液化天然气气化站的工程设计

液化天然气气化站的工程设计

徐文博

哈尔滨市燃气工程设计研究院有限责任公司 黑龙江省哈尔滨市， 150016

摘要：作为我国经济发展重要能源的液化天然气，可以代替煤炭能源，降低对生态环境的负面影响。而且该能源拥有较强节能环保能力，拥有更佳能量密度，应用前景良好。为让液化天然气进一步扩大使用范围，就要对气化站展开详细工程设计。本文从选址、工艺流程、消防等多个环节展开系统性设计，旨在为液化天然气大面积推广应用创造良好条件，推动绿色经济健康发展。

关键词：液化天然气；气化站；工程设计

前言：采用科学方式应用液化天然气，可以有效降低能源危机，推动我国经济实现可持续发展。气化站为液化天然气高效应用的一个重要环节，所以要将高质量的工程设计落实到生产管理相关工作中去。同时在液化天然气使用时，要做好正面推广，让更多民众享受到液化天然气使用的便利性，全面推动经济建设，并将低碳理念传播给民众，为以后绿色发展打下基础。

1落实气化站选址与布设工作

对于液化天然气的气化站选址，要以《建筑设计防火规范》（GB50016-2014）与《石油化工企业设计防火规范》（GB50160-2018）等规定为准^[1]。布置设施要以甲类生产场所为准，结合当地风向、地形等因素，综合考量选址工作。将当地人员集中率小的场所作为首选方案，并要求选址位置全年明火最小。作为气化站重要构成的生产区，是负责存放用于存储液化天然气的储罐和将液态转化为气态的气化区，还有对天然气气压调节的调压区也在生产区中。要求使用两米以上高度的墙体，将气化站四周包围，并增设两个用于运输液化天然气的大门，在辅助区则要增加用于人员进入、离开气化站的两个大门，保证生产运输与人流通道分别在气化站的两侧位置，避免出现安全意外。储槽要以单排设置，并利用围堰将储槽进行保护，预防在气体存储时发生防泄漏风险。主汽化器要以两组轮换式工作，每隔两个小时进行汽化器的切换，并增设水浴式汽化器，可以有效预防主汽化器在产生系统故障时，无法让液化天然气汽化，保证生产设备安全性。也可以预防生产环境温度异常，保护管道安全。汽化器要放置于汽化区内，并将例如卸车增压器设备一并放于其中，便于进行装置管理。检查气化站，将下风向区域增设放散总管，让储槽与内部建筑可以得到安全防护。例如配电室、仪表室一类生产设施要放于辅助区内，和生产区拥有安全距离。

2注意液化天然气卸车工序

在液化天然气从开发地运输至气化站，并在气化站存储时，要通过公路槽车与罐式集装箱车共同作业。实际操作时，要在卸车时使用增压汽化器，让槽车的储罐内部压力缓慢提升，这会让槽车和储罐之间存在压力差距，并通过该压差，将槽车储罐的液化天然气转移至气化站的储罐中。结束卸车工作后，还要把槽车储罐内部气相天然气有效回收，在该过程中需要利用卸车台准备的气相管道。拥有上下进液口的储罐中，多数情况会以上进液作为灌输液化天然气，而下进液则是用于卸车操作，这一点需要在卸车时额外注意^[2]。虽然液化天然气对于温度敏感程度一般，但也需要规避卸车时让储罐内外产生过大温度差，可能会破坏管道稳定性，也会影响卸车操作速度。所以，需要采用液氮置换空气的方法，保证管道在卸车过程中处于冷却状态，避免液化天然气转变为气态。如果在开、关阀门时速度过快，会让液化天然气在管道内产生超过管道所能承受的流速，会在液体冲击下发生管道破坏，这也要在卸车时额外注意。

