然热源(空气)，LNG工艺流程为空温式气化方式。

运行费用低。

为了防止冬季和雨天空温式气化器出口天然气的温度低，损坏
后续的管道，在空温式气化器的出口串联接1台水浴式气化器（热源采用厂内电加热）。

前者的优点是运行成本低，后者是工艺流程更有保障。

（二）、LNG供气站工艺设计
1. LNG储罐的设计选用
1-1 一般工业使用液化天然气的储存量在1000M³以下的LNG供气站，基本都采用真空罐带压储存。

为便于储罐自增压操作，带压真空罐通常采用立式双层金属罐。

其内部结构类似于直立的暖瓶，内罐支撑于外罐上，内、外罐之间是真空粉末绝热层。

受运输和整体吊装条件的限制，单罐容积多采用100M³，本站采用两台100M³立式储罐。

1-2 储存罐的规格、结构特点：常用的100M³立式储罐，内罐内径为3000mm，外罐内径为3800mm，罐体加支座总高度17100mm，储罐几何容积为105.28M³。

外罐的主要作用是通过吊挂或支撑形式固定内罐与绝热材料，同时与内罐之间形成高真空绝热层。

作用在外罐上的荷载主要为内罐和介质的重力荷载以及绝热层的真空负压。

因此，外层设计压力-0.1MPa。

为确保安全充装和运行，储罐设置有高限报警(充装量85%)、紧急切断(充装量95%)、低限报警(剩余10%LNG)。

1-3 设计压力与计算压力的选用
目前绝大部分100M³立式LNG储罐的最高工作压力为0.4MPa。

设计压力为0.5MPa；充装系数0.95。

2 LNG储罐总容量选用
储罐总容量通常按储存3天高峰月平均日用气量来计算确定。

同时还应考虑气源点的个数、气源厂检修时间、气源运输周期、用户用气波动等因素。

当气体选用的数据如下时：
使用日高峰值为3150 NM³/hx24h=75600 NM³；
储罐内使用压力0.4MPa；
气液比600:1；
按照3天保有量计算，每天约用LNG量为126m3，折合59.52吨：储罐总容量为378m3
所以选用100 M³LNG储罐----4台，其中一台为备用，可以满足使用与运输之间的矛盾。

3、BOG(蒸发气体)缓冲罐选用
对于LNG供气站，为回收非调峰期装卸槽车时的余气和储罐中的BOG(蒸发气体)，常在BOG加热器出口增设一台BOG缓冲罐，其容量按回收槽车余气量计算设置。

一般为2m3为宜。

4、空温（加热）式气化器设计
(1) 储罐增压气化器
按105 m3LNG储罐装满100 M³LNG后，在30min内将10M³气相空间的压力由卸车状态的0.3MPa升压至工作状态的0.4MPa进行计算，据计算结果每个储罐必需选用1台气化量为200 M³/h空温式气化器为其增压以保证输出压力。

气化器的设计参数：设计压力1.0MPa；工作压力0.4MPa；设计温
度-196～60℃；工作温度-145～-162.3℃；安装方式为立式；材料LF21。

(2) 卸车增压气化器
由于LNG罐车上加压装置过程缓慢，因而站内要设置气化量300M³/ h的卸车增压气化器，将槽车压力短时间增至0.6MPa。

设计参数同储罐增压气化器。

(3) 空温式气体供应气化器选用
空温式气化器是LNG供气站向气体使用点供气的主要气化设施。

气化器的气化能力按用气高峰小时计算流量的1.5倍确定。

常用的单台气化器的气化能力为1000NM3～2000NM³/h，一般2台～4台为1组，设计上配置1～2组，相互切换使用。

当一组使用时间过长，气化器结霜严重导致气化器气化效率降低，出口温度达不到要求时，人工(或自动)切换到另一组，本组用作进行自然化霜备用。

设计参数:设计压力为1.0MPa；工作压力为0.4MPa；设计温度为
-190℃；进口温度为-145℃～-162.3℃；出口温度大于或等于环境温度-5℃；安装方式为立式；材料为LF21（铝合金）。

当气体选用的数据如下时：
使用日高峰值为3150 NM³/h；
使用日高峰值增加裕量 50%；
汽化器配置应为4725 NM³/h（实际选用5000 NM³/h,5台，每台1000 NM³/h）
所以选用1000 NM³/h ----5台（三用一备）
(4)BOG(蒸发气体)加热器
由于站内BOG发生量最大的是回收槽车卸车后的气相天然气，故BOG空温式加热器的设计能力按此进行计算。