3关注气化站工艺流程

让天然气从液化状态转变为气化状态，是气化站重要工艺流程。在卸车操作时，液化天然气会从槽车储罐内流至空温气化器内，随之改变形态，变成气化状态。可是，在储罐液化天然气总量逐渐降低时，储罐内部压力也会发生降低，造成液化天然气从储罐流出速度缓慢缩减，直到停止流出。为了避免出现这种情况，需要在正常供气状况时，让储罐内部拥有充足气体，合理控制储罐压力，保证储罐内天然气可以正常完成气化反应。对储罐增加压力时，需要通过增压调节阀和空温气化器操作。如果储罐内部气压低于自动增压阀预设数值，自动增压阀会在此时进入工作状态，通过液位差影响，让储罐内部剩余液化天然气朝空温气化器流动。而空温气化器内部液化天然气会和空气产生换热反应，从液态变成气态，向储罐反向流动，直到槽车储罐内部拥有符合要求的压力后，停止该操作流程。通过该压力作用，让储罐的液化天然气从液态流到主汽化器，转变为气化状态。完成气化状态后，还要通过调压、加臭等后续处理，才能把气态天然气转移至输配管网内，为居民生活提供清洁能源。如果是夏季，空温气化器在出口位置会拥有约15摄氏度的温度。如果是在冬季、雨季等级别，气化器会下降气化效率，天然气会拥有0摄氏度的低温条件。如果将这种低温天然气运送至输配管网，会对管道、阀门等设施造成严重影响。所以，需要通过水浴加热器对气化状态的天然气进行升温处理，让天然气温度拥有10摄氏度条件，才允许将其运送至输配管网，为居民提供能源服务

^[3]。 在对储罐增压时，储罐压力会伴随气态天然气含量提升而逐渐增大。在储罐压力和增压调节阀预设关闭压力相同时，增压阀会自动关闭，完成储罐增压工作。与之相对应的是储罐内部压力比增压阀预设开启数值小，会在气化时自动进行增压操作。

4重视消防安全设计

设计气化站系统时，会涉及到若干个子控制系统，设计人员需要在设计阶段就对子系统科学分析预设参数。例如装置的自动控制、实时报警等子控制系统。而卸车进液的储罐液位、内部压力等数值，要以气压站真实工作需求合理设置。为保证气化站运营的安全性，要对消防安全产生足够重视，对相关设施进行设计。灭火器材是作为小规模消防设施，水喷淋负责处理中等灾情，而消防水炮则是大型火灾必备设施，并要同时通知城市火警处理后续问题。而气化站内部消防需要充足水源，这就需要在设计水管网时，让供水干管保持复数状态，并以环状设计，确保在火灾发生的第一时间可以得到有效控制，为后续灾情救援预留充足时间。 灭火器或干粉灭火器都可以作为灭火器材预选配置，确保以消防安全标准选择灭火器规格，以气化站规模合理选择采购数量，摆放形式也要遵守消防标准。相关人员需要联合当地消防队，定期进行消防演练，让工作人员在灾情发生时可以有序撤离，避免产生人员伤亡。同时，气化站内部也要邀请专业人员，为所有工作人员进行安全讲座，重视工作安全性，将火灾、爆炸等安全风险控制在隐患阶段，将问题及时根除，避免在以后工作中产生严重安全问题，影响气化站正常运营。

结论：对于液化天然气这种能源，需要由专业人员投入气化站设计，并以工程实际建设条件出发，采取合适方法制定设计方案，优化细节内容，以提升气化站工作效率为目的，展开系统性研究，并将工程设计相关资料、数据等做好保存，为下一次气化站建设积累工作经验。

参考文献

[1]黄宇,陈海平,宋坤.液化天然气接收站气化器自主研制与工业化研究[J].现代化工,2018,038(002):173-176.

[2]马开湖.液化天然气气化站仪表自动化系统[J].建筑工程技术与设计,2018,000(017):4132.

[3]曹云,李军武,高芬.液化天然气气化站站内低温管道设计浅析[J].化工管理,2018,494(23):213.