回收槽车卸车后的气相天然气的时间按30min计。

以一台50M³的槽车，压力从0.6MPa降至0.3MPa为例，计算出所需空温式BOG加热器的能力为480M³/h。

实际选用的加热能力略大于理论计算能力，为300m3/h。

设计参数同空温式气化器。

(5)电加热水浴式加热器
当环境温度较低而且辽宁抚顺地区的气温达到零下20℃时候，根据气化效果，空温式气化器出口温度低于20℃时，在空温式气化器后应串联水浴式加热器，对气化后的天然气进行补充加热。

(6) 放散气化器
罐体放散 **LNG常压下的沸点温度为-160.5℃，常压下储存温度为-162.5℃，当LNG气化为CNG时，其临界浮力温度为-107℃。

①当CNG温度高于-107℃时，CNG比空气轻，将从泄漏处上升飘走；
②当CNG温度低于-107℃时，CNG比空气重，低温的CNG会向下集聚与
空气形成可燃性爆炸物。

为防止第二种情况出现，流程中要设置一台空温式放散气体加热器，放散气体先通过该加热器加热使其密度小于空气，然后再引入高空放散。

安全阀放散 **安全阀放散气体是通过空温式气化器达到的，应将安全阀放散管和储罐放散管接入总管集中放散。

4. 调压与加臭装置设计
**根据LNG供气站的规模选择调压装置。

通常设置双路不锈钢调压装置。

**加臭装置设计为筒式蒸发式结构，加臭剂采用四氢噻吩，加臭以隔膜式计量泵为动力，根据流量信号将臭味剂注入燃气管道中。

5.工艺控制设计
LNG供气站的工艺控制系统包括站内工艺装置的运行参数采集和自动控制、远程控制、连锁控制和越限报警。

通常在以下位置设置控制点：①卸车进液总管；②空温式气化器出气管；③水浴式NG加热器出气管；④100m3LNG储罐；⑤BOG加热器压力；⑥调压器后压力；⑦加臭机。

调压器选用超压切断式，当出口压力超压时自动切换。

调压器后设安全放散阀，超压后安全放散。

天然气出站管道上设电动阀，当站内天然气泄漏浓度达限声光报警时；或出站阀后压力高出设定压力声光报警时；或紧急情况(如失火)时，都可在控制室迅速切断进、出口电动阀。

6. 消防设计（此项土建、消防由客户负责）
LNG供气站的消防设计根据GB50028-2006《城镇燃气设计规范》进行。

在LNG储罐周围设置围堰区，通常1台罐为1组，每组之间以0.3m 高防液堤分隔，储罐区四周以1.0m高防液堤分隔外界分隔开，以保证储罐发生事故时对周围设施造成的危害降低到最小程度。

为保证储罐安全运行，在LNG储罐上设置冷却喷淋系统。

LNG储罐的消防用水量按
储罐固定冷却喷淋用水量和火灾时水枪用水量之和计算。

四、供气设备、设施明细及投资
我公司只负责设备投资，不含厂房、围墙、地面、基础等土建、公用工程（水、电）等投资。

根据以上的设计数据将主要的设备设施配置明细汇总如下：
每天用LNG量为：30.57吨（24小时使用）；
1、100M3/0.8MPa的LNG储罐-------------3台x81万=243万元
2、2000NM³/h空浴式汽化器—--------------4台x10万=40万元
3、300NM³/h空浴式汽化器—---------------4台x2.4万=9.6万元
4、2000NM³/h水浴式汽化器—--------------1台x11万=11万元
5、减压阀组—---------------------------3套x7万元=21万元
6、紧急切断阀—-------------------------8个x2.2万元=17.6万元
7、各类阀门、管件、标准件及管道等—-----1批x42万元=42万元
8、加臭机、添加剂机---------------------14万元
9、报警器系统、仪表、配线、电变速器等---52万元
10、PLC综合控制系统、仪器仪表附件等—---25万元
11、设计、报检等------------------------45万元
合计： 520.2万元
我公司将投入将投入520.2万元，这还不包括不可预见的费用、不包括厂区内管道。

五、供应、运输能力方面
为了达到LNG供气站有足够的液体，保障生产用气，我公司具有集
团的团体供LNG的优势，集团的配套供应基地在哈尔滨、大连及廊坊等地。

在大庆、吉林松源内蒙等地建立了LNG气源基地。

在运输保障能力方面，目前有20台性能良好的半挂式大容量液体运输车辆，专门设有运输车辆维修部，对专有车辆保养维护，确保良好的运输使用状态。

目前已经建立一整套LNG供应系统，不仅能为用户提供足量的LNG，也能够对客户提供优质优价的LNG产品。

目前在辽宁地区提供使用LNG的用户如大连中国一重、大连造船公司、大连中远船务公司及旅顺造船厂等企业。

我们坚信：双方会在强强联合、互利互助、平等交往、共同发展的基础上建立良好有序的供求关系。

以上设计方案如有不当之处请指出！
XXXXXX有限公司
2011年5月4日。